孔間透気試験方法及びグラウト効果判定方法
【課題】より広範囲の岩盤の透気性を効率良く調べることが可能な孔間透気試験方法及びグラウト効果判定方法を提供すること。
【解決手段】岩盤Ｂに設けられた複数のボーリング孔ｈ１，ｈ２を用い、第１のボーリング孔ｈ１内にガスが送入される送信区間Ｓを形成し、第２のボーリング孔ｈ２内に複数の受信区間Ｔ１〜Ｔ５を形成し、受信区間Ｔ１〜Ｔ５の圧力を検出する。岩盤Ｂ内において送信区間Ｓから受信区間Ｔ１〜Ｔ５に通じるガス道が存在する場合には、送信区間Ｓにガスを送入すると、受信区間Ｔ１〜Ｔ５の圧力が変動するため、受信区間Ｔ１〜Ｔ５の圧力応答を観測することで、送信区間Ｓと受信区間Ｔ１〜Ｔ５との間のガス道を調査することができる。
【解決手段】岩盤Ｂに設けられた複数のボーリング孔ｈ１，ｈ２を用い、第１のボーリング孔ｈ１内にガスが送入される送信区間Ｓを形成し、第２のボーリング孔ｈ２内に複数の受信区間Ｔ１〜Ｔ５を形成し、受信区間Ｔ１〜Ｔ５の圧力を検出する。岩盤Ｂ内において送信区間Ｓから受信区間Ｔ１〜Ｔ５に通じるガス道が存在する場合には、送信区間Ｓにガスを送入すると、受信区間Ｔ１〜Ｔ５の圧力が変動するため、受信区間Ｔ１〜Ｔ５の圧力応答を観測することで、送信区間Ｓと受信区間Ｔ１〜Ｔ５との間のガス道を調査することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のボーリング孔を用いて岩盤の物性を把握する孔間透気試験方法及びグラウト効果判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、岩盤の物性を把握する技術として、下記の特許文献１に示すようなものがある。例えば、特許文献１に記載の真空透気試験では、一つのボーリング孔内にパッカー（閉塞部材）によって閉塞された試験区間（受信区間）を設け、この試験区間内の空気を真空ポンプによって排除し、定常状態に達したときの流量及び圧力、真空ポンプ停止後における圧力回復曲線を取得する。そして、これらの流量、圧力、圧力曲線回復曲線に基いて岩盤の透気係数を求めることで岩盤の物性を把握している。
【０００３】
また、二つのボーリング孔を用いて岩盤の物性を把握する技術として、特許文献１の「従来の技術」に記載の透気試験が知られている。この透気試験では、送信区間に高圧のトレーサーガスを送気し、受信区間内の気体を採取してトレーサーガスの割合を求めている。これにより、送信区間から漏れ出しボーリング孔間の岩盤を通過したトレーサーガスの漏気量に基いて岩盤の透気係数を求め、岩盤の緩み領域を把握している。
【特許文献１】特開平７−３００８４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、近年にあっては、岩盤における広範囲の透気性を効率良く調べること、岩盤内を通過する気体の通り道（以下「ガス道」という。）の有無を把握することが求められている。しかしながら、上記特許文献１に記載の真空透気試験方法では、一つのボーリング孔を用いて測定を行うため、ボーリング孔に極めて近い位置の測定しか行えず、より広い範囲の岩盤の透気性を調べることができないと共に、ガス道を把握することができないという問題があった。
【０００５】
また、上記特許文献１の「従来の技術」に記載の透気試験では、送信区間にトレーサーガスを高圧で送入するための高圧ガス供給設備を設置する必要があり、時間やコストが掛るといった問題や、トレーサーガスを昇圧するために多大な電力と時間を必要とするという問題があった。また、送信区間を区切るためのパッカーは、高圧に耐えるため深さ方向に長くなってしまい取扱いが不便であり、作業時間が長くなるといった問題がある。また、送信区間に高圧のトレーサーガスを送入するため、周囲の岩盤を破壊する虞がある。また、受信区間から採取した気体に含まれるトレーサーガスの割合を求めるための分析が必要であり、コストや時間が掛かるという問題がある。また、トレーサーガスが送信区間と受信区間との間を通過する時間が長く、作業時間が長くなるといった問題がある。また、受信区間は一つしか設定されていないため、広範囲の岩盤の物性を把握するには、受信区間の位置を変えて試験を複数回実施する必要があり、作業時間が長くなるという問題がある。
【０００６】
更に、二つのボーリング孔を用いて岩盤の物性を把握する技術として、弾性波トモグラフィー、比抵抗トモグラフィー、電磁波トモグラフィー、及び孔間透水試験等が知られている。これらの試験ではボーリング孔間の弾性波速度分布、比抵抗分布、電磁波速度分布、及び透水性分布を知ることで岩盤の物性を把握している。例えば、「特開２００３−１２９７８２号公報」に記載の孔間透水試験では、一方のボーリング孔を送信孔として送信区間を設け、他方のボーリング孔を受信孔として受信区間を設けて、送信区間に水を送水し、受信区間における圧力を検知している。そして、送信区間および受信区間の位置の組合せを変えて測定を繰り返し、これらの測定結果を解析してボーリング孔間の透水性分布を求めている。
【０００７】
この孔間透水試験は、岩盤における透水性を調査する試験であり、ガス道を把握する等、透気性を調査することができなかった。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、従前に比して広範囲の岩盤の透気性を効率良く調べることが可能な孔間透気試験方法及びグラウト効果判定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による孔間透気試験方法は、岩盤に設けられた第１のボーリング孔内に、閉塞部材によって区切られた送信区間を形成し、岩盤に設けられた第２のボーリング孔内に、閉塞部材によって区切られた受信区間を複数形成し、送信区間内に気体を送入し、受信区間内の圧力を検出して、送信区間と受信区間との間における気体の通過を把握することを特徴としている。
【００１０】
このような孔間透気試験方法によれば、岩盤に設けられた複数のボーリング孔を用い、第１のボーリング孔内にガスが送入される送信区間を形成し、第２のボーリング孔内に受信区間を形成し、受信区間の圧力を検出する。岩盤内において送信区間から受信区間に通じるガス道が存在する場合には、送信区間にガスを送入すると、受信区間の圧力が変動するため、受信区間の圧力応答を観測することで、送信区間と受信区間との間のガス道を調査することができる。これにより、第１のボーリング孔と第２のボーリング孔との間（以下「孔間」という）の岩盤における透気性を把握することが可能となる。また、第２のボーリング孔内に受信区間が複数形成されているため、従来に比して広範囲の岩盤における透気性の分布を効率良く把握することができる。また、従前のように送信区間内の圧力を高くする必要がないため、岩盤を破壊する虞が低減される。また、送信区間に作用する圧力が低減されているため、例えば、閉塞部材としてのパッカーの長さ（ボーリング孔の深さ方向の長さ）を短くすることができ、作業性の向上及び低コスト化を図ることが可能となる。
【００１１】
また、第１のボーリング孔内に、送信区間に隣接し閉塞部材によって区切られた他の受信区間を形成し、他の受信区間内の圧力を検出することが好ましい。これにより、送信区間に隣接する他の受信区間の圧力と、第２のボーリング孔に形成された受信区間との圧力とを比較することで、孔間透気試験による試験結果を検証することができる。例えば、他の受信区間の圧力が第２のボーリング孔の受信区間の圧力より高い場合には、受信区間の圧力応答は送信区間と受信区間との間のガス道によるものと推測することができる。一方、他の受信区間の圧力が第２のボーリング孔の受信区間の圧力より低い場合には、受信区間の圧力応答は送信区間と受信区間との間のガス道によるものではなく、その他の要因によるものと推測することができる。このため、孔間透気試験による結果を検証することができ、孔間透気試験の信頼性の向上を図ることができる。更に、送信区間と他の受信区間との間のガス道を調査することができるため、第１のボーリング孔近傍の透気性を把握することが可能となる。
【００１２】
また、第１のボーリング孔の深さ方向において送信区間と異なる位置に、閉塞部材によって区切られた送信区間を順次移動させて形成し、この移動した送信区間内に気体を送入し、受信区間内の圧力を検出して、移動した送信区間と前記受信区間との間における気体の通過を把握することが好ましい。これにより、より広範囲の岩盤の透気性分布を正確に把握することが可能となる。
【００１３】
また、送信区間内に送入される気体は空気であることが好ましい。これにより、安全に作業することができると共に、低コスト化を一層図ることができる。
【００１４】
また、第２のボーリング孔を複数箇所設定し、各第２のボーリング孔内に、受信区間を複数形成することが好ましい。これにより、広範囲の岩盤における透気性の分布を一層効率良く確実に把握することができる。
【００１５】
また、本発明によるグラウト効果判定方法は、岩盤を補強するグラウトが施工されたグラウト施工域を挟んで、一方の側に第１のボーリング孔を設定し、他方の側に第２のボーリング孔を設定し、上記の孔間透気試験方法によって検出された受信区間の圧力に基いて、グラウト施工域におけるグラウトの効果を判定することを特徴としている。
【００１６】
このようなグラウト効果判定方法によれば、岩盤におけるグラウト施工域を挟んで両側に配置された複数のボーリング孔を用い、一方の側に配置された第１のボーリング孔内にガスが送入される送信区間を形成し、他方の側に配置された第２のボーリング孔内に受信区間を形成し、受信区間の圧力を検出する。岩盤内において送信区間からグラウト施工域を通り受信区間に通じるガス道が存在する場合には、送信区間にガスを送入すると、受信区間の圧力が変動するため、受信区間の圧力応答を観測することで、送信区間と受信区間との間のガス道を調査することができる。これにより、第１のボーリング孔と第２のボーリング孔との間の岩盤におけるグラウト施工域の透気性を把握することが可能となる。これにより、グラウト施工域におけるグラウトの効果を判定することができる。また、第２のボーリング孔内に受信区間が複数形成されているため、従来に比して広範囲の岩盤における透気性の分布を効率良く把握することができる。また、送信区間内の圧力を高くする必要がないため、岩盤を破壊する虞が低減される。また、送信区間に作用する圧力が低減されているため、例えば、閉塞部材としてのパッカーの長さ（ボーリング孔の深さ方向の長さ）を短くすることができ、作業性の向上及び低コスト化を図ることが可能となる。なお、ここでいう「グラウト施工域を挟んで、一方の側に第１のボーリング孔を設定し、他方の側に第２のボーリング孔を設定し、」とは、第１のボーリング孔と第２のボーリング孔との間に、グラウト施工域が存在するように、第１のボーリング孔及び第２のボーリング孔を設定することを指す。例えば、第１のボーリング孔及び第２のボーリング孔の少なくとも一方を、グラウト施工域内に設定してもよい。
【００１７】
また、グラウト施工前に受信区間の圧力を検出し、グラウト施工後に受信区間の圧力を検出し、グラウト施工前に検出された圧力と、グラウト施工後に検出された圧力とを比較してグラウト施工域におけるグラウトの効果を判定することが好ましい。これにより、グラウト施工域の効果の確認を一層確実に行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の孔間透気試験方法によれば、従前に比して広範囲の岩盤の透気性を効率良く調査することができる。
【００１９】
また、本発明のグラウト効果判定方法によれば、岩盤におけるグラウト施工域のグラウトの効果の判定を効率良く実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明による孔間透気試験方法の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図１は、本発明の第１実施形態に係る孔間透気試験装置を示す概略構成図である。
【００２１】
孔間透気試験装置は、例えば、石油備蓄基地等の地下岩盤タンクを構成する岩盤の物性調査に適用され、岩盤に形成された複数（本実施形態では２本）のボーリング孔間における透気性分布の把握に利用されるものである。図１に示すように、岩盤Ｂには、２本のボーリング孔ｈ１，ｈ２が掘削されている。一方のボーリング孔（第１のボーリング孔；以下「送信孔」という）ｈ１には、気体が送入される送信区間Ｓが形成され、他方のボーリング孔（第２のボーリング孔；以下「受信孔」という）ｈ２には、複数の受信区間Ｔ１〜Ｔ５が形成され、更に、送信孔ｈ１内には、送信区間Ｓに隣接して受信区間（他の受信区間）Ｔ０が形成される。送信孔ｈ１と受信孔ｈ２との距離は、数ｍから数十ｍが望ましく、本実施形態では約１０ｍとされている。
【００２２】
孔間透気試験装置１は、送信区間Ｓ、受信区間Ｔ０〜Ｔ５を区切るためのパッカー（閉塞部材）Ｐ１〜Ｐ８と、これらのパッカーＰ１〜Ｐ３が装着され送信孔ｈ１に挿入されるロッド２と、パッカーＰ４〜Ｐ８が装着され受信孔ｈ２に挿入されるロッド３と、送信区間Ｓに空気を送入する空気供給部４と、受信区間Ｔ０〜Ｔ５の圧力を測定する測定部５とを具備している。
【００２３】
パッカーＰ１〜Ｐ８は、パッカー用コンプレッサー６によって空気が供給されて拡張し、送信孔ｈ１、受信孔ｈ２を閉塞させるものである。パッカーＰ１〜Ｐ８とパッカー用コンプレッサー６との間には、パッカー用圧力調整器７が設けられ、パッカーＰ１〜Ｐ８の拡張圧を調整することができる。本実施形態では、パッカーの拡張圧を約０．７〜０．８ＭＰａとしている。
【００２４】
ロッド２，３は円筒状を成し、外周面にはパッカーＰ１〜Ｐ８が長手方向に所定間隔離間して装着されている。送信区間ＳはパッカーＰ１，Ｐ２によって区切られ、受信区間Ｔ０はパッカーＰ２，Ｐ３によって区切られ、受信区間Ｔ１はパッカーＰ４，Ｐ５によって区切られ、受信区間Ｔ２はパッカーＰ５，Ｐ６によって区切られ、受信区間Ｔ３はパッカーＰ６，Ｐ７によって区切られ、受信区間Ｔ４はパッカーＰ７，Ｐ８によって区切られ、受信区間Ｔ５はパッカーＰ６と受信孔ｈ２の底面によって区切られる。なお、本実施形態では、送信区間Ｓ、受信区間Ｔ０〜Ｔ５の深さ方向の長さは約５ｍとされている。
【００２５】
空気供給部４は、送信区間用コンプレッサー８を備えている。この送信区間用コンプレッサー８によって圧縮された空気は供給側レギュレーター９により圧力調整が行われて圧力チャンバー１０に供給される。圧力チャンバー１０に供給された空気は、流量制御用レギュレーター１１により流量が調整されて、ロッド２内を通過して送信区間Ｓに供給される。また、圧力チャンバー１０と流量制御用レギュレーター１１との間には流量計１２が接続され、流量計１２からの出力値（送気量）は、流量測定用パソコン１３に転送される。
【００２６】
測定部５は、送信区間Ｓ内、受信区間Ｔ０〜Ｔ５内の圧力を各々測定する圧力計１４を備えている。この圧力計１４からの出力値は、データロガー１５により収集されて圧力測定用パソコン１６に転送される。なお、送信区間Ｓ内、受信区間Ｔ０〜Ｔ５内の圧力を検知する圧力センサー（不図示）は、送信区間Ｓ内、受信区間Ｔ０〜Ｔ５内に各々設置されている。また、流量測定用パソコン１３と圧力測定用パソコン１６とは、互いに接続されてデータの転送が可能な構成とされている。
【００２７】
次に、このように構成された孔間透気試験装置１を用いて実行される孔間透気試験方法について説明する。先ず、パッカーＰ１〜Ｐ３が装着されたロッド２を送信孔ｈ１に挿入してパッカーＰ１〜Ｐ３を所定の位置に配置し、パッカー（多連式パッカー）Ｐ４〜Ｐ８が装着されたロッド３を受信孔ｈ２内に挿入してパッカーＰ４〜Ｐ８を所定の位置に配置する。次いで、圧力センサ、圧力計１４、データロガー１５、圧力測定用パソコン１６の接続を行い、圧力センサからのデータ取得を可能とする。
【００２８】
次に、パッカー用コンプレッサー６によって、空気を供給してパッカーＰ１〜Ｐ８を拡張させる。これにより、送信孔ｈ１内に、パッカーＰ１〜Ｐ３によって区切られた送信区間Ｓ、受信区間Ｔ０が形成され、受信孔ｈ２内に、パッカーＰ４〜Ｐ８、受信孔ｈ２の底面によって区切られた受信区間Ｔ１〜Ｔ５が形成される。なお、パッカーＰ１〜Ｐ８の拡張時には、送信区間Ｓ内、受信区間Ｔ０〜Ｔ５内の圧力上昇を防止するために、送信区間Ｓ、受信区間Ｔ０〜Ｔ５に接続された圧力測定ライン１７を開放する。
【００２９】
次に、パッカーＰ１〜Ｐ８の拡張による圧力変動の影響が無くなるのを待ち、流量計１２で送気量を計測しながら送信区間Ｓ内に空気を送入し、測定部５によって各受信区間Ｔ０〜Ｔ５の圧力測定を行う。図２は、送気圧と送気量との関係を示すグラフである。縦軸は、送信区間Ｓへ送入される空気の圧力（送気圧）を示し、横軸は、送信区間Ｓへ送入される空気の流量（送気量）を示している。本実施形態の孔間透気試験方法では、送信区間Ｓへの空気の送入は、５段階に分けて行う。図３は、送気量と時間との関係を示すグラフである。縦軸は、送気量を示し、横軸は、送気時間を示している。グラフＬ１は、第１段階、第５段階における送気量を示し、グラフＬ２は、第２段階、第４段階における送気量を示し、グラフＬ３は、第３段階における送気量を示している。各段階における送信区間の圧力は、第１段階では０．１ＭＰａ、第２段階では０．２ＭＰａ、第３段階では０．３ＭＰａ、第４段階では０．２ＭＰａ、第５段階では０．１ＭＰａとするのが好ましく、１段階あたりの送気時間は１時間としている。そして、第５段階終了後は、送気による影響を排除するために例えは翌朝まで放置する。このように、送信区間内の圧力は、０、１〜０．３ＭＰａとし低圧としているため、岩盤への悪影響を防止することができ、岩盤が破壊する虞が低減されている。
【００３０】
送信区間Ｓへの空気の送入開始後、各受信区間Ｔ０〜Ｔ５内の圧力変動を連続的に計測する。そして、第５段階における計測終了後、送信区間Ｓへの送気を停止した状態で放置して、圧力変動の計測を継続しながら、回復するのを待つ。なお、回復に要する時間は岩盤Ｂの状態にも異なり、例えば、１２時間以上放置するとよい。このような孔間透気試験方法により、送信区間Ｓへの送気圧力、送気量、各受信区間Ｔ０〜Ｔ５の圧力変動（圧力変化曲線）を取得することできる。
【００３１】
次に、パッカーＰ１〜Ｐ３を減圧して収縮させ、送信区間Ｓの位置を深さ方向に移動させた後、再びパッカーＰ１〜Ｐ３を拡張して、異なる位置に送信区間（移動した送信区間）Ｓを形成し、上述したように測定を繰り返す。本実施形態では、送信区間Ｓを深さ方向の異なる位置に５箇所設定している。
【００３２】
次に、上記孔間透気試験方法によって取得された測定データの整理方法について説明する。図４は、測定圧力と時間との関係を示すグラフである。縦軸は、圧力を示し、横軸は、時間を示している。グラフＬ４は、受信区間における圧力を示し、グラフＬ５は、送信区間Ｓにおける圧力を示している。なお、ここでは、一つの受信区間における圧力を一例に示し、その他の受信区間における圧力を示すグラフは、図示を省略している。また、０〜ａまでが第１段階であり、ａ〜ｂまでが第２段階、ｂ〜ｃまでが第３段階、ｃ〜ｄまでが第４段階、ｄ〜ｅまでが第５段階である。グラフＬ４のｋ点において、受信区間における圧力が最高になっている。これは、第３段階（ｂ〜ｃ）における送信側の圧力によるものと考えられ、これにより、送信区間と受信区間との間におけるガス道の存在を把握することができる。なお、孔間が１０ｍ以内の場合、１〜数時間程度で圧力応答を観測することができる。
【００３３】
図５は、受信区間における圧力変動の最大値を示す表である。表の縦方向において、送信区間Ｓの深さ方向の位置を深度１〜深度５として示し、深度１から深度５になるにつれて、深い位置を示している。表の横方向において、各受信区間Ｔ１〜Ｔ５，Ｔ０における圧力変動の最大値（単位：ｋＰａ）を示している。
【００３４】
図６は、図５に示す圧力変動の最大値に基づいて透気係数の分布を模式的に表したイメージ図である。図６において、上部に図示左右方向に延びる受信孔ｈ２を表し、図示右側から受信区間Ｔ１〜Ｔ５を表している。また、受信孔ｈ２の下方に、図示左右方向に延びる送信孔ｈ１を表し、図示右側から深度１〜深度５における送信区間Ｓの位置を表している。また、深度５に送信区間Ｓが設定されたときの受信区間Ｔ０を深度６として表している。そして、受信孔ｈ１と受信孔ｈ２との間の線分が、送信区間Ｓと受信区間Ｔ１〜Ｔ５との間のガス道を表し、圧力変動の最大値を線分の太さを変えることで模式的に表している。また、深度１から深度２への矢印は、深度１に送信区間Ｓを設定したときの送信区間Ｓと隣接する受信区間Ｔ０との間のガス道を表している。同様に、深度２から深度３への矢印、深度３から深度４への矢印、深度４から深度５への矢印は、各深度に送信区間Ｓを設定したときの送信区間Ｓと受信区間Ｔ０との間のガス道を表している。図６のイメージ図により、深度５における送信区間Ｓと受信区間Ｔ２との間の圧力変動の最大値が大きいことが分かる。なお、各受信区間の測定圧力の減衰、圧力変動の到達時間などから透気係数を算出して、孔間の透気係数の分布を示すイメージ図を作成してもよい。
【００３５】
このような孔間透気試験方法によれば、岩盤Ｂに設けられた２つのボーリング孔ｈ１，ｈ２を用い、送信孔ｈ１内に空気が送入される送信区間Ｓを形成し、受信孔ｈ２内に受信区間Ｔ１〜Ｔ５を形成し、受信区間Ｔ１〜Ｔ５の圧力を検出する。岩盤Ｂ内において送信区間Ｓから受信区間Ｔ１〜Ｔ５に通じるガス道が存在する場合には、送信区間Ｓに空気を送入すると、受信区間Ｔ１〜Ｔ５の圧力が変動するため、受信区間Ｔ１〜Ｔ５の圧力応答を観測することで、送信区間Ｓと受信区間Ｔ１〜Ｔ５との間のガス道を調査することができる。これにより、送信孔ｈ１と受信孔ｈ２との間の岩盤Ｂにおける透気性を把握することが可能となる。また、受信孔ｈ２内に受信区間Ｔ１〜Ｔ５が複数形成されているため、従来に比して広範囲の岩盤Ｂにおける透気性の分布を効率良く把握することができる。また、従前のように送信区間Ｓ内の圧力を高くする必要がないため、岩盤Ｂを破壊する虞が低減されている。また、送信区間Ｓに作用する圧力が低減されているため、パッカーの長さを短くすることができ、低コスト化が図られている。
【００３６】
また、送信区間Ｓを深さ方向に移動させて、送信区間Ｓを複数の異なる位置（深度１〜深度５）に設定して測定を実施するため、より広範囲の岩盤Ｂの透気性分布を正確に把握することができる。
【００３７】
また、送信孔ｈ１内に、送信区間Ｓに隣接しパッカーＰ２，Ｐ３によって区切られた受信区間Ｔ０を形成し、受信区間Ｔ０内の圧力を検出しているため、送信区間Ｓに隣接する受信区間Ｔ０の圧力と、受信孔ｈ２に形成された受信区間Ｔ１〜Ｔ５との圧力とを比較することで、孔間透気試験による試験結果を検証することが可能となる。受信区間Ｔ０の圧力が受信孔ｈ２の受信区間Ｔ１〜Ｔ５の圧力より高い場合には、受信区間Ｔ１〜Ｔ５の圧力応答は送信区間Ｓと受信区間Ｔ１〜Ｔ５との間のガス道によるものと推測することができる。一方、受信区間Ｔ０の圧力が受信孔ｈ２の受信区間Ｔ１〜Ｔ５の圧力より低い場合には、受信区間Ｔ１〜Ｔ５の圧力応答は送信区間Ｓと受信区間Ｔ１〜Ｔ５との間のガス道によるものではなく、その他の要因によるものと推測することができる。このため、孔間透気試験における信頼性の向上が図られている。また、送信区間Ｓと受信区間Ｔ０との間のガス道を調査することができるため、送信孔ｈ１近傍の透気性を把握することができる。
【００３８】
また、送信孔ｈ１内に送入される気体を空気としているため、作業の安全性の向上、及び低コスト化が図られている。
【００３９】
次に、本発明の第２実施形態に係るグラウト効果判定方法について、図７を参照しながら説明する。図７は、第２実施形態に係る送信孔、受信孔、及びグラウト施工域の配置を示す平面図である。この第２実施形態のグラウト効果判定方法は、上述したように孔間透気試験を行い、この試験結果に基づいて、岩盤Ｂに施工されたグラウトの効果の判定を行うものである。
【００４０】
先ず、グラウトを施工するグラウト施工域（グラウト施工予定域）Ｇの中心に送信孔ｈ１を設定し、グラウト施工域Ｇ外側において同心円上に複数（本実施形態では８箇所）の受信孔ｈ２を設定する。なお、受信孔ｈ２は少なくとも１つあればよい。次に、これらの送信孔ｈ１及び受信孔ｈ２を用いて、第１実施形態に記載の孔間透気試験をグラウト施工前に行う。
【００４１】
次に、グラウトを施工する。ここでは、ボーリング孔ｈ１を用いてグラウト材（例えば、モルタル）を注入する。その後、グラウト材がボーリング孔の周囲に形成された隙間を通じて流出して広がり、岩盤が補強される。
【００４２】
そして、グラウト施工後に、再びグラウト施工前と同様に孔間透気試験を行う。これらのグラウト施工前後の試験結果に基いて、図２〜図６に示すようにデータ整理を行う。グラウト施工前の試験結果に基づくグラフとグラウト施工後の試験結果に基づくグラフとを比較することで、グラウトの効果の判定を行う。送気量の低下、受信区間の測定圧力の低下、受信区間における圧力応答の時間的な遅れが検出された場合には、グラウトの効果が有ると判定することができる。
【００４３】
このようなグラウト効果判定方法によれば、岩盤Ｂにおけるグラウト施工域Ｇ内に配置された送信孔ｈ１内にガスが送入される送信区間を形成し、グラウト施工域Ｇ外に配置された受信孔ｈ２内に受信区間を形成し、受信区間の圧力を検出している。岩盤Ｂ内において送信区間からグラウト施工域Ｇを通り受信区間に通じるガス道が存在する場合には、送信区間にガスを送入すると、受信区間の圧力が変動するため、受信区間の圧力応答を観測することで、送信区間と受信区間との間のガス道を調査することができる。これにより、送信孔ｈ１と受信孔ｈ２との間の岩盤Ｂにおけるグラウト施工域Ｇの透気性を把握することができる。このため、グラウト施工域Ｇにおけるグラウトの効果を判定することができる。
【００４４】
また、グラウト施工前に受信区間の圧力を検出し、グラウト施工後に受信区間の圧力を検出し、グラウト施工前に検出された圧力と、グラウト施工後に検出された圧力とを比較してグラウト施工域におけるグラウトの効果を判定するため、グラウト施工域の効果の確認を一層確実に行うことができる。
【００４５】
また、受信孔ｈ２を複数箇所設定しているため、広範囲の岩盤における透気性の分布を一層効率よく確実に把握することができる。
【００４６】
なお、第２実施形態において、送信孔ｈ１をグラウト施工域Ｇ内に配置し、受信孔ｈ２をグラウト施工域Ｇ外に配置しているが、送信孔ｈ１及び受信孔ｈ２の位置は、これに限定されない。例えば、送信孔ｈ１をグラウト施工域Ｇ外に配置して、受信孔ｈ２をグラウト施工域Ｇ内に配置してもよい。また、図８に示すように、送信孔ｈ１をグラウト施工域Ｇ外に配置して、グラウト施工域Ｇを挟んで反対側に、受信孔ｈ２を配置してもよい。要は、送信孔ｈ１と受信孔ｈ２との間に、グラウト施工域Ｇが存在するように配置すればよい。
【００４７】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態において、送信区間Ｓに隣接して受信区間Ｔ０を設けているが、受信区間Ｔ０を形成せずに孔間透気試験を実施してもよい。
【００４８】
また、上記実施形態では、送信区間に送入するガスを空気としているが、窒素ガス等の不活性ガスであってもよく、その他のガスでもよい。
【００４９】
また、上記実施形態では、送信区間への空気の送入を５段階に分けて実施しているが、送信区間Ｓへの空気の送入は５段階に限定されず、例えば、４段階、６段階等であってもよく、１段階でもよい。また、その送気圧力も、０．１〜０．３ＭＰａに限定されず、例えば、０．４ＭＰａ等、その他の圧力であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態に係る孔間透気試験装置を示す概略構成図である。
【図２】送気圧と送気量との関係を示すグラフである。
【図３】送気量と時間との関係を示すグラフである。
【図４】測定圧力と時間との関係を示すグラフである。
【図５】受信区間における圧力変動の最大値を示す表である。
【図６】図５に示す圧力変動の最大値に基いて透気係数の分布を模式的に表したイメージ図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る送信孔、受信孔、及びグラウト施工域の配置を示す平面図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る送信孔、受信孔、及びグラウト施工域の配置を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１…孔間透気試験装置、Ｂ…岩盤、ｈ１…送信孔（第１のボーリング孔）、ｈ２…受信孔（第２のボーリング孔）、Ｇ…グラウト施工域、Ｐ１〜Ｐ８…パッカー（閉塞部材）、Ｓ…送信区間、Ｔ０…受信区間（他の受信区間）、Ｔ１〜Ｔ５…受信区間。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のボーリング孔を用いて岩盤の物性を把握する孔間透気試験方法及びグラウト効果判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、岩盤の物性を把握する技術として、下記の特許文献１に示すようなものがある。例えば、特許文献１に記載の真空透気試験では、一つのボーリング孔内にパッカー（閉塞部材）によって閉塞された試験区間（受信区間）を設け、この試験区間内の空気を真空ポンプによって排除し、定常状態に達したときの流量及び圧力、真空ポンプ停止後における圧力回復曲線を取得する。そして、これらの流量、圧力、圧力曲線回復曲線に基いて岩盤の透気係数を求めることで岩盤の物性を把握している。
【０００３】
また、二つのボーリング孔を用いて岩盤の物性を把握する技術として、特許文献１の「従来の技術」に記載の透気試験が知られている。この透気試験では、送信区間に高圧のトレーサーガスを送気し、受信区間内の気体を採取してトレーサーガスの割合を求めている。これにより、送信区間から漏れ出しボーリング孔間の岩盤を通過したトレーサーガスの漏気量に基いて岩盤の透気係数を求め、岩盤の緩み領域を把握している。
【特許文献１】特開平７−３００８４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、近年にあっては、岩盤における広範囲の透気性を効率良く調べること、岩盤内を通過する気体の通り道（以下「ガス道」という。）の有無を把握することが求められている。しかしながら、上記特許文献１に記載の真空透気試験方法では、一つのボーリング孔を用いて測定を行うため、ボーリング孔に極めて近い位置の測定しか行えず、より広い範囲の岩盤の透気性を調べることができないと共に、ガス道を把握することができないという問題があった。
【０００５】
また、上記特許文献１の「従来の技術」に記載の透気試験では、送信区間にトレーサーガスを高圧で送入するための高圧ガス供給設備を設置する必要があり、時間やコストが掛るといった問題や、トレーサーガスを昇圧するために多大な電力と時間を必要とするという問題があった。また、送信区間を区切るためのパッカーは、高圧に耐えるため深さ方向に長くなってしまい取扱いが不便であり、作業時間が長くなるといった問題がある。また、送信区間に高圧のトレーサーガスを送入するため、周囲の岩盤を破壊する虞がある。また、受信区間から採取した気体に含まれるトレーサーガスの割合を求めるための分析が必要であり、コストや時間が掛かるという問題がある。また、トレーサーガスが送信区間と受信区間との間を通過する時間が長く、作業時間が長くなるといった問題がある。また、受信区間は一つしか設定されていないため、広範囲の岩盤の物性を把握するには、受信区間の位置を変えて試験を複数回実施する必要があり、作業時間が長くなるという問題がある。
【０００６】
更に、二つのボーリング孔を用いて岩盤の物性を把握する技術として、弾性波トモグラフィー、比抵抗トモグラフィー、電磁波トモグラフィー、及び孔間透水試験等が知られている。これらの試験ではボーリング孔間の弾性波速度分布、比抵抗分布、電磁波速度分布、及び透水性分布を知ることで岩盤の物性を把握している。例えば、「特開２００３−１２９７８２号公報」に記載の孔間透水試験では、一方のボーリング孔を送信孔として送信区間を設け、他方のボーリング孔を受信孔として受信区間を設けて、送信区間に水を送水し、受信区間における圧力を検知している。そして、送信区間および受信区間の位置の組合せを変えて測定を繰り返し、これらの測定結果を解析してボーリング孔間の透水性分布を求めている。
【０００７】
この孔間透水試験は、岩盤における透水性を調査する試験であり、ガス道を把握する等、透気性を調査することができなかった。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、従前に比して広範囲の岩盤の透気性を効率良く調べることが可能な孔間透気試験方法及びグラウト効果判定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による孔間透気試験方法は、岩盤に設けられた第１のボーリング孔内に、閉塞部材によって区切られた送信区間を形成し、岩盤に設けられた第２のボーリング孔内に、閉塞部材によって区切られた受信区間を複数形成し、送信区間内に気体を送入し、受信区間内の圧力を検出して、送信区間と受信区間との間における気体の通過を把握することを特徴としている。
【００１０】
このような孔間透気試験方法によれば、岩盤に設けられた複数のボーリング孔を用い、第１のボーリング孔内にガスが送入される送信区間を形成し、第２のボーリング孔内に受信区間を形成し、受信区間の圧力を検出する。岩盤内において送信区間から受信区間に通じるガス道が存在する場合には、送信区間にガスを送入すると、受信区間の圧力が変動するため、受信区間の圧力応答を観測することで、送信区間と受信区間との間のガス道を調査することができる。これにより、第１のボーリング孔と第２のボーリング孔との間（以下「孔間」という）の岩盤における透気性を把握することが可能となる。また、第２のボーリング孔内に受信区間が複数形成されているため、従来に比して広範囲の岩盤における透気性の分布を効率良く把握することができる。また、従前のように送信区間内の圧力を高くする必要がないため、岩盤を破壊する虞が低減される。また、送信区間に作用する圧力が低減されているため、例えば、閉塞部材としてのパッカーの長さ（ボーリング孔の深さ方向の長さ）を短くすることができ、作業性の向上及び低コスト化を図ることが可能となる。
【００１１】
また、第１のボーリング孔内に、送信区間に隣接し閉塞部材によって区切られた他の受信区間を形成し、他の受信区間内の圧力を検出することが好ましい。これにより、送信区間に隣接する他の受信区間の圧力と、第２のボーリング孔に形成された受信区間との圧力とを比較することで、孔間透気試験による試験結果を検証することができる。例えば、他の受信区間の圧力が第２のボーリング孔の受信区間の圧力より高い場合には、受信区間の圧力応答は送信区間と受信区間との間のガス道によるものと推測することができる。一方、他の受信区間の圧力が第２のボーリング孔の受信区間の圧力より低い場合には、受信区間の圧力応答は送信区間と受信区間との間のガス道によるものではなく、その他の要因によるものと推測することができる。このため、孔間透気試験による結果を検証することができ、孔間透気試験の信頼性の向上を図ることができる。更に、送信区間と他の受信区間との間のガス道を調査することができるため、第１のボーリング孔近傍の透気性を把握することが可能となる。
【００１２】
また、第１のボーリング孔の深さ方向において送信区間と異なる位置に、閉塞部材によって区切られた送信区間を順次移動させて形成し、この移動した送信区間内に気体を送入し、受信区間内の圧力を検出して、移動した送信区間と前記受信区間との間における気体の通過を把握することが好ましい。これにより、より広範囲の岩盤の透気性分布を正確に把握することが可能となる。
【００１３】
また、送信区間内に送入される気体は空気であることが好ましい。これにより、安全に作業することができると共に、低コスト化を一層図ることができる。
【００１４】
また、第２のボーリング孔を複数箇所設定し、各第２のボーリング孔内に、受信区間を複数形成することが好ましい。これにより、広範囲の岩盤における透気性の分布を一層効率良く確実に把握することができる。
【００１５】
また、本発明によるグラウト効果判定方法は、岩盤を補強するグラウトが施工されたグラウト施工域を挟んで、一方の側に第１のボーリング孔を設定し、他方の側に第２のボーリング孔を設定し、上記の孔間透気試験方法によって検出された受信区間の圧力に基いて、グラウト施工域におけるグラウトの効果を判定することを特徴としている。
【００１６】
このようなグラウト効果判定方法によれば、岩盤におけるグラウト施工域を挟んで両側に配置された複数のボーリング孔を用い、一方の側に配置された第１のボーリング孔内にガスが送入される送信区間を形成し、他方の側に配置された第２のボーリング孔内に受信区間を形成し、受信区間の圧力を検出する。岩盤内において送信区間からグラウト施工域を通り受信区間に通じるガス道が存在する場合には、送信区間にガスを送入すると、受信区間の圧力が変動するため、受信区間の圧力応答を観測することで、送信区間と受信区間との間のガス道を調査することができる。これにより、第１のボーリング孔と第２のボーリング孔との間の岩盤におけるグラウト施工域の透気性を把握することが可能となる。これにより、グラウト施工域におけるグラウトの効果を判定することができる。また、第２のボーリング孔内に受信区間が複数形成されているため、従来に比して広範囲の岩盤における透気性の分布を効率良く把握することができる。また、送信区間内の圧力を高くする必要がないため、岩盤を破壊する虞が低減される。また、送信区間に作用する圧力が低減されているため、例えば、閉塞部材としてのパッカーの長さ（ボーリング孔の深さ方向の長さ）を短くすることができ、作業性の向上及び低コスト化を図ることが可能となる。なお、ここでいう「グラウト施工域を挟んで、一方の側に第１のボーリング孔を設定し、他方の側に第２のボーリング孔を設定し、」とは、第１のボーリング孔と第２のボーリング孔との間に、グラウト施工域が存在するように、第１のボーリング孔及び第２のボーリング孔を設定することを指す。例えば、第１のボーリング孔及び第２のボーリング孔の少なくとも一方を、グラウト施工域内に設定してもよい。
【００１７】
また、グラウト施工前に受信区間の圧力を検出し、グラウト施工後に受信区間の圧力を検出し、グラウト施工前に検出された圧力と、グラウト施工後に検出された圧力とを比較してグラウト施工域におけるグラウトの効果を判定することが好ましい。これにより、グラウト施工域の効果の確認を一層確実に行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の孔間透気試験方法によれば、従前に比して広範囲の岩盤の透気性を効率良く調査することができる。
【００１９】
また、本発明のグラウト効果判定方法によれば、岩盤におけるグラウト施工域のグラウトの効果の判定を効率良く実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明による孔間透気試験方法の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図１は、本発明の第１実施形態に係る孔間透気試験装置を示す概略構成図である。
【００２１】
孔間透気試験装置は、例えば、石油備蓄基地等の地下岩盤タンクを構成する岩盤の物性調査に適用され、岩盤に形成された複数（本実施形態では２本）のボーリング孔間における透気性分布の把握に利用されるものである。図１に示すように、岩盤Ｂには、２本のボーリング孔ｈ１，ｈ２が掘削されている。一方のボーリング孔（第１のボーリング孔；以下「送信孔」という）ｈ１には、気体が送入される送信区間Ｓが形成され、他方のボーリング孔（第２のボーリング孔；以下「受信孔」という）ｈ２には、複数の受信区間Ｔ１〜Ｔ５が形成され、更に、送信孔ｈ１内には、送信区間Ｓに隣接して受信区間（他の受信区間）Ｔ０が形成される。送信孔ｈ１と受信孔ｈ２との距離は、数ｍから数十ｍが望ましく、本実施形態では約１０ｍとされている。
【００２２】
孔間透気試験装置１は、送信区間Ｓ、受信区間Ｔ０〜Ｔ５を区切るためのパッカー（閉塞部材）Ｐ１〜Ｐ８と、これらのパッカーＰ１〜Ｐ３が装着され送信孔ｈ１に挿入されるロッド２と、パッカーＰ４〜Ｐ８が装着され受信孔ｈ２に挿入されるロッド３と、送信区間Ｓに空気を送入する空気供給部４と、受信区間Ｔ０〜Ｔ５の圧力を測定する測定部５とを具備している。
【００２３】
パッカーＰ１〜Ｐ８は、パッカー用コンプレッサー６によって空気が供給されて拡張し、送信孔ｈ１、受信孔ｈ２を閉塞させるものである。パッカーＰ１〜Ｐ８とパッカー用コンプレッサー６との間には、パッカー用圧力調整器７が設けられ、パッカーＰ１〜Ｐ８の拡張圧を調整することができる。本実施形態では、パッカーの拡張圧を約０．７〜０．８ＭＰａとしている。
【００２４】
ロッド２，３は円筒状を成し、外周面にはパッカーＰ１〜Ｐ８が長手方向に所定間隔離間して装着されている。送信区間ＳはパッカーＰ１，Ｐ２によって区切られ、受信区間Ｔ０はパッカーＰ２，Ｐ３によって区切られ、受信区間Ｔ１はパッカーＰ４，Ｐ５によって区切られ、受信区間Ｔ２はパッカーＰ５，Ｐ６によって区切られ、受信区間Ｔ３はパッカーＰ６，Ｐ７によって区切られ、受信区間Ｔ４はパッカーＰ７，Ｐ８によって区切られ、受信区間Ｔ５はパッカーＰ６と受信孔ｈ２の底面によって区切られる。なお、本実施形態では、送信区間Ｓ、受信区間Ｔ０〜Ｔ５の深さ方向の長さは約５ｍとされている。
【００２５】
空気供給部４は、送信区間用コンプレッサー８を備えている。この送信区間用コンプレッサー８によって圧縮された空気は供給側レギュレーター９により圧力調整が行われて圧力チャンバー１０に供給される。圧力チャンバー１０に供給された空気は、流量制御用レギュレーター１１により流量が調整されて、ロッド２内を通過して送信区間Ｓに供給される。また、圧力チャンバー１０と流量制御用レギュレーター１１との間には流量計１２が接続され、流量計１２からの出力値（送気量）は、流量測定用パソコン１３に転送される。
【００２６】
測定部５は、送信区間Ｓ内、受信区間Ｔ０〜Ｔ５内の圧力を各々測定する圧力計１４を備えている。この圧力計１４からの出力値は、データロガー１５により収集されて圧力測定用パソコン１６に転送される。なお、送信区間Ｓ内、受信区間Ｔ０〜Ｔ５内の圧力を検知する圧力センサー（不図示）は、送信区間Ｓ内、受信区間Ｔ０〜Ｔ５内に各々設置されている。また、流量測定用パソコン１３と圧力測定用パソコン１６とは、互いに接続されてデータの転送が可能な構成とされている。
【００２７】
次に、このように構成された孔間透気試験装置１を用いて実行される孔間透気試験方法について説明する。先ず、パッカーＰ１〜Ｐ３が装着されたロッド２を送信孔ｈ１に挿入してパッカーＰ１〜Ｐ３を所定の位置に配置し、パッカー（多連式パッカー）Ｐ４〜Ｐ８が装着されたロッド３を受信孔ｈ２内に挿入してパッカーＰ４〜Ｐ８を所定の位置に配置する。次いで、圧力センサ、圧力計１４、データロガー１５、圧力測定用パソコン１６の接続を行い、圧力センサからのデータ取得を可能とする。
【００２８】
次に、パッカー用コンプレッサー６によって、空気を供給してパッカーＰ１〜Ｐ８を拡張させる。これにより、送信孔ｈ１内に、パッカーＰ１〜Ｐ３によって区切られた送信区間Ｓ、受信区間Ｔ０が形成され、受信孔ｈ２内に、パッカーＰ４〜Ｐ８、受信孔ｈ２の底面によって区切られた受信区間Ｔ１〜Ｔ５が形成される。なお、パッカーＰ１〜Ｐ８の拡張時には、送信区間Ｓ内、受信区間Ｔ０〜Ｔ５内の圧力上昇を防止するために、送信区間Ｓ、受信区間Ｔ０〜Ｔ５に接続された圧力測定ライン１７を開放する。
【００２９】
次に、パッカーＰ１〜Ｐ８の拡張による圧力変動の影響が無くなるのを待ち、流量計１２で送気量を計測しながら送信区間Ｓ内に空気を送入し、測定部５によって各受信区間Ｔ０〜Ｔ５の圧力測定を行う。図２は、送気圧と送気量との関係を示すグラフである。縦軸は、送信区間Ｓへ送入される空気の圧力（送気圧）を示し、横軸は、送信区間Ｓへ送入される空気の流量（送気量）を示している。本実施形態の孔間透気試験方法では、送信区間Ｓへの空気の送入は、５段階に分けて行う。図３は、送気量と時間との関係を示すグラフである。縦軸は、送気量を示し、横軸は、送気時間を示している。グラフＬ１は、第１段階、第５段階における送気量を示し、グラフＬ２は、第２段階、第４段階における送気量を示し、グラフＬ３は、第３段階における送気量を示している。各段階における送信区間の圧力は、第１段階では０．１ＭＰａ、第２段階では０．２ＭＰａ、第３段階では０．３ＭＰａ、第４段階では０．２ＭＰａ、第５段階では０．１ＭＰａとするのが好ましく、１段階あたりの送気時間は１時間としている。そして、第５段階終了後は、送気による影響を排除するために例えは翌朝まで放置する。このように、送信区間内の圧力は、０、１〜０．３ＭＰａとし低圧としているため、岩盤への悪影響を防止することができ、岩盤が破壊する虞が低減されている。
【００３０】
送信区間Ｓへの空気の送入開始後、各受信区間Ｔ０〜Ｔ５内の圧力変動を連続的に計測する。そして、第５段階における計測終了後、送信区間Ｓへの送気を停止した状態で放置して、圧力変動の計測を継続しながら、回復するのを待つ。なお、回復に要する時間は岩盤Ｂの状態にも異なり、例えば、１２時間以上放置するとよい。このような孔間透気試験方法により、送信区間Ｓへの送気圧力、送気量、各受信区間Ｔ０〜Ｔ５の圧力変動（圧力変化曲線）を取得することできる。
【００３１】
次に、パッカーＰ１〜Ｐ３を減圧して収縮させ、送信区間Ｓの位置を深さ方向に移動させた後、再びパッカーＰ１〜Ｐ３を拡張して、異なる位置に送信区間（移動した送信区間）Ｓを形成し、上述したように測定を繰り返す。本実施形態では、送信区間Ｓを深さ方向の異なる位置に５箇所設定している。
【００３２】
次に、上記孔間透気試験方法によって取得された測定データの整理方法について説明する。図４は、測定圧力と時間との関係を示すグラフである。縦軸は、圧力を示し、横軸は、時間を示している。グラフＬ４は、受信区間における圧力を示し、グラフＬ５は、送信区間Ｓにおける圧力を示している。なお、ここでは、一つの受信区間における圧力を一例に示し、その他の受信区間における圧力を示すグラフは、図示を省略している。また、０〜ａまでが第１段階であり、ａ〜ｂまでが第２段階、ｂ〜ｃまでが第３段階、ｃ〜ｄまでが第４段階、ｄ〜ｅまでが第５段階である。グラフＬ４のｋ点において、受信区間における圧力が最高になっている。これは、第３段階（ｂ〜ｃ）における送信側の圧力によるものと考えられ、これにより、送信区間と受信区間との間におけるガス道の存在を把握することができる。なお、孔間が１０ｍ以内の場合、１〜数時間程度で圧力応答を観測することができる。
【００３３】
図５は、受信区間における圧力変動の最大値を示す表である。表の縦方向において、送信区間Ｓの深さ方向の位置を深度１〜深度５として示し、深度１から深度５になるにつれて、深い位置を示している。表の横方向において、各受信区間Ｔ１〜Ｔ５，Ｔ０における圧力変動の最大値（単位：ｋＰａ）を示している。
【００３４】
図６は、図５に示す圧力変動の最大値に基づいて透気係数の分布を模式的に表したイメージ図である。図６において、上部に図示左右方向に延びる受信孔ｈ２を表し、図示右側から受信区間Ｔ１〜Ｔ５を表している。また、受信孔ｈ２の下方に、図示左右方向に延びる送信孔ｈ１を表し、図示右側から深度１〜深度５における送信区間Ｓの位置を表している。また、深度５に送信区間Ｓが設定されたときの受信区間Ｔ０を深度６として表している。そして、受信孔ｈ１と受信孔ｈ２との間の線分が、送信区間Ｓと受信区間Ｔ１〜Ｔ５との間のガス道を表し、圧力変動の最大値を線分の太さを変えることで模式的に表している。また、深度１から深度２への矢印は、深度１に送信区間Ｓを設定したときの送信区間Ｓと隣接する受信区間Ｔ０との間のガス道を表している。同様に、深度２から深度３への矢印、深度３から深度４への矢印、深度４から深度５への矢印は、各深度に送信区間Ｓを設定したときの送信区間Ｓと受信区間Ｔ０との間のガス道を表している。図６のイメージ図により、深度５における送信区間Ｓと受信区間Ｔ２との間の圧力変動の最大値が大きいことが分かる。なお、各受信区間の測定圧力の減衰、圧力変動の到達時間などから透気係数を算出して、孔間の透気係数の分布を示すイメージ図を作成してもよい。
【００３５】
このような孔間透気試験方法によれば、岩盤Ｂに設けられた２つのボーリング孔ｈ１，ｈ２を用い、送信孔ｈ１内に空気が送入される送信区間Ｓを形成し、受信孔ｈ２内に受信区間Ｔ１〜Ｔ５を形成し、受信区間Ｔ１〜Ｔ５の圧力を検出する。岩盤Ｂ内において送信区間Ｓから受信区間Ｔ１〜Ｔ５に通じるガス道が存在する場合には、送信区間Ｓに空気を送入すると、受信区間Ｔ１〜Ｔ５の圧力が変動するため、受信区間Ｔ１〜Ｔ５の圧力応答を観測することで、送信区間Ｓと受信区間Ｔ１〜Ｔ５との間のガス道を調査することができる。これにより、送信孔ｈ１と受信孔ｈ２との間の岩盤Ｂにおける透気性を把握することが可能となる。また、受信孔ｈ２内に受信区間Ｔ１〜Ｔ５が複数形成されているため、従来に比して広範囲の岩盤Ｂにおける透気性の分布を効率良く把握することができる。また、従前のように送信区間Ｓ内の圧力を高くする必要がないため、岩盤Ｂを破壊する虞が低減されている。また、送信区間Ｓに作用する圧力が低減されているため、パッカーの長さを短くすることができ、低コスト化が図られている。
【００３６】
また、送信区間Ｓを深さ方向に移動させて、送信区間Ｓを複数の異なる位置（深度１〜深度５）に設定して測定を実施するため、より広範囲の岩盤Ｂの透気性分布を正確に把握することができる。
【００３７】
また、送信孔ｈ１内に、送信区間Ｓに隣接しパッカーＰ２，Ｐ３によって区切られた受信区間Ｔ０を形成し、受信区間Ｔ０内の圧力を検出しているため、送信区間Ｓに隣接する受信区間Ｔ０の圧力と、受信孔ｈ２に形成された受信区間Ｔ１〜Ｔ５との圧力とを比較することで、孔間透気試験による試験結果を検証することが可能となる。受信区間Ｔ０の圧力が受信孔ｈ２の受信区間Ｔ１〜Ｔ５の圧力より高い場合には、受信区間Ｔ１〜Ｔ５の圧力応答は送信区間Ｓと受信区間Ｔ１〜Ｔ５との間のガス道によるものと推測することができる。一方、受信区間Ｔ０の圧力が受信孔ｈ２の受信区間Ｔ１〜Ｔ５の圧力より低い場合には、受信区間Ｔ１〜Ｔ５の圧力応答は送信区間Ｓと受信区間Ｔ１〜Ｔ５との間のガス道によるものではなく、その他の要因によるものと推測することができる。このため、孔間透気試験における信頼性の向上が図られている。また、送信区間Ｓと受信区間Ｔ０との間のガス道を調査することができるため、送信孔ｈ１近傍の透気性を把握することができる。
【００３８】
また、送信孔ｈ１内に送入される気体を空気としているため、作業の安全性の向上、及び低コスト化が図られている。
【００３９】
次に、本発明の第２実施形態に係るグラウト効果判定方法について、図７を参照しながら説明する。図７は、第２実施形態に係る送信孔、受信孔、及びグラウト施工域の配置を示す平面図である。この第２実施形態のグラウト効果判定方法は、上述したように孔間透気試験を行い、この試験結果に基づいて、岩盤Ｂに施工されたグラウトの効果の判定を行うものである。
【００４０】
先ず、グラウトを施工するグラウト施工域（グラウト施工予定域）Ｇの中心に送信孔ｈ１を設定し、グラウト施工域Ｇ外側において同心円上に複数（本実施形態では８箇所）の受信孔ｈ２を設定する。なお、受信孔ｈ２は少なくとも１つあればよい。次に、これらの送信孔ｈ１及び受信孔ｈ２を用いて、第１実施形態に記載の孔間透気試験をグラウト施工前に行う。
【００４１】
次に、グラウトを施工する。ここでは、ボーリング孔ｈ１を用いてグラウト材（例えば、モルタル）を注入する。その後、グラウト材がボーリング孔の周囲に形成された隙間を通じて流出して広がり、岩盤が補強される。
【００４２】
そして、グラウト施工後に、再びグラウト施工前と同様に孔間透気試験を行う。これらのグラウト施工前後の試験結果に基いて、図２〜図６に示すようにデータ整理を行う。グラウト施工前の試験結果に基づくグラフとグラウト施工後の試験結果に基づくグラフとを比較することで、グラウトの効果の判定を行う。送気量の低下、受信区間の測定圧力の低下、受信区間における圧力応答の時間的な遅れが検出された場合には、グラウトの効果が有ると判定することができる。
【００４３】
このようなグラウト効果判定方法によれば、岩盤Ｂにおけるグラウト施工域Ｇ内に配置された送信孔ｈ１内にガスが送入される送信区間を形成し、グラウト施工域Ｇ外に配置された受信孔ｈ２内に受信区間を形成し、受信区間の圧力を検出している。岩盤Ｂ内において送信区間からグラウト施工域Ｇを通り受信区間に通じるガス道が存在する場合には、送信区間にガスを送入すると、受信区間の圧力が変動するため、受信区間の圧力応答を観測することで、送信区間と受信区間との間のガス道を調査することができる。これにより、送信孔ｈ１と受信孔ｈ２との間の岩盤Ｂにおけるグラウト施工域Ｇの透気性を把握することができる。このため、グラウト施工域Ｇにおけるグラウトの効果を判定することができる。
【００４４】
また、グラウト施工前に受信区間の圧力を検出し、グラウト施工後に受信区間の圧力を検出し、グラウト施工前に検出された圧力と、グラウト施工後に検出された圧力とを比較してグラウト施工域におけるグラウトの効果を判定するため、グラウト施工域の効果の確認を一層確実に行うことができる。
【００４５】
また、受信孔ｈ２を複数箇所設定しているため、広範囲の岩盤における透気性の分布を一層効率よく確実に把握することができる。
【００４６】
なお、第２実施形態において、送信孔ｈ１をグラウト施工域Ｇ内に配置し、受信孔ｈ２をグラウト施工域Ｇ外に配置しているが、送信孔ｈ１及び受信孔ｈ２の位置は、これに限定されない。例えば、送信孔ｈ１をグラウト施工域Ｇ外に配置して、受信孔ｈ２をグラウト施工域Ｇ内に配置してもよい。また、図８に示すように、送信孔ｈ１をグラウト施工域Ｇ外に配置して、グラウト施工域Ｇを挟んで反対側に、受信孔ｈ２を配置してもよい。要は、送信孔ｈ１と受信孔ｈ２との間に、グラウト施工域Ｇが存在するように配置すればよい。
【００４７】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態において、送信区間Ｓに隣接して受信区間Ｔ０を設けているが、受信区間Ｔ０を形成せずに孔間透気試験を実施してもよい。
【００４８】
また、上記実施形態では、送信区間に送入するガスを空気としているが、窒素ガス等の不活性ガスであってもよく、その他のガスでもよい。
【００４９】
また、上記実施形態では、送信区間への空気の送入を５段階に分けて実施しているが、送信区間Ｓへの空気の送入は５段階に限定されず、例えば、４段階、６段階等であってもよく、１段階でもよい。また、その送気圧力も、０．１〜０．３ＭＰａに限定されず、例えば、０．４ＭＰａ等、その他の圧力であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態に係る孔間透気試験装置を示す概略構成図である。
【図２】送気圧と送気量との関係を示すグラフである。
【図３】送気量と時間との関係を示すグラフである。
【図４】測定圧力と時間との関係を示すグラフである。
【図５】受信区間における圧力変動の最大値を示す表である。
【図６】図５に示す圧力変動の最大値に基いて透気係数の分布を模式的に表したイメージ図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る送信孔、受信孔、及びグラウト施工域の配置を示す平面図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る送信孔、受信孔、及びグラウト施工域の配置を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１…孔間透気試験装置、Ｂ…岩盤、ｈ１…送信孔（第１のボーリング孔）、ｈ２…受信孔（第２のボーリング孔）、Ｇ…グラウト施工域、Ｐ１〜Ｐ８…パッカー（閉塞部材）、Ｓ…送信区間、Ｔ０…受信区間（他の受信区間）、Ｔ１〜Ｔ５…受信区間。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
岩盤に設けられた第１のボーリング孔内に、閉塞部材によって区切られた送信区間を形成し、
岩盤に設けられた第２のボーリング孔内に、閉塞部材によって区切られた受信区間を複数形成し、
前記送信区間内に気体を送入し、
前記受信区間内の圧力を検出して、前記送信区間と前記受信区間との間における気体の通過を把握することを特徴とする孔間透気試験方法。
【請求項２】
前記第１のボーリング孔内に、前記送信区間に隣接し閉塞部材によって区切られた他の受信区間を形成し、
前記他の受信区間内の圧力を検出することを特徴とする請求項１記載の孔間透気試験方法。
【請求項３】
前記第１のボーリング孔の深さ方向において前記送信区間と異なる位置に、閉塞部材によって区切られた送信区間を順次移動させて形成し、
この移動した送信区間内に気体を送入し、
前記受信区間内の圧力を検出して、前記移動した送信区間と前記受信区間との間における気体の通過を把握することを特徴とする請求項１又は２記載の孔間透気試験方法。
【請求項４】
前記送信区間内に送入される気体は空気であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の孔間透気試験方法。
【請求項５】
前記第２のボーリング孔を複数箇所設定し、
各第２のボーリング孔内に、前記受信区間を複数形成することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の孔間透気試験方法。
【請求項６】
岩盤を補強するグラウトが施工されたグラウト施工域を挟んで、一方の側に前記第１のボーリング孔を設定し、他方の側に前記第２のボーリング孔を設定し、
前記請求項１〜５に記載の孔間透気試験方法によって検出された前記受信区間の圧力に基いて、前記グラウト施工域におけるグラウトの効果を判定することを特徴とするグラウト効果判定方法。
【請求項７】
グラウト施工前に前記受信区間の圧力を検出し、
グラウト施工後に前記受信区間の圧力を検出し、
グラウト施工前に検出された圧力と、グラウト施工後に検出された圧力とを比較して前記グラウト施工域におけるグラウトの効果を判定することを特徴とする請求項６記載のグラウト効果判定方法。
【請求項１】
岩盤に設けられた第１のボーリング孔内に、閉塞部材によって区切られた送信区間を形成し、
岩盤に設けられた第２のボーリング孔内に、閉塞部材によって区切られた受信区間を複数形成し、
前記送信区間内に気体を送入し、
前記受信区間内の圧力を検出して、前記送信区間と前記受信区間との間における気体の通過を把握することを特徴とする孔間透気試験方法。
【請求項２】
前記第１のボーリング孔内に、前記送信区間に隣接し閉塞部材によって区切られた他の受信区間を形成し、
前記他の受信区間内の圧力を検出することを特徴とする請求項１記載の孔間透気試験方法。
【請求項３】
前記第１のボーリング孔の深さ方向において前記送信区間と異なる位置に、閉塞部材によって区切られた送信区間を順次移動させて形成し、
この移動した送信区間内に気体を送入し、
前記受信区間内の圧力を検出して、前記移動した送信区間と前記受信区間との間における気体の通過を把握することを特徴とする請求項１又は２記載の孔間透気試験方法。
【請求項４】
前記送信区間内に送入される気体は空気であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の孔間透気試験方法。
【請求項５】
前記第２のボーリング孔を複数箇所設定し、
各第２のボーリング孔内に、前記受信区間を複数形成することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の孔間透気試験方法。
【請求項６】
岩盤を補強するグラウトが施工されたグラウト施工域を挟んで、一方の側に前記第１のボーリング孔を設定し、他方の側に前記第２のボーリング孔を設定し、
前記請求項１〜５に記載の孔間透気試験方法によって検出された前記受信区間の圧力に基いて、前記グラウト施工域におけるグラウトの効果を判定することを特徴とするグラウト効果判定方法。
【請求項７】
グラウト施工前に前記受信区間の圧力を検出し、
グラウト施工後に前記受信区間の圧力を検出し、
グラウト施工前に検出された圧力と、グラウト施工後に検出された圧力とを比較して前記グラウト施工域におけるグラウトの効果を判定することを特徴とする請求項６記載のグラウト効果判定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−１９７９４１（Ｐ２００７−１９７９４１Ａ）
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１５４４３（Ｐ２００６−１５４４３）
【出願日】平成１８年１月２４日（２００６．１．２４）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月２４日（２００６．１．２４）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
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