(57)【要約】【目的】1箇所のボーリング孔でシール層や遮水層を設置することなく、多層帯水層における各帯水層の間隙水圧（被圧水頭）を同時かつ正確に測定する多層帯水層の間隙水圧測定方法を提供することを目的とする。【構成】多層帯水層地盤に多層帯水層を貫通してボーリング孔を削孔し、削孔後に多層帯水層地盤における各帯水層の深さ位置をボーリング削孔時に計測し、ボーリング孔内に間隙水圧計を配置すると共に、前記計測した各帯水層深さ位置の対応箇所に地下水流向計を各々配置し、ボーリング孔内での水位低下操作を行った後、ボーリング孔内での水位が回復する経過中に、各帯水層に対応して設置した地下水流向計により各帯水層の地下水流向変化時点を測定すると共に、変化時点でのボーリング孔内水位面位置を間隙水圧計により測定し、該測定値により各帯水層の間隙水圧を測定する、ことを特徴とする。【選択図】              図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層帯水層地盤に多層帯水層を貫通してボーリング孔を削孔し、削孔後に前記多層帯水層地盤における各帯水層の深さ位置を計測し、
次いで、ボーリング孔内に間隙水圧計を配置すると共に、前記計測した各帯水層深さ位置の対応箇所に地下水流向計を各々配置し、
前記ボーリング孔内での水位低下操作を行った後、該ボーリング孔内での水位が回復する経過中に、各帯水層に対応して設置した地下水流向計により各帯水層の地下水流向変化時点を測定すると共に、前記変化時点でのボーリング孔内水位面位置を前記間隙水圧計により測定し、該測定値により各帯水層の間隙水圧を測定する、
ことを特徴とする多層帯水層の間隙水圧測定方法。
【請求項２】
多層帯水層地盤に多層帯水層を貫通してボーリング孔を削孔し、削孔後に前記多層帯水層地盤における各帯水層の深さ位置を計測し、
次いで、ボーリング孔内に間隙水圧計を配置すると共に、前記計測した各帯水層深さ位置の対応箇所に地下水流向計を各々配置し、
前記ボーリング孔内での水位低下操作を行った後、該ボーリング孔内での水位が回復する経過中に、各帯水層に対応して設置した地下水流向計により各帯水層の地下水の流れが停止した時点を測定すると共に、前記停止時点でのボーリング孔内水位面位置を前記間隙水圧計により測定し、該測定値により各帯水層の間隙水圧を測定する、
ことを特徴とする多層帯水層の間隙水圧測定方法
【請求項３】
前記ボーリング孔内での水位低下操作を行った後、該ボーリング孔内での水位が回復する経過中に、行われる測定は、複数回行われ、測定値精度の向上が図られた、
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の多層帯水層の間隙水圧測定方法。
【請求項４】
前記地下水流向計は、一台の使用とし、該一台の地下水流向計を、前記各帯水層に対応して順次移動させて配置した、
ことを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載の多層帯水層の間隙水圧測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層帯水層の間隙水圧測定方法に関するものである。
例えば各種の理由によって地盤の状況を判断する必要が生じたときなどに、地下水圧の分布などを把握しておく必要がある。よってそのためには、前記地盤の各々の深さにおける各水圧、すなわち間隙水圧を測定しなければならない。
【背景技術】
【０００２】
多層帯水層の間隙水圧（被圧水頭）を測定するには、各帯水層を対象としたボーリング孔を１つ１つ別個に削孔する方法、もしくは1本のボーリングで遮水層やパッカーにより帯水層ごとに隔離された測定区間を設ける方法が一般に知られており、対象の帯水層ごとに水位計や間隙水圧計で間隙水圧（被圧水頭）を測定するものとしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１９０８７１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、掘削工事を伴う建設工事では、必ず地盤掘削に伴う地下水問題が生ずる。特に、日本各地における地盤は互層地盤が多く、従って掘削工事の対象とされる地盤はその多くがいわゆる多層帯水層地盤として認識されている。
よって、地盤掘削工事に際しては、まず多層帯水層の初期水頭と透水性を把握しておくことが最重要課題となる。
【０００５】
その為には、各帯水層の間隙水圧（被圧水頭）を把握することが必要であるが、前述のごとく、各帯水層の間をシールし、遮断しながら、各層ごとに調査しなければならず、時間と手間とコストを要するものとされていた。
すなわち、多層帯水層地盤を貫通してボーリング孔を削孔する場合、削孔とともにボーリング孔内に水位面（間隙水圧面：被圧水頭面）が現れる。そして、この水位面は、最も間隙水圧（被圧水頭）の高い帯水層の水位面となる。したがって、多層帯水層では帯水層ごとに各層を区分する遮水層を設置しないと各帯水層の間隙水圧（被圧水頭）を測定することはほとんど困難なのである。
【０００６】
かくして、本発明は、1箇所のボーリング孔でシール層や遮水層を設置することなく、多層帯水層における各帯水層の間隙水圧（被圧水頭）を同時かつ正確に測定する多層帯水層の間隙水圧測定方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による多層帯水層の間隙水圧測定方法は、
多層帯水層地盤に多層帯水層を貫通してボーリング孔を削孔し、削孔後に前記多層帯水層地盤における各帯水層の深さ位置を計測し、
次いで、ボーリング孔内に間隙水圧計を配置すると共に、前記計測した各帯水層深さ位置の対応箇所に地下水流向計を各々配置し、
前記ボーリング孔内での水位低下操作を行った後、該ボーリング孔内での水位が回復する経過中に、各帯水層に対応して設置した地下水流向計により各帯水層の地下水流向変化時点を測定すると共に、前記変化時点でのボーリング孔内水位面位置を前記間隙水圧計により測定し、該測定値により各帯水層の間隙水圧を測定する、
ことを特徴とし、
または、
多層帯水層地盤に多層帯水層を貫通してボーリング孔を削孔し、削孔後に前記多層帯水層地盤における各帯水層の深さ位置を計測し、
次いで、ボーリング孔内に間隙水圧計を配置すると共に、前記計測した各帯水層深さ位置の対応箇所に地下水流向計を各々配置し、
前記ボーリング孔内での水位低下操作を行った後、該ボーリング孔内での水位が回復する経過中に、各帯水層に対応して設置した地下水流向計により各帯水層の地下水の流れが停止した時点を測定すると共に、前記停止時点でのボーリング孔内水位面位置を前記間隙水圧計により測定し、該測定値により各帯水層の間隙水圧を測定する、
ことを特徴とし、
または、
前記ボーリング孔内での水位低下操作を行った後、該ボーリング孔内での水位が回復する経過中に、行われる測定は、複数回行われ、測定値精度の向上が図られた、
ことを特徴とし、
または、
前記地下水流向計は、一台の使用とし、該一台の地下水流向計を、前記各帯水層に対応して順次移動させて配置した、
ことを特徴とするものである。
【０００８】
すなわち、多層帯水層にあるボーリング孔内の個別被圧水頭を測定できないという課題のため、ボーリング孔内の各帯水層の地下水流の変化を捉えることで、各帯水層の被圧水頭を測定するものである。
【０００９】
各間隙水圧（被圧水頭）を測定するためには、一般的には圧力測定が使用されるが、本発明ではボーリング孔内の水位面と同時に各帯水層の地下水流変化を把握してこれを測定する点に大きな特長を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による多層帯水層の間隙水圧測定方法であれば、
1箇所のボーリング孔でシール層や遮水層を設置することなく、多層帯水層における各帯水層の間隙水圧（被圧水頭）を同時かつ正確に測定出来るとの優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による多層帯水層の間隙水圧測定方法の一実施例を示す概略構成説明図（その１）である。
【図２】本発明による多層帯水層の間隙水圧測定方法の一実施例を示す概略構成説明図（その２）である。
【図３】本発明による多層帯水層の間隙水圧測定方法の一実施例を示す概略構成説明図（その３）である。
【図４】本発明による多層帯水層の間隙水圧測定方法の一実施例を示す概略構成説明図（その４）である。
【図５】本発明による多層帯水層の間隙水圧測定方法の一実施例を示す概略構成説明図（その５）である。
【図６】本発明による多層帯水層の間隙水圧測定方法の一実施例を示す概略構成説明図（その６）である。
【図７】地下水流向計の一実施例を示す概略構成説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下本発明を図に示す実施例に従って説明する。
【実施例】
【００１３】
図１乃至図６は、一実施例の多層帯水層１を断面で表した概略構成を示す図であり、該多層帯水層１には、難透水層２を介して第１被圧帯水層４及び難透水層３を介して第２被圧帯水層５が形成されている。
このような多層帯水層１の地盤に第１被圧帯水層４及び第２被圧帯水層５を貫通して１つのボーリング孔６を削孔する。本発明ではボーリング孔６の掘削は一カ所で構わない。本件発明の特徴となっている。
【００１４】
そして、この一カ所のボーリング孔６の削孔後には、前記多層帯水層１の地盤における第１被圧帯水層４及び第２被圧帯水層５の深さ位置をボーリング削孔時にあらかじめ計測しておく。
【００１５】
次いで、掘削する多層帯水層１の地盤の性状によっては、必要に応じてケーシングパイプを入れてボーリング孔６の孔壁を保護したり、あるいは掘削後にボーリング孔６内の洗浄を行い、孔壁に付着している泥膜等を除去することが必要とされる。
その後、ボーリング孔６内に間隙水圧計７を配置すると共に、前記計測した第１被圧帯水層４及び第２被圧帯水層５の深さ位置対応箇所に各々地下水流向計８，８を配置する。
【００１６】
ここで、間隙水圧計７の構成及びその種類については何ら限定されるものではないが、例えば、水深変化による水圧変化を、圧力センサなどで測定し、例としてDC 4mA 〜 20mAの電気信号に変換して２線式で伝送するもので、ボーリング孔６中に埋設して、当該ボーリング孔６の間隙水圧を測定する構成のものが考えられる。
【００１７】
また、いわゆる電気式間隙水圧計は、水圧のみが計測できる構造の圧力計で、圧力変換器によって水圧を電気量に変える構成のものである。予想される間隙水圧の大きさに応じて、必要な容量と精度が必要で、受圧部はフィルターなどを備えた構造になっている。コードは、電気量を指示計に伝達できるものを用いられ、指示計は、電気式間隙水圧計に対応した機種のものが用いられる。 
【００１８】
当該間隙水圧計７の設置方法の一例であるが、間隙水圧計本体にロッドを次々と緊結しながらゆっくりと静かにボーリング孔６内に挿入し、例えば、孔中あるいは孔底に達したなら、静かに所定の深さまで押し込んで設置する方法が採用される。
図２乃至図６から理解されるように、間隙水圧計７は掘削された一カ所のボーリング孔６の深さ方向略中間位置に設定されるが、この位置に決して限定されるものではない。
【００１９】
次に、地下水流向計８をボーリング孔６に設置する。本実施例では、該地下水流向計８，８は２台ボーリング孔６内に設置される。すなわち、第１被圧帯水層４に対応する箇所に１台、そして第２被圧帯水層５に対応する箇所に１台設置される。各々の被圧帯水層４，５での地下水の流れ方向を計測する必要の為である。
ところで、前記の地下水流向計８は、一台のみの使用で賄うことも出来る。
すなわち、一台の地下水流向計８を、前記計測した第１被圧帯水層４及び第２被圧帯水層５の深さ位置対応箇所に、順次移動させていくのである。このように順次移動させていけば、一台の地下水流向計８のみの使用でたり、複数の地下水流向計８・・・を準備する必要がないメリットがある。
ここで、当該地下水流向計８の構成及び種類についても何ら限定されないが、その一実施例としては図７に示すものが挙げられる。
【００２０】
すなわち、地下水流向計８は、内部に空間部９を有して構成された略円筒状をなす本体１０を備えており、該本体１０内には、本体１０内上部側に収納された撮像手段１１と、該撮像手段１１の下側に設けられ、通過する地下水の少なくとも流向を測定する測定部１２とを有して構成される。
【００２１】
そして、前記測定部１２底面からは例えば水平方向に揺動可能な測定体１３が鉛直方向に延出して立設され、該測定体１３の頂部には撮像手段１１による撮像の目印となる標点が設けられた浮き１４が設けられる。
しかして、地下水がいずれかの方向（矢印で示す方法）に流れると、測定部１２内で前記測定体１３がその方向に揺動する。従って、撮像手段１１でその状態を撮像することにより地下水の流向を連続的にかつ長期間にわたって測定することが出来るのである。
【００２２】
なお、前述したように、本発明では、地下水流向計８の種類や構成は全く限定されず、少なくとも地下水の流れの方向が計測できる地下水流向計８であることを要する。
【００２３】
次に、本発明による測定方法につき説明する。
なお、図１から理解されるように、本実施例において、ボーリング孔６内の初期水位はＧＬ−１ｍとされている。
【００２４】
また、図１においてその右側には本実施例における多層帯水層１の各層の間隙水圧（被圧水頭）を予め示して説明することにする。よって、第１帯水層４の間隙水圧はＧＬ−２ｍ、第２帯水層５の間隙水圧はＧＬ−４ｍとしてある。
【００２５】
上記のように各種の間隙水圧計７や地下水流向計８などの機材類を設置した後、まず、ボーリング孔６内での水位を低下させる操作を行う（図２参照）。
この操作方法について、何ら限定されるものではないが、例えば、揚水ポンプを使用し、ボーリング孔６内の水を迅速に汲み上げて水位を低下させることが考えられる。
【００２６】
例えば、揚水ポンプなどを使用して水位を低下させた後、ボーリング孔６内の水位面が安定するのを待ち、その後該ボーリング孔６内での水位を回復させていく。該回復に際しては何らの作業を行う必要はなく、自然に回復するのを待つことになる。
そして、この回復する経過中において、後述する測定作業が行われる。
【００２７】
すなわち、各帯水層に対応して設置した地下水流向計８、８により各第１及び第２帯水層４，５の地下水流向変化時点を測定すると共に、前記変化時点でのボーリング孔６内水位面位置を前記間隙水圧計７により測定するのである。
ここで、各第１帯水層４あるいは第２帯水層５の地下水流向変化時点とは、換言すれば、各第１帯水層４あるいは第２帯水層５での地下水の流れが止まった時点を意味するものであり、この時点でのボーリング孔６内水位面位置を前記間隙水圧計７により測定するのである。
【００２８】
図２乃至図６により具体的に説明すると、図２から理解されるように、ボーリング孔６内でＧＬから７ｍの水位低下を行った。
ここで、図２に示すように、初期水位はＧＬより−１ｍであり、第１帯水層４の水位はＧＬ−２ｍであり、第２帯水層５の水位はGL−４ｍとされている。よって、７ｍ水位を低下すると、第１帯水層４あるいは第２帯水層５においても地下水流の向きは矢印で示すように左向きとなる。
【００２９】
次に、ボーリング孔６内の水位がＧＬ−４ｍまで回復すると図３から理解されるように、第２帯水層５では双方の地下水位、すなわちボーリング孔６内の水位と第２帯水層５の水位とが平衡状態となり、これにより地下水流の方向がなくなり止まってしまう。
この状態を第２帯水層５の間隙水圧（被圧水頭）と測定するのである。すなわち、地下水流が止まったときのボーリング孔６内での水位を間隙水圧計７でＧＬ−４ｍと測定しておくのである。
さらに、図４に示すようにボーリング孔６内の水位が回復しＧＬ−３ｍとなると、第２帯水層５の地下水の流向が変化し、矢印のごとく右側に流れることになる。
【００３０】
次に、図５に示すように、ボーリング孔６内の水位がＧＬ−２ｍまで回復すると、第１帯水層４においては双方の地下水位が平衡状態となり、これにより地下水流の方向がなくなり、すなわちボーリング孔６内の水位と第１帯水層４の水位とが平衡状態となり、地下水流が止まってしまう。
このように、地下水流が止まったときのボーリング孔６内での水位を間隙水圧計７でＧＬ−２ｍと測定しておき、その値を第１帯水層４の間隙水圧（被圧水頭）と判断するのである。
【００３１】
さらに、図７に示すようにボーリング孔６内の水位が回復しＧＬ−１．５ｍとなると、第１帯水層５の地下水の流向が矢印のごとく右側に流れることになる。
しかして、本発明ではボーリング孔６内の水位低下を行ってから各測定の作業を少なくとも複数回、出来れば３回以上繰り返し行うことが好ましい。
これにより測定値のばらつきや誤差を解消でき、精度の高い測定値が得られるものとなる。
【符号の説明】
【００３２】
１      多層帯水層
２      難透水層
３      難透水層
４      第１帯水層
５      第２帯水層
６      ボーリング孔
７      間隙水圧計
８      地下水流向計
９      空間部
１０    本体
１１    撮像手段
１２    測定部
１３    測定体
１４   浮き
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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