JPH0345193B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は地熱発電掘削、石油掘削、鉱物資源
掘削並びに各種資源探査掘削などの深層ボーリン
グ孔掘削に於いて、掘削用循環泥水が孔壁から逃
げるのを防止する深層ボーリング孔の逸水防止工
法に関する。

「従来の技術」 深層ボーリングの状態は第２図に示される如く
で、図中１はケーシング、２は当該ケーシング１
内を貫通のドリルロツドで、掘削用循環泥水は当
該ドリルロツド２空芯部を介して先端から孔底に
注入されて孔３内に充満し、地上のタンク４に回
収されている。尚、図中矢印５は逸水を示す。

従来の逸水防止工法としては以下列記のものが
ある。

() 泥水濃度の調整による方法 この方法は泥水濃度を高くすることによつて
逸水層（亀裂部）を封鎖する工法である。

() セメントグラウトによる方法 この方法はセメントグラウトのみの場合とセ
メントグラウトに木屑やわらなどを混入したも
のを深層ボーリング孔に流し込んで逸水防止を
はかる工法である。

() ホースを介しての薬液注入による方法 この方法は水中でゲル化する止水用薬液を所
定深度（逸水箇所）まで降下させた注入ホース
で注入する工法である。

() ロツドを介しての薬液注入による方法 この方法は水中でゲル化する止水用薬液を所
定深度（逸水箇所）まで継ぎ足しながら降下さ
せた注入ロツドで注入する工法である。

() カプセルを使つた止水用薬液注入方法 この方法はカプセルに所定のゲルタイムでセ
ツトした止水用薬液を所定深度（逸水層）まで
下し、カプセルを破裂させて止水をする工法で
ある。

() 薬液流し込み方法 止水用薬液を掘削孔の口元から液状又は粒状
で流し込み注入する工法である。

「発明が解決しようとする問題点」 しかるに叙上の従来工法には以下列記の如き問
題点がある。

すなわち、上述の（）の工法にあつては、掘
削ロツドを存置したままでよいので有利である
が、泥土粒子はゲル化物の如く大きくないので亀
裂幅が大きい場合や逸水が激しい場合は効果がな
い。又、濃度が高くなり過ぎると逸水箇所以外の
弱い孔壁を崩壊させる欠点がある（壁内に浸透す
ることなく孔壁表面にのみ付着するため）。

（）の工法にあつては（）と同じく掘削ロ
ツドを存置したままでよいので有利であるが、セ
メントの硬化時間が長い（８〜10時間）ため止水
までに時間がかかり、さらに、孔壁表面に付着し
て浸透しにくく、一連の掘削システムが２〜３日
から逸水が激しい場合は数十日停止してしまう。
又、循環泥水が無駄になる他セメントの量も数十
トンを使用する。又、セメントは浸透性が悪いた
め再掘削をすると孔壁を崩壊させる欠点がある。

（）〜（）の工法にあつては、掘削ロツド
を引き上げなくてはならないため、ロツドの引き
上げ、降下の時間（深度にもよるが５〜10時間）
がかかるため問題がある。

尚、掘削ロツドを引き上げない場合は強度の高
い薬液を使うと掘削ロツドが動かなくなる。強度
が弱い薬液では効果がない。

さらに個々についてみると、（）の工法では、
注入ホースを降下するのがむずかしく（ねじれが
でる）深くなれば薬液のロス（ホース内分）がで
る。（）の工法では注入ロツドを降下させるの
に時間がかかり、ロツドの耐力から700ｍ程度が
限度で薬液のロスが出る。（）の工法では所定
深度へ降下してカプセルを確実・安全に破損する
ことができないのと、所定量までの連続供給でな
い不便がある。

（）の工法では薬液が所定深度へ確実に到達
するかどうかわからない。深度が深くなれば薬液
のロスが大きい。

「問題点を解決するための手段」、「作用」 本発明は叙上の事情に鑑みなされたもので、そ
の要旨とするところは、逸水が生じたところで一
担掘削ロツドの泥水循環を中断し、掘削ロツドに
和紙片にセメントを含漬したもの若しくは水ガラ
ス、ポリエチレングリコールメタクリレートのゲ
ル状物をスペーサーとして封入し、次いで加水反
応を起こしてゲル化する特性を有するイソシアナ
ート化合物を主成分とするグラウトを所定量圧入
し、その後前記のスペーサーを再度封入して掘削
ロツド内に上下をスペーサーで仕切られたグラウ
ト充填層を構成し、しかる後泥水循環を再開し
て、グラウトを逸水箇所にまで供給するとして、
掘削ロツドを存置したままにて、降下途中でゲル
化を起こす危険の大なるグラウトをゲル化を起こ
させることなく逸水箇所にて初めて接水する状態
にて掘削ロツド先端より注出供給するという最高
条件の逸水防止工法を提供した点にある。

「実施例」 以下これを図に基づいて詳細に説明する。

第１図ａ〜ｅは本発明工法の手順説明図であ
る。逸水発生により泥水循環を一担中断し、掘削
ロツド２を掘削ロツド先端のトリコンビツト２ａ
が固結土中に埋没して再駆動不可とならぬよう20
〜50ｍ引き上げる（ａ図）。

掘削ロツド２に先行スペーサー６を20〜50ｍ封
入する（ｂ図）。

当該スペーサー６は該トリコンビツト２ａに開
孔の小孔より洩出可能なゲル状物が採用され、例
えば和紙片にセメントを含漬させたもの若しくは
水ガラス、ポリエチレングリコールメタクリレー
トのゲル物である。

次いで、グラウト７をポンプ等を介して圧入す
る（ｃ図）。

当該グラウト７は加水反応を起こしてゲル化す
る特性を有するイソシアナート化合物を主成分と
するもので、注入したグラウトは、その浸透性を
維持したまま、全量が加水反応を起こして無駄な
くゲル化する。したがつて、地下水で希釈された
り、流失して、不完全ゲル化を生じたり、地下水
汚染を起こすようなことは、原理的に起こり得な
い。すなわち、グラウトの主成分であるイソシア
ナート化合物は、地中の間隙水と接触すると、次
式のように反応して、炭酸ガスを発生しながら、
水にまつたく不溶のポリ尿素のゲルを作る。

すなわち、 このポリ尿素は、３次元構造を持つ疎水性の非
抱水ゲルで、土粒子間を強く結合するので、強固
な固結土を作る。

また、加水反応の際に発生する炭酸ガスは、グ
ラウト中に微小な気泡として分散し、グラウト
は、そのみかけの体積を膨張しながら土中に手動
的に拡大浸透し、実際の使用量にくらべてはるか
に大きな体積の固結土を作る。

また、この主動的な拡大浸透によつて、たとえ
地下水が動水状態下にあつても、その影響を排除
しながら、目的とする個所の地盤を確実に固結さ
せることができる。

かかる強力な固結土形成剤の投入により止水は
確実になされる。

グラウト７は逸水状況によつて量が変動する
が、200〜1000Kg投入される。

グラウト７の後に後行スペーサー６′を20〜50
ｍ封入し、逸水状況によつてセメントミルクやモ
ルタルを注入した後に、さらに泥水８の循環を再
開し、掘削ロツド２内を降下させたグラウト７を
トリコンビツト２ａの開孔より逸水箇所に向け注
出させる（ｄ図）。

上記に於いて、先行スペーサー６はロツド内の
泥水を押し出しグラウト７と泥水とを縁切りし、
後行スペーサー６′はグラウト７を後押しする再
開循環の泥水８と縁切りする。

トリコンビツト２ａの開孔より先行スペーサー
６、グラウト７、後行スペーサー６′の順で吐出
し、グラウト７はこの逸水箇所にて初めて接水す
る状態でもつて供給されるので、掘削ロツド２内
での固結化やトリコンビツト２ａ開孔での固結化
目詰まりの不都合は回避される。

１回で止水が止まらない場合に上述の作業を繰
り返せばよい。止水が認められたならば掘削ロツ
ド２を降下し、掘削を再開する（ｅ図）。

尚、図は先行スペーサー６が後行スペーサー
６′封入時にトリコンビツト２ａに到達するごく
浅い逸水の場合で画かれたものである。

「発明の効果」 以上の本発明の諸効果を列挙すると次記の如く
である。

(1) 掘削ロツドを地上まで引き上げる必要がな
い。

(2) 掘削ロツドを地上まで引き上げるのに700〜
1000ｍの深度になれば５時間以上かかる。又、
降下するのにも同じ時間が必要となるが、本工
法ではその必要がない。

(3) 掘削ロツドを地上まで引き上げなくてよいた
め、逸水が発生すれば即座に止水にかかること
ができ、泥水の無駄もなくなる。

(4) 注入ロツド、注入ホースや注入カプセルがい
らない。

(5) コストが安くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜ｅは本発明工法の手順説明図、第２
図は逸水状況説明図である。 １……ケーシング、２……掘削ロツド、２ａ…
…トリコンビツト、３……孔、４……タンク、５
……逸水、６……スペーサー、７……グラウト、
８……泥水。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 逸水が生じたところで一担掘削ロツドの泥水
   循環を中断し、掘削ロツドに和紙片にセメントを
   含漬したもの若しくは水ガラス、ポリエチレング
   リコールメタクリレートのゲル状物をスペーサー
   として封入し、次いで加水反応を起こしてゲル化
   する特性を有するイソシアナート化合物を主成分
   とするグラウトを所定量圧入し、その後前記のス
   ペーサーを再度封入して掘削ロツド内に上下をス
   ペーサーで仕切られたグラウト充填層を構成し、
   しかる後泥水循環を再開して、グラウトを逸水箇
   所にまで供給するとしてなることを特徴とする深
   層ボーリング孔の逸水防止工法。