(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中にボーリング孔を形成し、
ボーリング孔内を流水状態にし、
ボーリング孔に沿った水中の電位分布を測定し、
電位分布に特異な分布があるボーリング孔内の位置を求めて地中の透水性の亀裂を検出する亀裂検出方法において、
ボーリング孔内へ水を注入、又はボーリング孔内から水を排出して流水を形成することを特徴とする、
亀裂検出方法。
【請求項２】
地中の透水性の亀裂検出方法において、
地中にボーリング孔を形成し、
ボーリング孔を流水状態と静止水状態とに場合分けし、
流水と静止水との各々の場合に、ボーリング孔に沿った水中の電位分布を測定し、静止水時と流水時との電位分布を比較し、
静止水時の電位分布に対して流水時の電位分布に特異な分布があるボーリング孔内の位置を求めて地中の亀裂を検出することを特徴とする、
亀裂検出方法。
【請求項３】
請求項２に記載の亀裂検出方法において、
ボーリング孔内へ水を注入、又はボーリング孔内から水を排出して流水を形成することを特徴とする、
亀裂検出方法。
【請求項４】
請求項２に記載の亀裂検出方法において、
ボーリング孔内の水流を停止して静止水を得ることを特徴とする、
亀裂検出方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の亀裂検出方法において、
基準用電極と探査用電極をボーリング孔内の水中に配置し、
探査用電極をボーリング孔に沿って移動して、ボーリング孔に沿った水中の電位分布を測定することを特徴とする、
亀裂検出方法。
【請求項６】
地中の透水性の亀裂を検出するために地中に形成されたボーリング孔に沿って流れる水の電位分布を測定する電位測定用電極において、
水中の電位を検出する電位検出部と、
電位検出部からボーリング孔の外部に電位を導く被覆ケーブルとを備え、
電位検出部は、水が入る穴を有する絶縁性の容器を有し、容器内に被覆ケーブルに電気的に接続された導電体を有し、
容器の外の水の電位を容器の穴から導電体と被覆ケーブルを通してボーリング孔の外部に導くことを特徴とする、
電位測定用電極。
【請求項７】
請求項６に記載の電位測定用電極において、
飽和硫酸銅溶液を含む多孔体で導電体を覆うことを特徴とする、
電位測定用電極。
【請求項８】
請求項６に記載の電位測定用電極において、
導電体は白金、又は塩化銀で被覆された銀からなることを特徴とする、
電位測定用電極。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中の透水性の亀裂の検出に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ボーリング孔内の亀裂箇所を特定するために、ボーリングのコアサンプルを観察する方法や、ボーリング孔の孔壁比抵抗測定方法がある。又は、地下水流を測定するのにフロートを用いる方法（特開平７−７２２６４号公報参照）、又は温度分布の時間的な変化により地下水を調査する方法（特開平６−２１４０４５号公報参照）などがある。
【０００３】
しかし、従来の方法では、次のような問題点がある。
＜イ＞亀裂箇所での湧水の有無を容易に確認できない。
＜ロ＞装置が大がかりになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、地中の透水性の亀裂箇所を簡単に見出すことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、地中にボーリング孔を形成し、ボーリング孔内を流水状態にし、ボーリング孔に沿った水中の電位分布を測定し、電位分布に特異な分布があるボーリング孔内の位置を求めて地中の透水性の亀裂を検出する亀裂検出方法において、ボーリング孔内へ水を注入、又はボーリング孔内から水を排出して流水を形成することを特徴とする、亀裂検出方法、又は、地中の透水性の亀裂検出方法において、地中にボーリング孔を形成し、ボーリング孔を流水状態と静止水状態とに場合分けし、流水と静止水との各々の場合に、ボーリング孔に沿った水中の電位分布を測定し、静止水時と流水時との電位分布を比較し、静止水時の電位分布に対して流水時の電位分布に特異な分布があるボーリング孔内の位置を求めて地中の亀裂を検出することを特徴とする、亀裂検出方法、又は、前記亀裂検出方法において、ボーリング孔内へ水を注入、又はボーリング孔内から水を排出して流水を形成することを特徴とする、亀裂検出方法、又は、前記亀裂検出方法において、ボーリング孔内の水流を停止して静止水を得ることを特徴とする、亀裂検出方法、又は、前記亀裂検出方法において、基準用電極と探査用電極をボーリング孔内の水中に配置し、探査用電極をボーリング孔に沿って移動して、ボーリング孔に沿った水中の電位分布を測定することを特徴とする、亀裂検出方法、又は、地中の透水性の亀裂を検出するために地中に形成されたボーリング孔に沿って流れる水の電位分布を測定する電位測定用電極において、水中の電位を検出する電位検出部と、電位検出部からボーリング孔の外部に電位を導く被覆ケーブルとを備え、電位検出部は、水が入る穴を有する絶縁性の容器を有し、容器内に被覆ケーブルに電気的に接続された導電体を有し、容器の外の水の電位を容器の穴から導電体と被覆ケーブルを通してボーリング孔の外部に導くことを特徴とする、電位測定用電極、又は、前記電位測定用電極において、飽和硫酸銅溶液を含む多孔体で導電体を覆うことを特徴とする、電位測定用電極、又は、前記電位測定用電極において、導電体は白金、又は塩化銀で被覆された銀からなることを特徴とする、電位測定用電極にある。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【０００７】
＜イ＞亀裂の検出方法の概要
地中の亀裂検出方法は、地中に水が流れる際に電位変化が生ずる界面動電現象を利用するものである。界面動電現象は、水と土粒子との界面にできる電気二重層の働きによって、水の流れが見かけ上電荷の流れになったり、電位勾配になったりする現象である。
【０００８】
この現象を亀裂３の検出に利用するために、図１のように、亀裂３の有無を検出しようとする地中にボーリング孔１を形成し、ボーリング孔内に水を流す。もし、ボーリング孔１の途中に水みちなど透水性亀裂３があると、亀裂箇所付近で亀裂とボーリング孔１の地形状態が変化するので、その付近の水の電位分布が変化することになる。この電位分布の変化の位置を探査することにより、亀裂箇所を検出することができる。
【０００９】
水の流れによる水の電位分布から、地質構造の相違など他の現象によって発生する電位分布の影響を除去するために、ボーリング孔内の水の流れを停止して、静止水の電位分布を測定する。そして、流水時の電位分布と静止水時の電位分布を比較して、流水時に生ずる特異な電位分布から、透水性の亀裂３を検出することにより、より正確に亀裂３を検出することができる。
【００１０】
＜ロ＞亀裂の検出装置
ボーリング孔内に水の電位分布を測定する電極を配置する。電極は、ボーリング孔内の水の電位分布を測定できるものであればよく、例えば、図１のように、基準用電極２１をボーリング孔内に静止し、探査用電極２２をボーリング孔内に沿って移動し、ボーリング孔内の各位置における電位を電圧計２４で測定する。
【００１１】
ボーリング孔内に地下水の湧水がある場合、湧水でボーリング孔内の水の流れを得ることができる。また、湧水が無い場合、図２のように、ポンプ付きパイプ５を孔口に取付け、ポンプ６で水をボーリング内に注入してボーリング内に水の流れを作ったり、また、地下水はあるが、溢れ出るまではない場合、ポンプ６で吸い上げて水の流れを作っても良い。
【００１２】
静止水を得る場合、図１では孔口にバルブ付きパイプ５を配置し、バルブ４を閉じて、流水を停止しても良い。また、図２のようにポンプ６を使用する場合、ポンプ６の駆動と停止で水の流れを制御することができる。
【００１３】
ボーリング孔１は地上から下方に設ける場合に限らず、崖の側面から横方向に形成したり、又は、図３のように、トンネル７などの地下からボーリング孔１を形成してもよい。その場合、ボーリング孔１が上向きになる場合があるが、どのような向きでも、孔内を水が流れる状態にできれば、測定することができる。その場合、ホース８から地下水を排出したり、又は、ホース８から水を供給しても良い。
【００１４】
＜ハ＞電位測定用電極
電位測定用電極は、水の電位を測定するものであるので、導電体２７と水の接触電位差が少ないものが好ましい。そのために、塩化銀で被覆した銀の導電体２７、白金の導電体２７、又は銅の導電体２７の周りに飽和硫酸銅溶液を含有させた多孔体２８で覆ったものなどが適している。多孔体２８は、飽和硫酸銅溶液を含有でき、しかも導電体２７に電気が流れるものがよく、例えば、スポンジ状のもの、綿状のものなどが使用できる。導電体２７に被覆ケーブル２３を電気的に接続して、導電体２７の電位を電圧計２４まで導く。
【００１５】
導電体２７は、ボーリングの壁面に接触しないことが好ましいので、絶縁性の容器２５で覆うと良い。絶縁性の容器内の導電体２７と外部の水の電位が等しくなるために、容器２５に穴２６を形成し、穴２６を介して電気が導電体２７に伝わるようにする。
【００１６】
【発明の実施例】
以下に透水性亀裂の検出の実施例を説明する。
【００１７】
＜イ＞実験
透水性亀裂３の測定は、大深度地下空間実験場内で行い、周囲が堆積軟岩で囲まれている。ボーリング孔１は外形が１２ｃｍ、孔口が地下５０ｍ、深さが５５ｍであり、電位分布測定は１ｍ間隔で行った。また、測定は２回行い、測定結果は再現性のある安定した結果であった。
【００１８】
流水によって生じる電位分布と地質構造によって生じる電位分布とを区別するために、図１のようにバルブ付きのパイプ５をボーリング孔１の孔口に取り付ける。湧水の流れを人為的に調整し、図７のように、水を流した状態の電位分布（流水の電位分布、実線）と、水を止水した状態の電位分布（静止水の電位分布、破線）を測定し、両者を比較した。
【００１９】
電極は、銅−硫酸銅電極を使用し、基準用電極２１をボーリング孔口に配置し、探査用電極２２をボーリング孔１に沿って深さを順次変えて測定した。
【００２０】
＜ロ＞測定結果
測定結果を図７のグラフに示す。このグラフから水が流れている時と流れていない時で明らかな電位分布の違いがある。即ち、水の流れによって生じる電位が存在し、かつその測定が可能であることを示している。
【００２１】
＜ハ＞亀裂箇所の検出
図７のグラフから、流水の場合、孔口から３５ｍ〜５５ｍの深さの場所に、顕著な電位分布の違いがみられ、深さ４２ｍの付近でピークに達している。このピークが亀裂箇所と推測される。孔口付近の大きな電位変化は、水流がボーリング孔内から地上部に出るときの不連続性から生じている。
【００２２】
なお、上記電位分布の測定の他に、従来のボーリングのコアサンプルの調査や、図８のような孔壁比抵抗測定結果からも、深さ４２ｍ付近に亀裂があることを確認できた。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、次のような効果を得ることができる。
＜イ＞装置によって人為的に電気を付与するのではなく、流水によって自然に生じる電位分布を測定するので、測定装置が簡単で、しかも再現性のある正確な測定が可能となる。
＜ロ＞流水時と静止水時の両方で電位分布を測定すると、地層構造による電位分布を除去することができる。
＜ハ＞接触電位差が少ない電極を用いることにより、正確な電位分布を測定することができる。
＜ニ＞電極をボーリング孔の壁面に接触しないようにすることにより、正確な水の電位を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】湧水によるボーリング孔内の水の電位の測定図
【図２】ポンプによるボーリング孔内の水の電位の測定図
【図３】トンネル内でのボーリング孔の水の電位の測定図
【図４】銅−硫酸銅電極の構造図
【図５】Ａｇ−ＡｇＣｌ電極の構造図
【図６】Ｐｔ電極の構造図
【図７】ボーリング孔内の電位分布図
【図８】従来の孔壁比抵抗測定法による亀裂の測定
【符号の説明】
１・・ボーリング孔
２１・基準用電極
２２・探査用電極
２３・被覆ケーブル
２４・電圧計
２５・容器
２６・穴
２７・導電体
２８・多孔体
３・・亀裂
４・・バルブ
５・・パイプ
６・・ポンプ
７・・トンネル
８・・ホース
【図１】
0003648719.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003648719.tif 000006
【図６】
0003648719.tif 000007
【図７】
0003648719.tif 000008
【図８】
0003648719.tif 000009