(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中にケーシングを試験対象深度近くの位置まで進入させる工程と、ボーリングマシンのボーリングロッド先端に取り付けられ、地上から上記ケーシング内に沿って試験対象深度にまで、内部中空でしかも側面にはスクリーンフィルターを介在させて上記中空内部に通水可能な通水部を形成したダウンザホールドリルを掘削進入させる工程と、試験対象深度においてボーリングロッドを上記ダウンザホールドリルから取り外す工程と、前記ケーシング内に満たした水をダウンザホールドリルの通水部から地中に浸透させ、および／または地中からの通水部を介したケーシング内への回復水位の、単位時間当たりの変化量により透水係数を求めるようにした地質試験方法。
【請求項２】
地中にケーシングを試験対象深度近くの位置まで進入させる工程と、ボーリングマシンのボーリングロッド先端に取り付けられ、地上から上記ケーシング内に沿って試験対象深度にまで、内部中空でしかも側面にはスクリーンフィルターを介在させて上記中空内部に通水可能な通水部を形成したダウンザホールドリルを、ボーリングロッドを通じて圧送されるエアによる衝撃振動により掘削進入させる工程と、該圧送されたエアをダウンザホールドリルの先端部から側面外方に向けて噴出させて前記ケーシング内に沿って地上方向にエアーリフトさせることによりダウンザホールドリル周辺の掘削屑を除去する工程と、試験対象深度においてボーリングロッドを上記ダウンザホールドリルから取り外す工程と、前記ケーシング内に満たした水をダウンザホールドリルの通水部から地中に浸透させ、および／または地中からの通水部を介したケーシング内への回復水位の、単位時間当たりの変化量により透水係数を求めるようにした地質試験方法。
【請求項３】
地中に挿入されたケーシング内の水位変化により地中における透水、透気、あるいは湧水量を測定するために測定深度にまで掘削設置して使用されるダウンザホールドリルであって、該ダウンザホールドリルは内部中空であって、側面方向には上記中空内部に通水可能な通水部を有するとともに、該通水部には土砂等の進入を防止するスクリーンフィルターが介在されていることを特徴とした地質試験装置。
【請求項４】
地中に挿入されたケーシング内の水位変化により地中における透水、透気、あるいは湧水量を測定するために測定深度にまで掘削設置して使用されるダウンザホールドリルであって、該ダウンザホールドリルは、内部中空であって側壁面に上記中空内部に通水可能な通水部を有するとともに、該通水部には土砂等の進入を防止するスクリーンフィルターが介在された外筒と、該外筒内に同軸に装入され、先端に掘削ビットを取り付けるとともに、該掘削ビット付近よりエアを噴出させるエア噴出口を有する内筒とからなる地質試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地質調査の一環としておこなわれるところの、地中における透気・透水あるいは間隙水圧または湧水量等を測定するための合理的な方法およびその装置に関し、測定精度の一層の向上をはかることを目的とする。
【０００２】
【従来の技術】
ケーソンや圧気シールド等の工法を実施する場合等においては、当該掘削箇所の地質、水頭、間隙水圧や湧水量等をあらかじめ検知し、かつ種々の工法を実施するための透水係数あるいは透気係数を求めて安全かつ合理的な工事条件を知ることが必要となる。  そこで従来は地質試験にあたって、できるだけ正確な透水係数を求めるために、パイプ内に水を満たし、これを所定圧気圧下において単位時間毎の水位下降状況を測定して下降透水係数を求める第１の工程と、第１の工程終了後圧気圧を増大してパイプ内の残留水を完全に地中に排水する第２の工程と、第２の工程終了後パイプ内の圧気を解除し、単位時間毎の回復水位変化により回復透水係数を求める第３の工程とからなり、第１の工程により得た下降透水係数と第３の工程により得た回復透水係数とをもって相互に補正しつつ最終的な透水係数を得るようにした地質試験方法が開発され、またそのために使用されるところの、地中に挿入されるパイプと、該パイプ内に同軸に設けられた細管と、上記パイプまたは細管のみのいずれか一方に切り替え自在に上端部を機密裡に包囲しうるヘッドと、該ヘッド内に所定の圧気圧を供給しうる手段とからなる地質試験装置が、本出願人によって開発された（特公昭６３−２９０４７号）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の地質試験方法・装置にあっては、パイプをあらかじめ目的深度の手前まで掘削したボーリング孔内に装入し、その底部よりさらに目的の測定深度にまで掘削進入させる際に、砂礫層が目詰まりして通水性が悪く、また砂、砂礫のような透水性地盤にあっては孔壁が崩壊して正確な試験区間の確保ができないために、測定を開始した場合に正確な測定結果が得られないという問題があった。  またこの場合崩壊を防ぐために泥水を使用すると、この泥水により孔壁に目詰まりを生じ、また清水を用いて試験区間を掘削しても、掘削による切り屑が地盤に押し込まれて、やはり孔壁の目詰まりを生ずる原因となるので解決策にはならない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明にあっては、上記した従来技術における課題を解決し、掘削に際して生ずる掘削屑を合理的に排出して孔壁の目詰まりを防止し、また正確な試験区間を確保できるようにしたものであって、具体的には地中にケーシングを試験対象深度近くの位置まで進入させる工程と、ボーリングマシンのボーリングロッド先端に取り付けられ、地上から上記ケーシング内に沿って試験対象深度にまで、内部中空でしかも側面にはスクリーンフィルターを介在させて上記中空内部に通水可能な通水部を形成したダウンザホールドリルを掘削進入させる工程と、試験対象深度においてボーリングロッドを上記ダウンザホールドリルから取り外す工程と、前記ケーシング内に満たした水をダウンザホールドリルの通水部から地中に浸透させ、および／または地中からの通水部を介したケーシング内への回復水位の、単位時間当たりの変化量により透水係数を求めるようにした地質試験方法に関する。
【０００６】
さらに本発明は、地中にケーシングを試験対象深度近くの位置まで進入させる工程と、ボーリングマシンのボーリングロッド先端に取り付けられ、地上から上記ケーシング内に沿って試験対象深度にまで、内部中空でしかも側面にはスクリーンフィルターを介在させて上記中空内部に通水可能な通水部を形成したダウンザホールドリルを、ボーリングロッドを通じて圧送されるエアによる衝撃振動により掘削進入させる工程と、該圧送されたエアをダウンザホールドリルの先端部から側面外方に向けて噴出させて前記ケーシング内に沿って地上方向にエアーリフトさせることによりダウンザホールドリル周辺の掘削屑を除去する工程と、試験対象深度においてボーリングロッドを上記ダウンザホールドリルから取り外す工程と、前記ケーシング内に満たした水をダウンザホールドリルの通水部から地中に浸透させ、および／または地中からの通水部を介したケーシング内への回復水位の、単位時間当たりの変化量により透水係数を求めるようにした地質試験方法にも関する。
【０００７】
さらに本発明は、地中に挿入されたケーシング内の水位変化により地中における透水、透気、あるいは湧水量を測定するために測定深度にまで掘削設置して使用されるダウンザホールドリルであって、該ダウンザホールドリルは内部中空であって、側面方向には内部中空部内に通水可能な通水部を有するとともに、該通水部には土砂等の進入を防止するスクリーンフィルターが介在されていることを特徴とした地質試験装置にも関する。
【０００８】
さらに本発明は、地中に挿入されたケーシング内の水位変化により地中における透水、透気、あるいは湧水量を測定するために測定深度にまで掘削設置して使用されるダウンザホールドリルであって、該ダウンザホールドリルは、内部中空であって側壁面に上記中空内部に通水可能な通水部を有するとともに、該通水部には土砂等の進入を防止するスクリーンフィルターが介在された外筒と、該外筒内に同軸に装入され、先端に掘削ビットを取り付けるとともに、該掘削ビット付近よりエアを噴出させるエア噴出口を有する内筒とからなる地質試験装置にも関する。
【０００９】
先端に掘削ビットを取り付けたケーシングを、試験箇所においてボーリングマシンにより地中に向けて、目的深度の手前まで掘削進入させる。  つぎに該ケーシング内に、同じく先端に掘削ビットを有したダウンザホールドリルを装入し、これをボーリングマシンによりボーリングロッドを介してダウンザホールドリル内に圧搾エアを送り込み、その衝撃振動によりケーシング内に沿って目的とする測定深度にまで掘削進入させる。  この際に、必要に応じて上記圧搾エアをダウンザホールドリルの先端部より側方に向けて噴出させて、地上方向に向けてエアーリフトさせることによりダウンザホールドリル周辺の土砂等掘削屑を除去しながら掘進させる。
【００１０】
さらにダウンザホールドリルが目的とする測定深度に達したところで、ボーリングロッドを逆回転させて、クラッチ機構により接続されているダウンザホールドリルから取り外し、ダウンザホールドリルを目的とする測定深度に静置したままの状態として、地質の試験を開始する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明の具体的な内容を図の実施例をもとに説明すると、１は先端開口部に掘削ビット１ａを取り付けたケーシング、２はダウンザホールドリル、９はボーリングマシンを示す。  ケーシング１は、内部に後記するダウンザホールドリル２を装入して掘削進行させ、かつ透水試験等をおこなうに十分な内径の中空円筒状をなしている。
【００１２】
またダウンザホールドリル２は、外筒３および該外筒３内に同軸に装入された中空の内筒６とからなり、外筒３は上端に内部にネジ溝（図示省略）が施され、しかもボーリングロッド１０の先端に設けられたところの、外周面に雄ネジ部（図示省略）を形成した径小部１０ａの雄ネジ部をネジ込むことによりこれと一体的に接続されるとともに、上記ボーリングロッド１０を逆回転させることにより、ボーリングロッド１０を取り外すことができるように、ネジ式のクラッチ機構が形成された接続部６ａを有する。
【００１３】
さらに該外筒３の下方部寄りの側壁面には、外方に向けて、内部中空部内に通水可能な通水部４を有し、しかも該通水部４には土砂等の進入を防止するための、プラスチックその他の合成樹脂材、あるいはステンレス等の金属材をもって多孔質にし、またはステンレス細線を多重に巻き込んだ構成からなる多孔質のスクリーンフィルター５が介在されている。
【００１４】
さらに内筒６は、接続部６ａの下方であって、外筒３との間に通路ａを形成するとともに、該通路ａと、接続部６ａの内部通路ｃとを通じさせた通孔６ｂとを有し、その上端を前記したボーリングロッド１０の前記径小部１０ａの雄ネジ部にネジ込むことによりこれと一体的に接続されるとともに、上記ボーリングロッド１０を逆回転させることにより、前記外筒３ともども取り外せるようにネジ式のクラッチ機構が形成され、しかも先端には圧搾エアによる振動により掘削をおこなうところのネック部７を有する掘削ビット８が、該ネック部７を内筒６の先端にネジ式に螺入させることによって着脱自在に取り付けられている。
【００１５】
上記した構成において、先ず先端に掘削ビット１ａを有するケーシング１を、試験箇所においてボーリングマシン９を駆動させ、ボーリングロッド１０を介して回転させながら地中に向けて、目的深度の少し手前（６０〜１００センチメートル程度）まで順次掘削進入させる（図２参照）。  つぎに該ケーシング１内にダウンザホールドリル２を装入し、上記したケーシング１内に沿ってダウンザホールドリルを回転させ、圧搾空気によって先端ビットを振動させることで打撃掘削し、目的とする測定深度にまで掘削進入させる。
【００１６】
この際に、必要に応じて外筒１内に水を満たし、コンプレッサー１１を用い、上記ボーリングマシン９のボーリングロッド１０を介してダウンザホールドリル２の接続部６ａ内の通路ｃから内筒６の通路ｂ内へ圧搾エアを送り込み、これをネック部７から外方へ噴出させてダウンザホールドリル１の周辺に堆積した土砂等掘削屑を、ケーシング１に沿ってエアーリフトにより地上に排出除去しながら掘進させる（図３参照）ようにすると、一層効率が良くなるばかりでなく、試験区間の孔壁の目詰りを生ずることがなくなり、透水性が阻害されず、自然の地盤状態において透水試験を実施することができ、その結果測定精度が格段に向上する。
【００１７】
さらにダウンザホールドリル２が目的とする測定深度に達したところで、ボーリングロッド１０を逆回転させて、クラッチ機構により接続されているダウンザホールドリル２から取り外し（これによって通孔６ｂが開口する）、ダウンザホールドリル２を目的とする測定深度に静置したままの状態として、地質の試験を開始する。  実際の試験方法としては、ケーシング１内に水を満たし、これを所定圧気圧下において単位時間毎の水位下降状況を測定して下降透水係数を求める方法がある。
【００１８】
またケーシング１内を密封状態とし、ケーシング１内の圧気圧を増大してケーシング１内の残留水を完全に地中に排水した後、ケーシング１内の圧気を解除し、単位時間毎の回復水位変化により回復透水係数を求める方法、あるいはケーシング１内に水を満たし、これを所定圧気圧下において単位時間毎の水位下降状況を測定して下降透水係数を求める第１の工程と、第１の工程終了後圧気圧を増大してケーシング１内の残留水を完全に地中に排水する第２の工程と、第２の工程終了後ケーシング１内の圧気を解除し、単位時間毎の回復水位変化により回復透水係数を求める第３の工程とからなり、第１の工程により得た下降透水係数と第３の工程により得た回復透水係数とをもって相互に補正しつつ最終的な透水係数を得る方法等がある。
【００１９】
なお上記した回復水位変化による回復透水係数を求める方法を実施する場合においては、図５に示したように、試験区間の孔壁より滲み出した水が、水圧によりスクリーンフィルター５を介して外筒３内の通路ａに入り込み外筒３内を上昇して接続部６ａの通孔６ｂからケーシング１内に順次滞溜する。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は上記した通り、地中に挿入されたケーシング内の水位変化により地中における透水、透気、あるいは湧水量を測定する場合において、測定開始前に、内部中空でしかも側壁面方向には内部に通水可能な通水部を有するダウンザホールドリルを測定深度に設置する際に、ボーリングロッドを通じて圧送されたエアをダウンザホールドリルの先端部からダウンザホールドリル側面外方に向けて噴出させてダウンザホールドリル周辺の土砂等掘削屑を、ケーシングに沿ってエアーリフトにより地上に排出除去しながら掘進させるようにしたものであるために、ダウンザホールドリルによる掘進作業が著しく効率的となる。
【００２１】
また地中にケーシングを試験対象深度近くの位置まで進入させる工程と、ボーリングマシンのボーリングロッド先端に取り付けられ、地上から上記ケーシング内に沿って試験対象深度にまで、内部中空でしかも側面にはスクリーンフィルターを介在させて上記中空内部に通水可能な通水部を形成したダウンザホールドリルを掘削進入させる工程と、試験対象深度においてボーリングロッドを上記ダウンザホールドリルから取り外す工程と、前記ケーシング内に満たした水をダウンザホールドリルの通水部から地中に浸透させ、および／または地中からの通水部を介したケーシング内への回復水位の、単位時間当たりの変化量により試験をおこなうようにしたから、スクリーンフィルターがダウンザホールドリル内への土砂等の進入を防止し、孔壁の目詰ま目詰まりをなくすばかりでなく、適正な試験区間の確保が可能となり、より一層高精度の測定結果を得ることができる。
【００２２】
さらにダウンザホールドリルは内部中空であって、側壁面には通水部を有するとともに、該通水部には土砂等の進入を防止するスクリーンフィルターが介在されているものであるために、ケーシング内に満たした水をダウンザホールドリルの通水部から地中に浸透させ、および／または地中からの通水部を介したケーシング内への回復水位の、単位時間当たりの変化量により透水係数を求める際に、孔壁の目詰まりを生ずることがなくなり、通水性が阻害されず自然の地盤状態において透水試験を実施することができるために、測定精度を格段に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ボーリングマシンを用いてケーシングを土中に掘進させる状況をあらわした縦断面図。
【図２】本発明の一実施例である、ダウンザホールドリル掘進に際しての、エアリフトを用いた掘削屑排出作業状況をあらわした縦断面図。
【図３】ダウンザホールドリルの測定域静置完了の状態をあらわした縦断面図。
【図４】ダウンザホールドリルに対し、ボーリングロッド接続されている状態をあらわした縦断面図。
【図５】ダウンザホールドリルから、ボーリングロッドを取り外した状態をあらわした縦断面図。
【符号の説明】
１      ケーシング
１ａ    掘削ビット
２      ダウンザホールドリル
３      外筒
４      通水部
５      スクリーンフィルター
６      内筒
６ａ    接続部
６ｂ    通孔
７      ネック部
８      掘削ビット
９      ボーリングマシン
１０    ボーリングロッド
１１    コンプレッサー
ａ      通路
ｂ      通路
ｃ      通路
【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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