(57)【要約】【課題】孔内水の存在しないボーリング孔においても電気検層や比抵抗トモグラフィ法の実施を可能にする。【解決手段】ボーリング孔２に挿入される電極ケーブル１であって、多数の導線６を束ねたケーブル本体３と、ケーブル本体３に所定間隔をあけて取り付けられた電極４と、電極４からケーブル本体３の径方向に放射状に広がる複数の導電性弾性体５を備えている。導線６は電極４と同じ数だけ束ねられており、電極４は他の電極４と異なる導線６に導通されている。導電性弾性体５はボーリング孔２の孔径よりも大きく広がるものであり、弾性変形しながらボーリング孔２の内壁面２ａに接触する。【選択図】図１
2006119096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボーリング孔に挿入され、多数の導線を束ねたケーブル本体と、前記ケーブル本体に所定間隔をあけて取り付けられた電極と、前記電極から前記ケーブル本体の径方向に放射状に広がる複数の導電性弾性体を備え、前記導線は少なくとも前記電極と同じ数だけ束ねられており、前記電極は他の電極と異なる導線に導通されており、前記導電性弾性体は弾性変形しながら前記ボーリング孔の内壁面に接触することを特徴とする比抵抗測定用の電極ケーブル。
【請求項２】
前記導電性弾性体は、前記電極から放射状に突出する複数の金属製スプリングと、前記金属製スプリングの少なくとも先端部を覆う金属製糸状部材集合体を有することを特徴とする請求項１記載の比抵抗測定用の電極ケーブル。
【請求項３】
前記金属製糸状部材集合体に塩水を染み込ませたことを特徴とする請求項２記載の比抵抗測定用の電極ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、比抵抗測定用の電極ケーブルに関する。さらに詳述すると、本発明は、無水ボーリング孔について比抵抗トモグラフィ法や電気検層を行うのに適した比抵抗測定用の電極ケーブルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボーリング孔の掘削影響領域の岩盤特性やその広がり等を把握するための測定手段として、電気検層や比抵抗トモグラフィ法がある。一般的に電気検層や比抵抗トモグラフィ法では地下水の存在するボーリング孔内に比抵抗測定用の電極を挿入し、この電極と地盤との電気的な導通を孔内水を介して確保し、地盤の比抵抗を計測する。
【０００３】
例えば、電気検層として特開２００２−２６７７６４号公報に開示された技術がある。この技術は水平なボーリング孔についての電気検層であり、その電気検層方法を実施する測定装置を図７及び図８に示す。ケーシングロッド１０１内に先端に電極部１０２を有する電極ロッド１０３を延在させておき、ケーシングロッド１０１に付与された回転推進力によってトンネル切羽前方地盤の所定深さまで水平ボーリング孔１０４を削孔する。次に、口元キャップ１０５で水平ボーリング孔１０４の口元を閉塞して、その孔内を流入地下水で満たすとともに、電極ロッド１０３のトンネル側端を介してトンネル坑内に設置された電気検層測定装置１０６に結線された電極部１０２を、ケーシングロッド１０１先端からボーリング孔１０４内に突出させる。これにより電気検層測定装置１０６に結線された接地電極１０７との間で地盤の比抵抗を測定し、電極部１０２位置での電気検層を行う。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２６７７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の電気検層や比抵抗トモグラフィ法では、孔内水を介して地盤と電極との間の導通を確保するので、孔内水の存在しないボーリング孔、例えばトンネル内坑壁から上向きに掘削したボーリング孔や、ボーリング孔の地下水面よりも上部の孔区間等については、孔壁面と電極との導通を確保することができず、比抵抗の測定が困難であった。
【０００６】
また、図７及び図８に示す測定装置においても、同様の問題があった。即ち、削孔時には水平ボーリング孔１０４内は地下水で満たされていないものの、比抵抗測定時には口元キャップ１０５によって流入地下水をせき止めて水平ボーリング孔１０４内を地下水で満たすようにし、これによって電極部１０２と孔壁面との導通を確保しているので、ボーリング孔内にある割れ目などから地下水が流出しボーリング孔１０４内を地下水で満たせない場合、電極部１０２と孔壁面との導通を確保できず、比抵抗の測定が困難であった。
【０００７】
本発明は、孔内水の存在しないボーリング孔においてもボーリング孔の内壁面と電極との導通を確保することができる比抵抗測定用の電極ケーブルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１記載の比抵抗測定用の電極ケーブルは、ボーリング孔に挿入され、多数の導線を束ねたケーブル本体と、ケーブル本体に所定間隔をあけて取り付けられた電極と、電極からケーブル本体の径方向に放射状に広がる複数の導電性弾性体を備え、導線は少なくとも電極と同じ数だけ束ねられており、電極は他の電極と異なる導線に導通されており、導電性弾性体は弾性変形しながらボーリング孔の内壁面に接触するものである。
【０００９】
したがって、電極ケーブルをボーリング孔に挿入すると、導電性弾性体がボーリング孔の内壁面に接触し、電極と内壁面とを導通させる。導電性弾性体は複数設けられており、電極から放射状に、且つ押さえ付けられなければボーリング孔の孔径よりも大きく広がるので、必ずボーリング孔の内壁面と接触する。しかも、導電性弾性体は弾性変形しながらボーリング孔の内壁面に接触するので、内壁面との導通を良好に確保できる。ボーリング孔に電極ケーブルを挿入するには、例えば棒の先端に電極ケーブルの先端を引っ掛け、その棒ごとボーリング孔に挿入する。一方、ボーリング孔から棒と一緒に電極ケーブルを引き抜くことで、電極ケーブルをボーリング孔から回収することができる。導電性弾性体はボーリング孔の内壁面と接触しているが、導電性弾性体は放射状に設けられているので電極の周方向については部分的な接触になり、内壁面との接触面積は小さい。また、導電性弾性体は弾性体であるので、ケーブル本体及び電極の移動に応じて弾性変形する。これらのため、電極ケーブルをボーリング孔に挿入したりボーリング孔内から回収する際の抵抗力は小さい。多数の導線を束ねたケーブル本体には多数の電極が設けられているが、導線と電極は１対１に対応しているので、導線を選択することで測定に使用する電極を選択することができる。
【００１０】
また、請求項２記載の比抵抗測定用の電極ケーブルは、導電性弾性体が、電極から放射状に突出する複数の金属製スプリングと、金属製スプリングの少なくとも先端部を覆う金属製糸状部材集合体を有するものである。
【００１１】
したがって、電極とボーリング孔の内壁面との導通は、金属製スプリングと金属製糸状部材集合体を介して確保される。導電性弾性体はその先端部でボーリング孔の内壁面と接触するが、金属製スプリングの少なくとも先端部は金属製糸状部材集合体によって覆われているので、ボーリング孔の内壁面との接触面積を大きくすることができる。
【００１２】
さらに、請求項３記載の比抵抗測定用の電極ケーブルは、金属製糸状部材集合体に塩水を染み込ませたものである。したがって、金属製糸状部材集合体とボーリング孔の内壁面との直接接触に加えて、塩水を介しても金属製糸状部材集合体とボーリング孔の内壁面との導通が確保される。塩水は金属製糸状部材集合体内の隙間に保持される。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の比抵抗測定用の電極ケーブルでは、ボーリング孔に挿入され、多数の導線を束ねたケーブル本体と、ケーブル本体に所定間隔をあけて取り付けられた電極と、電極からケーブル本体の径方向に放射状に広がる複数の導電性弾性体を備え、導線は少なくとも電極と同じ数だけ束ねられており、電極は他の電極と異なる導線に導通されており、導電性弾性体は弾性変形しながらボーリング孔の内壁面に接触するので、ボーリング孔の内壁面と電極との導通を良好に確保することができる。このため、孔内水の存在しないボーリング孔についても電極と内壁面との導通を容易に確保することができ、電気検層や比抵抗トモグラフィ法の実施が可能になる。また、電極ケーブルをボーリング孔に挿入したりボーリング孔内から回収する際の抵抗力が小さいので、電極ケーブルの設置や回収が容易である。また、電極ケーブルを長くしても挿入時や回収時の抵抗力があまり大きくならないので、電極ケーブルを長くすることができて深いボーリング孔にも対応することができる。
【００１４】
また、請求項２記載の比抵抗測定用の電極ケーブルでは、導電性弾性体が、電極から放射状に突出する複数の金属製スプリングと、金属製スプリングの少なくとも先端部を覆う金属製糸状部材集合体を有しているので、導電性弾性体とボーリング孔の内壁面との接触面積を大きくすることができ、より良好な導通を確保することができる。
【００１５】
さらに、請求項３記載の比抵抗測定用の電極ケーブルでは、金属製糸状部材集合体に塩水を染み込ませているので、金属製糸状部材集合体とボーリング孔の内壁面との直接接触に加えて、塩水を介しても金属製糸状部材集合体とボーリング孔の内壁面との導通を確保することができ、より一層良好な導通を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１〜図３に、本発明の比抵抗測定用の電極ケーブルの実施形態の一例を示す。比抵抗測定用の電極ケーブル（以下、単に電極ケーブルという）１は、ボーリング孔２に挿入され、多数の導線６を束ねたケーブル本体３と、ケーブル本体３に所定間隔をあけて取り付けられた電極４と、電極４からケーブル本体３の径方向に放射状に広がる複数の導電性弾性体５を備えている。
【００１８】
導線６は電極４と同じ数だけ束ねられている。即ち、ケーブル本体３は導線６を電極４と同じ数だけ束ねた多芯ケーブルであり、導線６は他の導線６から絶縁されている。本実施形態では、電極４を例えば２５ｃｍ間隔で３０個設けているので、被覆導線６を３０本束ねてケーブル本体３を構成している。ただし、電極４の間隔は２５ｃｍに限るものではなく、ボーリング孔２の深さ等に応じて適宜決定すれば良い。また、電極４の個数や導線６の本数は３０に限るものではなく、ボーリング孔２の深さ等に応じて適宜決定すれば良い。ただし、比抵抗の測定には、少なくとも電流電極となる２つの電極４と電位電極となる２つの電極４が必要である。
【００１９】
電極４は他の電極４と異なる導線６に導通されている。即ち、導線６と電極４は１対１に対応している。
【００２０】
導電性弾性体５はボーリング孔２の孔径よりも大きく広がるものであり、弾性変形しながらボーリング孔２の内壁面２ａに接触する。例えば、ボーリング孔２の孔径が１０１ｍｍの場合には、導電性弾性体５は少なくとも１６０ｍｍ以上（図３の寸法ｄ）の大きさに広がることが好ましい。ただし、導電性弾性体５が広がる大きさはこの値に限るものではないことは勿論である。
【００２１】
本実施形態では、各電極４毎にケーブル本体３の径方向に放射状に等間隔で広がる４つの導電性弾性体５、換言すると十字状に配置された４つの導電性弾性体５を有している。ただし、導電性弾性体５の数は４つに限るものではなく、複数あれば良い。例えば、図４に示すように、ケーブル本体３の径方向に放射状に等間隔で広がる３つの導電性弾性体５を有していても良く、あるいは図５に示すように、ケーブル本体３の径方向に放射状に等間隔で広がる２つの導電性弾性体５、換言すると直線状に配置された２つの導電性弾性体５を有していても良く、さらには５つ以上の導電性弾性体５を有していても良い。つまり、各電極４毎に２つ以上の導電性弾性体５を有していれば少なくとも１つの導電性弾性体５をボーリング孔２の内壁面２ａに必ず接触させてこれらを導通させることができるが、電極ケーブル１をボーリング孔２に挿入したりボーリング孔２内から回収する際の抵抗力や製造コストは導電性弾性体５の数の増加に応じて増加するので、前記導通の確保と前記抵抗力の大きさ、製造コスト等を考慮して導電性弾性体５の数を決定するのが好ましい。
【００２２】
導電性弾性体５は、例えば電極４から放射状に突出する複数の金属製スプリング７と、金属製スプリング７の少なくとも先端部を覆う金属製糸状部材集合体８を有している。金属製スプリング７は、例えばコイルスプリングである。ただし、金属製スプリング７はコイルスプリングに限るものではなく、例えばケーブル本体３の軸線方向に撓む板ばね等であっても良い。また、金属製糸状部材集合体８は、例えば糸状のアルミニウムを立体状に編み込んだもので、例えば金属製のたわしの使用が可能である。本実施形態では、金属製スプリング７の付け根近傍まで金属製糸状部材集合体８で覆っている。また、全ての金属製スプリング７を金属製糸状部材集合体８で覆っている。金属製スプリング７を金属製糸状部材集合体８で覆うことで、ボーリング孔２の内壁面２ａとの接触面積を大きくすることができ、接触抵抗を低減させることができてより良好な導通を確保することができる。
【００２３】
また、金属製糸状部材集合体８には塩水が染み込ませてある。このため、金属製糸状部材集合体８とボーリング孔２の内壁面２ａとの直接接触に加えて、塩水を介しても金属製糸状部材集合体８とボーリング孔２の内壁面２ａとの導通を確保することができ、接触抵抗をより一層低減させることができてより一層良好な導通を確保することができる。金属製糸状部材集合体８は内部の隙間に塩水を保持することができ、良好な導通を長時間にわたって維持することができる。
【００２４】
電極ケーブル１は、ボーリング孔２に挿入して使用される。電極ケーブル１をボーリング孔２に挿入するには、例えば棒９を使用する。棒９は、例えば塩ビパイプである。棒９の先端に電極ケーブル１の先端を引っ掛け、その棒９ごとボーリング孔２に挿入する。ボーリング孔２に挿入する前の状態では、導電性弾性体５はボーリング孔２の孔径よりも広がっているが、導電性弾性体５は弾性変形するので、電極ケーブル１をボーリング孔２に挿入することができる。ボーリング孔２内では導電性弾性体５は広がり、必ず内壁面２ａと接触する。しかも、導電性弾性体５はその弾性力で強くボーリング孔２の内壁面２ａに接触するので、内壁面２ａとの導通を良好に確保できる。このため、例えばボーリング孔の地下水面より上部の孔区間や、トンネル内坑壁から上向きに掘削したボーリング孔等の孔内水の存在しないボーリング孔２においても電極４とボーリング孔２の内壁面２ａとの導通を確実且つ容易に確保することができ、電気検層や比抵抗トモグラフィ法の実施が可能になる。
【００２５】
なお、孔内水の存在しないボーリング孔２について、そのボーリング孔２内に水を強制的に入れて電極４と内壁面２ａとの導通を確保することも考えられるが、この場合には地盤の自然な状態を破壊することになり、自然状態における正しい測定結果を得ることが困難になる。本発明では、孔内水の存在しないボーリング孔２に対してそのままの状態で比抵抗を測定することができ、自然状態における正しい測定結果を得ることができる。
【００２６】
電極ケーブル１をボーリング孔２の所定深さまで挿入することで、例えば３０個の電極４を２５ｃｍ間隔で配置してボーリング孔２の内壁面２ａに導通させることができる。
【００２７】
一方、ボーリング孔２から棒９と一緒に電極ケーブル１を引き抜くことで、電極ケーブル１をボーリング孔２から回収することができる。
【００２８】
導電性弾性体５はボーリング孔２の内壁面２ａと接触しているが、導電性弾性体５は放射状に設けられており、電極４の周方向については部分的な接触となるので、内壁面２ａとの接触面積は小さい。また、導電性弾性体５は弾性体であるので、ケーブル本体３及び電極４の移動に応じて弾性変形する。これらのため、電極ケーブル１をボーリング孔２に挿入したりボーリング孔２内から回収する際の抵抗力は小さく、電極ケーブル１の挿入や回収が容易である。また、電極ケーブル１を長くしても挿入時や回収時の抵抗力はあまり大きくならないので、電極ケーブル１を長くすることができ、深いボーリング孔２にも対応することができる。
【００２９】
電極ケーブル１の基端には、図示しない比抵抗測定装置が接続される。比抵抗測定装置は例えば３０個の接続端子を有しており、ケーブル本体３の導線６は１本ずつ別々の接続端子に接続されている。比抵抗測定装置は接続端子の選択によって測定に使用する電極４を選択する。即ち、比抵抗測定装置はコンピュータ制御により電流を流す２つの接続端子と電位を測定する２つの接続端子を選択し、これらの組合せを順次切り換えて比抵抗の測定を行う。
【００３０】
なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、上述の説明では、導電性弾性体５を金属製スプリング７と金属製糸状部材集合体８で構成していたが、金属製スプリング７によってボーリング孔２の内壁面２ａとの間の導通を確保できる場合には、金属製糸状部材集合体８を省略しても良い。金属製糸状部材集合体８を省略した導電性弾性体５の例を図６に示す。
【００３１】
また、上述の説明では、全ての金属製スプリング７を金属製糸状部材集合体８で覆っていたが、全ての金属製スプリング７を金属製糸状部材集合体８で覆う必要はなく、金属製糸状部材集合体８で覆った金属製スプリング７と金属製糸状部材集合体８で覆っていない金属製スプリング７を混在させても良い。一部の金属製スプリング７について金属製糸状部材集合体８の被覆を省略することで、導電性弾性体５とボーリング孔２の内壁面２ａとの導電を確保しつつ、金属製糸状部材集合体８の使用量を減らして製造コストを削減することができる。
【００３２】
また、上述の説明では、金属製スプリング７の付け根近傍まで金属製糸状部材集合体８で覆っていたが、金属製スプリング７の先端部のみを金属製糸状部材集合体８で覆うようにしても良い。この場合にも、導電性弾性体５とボーリング孔２の内壁面２ａとの導電を確保しつつ、金属製糸状部材集合体８の使用量を減らして製造コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の比抵抗測定用の電極ケーブルの実施形態の一例を示し、ボーリング孔に挿入した状態の側面図である。
【図２】本発明の比抵抗測定用の電極ケーブルの実施形態の一例を示し、ボーリング孔に挿入する前の状態の側面図である。
【図３】図２のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】導電性弾性体の第１の変形例を示し、図３に対応する断面図である。
【図５】導電性弾性体の第２の変形例を示し、図３に対応する断面図である。
【図６】導電性弾性体の第３の変形例を示し、図３に対応する断面図である。
【図７】従来の電気検層を実施する測定装置の断面図である。
【図８】従来の電気検層を実施する測定装置のケーシングロッドの部分的な断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  電極ケーブル
２  ボーリング孔
２ａ  ボーリング孔の内壁面
３  ケーブル本体
４  電極
５  導電性弾性体
６  導線
７  金属製スプリング
８  金属製糸状部材集合体
【図１】
2006119096.tif 000003
【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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【図８】
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