(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
削孔ビットを先端に備えた中空筒状の削孔ロッドの内部に、前記削孔ロッドの内部の状態量を計測する計測器を配置し、
地盤の削孔過程で前記中空筒状の削孔ロッド内部を地下水領域と連通させ、かつ、削孔を停止して、前記計測器により計測を行い、
地下水の状態量の計測データを取得する、
地盤削孔における地下水計測方法であって、
前記削孔過程において削孔を停止させたときに、口元プリベンダーバルブを閉じる、
地盤削孔における地下水計測方法。
【請求項２】
削孔ビットを先端に備えた中空筒状の削孔ロッドの内部に、前記削孔ロッドの内部の状態量を計測する計測器を配置し、
地盤の削孔過程で前記中空筒状の削孔ロッド内部を地下水領域と連通させ、前記計測器により計測を行い、
地下水の状態量の計測データを取得する、
地盤削孔における地下水計測方法において、
前記削孔ビットは、前記削孔ロッドの内部を通じて流れて、外部に流れ出る高圧水を駆動源として削孔動作するものであって、
前記削孔ロッドの内部の前記計測器よりも上流側に前記削孔ビット側から口元側への水の流れを阻止する逆止弁が配置されている、
地盤削孔における地下水計測方法。
【請求項３】
削孔ビットを先端に備えた中空筒状の削孔ロッドの内部に、前記削孔ロッドの内部の状態量を計測する計測器を配置し、
地盤の削孔過程で前記中空筒状の削孔ロッド内部を地下水領域と連通させ、前記計測器により計測を行い、
地下水の状態量の計測データを取得する、
地盤削孔における地下水計測方法であって、
前記削孔ロッドの内部の前記計測器よりも基端側に前記削孔ビット側から口元側への水の流れを阻止する逆止弁が配置されている、
地盤削孔における地下水計測方法。
【請求項４】
削孔ビットを先端に備えた中空筒状の削孔ロッドの内部に、前記削孔ロッドの内部の状態量を計測する計測器を配置し、
地盤の削孔過程で前記中空筒状の削孔ロッド内部を地下水領域と連通させ、前記計測器により計測を行い、
地下水の状態量の計測データを取得する、
地盤削孔における地下水計測方法において、
前記計測器は水圧を計測する水圧計であって、地下水の状態量が地下水圧であり、
前記削孔ロッドは、内部にコアチューブが挿置され、前記コアチューブの閉塞端側に前記水圧計が配置される、
地盤削孔における地下水計測方法。
【請求項５】
前記削孔ロッドは、前記削孔ビットを一体的に備え、
前記削孔ビットは、前記削孔ロッドによって伝達される駆動力によって削孔動作し、
前記コアチューブは、前記削孔ロッドに着脱可能に固定されてコアを採取し、
削孔中は、前記削孔ロッドの内周と前記コアチューブの外周との隙間を通じて前記削孔ビットに送水する、請求項４に記載の地盤削孔における地下水計測方法。
【請求項６】
前記計測器は水圧を計測する水圧計であって、地下水の状態量が地下水圧である、
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の地盤削孔における地下水計測方法。
【請求項７】
前記計測器は自記式計測器である、
請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の地盤削孔における地下水計測方法。
【請求項８】
削孔ビットを先端に備えた中空筒状の削孔ロッドであって、
前記削孔ビットは前記削孔ロッドの内部を通って供給される高圧水を駆動源として削孔動作し、
前記削孔ロッドの内部に自記式水圧計を備え、
前記削孔ロッドの内部の基端側に前記削孔ビット側から口元側への水の流れを阻止する逆止弁を備え、
前記自記式水圧計は、前記削孔ビットと前記逆止弁との間に配置される、
削孔ロッド。
【請求項９】
削孔ビットを先端に備えた中空筒状の削孔ロッドであって、
前記削孔ロッドの内部に自記式水圧計を備え、
前記削孔ロッドの内部の基端側に前記削孔ビット側から口元側への水の流れを阻止する逆止弁を備え、
前記自記式水圧計は、前記削孔ビットと前記逆止弁との間に配置される、
削孔ロッド。
【請求項１０】
削孔ビットを先端に備えた中空筒状の削孔ロッドであって、
前記削孔ロッドは、内部にコアチューブが挿置され、
前記コアチューブの閉塞端側に自記式水圧計を備えた、
削孔ロッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤削孔における地下水計測方法及び削孔ロッドに関し、詳しくは、地盤削孔の過程で地下水の状態量を計測する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、湧水圧を測定する湧水圧測定部と、この湧水圧測定部と連結されるとともに湧水量を測定する湧水量測定部とからなり、パッカーによって本体パイプの外周面と孔の孔壁との隙間を塞いでから、本体パイプの流路に湧水を導き、開閉バルブによって流路を閉塞してから、この流路内の水圧を測定し、その後、鉛直に配置された鉛直パイプ内を通過する湧水の流量を測定する、湧水圧及び湧水流量の測定装置が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、トンネル切羽の前方地盤の所定深さまで水平ボーリング孔を削孔し、水平ボーリング孔内に、管延長の所定位置に管内外を閉塞可能な管内パッカーと外周パッカーとからなるパッカーとパッカーの近傍に間隙水圧計とを有する水圧測定スクリーン管を挿入し、口元キャップで水平ボーリング孔の口元を閉塞するとともに、パッカーを膨張させてスクリーン管内及びスクリーン管外周とボーリング孔の孔壁との間を閉塞して、ボーリング孔内のパッカーで区画された区間内を横切る透水層から流入する地下水で満たし、各間隙水圧計位置での水圧測定を行うようにした、多点水圧測定方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０２４７８７号公報
【特許文献２】特開２００２−２７６２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えばトンネル掘削中の地下水探査において、ボーリング削孔後に削孔ツールスを全て撤去した後に、ボーリング孔に地下水圧の測定に用いる装置を挿入して水圧を測定する場合、以下のような問題があった。
上記のような水圧測定方法では、地下水圧の測定のために、ボーリング削孔、削孔ツールス撤去、水圧測定装置の挿入、水圧測定、水圧測定装置の回収などの多くの作業工程を必要とするため、削孔長が長くなるほど作業手間、作業時間が増え、また、挿入・回収時に水圧測定装置などが破損する可能性があった。
【０００６】
また、地下水探査においてはケーシング無しの裸孔である必要があるため、孔荒れや孔崩れがあると、水圧測定装置をボーリング削孔内に挿入できずに水圧測定が不能になったり、或いは、孔内に挿入した水圧測定装置を回収できなくなるなどのトラブルが発生する可能性があった。
また、地下水が大量である場合、水圧測定装置をボーリング削孔内に挿入できずに水圧測定が不能になる場合がある。
【０００７】
更に、複数の深度で水圧測定を行う場合、削孔深度が所期の深度に到達する毎に水圧測定を行えば初期状態での地下水圧を測定できるが、所期の深度に到達する毎に、削孔ツールス撤去、水圧測定装置の挿入、水圧測定、水圧測定装置の回収などの作業工程を繰り返す必要が生じる。
一方、全長削孔後に水圧測定装置をボーリング削孔内に挿入し、圧力計測を行う所期深度まで水圧測定装置を移動させて水圧測定を行えば、水圧測定装置の挿入・回収などの一連の作業工程を繰り返す手間を省けるが、削孔後に時間が経過してから水圧を測定することになるため、初期状態（削孔深度が地下水帯に到達した時点）での地下水圧を測定できない。
【０００８】
そこで、本願発明は、削孔ツールス撤去、測定装置の挿入、測定、測定装置の回収などの作業工程を省略しつつ、初期状態での地下水の状態量を測定することが可能である、地盤削孔における地下水計測方法及び削孔ロッド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】
【０００９】
そのため、本発明に係る地盤削孔における地下水計測方法は、その一態様として、削孔ビットを先端に備えた中空筒状の削孔ロッドの内部に、前記削孔ロッドの内部の状態量を計測する計測器を配置し、地盤の削孔過程で前記中空筒状の削孔ロッド内部を地下水領域と連通させ、かつ、削孔を停止して、前記計測器により計測を行い、地下水の状態量の計測データを取得する。ここで、前記削孔過程において削孔を停止させたときに、口元プリベンダーバルブを閉じる。
【００１０】
また、本発明に係る地盤削孔における地下水計測方法は、その一態様として、削孔ビットを先端に備えた中空筒状の削孔ロッドの内部に、前記削孔ロッドの内部の状態量を計測する計測器を配置し、地盤の削孔過程で前記中空筒状の削孔ロッド内部を地下水領域と連通させ、前記計測器により計測を行い、地下水の状態量の計測データを取得する。ここで、前記削孔ビットは、前記削孔ロッドの内部を通じて流れて、外部に流れ出る高圧水を駆動源として削孔動作するものであって、前記削孔ロッドの内部の前記計測器よりも上流側に前記削孔ビット側から口元側への水の流れを阻止する逆止弁が配置されている。
また、本発明に係る地盤削孔における地下水計測方法は、その一態様として、削孔ビットを先端に備えた中空筒状の削孔ロッドの内部に、前記削孔ロッドの内部の状態量を計測する計測器を配置し、地盤の削孔過程で前記中空筒状の削孔ロッド内部を地下水領域と連通させ、前記計測器により計測を行い、地下水の状態量の計測データを取得する。ここで、前記削孔ロッドの内部の前記計測器よりも基端側に前記削孔ビット側から口元側への水の流れを阻止する逆止弁が配置されている。
【００１１】
また、本発明に係る地盤削孔における地下水計測方法は、その一態様として、削孔ビットを先端に備えた中空筒状の削孔ロッドの内部に、前記削孔ロッドの内部の状態量を計測する計測器を配置し、地盤の削孔過程で前記中空筒状の削孔ロッド内部を地下水領域と連通させ、前記計測器により計測を行い、地下水の状態量の計測データを取得する。ここで、前記計測器は水圧を計測する水圧計であって、地下水の状態量が地下水圧であり、前記削孔ロッドは、内部にコアチューブが挿置され、前記コアチューブの閉塞端側に前記水圧計が配置される。
【００１２】
一方、本発明に係る削孔ロッドは、その一態様として、削孔ビットを先端に備えた中空筒状の削孔ロッドであって、前記削孔ビットは前記削孔ロッドの内部を通って供給される高圧水を駆動源として削孔動作し、前記削孔ロッドの内部に自記式水圧計を備え、前記削孔ロッドの内部の基端側に前記削孔ビット側から口元側への水の流れを阻止する逆止弁を備え、前記自記式水圧計は、前記削孔ビットと前記逆止弁との間に配置される。
また、本発明に係る削孔ロッドは、その一態様として、削孔ビットを先端に備えた中空筒状の削孔ロッドであって、前記削孔ロッドの内部に自記式水圧計を備え、前記削孔ロッドの内部の基端側に前記削孔ビット側から口元側への水の流れを阻止する逆止弁を備え、前記自記式水圧計は、前記削孔ビットと前記逆止弁との間に配置される。
【００１３】
また、本発明に係る削孔ロッドは、その一態様として、削孔ビットを先端に備えた中空筒状の削孔ロッドであって、前記削孔ロッドは、内部にコアチューブが挿置され、前記コアチューブの閉塞端側に自記式水圧計を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、削孔ロッドが備える計測器が地盤の削孔過程で地下水の状態量の計測を行うため、削孔途中で削孔ロッドを撤去し計測器を挿入するなどの作業工程を不要にでき、また、孔荒れや孔崩れなどによって測定不能になったり計測器が回収不能になったりすることを抑制でき、更に、初期状態での地下水の状態量を計測することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態における水圧式ロータリ削孔システムを構成する削孔ロッドの構造及び削孔中の水の流れを示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態における自記式水圧計の支持構造を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態における水圧式ロータリ削孔システムを示す図である。
【図４】本発明の実施形態におけるトンネル掘削中の地下水探査の概要を説明するための図である。
【図５】本発明の実施形態における地下水探査のための削孔工程を説明するための図である。
【図６】本発明の実施形態における水圧式ロータリ削孔システムを構成する削孔ロッドの構造及び削孔停止中の水の流れを示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態における自記式水圧計の計測データ及び地下水圧の抽出処理を説明するためのタイムチャートである。
【図８】本発明の実施形態におけるワイヤーライン工法に用いる削孔ロッドの構造及び削孔中の水の流れを示す断面図である。
【図９】本発明の実施形態におけるワイヤーライン工法に用いる削孔ロッドの構造及び削孔停止中の水の流れを示す断面図である。
【図１０】本発明の実施形態における口元側で地下水流量を計測する構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下では、図面を参照して、本発明に係る地盤削孔における地下水計測方法及び削孔ロッドの実施形態を説明する。
図１は、本発明に係る削孔ロッド（ドリルロッド、ボーリングロッド、ケーシングロッド）の一態様を示す断面図である。
【００１７】
図１に示した削孔ロッド１００は、高圧水を駆動源として削孔ビットを回転駆動して削孔する水圧式ロータリ削孔システム（ダウンホールモータによる削孔システム）を構成するツールである。
なお、高圧水を駆動源とする削孔システムは、水圧式ロータリパーカッション削孔システム（ダウンザホールハンマによる削孔システム）であってもよく、削孔ロッド１００は、高圧水を駆動源として削孔ビットを回転及び／又は打撃動作させる削孔システムに適用されるツールである。
削孔ロッド１００は、中空筒状の本体部１１０と、本体部１１０の先端に本体部１１０の軸回りに回転可能に支持される削孔ビット１２０と、本体部１１０内に配置され削孔ビット１２０を回転駆動するダウンホールモータ１３０と、本体部１１０内に配置され水圧を計測する自記式水圧計（自記式計測器）１４０と、本体部１１０内における水の逆流を阻止する逆止弁１５０とを有して構成される。
削孔システムが、水圧式ロータリパーカッション削孔システム（ダウンザホールハンマによる削孔システム）の場合、上記のダウンホールモータ１３０は、ダウンザホールハンマに置き換えられ、ダウンザホールハンマは、削孔ビット１２０を回転及び打撃動作させる駆動力を付与する。
【００１８】
本体部１１０の内部には、先端側（削孔ビット１２０側）から順に、ダウンホールモータ１３０、自記式水圧計１４０、逆止弁１５０が配置される。
逆止弁１５０は、前後差圧に応じて動作し、口元側からダウンホールモータ１３０（削孔ビット１２０）に向かう水の流れを許容しダウンホールモータ１３０（削孔ビット１２０）から口元に向かう水の流れ（逆流）を阻止する。
【００１９】
自記式水圧計１４０は、電源（バッテリ）１４２及びフラッシュＲＯＭなどのメモリ１４３を内蔵し、メモリ１４３に水圧の計測結果を時系列に記録する機能を有する計測器であり、変更可能な時間ピッチ毎にそのときの計測データをメモリ１４３に自動的に記録する。
自記式水圧計１４０は、メモリ１４３に記録されている計測データを読み出すためのケーブル端子（図示省略）を備え、パーソナルコンピュータとケーブルで接続することで、計測データの読み出しが行える。
【００２０】
自記式水圧計１４０は棒状に形成され、本体部１１０の内部に、本体部１１０の軸と自記式水圧計１４０の軸とが略一致するように複数のステー１４１によって本体部１１０に固定され、自記式水圧計１４０の外周面と本体部１１０の内周面との間の環状隙間を水が流れるよう構成されている。
図２は、自記式水圧計１４０の支持構造の一例を示す。
【００２１】
図２に示す支持構造では、円環状の保持部材１４４の外周面と本体部１１０の内周面とが径方向に延びる３本のステー１４１によって連結され、円環状の保持部材１４４はステー１４１によって本体部１１０の軸心付近に支持される。そして、自記式水圧計１４０は横断面が略円形で、円環状の保持部材１４４に自記式水圧計１４０を嵌入させることで、自記式水圧計１４０は、削孔ロッド１００の軸心付近に固定される。
ダウンホールモータ１３０は、螺旋状のステーター及びローターで構成されるタービン部、ローターの偏心運動を同心回転運動に変換して削孔ビット１２０に伝達する動力伝達装置などで構成される。
本体部１１０の内部を通じて口元側から削孔ビット１２０に向けて供給される高圧水は、ダウンホールモータ１３０のローターを回転させて削孔ビット１２０に回転力を付与し、その後、本体部１１０先端から外部に流出し、削孔ロッド１００と削孔された孔との間隙に流れ出る。
【００２２】
図３は、上記の削孔ロッド１００を含む水圧式ロータリ削孔システム（ダウンホールモータによる削孔システム）の全体構成の一態様を示す。
削孔ロッド１００の基端側（削孔ビット１２０の反対側）には、図示省略したカップリングを介して中空筒状の延長用削孔ロッド２２０が継ぎ足され、削孔深度が深くなるにしたがって継ぎ足す延長用削孔ロッド２２０の数が増やされる。
【００２３】
複数連結される延長用削孔ロッド２２０のうちの最基端の延長用削孔ロッド２２０にはスイベル２３０が連結される。
スイベル２３０は、送水パイプ２７０を介してポンプ２４０の吐出口に接続されていて、ポンプ２４０は水槽２６０に貯留された水を吸い込んでスイベル２３０に向けて高圧水を供給する。
【００２４】
送水パイプ２７０の途中にはフィルターボックス２５０を設けてあり、ポンプ２４０から吐出された高圧水は、フィルターボックス２５０でろ過された後にスイベル２３０に供給される。
スイベル２３０に供給された高圧水は、延長用削孔ロッド２２０の内部を通って削孔ロッド１００に供給され、高圧水がダウンホールモータ１３０に流れ込むことで、ダウンホールモータ１３０のローターが高圧水の流れによって回転駆動され、ローターの回転が削孔ビット１２０に伝達されて削孔ビット１２０が回転し、削孔ビット１２０の回転により削孔する。
【００２５】
また、穿孔された孔２９０の口元付近には、孔崩れを防止するための筒状の口元保護管（ケーシング）３１０が嵌入され、この口元保護管３１０の内側に削孔ロッド１００、２２０が挿通され、口元保護管３１０が設けられる口元部分で２重管を形成する。
また、口元保護管３１０の内周面と延長用削孔ロッド２２０の外周面との間の環状隙間を開閉するバルブである口元プリベンターバルブ（Preventer Valve）３２０を設けてある。
【００２６】
上記構成の水圧式ロータリ削孔システムは、例えば、トンネル掘削中の地下水探査のための削孔に用いられる。
図４は、トンネル掘削中の地下水探査のための削孔の概念図である。
トンネル掘削中の地下水探査のための削孔としては、例えば、地盤（地山）における高圧水帯の存在・位置を把握するための超長尺削孔、トンネル掘削、水抜孔増設に伴う水圧観測モニタリングのための長尺削孔、切羽近傍の水圧観測のための短尺削孔などがあるが、上記の削孔ロッド１００を含む水圧式ロータリ削孔システムは、地盤（地山）における高圧水帯の存在・位置を把握するための超長尺削孔に好適に用いることができる。
【００２７】
次に、削孔ロッド１００を含む水圧式ロータリ削孔システムによる、トンネル掘削中の地下水探査のための削孔の工程を、図５にしたがって説明する。
削孔を開始する前に、まず、自記式水圧計１４０をオン状態にセットし、また、水圧の計測データをメモリ１４３に記憶させる時間間隔である時間ピッチの設定を行う（第１工程）。
【００２８】
次いで、削孔システムをセットし、削孔（高圧水の供給）を開始する（第２工程）。
高圧水は、図１に示すように、削孔ロッド１００のダウンホールモータ１３０に流れ、削孔ビット１２０側から外部に流出し、削孔ロッド１００，２２０の外周面と孔２９０の壁面とで形成される横断面が環状の空間を通り口元側に戻される。
【００２９】
削孔を開始した後は削孔深度を監視し（第３工程）、削孔が所定深度まで進んだとき、換言すれば、延長用削孔ロッド２２０の継ぎ足しが必要になった時点で削孔（高圧水の供給、ポンプ送水）を一時停止し（第４工程）、例えば削孔を一時停止した時に延長用削孔ロッド２２０の継ぎ足しを行ってもよい（第５工程）。
ここで、高圧水の供給を停止すると、図６に示すように、削孔ロッド１００に設けた逆止弁１５０が閉じ、削孔ビット１２０（切羽）が地下水帯に位置している場合には、本体部１１０内、つまり、逆止弁１５０よりも削孔ビット１２０側の自記式水圧計１４０が配置される空間内に、削孔中は本体部１１０内を通じて削孔ビット１２０駆動用の高圧水が流れていた流路を逆流して地下水が浸入することで、地下水圧は自記式水圧計１４０に作用し、自記式水圧計１４０は地下水圧を計測してメモリ１４３に記憶することになる。
【００３０】
図１に示したように、自記式水圧計１４０は削孔ビット１２０の駆動源である高圧水（削孔用作動流体）の供給経路に配置されるため、高圧水を削孔ロッド１００（ダウンホールモータ１３０）に供給して削孔している状態では、自記式水圧計１４０は削孔用の高圧水の圧力（ポンプ送水圧）を計測することになり、削孔中は一定の時間ピッチ毎に削孔用高圧水の圧力計測データがメモリ１４３に記憶される。
そして、係る削孔状態から高圧水の供給を遮断すると、逆止弁１５０の上流側の圧力が下がって逆止弁１５０が閉じ、逆止弁１５０よりも下流側、つまり、自記式水圧計１４０周囲の圧力が削孔状態であるとき（削孔用高圧水を供給しているとき）よりも低下する。
【００３１】
ここで、削孔ビット１２０（切羽）が地下水帯に位置していると、図６に示すように、削孔ロッド１００の先端開口から地下水が削孔ロッド１００内に浸入し、自記式水圧計１４０周囲が地下水で満たされ、自記式水圧計１４０は地下水圧を計測することになり、係る地下水圧の計測データはメモリ１４３に記憶される。
換言すれば、延長用削孔ロッド２２０の継ぎ足しを行うために削孔用高圧水の供給を停止することは、自記式水圧計１４０によって地下水圧を計測できる状態にすることになり、延長用削孔ロッド２２０の継ぎ足しを行う毎、つまり、異なる複数の深度毎に自記式水圧計１４０は地下水圧を計測してメモリ１４３に記憶することになる。
【００３２】
このように、削孔用高圧水の供給を停止して延長用削孔ロッド２２０を継ぎ足す第４工程、第５工程では、並行して自記式水圧計１４０による地下水圧の計測が行われることになるが、自記式水圧計１４０は削孔用高圧水が供給されているか否かとは無関係に一定の時間ピッチでそのときの計測データをメモリ１４３に自動的に記憶するから、作業者は、地下水圧を測定するための作業を削孔過程で行う必要はない。または、削孔ビット１２０による削孔を停止した時間、削孔用高圧水の供給を停止した時間を記録しておくことで、地下水圧を測定した測定データを判別することも可能である。
【００３３】
以上のようにして削孔を行い、目標深度に達したか否かを監視し（第６工程）、目標深度に達するまでは、削孔用高圧水の供給停止、延長用削孔ロッド２２０の継ぎ足し、削孔用高圧水の供給再開を周期的に繰り返す。
そして、削孔が目標深度に達すると、削孔用高圧水の供給停止し（第７工程）、削孔ロッド１００及び延長用削孔ロッド２２０を含む削孔ツールスを、穿孔された孔２９０から回収する（第８工程）。
【００３４】
穿孔された孔２９０から削孔ロッド１００を回収すると、削孔ロッド１００の内部に配置された自記式水圧計１４０のメモリ１４３から削孔過程で一定時間毎に計測された水圧データを読み出す（第９工程）。
水圧データのメモリ１４３から読み出しは、例えば、自記式水圧計１４０とパーソナルコンピュータ４１０とをケーブル４２０で接続し、パーソナルコンピュータ４１０に計測データを転送させることで行われる。
【００３５】
自記式水圧計１４０とパーソナルコンピュータ４１０とをケーブル４２０で接続できるようにするための構造として、自記式水圧計１４０が内蔵される部分を本体部１１０から分離できるように、本体部１１０を、逆止弁１５０を備える第１ユニットと、自記式水圧計１４０を備える第２ユニットと、ダウンホールモータ１３０を備える第３ユニットとの少なくとも３ユニットが着脱可能に連結される構造とすることができる。
そして、削孔時には上記の各ユニットを連結して用い、削孔後に自記式水圧計１４０のメモリ１４３から計測データを取り出すときには各ユニットの間の連結を外して、自記式水圧計１４０を備える第２ユニットを分離することで、作業者が自記式水圧計１４０にケーブル４２０を接続するなどの作業が行えるように構成することができる。
【００３６】
なお、本体部１１０を構成する筒状部材に取り付けられた状態のまま自記式水圧計１４０にケーブル４２０を接続する作業を行わせる構成にでき、また、本体部１１０の第２ユニットを構成する筒状部材から自記式水圧計１４０を取り外せるよう構成して、自記式水圧計１４０を単体とした状態でケーブル４２０を接続する作業を行わせることができる。
但し、自記式水圧計１４０から計測データを読み出す（換言すれば、ケーブルの着脱を可能にする）ための本体部１１０の構造は、本体部１１０を複数に分割可能にする構造に限定されない。
【００３７】
例えば、自記式水圧計１４０が配置される部分の本体部１１０に内部の自記式水圧計１４０にアクセスするための開口部を設けるとともに前記開口部を閉塞する着脱可能な蓋部材を設け、削孔時には蓋部材で開口部を覆い、自記式水圧計１４０のメモリ１４３から計測データを読み出すときに蓋部材を取り外して自記式水圧計１４０にケーブル４２０を接続するなどの作業を行わせる構成にできる。
【００３８】
更に、保護蓋付のコネクタを本体部１１０の周壁に外部からケーブル接続できるように固定し、コネクタと内部の自記式水圧計１４０のコネクタとを内部ケーブルで接続し、削孔中は保護蓋でコネクタを保護し、削孔後に削孔ロッド１００を回収すると、保護蓋を開けてコネクタにアクセスできるようにし、一端がパーソナルコンピュータ４１０に接続されるケーブルを本体部１１０の周壁に固定されたコネクタに接続する構成とすることができる。
【００３９】
また、自記式水圧計１４０のメモリ１４３をメモリカードなどの着脱可能な記憶媒体とし、削孔後に削孔ロッド１００を回収したときに自記式水圧計１４０からメモリ１４３を取り外して、パーソナルコンピュータ４１０などのデータ読み取り装置にセットして、水圧計測データの読み出しを行わせることができる。
【００４０】
上記のようにして、削孔ロッド１００（自記式水圧計１４０）を孔２９０から回収した後に、メモリ１４３から削孔過程での時系列の計測データを読み出すと、次いで、読み出した計測データを解析して地下水圧の計測データを抽出する（第１０工程）。
自記式水圧計１４０から読み出される計測データは、削孔開始から削孔完了までの期間で一定時間ピッチ毎に計測された圧力データである。
【００４１】
一方、延長用削孔ロッド２２０の継ぎ足しのために削孔用高圧水の供給と供給停止とを繰り返して削孔が行われるから、自記式水圧計１４０から読み出される計測データは、削孔用高圧水が供給されている状態（削孔中）での計測データ（送水圧データ）と、削孔用高圧水の供給が停止されている状態（削孔停止中）での計測データとが含まれる。
ここで、削孔過程において削孔用高圧水の供給を停止したタイミング（削孔停止タイミング）及び削孔用高圧水の供給を再開したタイミング（削孔再開タイミング）は既知である。
【００４２】
したがって、自記式水圧計１４０から読み出した複数の圧力計測データの中から、削孔過程において削孔用高圧水の供給を一時的に停止していた削孔停止期間における圧力計測データ群を抽出することができ、更に、抽出した削孔停止期間での圧力計測データ群を解析することで地下水圧を求めることができる。
削孔過程において削孔用高圧水の供給を一時的に停止している期間が長くなると、そのときに切羽が位置している地下水帯以外の影響を圧力計測データが受け易くなり、係る外乱の影響を受けた圧力計測データを地下水圧の計測データに含めると、地下水圧の検出精度が低下する。
【００４３】
そこで、例えば、図７に示すように、削孔用高圧水の供給を一時的に停止した後の圧力計測データが安定したときの計測データを地下水圧の計測データとして抽出し、その後の圧力計測データの変化を外乱による変化と見做して地下水圧の計測データから除外することができる。
また、削孔用高圧水の供給を一時的に停止したタイミングから一定時間内の圧力計測データを地下水圧の計測データとして抽出することができる。
【００４４】
上記のように自記式水圧計１４０から読み出した計測データを解析して地下水圧のデータを求める工程は、自記式水圧計１４０から読み出された計測データをパーソナルコンピュータの画面に表示させる工程と、この画面表示に基づき作業者が解析を行って地下水圧のデータなどを求める工程とで構成することができる。
また、パーソナルコンピュータに送水履歴のデータ（削孔用高圧水の供給を停止したタイミング及び供給を再開したタイミングのデータ）を格納させておくことで、自記式水圧計１４０から読み出した計測データを解析して地下水圧のデータを求める処理をパーソナルコンピュータがプログラム処理し、最終的な解析結果である地下水圧データを画面に表示して作業者に提供する構成とすることができる。
【００４５】
上述の削孔ロッド１００を用いて地下水圧を計測する方法によると、削孔過程において地下水圧を測定しない場合と同じ作業を行うことで同時並行で地下水圧のデータ収集が自動的に行われるから、削孔作業と地下水圧の測定作業とを個別に行う場合に比べて作業手間を削減できるとともに作業時間を短縮することができ、しかも、削孔長が長くなっても地下水圧を測定するための手間及び時間が増えない。
【００４６】
更に、削孔ロッド１００の内部に自記式水圧計１４０を配置した構成では、自記式水圧計１４０が直接孔壁などに触れることがないため、破損の可能性が低く、また、孔荒れ、孔崩れがあったり地下水が大量の場合でも、地下水圧を計測し計測後に自記式水圧計１４０を回収することができる。
更に、削孔直後における切羽付近の地下水圧を計測するから、初期状態での地下水圧（湧水圧）を計測することができ、また、削孔用高圧水の供給を一時的に停止したタイミングで地下水圧が測定されるので、削孔過程で複数の深度毎に初期状態での地下水圧を検出できる。
【００４７】
なお、延長用削孔ロッド２２０の継ぎ足しタイミング間の任意のタイミングで、地下水測定のために削孔用高圧水の供給（削孔）を一時的に停止し、自記式水圧計１４０が地下水圧を計測する状態にすることができる。この場合、延長用削孔ロッド２２０の継ぎ足しタイミング毎（継ぎ足しが行われる一定深度毎）に地下水圧が計測され、更に、任意の深度で地下水圧の計測を行わせることができる。
また、削孔用高圧水の供給を一時的に停止し、自記式水圧計１４０が地下水圧を計測する状態にするときに、口元プリベンターバルブ（遮水パッカー）３２０を閉じ口元保護管３１０の内周面と延長用削孔ロッド２２０の外周面との間の環状隙間を介して地下水が口元から漏れ出すことを抑制することができる。
【００４８】
削孔用高圧水の供給を一時的に停止するときに口元プリベンターバルブ３２０を閉じれば、削孔ロッド１００の外周面と孔壁との隙間を介して口元に向けて流れた地下水が口元から漏れ出すことが抑制され、一方で、逆止弁１５０により削孔ロッド１００内部が閉塞されるから、穿孔された孔２９０を介した地下水圧の漏れ出しが防がれ、地下水圧の計測精度を向上させることができる場合がある。
但し、孔２９０が複数の地下水帯を相互に連通させるように穿孔された場合、削孔用高圧水の供給（削孔）を一時的に停止したときに口元プリベンターバルブ３２０を開けておけば、口元に近い側の地下水帯の圧力を口元側から逃がして自記式水圧計１４０に作用することを抑制し、切羽に近い地下水帯の水圧を自記式水圧計１４０によって精度よく計測させることができる場合がある。
また、図１に示した削孔ロッド１００は、高圧水の供給によって削孔ビット１２０を回転駆動する水圧式ロータリードリルであるが、高圧水によって削孔ビットを打撃動作させる水圧式パーカッションドリルにおいても、自記式水圧計１４０及び逆止弁１５０を図１と同様に配置することで、地下水圧の計測を行わせることができる。
【００４９】
つまり、図１のダウンホールモータ１３０を打撃発生機構に置き換えることで、水圧式パーカッションドリルとしての削孔ロッドを構成でき、係る水圧式パーカッションドリルにおいても、水圧式ロータリードリルである削孔ロッド１００と同様に地下水圧の計測を行え、同様の効果を得ることができる。
このように、削孔ビット１２０を先端に備えた中空状の削孔ロッド１００は、内部に地下水の流入が可能であればよく、本削孔ロッド１００は削孔時にも地下水の流入が可能であるが、削孔停止時の方が地下水が流入し易く、地下水圧と削孔ロッド１００内部の圧力は均衡する。
【００５０】
また、ワイヤーライン工法に用いる削孔ロッド（ワイヤーライン式マシン）においても、自記式水圧計を設けて地下水圧の計測を行わせることができる。
ワイヤーライン工法は、先端に削孔ビットを備える削孔ロッド（ボーリングロッド、アウターロッド）の内部の先端側にコアチューブ（インナーチューブ）を挿置した状態で削孔ロッドにより回転打撃掘削を行い、コアチューブ内にコアが採取されると削孔ロッドを抜かずにコアチューブをワイヤロープで引っ張ってコアを回収し、空になったコアチューブを水圧圧送により削孔ロッドの先端に戻すことを繰り返して掘進する工法である。
【００５１】
図８は、ワイヤーライン工法に用いる、自記式水圧計を備えた削孔ロッドの一態様を示す図である。
図８において、削孔ロッド６１０は、先端環状部に削孔ビット６２０を一体的に備え、削孔ビット６２０に回転打撃駆動力を伝達する中空筒状の鋼管である。
【００５２】
削孔ロッド６１０の内部の先端側には、有底筒状のコアチューブ６３０が、開放端６３１を削孔ビット６２０側に向け、閉塞端６３２を口元側に向けて挿置される。削孔ロッド６１０は、図示を省略したラッチ装置を備え、このラッチ装置によってコアチューブ６３０は削孔ロッド６１０の内部の所定位置に着脱可能に固定される。
そして、口元側に設けた駆動源が発生する駆動力を削孔ビット６２０に削孔ロッド６１０を介して伝達して削孔動作を行わせ、コアをコアチューブ６３０に入れる。
コアチューブ６３０（コア）を回収する場合は、図９に示すように、基端側にワイヤロープ６４０の一端が連結されたオーバーショットアッセンブリー６４１を連結水圧によって削孔ロッド６１０内のコアチューブ６３０にまで圧送し、オーバーショットアッセンブリー６４１の先端をコアチューブ６３０の基端側に連結させる。
オーバーショットアッセンブリー６４１とコアチューブ６３０との連結は、例えば、オーバーショットアッセンブリー６４１に設けたリフティングドックと、コアチューブ６３０に設けたスピアヘッドとの連結によって行われる。
オーバーショットアッセンブリー６４１とコアチューブ６３０とが連結されると、オーバーショットアッセンブリー６４１に一端が連結されるワイヤロープ６４０の他端を口元側からワイヤーホイストで引っ張り、コアチューブ６３０のラッチ部を削孔ロッド６１０から離脱させ、コア６５０を採集したコアチューブ６３０を口元側に搬送して回収する。
【００５３】
コア６５０を抜き取った後のコアチューブ６３０は、削孔ロッド６１０の基端側に継ぎ足される延長用削孔ロッド（図示省略）に挿入され、閉塞端６３２側に水圧を加えることで削孔ビット６２０の先端側にまで戻され、前述のラッチ装置によって削孔ロッド６１０内の所定位置に固定される。
ここで、コアチューブ６３０の閉塞端６３２側には、自記式水圧計７１０の収容空間６３３が形成されている。この収容空間６３３とコア採集室６３４とは隔壁６３５で仕切られ、隔壁６３５には、収容空間６３３とコア採集室６３４とを連通させる連通孔６３６が開口されている。
【００５４】
自記式水圧計７１０は、収容空間６３３内の軸心付近に位置するように複数のステー７１１によって支持される。なお、ステー７１１による支持構造は、図２と同様の構造を採用できる。
係る削孔ロッド６１０を用いるワイヤーライン工法において、削孔中は、図８に示すように、図示を省略したポンプから吐出された水が、口元側から削孔ロッド６１０にまで送られ、削孔ロッド６１０の内周面とコアチューブ６３０の外周面との間の環状空間を介して削孔ビット６２０（切羽）に供給される。そして、削孔ビット６２０を冷却しまたスライムを含んだ水は、穿孔された孔２９０の孔壁と削孔ロッド６１０の外周面との間の環状空間を通って口元側に戻る。
【００５５】
ここで、コアチューブ６３０の回収や延長用削孔ロッドの継ぎ足しのために、削孔ロッド６１０の回転打撃駆動を停止するとともにポンプ送水を停止したときに、切羽部分が地下水帯に位置していると、図９に示すように、削孔ビット６２０側から地下水がコアチューブ６３０内に浸入し、更に連通孔６３６を介して収容空間６３３内に入り込むことで、自記式水圧計７１０は、地下水圧を検出する状態になる。
【００５６】
自記式水圧計７１０は、自記式水圧計１４０と同様に、電源（バッテリ）７１２及びメモリ７１３を内蔵しメモリ７１３に水圧の計測結果を時系列に記録する機能を有する計測器であり、変更可能な時間ピッチ毎にそのときの計測データをメモリ７１３に記録する。
したがって、コア６５０の採集が完了して削孔を終了させるときに、穿孔された孔２９０から削孔ロッド６１０（自記式水圧計７１０）を回収し、回収した自記式水圧計７１０から計測データを読み出し、コアチューブ６３０の回収や延長用削孔ロッドの継ぎ足しなどのために削孔（送水）を停止していたタイミングでの計測データを抽出すれば、地下水圧を検出することができる。
そして、係るワイヤーライン工法の削孔ロッド６１０においても、図１に示した削孔ロッド１００と同様の作用効果を奏することができる。
【００５７】
以上、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば種々の変形態様を採り得ることは自明である。
上記実施形態では、自記式水圧計を削孔ロッド内に設け、削孔ロッドの内部の状態量として水圧を検出する構成としたが、例えば、図１に示す構成において、自記式水圧計１４０を自記式流量計に置き換え、逆止弁１５０が備えないか又は逆止弁１５０を強制的に開状態に保持できる構成とすれば、削孔停止中に地下水が削孔ロッド１００内を流れることで、地下水流量を自記式流量計で計測させることができる。
この場合、削孔後に自記式流量計を回収して計測データを読み出し、削孔を一時的に停止していたタイミングでの計測データを、地下水流量の計測データとして抽出することができる。
【００５８】
このように、削孔ロッドの内部の状態量を計測する自記式計測器は、自記式水圧計に限定されるものではなく、削孔ロッドの内部を流れる地下水の流量を状態量として検出させることができ、また、削孔ロッドの内部の状態量として圧力、流量以外の温度などを計測することができ、更に、例えば、地下水圧と地下水温度との双方を一定時間毎に計測する自記式計測器を、削孔ロッドに設けることもできる。
【００５９】
また、自記式水圧計などの自記式計測器に内蔵されるマイクロコンピュータが、計測の時間間隔を自動調整するよう構成することができる。例えば、内蔵マイクロコンピュータは、計測結果の変動が少ないときに計測間隔を延ばし、計測結果の変動が大きくなると計測間隔を短縮することができる。
【００６０】
また、図１０に示すように、口元プリベンターバルブ３２０よりも上流側で、口元保護管３１０の内周面と延長用削孔ロッド２２０の外周面との間の環状空間と流量計８１０の入口とを連通させる分岐路８２０を設け、削孔中は、ポンプ送水流量と流量計８１０の計測流量の差から地下水の流量を計測し、また、削孔停止中（ポンプ送水停止により逆止弁１５０が閉じ、かつ、口元プリベンターバルブ３２０を閉じている場合）は、流量計８１０の計測結果を地下水流量として検出することができる。
図１０に示す流量計測システムと、自記式水圧計１４０を備えた削孔ロッド１００とを組み合わせることで、地下水圧と地下水流量との双方を計測できることになる。
なお、図１０の構成において、分岐路８２０にはバルブ８５０を設けてあり、このバルブ８５０を開くと水が流量計８１０に流れ込むように構成されている。
【００６１】
また、図１０に示すように、口元保護管３１０の内周面と延長用削孔ロッド２２０の外周面との間の環状空間と水圧計８３０の入口とを連通させる分岐路８４０を設ければ、削孔停止中（ポンプ送水停止により逆止弁１５０が閉じ、かつ、口元プリベンターバルブ３２０を閉じている場合）に、水圧計８３０は地下水圧を計測することになる。
但し、水圧計８３０は口元での水圧を計測するため、削孔深度が１００ｍを超えるような場合は、切羽付近での地下水圧に対して口元で計測される水圧は圧力損失が大きくなり、計測精度が低下する。
これに対し、前述の実施形態のように、削孔ロッド（先頭の削孔ロッド）１００、６１０に自記式水圧計を設ける場合には、圧力損失が十分に小さくなり地下水圧を高精度に計測できる。
【００６２】
また、図１に示す削孔ロッド１００は、水圧式ダウンホールモータの削孔ロッドであるが、油圧によるトップハンマ式の削孔ロッドにおいても、自記式水圧計などの自記式計測器を削孔ロッド内に配置して、削孔過程で逐次計測を行わせ、削孔完了後に計測データを読み出す構成とすることができる。
油圧によるトップハンマ式では、口元側に設けた動力源が発生する駆動力を、動力伝達機構を介して削孔ビットに伝達するため、例えば、動力伝達機構に一体的に自記式計測器（自記式水圧計）を設けたり、動力伝達機構を避けて自記式計測器（自記式水圧計）を削孔ロッド内部に配置したりすることができる。
【００６３】
また、削孔ロッドに超音波探査機や電磁波探査機などの地中探査のための計測器であって、電源及びメモリを内蔵する自記式の計測器を設け、削孔中に地層、空洞、異物の探査を行わせ、削孔後にメモリから計測結果を読み出す構成とすることができる。
更に、削孔ロッドに、電源及びメモリを内蔵する自記式計測器を複数設け、それぞれの計測器で異なる状態量を計測させることができる。
なお、出願当初の請求項は以下の通りであった。
［請求項１］
削孔ビットを先端に備えた中空筒状の削孔ロッドの内部に、前記削孔ロッドの内部の状態量を計測する計測器を配置し、
地盤の削孔過程で前記中空筒状の削孔ロッド内部を地下水領域と連通させ、前記計測器により計測を行い、
地下水の状態量の計測データを取得する、
地盤削孔における地下水計測方法。
［請求項２］
前記削孔過程において、削孔を停止して、前記計測器により計測を行い、
地下水の状態量の計測データを取得する、
請求項１に記載の地盤削孔における地下水計測方法。
［請求項３］
前記削孔過程において削孔を停止させたときに、口元プリベンダーバルブを閉じる、
請求項２に記載の地盤削孔における地下水計測方法。
［請求項４］
前記計測器は自記式計測器である、
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の地盤削孔における地下水計測方法。
［請求項５］
前記計測器は水圧を計測する水圧計であって、地下水の状態量が地下水圧である、
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の地盤削孔における地下水計測方法。
［請求項６］
前記削孔ビットは、前記削孔ロッドの内部を通じて流れて、外部に流れ出る高圧水を駆動源として削孔動作するものであって、
前記削孔ロッドの内部の前記計測器よりも上流側に前記削孔ビット側から口元側への水の流れを阻止する逆止弁が配置されている、
請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の地盤削孔における地下水計測方法。
［請求項７］
前記削孔ロッドは、内部にコアチューブが挿置され、前記コアチューブの閉塞端側に前記水圧計が配置される、
請求項５に記載の地盤削孔における地下水計測方法。
［請求項８］
前記削孔ロッドは、前記削孔ビットを一体的に備え、
前記削孔ビットは、前記削孔ロッドによって伝達される駆動力によって削孔動作し、
前記コアチューブは、前記削孔ロッドに着脱可能に固定されてコアを採取し、
削孔中は、前記削孔ロッドの内周と前記コアチューブの外周との隙間を通じて前記削孔ビットに送水する、請求項７に記載の地盤削孔における地下水計測方法。
［請求項９］
削孔ビットを先端に備えた中空筒状の削孔ロッドであって、
前記削孔ビットは前記削孔ロッドの内部を通って供給される高圧水を駆動源として削孔動作し、
前記削孔ロッドの内部に自記式水圧計を備えた、
削孔ロッド。
［請求項１０］
前記削孔ロッドの内部の基端側に前記削孔ビット側から口元側への水の流れを阻止する逆止弁を備え、
前記自記式水圧計は、前記削孔ビットと前記逆止弁との間に配置される、
請求項９に記載の削孔ロッド。
［請求項１１］
削孔ビットを先端に備えた中空筒状の削孔ロッドであって、
前記削孔ロッドは、内部にコアチューブが挿置され、
前記コアチューブの閉塞端側に自記式水圧計を備えた、
削孔ロッド。
【符号の説明】
【００６４】
１００…削孔ロッド、１１０…本体部、１２０…削孔ビット、１３０…ダウンホールモータ、１４０…自記式水圧計（自記式計測器）、１４２…電源（バッテリ）、１４３…メモリ、１５０…逆止弁、３２０…口元プリベンターバルブ、６１０…削孔ロッド、６２０…削孔ビット、６３０…コアチューブ、６３３…収容空間、６３４…コア採集室、６３５…隔壁、６３６…連通孔、６４０…ワイヤロープ、７１０…自記式水圧計（自記式計測器）、７１２…電源（バッテリ）、７１３…メモリ
【図１】
0006542087.tif 000002
【図２】
0006542087.tif 000003
【図３】
0006542087.tif 000004
【図４】
0006542087.tif 000005
【図５】
0006542087.tif 000006
【図６】
0006542087.tif 000007
【図７】
0006542087.tif 000008
【図８】
0006542087.tif 000009
【図９】
0006542087.tif 000010
【図１０】
0006542087.tif 000011