岩盤内の水みち検出システム及び方法
【課題】 岩盤内の水みち、特に透水量が小さな水みちを精度よくかつ効率的に検出する。
【解決手段】本発明に係る岩盤内の水みち検出システム１は、ボーリング孔３の内部空間のうち、パッカー４，４で仕切られてなる計測空間５に拡がる地下水を該地下水より電気伝導度の低い清水で置換する液体置換手段としての清水槽９、送水ポンプ１０及び揚水ポンプ１３と、計測空間５に拡がる水を揚水することで岩盤２内の地下水を計測空間５に流入させる揚水手段と、岩盤２から計測空間５に流入した地下水の電気伝導度を揚水中又は揚水後に深さ方向に沿って計測する電気伝導度センサー１６と、計測空間５の岩盤透水量を、電気伝導度センサー１６で計測された電気伝導度で深さ方向に配分することにより、岩盤２の透水量分布を深さ方向に沿って算出するコンピュータ１９とを備え、揚水手段は、液体置換手段を構成する揚水ポンプ１３で兼用する。
【解決手段】本発明に係る岩盤内の水みち検出システム１は、ボーリング孔３の内部空間のうち、パッカー４，４で仕切られてなる計測空間５に拡がる地下水を該地下水より電気伝導度の低い清水で置換する液体置換手段としての清水槽９、送水ポンプ１０及び揚水ポンプ１３と、計測空間５に拡がる水を揚水することで岩盤２内の地下水を計測空間５に流入させる揚水手段と、岩盤２から計測空間５に流入した地下水の電気伝導度を揚水中又は揚水後に深さ方向に沿って計測する電気伝導度センサー１６と、計測空間５の岩盤透水量を、電気伝導度センサー１６で計測された電気伝導度で深さ方向に配分することにより、岩盤２の透水量分布を深さ方向に沿って算出するコンピュータ１９とを備え、揚水手段は、液体置換手段を構成する揚水ポンプ１３で兼用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として地下貯蔵施設、特に高レベル放射性廃棄物の貯蔵処分施設を岩盤内に構築する際に用いられる岩盤内の水みち検出システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大深度地下の利用形態の一つに例えば高レベル放射性廃棄物の貯蔵処分施設がある。かかる貯蔵処分施設は、放射能レベルによっては１，０００ｍを越える深さの岩盤内に構築されることがあり、かかる施設を構築するにあたっては、岩盤内における透水性構造を把握することが必要不可欠となる。
【０００３】
岩盤の透水性構造を原位置で把握する手段として、さまざまな種類の透水試験（水理試験）があり、ボーリング孔の本数によって多孔式と単孔式に大別されるが、比較的安価である単孔式透水試験としては、ルジオン試験、定圧注水試験、湧水圧試験（ＪＦＴ）、スラグ試験、パルス試験等が知られている。
【０００４】
これらのうち、ルジオン試験や定圧注水試験は、孔内の試験区間内に注水する際の注水圧力や注水量を計測し、湧水圧試験は、孔内の試験区間内においてトリップバルブ解放後に観測ロッド内に流入する地下水の量を水位上昇速度として計測し、スラグ試験やパルス試験は孔内水位を瞬間的に変動させた後、試験区間における水位や圧力の変化を計測することで、それぞれ岩盤の透水量を評価する。
【０００５】
これらの透水試験においては、いずれもボーリング孔内をパッカーで区切ることで試験区間を形成するものであり、パッカーで区切られた試験区間全体について岩盤の透水量を定量的に把握するとともに、透水量係数あるいは透水係数として評価することができる。
【０００６】
一方、岩盤の透水性構造を把握する手段として、上述した各種透水試験以外に電気伝導度検層（ＦＥＣ検層）が知られている。
【０００７】
電気伝導度検層は、ボーリング孔内を予め清水に置換して電気伝導度を低くしておくことにより、清水よりも本来的に電気伝導度が高い、あるいは予め電気伝導度を高くした地下水の流出を電気伝導度センサーで検出するものであり、深さ方向に沿った電気伝導度の分布を求めることで、ボーリング孔全体にわたる透水量の分布状況を把握することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−９２３５３号公報
【特許文献２】特開２００１−８３２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、このような透水性構造の把握手段のうち、透水試験は、試験区間全体での透水量を定量的に評価することはできても、試験区間内に分布する個々の割れ目に対し、どの割れ目が水みちとなっているのか、あるいはそれらの水みちを流れる地下水の流量はどの程度なのかといった、割れ目ごとの透水量を明らかにすることはできない。
【００１０】
また、電気伝導度検層については、ボーリング孔全体の透水量を深さ方向の電気伝導度分布で割り振ることで、深さ方向に沿った透水量の分布をおおまかに評価することはできるものの、ボーリング孔全体で見ると、透水量が大きな水みちと小さな水みちとで電気伝導度に数百倍の差が生じることがあり、それゆえ、透水量が小さな水みちについては、検出精度が大幅に低下するという問題を生じていた。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、岩盤内の水みち、特に透水量が小さな水みちを精度よくかつ効率的に検出することが可能な岩盤内の水みち検出システム及び方法を提供することを目的とする。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係る岩盤内の水みち検出システムは請求項１に記載したように、岩盤に削孔されたボーリング孔の内部空間のうち、パッカーで仕切られてなる計測空間に拡がる地下水を該地下水より電気伝導度の低い液体で置換する液体置換手段と、
前記計測空間に拡がる液体を揚水することで前記岩盤内の地下水を前記計測空間に流入させる揚水手段と、
前記岩盤から前記計測空間に流入した地下水の電気伝導度を前記揚水手段による揚水中又は揚水後に深さ方向に沿って計測する電気伝導度センサーと、
前記計測空間について透水試験で得られた前記岩盤の透水量を、前記電気伝導度センサーで計測された電気伝導度で深さ方向に配分することにより、前記岩盤の透水量分布を深さ方向に沿って算出する演算手段とを備えたものである。
【００１３】
また、本発明に係る岩盤内の水みち検出システムは、前記パッカーが周囲に取り付けられ前記計測空間に拡がる地下水に接する領域に透水孔が形成された中空状の計測ロッドを備え、該透水孔を介して前記計測空間に連通する前記計測ロッドの内部空間に前記揚水手段を構成する揚水ポンプの流入側を連通させるとともに、前記電気伝導度センサーを前記計測空間又は前記計測ロッドの内部空間で昇降自在となるように設置したものである。
【００１４】
また、本発明に係る岩盤内の水みち検出システムは、前記パッカーが周囲に取り付けられ前記計測空間に拡がる地下水に接する領域に透水孔が形成された中空状の計測ロッドを備え、該透水孔を介して前記計測空間に連通する前記計測ロッドの内部空間に前記揚水手段を構成する揚水ポンプの流入側を連通させるとともに、前記電気伝導度センサーを前記計測空間又は前記計測ロッドの内部空間に設置し、該電気伝導度センサーを、その材軸方向に列状に配置された多数の電極と、該電極のうち、隣り合う一対の電極を電位測定用電極として該電位測定用電極に接続される電圧計と、前記電位測定用電極の両側に位置する一対の電極を電流印加用電極として該電流印加用電極に接続される電源部と、前記電圧計及び前記電源部を前記電極に切替自在に電気接続する切換器とで構成したものである。
【００１５】
また、本発明に係る岩盤内の水みち検出方法は請求項４に記載したように、岩盤に削孔されたボーリング孔の内部空間のうち、パッカーで仕切られてなる計測空間に拡がる地下水を該地下水より電気伝導度の低い液体で置換し、
前記計測空間に拡がる液体を揚水することで前記岩盤内の地下水を前記計測空間に流入させ、
該揚水工程とともに又はその後に前記岩盤から前記計測空間に流入した地下水の電気伝導度を深さ方向に沿って計測し、
前記計測空間について透水試験で得られた前記岩盤の透水量を、前記電気伝導度で深さ方向に配分することにより、深さ方向に沿った岩盤の透水量分布を算出するものである。
【００１６】
また、本発明に係る岩盤内の水みち検出方法は、前記透水試験として定流量揚水試験又は回復試験を選択するとともに、該定流量揚水試験又は回復試験に必要な揚水工程を前記揚水工程と同時に行うものである。
【００１７】
本発明に係る岩盤内の水みち検出システムを用いて岩盤内の水みちを検出するには、まず、岩盤に削孔されたボーリング孔の内部空間をパッカーで仕切り、該パッカーで仕切られた空間、パッカーを上下二段に設置した場合はそれらに挟まれた空間、単体で設置した場合は孔底までの空間をそれぞれ計測空間とする。
【００１８】
次に、液体置換手段を用いて、計測空間の地下水を該地下水より電気伝導度の低い液体、例えば清水に置換する。
【００１９】
液体置換手段は例えば、清水槽と、該清水槽に流入側が連通接続され流出側が計測空間に連通接続された送水ポンプと、流入側が計測空間に連通接続された揚水ポンプとで構成することができる。
【００２０】
次に、計測空間の液体あるいは地下水を揚水手段で揚水することで、岩盤内の地下水を計測空間に流入させる。
【００２１】
揚水手段は、揚水ポンプをその流入側が計測空間に連通されるように配置して構成することが可能であり、場合によっては液体置換手段の揚水ポンプと兼用するようにしてもよい。
【００２２】
次に、揚水工程とともに又は揚水後に、岩盤から計測空間に流入した地下水の電気伝導度を電気伝導度センサーで深さ方向に沿って計測する。
【００２３】
次に、計測空間について透水試験で得られた岩盤の透水量を、電気伝導度センサーで計測された電気伝導度で深さ方向に配分する。
【００２４】
透水試験は、従来公知の透水試験から選択可能であり、従来の透水試験から例えば定流量揚水試験を選択した場合においては、計測空間の地下水を揚水ポンプを用いて一定の揚水量で揚水しながら、該揚水中における計測空間の水圧の変化（水位の変化）を水圧計（水位計）で計測することにより、回復試験を選択した場合においては、計測空間の地下水を揚水ポンプで揚水し、その後の水圧（水位）の回復状況を水圧計（水位計）で計測することにより、それぞれ岩盤から計測空間への透水量を調べることができる。
【００２５】
なお、透水試験は、本発明とは関係なく別途行えばよいが、本発明と同時並行で進めることも可能であり、例えば定流量揚水試験や回復試験を透水試験として選択した場合、それを実施するための揚水ポンプを、本発明の揚水手段を構成する揚水ポンプと兼用することで、透水試験に必要な揚水作業と、電気伝導度を計測するために必要な揚水作業とを同時に行い、作業に要する時間を短縮するとともに、作業に必要な設備機器の規模を小さくすることが可能となる。
【００２６】
このように透水試験で別途得られた岩盤の透水量を、電気伝導度センサーで得られた電気伝導度分布で深さ方向に配分するが、上述のようにして得られた電気伝導度分布は、その計測範囲が計測空間に限定されているため、ボーリング孔全体で計測する場合よりもばらつきの程度が小さい、すなわち分散値が小さくなる。
【００２７】
そのため、上述の手順で得られた電気伝導度分布で計測空間全体の岩盤の透水量を深さ方向に配分したとき、配分後の岩盤の透水量、いうなれば深さ方向に沿った岩盤の透水量分布は、透水量が小さな割れ目に対しても十分な精度で求められることとなり、かくして、従来であれば検出が難しかった透水量が小さな水みちについても、高い精度でかつ効率よく検出することが可能となる。
【００２８】
電気伝導度分布を用いた岩盤透水量の深さ方向への配分は、岩盤の透水量を電気伝導度分布で比例配分することを基本とするが、場合によっては、電気伝導度計測における揚水条件や計測条件に応じた重み付けを適宜行うようにしてもかまわない。
【００２９】
岩盤から計測空間に流入した地下水の電気伝導度を計測するにあたっては、深さ方向に沿った電気伝導度分布が取得できる限り、計測場所自体が計測空間に限定されるものではなく、例えば計測空間に拡がる地下水を、ボーリング孔に建て込まれる計測ロッドの内部空間にいったん取り込み、その地下水を計測するようにしてもかまわない。
【００３０】
これに関連して、計測空間の地下水の電気伝導度を深さ方向に沿って計測する具体的構成は任意であり、例えば、前記パッカーが周囲に取り付けられ前記計測空間に拡がる地下水に接する領域に透水孔が形成された中空状の計測ロッドを備え、該透水孔を介して前記計測空間に連通する前記計測ロッドの内部空間に前記揚水手段を構成する揚水ポンプの流入側を連通させるとともに、前記電気伝導度センサーを前記計測空間又は前記計測ロッドの内部空間で昇降自在となるように設置する構成が考えられる。
【００３１】
また、前記パッカーが周囲に取り付けられ前記計測空間に拡がる地下水に接する領域に透水孔が形成された中空状の計測ロッドを備え、該透水孔を介して前記計測空間に連通する前記計測ロッドの内部空間に前記揚水手段を構成する揚水ポンプの流入側を連通させるとともに、前記電気伝導度センサーを前記計測空間又は前記計測ロッドの内部空間に設置し、該電気伝導度センサーを、その材軸方向に列状に配置された多数の電極と、該電極のうち、隣り合う一対の電極を電位測定用電極として該電位測定用電極に接続される電圧計と、前記電位測定用電極の両側に位置する一対の電極を電流印加用電極として該電流印加用電極に接続される電源部と、前記電圧計及び前記電源部を前記電極に切替自在に電気接続する切換器とで構成することが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施形態に係る岩盤内の水みち検出システムの概略図。
【図２】電気伝導度分布を示したグラフ。
【図３】変形例に係る岩盤内の水みち検出システムの概略図。
【図４】変形例に係る電気伝導度センサーを示したブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明に係る岩盤内の水みち検出システム及び方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３４】
図１は、本実施形態に係る岩盤内の水みち検出システムを示した概略図である。同図に示すように、本実施形態に係る岩盤内の水みち検出システム１は、岩盤２に削孔されたボーリング孔３に中空状の計測ロッド６を建て込んで配置するとともに、該計測ロッドの外周にパッカー４，４を上下二段に配置し、かかるパッカーを膨張させてボーリング孔３の孔壁面に当接させることにより、ボーリング孔３の内部空間を仕切り、パッカー４，４に挟まれた空間を計測空間５として他の内部空間と遮断してある。
【００３５】
計測ロッド６のうち、パッカー４，４で挟まれた領域、すなわち計測空間５に拡がる地下水と接する領域には多数の透水孔８を形成してあり、該透水孔を介して計測空間５に拡がる地下水をロッド内部空間７に流入させることができるようになっている。
【００３６】
本実施形態に係る岩盤内の水みち検出システム１は、清水槽９及び該清水槽に連通接続された送水ポンプ１０を地上に設置するとともに、注入管１１をその吐出側が計測空間５に連通されるように計測ロッド６のロッド内部空間７に挿通配置し、該注入管の基端側をバルブ１２を介して送水ポンプ１０の送水側に接続してあり、バルブ１２を開いた状態で送水ポンプ１０を駆動することにより、清水槽９内の清水を計測空間５内に送り込むことができるようになっている。
【００３７】
また、本実施形態に係る岩盤内の水みち検出システム１は、計測ロッド６のロッド内部空間７に連通するように計測ロッド６内に揚水管１５を立ち上げるとともに、その上方に揚水ポンプ１３を設置し、該揚水ポンプの流入側に揚水管１５の先端をバルブ１４を介して接続してあり、バルブ１４を開いた状態で揚水ポンプ１３を駆動することにより、計測空間５に拡がる地下水を地上に揚水することができるようになっている。
【００３８】
ここで、清水槽９に貯留された清水は、岩盤２内の地下水よりも電気伝導度の低い液体として使用されるとともに、清水槽９、送水ポンプ１０及び揚水ポンプ１３は、かかる清水で計測空間５に拡がる地下水を置換する液体置換手段として機能する。
【００３９】
一方、本実施形態に係る岩盤内の水みち検出システム１は、電気伝導度センサー１６をロッド内部空間７で昇降自在となるように計測ロッド６に設置してあり、透水孔８を介して流入してきた計測空間５の地下水の電気伝導度を計測できるようになっている。
【００４０】
なお、上述した揚水ポンプ１３は、電気伝導度を計測する際に計測空間５に拡がる清水あるいは地下水を地上に揚水するための揚水手段としても機能するとともに、後述する透水試験として回復試験を行う際、揚水管１５に連通接続された間隙水圧計１７及び揚水ポンプ１３の吐出側に設けられた流量計１８とともに、岩盤の透水量を計測する手段としても機能する。
【００４１】
ここで、電気伝導度センサー１６は、通信ケーブル２０を介して地上に設置されたコンピュータ１９に電気接続してあり、該コンピュータは、電気伝導度センサー１６を制御するとともに、該電気伝導度センサーで得られた計測データを岩盤透水量データとともに演算処理する演算手段として機能する。
【００４２】
電気伝導度センサー１６は、その両端にワイヤー２２，２２をそれぞれ接続するとともに、各ワイヤー２２，２２をロッド内部空間７の上下に設置されたリール２１，２１でそれぞれ巻き取り、又は巻き出すようになっており、リール２１，２１を連動して駆動制御することにより、電気伝導度センサー１６を所望の速度で昇降させることができるように構成してある。
【００４３】
計測空間５の全長（深さ範囲）は、検出対象となる水みちの透水量に応じて適宜設定すればよい。例えば計測空間５の全長を短くすれば、透水量が大きい水みちが該計測空間に含まれる可能性が低くなって該計測空間内での透水量のばらつきの程度が小さくなるため、透水量が小さい水みちであってもこれらを精度よく検出することができる。
【００４４】
本実施形態に係る岩盤内の水みち検出システム１を用いて岩盤２の水みちを検出するには、まず、岩盤２に削孔されたボーリング孔３に計測ロッド６を建て込むとともに、該計測ロッドに取り付けられたパッカー４，４を膨張させることにより、ボーリング孔３の内部空間をパッカー４，４で仕切って計測空間５を形成する。
【００４５】
次に、バルブ１２を開いた状態で送水ポンプ１０を駆動することで清水槽９内の清水を注入管１１を介して計測空間５に送り込みながら、バルブ１４を開いた状態で揚水ポンプ１３を駆動することにより、計測空間５内の地下水を該地下水より電気伝導度の低い清水に置換する。
【００４６】
次に、バルブ１２を閉じ、バルブ１４を開いた状態で揚水ポンプ１３を駆動することにより、岩盤２内の地下水を計測空間５に流入させるとともに、該計測空間の水をロッド内部空間７に流入させる。
【００４７】
かかる揚水中、又は揚水直後に電気伝導度センサー１６を適宜昇降させながら、ロッド内部空間７に流れ込んだ水の電気伝導度を計測する。
【００４８】
このようにすると、岩盤２に存在している割れ目のうち、水みちとなっている割れ目からは、その透水性に応じた量の地下水が計測空間５、さらにはロッド内部空間７へと流れ込むとともに、その地下水は、電気伝導度が周囲の清水と異なるため、電気伝導度センサー１６を昇降させながら電気伝導度を計測することにより、地下水の流出箇所やその流出量を推定することができる。
【００４９】
このようにして計測された電気伝導度は、計測空間５にわたる電気伝導度分布としてコンピュータ１９に保存しておく。
【００５０】
図２は、電気伝導度センサー１６で得られるであろう電気伝導度分布の一例を示したグラフである。同図の場合、計測空間５の全長が３５ｍであり、その上端を基準とした相対深さを縦軸に、電気伝導度を横軸にとってあり、相対深さが３ｍ、１１ｍ、１６ｍ、２５ｍ、２７ｍで電気伝導度が大きくなっていること、特に１６ｍの深さ位置で電気伝導度が大きくなっていることがわかる。
【００５１】
かかる結果から、計測空間５内では、５ヶ所の水みちが存在するとともに、相対深さが１６ｍで比較的透水性が大きな水みちが存在し、３ｍ、１１ｍの２ヶ所で比較的透水性が小さな水みちが存在すると推定することができる。
【００５２】
一方、計測空間５について、透水試験として揚水試験の一種である回復試験を行っておく。かかる回復試験を行うには、バルブ１２を閉じ、バルブ１４を開いた状態で揚水ポンプ１３を駆動することにより、計測空間５に拡がる地下水を揚水するとともに、その揚水量を流量計１８で計測し、次いで、揚水ポンプ１３を停止するとともにバルブ１４を閉じ、その後の閉鎖系における圧力変化を間隙水圧計１７で計測する。
【００５３】
かかる回復試験で得られた計測結果から計測空間５全体の岩盤透水量を算出し、これをコンピュータ１９に保存する。
【００５４】
次に、回復試験で得られた計測空間５全体の岩盤透水量を、電気伝導度センサー１６で得られた電気伝導度分布を用いて深さ方向に比例配分し、各割れ目ごとの透水量を絶対量として把握する。
【００５５】
比例配分の仕方としては、上述の例でいくと、計５ヶ所の水みちに対するそれぞれの電気伝導度（イオン濃度）の総和に対する個々の電気伝導度（イオン濃度）をそれぞれ算出し、その比率を全体の岩盤透水量に乗ずればよい。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態に係る岩盤内の水みち検出システム１及び方法によれば、上述のようにして得られた電気伝導度分布は、その計測範囲が計測空間５内に限定されているため、ボーリング孔３全体で計測する場合よりもばらつきの程度が小さい、すなわち分散値が小さくなる。
【００５７】
そのため、上述の手順で得られた電気伝導度分布で計測空間５全体の岩盤の透水量を深さ方向に配分したとき、配分後の岩盤の透水量、いうなれば深さ方向に沿った岩盤の透水量分布は、透水量が小さな割れ目に対しても十分な精度で求められることとなり、かくして、従来であれば検出が難しかった透水量が小さな水みちについても、高い精度でかつ効率よく検出することが可能となる。
【００５８】
本実施形態では、説明の便宜上、透水試験としての回復試験を、電気伝導度計測とは別工程で行うようにしたが、これに代えて、回復試験に必要な揚水作業と、電気伝導度を計測するために必要な揚水作業とを同時に行うようにしてもよい。
【００５９】
かかる構成によれば、作業に要する時間を短縮するとともに、作業に必要な設備機器の規模を小さくすることも可能となる。
【００６０】
また、本実施形態では、電気伝導度センサー１６をロッド内部空間７に設置するようにしたが、ボーリング孔３の孔壁面からの水平距離が大きいために岩盤２から流出する地下水を正確に検出できない懸念がある場合には、電気伝導度センサー１６を計測ロッド６の外周面側に配置してもかまわない。
【００６１】
図３は、パッカー４，４が設置された計測ロッド６の環状鍔部３１，３１の間に電気伝導度センサー１６を設置した例を示したものであり、かかる変形例においても上述した実施形態と同様、電気伝導度センサー１６の両端にワイヤー２２，２２の一端をそれぞれ接続するとともに、各ワイヤー２２，２２の他端を環状鍔部３１，３１の上段下面と下段上面にそれぞれ設置されたリール２１，２１でそれぞれ巻き取り、又は巻き出すように構成すればよい。
【００６２】
また、本実施形態では、電気伝導度センサーとして、昇降自在に構成されてなる電気伝導度センサー１６を採用したが、かかる構成に代えて、図４に示す電気伝導度センサー４１を用いることができる。
【００６３】
同図に示した電気伝導度センサー４１は、その材軸方向に列状に配置された１０個の電極４２ａ〜４２ｊと、該電極のうち、隣り合う一対の電極を電位測定用電極として該電位測定用電極に接続される電圧計４４と、電位測定用電極の両側に位置する一対の電極を電流印加用電極として該電流印加用電極に接続される電源部４５と、電圧計４４及び電源部４５を電極４２ａ〜４２ｊに切替自在に電気接続する切換器４３とから構成してある。
【００６４】
かかる構成においては、電極４２ａ〜４２ｊをそれらの配置方向（列方向）が深さ方向となるように、計測ロッド６の外周面又は内周面に取り付けておく。
【００６５】
そして、例えば同図(b)に示すように、互いに隣り合う電極４２ｄ及び電極４２ｅに電圧計４４が接続され、その両側に位置する電極４２ｃ及び電極４２ｆに電源部４５が接続されるように切換器４３を操作し、かかる状態で電気伝導度を計測した後、同図(c)に示すように、互いに隣り合う電極４２ｅ及び電極４２ｆに電圧計４４が接続され、その両側に位置する電極４２ｄ及び電極４２ｇに電源部４５が接続されるように切換器４３を操作し、かかる状態で電気伝導度を計測するという手順を列方向に沿って繰り返すことにより、計測空間５に拡がる地下水に対して、深さ方向に沿った電気伝導度の計測を行うことが可能となる。
【００６６】
ここで、上述の切換器４３は、電圧計４４と電源部４５が接続される電極対を次々に切り替えていく構成とすることで、電気伝導度センサー自体を昇降させるのと同様の機能を得ることができるようになっているが、切替速度を早くすることで、実質的に同時計測も可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１ 岩盤内の水みち検出システム
２ 岩盤
３ ボーリング孔
４ パッカー
５ 計測空間
６ 計測ロッド
７ ロッド内部空間（計測ロッドの内部空間）
８ 透水孔
９ 清水槽（液体置換手段）
１０ 送水ポンプ（液体置換手段）
１３ 揚水ポンプ（液体置換手段、揚水手段）
１６，４１ 電気伝導度センサー
１９ コンピュータ（演算手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として地下貯蔵施設、特に高レベル放射性廃棄物の貯蔵処分施設を岩盤内に構築する際に用いられる岩盤内の水みち検出システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大深度地下の利用形態の一つに例えば高レベル放射性廃棄物の貯蔵処分施設がある。かかる貯蔵処分施設は、放射能レベルによっては１，０００ｍを越える深さの岩盤内に構築されることがあり、かかる施設を構築するにあたっては、岩盤内における透水性構造を把握することが必要不可欠となる。
【０００３】
岩盤の透水性構造を原位置で把握する手段として、さまざまな種類の透水試験（水理試験）があり、ボーリング孔の本数によって多孔式と単孔式に大別されるが、比較的安価である単孔式透水試験としては、ルジオン試験、定圧注水試験、湧水圧試験（ＪＦＴ）、スラグ試験、パルス試験等が知られている。
【０００４】
これらのうち、ルジオン試験や定圧注水試験は、孔内の試験区間内に注水する際の注水圧力や注水量を計測し、湧水圧試験は、孔内の試験区間内においてトリップバルブ解放後に観測ロッド内に流入する地下水の量を水位上昇速度として計測し、スラグ試験やパルス試験は孔内水位を瞬間的に変動させた後、試験区間における水位や圧力の変化を計測することで、それぞれ岩盤の透水量を評価する。
【０００５】
これらの透水試験においては、いずれもボーリング孔内をパッカーで区切ることで試験区間を形成するものであり、パッカーで区切られた試験区間全体について岩盤の透水量を定量的に把握するとともに、透水量係数あるいは透水係数として評価することができる。
【０００６】
一方、岩盤の透水性構造を把握する手段として、上述した各種透水試験以外に電気伝導度検層（ＦＥＣ検層）が知られている。
【０００７】
電気伝導度検層は、ボーリング孔内を予め清水に置換して電気伝導度を低くしておくことにより、清水よりも本来的に電気伝導度が高い、あるいは予め電気伝導度を高くした地下水の流出を電気伝導度センサーで検出するものであり、深さ方向に沿った電気伝導度の分布を求めることで、ボーリング孔全体にわたる透水量の分布状況を把握することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−９２３５３号公報
【特許文献２】特開２００１−８３２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、このような透水性構造の把握手段のうち、透水試験は、試験区間全体での透水量を定量的に評価することはできても、試験区間内に分布する個々の割れ目に対し、どの割れ目が水みちとなっているのか、あるいはそれらの水みちを流れる地下水の流量はどの程度なのかといった、割れ目ごとの透水量を明らかにすることはできない。
【００１０】
また、電気伝導度検層については、ボーリング孔全体の透水量を深さ方向の電気伝導度分布で割り振ることで、深さ方向に沿った透水量の分布をおおまかに評価することはできるものの、ボーリング孔全体で見ると、透水量が大きな水みちと小さな水みちとで電気伝導度に数百倍の差が生じることがあり、それゆえ、透水量が小さな水みちについては、検出精度が大幅に低下するという問題を生じていた。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、岩盤内の水みち、特に透水量が小さな水みちを精度よくかつ効率的に検出することが可能な岩盤内の水みち検出システム及び方法を提供することを目的とする。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係る岩盤内の水みち検出システムは請求項１に記載したように、岩盤に削孔されたボーリング孔の内部空間のうち、パッカーで仕切られてなる計測空間に拡がる地下水を該地下水より電気伝導度の低い液体で置換する液体置換手段と、
前記計測空間に拡がる液体を揚水することで前記岩盤内の地下水を前記計測空間に流入させる揚水手段と、
前記岩盤から前記計測空間に流入した地下水の電気伝導度を前記揚水手段による揚水中又は揚水後に深さ方向に沿って計測する電気伝導度センサーと、
前記計測空間について透水試験で得られた前記岩盤の透水量を、前記電気伝導度センサーで計測された電気伝導度で深さ方向に配分することにより、前記岩盤の透水量分布を深さ方向に沿って算出する演算手段とを備えたものである。
【００１３】
また、本発明に係る岩盤内の水みち検出システムは、前記パッカーが周囲に取り付けられ前記計測空間に拡がる地下水に接する領域に透水孔が形成された中空状の計測ロッドを備え、該透水孔を介して前記計測空間に連通する前記計測ロッドの内部空間に前記揚水手段を構成する揚水ポンプの流入側を連通させるとともに、前記電気伝導度センサーを前記計測空間又は前記計測ロッドの内部空間で昇降自在となるように設置したものである。
【００１４】
また、本発明に係る岩盤内の水みち検出システムは、前記パッカーが周囲に取り付けられ前記計測空間に拡がる地下水に接する領域に透水孔が形成された中空状の計測ロッドを備え、該透水孔を介して前記計測空間に連通する前記計測ロッドの内部空間に前記揚水手段を構成する揚水ポンプの流入側を連通させるとともに、前記電気伝導度センサーを前記計測空間又は前記計測ロッドの内部空間に設置し、該電気伝導度センサーを、その材軸方向に列状に配置された多数の電極と、該電極のうち、隣り合う一対の電極を電位測定用電極として該電位測定用電極に接続される電圧計と、前記電位測定用電極の両側に位置する一対の電極を電流印加用電極として該電流印加用電極に接続される電源部と、前記電圧計及び前記電源部を前記電極に切替自在に電気接続する切換器とで構成したものである。
【００１５】
また、本発明に係る岩盤内の水みち検出方法は請求項４に記載したように、岩盤に削孔されたボーリング孔の内部空間のうち、パッカーで仕切られてなる計測空間に拡がる地下水を該地下水より電気伝導度の低い液体で置換し、
前記計測空間に拡がる液体を揚水することで前記岩盤内の地下水を前記計測空間に流入させ、
該揚水工程とともに又はその後に前記岩盤から前記計測空間に流入した地下水の電気伝導度を深さ方向に沿って計測し、
前記計測空間について透水試験で得られた前記岩盤の透水量を、前記電気伝導度で深さ方向に配分することにより、深さ方向に沿った岩盤の透水量分布を算出するものである。
【００１６】
また、本発明に係る岩盤内の水みち検出方法は、前記透水試験として定流量揚水試験又は回復試験を選択するとともに、該定流量揚水試験又は回復試験に必要な揚水工程を前記揚水工程と同時に行うものである。
【００１７】
本発明に係る岩盤内の水みち検出システムを用いて岩盤内の水みちを検出するには、まず、岩盤に削孔されたボーリング孔の内部空間をパッカーで仕切り、該パッカーで仕切られた空間、パッカーを上下二段に設置した場合はそれらに挟まれた空間、単体で設置した場合は孔底までの空間をそれぞれ計測空間とする。
【００１８】
次に、液体置換手段を用いて、計測空間の地下水を該地下水より電気伝導度の低い液体、例えば清水に置換する。
【００１９】
液体置換手段は例えば、清水槽と、該清水槽に流入側が連通接続され流出側が計測空間に連通接続された送水ポンプと、流入側が計測空間に連通接続された揚水ポンプとで構成することができる。
【００２０】
次に、計測空間の液体あるいは地下水を揚水手段で揚水することで、岩盤内の地下水を計測空間に流入させる。
【００２１】
揚水手段は、揚水ポンプをその流入側が計測空間に連通されるように配置して構成することが可能であり、場合によっては液体置換手段の揚水ポンプと兼用するようにしてもよい。
【００２２】
次に、揚水工程とともに又は揚水後に、岩盤から計測空間に流入した地下水の電気伝導度を電気伝導度センサーで深さ方向に沿って計測する。
【００２３】
次に、計測空間について透水試験で得られた岩盤の透水量を、電気伝導度センサーで計測された電気伝導度で深さ方向に配分する。
【００２４】
透水試験は、従来公知の透水試験から選択可能であり、従来の透水試験から例えば定流量揚水試験を選択した場合においては、計測空間の地下水を揚水ポンプを用いて一定の揚水量で揚水しながら、該揚水中における計測空間の水圧の変化（水位の変化）を水圧計（水位計）で計測することにより、回復試験を選択した場合においては、計測空間の地下水を揚水ポンプで揚水し、その後の水圧（水位）の回復状況を水圧計（水位計）で計測することにより、それぞれ岩盤から計測空間への透水量を調べることができる。
【００２５】
なお、透水試験は、本発明とは関係なく別途行えばよいが、本発明と同時並行で進めることも可能であり、例えば定流量揚水試験や回復試験を透水試験として選択した場合、それを実施するための揚水ポンプを、本発明の揚水手段を構成する揚水ポンプと兼用することで、透水試験に必要な揚水作業と、電気伝導度を計測するために必要な揚水作業とを同時に行い、作業に要する時間を短縮するとともに、作業に必要な設備機器の規模を小さくすることが可能となる。
【００２６】
このように透水試験で別途得られた岩盤の透水量を、電気伝導度センサーで得られた電気伝導度分布で深さ方向に配分するが、上述のようにして得られた電気伝導度分布は、その計測範囲が計測空間に限定されているため、ボーリング孔全体で計測する場合よりもばらつきの程度が小さい、すなわち分散値が小さくなる。
【００２７】
そのため、上述の手順で得られた電気伝導度分布で計測空間全体の岩盤の透水量を深さ方向に配分したとき、配分後の岩盤の透水量、いうなれば深さ方向に沿った岩盤の透水量分布は、透水量が小さな割れ目に対しても十分な精度で求められることとなり、かくして、従来であれば検出が難しかった透水量が小さな水みちについても、高い精度でかつ効率よく検出することが可能となる。
【００２８】
電気伝導度分布を用いた岩盤透水量の深さ方向への配分は、岩盤の透水量を電気伝導度分布で比例配分することを基本とするが、場合によっては、電気伝導度計測における揚水条件や計測条件に応じた重み付けを適宜行うようにしてもかまわない。
【００２９】
岩盤から計測空間に流入した地下水の電気伝導度を計測するにあたっては、深さ方向に沿った電気伝導度分布が取得できる限り、計測場所自体が計測空間に限定されるものではなく、例えば計測空間に拡がる地下水を、ボーリング孔に建て込まれる計測ロッドの内部空間にいったん取り込み、その地下水を計測するようにしてもかまわない。
【００３０】
これに関連して、計測空間の地下水の電気伝導度を深さ方向に沿って計測する具体的構成は任意であり、例えば、前記パッカーが周囲に取り付けられ前記計測空間に拡がる地下水に接する領域に透水孔が形成された中空状の計測ロッドを備え、該透水孔を介して前記計測空間に連通する前記計測ロッドの内部空間に前記揚水手段を構成する揚水ポンプの流入側を連通させるとともに、前記電気伝導度センサーを前記計測空間又は前記計測ロッドの内部空間で昇降自在となるように設置する構成が考えられる。
【００３１】
また、前記パッカーが周囲に取り付けられ前記計測空間に拡がる地下水に接する領域に透水孔が形成された中空状の計測ロッドを備え、該透水孔を介して前記計測空間に連通する前記計測ロッドの内部空間に前記揚水手段を構成する揚水ポンプの流入側を連通させるとともに、前記電気伝導度センサーを前記計測空間又は前記計測ロッドの内部空間に設置し、該電気伝導度センサーを、その材軸方向に列状に配置された多数の電極と、該電極のうち、隣り合う一対の電極を電位測定用電極として該電位測定用電極に接続される電圧計と、前記電位測定用電極の両側に位置する一対の電極を電流印加用電極として該電流印加用電極に接続される電源部と、前記電圧計及び前記電源部を前記電極に切替自在に電気接続する切換器とで構成することが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施形態に係る岩盤内の水みち検出システムの概略図。
【図２】電気伝導度分布を示したグラフ。
【図３】変形例に係る岩盤内の水みち検出システムの概略図。
【図４】変形例に係る電気伝導度センサーを示したブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明に係る岩盤内の水みち検出システム及び方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３４】
図１は、本実施形態に係る岩盤内の水みち検出システムを示した概略図である。同図に示すように、本実施形態に係る岩盤内の水みち検出システム１は、岩盤２に削孔されたボーリング孔３に中空状の計測ロッド６を建て込んで配置するとともに、該計測ロッドの外周にパッカー４，４を上下二段に配置し、かかるパッカーを膨張させてボーリング孔３の孔壁面に当接させることにより、ボーリング孔３の内部空間を仕切り、パッカー４，４に挟まれた空間を計測空間５として他の内部空間と遮断してある。
【００３５】
計測ロッド６のうち、パッカー４，４で挟まれた領域、すなわち計測空間５に拡がる地下水と接する領域には多数の透水孔８を形成してあり、該透水孔を介して計測空間５に拡がる地下水をロッド内部空間７に流入させることができるようになっている。
【００３６】
本実施形態に係る岩盤内の水みち検出システム１は、清水槽９及び該清水槽に連通接続された送水ポンプ１０を地上に設置するとともに、注入管１１をその吐出側が計測空間５に連通されるように計測ロッド６のロッド内部空間７に挿通配置し、該注入管の基端側をバルブ１２を介して送水ポンプ１０の送水側に接続してあり、バルブ１２を開いた状態で送水ポンプ１０を駆動することにより、清水槽９内の清水を計測空間５内に送り込むことができるようになっている。
【００３７】
また、本実施形態に係る岩盤内の水みち検出システム１は、計測ロッド６のロッド内部空間７に連通するように計測ロッド６内に揚水管１５を立ち上げるとともに、その上方に揚水ポンプ１３を設置し、該揚水ポンプの流入側に揚水管１５の先端をバルブ１４を介して接続してあり、バルブ１４を開いた状態で揚水ポンプ１３を駆動することにより、計測空間５に拡がる地下水を地上に揚水することができるようになっている。
【００３８】
ここで、清水槽９に貯留された清水は、岩盤２内の地下水よりも電気伝導度の低い液体として使用されるとともに、清水槽９、送水ポンプ１０及び揚水ポンプ１３は、かかる清水で計測空間５に拡がる地下水を置換する液体置換手段として機能する。
【００３９】
一方、本実施形態に係る岩盤内の水みち検出システム１は、電気伝導度センサー１６をロッド内部空間７で昇降自在となるように計測ロッド６に設置してあり、透水孔８を介して流入してきた計測空間５の地下水の電気伝導度を計測できるようになっている。
【００４０】
なお、上述した揚水ポンプ１３は、電気伝導度を計測する際に計測空間５に拡がる清水あるいは地下水を地上に揚水するための揚水手段としても機能するとともに、後述する透水試験として回復試験を行う際、揚水管１５に連通接続された間隙水圧計１７及び揚水ポンプ１３の吐出側に設けられた流量計１８とともに、岩盤の透水量を計測する手段としても機能する。
【００４１】
ここで、電気伝導度センサー１６は、通信ケーブル２０を介して地上に設置されたコンピュータ１９に電気接続してあり、該コンピュータは、電気伝導度センサー１６を制御するとともに、該電気伝導度センサーで得られた計測データを岩盤透水量データとともに演算処理する演算手段として機能する。
【００４２】
電気伝導度センサー１６は、その両端にワイヤー２２，２２をそれぞれ接続するとともに、各ワイヤー２２，２２をロッド内部空間７の上下に設置されたリール２１，２１でそれぞれ巻き取り、又は巻き出すようになっており、リール２１，２１を連動して駆動制御することにより、電気伝導度センサー１６を所望の速度で昇降させることができるように構成してある。
【００４３】
計測空間５の全長（深さ範囲）は、検出対象となる水みちの透水量に応じて適宜設定すればよい。例えば計測空間５の全長を短くすれば、透水量が大きい水みちが該計測空間に含まれる可能性が低くなって該計測空間内での透水量のばらつきの程度が小さくなるため、透水量が小さい水みちであってもこれらを精度よく検出することができる。
【００４４】
本実施形態に係る岩盤内の水みち検出システム１を用いて岩盤２の水みちを検出するには、まず、岩盤２に削孔されたボーリング孔３に計測ロッド６を建て込むとともに、該計測ロッドに取り付けられたパッカー４，４を膨張させることにより、ボーリング孔３の内部空間をパッカー４，４で仕切って計測空間５を形成する。
【００４５】
次に、バルブ１２を開いた状態で送水ポンプ１０を駆動することで清水槽９内の清水を注入管１１を介して計測空間５に送り込みながら、バルブ１４を開いた状態で揚水ポンプ１３を駆動することにより、計測空間５内の地下水を該地下水より電気伝導度の低い清水に置換する。
【００４６】
次に、バルブ１２を閉じ、バルブ１４を開いた状態で揚水ポンプ１３を駆動することにより、岩盤２内の地下水を計測空間５に流入させるとともに、該計測空間の水をロッド内部空間７に流入させる。
【００４７】
かかる揚水中、又は揚水直後に電気伝導度センサー１６を適宜昇降させながら、ロッド内部空間７に流れ込んだ水の電気伝導度を計測する。
【００４８】
このようにすると、岩盤２に存在している割れ目のうち、水みちとなっている割れ目からは、その透水性に応じた量の地下水が計測空間５、さらにはロッド内部空間７へと流れ込むとともに、その地下水は、電気伝導度が周囲の清水と異なるため、電気伝導度センサー１６を昇降させながら電気伝導度を計測することにより、地下水の流出箇所やその流出量を推定することができる。
【００４９】
このようにして計測された電気伝導度は、計測空間５にわたる電気伝導度分布としてコンピュータ１９に保存しておく。
【００５０】
図２は、電気伝導度センサー１６で得られるであろう電気伝導度分布の一例を示したグラフである。同図の場合、計測空間５の全長が３５ｍであり、その上端を基準とした相対深さを縦軸に、電気伝導度を横軸にとってあり、相対深さが３ｍ、１１ｍ、１６ｍ、２５ｍ、２７ｍで電気伝導度が大きくなっていること、特に１６ｍの深さ位置で電気伝導度が大きくなっていることがわかる。
【００５１】
かかる結果から、計測空間５内では、５ヶ所の水みちが存在するとともに、相対深さが１６ｍで比較的透水性が大きな水みちが存在し、３ｍ、１１ｍの２ヶ所で比較的透水性が小さな水みちが存在すると推定することができる。
【００５２】
一方、計測空間５について、透水試験として揚水試験の一種である回復試験を行っておく。かかる回復試験を行うには、バルブ１２を閉じ、バルブ１４を開いた状態で揚水ポンプ１３を駆動することにより、計測空間５に拡がる地下水を揚水するとともに、その揚水量を流量計１８で計測し、次いで、揚水ポンプ１３を停止するとともにバルブ１４を閉じ、その後の閉鎖系における圧力変化を間隙水圧計１７で計測する。
【００５３】
かかる回復試験で得られた計測結果から計測空間５全体の岩盤透水量を算出し、これをコンピュータ１９に保存する。
【００５４】
次に、回復試験で得られた計測空間５全体の岩盤透水量を、電気伝導度センサー１６で得られた電気伝導度分布を用いて深さ方向に比例配分し、各割れ目ごとの透水量を絶対量として把握する。
【００５５】
比例配分の仕方としては、上述の例でいくと、計５ヶ所の水みちに対するそれぞれの電気伝導度（イオン濃度）の総和に対する個々の電気伝導度（イオン濃度）をそれぞれ算出し、その比率を全体の岩盤透水量に乗ずればよい。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態に係る岩盤内の水みち検出システム１及び方法によれば、上述のようにして得られた電気伝導度分布は、その計測範囲が計測空間５内に限定されているため、ボーリング孔３全体で計測する場合よりもばらつきの程度が小さい、すなわち分散値が小さくなる。
【００５７】
そのため、上述の手順で得られた電気伝導度分布で計測空間５全体の岩盤の透水量を深さ方向に配分したとき、配分後の岩盤の透水量、いうなれば深さ方向に沿った岩盤の透水量分布は、透水量が小さな割れ目に対しても十分な精度で求められることとなり、かくして、従来であれば検出が難しかった透水量が小さな水みちについても、高い精度でかつ効率よく検出することが可能となる。
【００５８】
本実施形態では、説明の便宜上、透水試験としての回復試験を、電気伝導度計測とは別工程で行うようにしたが、これに代えて、回復試験に必要な揚水作業と、電気伝導度を計測するために必要な揚水作業とを同時に行うようにしてもよい。
【００５９】
かかる構成によれば、作業に要する時間を短縮するとともに、作業に必要な設備機器の規模を小さくすることも可能となる。
【００６０】
また、本実施形態では、電気伝導度センサー１６をロッド内部空間７に設置するようにしたが、ボーリング孔３の孔壁面からの水平距離が大きいために岩盤２から流出する地下水を正確に検出できない懸念がある場合には、電気伝導度センサー１６を計測ロッド６の外周面側に配置してもかまわない。
【００６１】
図３は、パッカー４，４が設置された計測ロッド６の環状鍔部３１，３１の間に電気伝導度センサー１６を設置した例を示したものであり、かかる変形例においても上述した実施形態と同様、電気伝導度センサー１６の両端にワイヤー２２，２２の一端をそれぞれ接続するとともに、各ワイヤー２２，２２の他端を環状鍔部３１，３１の上段下面と下段上面にそれぞれ設置されたリール２１，２１でそれぞれ巻き取り、又は巻き出すように構成すればよい。
【００６２】
また、本実施形態では、電気伝導度センサーとして、昇降自在に構成されてなる電気伝導度センサー１６を採用したが、かかる構成に代えて、図４に示す電気伝導度センサー４１を用いることができる。
【００６３】
同図に示した電気伝導度センサー４１は、その材軸方向に列状に配置された１０個の電極４２ａ〜４２ｊと、該電極のうち、隣り合う一対の電極を電位測定用電極として該電位測定用電極に接続される電圧計４４と、電位測定用電極の両側に位置する一対の電極を電流印加用電極として該電流印加用電極に接続される電源部４５と、電圧計４４及び電源部４５を電極４２ａ〜４２ｊに切替自在に電気接続する切換器４３とから構成してある。
【００６４】
かかる構成においては、電極４２ａ〜４２ｊをそれらの配置方向（列方向）が深さ方向となるように、計測ロッド６の外周面又は内周面に取り付けておく。
【００６５】
そして、例えば同図(b)に示すように、互いに隣り合う電極４２ｄ及び電極４２ｅに電圧計４４が接続され、その両側に位置する電極４２ｃ及び電極４２ｆに電源部４５が接続されるように切換器４３を操作し、かかる状態で電気伝導度を計測した後、同図(c)に示すように、互いに隣り合う電極４２ｅ及び電極４２ｆに電圧計４４が接続され、その両側に位置する電極４２ｄ及び電極４２ｇに電源部４５が接続されるように切換器４３を操作し、かかる状態で電気伝導度を計測するという手順を列方向に沿って繰り返すことにより、計測空間５に拡がる地下水に対して、深さ方向に沿った電気伝導度の計測を行うことが可能となる。
【００６６】
ここで、上述の切換器４３は、電圧計４４と電源部４５が接続される電極対を次々に切り替えていく構成とすることで、電気伝導度センサー自体を昇降させるのと同様の機能を得ることができるようになっているが、切替速度を早くすることで、実質的に同時計測も可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１ 岩盤内の水みち検出システム
２ 岩盤
３ ボーリング孔
４ パッカー
５ 計測空間
６ 計測ロッド
７ ロッド内部空間（計測ロッドの内部空間）
８ 透水孔
９ 清水槽（液体置換手段）
１０ 送水ポンプ（液体置換手段）
１３ 揚水ポンプ（液体置換手段、揚水手段）
１６，４１ 電気伝導度センサー
１９ コンピュータ（演算手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
岩盤に削孔されたボーリング孔の内部空間のうち、パッカーで仕切られてなる計測空間に拡がる地下水を該地下水より電気伝導度の低い液体で置換する液体置換手段と、
前記計測空間に拡がる液体を揚水することで前記岩盤内の地下水を前記計測空間に流入させる揚水手段と、
前記岩盤から前記計測空間に流入した地下水の電気伝導度を前記揚水手段による揚水中又は揚水後に深さ方向に沿って計測する電気伝導度センサーと、
前記計測空間について透水試験で得られた前記岩盤の透水量を、前記電気伝導度センサーで計測された電気伝導度で深さ方向に配分することにより、前記岩盤の透水量分布を深さ方向に沿って算出する演算手段とを備えたことを特徴とする岩盤内の水みち検出システム。
【請求項２】
前記パッカーが周囲に取り付けられ前記計測空間に拡がる地下水に接する領域に透水孔が形成された中空状の計測ロッドを備え、該透水孔を介して前記計測空間に連通する前記計測ロッドの内部空間に前記揚水手段を構成する揚水ポンプの流入側を連通させるとともに、前記電気伝導度センサーを前記計測空間又は前記計測ロッドの内部空間で昇降自在となるように設置した請求項１記載の岩盤内の水みち検出システム。
【請求項３】
前記パッカーが周囲に取り付けられ前記計測空間に拡がる地下水に接する領域に透水孔が形成された中空状の計測ロッドを備え、該透水孔を介して前記計測空間に連通する前記計測ロッドの内部空間に前記揚水手段を構成する揚水ポンプの流入側を連通させるとともに、前記電気伝導度センサーを前記計測空間又は前記計測ロッドの内部空間に設置し、該電気伝導度センサーを、その材軸方向に列状に配置された多数の電極と、該電極のうち、隣り合う一対の電極を電位測定用電極として該電位測定用電極に接続される電圧計と、前記電位測定用電極の両側に位置する一対の電極を電流印加用電極として該電流印加用電極に接続される電源部と、前記電圧計及び前記電源部を前記電極に切替自在に電気接続する切換器とで構成した請求項１記載の岩盤内の水みち検出システム。
【請求項４】
岩盤に削孔されたボーリング孔の内部空間のうち、パッカーで仕切られてなる計測空間に拡がる地下水を該地下水より電気伝導度の低い液体で置換し、
前記計測空間に拡がる液体を揚水することで前記岩盤内の地下水を前記計測空間に流入させ、
該揚水工程とともに又はその後に前記岩盤から前記計測空間に流入した地下水の電気伝導度を深さ方向に沿って計測し、
前記計測空間について透水試験で得られた前記岩盤の透水量を、前記電気伝導度で深さ方向に配分することにより、深さ方向に沿った岩盤の透水量分布を算出することを特徴とする岩盤内の水みち検出方法。
【請求項５】
前記透水試験として定流量揚水試験又は回復試験を選択するとともに、該定流量揚水試験又は回復試験に必要な揚水工程を前記揚水工程と同時に行う請求項４記載の岩盤内の水みち検出方法。
【請求項１】
岩盤に削孔されたボーリング孔の内部空間のうち、パッカーで仕切られてなる計測空間に拡がる地下水を該地下水より電気伝導度の低い液体で置換する液体置換手段と、
前記計測空間に拡がる液体を揚水することで前記岩盤内の地下水を前記計測空間に流入させる揚水手段と、
前記岩盤から前記計測空間に流入した地下水の電気伝導度を前記揚水手段による揚水中又は揚水後に深さ方向に沿って計測する電気伝導度センサーと、
前記計測空間について透水試験で得られた前記岩盤の透水量を、前記電気伝導度センサーで計測された電気伝導度で深さ方向に配分することにより、前記岩盤の透水量分布を深さ方向に沿って算出する演算手段とを備えたことを特徴とする岩盤内の水みち検出システム。
【請求項２】
前記パッカーが周囲に取り付けられ前記計測空間に拡がる地下水に接する領域に透水孔が形成された中空状の計測ロッドを備え、該透水孔を介して前記計測空間に連通する前記計測ロッドの内部空間に前記揚水手段を構成する揚水ポンプの流入側を連通させるとともに、前記電気伝導度センサーを前記計測空間又は前記計測ロッドの内部空間で昇降自在となるように設置した請求項１記載の岩盤内の水みち検出システム。
【請求項３】
前記パッカーが周囲に取り付けられ前記計測空間に拡がる地下水に接する領域に透水孔が形成された中空状の計測ロッドを備え、該透水孔を介して前記計測空間に連通する前記計測ロッドの内部空間に前記揚水手段を構成する揚水ポンプの流入側を連通させるとともに、前記電気伝導度センサーを前記計測空間又は前記計測ロッドの内部空間に設置し、該電気伝導度センサーを、その材軸方向に列状に配置された多数の電極と、該電極のうち、隣り合う一対の電極を電位測定用電極として該電位測定用電極に接続される電圧計と、前記電位測定用電極の両側に位置する一対の電極を電流印加用電極として該電流印加用電極に接続される電源部と、前記電圧計及び前記電源部を前記電極に切替自在に電気接続する切換器とで構成した請求項１記載の岩盤内の水みち検出システム。
【請求項４】
岩盤に削孔されたボーリング孔の内部空間のうち、パッカーで仕切られてなる計測空間に拡がる地下水を該地下水より電気伝導度の低い液体で置換し、
前記計測空間に拡がる液体を揚水することで前記岩盤内の地下水を前記計測空間に流入させ、
該揚水工程とともに又はその後に前記岩盤から前記計測空間に流入した地下水の電気伝導度を深さ方向に沿って計測し、
前記計測空間について透水試験で得られた前記岩盤の透水量を、前記電気伝導度で深さ方向に配分することにより、深さ方向に沿った岩盤の透水量分布を算出することを特徴とする岩盤内の水みち検出方法。
【請求項５】
前記透水試験として定流量揚水試験又は回復試験を選択するとともに、該定流量揚水試験又は回復試験に必要な揚水工程を前記揚水工程と同時に行う請求項４記載の岩盤内の水みち検出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−２５２８１２（Ｐ２０１１−２５２８１２Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２７３７０（Ｐ２０１０−１２７３７０）
【出願日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
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