(57)【要約】【課題】地下断層の活動を正確に、長期間、リアルタイムでモニタリング可能な地下断層モニタリング装置を提供することを目的とする。【解決手段】地表から掘削され地下断層に対してできるだけ直交するよう交差する観測井戸と、前記観測井戸の前記地下断層との交差部分に、前記地下断層の両側の観測井戸壁にケーシングパッカーにより固定される伸縮継手を有するケーシングと、前記ケーシング内に設置される計測器とにより構成されることを特徴とする地下断層モニタリング装置。【選択図】    図１
2004286654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地表から掘削され地下断層に対してできるだけ直交するよう交差する観測井戸と、前記観測井戸の前記地下断層との交差部分に、前記地下断層の両側の観測井戸壁にケーシングパッカーにより固定される伸縮継手を有するケーシングと、前記ケーシング内に設置される計測器とにより構成されることを特徴とする地下断層モニタリング装置。
【請求項２】
観測井戸が交差する地下断層部分は破砕帯の少ない部分を選択することを特徴とする請求項１に記載の地下断層モニタリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地震発生の原因となる断層の活動をリアルタイムに正確にモニタリングする地下断層モニタリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地震予知のため、地震発生の原因となる地下断層の地表部分の両側にＧＰＳ測定器等の位置検知センサを設置し、その位置センサのデータから地下の断層の動きをモニタリングする装置が開発されている。
また、特開２００１−１１６８４８号公報には、地下断層の近傍にボーリング装置により孔を掘削し、その孔に孔周囲岩盤の歪み量を計測する地下断層等のモニタリング装置が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１１６８４８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、地上に位置センサを設置する地下断層のモニタリング装置は、地上での計測のためノイズが多く、地震予知には極めて重要である微小の地下断層の動きを正確に検知できないという問題点を有するものであった。
また、断層近傍に掘削された孔に周囲岩盤の歪み量を測定する地下断層モニタリング装置においては、断層からの距離が離れていると正確なデータを得ることができないという問題点と、孔周囲の岩盤に亀裂が入ると正確な岩盤歪み量が得られないため、長期間のモニタリングができないという問題点を有するものであった。
【０００５】
本発明は、地下断層の活動を正確に、長期間、リアルタイムでモニタリング可能な地下断層モニタリング装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本第１発明は、前記課題を解決するために、地下断層モニタリング装置において、地表から掘削され地下断層に対してできるだけ直交するよう交差する観測井戸と、前記観測井戸の前記地下断層との交差部分に、前記地下断層の両側の観測井戸壁にケーシングパッカーにより固定される伸縮継手を有するケーシングと、前記ケーシング内に設置される計測器とにより構成されることを特徴とする。
【０００７】
本第２発明は、本第１発明の地下断層モニタリング装置において、観測井戸が交差する地下断層部分は破砕帯の少ない部分を選択することを特徴とする。
【０００８】
【作用】
本発明の地表から掘削され地下断層に対して直交するよう交差する観測井戸と、前記観測井戸の前記地下断層との交差部分に、前記地下断層の両側の観測井戸壁にケーシングパッカーにより固定される伸縮継手を有するケーシングと、前記ケーシング内に設置される計測器を備える構成により、地下断層とできるだけ直交して交差する位置は地下断層の変位を一番検知しやすい位置であり、地下断層の微小な動きが地下断層の交差部にケーシングパッカーを介して固定した伸縮継手を有するケーシング内に設置した計測装置により正確に計測される。
その際、ケーシングの伸縮継手は、地下断層の動き追随しケーシング自体に応力が付加されるのを防止し、地下断層の両側のケーシングパッカー部分に断層の変位以外のノイズを与えないようにする機能を有する。
観測井戸が交差する地下断層部分は破砕帯の少ない部分を選択する構成により、地下断層の微小な動きが周辺の破砕帯に吸収されるのを防止でき、正確な地下断層のモニタリングを可能とする。
地下断層の交差部分に設置された計測装置と地表の観測装置とを信号伝達用のケーブルで連結することにより、リアルタイムで地下断層の正確なモニタリングが可能となり、地震予知に大きく貢献することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の地下断層モニタリング装置を構築するために最初に実施することは、地下の断層の位置を正確に把握することである。そのために、先ず、弾性波探査等の物理探査を実施する。地下断層としては、断層の一部が地上に露出している場合もあるが、地下断層が厚い堆積物で覆われた潜在断層の場合、このような物理探査による地下断層の位置の把握は重要である。地下断層の位置の確認後、地下断層にコアボーリングを実施し、採取されたコアを分析し、地下断層の正確な位置と、地下断層周囲の破砕帯の有状況を把握する。
【００１０】
地下断層の正確な位置と破砕帯の状況等のデータを検討し、観測井戸の掘削位置を決定する。図１〜図３に基づいて本発明の地下断層モニタリング装置１の一実施形態を説明する。前記のような物理探査、コアボーリングにより正確な位置が把握された地下断層２に観測井戸３を掘削する。観測井戸３は、地表から所定深さまで大径の坑口井戸４を掘削し、坑口井戸４に大径の坑口ケーシングパイプ５をセメンチング６により固定する。坑口ケーシングパイプ５内より、坑口ケーシングパイプ５より小径の曲線井戸８を掘削し、曲線井戸８にケーシングパイプ７をセメンチング６により固定する。曲線井戸８に固定したケーシングパイプ７より、地下断層２にできるだけ直交する井戸９を掘削する。曲線井戸８及び地下断層２にできるだけ直交する井戸９は公知の井戸掘削技術で掘削する。地下断層２と観測井戸３の交差部分１０にはケーシングパイプ７の設置とセメンチングをしない。通常のケーシングパイプ７を地下断層２の交差部分１０に設置すると、地下断層２の動きによりケーシングパイプ７が応力を受け、地下断層２の両側の固定部の位置を変えてしまい、正確な地下断層の動きが計測できない。
【００１１】
地下断層２に対して観測井戸３ができるだけ直交するように交差して掘削された後、地下断層２の両端にケーシングパッカー１１、１２を設置し、中間部に伸縮継手１３を設けたケーシング１４を前記観測井戸３の地下断層２との交差部分１０に挿入する。前記ケーシング１４の両端に設置したケーシングパッカー１１、１２が地下断層２の両側の位置に達すると、ケーシングパッカー１１、１２を半径方向に拡張させ観測井戸３の周囲の岩盤に固定する。ケーシングパッカー１１、１２としては、機械的に半径方向に拡張して固定されるもと、流体圧により半径方向に膨張して固定されるものとがあるが、長期間の固定を確保するために、モルタル等をスラリー状にした経時固化材を供給して半径方向に膨張させ、その後固化するものが好ましい。伸縮継手１３としては、ボールジョイント方式やベローズ方式等の三次元の変位に対応可能なものを使用する。
【００１２】
前記観測井戸３の地下断層２との交差部分１０に設置されたケーシング１４内に電源供給や信号伝達のためのケーブル１５で地表の観測所１８のモニタリング装置に連結された計測装置１６をロッドにより挿入する。計測装置１６が地下断層２との交差部１０の設置位置に挿入されると、固定ピン１７でケーシングパッカー１１、１２に固定する。固定ピン１７は、スプリングにより飛び出す機構を有し、固定・解除が容易であり、観測井戸３の交差部１０への取付け、交換が容易となる。
【００１３】
図３により、計測装置１６の一例を紹介する。図３に示されるのはレーザー方式の変位センサであり、センサ外筒１９の外周にはケーシング１４のケーシングパッカー１１、１２に固定・解除可能な固定ピン１７が設置され、観測井戸３の交差部１０に固定される。センサ外筒１９の一方の固定ピン１７の近傍に反射板２０を設置し、他方の固定ピン１７の近傍にレーザー光発射手段２１と、反射板２０により反射されたレーザー光を受光し、受光位置の変化により地下断層２の変位を測定する測定装置２２を設置する。
【００１４】
計測装置１６としては、地下断層の変位をメカニカルに差動トランス等のセンサに伝えて測定するメカニカル方式等があり、地下断層２のモニタリングに適したものを選択する。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の地表から掘削され地下断層に対してできるだけ直交するよう交差する観測井戸と、前記観測井戸の前記地下断層との交差部分に、前記地下断層の両側の観測井戸壁にケーシングパッカーにより固定される伸縮継手を有するケーシングと、前記ケーシング内に設置される計測器を備える構成により、地下断層と直交して交差する位置は地下断層の変位を一番検知しやすい位置であり、地下断層の微小な動きが地下断層の交差部にケーシングパッカーを介して固定した伸縮継手を有するケーシング内に設置した計測装置により正確に計測される。
その際、ケーシングの伸縮継手は、地下断層の動き追随しケーシング自体に応力が付加されるのを防止し、地下断層の両側のケーシングパッカー部分に断層の変位以外のノイズを与えないようにする機能を有する。
観測井戸が交差する地下断層部分は破砕帯の少ない部分を選択する構成により、地下断層の微小な動きが周辺の破砕帯に吸収されるのを防止でき、正確な地下断層のモニタリングを可能とする。
地下断層の交差部分に設置された計測装置と地表の観測装置とを信号伝達用のケーブルで連結することにより、リアルタイムで地下断層の正確なモニタリングが可能となり、地震予知に大きく貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す図。
【図２】本発明の一実施形態の一部断面図。
【図３】本発明の計測装置の一例を示す図。
【符号の説明】
１：地下断層モニタリング装置
２：地下断層
３：観測井戸
４：坑口井戸
５：坑口ケーシングパイプ
６：セメンチング
７：ケーシングパイプ
８：曲線井戸
９：地下断層に対してできるだけ直交する井戸
１０：交差部分
１１：ケーシングパッカー
１２：ケーシングパッカー
１３：伸縮継手
１４：ケーシング
１５：ケーブル
１６：計測装置
１７：固定ピン
１８：地表観測所
１９：センサ外筒
２０：反射板
２１：レーザー光発射装置
２２：測定装置
【図１】
2004286654.tif 000003
【図２】
2004286654.tif 000004
【図３】
2004286654.tif 000005