JPS6319677B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、土質調査工のうちのボーリング孔観
察調査の方法および装置に関する。 地中ボーリングの孔内観察技術は多方面にわた
つて利用範囲が拡大され、地質工学や岩石学の学
術分野はもとより、パイプライン、上下水道、ト
ンネル、立抗などの各種施工分野において重要な
技術となつており、ボーリング孔壁の精密調査の
要求が拡大している。一般に、このような土質調
査の対象となる地層は軟弱なものである場合が多
いので、ボーリング孔壁の自立を図ることがこの
孔内観察にとつて欠かせぬ課題となる。通常は、
ボーリング孔にベンナイト系の泥水を満たし、こ
の泥水によつて孔壁面に泥膜を形成せしめると共
に泥水圧をこの泥膜に作用させることによつて、
孔壁の安定をはかるという処法が採用されてい
る。 しかし、この泥水および泥膜が存在すると、孔
壁観察ができないので泥水を排出しかつ泥膜を取
除かねばならないが、この完全洗浄は容易なこと
ではなく、少しでも泥水が残つていたり泥膜が残
存すると、この孔内にテレビカメラやペリスコー
プなどの観察器を挿入して観察した場合に、地質
の代りに泥水や泥膜を見ることになつてしまう。 そして、例えば清水によつて孔壁を洗浄する場
合には、孔壁の崩壊の危険にさらされ、目的の深
度まで達しないこともあるし、観察中に崩壊が発
生して高価な観察器に損害を与えたりこれを完全
埋没させてしまうこともある。地質調査におい
て、軟弱層や玉石層あるいは破砕帯などは最も興
味あるところでありその地帯の詳細を正確に観察
したいところであるが、逆にこのような地帯は前
述のような孔壁の崩壊によつて高価な観察器を最
も失いやすいところでもある。 このため、従来の観察装置のあるものは、もし
崩壊に遭遇しそうになつたら直ちに警報シグナル
を地上に発信するように、精巧な警報システムを
備えたものまで出現している。しかし、現実には
この警報シグナルを発したとしても崩壊を防止で
きるわけではなく、この装置を使用した場合でも
やはりこれを損失してしまつた事例が報告されて
いる。 本発明は、このようなボーリング孔壁観察上の
問題の解決を目的としたものである。 この目的において本発明は、掘削されたボーリ
ング孔内に、高吸収性樹脂の水分散液からなる透
明液を注入し、この液中に観察器を挿入して孔内
壁を観察する方法を提供する。この水分散させる
高吸収性樹脂としては、高い吸水性能をもつそれ
自身は公知の物質、例えば、澱粉―アクリロニト
リルあるいは澱粉―メタアクリレートグラフト共
重合物、ポリアクリロニトリルやビニルエステル
―エチレン系不飽和カルボン酸共重合体の部分加
水分解物、スルフオン化スチレン等の親水基を導
入したポリマー、ポリエチレンオキサイド、ポリ
ビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ
アクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミド、カルボ
キシメチルセルロース、ポリアクリル酸ソーダ、
アクリルアミド共重合体、ブルラン等水溶性高分
子化合物の放射線照射物やメチレンビスアクリル
アミド、ジクロール酢酸、エピクロールヒドリ
ン、アルデヒド類等架橋剤による架橋物、親水基
の一部を親油基で置換したもの、イソブチレンと
無水マレイン酸との共重合物などが挙げられる。 このような高吸水性樹脂の水分散液をボーリン
グ孔に装填すると、孔壁を安定化させることがで
き、ボーリング孔の崩壊を効果的に防止できる。
これは、高吸水性樹脂による壁面の目づまり効果
と孔内に液が存在することによる液圧の付与とが
相互に作用しあうことによると考えられる。した
がつてボーリング孔を掘削後（場合によつては掘
削中）に、この高吸水性樹脂の透明水分散液を孔
内に注入しておけば、壁面が安定して掘削状態の
ままに保持され、この液中にテレビカメラやペリ
スコープなどの観察器を挿入すれば鮮明に孔壁観
測ができ、孔壁崩壊による機器損傷も未然に防止
できる。 そのさい、ボーリング孔内に湧水その他により
泥水が存在している場合、もしくは前述の如く泥
膜形成の面から泥水を積極的に存在させた場合な
どにおいては、この泥水と本発明に従う該透明液
との置換を行つてから観察器をこの液中に挿入す
ればよい。この置換は、孔内泥水の下部に該透明
水をパイプ等により圧入して泥水を地上に押し上
げるようにしてもよいが、この置換のさいに孔壁
に付着する泥膜の洗浄を同時に実施すると一層好
ましい。本発明ではこれを実施する方法として、
泥水が存在するボーリング孔内の下部に該透明液
を注入するさい、この透明液の注入に従つて孔壁
に摺接しながら浮上する部材を泥水と透明液との
境界部に存在させる孔内液の置換洗浄方法および
装置を案出した。 以下に図面に従つてこの置換洗浄方法を、これ
に使用する装置部材と共に、詳しく説明しよう。 第１図は、泥水が存在するボーリング孔１に対
して、本発明の置換洗浄装置を挿入する寸前の状
態を示している。この置換洗浄装置は、送液管２
（これは、ボーリングロツドそのものを使用でき
る）と、この送液管２の先端部に被着されるスポ
ンジ材３と、このスポンジ材３を縮径する締め具
４と、この締め具４の係止を解く締め具解除手段
（止め金具５、止めピン６および引抜きひも７か
らなる例を示す）とからなつている。 第２図はスポンジ材３の形状例を示すが、送液
管２が挿入される内孔８を有した円筒状のものを
使用する。このスポンジ材の外径d₂は常態におい
てボーリング孔の内径d₁よりやや大きくし、内孔
８の内径は送液管２に自由にスライドできる大き
さとする。 第３図はスポンジ材３の締め具４の例を示して
いる。これは、送液管２の先端部に挿入したスポ
ンジ材３をその外側から締め付けてスポンジ材３
の外径をボーリング孔１の内径d₁より小さく縮径
するためのものである。図示の例では、この締め
具は織布、不織布もしくは網体の両縁に止め金具
５を取付けたものを示しており、この締め具４の
幅d₃は、d₃＜πd₁の関係を満足するものである。
第４図は、止め金具５に通す止めピン６を示して
おり、送液管２の先端部にスポンジ材３を挿入し
たあと、その外側から締め具４でこれを包み込
み、この締め具４の両縁の止め金具５にこの止め
ピン６を差し込むと、第１図のように、スポンジ
材３は送液管２の先端部において固定され、この
固定された状態でボーリング孔１の中に自由に挿
入できる大きさに縮径される。この止めピン６に
は引抜きひも７が取付けられており、このひも７
を引上げることによつて止めピン６が止め金具５
から自由に取外せるようになつている。なお、第
２図に示したスポンジ材３は外表面が平らになつ
ている例を示したが、外表面を凹凸のあるものを
使用したり、常態において外径の異るものを多段
にしたり（下方にゆくに従つて径大とする）、あ
るいは複数個のスポンジ体を縦方向に積層したり
してもよい。また、締め具４は布状のものを示し
たが、これはスポンジ材３をボーリング孔の径よ
り小さく縮径できるものであればよく、線状のも
のを用いてこの縮径と、この縮径の解除とを行な
うようにすることもできる。 第５図は、この装置を用いて、ボーリング孔内
の泥水を該透明水で置換すると同時に孔内壁を洗
浄してから観察する作業手順を図解的に示したも
のである。第５図において作業手順はａからｆに
順に進行する。ａは第１図の状態、つまり、前述
のようにして縮径したスポンジ材を先端に取付け
たボーリングロツド２を、泥水９が存在するボー
リング孔１に地上において向かわせた状態を示
す。このａの状態からボーリングロツド２をボー
ルリング孔内に挿入し、その先端部が泥水９のほ
ぼ最下端に至つた状態がｂである。その挿入にさ
いし、引抜きひも７を繰り出し、他端が地上に残
るようにしておく。次に、この引抜きひも７を地
上において引上げると、止めピン６が止め金具５
（第３図）から外れ、締め具４によるスポンジ材
３に対する係止がこの泥水下部において解かれ、
スポンジ３は常態に戻るべく膨張して拡径する。
この状態がｃであり、スポンジ３は孔壁に接した
状態となると共にボーリングロツド２との接触抵
抗が緩和された状態となる。 次に、ｄに示すように、ボーリングロツド２の
中空パイプ内に前述の高吸水性樹脂の水分散液か
らなる透明液をポンプによつて圧入すると、この
ロツド２の先端から該透明液１０がスポンジ３よ
り下部のボーリング孔内に圧入され、この透明液
の圧入に伴つて泥水９を上方に押し上げると共に
スポンジ材３をこれに伴つて浮上移動させる。ス
ポンジ材３の内孔８（第２図）と外径d₂とをロツ
ド２の外径並びにボーリング孔径d₁に対して適切
な大きさにしておくと、この透明液１０と泥水９
との境界にこのスポンジ材３が存在した状態が維
持されながら、透明液１０によつて泥水９を地上
に流出させることができる。この場合、スポンジ
材３は、透明液１０と泥水９の相互拡散を防止す
る邪魔材として作用することになる。他方、この
スポンジ材３の浮上運動により、このスポンジ材
３が常態においてボーリング孔径より径大の大き
さを有することから、孔壁に付着している泥膜を
洗い落とす作用が供される。ｅはこのようにして
スポンジ材３がボーリング孔最上部に浮上して、
泥水の透明液による置換が終つた状態を示してい
る。泥膜の洗浄効果が１回の置換では十分に得ら
れない場合は、ａ〜ｅの手順をくり返し行なえば
よい。 以上のａ〜ｅの手順により、泥水は高吸水性樹
脂の透明水分散液で置換されると共に泥膜の洗浄
が行なわれ、かつ孔壁はこの液によつて安定化さ
れる。ｆはこの液中にボアホールテレビカメラ１
１を挿入して孔壁の土質観察を行なう状態を示し
ており、孔壁崩壊の危険なく鮮明に孔壁観察が実
施できる。 下記の第１表は、第６図に示す柱状図の砂礫層
のボーリング孔（実施例１）と、第７図に示す柱
状図の砂層およびシルト層のボーリング孔（実施
例２）について、本発明を実施した場合の諸元お
よび結果を総括して表示したものである。

【表】

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法の実施に使用する装置の部分
斜視図、第２図はスポンジ材の１形状例を示す斜
視図、第３図は締め具の１例を示す正面図、第４
図は止めピンの１例を示す正面図、第５図は本発
明法の手順を示す図解工程図、第６図は実施した
ボーリング孔の柱状図、第７図は実施した他のボ
ーリング孔の柱状図である。 １…ボーリング孔、２…送液管（ボーリングロ
ツド）、３…スポンジ材、４…締め具、５…止め
金具、６…止めピン、７…引抜きひも、９…泥
水、１０…高吸水性樹脂の水分散液（透明液）、
１１…観察器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 掘削されたボーリング孔内に、高吸収性樹脂
   の水分散液からなる透明液を注入し、この液中に
   観察器を挿入して孔内壁を観察することからなる
   ボーリング孔内観察方法。 ２ 泥水が存在するボーリング孔内の下部に、高
   吸水性樹脂の水分散液からなる透明液を、この透
   明液の注入に従つて孔壁に摺接しながら浮上する
   部材を孔内に存在させながら注入し、孔内泥水が
   この透明液で実質上置換されたあと、この液中に
   観察器を挿入して孔内壁を観察することからなる
   ボーリング孔内観察方法。 ３ ボーリング孔内下部に液を送入するための送
   液管と、この送液管にスライド可能に装着されか
   つ常態でボーリング孔より径大の外径を有するス
   ポンジ材と、送液管に被着されたスポンジ材を縮
   径するための締め具と、この締め具の係止を遠隔
   操作で解くための締め具解除手段と、からなるボ
   ーリング孔内観察方法に使用するための泥水置換
   並びに泥膜洗浄用の装置。