JPS63277314A - 水圧検出パッカ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、中央に位置する通水管と、その外側に設けら
れ加圧流体の供給により膨張するゴムチューブを備えた
、ルジオンテスト等に好適なパッカーに関し、更に詳し
くは、パッカーの先端側の側面に圧力検出孔が開口し、
それと連通ずる圧力伝達路がバンカーの基端側へと延設
されていて、所定深度での静水圧を正確に測定できるよ
うにした水圧検出パッカーに関するものである。

［従来の技術］ ダム基礎等において透水性を調査する方法として、直接
透水度を求めることができるルジオンテストが採用され
ている。ルジオンテストにはシングルパッカー法（ステ
ージ法）やダブルパッカー法等がある。シングルバンカ
ー法では、ポーリング孔の底部数メートルを１ステージ
としてその上をパッカーで栓をし、その区間に水を圧入
して注入圧力と総水量から透水度を求めている。

ここで用いられるパッカーは、中央を縦貫する通水管と
、その外側を取り囲み両端で固着されて加圧流体（例え
ば加圧空気等）の圧入により膨張しポーリング孔を閉塞
させるゴムチューブとを備えた構造が一般的である。

注水圧力Ｐは次式で求められる。

Ｐ−Ｐ、＋γ（ｈ＋　　　ｈｚ　　　ｈｘ　）但し、Ｐ
ｏ　：口元圧力、 ｈｌ　：圧力計から基準面までの標高差、ｈ２　：地下
水位から基準面までの標高差、ｈ３　：管内抵抗による
損失水頭 である。つまり試験基準面（深度）での注水圧力を算出
するためには管内抵抗による損失水頭ｈ３を正しく求め
ておく必要がある。

ルジオンテストの各種の仕様では、上記の管内抵抗によ
る損失水頭り、を、現地において送水パイプを実際に使
用する長さ分だけ水平に延長敷設し、水量を何段階かに
分けて送水して、その圧力損失から求めている。

［発明が解決しようとする問題点］ このような事前の送水試験は本来水平な所で行われるべ
きであるが、試験深度が深い場合はその長さ分の水平な
場所を現地で求めることが困難な場合が多く、たとえ水
平な場所が求められたとしても、現地でそのような送水
試験を行うことは多大な労力と時間を必要とする。

そこでパッカーの上部の通水路内に細長状の圧力センサ
を下向きに組み込み試験基準面近傍での水圧を直接測定
することも試みられた。ところが実際に試験を行ってみ
ると、吐出口から１メ一トル程度の上部に圧力センサを
設置しているにも関わらず吐出口を開放して送水しても
数ｋｇｆ／ｃｍ”の圧力損失が生じてしまうことが判明
した。その理由は、圧力検出部の内部が狭く構造が？ｊ
ｌ雑であるため、特に流量が大きい時には静圧のみなら
ず突出に際しての動圧を検出してしまうためであると考
えられる。ところがパッカーや検出部を大きくするとボ
ーリング孔も大きくしなければならず、経済性が極端に
悪（なる問題が生じ到底採用し難い。

本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し
、構造が単純であり且つ動圧がかかり難い構造にして試
験基準面での静水圧のみを正確に且つ容易に測定できる
ようにした水圧検出パッカーを提供することにある。

Ｅ問題点を解決するための手段］ 上記のような目的を達成することので・きる本発明は、
中央を縦貫する通水管と、その外側を取り囲み両端で固
着されて加圧流体の供給により膨張するゴムチューブと
を備えたパッカーにおいて、該バンカーの先端側で且つ
その中心軸に対してほぼ直角方向を向いて開口する圧力
検出孔を形成し、該圧力検出孔と連通ずる圧力伝達路が
パッカーの基端側へと導かれるように設けた水圧検出パ
ッカーである。

圧力検出孔は通水管の内面に向かって開口していてもよ
いが、より好ましくはポーリング孔壁と対向するように
該側面側に開口させる構造とする。圧力伝達路の基端側
端部には更に測定部まで達するチューブを接続し、チュ
ーブ内の水と空気とを圧力伝達媒体として圧力検出する
のが最も簡単で確実性があるが、場合によってはバンカ
ーの基端例に圧力センサを取り付ける構造としてもよい
。

［作用］ ゴムチューブはその中に圧入される加圧流体により膨張
し、ポーリング孔壁に圧接してボーリング孔を閉塞させ
る。そして測定側から通水管を通して水が供給される。

本発明においては、圧力検出孔がパッカーの中心軸に対
してほぼ直角方向、即ち注入水の流れ方向に対して直角
な方向に開口しているからピトー管の原理（流水に直角
に開いた開口部には動圧が作用しない）により圧力検出
孔には静水圧だけが作用することになる。この試験基準
面での静水圧は圧力伝達路を介して伝達され測定される
ことになる。

このように本発明ではバンカー内部に圧力検出孔とそれ
に連通ずる圧力伝達路が設けられるだけだから構造は極
めて簡単であり、細径のバンカーでも十分対応できるし
、且つ動圧の影響を受けないため正確な測定が可能とな
る。

［実施例］ 第１図は本発明に係る水圧検出パッカーの好ましい一実
施例を示す縦断面図であり、第２図はそのｎ−ｎ断面図
である。

この水圧検出パッカー１０は、中央を縦貫するように通
水管１２が位置し、その外側を取り囲むように中間パイ
プ１４を介してゴムチューブ１６が設けられる。通水管
１２０両端には先端ブロック１８と基端ブロック２０が
設けられ、それらによって前記ゴムチューブ１６の両端
が変形しないように密着固定される。基端ブロック２０
にはガス流路２２が形成され基端側のガス・コネクタ２
４を介して送られてくる加圧空気がゴムチューブＩ６と
中間パイプＩ４との間に圧送しうる構造である。

さて本発明の特徴は、このような水圧検出バッカー１０
において、先端ブロック１８にバッカーの中心軸に対し
てほぼ直角方向を向いて開゛　口する圧力検出孔３０を
形成し、該圧力検出孔３０と連通ずる圧力伝達路をパッ
カー基端側へと延設した点にある。

この実施例では、第２図に詳細に示されているように、
圧力検出孔３０は先端ブロック１８中に放射状に８本形
成され、それらの各先端が外周面で開口し、基端が圧力
伝達路と連通ずるように設けられている。圧力伝達路は
、通水管１２の外壁軸方向に形成した溝内に埋設した圧
力伝達チューブ３２と、それと連通し基端ブロック１２
の端部に位置する圧力伝達用コネクタ３４に導かれる連
通孔３６等から構成される。

次にこのように構成した水圧検出バッカー１０の使用方
法について第３図により説明する。

バッカー１０の基端側には注水管４０が接続され、ガス
・コネクタ２４には加圧空気配管４２が、また圧力伝達
用コネクタ３４にはポリウレタン・チューブ４４が接続
されて、ポーリング孔４６内に挿入され、所定の試験基
準面（深度）で保持される。この状態で加圧空気配管４
２を使用し地表から加圧空気を送り込む。加圧空気はパ
ッカー基端側のガス流路２２を通り、ゴムチューブ１６
と中間パイプ１４の間に入り、該ゴムチューブ１６を膨
張させる。これによってゴムチューブ１６がポーリング
孔壁と圧着し、ポーリング孔４６に栓が施される。

そして注水管４０並びに通水管１２を通して地表から注
水を行う、この時、地表での注水圧力Ｐは圧力計４８に
より、また流入水ｉ１Ｑは量水計５０により測定できる
。

さてこのような状態で本バンカー１０を利用して次のよ
うにして試験基準面での静水圧を測定できる。その測定
の模式図を第４図に示す。

試験基準面での圧力Ｐ、は、ポリウレタン・チューブ４
４内の水と空気とによって地上の圧力ゲージ５２に伝達
される。本発明では、圧力検出孔３０が前述のようにバ
ッカー中心軸に対して直角な方向に形成され、外側周面
で、即ちポーリング孔壁と対向するように開口している
。

それ故、ピトー管と同様の原理で、即ち流水に直角に開
いた開口部には動圧が作用しないという原理が作用し、
通水管１２から高速で水が供給されても、それとは無関
係に静水圧のみが作用することになる。この静水圧Ｐ＋
　は地上ゲージ圧Ｐ２に対して次のような関係にある。

Ｐ　＋　（ｋｇｆ／ｃｍｔ）　＝　（Ｌ　ｚ（＋５Ｈｔ
Ｏ）／１０）　十、　Ｐ　寞（ｋｇｆ／Ｃｍ’）＝　（
（Ｌ−Ｌｌ　）／］、Ｏ）＋Ｐｔまたボイルの法則から Ｌ（ｍ）Ｘ　１　（ｋｇｆ／ｃｍ勺＝　Ｌｌ（ｍ）ｘ　
Ｐｇそれ故、 Ｐ＋　　＝　（Ｌ−−）／１０）＋ｐ。

ｔ このようにして地上ゲージ圧Ｐｇ、およびゲージ設置位
置と測定基準面との長さしとから測定基準面での静水圧
Ｐ、を求めることができる。

以上本発明の好ましい一実施例について詳述したが、本
発明はこのような構成のみに限定されるものではない、
前記の実施例では圧力検出孔３０がポーリング孔壁に対
向するように外向きに開口させている。このポーリング
孔に面した位置はもともと動圧を受は難い個所であるた
め、測定上では、また装置構成上でも最も好ましいが、
内面側、即ち通水管１２を貫通して通水路に直接面して
開口するような構造であってもよい。何れにしても通水
方向に対してほぼ直角な方向に開口していれば、動圧の
影響を受けることなく静水圧のみ検出することが可能で
ある。

また本実施例では圧力伝達用コネクタ３４にポリウレタ
ン・チューブ４４を接続して地上まで立ち上げているが
、圧力伝達用コネクタ３４の近傍に圧力センサを組み込
むことも可能である。この場合バンカーの基端ブロック
内に組み込むことも可能であるし、バッカーのやや上部
に連結することも可能である。そのような構成では、圧
力検出孔からの圧力を伝達して圧力センサで電気信号に
変え、ケーブルによって地表の記録計等に導く。このよ
うにすると自動記録も可能となる。

［発明の効果コ 本発明は上記のようにバッカーの先端部側で注水流路の
注水方向に対してほぼ直角な方向に圧力検出孔が開口し
、そこで検出された圧力を圧力伝達路を通してバンカー
の基端側へと導くように構成したから、注水による動圧
が作用せず試験基準面での静水圧のみを正確に測定する
ことができる効果がある。

また本発明ではバッカーの内部には圧力検出孔と圧力伝
達路のみを形成すればよいことになるため、細いバンカ
ーに対しても十分対応できる。

このように本発明では地上ゲージ圧と試験基準面までの
距離のみから試験基準面での静水圧を正確に求めること
ができるため、従来技術のように現地において送水パイ
プを実際に使用する長さ分だけ水平に接続延長し水量を
変えて損失圧力を求めるといった煩瑣で人指りな作業が
不要となり、労力並びに時間を大幅に節約できる点で甚
だ優れた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る水圧検出バンカーの一実施例を示
す縦断面図、第２図はそのｎ−ｕ断面図、第３図は本発
明に係るバッカーの使用状態の一例を示す説明図、第４
図はその測定原理を示す説明図である。 １０・・・水圧検出バンカー、１２・・・通水管、１４
・・・中間バイブ、１６・・・ゴムチューブ、１８・・
・先端ブロック、２０・・・基端ブロック、２２・・・
ガス流路、３０・・・圧力検出孔、３２・・・圧力伝達
チューブ。 特許出願人　　　応用地質株式会社 代　　理　　人　　　　　茂　　見　　　　　穣第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、中央を縦貫する通水管と、その外側を取り囲み両端
   で固着されて加圧流体の供給により膨張するゴムチュー
   ブを備えたパッカーにおいて、該パッカーの先端側で且
   つその中心軸に対してほぼ直角方向を向いて開口する圧
   力検出孔を形成し、該圧力検出孔と連通する圧力伝達路
   をパッカー基端側まで設けたことを特徴とする水圧検出
   パッカー。