(57)【要約】【課題】非破壊状態で、簡単かつ確実に、しかも迅速に、岩盤内の亀裂をグラウチングする場合のグラウトの充填状況を把握することができる。【解決手段】ボーリング孔内にグラウチングを行い、注入前後に発振センサと受振センサとでグラウト充填箇所を通過する弾性波を計測し、波形の振幅値が大きく変化したことをもってグラウトで充填されたとする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボーリング孔内にグラウチングを行い、注入前後に発振センサと受振センサとでグラウト充填箇所を通過する弾性波を計測し、波形の振幅値が大きく変化したことをもってグラウトで充填されたとすることを特徴とした岩盤構造物の空隙充填の判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、岩盤内の亀裂をグラウチングする場合のグラウトの充填状況を把握する岩盤構造物の空隙充填の判定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現地の状況に即した適切なグラウチングの設計（注入孔間隔、注入圧力、注入配合等）を行うためには、グラウトの充填状況を把握することが重要である。
【０００３】
従来、このようなグラウトの充填状況を把握する手段としては、注入箇所でボーリングした孔から採取したコアの中に注入材料（セメント）の痕跡、形跡があるか否かで判定している。
【０００４】
他の方法としては、ボアホールカメラによる孔壁観察を行い、亀裂へのグラウト材の充填状況を評価する方法や、ボアホールの所定区間（１ｍ）毎にルジオンテストを実施してルジオンマップを作成し、ルジオン値に基づいて止水性を評価する。なお、ルジオンテストとは、ボアホールの所定区間（１ｍ）毎に、その区間の両端部をパッカーによって塞いだ後にその区間内に注水した場合の流出量を計測するものであり、注水圧力を数段階に変えて作用させ、10kgf/cm2の水圧下で孔壁の長さ１ｍ当たり１分間に流出する水量（ｌ／min）をルジオン値として、その大小で止水性を評価する方法もある。
【０００５】
コアの採取による方法では、注入箇所を破壊しなければ判明しないものであり、亀裂部即ちグラウト材充填部のコアが往々にして失われるため、施工を正しく評価することは困難である。
【０００６】
また、ボアホールカメラによる孔壁観察を行う上述した評価方法は、孔壁の色調がグラウト材の色調と類似することがしばしばあり、その場合には亀裂へのグラウト材の充填状況を正しく評価することは困難になる。
【０００７】
ボアホールの所定区間（１ｍ）毎にルジオンテストを実施してルジオンマップを作成する方法は、ボアホールの所定区間（１ｍ）毎に、パッカーで塞いで注水して流出水量を計測する作業を繰り返す必要があるために、一般的に多大な時間と費用を要するという問題がある。
【０００８】
これに対して孔壁の色調がグラウト材の色調と類似するような場合であっても、ルジオンテストに依らずに充填状況を正確に評価することのできるグラウト材とそれを用いた評価方法として下記特許文献がある。
【０００９】
【特許文献１】特開平９−９５９３６（グラウト材及びグラウト評価方法）
【００１０】
この特許文献１は、改良対象の岩盤や土砂の地盤中に穿孔したボーリング孔内に、セメントに紫外線で発光する蛍光染料を混入したグラウト材を加圧状態で地盤内に注入、充填し、次に、注入予定範囲内に別途ボーリング孔を設けて、前記地盤を露出させ、このボーリング孔の孔壁面に発光光線としての紫外線を照射すると、地盤内に充填されたグラウト材は蛍光発光し、グラウト材が浸透した亀裂のみが認められる。この状態をボアホールカメラ等の手段によって撮影して観察すれば、地盤内へのグラウト材の充填状態を評価することができるものである。
【００１１】
特許文献１のグラウト材によれば、発光光線によって、浸透した蛍光物質を発光させるので、視認しにくい色調の隙間も明確に確認して、正確な充填状況の評価が可能になるのである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前記特許文献１のような評価方法では、注入予定範囲内に別途ボーリング孔を設けて、前記地盤を露出させるので、注入箇所を開削し、注入脈を観察する方法と同様に手間がかかり、また、ボアホールカメラ等の手段によって撮影して観察するので、小孔径で注入脈を捉えるのがしばしば困難であるという問題がある。
【００１３】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、非破壊状態で、簡単かつ確実に、しかも迅速に、岩盤内の亀裂をグラウチングする場合のグラウトの充填状況を把握することができる岩盤構造物の空隙充填の判定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的を達成するため本発明は、ボーリング孔内にグラウチングを行い、注入前後に弾性波を計測し、波形の振幅値が大きく変化したことをもってグラウトで充填されたとすることを要旨とするものである。
【００１５】
請求項１記載の本発明によれば、注入による岩盤改良の効果を調べる目的で、注入前後に弾性波の速度計測を行うものであり、グラウトの充填状況は弾性波速度の変化からでは判定することが困難であるが、振幅値の変化を調べることにより、判定することが可能となる。注入後は注入前に比べて、最大振幅値で５倍〜１１倍大きくなっているので、これに着目して判定する。
【発明の効果】
【００１６】
以上述べたように本発明の岩盤構造物の空隙充填の判定方法は、非破壊状態で、簡単かつ確実に、しかも迅速に、岩盤内の亀裂をグラウチングする場合のグラウトの充填状況を把握することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の岩盤構造物の空隙充填の判定方法の1実施形態を示す説明図で、R１〜R６はボーリング孔、Ｇ１は注入孔を示す。
【００１８】
各ボーリング孔Ｒ１〜Ｒ６内にＡＥセンサＡＥ１〜ＡＥ７（３０ｋＨｚ共振型の圧電素子、測定周波数帯５ｋＨｚ〜１５０ｋＨｚ）を設置し、Ｒ２のＡＥセンサＡＥ２を発振センサとし、他のボーリング孔、例えばボーリング孔Ｒ３のＡＥセンサＡＥ３を受振センサとして、注入孔Ｇ１に対する注入前後に弾性波速度（Ｖｐ）および振幅値の測定を行い、グラウチングの効果を確認する。
【００１９】
ＡＥセンサは一例として共振型、共振周波数３０ｋＨＺ、１ＭＰa耐水圧型の仕様のものであり、プリアンプとして増幅率４０ｄＢのものを使用する。なお、発振センサとしてのＡＥセンサＡＥ２は、他のＡＥセンサと同型でプリアンプの付属しないものを使用する。
【００２０】
前記注入孔Ｇ１に対する注入は、図２に示すように、ケーシング掘りを行うため、単管パイプを使用して足場（作業構台）を組み立て、その上にボーリングマシン１４を設置して行う。
【００２１】
足場に隣接する位置にグラウトポンプ１５、グラウトミキサー１６を設置して注入プラントとする。
【００２２】
ユニットハウスを設置して、室内にＡＥ計測機器、グラウト流量圧力測定装置１７を収めて管理室とする。図中１８は制御装置である。
【００２３】
川からポンプで取水する。注入プラント内のグラウトミキサー１６を給水タンクとして利用する。注入後に発生するセメント濁水を水槽に貯め後日、処理する。発電機を設置する。
【００２４】
注入プラントに設置されたグラウトポンプ１５から注入孔Ｇ１ヘセメントミルクを圧入する。
【００２５】
このようにして、注入前および注入後（翌日）に、Ｒ２孔を発振孔として弾性波の測定を行った。その結果、弾性波速度の変化はほとんど確認できなかったが、波形の振幅値が大きく変化した。
【００２６】
図３に注入前後のＡＥセンサＡＥ３で受振した波形を示す。ＡＥセンサＡＥ３では、注入後の受振波形の最大振幅値は、注入前に比べて約７倍程度に増加している。
【００２７】
図４に示すように、他のセンサＡＥセンサＡＥ４、ＡＥ６でも同様に、最大振幅値は５倍〜１１倍に増加している。これは岩盤内の弾性波の伝播状況が著しく改良されたことによるものと考える。
【００２８】
前記振幅値の変化を検証するため、人工的に作成した亀裂面をセメントで充填して弾性波を測定し、セメントの有無による弾性波速度と波形振幅値の変化を調べた。
【００２９】
実験方法としては、図５に示すように、２個の直方体供試体（花崗岩）の未研磨面同士を合わせ、その合わせ面を開口亀裂と見立てる（以下、人工亀裂とする）。人工亀裂を挟んで対面するように、供試体に発振センサと受振センサを固定し、以下の各状態で弾性波の計測を行った。（１）亀裂内に何も介在しない、（２）亀裂内を水で充満、（３）亀裂内をペースト状にした普通ポルトランドセメントで充填、（４）セメント充填後１２時間毎。
【００３０】
実験結果として、計測結果を図６に示す。人工亀裂をセメントで充填した場合は、水を満たした場合と比較すると初動振幅値が約２倍に増加した。これは、前記グラウチング前後での振幅値の増加と同傾向にある。なお、Ｖｐの増加もみられたが、上昇率は６％程度であった。
【００３１】
本実験により、岩盤内の亀裂がグラウトで充填（硬化）されると、波形振幅値が大きく増加する。これらのことから、注入前後の弾性波測定は、グラウチングによる岩盤改良範囲及びその効果を確認する手法として有効であることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の岩盤構造物の空隙充填の判定方法の1実施形態を示す説明図である。
【図２】ボーリング・グラウチング設備の説明図である。
【図３】ＡＥセンサで受振した波形を示すグラフである。
【図４】他のＡＥセンサで受振した波形を示すグラフである。
【図５】実験方法を示す斜視図である。
【図６】実験方法での計測結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３３】
Ｒ１〜Ｒ６…ボーリング孔        ＡＥ１〜ＡＥ７…ＡＥセンサ
Ｇ１…注入孔
１４…ボーリングマシン          １５…グラウトポンプ
１６…グラウトミキサー          １７…グラウト流量圧力測定装置
１８…制御装置
【図１】
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【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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