(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定岩盤に達するボーリング孔に、先部に前記ボーリング孔の壁面に密接する上下一対のパッカを有する遮水装置を付設した送水パイプを差し込み、前記遮水装置によって仕切られるボーリング孔の壁面と送水パイプの外面との間に形成される水圧破砕室に、前記送水パイプを介して高圧水を送ってボーリング孔の壁面を破砕し、これらの圧力過程ならびにＡＥカウント情報を前記送水パイプ中の水圧破砕室近傍に配置した測定装置により測定するとともに、その測定情報を前記測定装置に内蔵した記録部に記録しておき、測定終了後に前記測定装置を地上に引き上げ記録してある測定情報を読み取ることを特徴とする水圧破砕式応力測定方法。
【請求項２】
被測定地盤に形成したボーリング孔に差し込んだ送水パイプ内に挿入可能な外径を有するとともに基端にボーリング・フィッシングツールへの係着部材が連結された全体が筒状を呈し、その内部に地圧ならびにＡＥカウント情報を検知するためのセンサ、検知情報の記録部を含む電子回路およびバッテリなどからなる測定装置本体が取り出し可能に挿入されていることを特徴とする水圧破砕式応力測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地下深部における岩盤周辺の地圧に依存する水圧の変化の測定、および水圧によって地盤、岩盤に生じたクラックから発生するアコースティック・エミッション（以下「ＡＥ」という）の測定を目的とする水圧破砕式の応力測定方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、加圧流体を用いて地下深部における岩盤などの地圧を測定すること、更には加圧流体を用いて地下深部における岩盤などに生じさせた塑性変形や亀裂進展に伴って発生するＡＥを測定することが知られており（例えば特開昭６１−１６２６２１号公報、特開昭６３−２８５４８６号公報、特開昭６３−３０８１８６号公報などを参照）、地球科学的見地からの地殻応力測定、ダム基礎岩盤のグラウト工事における岩盤の注入適正圧力の決定、漏水孔の発生に対する限界圧力の測定、地滑りや地盤の崩落の防止などに利用されている。
【０００３】
そして、前記従来の水圧破砕式の地盤測定方法を用いて地圧ならびにＡＥを測定するには、最初に図４（ａ）に示すように被計測岩盤１ａに達するボーリング２ａを地上から穿設し、次いで、図４（ｂ）に示すように下端部に例えばゴム材のように膨張性ならびに密着性を有する材料により形成された環状の中空体からなる上下一対のパッカ３ａ，４ａからなる遮水装置５ａを配置した送水パイプ６ａを差し込み、図４（ｃ）に示すように前記パッカ３ａ，４ａを膨張させて遮水装置５ａによって仕切られるボーリング孔２ａの壁面と、送水パイプ６ａの外面との間に形成される水圧破砕室７ａに、送水パイプ６ａを用いて地上から給水した水をパッカ３ａ，４ａの間に形成した注水口８ａから例えば５０ＭＰａ程度の水圧により注水を行い、その際に生じる岩盤破壊時の水圧ならびにＡＥまたは注水を繰返し行い岩盤破壊によって生じた亀裂が再度開口する際の水圧ならびにＡＥを測定するものである。
【０００４】
そして、図５はこのときの測定情報の読み取り方法ならびに地上への伝達方法の概略を示すものであり、図５（ａ）に示したものは、送水パイプ６ａの地上部分に備えた水圧計９ａにより地盤の破砕に伴う水圧の変化を測定するものであり、また、図５（ｂ）および（ｃ）に示すものは、送水パイプ６ａ内の水圧破砕室７ａ近傍に配置した圧力センサおよびＡＥセンサなどの検出装置１０ａにより検知し、その情報を電気的信号として送水パイプ６ａの内側または外側に沿って配したケーブル１１ａにより地上に配置した測定装置（図示せず）に伝達するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記図６（ａ）に示した測定手段によれば破砕区間に作用する圧力を間接的に測定することになり正確な測定が困難である。
【０００６】
また、前記図５（ｂ）および（ｃ）に示した測定手段は検出装置１０ａを水圧破砕室７ａ近傍に配置することにより正確な測定が可能であるが、例えば１Ｋｍ以上の地下深部の岩盤測定の際には、検出装置１０ａにより検知した情報を地上に送信する送水パイプ６ａの内側または外側に沿って配したケーブル１１ａが摩耗などにより損傷或いは切断する心配があり、加えて図５（ｃ）に示したようにケーブル１１ａを送水パイプ６ａの内側に沿って配した場合にはケーブル１１ａの取出口１２ａにおける圧力密封加工が困難であった。
【０００７】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、切断などの心配や困難な圧力密封加工を要するケーブルを用いることなしに精度の高い測定をすることが可能な水圧破砕式応力測定方法および装置を提供することを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため本発明である水圧破砕式応力測定方法は、被測定岩盤に達するボーリング孔に、先部に前記ボーリング孔の壁面に密接する上下一対のパッカを有する遮水装置を付設した送水パイプを差し込み、前記遮水装置によって仕切られるボーリング孔の壁面と送水パイプの外面との間に形成される水圧破砕室に、前記送水パイプを介して高圧水を送ってボーリング孔の壁面を破砕し、これらの圧力過程ならびにこのときに生じる地圧ならびにＡＥカウント情報を前記送水パイプ中の水圧破砕室近傍に配置した測定装置により測定するとともに、その測定情報を前記測定装置に内蔵した記録部に記録しておき、測定終了後に前記測定装置を地上に引き上げ記録してある測定情報を読み取ることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明であるもう一つの水圧破砕式応力測定方法は、被測定地盤に形成したボーリング孔に差し込んだ送水パイプに挿入可能な外径を有するとともに基端にボーリング・フィッシングツールへの係着部材が連結された全体が筒状を呈し、その内部に、地圧ならびにＡＥカウント情報を検知するためのセンサ、検知情報の記録部を含む電子回路およびバッテリなどからなる測定装置本体が取り出し可能に挿入されていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は本発明における水圧破砕式地盤測定装置の好ましい実施の形態の一つを示すものであり、測定装置１は、測定地盤に形成したボーリング孔に挿入可能な外径を有する筒状を呈し、中央に配置したケース１１の両端にショック吸収用のダンパ１２，１３を備えるとともに金属や硬質合成樹脂により形成された複数本のワイヤにより構成されるセンタライザ１４，１５が突設された短尺の筒体１６，１７が連結されており、更に先端側の筒体１６の先端には重錘１８が、基端側の筒体１６の基端にはボーリング・フィッシングツール（図示せず）への係着部材１９がそれぞれ連結されている。
【００１２】
そして、ケース１１と少なくとも一方の筒体１６，１７とは例えばねじ機構により互いに離脱可能に連結されており、ケース１１の内部に地圧ならびにＡＥカウント情報を検知するためのセンサ２１および検知情報の記録部を含む電子回路２２、バッテリ２３などからなる測定装置本体２が挿入されている。
【００１３】
殊に、本実施の形態では電子回路２２、バッテリ２３などの機器が一体的に内ケース２４に収装されており、別体のセンサ２１がケーブル２５により接続されており、前記筒体１６，１７を離脱させた際に露出する開口部２６を介して挿脱自由に構成されている。
【００１４】
更に詳しく説明すると、測定装置本体２を構成する内ケース２４の先端には前記電子回路２２に接続されたデータ取り出し用のコネクタ２７が露出した状態で取り付けられているともに、基端に設けられたコネクタ２８にセンサ２１のケーブル２５が接続されている。
【００１５】
このセンサ２１は、ケース１１と先端側の筒体１６との接続部付近に形成される空所内に配置され、その部分の筒体１６の周面には複数の圧力感知孔１６１が間隔を有して形成されている。
【００１６】
尚、図面中符号１７１は、ケース１１と基端側の筒体１７との接続部を螺緩或いは螺締する際に操作棒（図示せず）を嵌挿するために筒体１７に形成された係止孔、符号２９は内ケース取り出し用のワイヤである。
【００１７】
以上のように構成された測定装置１を用いて地下深部における岩盤などの地圧や岩盤などに生じさせた塑性変形や亀裂進展に伴って発生するＡＥを測定するには、まず、図３（ａ）に示すように前記従来例と同様に被測定岩盤に達するボーリング孔３を穿孔し、先部にボーリング孔３の壁面３１に密接する上下一対のパッカ４１，４２を有する遮水装置４を付設した送水パイプ５を差し込む。
【００１８】
次いで、図３（ｂ）に示すようにパッカ４１，４２を膨張させて遮水装置４ａによって仕切られるボーリング孔３の壁面３１と、送水パイプ５の外面との間に水圧破砕室６を形成し、送水パイプ５内の前記パッカ４１の上部に送水パイプ５の地上の端部に形成した開閉口５１から測定装置１を差し込み配置する。
【００１９】
このとき、本実施の形態では、図１に示したように測定装置１を構成する筒体１６，１７にセンタライザ１４，１５が突設されているため測定装置１がボーリング孔３の中心位置に配置されることにより正確な測定をすることができる。
【００２０】
尚、本実施の形態では、センタライザ１４，１５として経済性に優れているとともに修理や交換を含めた保守の簡単な金属や硬質合成樹脂により形成された複数本のワイヤにより構成されるものを用いたが、例えばガイドローラを用いたものなど他の従来周知の構成を有するものを用いてもよい。
【００２１】
次に、送水パイプ５に給水した水を、遮水装置４によって仕切られるボーリング孔３壁面と送水パイプ５の外面との間に形成される水圧破砕室６に、パッカ４１，４２間に形成した注水口５２から所定の水圧（例えば５０ＭＰａ程度の）により注水を行い、その際の地盤に与える圧力の変化過程ならびにＡＥカウント情報を測定装置１により測定する。
【００２２】
このとき、破砕波が測定装置１を構成する筒体１６の周面に形成された複数の圧力感知孔１６１を通してセンサ２１に伝わり、電子回路２２内の記録部に順次記録される（図１参照）。
【００２３】
そして、所定の破砕作業が終了したならば、測定装置１の基端側の筒体１６の基端に形成した係着部材１９にボーリング・フィッシングツール７を係着した状態で釣り上げて開閉口５１から取り出し（図示せず）、図２に示すように、筒体１６をケース１１から離脱させて露出させた開口部２６から内ケース２４を抜き取り、その先端に設けられているデータ取り出し用のコネクタ２７に読取器（図示せず）を接続して電子回路２２に記録してある測定情報を読み取り、被測定岩盤に与える水圧の変化ならびにＡＥを測定する。
【００２４】
このような測定手段を有する本実施の形態によれば、破砕破壊室６に作用する圧力或いはＡＥを、破砕破壊室６の近傍に配置したセンサ２１により測定することから、きわめて精度の高い測定をすることができる。
【００２５】
また、本実施の形態では、測定装置１と地上の読取器とを連結するケーブルを有しておらず、従来のように、摩耗や切断などのケーブルに関するトラブルを生じる心配がない。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明は、ボーリング孔に形成した水圧破砕室において生じた地圧ならびにＡＥカウント情報を送水パイプ中の水圧破砕室近傍に配置した測定装置により直接的に測定するものであり、従来の送水パイプの地上部分に備えた水圧計により地盤の破砕に伴う水圧の変化を間接的に測定するものに比べて加圧流体の粘性によって様々に変化する管内の圧力損出等の影響を受けないきわめて高い精度の測定が可能である。
【００２７】
また、その測定情報を測定装置に内蔵した記録部に記録しておき、測定終了後に前記測定装置を地上に引き上げ記録してある測定情報を読み取る手段を採ったことにより、従来の地下深部の岩盤測定の際に検出装置により検知した情報を地上に送信するために送水パイプの内側または外側に沿って配設したケーブルの損傷或いは切断などの心配がなく、殊に、ケーブルを送水パイプの内側に沿って配設した場合に必要な地上部分でのケーブルの取出口における圧力密封加工をしなくてもよい。
【００２８】
更にまた、前記測定方法を実施するための本発明である測定装置は、構成も複雑でなく、操作も簡単であるなど、多くの利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明である測定装置の好ましい実施の形態を示す斜視図。
【図２】  図１に示した実施の形態の異なる状態を示す斜視図。
【図３】  図１に示した実施の形態に用いられた測定装置を用いた本発明である測定方法を示す概略図。
【図４】  従来例の測定方法を示す概略図。
【図５】  従来の測定信号の検知手段を示す概略図。
【符号の説明】
１  測定装置
２  測定装置本体
３  ボーリング孔
４  遮水装置
５  送水パイプ
６  水圧破砕室
４１  パッカ
４２  パッカ
【図１】
0003774018.tif 000002
【図２】
0003774018.tif 000003
【図３】
0003774018.tif 000004
【図４】
0003774018.tif 000005
【図５】
0003774018.tif 000006