JPH0431349Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この考案は、ボーリング孔内における透水試
験、採水および地下水の流向、流速などの計測を
行う各種の地質・地下水調査用機器に付随するボ
ーリング孔用膨張式パツカーに関するものであ
る。

「従来の技術」 従来、ボーリング孔内において使用するパツカ
ーとしては、メカニカルパツカーと膨張式パツカ
ーとが知られている。メカニカルパツカーは、硬
質ゴムを機械的に圧縮してプローブとボーリング
孔壁との間の空間を閉鎖するもので、高い圧着力
が得られる反面、孔壁接触面積が小さいのが難点
である。これに対して、膨張式パツカーは、ゴム
製の中空体を膨張させてボーリング孔内の空間を
閉鎖するもので、圧着力はメカニカルパツカーに
比べると低いが、孔壁接触面積が大きいという利
点がある。

このようなパツカーを利用した装置としては、
ダブルパツカー式透水試験装置がある。このダブ
ルパツカー式透水試験装置は、ボーリング孔内の
上下二箇所にそれぞれ配設される二つのパツカー
を備えたものであり、これら二つのパツカーの間
の空間を密閉してこれらパツカーの間に位置する
ボーリング孔壁岩盤の透水性を調べるようにした
ものである。このような装置としては、第３図に
示すような油圧駆動式メカニカルパツカー１を利
用したもの、第４図に示すようなモータ駆動式メ
カニカルパツカー２を利用したもの、第５図に示
すような膨張式パツカー３を利用したものがある
が、特にボーリング孔内での地下水関連の調査機
器としては、孔壁接触面積が大きく、ボーリング
孔内の水がパツカーを迂回して漏洩する恐れのな
い膨張式パツカーを備えたものが好適である。

このようなダブルパツカー式透水装置を用いて
行なわれる透水試験は、上下二つのパツカーによ
つてボーリング孔内に任意の透水試験区間を密閉
し、この透水試験区間に地上から注水を行い、こ
の時の注入水圧と注入水量とから透水試験区間の
岩盤の透水性を把握する試験法であつて、注入水
圧を地上で測定する場合と、透水試験区間に圧力
センサーをセツトして測定する場合とがある。

「考案が解決しようとする問題点」 しかしながら、従来の膨張式パツカーは、パツ
カーを膨らませるための水または空気を地上から
送る必要があるため、地上に設けられた流体供給
手段とボーリング孔内のパツカーとを配管によつ
て連結しなければならず、深部ボーリング孔にお
いて使用する場合に配管施工上の困難が生じてメ
カニカルパツカーを利用せざるを得ない場合が多
いという問題点があつた。

この考案は、上記問題点に鑑みてなされたもの
で、孔壁接触面積が大きく、かつ、パツカー膨張
用の流体を地上から送る必要のないボーリング孔
用膨張式パツカーを提供することを目的としてい
る。

「問題点を解決するための手段」 この考案は、上記目的を達成させるために、ボ
ーリング孔内にその内壁面との間に間隔をあけて
上下動自在に設けられた上部パツカー本体、該上
部パツカー本体の外周に自体を膨張させることに
より該外周と上記ボーリング孔の内壁面との間を
密閉可能に設けられた弾性を有する第１の弾性中
空体、及び圧入ポンプ、弁を有し上記ボーリング
孔内の第１の弾性中空体の上部室と該第１の弾性
中空体内とを連通遮断自在に上記上部パツカー本
体に設けられ、上記上部パツカー本体及び第１の
弾性中空体内から上記第１の弾性中空体の上部室
への地下水の排出を阻止して圧入ポンプにより第
１の弾性中空体内に地下水を圧入し得、かつ該第
１の弾性中空体内の地下水を上記第１の弾性中空
体の上部室に排出し得る第１の地下水圧入排出手
段からなる上部パツカーと、上記ボーリング孔内
にその内壁面との間に間隔をあけかつ上記上部パ
ツカー本体の下端との間に透水試験区間を設けて
上記下端に連結され上記上部パツカー本体の下方
に設けられた下部パツカー本体、該下部パツカー
本体の外周に自体を膨張させることにより該外周
と上記ボーリング孔の内壁面との間を密閉可能に
設けられた弾性を有する第２の弾性中空体、及び
上記第１の地下水圧入排出手段に連通され上記第
２の弾性中空体内と上記第１の弾性中空体の上部
室とを連通遮断自在に上記下部パツカー本体に設
けられ、上記下部パツカー本体及び第２の弾性中
空体内から上記第１の弾性中空体の上部室への地
下水の排出を阻止して上記第１の地下水圧入排出
手段と協働して圧入ポンプにより第２の弾性中空
体内に地下水を圧入し得、かつ該第２の弾性中空
体内の地下水を上記第１の弾性中空体の上部室に
排出し得る第２の地下水圧入排出手段からなる下
部パツカーと、上記透水試験区間に下端の吐出口
が連通するように上記上部パツカー本体に取り付
けられ、連通状態で地上に設けられた流量計、圧
力計、送水ポンプに上端が連通された透水試験用
送水管と、上記透水試験区間に連通して設けられ
該透水試験区間の内圧を検出する透水区間圧測定
用圧力センサと、上記第１の地下水圧入排出手段
に連通して設けられ上記第１、第２の弾性中空体
の内圧を検出するパツカー圧測定用圧力センサ
と、上記透水区間圧測定用圧力センサ、パツカー
圧測定用圧力センサ、及び第１の地下水圧入排出
手段に接続され上記各センサの検出信号に基づき
上記第１、第２の弾性中空体内に地下水を圧入さ
せかつ該第１、第２の弾性中空体内の地下水を排
出させる制御装置とを備えてなる構成としてい
る。

「作用」 この考案のボーリング孔用膨張式パツカーによ
つてボーリング孔内を閉鎖する場合には、第１の
地下水圧入排出手段によりその圧入ポンプによつ
てボーリング孔内の第１の弾性中空体の上部室に
溜まつている地下水を第１、第２の弾性中空体内
に圧入する。このようにすると、第１、第２の弾
性中空体が膨張してボーリング孔内が密閉され
る。

また、このボーリング孔内を開放する場合に
は、第１、第２の地下水圧入排出手段により第
１、第２の弾性中空体内の地下水を上記第１の弾
性中空体の上部室に排出する。この場合、弾性中
空体の収縮力によつてその内部の地下水がボーリ
ング孔内に排出される。

「実施例」 以下、この考案のボーリング孔用膨張式パツカ
ーを利用した装置の一例としてダブルパツカー式
透水試験装置について第１図、第２図を参照して
説明する。

このダブルパツカー式透水試験装置は、ボーリ
ング孔４内に透水試験用プローブ５をアーマード
ケーブル６によつて吊り下げ、この透水試験用プ
ローブ５に透水試験用送水管７の一端を連結する
と共に、この透水試験用送水管７の他端を地上に
設置された送水ポンプ８に連結してなるものであ
つて、その透水試験用送水管７に流量計９、圧力
計１０、弁１１が設けられたものである。

透水試験用プローブ５は、第１図に示すよう
に、上部パツカー１２と下部パツカー１３とを中
継ロツド１４によつて上下に連結した状態でボー
リング孔４内に配設してなるものであつて、上部
パツカー１２と下部パツカー１３との間を透水試
験区間１５とするようにしたものである。

上部パツカー１２は、ボーリング孔４内に配置
された上部パツカー本体１６と、この上部パツカ
ー本体１６の側部に設けられた弾性中空体１７
（第１の弾性中空体１７）（以下単に弾性中空体１
７という）と、上記上部パツカー本体１６の内部
に設けられた圧入ポンプ１８と、この圧入ポンプ
１８と上記弾性中空体１７とを連結する圧入管１
９と、この圧入管１９に設けられた圧入管開閉制
御弁２０と、上記圧入管１９の圧力開閉制御弁２
０下流側から分岐した排出管２１と、この排出管
２１に設けられた排出管開閉制御弁２２とからな
るものである。

上部パツカー本体１６は、円柱状に形成された
ものであつて、その軸方向をボーリング孔４の深
さ方向に向けて配置されている。この上部パツカ
ー本体１６には、上記透水試験用送水管７の端部
が取り付けられ、この端部の吐出口が上部パツカ
ー本体１６の下部に位置して上記透水試験区間１
５に連通している。

弾性中空体１７は、ゴムなどの弾性材をリング
状に形成してなるものであつて、内部に水が導入
されたときに膨張して上記上部パツカー本体１６
の下部と共にボーリング孔４内を閉塞することに
より透水試験区間１５を設定するようにしたもの
である。

圧入ポンプ１８は、上部パツカー本体１６の上
部に設けられた採水口２３からボーリング孔４内
の弾性中空体１７の上部室４ａに溜まつている
（地下）水を取り入れて、この孔内地下水を圧入
管１９内へ圧入するものである。この圧入ポンプ
１８の吐出口には、圧入管１９の一端が連結され
ている。この圧入管１９に設けられた圧入管開閉
制御弁２０は、その開閉が地上から制御される電
磁弁であつて、上記弾性中空体１７内に圧入され
た地下水が上記圧入ポンプ１８へ逆流するのを防
ぐものである。上記圧入管１９には、その途中部
の圧入管開閉制御弁２０下流側に圧入管１９内の
圧力を測定するパツカー圧測定用圧力センサー２
４が取り付けられ、その他端に弾性中空体１７が
連結されている。

排出管２１は、上記弾性中空体１７内の地下水
を、同弾性中空体１７の上部に設けられた排水口
２５から排出するものである。この排出管２１に
設けられた排出管開閉制御弁２２は、その開閉が
地上から制御される電磁弁であつて、上記弾性中
空体１７内に圧入された孔内地下水を上記排出管
２１を通してボーリング孔４内に排出するのを制
御するように設けられたものである。なお、圧入
ポンプ１８、圧入管１９、圧入管開閉制御弁２
０、排出管２１、排出管開閉制御弁２２、採水口
２３、排水口２５等により第１の地下水圧入排出
手段が構成されている。

下部パツカー１３は、円柱状の下部パツカー本
体２６の側部に上記弾性中空体１７と同様な弾性
中空体２７（第２の弾性中空体２７）（以下単に
弾性中空体２７という）が設けられたものであつ
て、上記圧入管１９の圧入管開閉制御弁２０下流
側から分岐した分岐管２８が上記中継ロツド１４
内を通つて弾性中空体２７に連結されたものであ
る。なお、分岐管２８により第１の地下水圧入排
出手段と協働して作用する第２の地下水圧入排出
手段が構成されている。

また、このボーリング孔用膨張式パツカーに
は、上部パツカー本体１６の下部に、上部パツカ
ー１２と下部パツカー１３の間に設けられた透水
試験区間１５の圧力を測定する透水区間圧測定用
圧力センサー２９が設けられると共に、この透水
区間圧測定用圧力センサー２９およびパツカー圧
測定用圧力センサー２４からの検出信号を地上へ
伝達するリード線と、上記圧入ポンプ１８、圧入
管開閉制御弁２０、排出管開閉制御弁２２へ地上
からの制御信号を伝達するリード線とが上記アー
マードケーブル６の内部に設けられ、上記各リー
ド線には制御装置（図示せず）が接続されてい
る。

このような構成のダブルパツカー式透水試験装
置を用いて透水試験区間１５の透水試験を行う場
合には、まず、透水試験用プローブ５をボーリン
グ孔４内の透水試験区間１５に降下させる。次い
で、排出管開閉制御弁２２を閉鎖した状態で、圧
入管開閉制御弁２０を開放し、圧入ポンプ１８を
作動させる。このようにすると、ボーリング孔４
内の弾性中空体１７の上部室４ａに溜まつた孔内
地下水が採水口２３から取り込まれて圧入管１９
内に流入し、この地下水が圧入管１９内を通つて
上部パツカー１２の弾性中空体１７内に圧入する
と共に分岐管２８を通つて下部パツカー１３の弾
性中空体２７に圧入し、これら弾性中空体１７，
２７を膨張させる。この場合、パツカー圧測定用
圧力センサー２４で圧入管１９内の圧力を検出す
ることによつて弾性中空体１７，２７内の圧力を
検知しつつ、孔内地下水を弾性中空体１７，２７
内に圧入し、弾性中空体１７，２７内の圧力がボ
ーリング孔４内を閉塞するために必要な圧力まで
達した時、圧入管開放制御弁２０を閉鎖する。こ
のようにすると、上部パツカー１２および下部パ
ツカー１３がそれぞれボーリング孔４内を閉塞
し、これら上部パツカー１２と下部パツカー１３
との間の透水試験区間１５が密閉される。このよ
うにして透水区間１５を密閉状態とした後、弁１
１を開放し、送水ポンプ８を作動させて透水試験
用送水管７に送水し、この透水試験用送水管７を
通して透水試験区間１５に注水する。この場合、
透水試験区間１５に注水される水の流量を流量計
９によつて測定すると共に、透水試験区間１５の
圧力を透水区間圧測定用圧力センサー２９によつ
て検出する。そして、これら流量および圧力によ
つて透水試験区間１５の岩盤の透水性を把握した
後、排出管開放制御弁２２を開放する。このよう
にすると、弾性中空体１７の内部の水が弾性中空
体１７の収縮力によつて排出管２１を通つてボー
リング孔４内に排出されると共に、弾性中空体２
７の内部の水も弾性中空体２７の収縮力によつて
分岐管２８、圧入管１９、排出管２１を通つてボ
ーリング孔４内に排出される。そして、弾性中空
体１７，２７内の水が排出されることによつて、
弾性中空体１７，２７がボーリング孔４の孔壁か
ら離れて透水試験区間１５を開放する。

「考案の効果」 この考案のボーリング孔用膨張式パツカーによ
れば、ボーリング孔内の第１の弾性中空体の上部
室に溜まつている地下水を第１、第２の弾性中空
体の内部に圧入してボーリング孔内を閉塞するよ
うにしたので、第１、第２の弾性中空体内に流体
を圧入する配管の長さを極めて短くすることがで
きる。このため、ボーリング孔の深部において透
水試験を行う場合にも、孔壁接触面積の大きい膨
張式パツカーを利用した透水試験用プローブをボ
ーリング孔の深部に容易に設置することができる
ので、深部の岩盤の透水性を比較的簡単に高精度
で把握することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、この考案の一実施例を示す
図であつて、第１図は透水試験用プローブの詳細
を示す縦断面図、第２図は透水試験装置全体の概
略構成図である。第３図ないし第５図は、従来の
パツカーを利用した装置の例を示す図であつて、
第３図は油圧駆動式のメカニカルパツカー式透水
試験装置の概略構成図、第４図はモータ駆動式の
メカニカルパツカー式透水試験装置の概略構成
図、第５図は膨張式パツカー式透水試験装置の概
略構成図である。 ４ａ……上部室、１２……上部パツカー、１３
……下部パツカー、１７……第１の弾性中空体、
１８……圧入ポンプ、１９……圧入管、２０……
圧入管開閉制御弁、２１……排出管、２２……排
出管開閉制御弁、２７……第２の弾性中空体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ボーリング孔内にその内壁面との間に間隔をあ
   けて上下動自在に設けられた上部パツカー本体、
   該上部パツカー本体の外周に自体を膨張させるこ
   とにより該外周と上記ボーリング内の内壁面との
   間を密閉可能に設けられた弾性を有する第１の弾
   性中空体、及び圧入ポンプ、弁を有し上記ボーリ
   ング孔内の第１の弾性中空体の上部室と該第１の
   弾性中空体内とを連通遮断自在に上記上部パツカ
   ー本体に設けられ、上記上部パツカー本体及び第
   １の弾性中空体内から上記第１の弾性中空体の上
   部室への地下水の排出を阻止して圧入ポンプによ
   り第１の弾性中空体内に地下水を圧入し得、かつ
   該第１の弾性中空体内の地下水を上記第１の弾性
   中空体の上部室に排出し得る第１の地下水圧入排
   出手段からなる上部パツカーと、上記ボーリング
   孔内にその内壁面との間に間隔をあけかつ上記上
   部パツカー本体の下端との間に透水試験区間を設
   けて上記下端に連結され上記上部パツカー本体の
   下方に設けられた下部パツカー本体、該下部パツ
   カー本体の外周に自体を膨張させることにより該
   外周と上記ボーリング孔の内壁面との間を密閉可
   能に設けられた弾性を有する第２の弾性中空体、
   及び上記第１の地下水圧入排出手段に連通され上
   記第２の弾性中空体内と上記第１の弾性中空体の
   上部室とを連通遮断自在に上記下部パツカー本体
   に設けられ、上記下部パツカー本体及び第２の弾
   性中空体内から上記第１の弾性中空体の上部室へ
   の地下水の排出を阻止して上記第１の地下水圧入
   排出手段と協働して圧入ポンプにより第２の弾性
   中空体内に地下水を圧入し得、かつ該第２の弾性
   中空体内の地下水を上記第１の弾性中空体の上部
   室に排出し得る第２の地下水圧入排出手段からな
   る下部パツカーと、上記透水試験区間に下端の吐
   出口が連通するように上記上部パツカー本体に取
   り付けられ、連通状態で地上に設けられた流量
   計、圧力計、送水ポンプに上端が連通された透水
   試験用送水管と、上記透水試験区間に連通して設
   けられ該透水試験区間の内圧を検出する透水区間
   圧測定用圧力センサと、上記第１の地下水圧入排
   出手段に連通して設けられ上記第１，第２の弾性
   中空体の内圧を検出するパツカー圧測定用圧力セ
   ンサと、上記透水区間圧測定用圧力センサ、パツ
   カー圧測定用圧力センサ、及び第１の地下水圧入
   排出手段に接続され上記各センサの検出信号に基
   づき上記第１，第２の弾性中空体内に地下水を圧
   入させかつ該第１，第２の弾性中空体内の地下水
   を排出させる制御装置とを備えてなることを特徴
   とするボーリング孔用膨張式パツカー。