防災科学技術総合研究速報第5号

1967年3月

550．82：550．85：550，341（521．52）

試錐内翻則装置
高橋末雄・高橋博・鈴木宏芳国立防災科学技術センター

O㎏ervation

Systemfor旧oring

Bo

om

By
M．TAKAHASH1，H．TAKAHASHl and H．SUZUK1αoπα1Rε8εατcんCεπtεγ∫oτ1〕｛8α8ετPτε〃θπ〃oπ，τoん〃oAbshact
Formaking

c1ear

10−cm

diameterwastheconducted

yama，Matsushiro−machi，㎜dvations

undergroundin

stmcture，test

boringof200−mdepthnorthwest

foot

of

hiユ1named

Min吐ami−boringvarious

at

the

the

course

were

done

for

detection

thedetection

work

had

been

completed，asbeinstaユ1ed

inside

the

test

bor虹g

gro㎜d

of

the

boringstrain，earthquake

These

re1atedformakingthetheexpecteddesi駅edparttheequipment

detector

part

was

in

e趾th

of

the

Matsushiro

instaユ1theoneearthquake

structure，andobserving

thisburiedthet0bottompart弧e：temperature，

c㎜rent．

toofJu1y1967whenobservation

observations

ratio

obser−

thepurposes．na甲e1y

SN

g

of

of

two

of

kinds

characteristics．On

hadundergro㎜d

improvement

to

of

a

motion，inc1ination，and

physica1quantities

thethe1ayer

ho1e

ho1e．Items

observations
c1ear

of

of

a

and

anotherseismographs

equipment

was

and
to

to

obtainobtainetc．andof駅omdmeasurethemateriaユs

basic

aユso

these

data

for

for

a

p1an

motion，buried

in

the

gro㎜d．

In

thepresent

reportmethodofinsta1ment，and

portingof

the

anaユysesthetheperformance

circumstances

ofobtained

resu1tsofobservationaユ

thereafter

wi11bemadeequipment，thearedescribed，and

inthe

next

re−

vo1ume．

1．観測の目的

ことにより，松代地震の解明のための有力な資料

長野県松代町皆神山北西の麓，大日堂境内で行を得ることである．

なわれた，深さ200mの観測井に拾ける継続観測の目的は，次の2点であった．

その一つは，松代地震の震源域の中心である皆神山山麓地中の地震動観測，およぴそれに関連したひずみ，温度，傾斜，地電肺などの資料を得る

他の一つは，将来，海底拾よぴ地中などに，地震計等の設置が予想され，さらに深さ数kmの深層試錐の計画があって，その孔内にも各種の測器が設置されようとしているので，それらのための設置法，経年変化，実験室内では予期しえない条

一71一

松代群発地震に関する特別研究

防災科学技術総合研究速報

第5号

1967

．

件による影響等を調査することであった．

これらはいずれも将来貴重な資料となるものであろう．な拾，得られた資料，倉よぴその解析についてぱ次の機会に述べるとして，今回ぱ本装置の概要と設置状況についてのみ記する．

2．観測装置の構成

この装置ぱ，検出部，記録装置部およびケーブ
ルからなり，検出部ぱ孔底に設置するもので，直径76mm，長さ4．3mの黄銅製の一本の筒と鉛電極からなり，記録装置部はボーリソグ地点から5mほど離れた7m2のブロック建測定室に収められている．検出部と記録装置部は長さ約210mの鉄線鎧装の20対信号ケーブルにより連結されている．

それらの構成は表一1のと春りである．

このほかNHK長野放送局からも検出部付近に

写真一2

マイクロホソを設置し，地動音や岩石の破壊音等

Detectorof

観測装置検出部
observation

system．

、〃ψご賢吠パ
写真一1
Exit

観測井地表孔of

写真一3

cab1e・

表一1
Construction
項

of

the

目

ひずみ・温度計

成system

部

記

録
装
置

for

上下・東西・南北

サ

震
ー

ミ

計
ス

タ

〃

深さ50m拾きに4本
止下成分用1対

傾

東西，南北

計

ひずみ・温度・地電流記録装置
地震計記録装置
サーミスタ記録装置
傾斜計記録装置

bottom．
考

カールソニ■刷20mm（直径）x1O
20mm（直従）v1OOmm（長さ）
1

■

■

1

■

■

動コィル加速度型

64mm（直径）×540mm（長さ）64mm（直径）×54

地電流用電極斜boring備分■地lodge．

試錐内観測装置構成表
observation

検出

観測井測定室Measuring

0〜50℃用
鉛製

70mm（．自径）×1000mm（長さ）70mm（直径）×10
差動トランス振子型

入力調整器，増幅器，打点記録計
前置増幅器，主増幅器，ペノ書き記録計
入力調整器，高感度ベソ書き記録計
増幅器，高感度ペン書き記録計

一72一

試錐内観測装置一高橋（末）・高橋（博）・鈴木

項
付
属

目

成

水晶時計
J．J．Y．受信機

精工舎製

信号用鎧装ケーブル箱端子

210m20対

検定装置
調整工具
室
置 測
定
装

備

分

考

QC−951型

トリオ全波受信機

9R−59型

0．3mmサ鉄線鎧装ビ仁一ル防食

30対用防湿型
低周波発振器，回路試験器

一般用
7m2ブロック建，地震計台つきを録音したいという要望があり，そのためのマイクロホンの改造をNHKで行なったのであるが，残念ながら設置に間に合わず断念することになった．余談ではあるが，地震音については本観測装

幽■流口竈

置設置前に，この観測井を用いて，深さ30mのと

ケーブル

1000

7400

ころにマイクを設置し，孔内水中に拾ける地震音の録音に成功していて，全国放送もされている．

a

各部の概要

a1

検出部

一ケープル圃定部

1＝の部分は，孔径101mm，地表から200mの深さの観測丼孔底にセメ1■トで固定されている．

大きさは，直径76mm，長さ4，292㎜m，重さは約80kgである．構造は図一1のと拾りである．
4．3mの内部に前表検出部の測器が納められているのであるが，輸送のためにひずみ計部，傾斜

地口計変換部

計部，地震計部・端子部等に分解できる．これらの接合部は水密度を高めるため，オーリングを2重にほどこしてあり，検出部自体もガラスウール
テープを巻きつけた上にエポキシ系樹脂を塗付す

傾斜計
4292

る作業を交互に2回施している．このため筐体の外径76mmが80mmとなった．この結果，設置後6ヵ月経過した現在まで地震計，傾斜計について
回転唖①部

は，水密の点で異状はないが，ひずみ計については絶縁が低下してしまった．この状況はひずみ計部

方位発振部

で述ぺる．

観測井孔底で，N11叩方向に約4度の傾斜が孔曲り測定により確認されている．また検出部自体の設置方向の確認も，解析上必要であるので，方位設定器が取り付けられていて，ひずみ計，地震！ノrrみ言十音舌3成分計，傾斜計は既定の方向に設置できる構造となっ
ている．

a1．1

ひずみ・温度計

孔底のひずみ・温度を電気低抗の変化に変換さゼる感部である．ひずみは2本の抵抗線を用い，その低抗比の変化により求め，温度は低抗値の変図一1化により求める，いわゆるカールソン型といわれDetector

一73一

試錐内観測装置検出部
ofobserva二tion

system．

松代群発地震に関する特別研究

防災科学技術俺合研究速報ているものである．共和電業製CS−10FM2型で，直径20mm，計器長100mmのもの3本が検出筐体にとりつけられ，セメントモルタルにより受ひずみ面が孔壁に固定されるようになっている．

ひずみ計は上下1成分，拾よぴ鉛直線と30。の角度をもち，水平面、の投影では互いに直角な
2成分（東西，南北），合計3成分が内蔵されている．最大せん断ひずみの方向や値は，孔径が計器長より小さいこと，埋設成分数拾よぴ設置方向が限定されたため求められない．今後は計器の改良も含め，考慮する必要がある．この型によるひずみ測定範囲は，引張りに対し1，000x1O1oまで，圧縮に対し500x10 ．となって拾り，埋設

第5号

1967

込んだことが大きな理由であった．この地震計には，試験用として検出コイルと別に検定コィルが取り付けられて拾り，1＝のコイルに既知の電圧を与えて，重錘を振らせ，動作試験ができ，経年変化を調ぺるため少しでも役立つようになっている．
なお，固有周期と松代の地震動周期との関係で，記録する前に積分特性を与えることにより，加速度計として使用ナる計画であった．地震計検出部の測定範囲は200ガルまでである．設置以来現在まで，説置状況による特性の変化については認められない．

固有周期が高く，出力が小さいため，増幅器のSN比の点で，とくに積分特性を付加しベン書き記

前にはこの範囲であれぱ，か庄りな期聞使用でき録させる場合に問題がある．大きさ拾よぴ電圧感ると考えていたのであるが，埋設後1ヵ月以内に度の点から固有周期は10繁程度のものが使いやす

この測定樋囲を3倍近く越えたものがあった．これは，測器の性能から，実際にひずみが加わった

いように恩われる．

とするよりも絶縁低下などによるものと考えた方がよいと思われる．今回のひずみ計は，同型のものについて検出部に組み込み前に水中で20気圧の5．1．3 方位設定器
これは南北成分のひずみ計を南北方向に一致させるための装oであって，方位発振器，方位設定
駆動器より底る．

方位発振器は，ひずみ計が固定してある軸に連耐圧試験を行なったのであるが，試験本数3本のうち3本とも水密度の点で使用不能となったので，結した磁気コ；■パスと，光源拾よぴ光伝導素子にその結果を参考にして改造し，実験室テストではょる検出器より樽成されている．

異状はなかった．しかし，設置後やはり1か月程
度で相当な絶縁低下を起こし，観測値自体に問題を与えたことは残念であった．通常絶縁抵抗は10流2相サーボモーターにより回転せしめるものである．一駆動器によりひずみ計が回転して南北成分

MΩ以上が望ましいのであるが，南北成分が1Mが所定の位置になった時，光源がコンパスの北に

Ω，他の2成分は数10kΩとなっている．これは，この計器を検出部筐体に組み込むため，信号出力

光伝導素子を照らし，出力を生じる．

方位設定駆動器は，ひずみ計の取付軸を小型交ある穴を通して，対向する位置に取り付けられた

測定随囲，絶縁度低下防止方法等について，大い

この出力が最大とをるよう，サーボモーターを回転させて方位を設定ナる．またひずみ計の回転した角度を確認し他の測器の設定位置を知るため，に改善の必要がある．

小型の低トルクの電位差計も取り付けられている．

線の結合部に若干の改造を加えたことが原因と考えられるが，以後埋設の場合には大きさ，形状，

事1．2地口計

a1．4

地震動により重錘にとりつけたコイルが，磁石

電極は，鉛直成分観測用のため，孔底と地表に地口流8極

間げき内で迎動し，磁束を切るときに発生する電設置されている．

流を取り出すいわゆる動コイル型加速度地震計で孔底の電極は，本装置検出部と信号ケーブルの連結部より上方7．5m（地表より187．5m）の位
置に，長さ1mの鉛管をケーブルの外周に固定してある．鉛管からの出力はシールド線を用い，一度7．5m下の検出部にもうけられた，検出部筐体ある．上下，東西，南北の3成分が組み込まれている．この変換器の定数は

固有周期

減衰定数㌔出カ

0，5

コイル低抗

上下動

48c／s

20μyga12．58kΩ

東西動

50

0．5

16

1・83

とは絶縁された端子をへて，検出部内の端子部へ

南北動51

0，5

10

三・00

となっている．．固有周期の高いのは，本装置製作

導かれ，210mの信号ケーブルを通じて地上へ送られる．この鉛管電極は，地表から180mまでの中には，試錐底の傾斜が不明なため，安全度を見鉄ケーシニ■グと，検出部の黄銅筐体からの絶縁を

一74一

試錐内観測装置一高橋（末）・高橋（博） ・鈴木

考えて，両者の中間位置に，電極付近岩盤との電0〜50

導度を向上させるための特殊セメントを用いて固

（℃）

20

定した．地表電極は，孔底と同様なものを観測井

孔口から2mの距離のところに，2mの深さに埋18設してある．両電極を設置状況で，増幅器等に接16続しない場合，入力低抗2MΩの高感慶記録計（EPR）で測定した両電極の電位差は，O．17V
14程度である．

実は，この地表の電極は2本目のものであって，1本目のものは炭素棒電極であった．大きさは孔

＞

12

昌

底電極と同じであり，地表下1mのところに炭素■o

粉末とともに埋設したものであるが，この炭素棒と孔底電極との電位差は1．4V程度であった．すならち，鉛電極と炭素電極の場合は1．4Vであっ

10

＜
←
一
〇
＞

たものが，炭素から鉛に変えたらO．17Vとなったわけである．当初夜間静穏時における地電流は504m肌m程度と考え計画をたてたカ㍉観測もその程度であつた．

地電流観測の目的は，まだ行をわれたことのない，鉛直方向に埋設された電極により，拾もに日00

変化を調査すること，個々の地震拾よぴ地震活動
度と地冒流の変化との関係を調査することを目的

25

50−TEMP．（℃）一一としている一

3．1．5

サーミスタ

図一2

サーミスタは，深さ別に4本埋設されて拾り，

電圧・温度換算図

Temperat㎜e−vo1tage

各深さは50m，100m，150m，200mである．

ca1ibration

CurVe．

宝工業製の特注品で測定範囲は0〜50℃のSB型である．200m用のも・のは，O℃で7，538kΩ，100℃で0．2418kΩの低抗値を示す．
温度と電圧の関係を示す曲線は図一2のとおクについては図面を見た程度で，あ1まり明らかでない．この傾斜計の性能拾よぴ測定結果については，である．これは入力調整器に接続したとき，その出力電圧と温度の関係を示ナ．これから見ると1mVの変化は2．5℃に相当する．
＆1．6 傾斜計

地震研究所からいずれ研究報告が発表されると思われるので，それらを見られたい．
31．7 検出部端子間の抵坑値変化について
各種検出部の構成回路間の低抗値を測定してあるので，それらの状況を示したものが表一2であ現地に拾け今検出部の最終組み立て，翠整の際にる．この表で7月8日と24日の間に，低抗値が全般的に滅少しているが，これは鉄線鎧装ケーブル
を約50m（往復で7Ω程度）切断したためである．
な拾，各検出部間および筐体との絶侵状況については，ひずみ計などでかなり悪化していて，これようやく試作品が現地に届けられたが，すでに傾は先に述ぺたと拾りである．

これは初めの計画にはなかったものであるが，東京大学地震研究所笠原研究室の要望により，いそぎ追加したものである．本体は地震研究所で試作したが，途中から追加されたものであるため，

斜計付属の筐体に組み込まれて拾り，内部の詳細

一75一

松代群発地震に関する特別研究

表一2

試錐内観測装置検出部の低抗値変化

Changeofresistance

of

the

防災科学技術総合研究速報

1967

detector．
一

6

ひ寸ム計

Ω

1トS渤度1愛白増
1検
1
動
幅

打

1部

記
録
計

抗

値

41．7．841．7．24

41．8．31

41．9．9

32
70

26
62

26
62

26
62

110

100

100

100

ひ

70

61

61

61

ず

32
70

26
61

26

26

61

61

110

100

100

100

70

62

62

61

32
70

26
62
99

26
62

26

図一3

ひずみ・温度・地電流記録装置

62
100

B1ock

diagram

100

61

61

61

Current．

1．8k

1．8k

測定箇所

南北成分

東西成分
み

計

上下成分

抵

第5号

110
70

南北成分

3k

1．8k

東西成分

1．Ok
2．8k

1．0k

1．Ok

1．Ok

上下成分

2．6k

2．6k

2．6k

計

検定コイル

90

74

2ヅ。
傾

東西成分

37
55
55

地
震

斜

南北成分

330
330
5k

リレー

計

2V
サ
︑︑︑

I

ス

200m
150m
100m

2．4k

■

U−D

＝菱切

；

一

l

部

換

部

部

電源部

l

j函㌧零蓉孟鵠＝点部部 部

＝地炎竜概
水品時；十

りレ哨

電源部■

AC100Voftherecorderstrain，temperature㎜d

e肚th

70

30

48
48
290
290
2．8k

2．6k
2，6k

写真一4 傾斜計記録装置
Recorder of ti1tmeter．

1I5k

1．3k

電

ひ仙計

2，75k

50m

タ

1出ひ鮒

．

京

極

埋設直前

備
考

埋設後ク
一ブル50
m切断時

a2．記録装竈a2．1

ひずみ・温度・地口流装竈

構成図は図一3のと拾りである．

この装置は打点記録部を若干改造した6打点式富士電機製打点記録計を用いていて，4打点は，ひずみの南北，東西，上下，温度に使用している．

残りの2打点は地電流上下成分およぴ刻時である．

ひずみ・温度計部と地電流計部は上記打点記
録器を使用しているが，それぞれの入力調整器は全く独立しているので，ここでは，ひずみ・温度計調整器と地電流計調整器に分けて述ぺる．

一76一

写真一5
Recorder

地震計記録装置ofseismometer．

of試錐内観瀦1」装置一高橋（末）・高橋（博）・鈴木

定するための調整器である．

入力ぱ200mの孔底および地表に埋設した電極を，出力は6打点自動平衡形記録計に入れる．この地電流調整器は，増幅部，ろ波器部拾よぴ電源
部より構成されている．拾もな規格ぱ次のとおり
である1

入カインピータ．ソス

写真一6

Recorderof

ひずみ・温度の記録装置

strainandtemperature．

3MΩ
200Ω

記録計イソピーダソス
測定周波数

O〜30％

増幅度

20dB

減衰器

O，20，40dBの3段
A0100V，AV Rつき

電源

先に検出部のところで述ぺたとおり，電極問の定常電位0．2Vぱ，可変抵抗器により補正できる

i）ひずみ・温度計調整器
これぱひずみ計の自動記録用として設計製作されたものである．図一3のように零点整合部，自動切換部，増幅部，電源部より構成されている．

ようになっている．またDCパランス，零点位置調整もできる．

ろ波器部ぱ，電源周波数等をカットするための零点整合部および自動切換部
打点記録部に接続されるカールソノ型ひずみ計

ものであるが，30％に対し50％では70dB程度の減衰が得られる一この装置で，滅衰器を0dBとしたは，それぞれの抵抗比が任意の異なった値を示し場合にぱ，記録計のフルスケールは入力1mVにているので，そのまま記録計に結線すると限られた記録紙幅の中に収録できないので，著しく増幅度を押えなけれぱならない．また，各計器の零位相当するようになっている．

これまでの地電流観測」についてぱ，われわれぱ経験もなく，現在の観測装置にも問題点があるの

置も記録紙上の任意の点に設定できない等の不便で，各機関の協力を得て，少しでも精度の高い観がある．本部は，ひずみ・温度の4成分について，
あらかじめ一定の抵抗比に調整するもので，零点を統一することができる．このようにして4成分の出力は基準線からの変位で記録される．入力の切換は通常は打点記録器からの信号にょり自動的に行なわれるが，つまみ切換えにより手動とする測ができるようにしていく予定である．

iii）打点式記録計（VDS−612）
本器は富士電機製の打点記録計であって，とくに…部を改造して自動切換信号の出力が得られるようになっている．

こともできる、

おもな仕様：

記録方式

打点式6点記録

増幅部は検出部からの直流出力をチョッパによ打点識別色

紫，黒，赤，茶，緑，青り，交流に変換して交流増幅を行ない，再ぴ直流に変換して打点記録計に入れる．これぱ安定な増

打点間隔

120秒（同一色につき）20mm／H （60mm， 120
mm／Hにもできる）

記録紙送り速度幅を行なうためである．温度については，ひずみ計3成分のうちの1成分一一この装置では，3成分

記録紙幅

120mm

とも絶縁度がかなり悪化したが，そのなかでは最

記録紙長さ

25m

もよい南北成分のひずみ計一の抵抗値を測定し，駆動方式

ン1■クロナスモーター方式

その変化を打点記録計の基準線からの変位で表わ電す．この装置の場合，記録紙1目盛（2mm）が測定範囲米（入力調整器と組み合せた場合のAO100V源

0．5℃に相当する程度であるから，われわれの目的とする精度にくらべてかなり悪いが，一応参考に測定を行なっている．

1i）地電流調整器
1対の電極により得られる，電位差の変化を測

一77一50〜60％

フルスケールl100mm）
ひずみ較正係数∫（約8×10一）x100

温20℃±25℃

度

地電流

精

度

100mV
フルスケールの2％

松代群発地震に関する特別研究＊

防災科学技術総合研究速報

第5号

1967

測定範囲は滅衰器の切換えにより変えらき記録を得るには主増幅器でかなり増幅する必要れるが，現在使用状況に拾ける値を示す．

があるため，零線の漂動が大きくなって支障をき

a2．2 地口計記録装置
構成図を図一4に示す．
「蒜高■「柵榊たすので，暫定的に通常は積分回路を入れをいで主増幅器使用している．ただし，月に1回3目問ほどの磁気記録の場合には，積分回路を付加して記録させる．積分回路を入れない場合，紙送りが1mm／。

minでは明らかでをいが，これを10倍くらいに早〃睡ト校正部電源部
AC］00Vr一一一＿一＿送りすると，P波，S波の識別が容易になるようである．現在使用の増幅器は80dBの増幅度で使用

オク

ζ言

している．

＿｝．」

サーミスタ記録装置

図一4

B1ock

地震動記録装置

diagramof

サーミスタは深さ50m，100m，150m，200
mと4本埋設してあるが，200mのものが鉄線鎧

seismograph．

装信号ケーブルを1対使用していて，他はこれに抱かせたビニール線を使用している、装置は入力

拾もな仕様は次のとおりである．

調整器部，電源部，高感度記録計よりなる．入力

前置増幅器

入カインピーダンス
利 得
周波教特性

1kΩ平衡

調整器ぱ，各サーミスタごとの補正器とブリッジ回路および切換スイッチを含む．切換スイッチは

40dB
O．5鴨〜200％±1dB（っまみ切換えで積分特性をもたせることも
できる）

電 源
D C6V
主増幅器とインク書きオシログラ7
入カイソピーダンス 2MΩ
周波数特性

最大感度

D

手動であって，連続観測は深さ200mのものだけで，他の3本は月に2回程度当所職員が出張の際測定することになっている．電源部はAC100V
から，安定なD01．3Vを，ブリッジ用電源として供給するものである．

入力調整器からの出力は高感度記録計に導かれ，

C〜65％±1dB

ベン書き記録される．この記録計の規格は次のよ

入力1mVに対し記録紙上1

うになつている．

形名横河製LER12A型

mm

測定範囲

1mV〜100V

電源

AC100V

記録最大振幅
記録紙±20mm
幅200mmエレメ；■ト数

刻時

1mV〜100V

入力低抗

1Vにつき2MΩに相当

周波数特性

4

D

16段切換

C〜1晃

記録紙250mmx15m（折りたたみ記録紙）

x長87000mm

記録紙送り速度

測定範囲

紙送り速度

毎分2cm，6cm，毎時2cm，6cm，20cmの6段切換

零点調整

記録紙幅全域調整可能

60mm／min水晶時計により毎分ごとに1秒問

イノク書きオソログラ7の4成分のうち，3成分

使用電源

は孔底の加速度地震計，1成分は測定室内の地表

外型寸法・重量

地震計台上に設置した4％の上下動加速度地震計の記録が得られる．孔底の地震計3成分は固有周期が50鴨であるので，松代地震のように10〜20％の地動に対し加速度記録を得るには，減衰定数を大きくできない場合，積分特性を加えるのであるが，現用の前置増幅器は積分回路を入れると，S

149x420x275mm

12kg

使用状況では記録紙上1℃が1cmに相当する．
当記録計による観測は本隼2月からであって，それまでは，他研究機関から，大体同じ性能の記録計を借用して断続的に観測を行なってきた．

水晶時計（精工舎製

QC−g51一皿型）

文字盤の直経20cm，外観図は図一5のようなもN比が低下し，その言まテープ，電磁オシロに入れる場合はそれほど問題とならないが，インク書

AC100V，消費電力13VA

のである．

一78一

試錐内観測装竈■高橋（末）・高橋（博）・鈴木

項

構造秒修正ポタン

■池寿命
メーター

o

θ

安金レ、」

〃〃

、幽

スタートポタンのふた」わしのふた

水晶時計

厚

さ

2．9mm

23本

2．5mm

黒

仕上外径概算重量31．3mm1975k9／km

導体低抗
試験電圧
絶縁低抗
静電容量

20℃67．1Ω■km

AC1，000V1分間
1，OOOMΩλm以上

60mμE／km以下

平均日差

±O．1秒

地震計

1対x3成分

平均日較差

O．05秒

サーミスタ

1対

温度特性（0〜40℃）±0．2秒／日

傾斜計

4．5対

電極

O．5対

規格
接点

接点閉時間

接点精度

接点最大容i

毎時

5秒±O．2秒

正秒±0．1秒

D024V

毎分

1秒±O．1秒

正秒±O．1秒

1mA

電源

a5

共用）
計

単一2コ

ケーブルの問題点としては，

1．ケーブルは鉛直に200m（孔底15mはセメントで固定）たらすが，自重に耐えられる構造とするにはどうするか．
2．途中の湧水による化学的変質による絶縁低e1ectric

目体

像（軟銅より線）

教

値

公称断面税

0．3m2

素線径
素線教

0．23mm

径
数

O．7mm
20

体 厚
（PE）
外

さ
径

0．4mm
1．5mm

PVC引綿テープ 厚

さO．25mm

厚
外

さ
径

2．5mm
18．5㎜n

ゴム引綿帆布 厚

さ

O，5mm

絶
心

シ

侵

ー

（PE）

ス

備考

か
等であった．1）については，以た構造のケーブルを使用して，瀬戸内海で行なわれた地震計設置から心配のないことがわかった．この場合は深さ30mの海底から，さらに80m掘進したものである．
松代の場合も検出部が孔底に達したときには，地表に出ているケーブルは観測井孔口から3mほど自

7

外
対

構

3．地震による急激な引張，屈曲に耐えられる

characteristics

cab1es．

項
導下をいかに防ぐか

信号用鎧装ケーブルの構造と電気的特性

andsheathing

対
対た．

ル防食ケーブルで，長さは210mである．その構
造拾よぴ電気的特性は表一3のと拾りである．

Structure

520

このケーブルは250mのものを木製巻わくに巻かれたままの状況で，現地に拾いて検出部を結合し信号用讐装ケープル

表一3

3 対
1 対

方向設定器（うち1対は地震計検定コイルとこのケーブルは検出部と地表測定室間に使用しているもので，O．3mm2，20対，鉄線鎧装ビニー

造

シース（PVC）

教値 備考

ケーブルの測器別使用対数は次のとおりである．
ひずみ計
2対x3成分 6 対

Crysta1chronometer・

of

径

／

、

図一5

亜鉛メッキ鉄線

電気的特性

針まわし治具目

外

立しているくらいで，自重による力は心配するこ
識別色つきとはなかった．2）については，途中または孔底に拾ける湧水とも，飲用にしうる水（16〜23℃）であって，化学作用を考慮する必要はないことが，掘進により判明した．3）については，6か月以上自然色経過した現在，ケーブルに全く異常が認められていないことから見て（この問に松代に拾いて，震度5の地震が1回，震度4が12回観測されている）

一79一

松代群発地震に関する特別研究

防災科学技術総合研究速報

200mくらいの深さであれぱ，特に心配のないことがわかつた．ただし，地表から180m まで埋設

第5号

1967

湧水量は毎分3004程度であった．この量の大部されているケーシングパイプ（厚さ2mmの鉄パ分は深さ198mの所での湧水であって，この湧水を止めなけれぱ，観測装置の検出部をこの位置にイプ）がどのように変形しているかは不明である．

セメソティンク不能となる．このため，まず180

このほか，設置作業の際や地表の埋設作業のとき，ヶ一ブルを曲げる必要があるが，どの程度のmまで97mmのケーンングパイプを挿入して孔壁を補強し，7月1日から180〜200m問にセメン

曲塞で曲げることができるかなども問題となった．

トモルタルを圧入し，その固結を待って掘進する

これについては，初め半径1mぐらいの円周に沿って曲げられるであろうと考えていたが，現実には，半径30cmの円周に沿って曲げられているが，何ら支障は起こっていない．このように考えてみると，将来数千mの深さに測器を埋設した場合のケーブルとして最も考慮すぺき点ぱ，温度であろうと思われる．もっとも200℃以下であれぱ問題
はない．

3．4

測定室

測定室は観測井孔口から約5m離れた地点に建という方法で，湧水を止める作業に取りかかった．

この方法を繰り返して湧水量を滅少させ，3回目
で全く止水することに成功した．すをわち，第1回目は比重1．7のセメントモルタル4002を圧入し，固結するまで圧力をかけておいてから掘進した．しかし，湧水量に変化はなかつた．

第2回目には，まず砂を45〜504孔口より自然落下させ，その後比重1．8のセメソトミルクを圧入し，30㎏／cm2の圧力を24時間持続せしめた後に掘進した．結果は良好で，湧水量は174／分にてられていて，検出部からの信号ケーブルはこの滅少した．

室の端子箱につながれ，各記録装置と結ぱれてい
る．測定室の大きさは約7m2で，ブロック構造で第3回目には，比重1．5のセメントミルクを
2004そう入して，45kg／二m2の加圧固結後，湧あって，内部には1m2の地震計台と記録装置用の水量O．5ゼ／分程度となり止水作業を終了した．

設置ラック2台が置かれている．地震計台は，実この間に，180mまでは直径97mm（内径90mm）の太さであるのに，180〜200m間を直径101

験用に作ったもので地下2m，地表0．3m，縦横各1mのコソクリート方柱であって，その下は玉石で固められている．現在はこの台上に，上下動
加速度地震計を設置している．設置ラックには各棚ごとに，傾斜計記録装置，ひずみ・温度記録装置，地電流入力調整器，サーミスタ記録装置とJ．
J．Y．受信機，地震計イ；■ク書きオシログラ7と水晶時計，地震計増幅器等が置かれている．記録
紙の交換は，地震計が毎日1回，他は月に1回程mmに拡孔する作業も行ない，検出部のセメンテ
ィングを容易ならしめた．

3．5・2

検出部の設置（図一6）7月9日午前セメ；■ティング用モルタルの調合を行をい，直ちに孔底に充てんした．このセメニ・

ティング用モルタルは，このために研究したもの
で次のような性質をもたせるように努めた．すをわち，

度であって，無人観測であるが，記録紙の交換は近くの民問の人に委託して行なっている．

←）セメントモルタル充てん後検出部を孔底まで降

観測井の地点は商用100Vの末端から約200るが，この問だけモルタルが固結しないこと．

下させるためには作業手順の点で数時問を要す

m離れていたが，中部電力のご好意により電灯線

緩結剤の配合により，調合後10時間だけべ一ス

延長工事をしていただいた．これらの装置によるト状であることが確認されている．
（口）ひずみ計の受感部固定のセメントモルタルは，1ヵ月間の使用電力は約110kWである．なお，

孔底壁の岩盤となるぺく近い圧縮強度をもつこ

松代地区は60％である．

3．5と．岩盤は試験結果から600kg■mの値が得られていた．現在のセメソトモルタルの最大であ検出部の設置＆5．1

設置前の観測井

る300kg／cmとさせた．

観測井は1966年5月20日から掘進を始め，1ヵ月後の6月19日，深さ200．30mに達した．この時期では，地表から43mまで直径112mmの鉄い 検出部電極と孔壁の電導度を高めるため，通電性のセメ1■トモルタルとすること．

ケーシングパイプがそう入されていたが，43m以深は素掘で，2か所から湧水して拾り，孔口からの（→ 深さ180mまでそう入してある鉄ケーンンク
パイプと，導通性セメントとは絶縁度を高くす

一80一

試錐内観測装置■高橋（末）・高橋（博）・鈴木

ること、深さ150m，100m，50m位置にサーミスタを取

これは地電流電極のため必要である．

りつけながら（信号鎧装ケーブルとは別のケーブ

ルを使用）除々に降下させた．検出部の降下作業は大部分を人力にて行なったが，3時問半ほどを口測擁要した．なお，信号ケーブルは所定の200mより1．8mを残して，検出部が孔底に接着したので，地表

自重によりこの程度伸ぴたと考えられる．観測井の深さはもちろん，検出部の接着状況については，

地表鉛冒擾

清水

サー1ス卿ニブレ：

ボーリング技術者により確実であるといわれている．この時点に拾ける孔口付近のケーブルの状況

2は，孔口から自力で2〜3m立っている状態で，ケーソンク㌣プ

孔内からの浮沈に関する力は認められなかった．

外茎砺■㎡一事撃㌘

だが，将来数千mの観測井の際の信号ケーブルの場合には，適当な深さごとのケーブル固定は必

■■砺

100mm
I50n1m

＋

セメノトB

一十一

要であると考えられるので，この固定方法も一つ
乃ウトセメント1の問題となるであろう．なお，特殊セメソトは183．6mから200mまでのセメンティソグに使用し，その上には深さ150mまでを通常セメソトモ
ルタルを注入し，150mより上部観測井孔口まで

門

、

一十

鉛口獺

ミ

1さL

セメントA

一〒r

は清水を注入して観測装置の設置工事をすぺて完

鎧装ケープルノ！
■1加珂、・・．イ

了した．

ニ

電極用リード「倹出部

亨ニミスタ、
地艘計

傾斜計
ωみ一温度計

本報告の終わりにのぞみ，多くの協力と助言をr

いただいた地質研究所星野一男，気象庁地磁気観測所柳原一夫，同横内垣雄の諸氏および非常な短期間に全く新しい本装置の製作に尽力された沖電気

一．し＿＿1．

止一〇ユmL工業株式会社，埋設に創意をこらした住鉱コソサ
ルタソト株式会社の関係者各位にお礼を申し上げる．重た，観測井や測定室の土地借用に関して・

図一6 試錐内観測装置設置状況略図
Genera1view of the observation
SyStem．

長野市役所松代町支所および地主の松代町山ノ内
氏に絶大なご援助をいただいたことを厚く感謝する．

等である．このほかセメントモルタル充てんの際，

通常の方法であると，モルタル内部に観測井内の参

考文献

水が包み込まれて，そのまま固結し，セメント強

1）土木測器センター：カールソン型計器の解度を低下せしめるおそれがあるので，セメソト注
入のための特製の弁を考案し，．モルタルに圧力を説．1963年9月．
2）横河電機（1966）：精密級卓上形記録計．

加えても，観測井水には圧力が加わらないように

計測と制御，5，P．912〜913．
3）地磁気観測所1地電流観測指針草案一電極した．

このようにしてセメントモルタル注入後，検出部と信号鎧装ケーブルを自重により観測井内に，

一81一

一昭和31年9月．