(57)【要約】【課題】既提案の技術の利点を損なうことなく、内側容器を具備することによる種々の不利益を解消することができる非破壊式地質調査方法及び装置を提供する。【解決手段】圧力隔壁１をその開口部５を地表面に密着させて設置し、圧力隔壁１内の空気を隔壁内減圧系統２によって吸引し減圧して、地下空気や地下水などの流体試料を採取して調査する方法であって、圧力隔壁１内に該隔壁を貫通する吸引管３を設置して、その先端吸引口１３を地表面Ｇに密着させ、試料吸引系統４に接続された該吸引管３により流体試料を吸引採取することを特徴とする。【選択図】  図１
2004245664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力隔壁をその開口部を地表面に密着させて設置し、前記圧力隔壁内の空気を吸引し減圧して、地下空気や地下水などの流体試料を採取して調査する方法であって、
前記圧力隔壁内に該隔壁を貫通する吸引管を設置して、その先端吸引口を地表面に密着させ、該吸引管により流体試料を吸引採取することを特徴とする非破壊式地質調査方法。
【請求項２】
前記吸引管の吸引力は、前記圧力隔壁内の吸引力以上であることを特徴とする請求項１記載の非破壊式地質調査方法。
【請求項３】
開口部が地表面に密着するように設置される圧力隔壁と、
前記圧力隔壁内の空気を吸引して減圧するための隔壁内減圧系統と、
前記圧力隔壁を貫通してその内部に設置され、先端に地表面に密着する吸引口を有する吸引管と、
前記吸引管に接続されて、流体試料を吸引採取するための試料吸引系統と
を備えてなる非破壊式地質調査装置。
【請求項４】
前記試料吸引系統には気液分離器が設けられていることを特徴とする請求項３記載の非破壊式地質調査装置。
【請求項５】
前記吸引管は前記圧力隔壁に対し高さ方向にスライド自在に設けられていることを特徴とする請求項３又は４記載の非破壊式地質調査装置。
【請求項６】
前記吸引管の吸引口は地表面の凹凸に対応して変形自在な柔軟性を有する部材からなることを特徴とする請求項３，４又は５記載の非破壊式地質調査装置。
【請求項７】
前記吸引管の吸引口は地中に貫入可能な剛性の高い部材からなることを特徴とする請求項３，４又は５記載の非破壊式地質調査装置。
【請求項８】
前記吸引口にはフィルタが装着されていることを特徴とする請求項３〜７のいずれか１記載の非破壊式地質調査装置。
【請求項９】
地表面と前記圧力隔壁との間に介在設置されるシート状フィルタを備え、このフィルタに前記吸引口を位置決め固定するための部材が設けられていることを特徴とする請求項３〜８のいずれか１記載の非破壊式地質調査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、非破壊式地質調査方法及び装置に関し、さらに詳細には、調査対象としている地質層にボーリング等を施さず、すなわち原位置の破壊を伴わない調査方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、トリクロロエチレンやテトラクロロエチレン等の揮発性有機化合物（Ｖｏｌａｔｉｌｅ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ  以下、ＶＯＣｓという）による土壌や地下水の地質汚染が社会問題となっており、その浄化対策が急務とされている。
【０００３】
従来、地質汚染を調査する技術として、掘削孔に地下空気採取管やガス検知管などを挿入して地下空気を採取する地下空気調査方法や、大気を直接吸引するガス調査方法が一般に知られている。しかし、これらの従来の技術には種々の欠点があり、この発明の発明者らは特願２００１−２９７７１９において、その欠点を解消することができる調査方法及び装置を既に提案している。
【０００４】
この既提案の技術は、内側容器と外側容器とからなる少なくとも２重構造の地下空気採取容器を使用し、採取容器内を減圧することにより地下空気を採取する方法である。この技術によれば、採取容器が内側容器と外側容器とからなるので、内側容器内には外気によって攪乱されることのない地下空気のみが流入し、精度の高い調査を遂行することができる。
【０００５】
しかし、上記既提案の技術は以下に記載するような改善の余地がある。
（１）  減圧によって噴出する地下水などの液体、あるいは流体とともに移動する固体を回収して調査することができない。例えば、地下水とともに流動する六価クロムなどの重金属類の調査は不可能である。従って、重金属類については、別途、ボーリングなどの破壊式調査を行わなければならない。いずれにせよ、既提案の技術では、減圧された採取容器内が気液分離器の役目をなし、液体や粉体を試料として採取することはできない。
（２）  内側容器の設置面に小石などが存在して内側容器と地表面との密着が得られない場合、内側容器の下面に流入外気の流路ができ、採取すべき地下空気が攪乱されてしまう。これに対処すべく、内側容器の設置面に柔軟材料からなるシール部材を設けたとしても、密着に関与する力は内側容器の重量でしかなく、攪乱を確実に防止することは不可能である。また、シール部材が損傷した場合など、その交換をしなければならず不経済であり、現実的には調査現場での対処が不可能であるため、作業の進捗を阻害する要因となる。
【０００６】
（３）  内側容器の内側表面への調査対象物質の吸着が、調査精度を著しく低下させることがある。例えば、油分を対象とした地質汚染調査では、調査の度に地下空気に接触する部材を清浄するか交換するかして、前回調査時の油分吸着の影響を排除しなければならない。この点、既提案の技術では、内側容器と地下空気を採取する吸引管との２部材が清浄の対象となり、不経済で不効率である。
また、コンクリートなどで被覆されている地表面で油分や  ＶＯＣｓ  の汚染調査をする場合など、地下空気の供給量が極めて少ないため、内側容器に吸着する対象物質を無視できず、調査精度が著しく低下し、汚染源の見落としが不完全な浄化工事に発展することもあり得る。
（４）  内側容器は外側容器内で任意の位置に置くことができるものの、内側容器内に必要量の地下空気を確保して、現地で簡易分析に供する場合など、比較的大きな内側容器が必要であり、地表面の障害物を避けることに制約がある。また、調査精度維持のため、調査途中で内側容器のサイズを交換することができず、現地の地表面の変化への対応には限界がある。
【０００７】
（５）  内側容器を具備しているため、装置全体の重量軽減に制約があり、その取扱いが面倒で、作業の省力化を阻害する要因となる。特に、１日に数百カ所の調査を行う  ＶＯＣｓ  を対象とした地質汚染調査では、内側容器の有無で約１０％もの効率差が発生すると考えられる。また、内側容器の製作コストを皆無にはできず、保守管理についても同様である。すなわち、内側容器の存在は、イニシャルコスト、ランニングコストのいずれにも負担となる。
（６）  地表面に砂などの微細な粒子と地下水分が多い場合、これが採取管内に泥状に付着して、地下空気の吸引採取を阻害したり、付着物に  ＶＯＣｓ  などが付着して、調査の効率、精度ともに低下させる要因となることがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、既提案の技術の利点を損なうことなく、内側容器を具備することによる種々の不利益を解消することができる非破壊式地質調査方法及び装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、圧力隔壁をその開口部を地表面に密着させて設置し、前記圧力隔壁内の空気を吸引し減圧して、地下空気や地下水などの流体試料を採取して調査する方法であって、
前記圧力隔壁内に該隔壁を貫通する吸引管を設置して、その先端吸引口を地表面に密着させ、該吸引管により流体試料を吸引採取することを特徴とする非破壊式地質調査方法にある。この場合、前記吸引管の吸引力は、前記圧力隔壁内の吸引力以上とするとよい。
【００１０】
また、この発明は、開口部が地表面に密着するように設置される圧力隔壁と、
前記圧力隔壁内の空気を吸引して減圧するための隔壁内減圧系統と、
前記圧力隔壁を貫通してその内部に設置され、先端に地表面に密着する吸引口を有する吸引管と、
前記吸引管に接続されて、流体試料を吸引採取するための試料吸引系統と
を備えてなる非破壊式地質調査装置にある。
【００１１】
前記試料吸引系統には気液分離器を設けるようにしてもよい。また、前記吸引管は前記圧力隔壁に対し高さ方向にスライド自在に設けられている。前記吸引管の吸引口は地表面の凹凸に対応して変形自在な柔軟性を有する部材からなる。前記吸引管の吸引口は地中に貫入可能な鋼管などの剛性の高い部材で構成してもよい。前記吸引口にはフィルタを装着するようにしてもよい。地表面と前記圧力隔壁との間にシート状フィルタを介在設置し、このフィルタに前記吸引口を位置決め固定するための部材を設けるようにしてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、この発明による非破壊式地質調査装置の実施形態を示す鉛直方向の断面図である。調査装置は圧力隔壁１と、隔壁内減圧系統２と、吸引管３と、試料吸引系統４とを備えている。
【００１３】
圧力隔壁１は、この実施形態では、開口部５を有する略半球状に形成されている。圧力隔壁１は開口部５を地表面Ｇに密着させて設置され、密着性を高めるために開口部５の周囲にはフランジ６が形成されている。さらに、フランジ６の内面にはゴムなどのリング状弾性体からなるシール部材７が設けられている。シール部材７は、この実施形態では２重に設けられている。
【００１４】
圧力隔壁１には隔壁内減圧系統２を接続するための接続口８と、吸引管３を貫通させるための挿入口９とが設けられている。圧力隔壁１は耐圧性を有する合成樹脂や金属で作られ、その形状も耐圧性の観点から上記のように略半球状とすることが望ましいが、円筒形や角筒形の筒形とすることもできる。
【００１５】
隔壁内減圧系統２を構成する管路１０は接続口８に接続されている。この管路１０には真空ポンプなどからなる吸引装置１１と圧力計１２とが設けられている。吸引管３の先端外周には吸引口１３が嵌合により装着されている。吸引管３は四フッ化エチレン樹脂などで作られる樹脂管であり、挿入口９に対してスライド自在に設けられている。これにより、圧力隔壁１に対する吸引口１３の高さ位置を任意に位置決めすることができる（図２の（イ）参照）。吸引管３は挿入口９に対してスライド自在ではあるが、挿入口９との相互の摩擦力により気密を維持した状態で固定することができる。なお、吸引管３と挿入口９との間に気密性を高めるためにゴムなどの弾性材料を介在させるようにしてもよい。
【００１６】
吸引口１３は地表面Ｇの凹凸に対応して変形自在な柔軟性を有する部材、例えばシリコンゴム管の表面に四フッ化エチレン樹脂を被覆した部材で構成され、油分や  ＶＯＣｓ  などの吸着を防止する工夫がされている。吸引口１３は柔軟性を有するため、吸引管３を介して吸引口１３を地表面Ｇに押し付けることにより、吸引口１３は地表面Ｇに密着する（図２の（ロ）参照）。
【００１７】
試料吸引系統４を構成する管路１４は、圧力隔壁１から突出する吸引管３に接続されている。この管路１４には真空ポンプなどからなる吸引装置１５と圧力計１６と、さらに気液分離器１７とが設けられている。
【００１８】
次に、上記調査装置を使用して、原位置で流体試料を採取して地質調査をする方法について説明する。原位置において、圧力隔壁１は開口部５を地表面Ｇに密着させて設置される。また、圧力隔壁１を貫通させてその内部に吸引管３を設置し、吸引口１３を地表面Ｇに密着させる。この状態で、隔壁内減圧系統２の吸引装置１１を作動させると、圧力隔壁１内は大気圧以下に減圧される。
【００１９】
次いで、試料吸引系統４の吸引装置１５を作動させ、吸引口１３、吸引管３を経て流体試料を吸引する。圧力隔壁１内の減圧によって、該隔壁内には地下流体１８が流入する。その際、シール部材７があるといえども圧力隔壁１内に開口部５から外気１９が流入するのは避けられず、流入した地下流体１８は外気１９に攪乱されたものとなる。しかし、この外気１９によって攪乱された地下流体は、隔壁内減圧系統２によって、隔壁外に常時排出されているので、吸引管３には外気１９によって攪乱されることのない地下流体のみが吸引されることになる。なお、図１において鎖線Ｃは減圧したことによる地表面下の等圧力線を示している。
【００２０】
図３に示すように、吸引口１３にはフィルタ２０を脱着自在に装着するようにしてもよい。フィルタ２０は異物の吸引を防止するためのものであって、油分や  ＶＯＣｓ  の吸着が少ない四フッ化エチレン樹脂などからなる。このフィルタ２０は吸引口１３に挿入可能なように綿状の部材とされ、圧力損失が生じない流路面積を持つように設定される。
【００２１】
また、図３に示したフィルタ２０に代えて、あるいは併用して図５，図６に示すシート状フィルタ２１を用いるようにしてもよい。フィルタ２１は地表面Ｇと圧力隔壁１との間に介在設置され、表面に吸引口１３の先端が挿入されて位置決めするための筒状部材２２が形成されている。
【００２２】
上記実施形態によれば、次のような効果が得られる。
（１）  流体試料として地下空気だけでなく、圧力隔壁内を減圧することによって噴出する地下水などの液体をも採取することができる。これにより、油分や  ＶＯＣｓ  などの揮発性を有する有害物質だけでなく、地下水とともに流動する重金属など揮発性のない汚染物質も調査対象とすることができ、地質汚染調査の経済性を著しく高めることができる。
（２）  地表面下に地下水が存在しない場合でも、事前に調査箇所に注水することで問題を解消できる。また、注入する液体の成分を調整することで、自然状態では流動困難な物質も、液体を流動媒体として採取可能である。また、注入する液体の成分だけでなく、注入圧力、注入温度も調整が可能であり、必要であれば、水蒸気などの気体でもよい。いずれにしろ、吸引口が地表面に密着し、外気に触れない状態で、液体や粉体を試料として気液分離器内に採取でき、地質汚染調査の精度向上、コスト低減を促進することができる。
【００２３】
（３）  試料吸引管が圧力隔壁に対してスライド自在であり、吸引口が変形自在な柔軟性材料からなるため、地表面の凹凸に対応して密着が容易である。また、必要に応じて、吸引管を地表面に押し付け、密着を強制しながら、地下空気や地下水などの流体試料を吸引採取することができる。このため、流入外気による流体試料の攪乱を完全に防止できる。
また、吸引口は地表面との密着によって先端部が損傷した場合など、損傷した先端部をハサミで切断すれば数十回の使用に供することができるので、極めて経済性が高く、かつ作業の停止時間は極めて短くて済む。
（４）  試料吸引系統の吸引力を隔壁内減圧系統の吸引力よりも強くすることにより、試料吸引管の吸引口に地表面への張り付きが得られ、吸引口の密着を確保することができ、流入外気による流体試料の攪乱防止効果を助長することができる。
【００２４】
（５）  既提案の技術における内側容器が存在しないので、地下流体試料に接触する部材が試料吸引管のみとなり、油分や  ＶＯＣｓ  などの調査対象物質が内側容器に吸着することによる調査精度の低下が解消される。
（６）  油分や  ＶＯＣｓ  などの調査対象物質の吸着による調査精度低下防止のための清浄部材への交換が、安価な吸引管のみとなり、調査コストを低減できる。
【００２５】
（７）  試料吸引管の吸引口は既提案の技術における内側容器と比べて極めて小さいため、圧力隔壁内での試料採取位置を設定する自由度が高く、現地の地表面の変化への対応が容易である。このため、既提案の技術では調査そのものを断念しなければならない場所や、調査精度を維持できない地表面でも調査可能となる。
（８）  既提案の技術における内側容器が存在しないので、装置全体を大幅に軽量化でき、その取り扱いも簡素化され、作業効率が向上する。また、同様の理由により、装置の製作コスト低減、保守管理の省力化を図ることができる。
【００２６】
（９）  フィルタを装着することにより、吸引管内への異物の付着の結果生じる調査精度の低下が防止されるだけでなく、異物の混入による真空ポンプやバルブなどの吸引装置の故障がなくなる。
（１０）シート状フィルタを使用することにより、隔壁内減圧系統への水や異物の混入を防止することができる。またシート状フィルタに試料吸引口を固定すれば、圧力隔壁とシート状フィルタの位置を相対的にずらすことにより、圧力隔壁内の任意の位置で流体試料を吸引採取することが可能となる。この結果、地表面に吸引の障害となる水溜まりや凹凸があっても、吸引口をずらすことにより、容易に対応できる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、既提案の技術の利点を損なうことなく、内側容器を具備することによる種々の不利益を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による非破壊式地質調査装置の実施形態を示す鉛直方向の断面図である。
【図２】圧力隔壁への吸引管の取付態様を示す鉛直方向の断面図である。
【図３】吸引口にフィルタを装着した実施形態を示す鉛直方向断面図である。
【図４】シート状フィルタを用いる実施形態を示す鉛直方向断面図である。
【図５】同シート状フィルタの平面図である。
【符号の説明】
１：圧力隔壁
２：隔壁内減圧系統
３：吸引管
４：試料吸引系統
５：開口部
６：フランジ
７：シール部材
８：接続口
９：挿入口
１０：管路
１１：吸引装置
１２：圧力計
１３：吸引口
１４：管路
１５：吸引装置
１６：圧力計
１７：気液分離器
１８：地下流体
１９：外気
２０：フィルタ
２１：シート状フィルタ
【図１】
2004245664.tif 000003
【図２】
2004245664.tif 000004
【図３】
2004245664.tif 000005
【図４】
2004245664.tif 000006
【図５】
2004245664.tif 000007