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公開番号2025075608
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-15
出願番号2023186899
出願日2023-10-31
発明の名称地下水観測装置および地下水観測方法
出願人清水建設株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類E21B 49/00 20060101AFI20250508BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】ケーシングおよびパッカーが孔内に抑留する事態を防止することができる地下水観測装置および地下水観測方法を提供する。
【解決手段】上下方向に平行に挿入配置される2本のケーシング12、14と、遮水用のパッカー16と、水圧計測手段と、採水手段とを備える地下水観測装置100であって、ボーリング孔10の孔壁18と前記2本のケーシング12、14との間に、前記孔壁18と前記ケーシング12、14の間の干渉を防止するためのクリアランスC1、C2が設けられ、前記孔壁18と前記パッカー16との間に、前記孔壁18と前記パッカー16の間の干渉を防止するためのクリアランスC3が設けられているようにする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
上下方向のボーリング孔の内部において、上下方向に平行に挿入配置される２本のケーシングと、前記２本のケーシングの周囲において上下方向に間隔をあけて複数配置される遮水用のパッカーと、いずれか一方の前記ケーシングの内部に挿入配置され、前記パッカーにより上下に区切られた区間の地下水の水圧を計測する水圧計測手段と、いずれか他方の前記ケーシングの内部に挿入配置され、前記区間の地下水を採水する採水手段とを備える地下水観測装置であって、
前記ボーリング孔の孔壁と前記２本のケーシングとの間に、前記孔壁と前記ケーシングの間の干渉を防止するためのクリアランスが設けられ、前記孔壁と前記パッカーとの間に、前記孔壁と前記パッカーの間の干渉を防止するためのクリアランスが設けられていることを特徴とする地下水観測装置。
続きを表示（約 410 文字）【請求項２】
前記２本のケーシングは、それぞれ接続部を介して複数のケーシング要素を上下方向に接続して構成され、前記接続部の外径は、前記ケーシング要素の外径よりも大きく、前記２本のケーシングのそれぞれの前記接続部は、上下方向に同じ位置、または、上下方向に異なる位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の地下水観測装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の地下水観測装置を用いて、前記パッカーにより区切られた区間の地下水の水圧の計測と、前記区間の地下水の採水とを同時に実施する地下水観測方法であって、前記２本のケーシングおよび前記パッカーを前記ボーリング孔に挿入配置するステップと、前記パッカーを拡張して、前記パッカーを前記孔壁に密着させるステップと、その後、前記水圧計測手段により水圧の計測を実施し、前記採水手段により地下水の採水を実施するステップとを有することを特徴とする地下水観測方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下水観測装置および地下水観測方法に関するものである。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来の地下水調査の例を図２（非特許文献１を参照）に示す。図２（１）は、調査対象深度ごとにボーリング孔を掘削して調査を行うシステムであり、調査対象の数だけボーリング孔を掘削することになる。一方、図２（２）（３）は、複数の調査深度を１本のボーリング孔で調査するシステムである。
【０００３】
それぞれの調査方法にはそれぞれの特徴があるが、一般に、調査深度が浅く調査深度の数がそれ程多くなければ図２（１）の方法の方が経済的である。その一方で、調査深度が深くなり、かつ調査地点が多くなると図２（２）（３）の方法の方が便利である。
【０００４】
図３は、図２（３）の地下水調査システム（ＭＰシステム）の概要を示したものである。このＭＰシステムは、ボーリング孔１にＭＰケーシング２と呼ばれる複数のパッカー３の付いたケーシングパイプを設置したものである。このＭＰシステムは、図３（Ａ）に示すように、ケーブル４に繋がれた圧力計５をＭＰケーシング２内の計測ポートに設置することができる。これにより、各区間の地下水圧を地上のデータロガー６に記録可能である。また、図３（Ｂ）に示すように、ケーブル４に繋がれた採水プローブ７および採水ボトル８を、地上のウインチ９を介してＭＰケーシング２内の計測ポートに設置することができる。これにより、パッカー３で区分けされた各区間の地下水を採水プローブ７を介して採水ボトル８に採水可能である。このＭＰシステムの特徴をまとめると以下のようになる。
（１）１本のボーリング孔で複数の地点の地下水調査が可能である。
（２）孔内の複数の調査地点に圧力計を設置することができ、圧力の観測を行うことができる。
（３）地下水採水用の採水プローブと採水ボトルを組み合わせることで、封圧状態の地下水試料を採取することができる。
【０００５】
上記の従来のＭＰシステムにおいては、１孔の複数の調査地点に圧力計を設置することで継続した圧力の観測を行い、地下水の採取については圧力計を撤収することでそれを行ってきた。近年、地下水圧力の観測の連続性を維持しながら、地下水採取を行うニーズができてきたが、従来のＭＰシステムにおいてはそのニーズに対応することが難しい。つまり、図３（Ａ）のようにＭＰケーシング２内に圧力計５を設置している状態では、（Ｂ）のようにＭＰケーシング２内に更に採水プローブ７と採水ボトル８を挿入できないのである。従来のＭＰシステムで対応するとすれば、ボーリング孔１を２本掘削し、１本に圧力計５を設置することで常時圧力観測を行い、もう１本で定期的に採水を行うことが考えられる。この場合、ボーリング費用、およびＭＰケーシングの費用が２倍になるという問題がある。
【０００６】
このような問題を解決するための技術として、本特許出願人は、特許文献１に記載の装置を既に提案している。この特許文献１に記載の装置は、図４に示すように、１本のボーリング孔１内にＭＰケーシング２を軸平行に２本配置し、それぞれのケーシング２において圧力計５と、採水プローブ７および採水ボトル８を設け、地下水圧力の連続観測と地下水採取を同時に行えるようにしたものである。２本のケーシング２の周囲には、これらケーシング２を包含する態様で上下方向に間隔をあけて遮水用のパッカー３が複数配置される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
竹下裕二：“最近の地下水調査方法と計測技術”6.地下水動態の計測 6.1地下水の水位・水圧の計測法，地下水学会誌，第36巻第3号(1994)，293-303.
【特許文献】
【０００８】
特開２０２２－６６１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の特許文献１に記載の装置においては、既存のＭＰケーシングを２本使用し、それぞれのケーシングにおいて既存の地下水圧力観測および地下水採取を行う。１本の試錐孔には、２本のＭＰケーシングとパッカーという孔内装置が設置されることになる。
【００１０】
一方、試錐孔を掘削する場合、試錐孔の長さが長くなるほど（例えば、深度１０００ｍ程度、孔径１５０ｍｍ程度）、孔曲がり、孔壁崩壊、試錐孔断面の扁平化などを生じる可能性が極めて高くなる。このような試錐孔に上記の孔内装置を挿入すると、孔内装置が孔内に抑留し、適切な位置に配置できなくなるおそれがある。また、孔内装置が正常に機能しなくなるおそれがある。このため、試錐孔の限られた空間の中で孔内装置が正常に機能するように、孔壁と孔内装置の間のクリアランスをなるべく多く確保することが望ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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