JPH0642282A - 試錐孔の組立、そのための方法および組成物 - Google Patents

試錐孔の組立、そのための方法および組成物

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JPH0642282A
JPH0642282A JP15499593A JP15499593A JPH0642282A JP H0642282 A JPH0642282 A JP H0642282A JP 15499593 A JP15499593 A JP 15499593A JP 15499593 A JP15499593 A JP 15499593A JP H0642282 A JPH0642282 A JP H0642282A
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protective
tube
aquifer
protective tube
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JP15499593A
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Gabriel Maries-Joseph Jean Cottrell
ガブリエル・マリー−ジョゼフ・ジャン・コトレル
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Sandoz AG
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 帯水層を汚染させずに水を汲み揚げる方法を
提供する。 【構成】 （ａ）不浸透性地層へ貫通しない第１のボー
リング穴をあけ、それより小さい直径の第２のボーリン
グ穴を帯水層へあけ、（ｂ）それらの中間の直径の保護
チューブを挿入し、（ｃ）保護チューブと大きい直径の
ボーリング穴との間の輪状空間へ保護モルタルを加える
段階を含み、放射状の穿孔をもつ輸送管を、保護モルタ
ルの位置で保護チューブのまわりに巻き付けることから
なる、不浸透性地層の下に広がる帯水層の水へ近づく方
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は不浸透性地層が上を被
っている帯水層から水を抜き取る方法、それに使用する
ボーリング構造、およびモルタル組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】不浸透性地層を通ってボーリングし、そ
の下に広がっている帯水層（「下方帯水層」）ヘ到達す
る必要があることはよく起こることである。これは不浸
透性地層の上にある帯水層（「上方帯水層」）が汚染し
たか、枯渇したか、あるいはその両方であるために起り
得る。下方帯水層へ近づくために実施される掘穿操作
は、油、グリース、掘穿泥水、および細菌汚染のため、
それ自体が汚染源となることが多い。しかも汚染した水
は、ボーリング穴の側面と挿入されたボーリング管との
間に作られた輪を通って下方帯水層へ浸み込み得る。速
乾性セメントを使用するグラウティングにより、この輪
を埋めることは普通に行われていることであるが、現在
用いられているグラウティングは完全防水性でないこと
が多いから、掘穿後、直ちに下方帯水層が汚染されるこ
とはしばしば観察されることである。従って上を被って
いる不浸透性地層の穿孔には、その下に広がっている帯
水層を汚染するリスクをもつ。
【０００３】このリスクはボーリングした穴が用済みに
なったとき増大する。この場合、通常はボーリング管の
先端部を引き抜き、ボーリング穴に軽コンクリートや、
砂利、土のような非防水性物質を詰め込む。現在のとこ
ろ、このやり方は必ずしも厳密に規制されていない。
【０００４】
【発明の構成】この発明によって、不浸透性地層の下に
広がっている帯水層から水を抜き取る穴を作り出すこと
が可能であり、それによって上部の不浸透性地層から帯
水層へ汚染が浸み込むのを防止するだけでなく、下方に
広がっている帯水層に有害な効果を与えることなく、穴
を用済みにできることが判明した。従ってこの発明は、
（ａ）不浸透性地層へ掘穿して、ただしそれを貫通する
ことなく第１のボーリング穴をあけ、それより小さい直
径の第２のボーリング穴を帯水層へあけ、（ｂ）それら
のボーリング穴の中間の直径を有する保護チューブをそ
の間へ挿入して、それを地表へ伸ばし、（ｃ）保護チュ
ーブと大きい方の直径のボーリング穴との間の輪状空間
へ保護モルタルを加える段階を含み、輸送管状物の内側
からモルタルへ流体(fluid)を通過させ得る放射状の穿
孔部分を含んでいる輸送管状物を、保護モルタルの位置
で保護チューブのまわりに巻き付けることからなる、帯
水層へボーリング穴を掘穿することによる不浸透性地層
の下に広がる帯水層の水に接触する(access)(近づく・
連絡する・利用する)方法を提供する。
【０００５】この発明はまた、帯水層へ伸びるボーリン
グ穴、不浸透性地層へ伸び、ただしそれを貫通しないそ
れより大きい直径を有するボーリング穴、その間に挿入
される保護チューブを含み、ここで保護チューブはボー
リング穴の中間の直径を有し、不浸透性地層から地表へ
伸びており、大きい方のボーリング穴と保護チューブと
の間の輪状空間に配置された保護モルタル、および保護
モルタルの位置で、保護チューブのまわりに巻き付け放
射状に穿孔した輸送管状物を含み、この輸送管状物は、
管状物からモルタルへ流体を通過させ得ることからな
る、不浸透性地層の下に広がる帯水層から水を抜き取る
手段を提供する。
【０００６】この発明はさらに、不浸透性地層へ掘穿し
て、ただしそれを貫通しない第１のボーリング穴をあ
け、第１のボーリング穴より小さい直径を有する第２の
ボーリング穴を帯水層へあけ、その間へ地層から地表へ
伸びる保護チューブを挿入し、その保護チューブはそれ
らのボーリング穴の中間の直径であり、保護チューブと
大きい方の直径のボーリング穴との間の輪状空間へ保護
モルタルを加え、輸送管状物の内側からモルタルへ流体
を通過させ得る放射状の穿孔部分を含んでいる輸送管状
物を、保護モルタルの位置で保護チューブのまわりに巻
き付けることからなる、不浸透性地層の下に広がる帯水
層へ到達するために、ボーリング穴を掘穿することによ
って、不浸透性地層の不浸透性を回復する方法を提供す
る。
【０００７】この発明はさらに、（ａ）地表から帯水層
へ伸びている排水管、および（ｂ）排水管を囲んで同心
円状に配置され、地表から不浸透性地層へ伸び、ただし
それを貫通せず、保護チューブおよびそれがはめ込まれ
ているボーリング穴によって仕切られた輪状空間へ詰め
られた保護モルタルによって、その下端の位置で支えら
れている保護チューブを含み、さらに輸送管状物から保
護モルタルへ流体を通過させ得る放射状の穿孔部分を含
んでいる輸送管状物を、保護モルタルの位置で保護チュ
ーブのまわりに巻き付けていることからなる、不浸透性
地層の下に広がる帯水層から水を汲み揚げるために採用
されたボーリング穴組立て物を提供する。
【０００８】即ち、この発明のボーリング穴は（ａ）不
浸透性地層の下に広がる帯水層へ伸びている比較的細い
ボーリング穴、（ｂ）不浸透性地層へ伸びているが、そ
れを貫通しない、やや広いボーリング穴、（ｃ）それら
の２つのボーリング穴の中間の直径をもち、地表から地
層へ伸びている保護チューブ、（ｄ）大きい方のボーリ
ング穴の側面とチューブによって仕切られている輪状空
間へ加えられた保護モルタル、および（ｅ）保護チュー
ブのまわりを保護モルタルの位置で取り巻き、液体を表
面からモルタルへ移行させるように適合させた穿孔され
た輸送管状物を含んでいる。
【０００９】保護チューブがその下方末端で不浸透性地
層上に据えられていることが重要であるから、好適なボ
ーリング穴が地層へ伸びているが、それを貫通しないこ
とが必要条件である。当然のことながら、好適な大きさ
の保護モルタルの輪の設置ができるように十分な距離で
地層へ伸びていなければならない。これはボーリング穴
の大きさおよび地層の深さのような因子によって変わり
得るが、当業者であれば容易にそれを確かめることがで
きる。好ましくは保護チューブのためのボーリング穴
は、ほぼ地層の底部へ達する。
【００１０】従って保護モルタルを伴う保護チューブ
は、上方の地層から水が帯水層へ侵入するのを防ぐ。そ
のようなボーリング穴が用済みになると、保護チューブ
に蓋をして、その場所に放置し、従って地層の不浸透性
は確保される。
【００１１】この発明と関連して使用される他のボーリ
ング穴の設備は従来のものである。例えばボーリング穴
へ挿入し、帯水層へ伸び、ついで砂利によって取り囲ま
れる穿孔した管は代表的なものである。この管を通して
帯水層からの水は通常の態様で除かれる。
【００１２】放射状の穿孔部分をもった輸送管状物は、
例えばＦＵＫＯ（マスター・ビルダーズ・テクノロジー
ズ）の商標のもとに入手可能である。この特殊な輸送管
状物はネオプレン製であり、その周囲全体に多数の放射
状の穿孔を含んでいる。これを保護チューブのまわりに
隙間なくラセン状に巻き付ける。言うまでもなくすべて
の穿孔はモルタル内にあるべきであり、それによってそ
れを通過する任意の液体は、モルタルだけに通過する。
ボーリング側面と保護チューブ側面との間に作られた輪
の頂部および底部からの穿孔の分離は、ボーリングとチ
ューブの相対寸法、モルタル輪およびモルタルの組成に
大きく依存するが、穿孔はモルタル輪の頂部または底部
の何れからも０.５メートル、好ましくは１メートル以
内に近接すべきではない。
【００１３】穿孔した輸送管状物は２つの問題、即ち、
どうやって保護モルタル輪を確実に防水性にできるか、
もし防水性でなければ、どうやればそうなるかという問
題を解決した。水の不浸透性の検出は、輸送管状物を通
して加圧下に水を注入するという簡単な問題である。圧
力のあまりに急速な低下はモルタル部分に許容し得ない
程度の浸透性を生じるであろう。ついでこの状況は、任
意の割れ目およびひび割れをシールし、モルタルを水不
浸透性にする水反応性シーリング液体物質の加圧下注入
によって修正することができる。これによって汚染した
水が上層の不浸透性地層から帯水層へ浸透できなくす
る。好適な水反応性シーリング物質の代表的な例は、
「マスター・フレックス」（商標）６０１ｅｘマスター
・ビルダーズ・テクノロジーズ（無溶媒注入樹脂）であ
る。
【００１４】この発明の利点の１つは、たとえボーリン
グ穴が用済みになっても、モルタルのモニターおよび修
復をともに連続的に実施できることであって、従って地
層の不浸透性を長期間確保できる。
【００１５】この発明の方法に使用するモルタルは当業
界既知の任意の好適なモルタルであり得る。ただし特殊
なモルタルの組成は特に良好な結果をもたらすことが判
明した。従ってこの発明はまた、砂および／または砂
利、セメントおよび繊維の混合物が、乾燥組成で、粒径
約０.１μm〜１０mm、好ましくは０.１μm〜８mm、一層
好ましくは０.１μm〜４mmの連続体であり、水と混合し
たのち、新しいモルタルが少なくとも１.７に等しい密
度を示し、約０.２８〜０.３５の水／セメントの割合で
あって、在来のポンプ装置で吸い揚げ得るように成分の
量を選ぶことからなり、 −少なくとも１種類の水硬性セメント、 −少なくとも１種類の混和物（好ましくは混和物の混合
物）、 −砂および／または砂利、および充填材の混合物、 −その特性、量、および寸法特性が、硬化後、モルタル
が柔軟性および２４時間で測定した耐圧性が少なくとも
２５mPaに等しい性質を示すように選ばれた繊維を含有
するモルタル組成物を提供する。
【００１６】好ましくは −水硬性セメントが約５％以下のＣ3Ａ値および５％以
下のＳＯ3含量を示し、 −水硬性セメントを、モルタルを注入する媒質中でサル
フェートイオンおよび／または腐食性イオンに高い抵抗
性を有する特殊セメントから選び、 −混和物が −リグノスルホネートのような使用する水の量を減らす
少なくとも１種の薬剤 −少なくとも１種の硬化遅延剤 −少なくとも１種の可塑化剤 −少なくとも１種のガス状または結晶性増量剤 −少なくとも１種の硬化および増量促進剤 の組み合わせを含有する。
【００１７】言うまでもなく、上記の成分の性質および
配合比は和合性のある混和が達成し得ることを考慮して
選ばれる。
【００１８】砂および／または砂利、セメントおよび充
填材の混合物は、基本的に粒径が約０.１μm〜１０mm、
好ましくは０.１μm〜８mm、一層好ましくは０.１μm〜
４mmの連続体であるように選ぶ。実際問題として、極め
て微細なもの（例えばシリカフューム）から甚だ粗いも
の（例えば砂利）のような幅広い範囲の物質が存在す
る。砂および砂利は、好ましくはケイ酸を含むものであ
り、丸くて汚れておらず、最大直径が１０mm、好ましく
は８mm、一層好ましくは４mmのものである。充填材は当
業界既知の幅広い範囲から選び得、シリカフュームが特
に好ましい。ある種のシリカフュームは充填材としてと
同時に結合剤としても作用できる。シリカフュームは、
好ましくは少なくとも０.５の密度の圧縮されたシリカ
フュームであり、ＳｉＯ2＞８５％およびＳＯ3＜１％の
化学的特徴を有している。超微粒フューム（約０.１μm
〜２０ミクロン）はチキソトロピー、モルタルの希釈お
よび乾燥に対する抵抗性を提供するが、粗いフュームは
連続体が微粉サイズで維持されており、従って一層良好
な加工性および不浸透性を達成するのを助ける。理想的
には、下方サイズ限界はできるだけ小さくあるべきであ
り、超微粒シリカフュームの最小粒径は０.１μmより小
さい粒径であるとさえ言われている。この事実により、
本明細書では「０.１μm」を限界として使用する。
【００１９】セメント重量の使用量合計は、好ましくは
５〜９％であって、粗いシリカフュームの超微粒シリカ
フュームに対する割合は約１.５である。このシリカフ
ュームの使用量はモルタルの安定性を得、従って沈降分
離を避けるのに好ましいものである。
【００２０】この連続体は大きい方の成分の沈降分離を
防止するのに役立つことによって、モルタルの安定性を
もたらす。またこれは最大の硬化度および優れた不浸透
性をもたらし、帯水層を汚染から防御するのに役立つ。
しかもモルタルの不浸透性は、それを取り巻く地層から
の腐食に対して最初で最良の防御である。これは長期間
にわたる建設の耐用性を保証する。そのうえ連続体は混
合時の水の加え過ぎの硬化をなくすのに役立つ。
【００２１】この発明に使用するのに好ましい種類の乾
燥した即成モルタルの好ましい組成物は、繊維を除く各
種成分全体の粒子サイズ分布を考慮して決定され得る。
このための参考として図１を示す。図１はこの発明のモ
ルタルの数種の構成成分の累積サイズ分布曲線を示し、
さらに乾燥モルタルの平均粒径がそれへ粘着する面積
（「Ｆ」で示す）を規定したサイズ分布グラフである。
曲線Ｃ１、Ｃ２およびＣ３はそれぞれ砂利、ふるいに掛
けた粗いＢＸ型の砂、およびふるいに掛けた微細なＢＸ
型の砂の曲線を示す。曲線Ｃ４は商業的にＲＳ３、ＭＥ
ＡＣ９００の名前で知られている工業用カーボネートの
曲線である。曲線Ｃ５は古典的なドロマイトの曲線であ
る。曲線Ｃ６はＭＥＡＣ３０００の名前で知られている
充填材の曲線である。曲線Ｃ７〜Ｃ９は、それぞれ３Ｆ
Ｓ〜１ＦＳの名前で知られているシリカフュームを表
す。
【００２２】この発明の好ましい乾燥モルタル組成物
は、点（３mm、１００％）（１.２mm、６７％）および
（１μ、８％）を結ぶ２本の直線、および点（８mm、５
０％）（２mm、５０％）および（１μ、０％）を結ぶ２
本の直線によっておおまかに仕切られた分布サイズグラ
フの面積内にある平均粒径を示すことが判明した。
【００２３】増量剤は割れ目およびひび割れへモルタル
を塗りつけるのに有用であり、それによって不浸透性地
層の効率的な密封を確実にするのに役立つ。またそれら
はモルタルの硬化に際して縮む天然の傾向を抑える。増
量剤の代表的な例を挙げれば、アルミニウム粉末のよう
な気体状増量剤、およびアルミニウムセメント、ソー
ダ、苛性カリ、過剰石膏、消石灰のような結晶性増量剤
の単独または混合物である。商業的に入手可能な増量剤
の例は、イントラプラスト（商標）Ｚ（シッカ）、フロ
ーケーブル（商標）（ＭＢＴ）およびスタビルマック
（商標）（ＭＢＴ）等がある。
【００２４】気体状または結晶性の増量剤の何れかを使
用するのが、これまで当業界で普通のやり方であった。
然しこの発明のモルタルでは、２つの型を一緒に使用す
ると特に良好な結果が得られることが判明した。従って
この発明は上記に示した型のモルタルを提供し、ここ
で、この組成物は、少なくとも１種類の気体状増量剤と
少なくとも１種類の結晶性増量剤を含む。
【００２５】可塑化剤は当業界既知のもの、例えばスル
ホン化したナフタレン類および／またはメラミン類から
選ぶ。
【００２６】硬化遅延剤は当業界既知のもの、例えばグ
ルコン酸ナトリウムまたは類似の既知の化合物から選
ぶ。
【００２７】硬化促進剤は当業界既知のもの、例えば塩
化カルシウムまたは苛性カリウムと組み合わせた硫酸ナ
トリウム、または塩化カルシウムと組み合わせたソーダ
から選ぶ。
【００２８】繊維は当業界既知の好適な任意の繊維、例
えばポリマー性繊維であるが、ただし好ましい繊維は鋳
鉄製のものであり、好ましくは耐腐食性で、好ましくは
長さが１０〜４０mm、一層好ましくは２０〜３０mmのも
のである。硬化した状態では、この発明に使用するモル
タルは１Ｍ3当たり少なくとも３.１０6、好ましくは少
なくとも３.５.１０6の繊維を含んでおり、存在する繊
維量は、新しいモルタルを水と混合したとき、ポンプで
送ることができるが、硬化すると２４時間後でも、再ボ
ーリングに弾力性であるようでなければならない。硬化
したモルタルは１Ｍ3当たり約３０〜４２kgの繊維を含
むべきであり、液体モルタル組成物のポンパビリティー
または加工性のほぼ上限は４２kg／Ｍ3で表される。繊
維は結晶性増量剤の内部ひずみを拡散するのに役立つ。
【００２９】好ましいモルタル組成物（繊維の添加前）
は 水硬性セメント ２７.５重量％〜３８.５重量％ 混和物の混合物 ２.５重量％〜 ７.５重量％ 砂、砂利および充填物 ５６重量％ 〜７０重量％ を含有する。
【００３０】２種類の好ましいモルタル組成物の具体的
な製剤を以下に示す（量は重量％で表す）。
【表１】 成分 モルタルNo.１ モルタルNo.２ 変動 砂利４−８mm −−−−−− ２０.０００％ ±５％ 砂２−４mm １１.１６００ １３.３９００％ ±５％ 砂０.７−１.４mm １８.９５００ ８.１８００％ ±５％ 砂０.５−１mm １５.３２００ １１.４４００％ ±５％ 充填剤０.０−０.４mm １８.９５００ ８.１８００％ ±５％ホ゜ルトラント゛セメント CPAタイフ゜1 ３５.０００ ３０.００００％ ±１０％ アルミニウム粉末 ０.００３５ ０.００２５％ ±０.００１％ 酸化カルシウム ２.１０００ １.８０００％ ±０.５％ シリカヒューム ２.００００ １.２０００％ ±０.５％ ＣａＢＮＳ*粉末 ０.８０００ ０.５５００ ±０.３％ セチルアルコール ０.０７００ ０.０７００ ±０.００３％ モルタルのグレード ０.４mm ０.８mm *β−ナフタレン硫酸−フォルムアミド縮合物。
【００３１】２種のさらに好ましいモルタル組成物を以
下に述べ、量は注型コンクリートのKg/M3で示す。
【表２】 成分 モルタルNo.３ モルタルNo.４ 砂０.３−４mm １０５０±１００ − 砂２−４mm − ５７０±５０ 砂０.１−２mm − ４８０±５０ 砂状充填剤０.０１−０.５mm ６０±５ ６０±５ 微小充填剤０.０−０.１mm ３０±５ ３０±５ 通常シリカ粉末(３) ３２±２.０ ３２±２.０ 超微小シリカ粉末(１) ２１±２.０ ２１±２.０ 水硬セメント ６００±５０ ６００±５０ 水 １８０＋２０ １８０＋２０ −１０ −１０混合物(精製および中和) ２７±０.５ ２７±０.５ 総合 ２０００±１００Kg/M3 ２０００±１００Kg/M3
【００３２】好ましい態様によると、本発明のモルタル
は： −水硬セメント、 −砂およびもし必要であれば、角を落とした石英質砂
利、 −Ａ、ＢおよびＣクラスの工業または天然炭酸塩を基本
にした硬質充填剤、 −凝縮シリカヒューム、超微小および通常の両方、 −腐食耐性鋳造鉄線維、 −特によく結合する特異的混合物、例えば： ・水減力剤、例えばリグノスルフォン酸を基本にした
物、 ・グルコン酸ナトリウムを基本にした凝結遅延剤、 ・スルフォン化ナフタレン類および／またはメラミン類
を基本にした可塑剤、 ・膨張剤、ガス性および結晶性のタイプ両方、例えばア
ルミニウム粉末(ガス性膨張剤として)、および結晶性膨
張剤としてアルミナセメントおよび、ソーダ、カリ、石
膏のような種々の化学製品単独または相互の組み合わせ
て過剰および消石灰中で、 ・硬化剤および遅延膨張促進剤、例えば塩化カルシウ
ム、またはカリ、ソーダと共に塩化カルシウムと配合し
た硫酸ナトリウム、 ・粉末状のステアリン酸または防水混合物のような、
“スーパーシカライト(Super Sikalite)”(Sika)、オミ
クロン(OMICRON)(MBT)またはバーラ粉末(MBT)の名前で
市販されている全体防水添加剤−防水混合物の存在は好
ましいが必須ではない。
【００３３】選ばれた充填剤は硬く、わずかな吸着性し
かなく顆粒状で、したがってモルタルの粒子径連続体に
関与する。１種または２種の充填剤が一般的に使用さ
れ、クラスＡ、Ｂ、Ｃおよびセメントの微小さによって
選択される。その最大粒子径５mm未満の砂の重量におけ
る用量は、クラスＡ充填剤(８０μの８５％最小ふるい
率で１０００から２５００cm2/g)はクラスＣ充填剤(４
０００から７０００cm2/g)より１1/2倍程度まで存在す
るのが好ましいならば５から１０％の間である。
【００３４】凝結遅延剤はデオロジー的に活性なセメン
ト(それに水が吸収される速度)を中和し、可塑剤の効力
を増大させ(従って低いＷ／Ｃ比か可能である)、モルタ
ルが働き得るように凝結時間を増大し、ガス性膨張剤の
持続時間を増加する。極めて顕著な水素の放出がモルタ
ル塊の内部における微小空気同伴を熱し、多孔性を与
え、水平圧力を発生させ、水平の伸展および結果として
周囲の地層の周囲の裂け目の充填および目づまりを生じ
る。
【００３５】混合物はまた、意図的な凝結の遅延の後に
凝結開始と２４時間の間のモルタルの急速な硬化を起す
硬化促進剤を含むことができる。この時点での抵抗力お
よび衝撃強さは相互依存しているが、圧縮値は少なくと
も線維を含むモルタルにおいて２５mPaと等しくなくて
はならない。
【００３６】混合物は、Ｗ／Ｃ比が約０.２８および０.
３５の間の時、良好なモルタルの流動性のために可塑剤
をまた含む。直径１２.５mmの直径チャンネルで１'およ
び最大３'の間でマーシュコーンで測定したとき、可塑
性は、良好な作業性のために重要な条件である。もしこ
の可塑性が過剰の水を得る手段として到達しても、結果
は開放多孔性およびモルタルが達成し得る結晶性膨張よ
り大きな凝結および硬化の間の収縮の顕著さである。こ
れは破断の危険、従って硬化モルタルの水密性の欠如を
もたらす。
【００３７】他の好ましいモルタル組成物はそれに使用
されている混合物を特に引用して以下に記載する。基本
の構成はモルタルのKg/M3で示して以下の通りである：
【表３】 砂２−４mm ５７０ 砂０.１−２mm ４８０ 充填剤０.０１−０.５mm ６０ 充填剤０.０−０.１mm ３０ “シカクレート(Sikacrete)”ＨＤ(Sika)* ３２ “シカクレート(Sikacrete)”Ｗ(Sika)** ２１ セメントＣＰＡ５５ ６００ *リグノスルフォン酸の存在の為に可塑剤および減水剤
の両方の機能を持つシリカヒューム。 **シキソトロピー剤および希薄化の防止として働くシリ
カヒューム。
【００３８】この基本の製剤は、ガス性膨張剤として、
およびリグノスルフォン酸と配合したとき水の量を減少
させる働きをもつ可塑剤として役立つ、ケイ酸アルミニ
ウムに基づく添加剤(“イントラプラスト(Intraplas
t)”(商標)サイカのＺ形)を１２Kg/M3の割合で含む。セ
メントの重量に対して、この混合物は約２％(±０.５
％)の割合で存在する。
【００３９】下記の混合物もまた最終産物中に存在す
る：“スタビルマック(Stabilmac)”(商標)(MBT)がセメ
ントの重量に対して２.５±０.５％の比になる１５Kg/m
3；第０から１日の間に、水酸化カルシウムを形成しな
がら急速な結晶性膨張をもたらし、また硬化加速剤とし
ても働く酸化カルシウムを基本にした混合物。
【００４０】“バラフロスト(Barrafrost)”(商標)(MB
T)がセメントの重量に対して１±０.５％の比になる６K
g/m3；これはリグノスルフォン酸の存在により可塑剤お
よび防水として機能し、および硬化加速剤、第１から７
日にエトリンガイト(ettringite)型の結晶性膨張を行う
抗ゲル添加剤である。
【００４１】“オミクロン(Omicron)”(商標)(MBT)がセ
メントの重量に対して１±０.５％の比になる６kg/m3；
これはリグノスルフォン酸の存在により可塑剤と減水剤
の両方の作用を有する、ステアリン酸を基本にした全体
防水混合物である。このような組成物において、乾燥モ
ルタルに添加するべき水の量は１８０kg/m3である。混
合物に導入するリグノスルフォン酸の過剰量は、少なく
とも６時間の凝結遅延をもたらす。
【００４２】際だった結果が同様にこの同じモルタルを
基本にして、同じ量の“イントラプラスト(Intraplas
t)”Ｚおよび下記の他の混合物を上記の特異的混合物の
代わりに用いた場合も得られた：“フローカブル(Flowc
able)”(商標)(MBT)がセメントの重量に対して４.５±
０.５％の比となる２７Kg/m3；これは、可塑性を増加さ
せ、第０および１日の間の初期の膨張を上記の“スタビ
ルマック”と同様に、続いてエトリンガイト型の膨張を
第１から７日の間に与える混合物である。これはまた凝
結遅延剤および減水(Ｗ／Ｃ比が０.３と等しいかまたは
低い)、および硬化加速剤としてもまた働く。同様に鉄
鋼に対する強い接着力が得られる。“オミクロン”(MB
T)を上記のように６Kg/m3の割合で。
【００４３】この製剤の場合、リグノスルフォン酸を含
む、凝結遅延が少なくとも６日間であるような別の混合
物が得られる。上記の実施例に従って得られるモルタル
化合物では、セメントＣＰＡは少なくとも２５mPaの２
４時間圧縮耐性Ｒを得るために、水硬セメントとして便
利に使用されることは注目され得る。ＣＬＣまたはＣＬ
Ｋの型の他のセメントで行った試験は２４時間Ｒｃ値が
２０mPa以下であった。
【００４４】
【図面の説明】本発明を図面に基づいてさらに説明す
る。(先に参照した)図１は、粒子径を存在するサイズの
パーセントに対してプロットしたときの累積粒子径分布
グラフである。図２は試錐孔の組立を、垂直断面図で示
した好ましい態様を示す図である。
【００４５】
【好ましい態様の説明】特定の地質学的層において、２
つの帯水層の砂層２および３が不浸透の泥灰土層１によ
り分離されている。下部の砂層３は石灰岩層５に乗って
いる。上部の層２は、表層４をまた形成するうわ土のす
ぐ下に位置する。
【００４６】上層２からの汚染水なしに下部の層３から
水を抽出するための試掘孔には２つの穴、すなわち表面
から泥灰土層１のほとんど底まで伸展している大きな直
径の試掘孔６および試掘孔６と同心で表面から石灰岩層
５まで伸展する小さな直径の試掘孔７を含む。試掘孔６
の中に、保護チューブ１０を合わせ、これは泥灰土の下
端に乗り、その上端で表面に突出している。試掘孔７の
中には、水回収チューブ８を挿入し、これは、上端で表
面の上方から石灰岩の中に設置したコンクリート基礎１
１まで伸展している。このチューブ８は、水を引くため
砂の層３まで伸展している部分に貫通孔をもっている。
チューブ１０および７の間に形成された環状の空所はフ
ィルターとして働くあら砂９で満たされている。
【００４７】チューブ１０の底においてチューブ１０の
外表面および試錐孔６により定義される環状の空所は不
浸透の材料１２の層が置かれている(急速調節モルタル
または“ソブラナイト(Sobtanite)”(商標)、粘土の栓
を製造する市販材料)。この上に、上記の型の保護モル
タルが位置する(実際使用されるモルタルはさらに以下
で記載する)。これは急速凝結モルタル１２ａで蓋がさ
れ、環状の場所の残りは通常のモルタル１５で満たされ
る。
【００４８】保護チューブ１０の回りをとり巻き保護モ
ルタル１４に対応するレベルに放射状に穴をあけられて
いる移送配管１３がある。これは表面に管１６によって
結合している。移送配管は穴がモルタル１４の中に完全
に依存し、保護モルタル環の上部または下部に１メート
ル以内に接近しないように配置される。この管は試験す
る保護モルタルに水不浸透性を与え、もし欠損していた
ら、訂正が容易である。適当な管の例はフコネオプレン
(FUKO neoprene)チューブであり、先に述べた。
【００４９】有用な水−反応材料は、主要な構成成分は
水中で膨大するポリマーである２つの要素をもつ溶媒非
存在低粘着性の注入可能樹脂“マスターフレックス(Mas
terFlex)”６０１(MBT)である。樹脂は、低温でさえ可
塑性を残して可撓化する。親水性で湿気が表面に完全に
充満している。それは鉄鋼の酸化を防ぎ、脂、金属また
はコンクリートに影響を受けない。弱酸、塩類溶液、油
脂および炭化水素に耐性である。
【００５０】本発明方法で使用する２つの好ましいモル
タル組成物は以下の通りである(ここでは鋳鉄線維を添
加する前の乾燥組成物としている)：
【表４】 第１の組成物： 砂２.０−３.１５mm １００％に対する量 砂０.７−１.４mm １４.６％ ±５％ 砂０.０−０.４mm １８.９５％ ±５％ 砂０.５−１.０mm １５.３２％ ±５％ 砂利６−８mm ０.０％ 粉末形のβ−ナフタレンスルホン酸カルシウム ０.８％ ±０.３％ セチルアルコール(泡阻害剤) ０.０７％ ±１％ シリカヒューム ２.０％ ±１％ 酸化カルシウム(結晶性膨張剤) ２.１％ ±０.５％ アルミニウム粉末(ガス性膨張剤) ０.００３５％ ±０.００１％ ポルトランドセメントＣＰＡ５５タイプＩ ３５.０％ ±１０％
【００５１】
【表５】 第２の組成物： 砂２.０−３.１５mm １００％にする量 砂０.７−１.４mm １３.３５％ ±５％ 砂０.０−０.４mm ８.１８％ ±５％ 砂０.５−１.０mm １１.４６％ ±５％ 砂利６−８mm ２０.０％ ±５％ 粉末形のβ−ナフタレンスルホン酸カルシウム ０.５５％ ±０.３％ セチルアルコール(泡阻害剤) ０.０７％ ±０.０３％ シリカヒューム １.２％ ±１％ 酸化カルシウム(鉱石状伸展剤) １.８％ ±０.５％ アルミニウム粉末(ガス状伸展剤) ０.００２５％ ±０.００１％ ポルトランドセメントＣＰＡ５５タイプＩ ３０.０％ ±１０％
【００５２】上述した好ましい型の線維を４２Kg/M3の
割合で添加した。本発明によるモルタルは注入の直後
(半日後または最大で１日後)に掘削部位に掘削を可能に
する弾力性を表面に持っている。このために、モルタル
１４はもろくなく急速に硬化する。
【００５３】線維、好ましくは鋳造−鉄線維の添加は、
モルタルの機械的行動を、それらが膨張の制御および含
有を可能にする点において基本的に修飾する。線維無し
のモルタルまたはセメント糊はもろい態様で破壊され
(ひびが現れるやいなや完全に破壊する)、線維で補強し
た膨張モルタルは、モルタルが保護チューブ１０を通っ
て連通している器具から衝撃を受けたとき、力は線維に
より吸収され、クラッキングは停止するよいうようなし
なやかな行動をする。クラッキングを続けモルタルを破
壊に導くには、力を増加しまたは衝撃を、常に同じひび
割れの場所で再生し続けることが必要である。
【００５４】このしなやかな行動は、鋳造−鉄線維で補
強されたコンクリートの衝撃に対する極めて優秀な耐性
および優れた頑強さに転換する。注入モルタルあたり最
小３００００００および好ましくは３５０００００線維
が２４時間後２０mPaの圧縮で良好な弾力を得るために
必要である。
【００５５】新鮮なモルタルの特徴は以下の通りであ
る： −粒子径範囲：環状の場所の性質によって変化するが０
／４または０／８mm、 −可塑性：直径１２.５mmのマーシュコーン中で線維を
伴って１'から３'、 −凝集性、非希釈的および水循環に対して非希釈的チキ
ソトロピー的耐性、 −遠心の様な通常の水減少処置を受けた場合、低圧力で
ポンプ可能および水を停止することが不可能、 −３時間の滲出：無、 −沈降無し、 −新鮮なモルタルの密度：１.９５０±０.１５、 −試錐孔の大きさによって変わるが、最初の凝結＞６時
間、 −可塑相における容量膨張＞２％、しかし周囲の地層に
関連して修飾をできる、 −容量収率：２５kgの特別モルタル＋３リットル±０.
５ｌの水＝１５リットルのセメント糊±１リットルのセ
メント糊。
【００５６】硬化モルタルの性質は以下の通りである： −２４時間での圧縮抵抗＞２５mPa、 −収縮無し、 −最初の凝結の日から２日目の結晶性膨張による１次押
し、日１日から２８日のおよびさらに長い２次押し＜も
しコンテナーが柔軟でない場合５バール −２４時間で、注入モルタルM3当たり３００００００
超、特に３５０００００鋳造−鉄線維(例えばポント・
ア・ムーソン(Pont a Mousson))により非常に良好な弾
力(２４時間でのＲｃ＞２５mPa)、 −ｐＨ＞１２、 −腐食性水に対して非常に良好な耐性(天然の腐食性イ
オンの性質に応じてセメントを選択する)、 −１バール未満の一定量の場合、１０-10m/s、好ましく
は１０-11m/sの水に対する固有浸透性がある。
【００５７】モルタルは当分野の技術で一般的に用いら
れている方法により、適当な場所にもっていく。モルタ
ルは典型的にはポンプで送り、適当なポンプは、例えば
マスター・ビルダーズ・テクノロジー(Master Builders
Technologies)がMEYCO(商品名)DEGUNA２０で市販して
いるエンドレススクリューポンプ(endless-screw pump)
型である。
【００５８】モルタルの製造は、一方ではエンドレス・
スクリューで運搬されたセメントおよび空気と凝集剤
(砂および砂利)を、他方ではシリカヒュームおよび粉末
化混合物を混合することにより得られる。
【００５９】モルタルの混合に使用される水は、好まし
くは清潔で有機物質が存在しない。混合は５から３５℃
の温度範囲で行う。３分の２の量の混合水をミキサーに
入れた後、使用可能モルタルを添加し、２分間遅い速度
でかき混ぜ、残っている３分の１の水を混合し、かき混
ぜを３分間高速で行う。これに次に試錐孔６および保護
チューブ１０の間の環状の場所に、この場所の底が“ソ
ブラナイト”または急速凝結モルタル１２の栓で満たさ
れた後加え、保護モルタル１４は保護チューブ１０に戻
らずまたは下層３に移動しないようにする。ほぼ一定量
がポンプからもどし、空気の同伴が確実に依存しないよ
うにする。環状の場所のセメント化は、ピストンパイプ
により、底から上部まで行われる。均一の導入を得るた
めに、金属チップは連続的にモルタル中へ１から２メー
トルの高さから、好ましくは連続添加で押込む。上部栓
１２ａおよび水−緊密にする必要はない部分１５のセメ
ント化は、同じ材料で同じ技術で行われるが、伝統的
な、至適には混合物を含むモルタル０／５mm、最小６５
０kgのＣＬＣまたはＣＬＫを使用する。伝統的なセメン
ト化は直ちに行われ、その結果可塑相にある下部のモル
タルの膨張を妨害し、層１に向かう水平伸展をさせ、全
ての、特に困難な底の裂け目を埋める。急速調節モルタ
ルの上部の栓１２ａはくさびの役割を担い、可塑相にあ
る通常のモルタル１５のカラムを膨張モルタルが持ち上
げるのを妨害する。
【００６０】ここには述べていないが、本発明の範囲内
に入る多くの可能な態様があるが、それは当分野の技術
の範囲内にあり、当分野の技術者にとって容易に認識さ
れるであろう。当分野の技術者はまた、ここに記載した
装置のいかなる寸法も完全に例示的で、従ってこれらは
必要が起れば容易に変化できこともまた認識されるであ
ろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 累積粒子径分布図である。
【図２】 本発明の試錐孔の一例を示す垂直断面図であ
る。
【符号の説明】
１…泥灰土層 ２…砂層
３…砂層 ４…表層 ５…石灰岩層
６…試掘孔 ７…試掘孔 ８…チューブ
９…あら砂 １０…チューブ １１…基礎
１２…不浸透層 １２ａ…モルタル １３…配管
１４…保護モルタル １５…モルタル １６…管

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 帯水層へボーリング穴を掘穿することに
    よる不浸透性地層の下に広がる帯水層の水に接触する方
    法であって、（ａ）不浸透性地層中へ、それを貫通する
    ことなく第１のボーリング穴をあけ、それより小さい直
    径の第２のボーリング穴を帯水層へあけ、（ｂ）それら
    のボーリング穴の中間の直径を有する保護チューブを挿
    入して、それを地表へ伸ばし、（ｃ）保護チューブと大
    きい方の直径のボーリング穴との間の輪状空間へ保護モ
    ルタルを加える段階を含む方法において、輸送管状物の
    内側からモルタルへ流体を通過させ得る放射状の穿孔を
    含んでいる輸送管状物を、保護モルタルの水準で保護チ
    ューブのまわりに巻き付けることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 帯水層へ伸びるボーリング穴、不浸透性
    地層へ伸び、ただしそれを貫通しないそれより大きい直
    径を有するボーリング穴、その間に挿入される保護チュ
    ーブを含み、ここで保護チューブはボーリング穴の中間
    の直径を有し、不浸透性地層から地表へ伸びており、大
    きい方のボーリング穴と保護チューブとの間の輪状空間
    に配置された保護モルタル、および保護モルタルの位置
    で、保護チューブのまわりに巻き付けた放射状に穿孔し
    た輸送管状物を含み、この輸送管状物は、管状物からモ
    ルタルへ流体を通過させ得るものであることからなる、
    不浸透性地層の下に広がる帯水層から水を抜き取る手
    段。
  3. 【請求項３】 不浸透性地層へ掘穿して、ただしそれを
    貫通しない第１のボーリング穴をあけ、第１のボーリン
    グ穴より小さい直径を有する第２のボーリング穴を帯水
    層へあけ、その間へ地層から地表へ伸びる保護チューブ
    を挿入し、その保護チューブはそれらのボーリング穴の
    中間の直径であり、保護チューブと大きい方の直径のボ
    ーリング穴との間の輪状空間へ保護モルタルを加え、輸
    送管状物の内側からモルタルへ流体を通過させ得る放射
    状の穿孔部分を含んでいる輸送管状物を、保護モルタル
    の位置で保護チューブのまわりに巻き付けることからな
    る、不浸透性地層の下に広がる帯水層へ到達するため
    に、ボーリング穴を掘穿することによって、不浸透性地
    層の不浸透性を回復する方法。
  4. 【請求項４】 （ａ）地表から帯水層へ伸びている排水
    管、および（ｂ）排水管を囲んで同心円状に配置され、
    地表から不浸透性地層へ伸び、ただしそれを貫通せず、
    保護チューブおよびそれがはめ込まれているボーリング
    穴によって仕切られた輪状空間へ詰められた保護モルタ
    ルによって、その下端の位置で支えられている保護チュ
    ーブを含み、さらに輸送管状物から保護モルタルへ流体
    を通過させ得る放射状の穿孔部分を含んでいる輸送管状
    物を、保護モルタルの位置で保護チューブのまわりに巻
    き付けていることからなる、不浸透性地層の下方に広が
    る帯水層から水を汲み揚げるために採用されたボーリン
    グ穴組立て物。
  5. 【請求項５】 砂、砂利、セメントおよび繊維の混合物
    が、乾燥組成で粒径約０.１μm〜１０mm、好ましくは
    ０.１μm〜８mm、一層好ましくは０.１μm〜４mmの連続
    体であり、水と混合したのち、新しいモルタルが少なく
    とも１.７に等しい密度を示し、約０.２８〜０.３５の
    水／セメントの割合であって、在来のポンプ装置で吸い
    揚げ得るように組成物の量を選ぶことからなる −少なくとも１種類の水硬性セメント、 −少なくとも１種類の混和物（好ましくは混和物の混合
    物）、 −砂および／または砂利、および充填材の混合物、 −その特性、量、および寸法特性が、硬化後、モルタル
    が柔軟性および２４時間で測定した耐圧性が少なくとも
    ２５mPaに等しい性質を示すように選ばれた繊維を含有
    する、請求項１に記載した方法に保護モルタルとして使
    用するのに好適なモルタル組成物。
JP15499593A 1992-06-26 1993-06-25 試錐孔の組立、そのための方法および組成物 Pending JPH0642282A (ja)

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