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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025088263
(43)【公開日】2025-06-11
(54)【発明の名称】湧水観測装置とその形成分離方法
(51)【国際特許分類】
E21D 9/00 20060101AFI20250604BHJP
E21D 9/04 20060101ALI20250604BHJP
【ＦＩ】
E21D9/00 Z
E21D9/04 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023202852
(22)【出願日】2023-11-30
(71)【出願人】
【識別番号】000206211
【氏名又は名称】大成建設株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】591247798
【氏名又は名称】原工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】熊本 創
(72)【発明者】
【氏名】平塚 裕介
(72)【発明者】
【氏名】藤田 クラウディア
(72)【発明者】
【氏名】原 和之
(72)【発明者】
【氏名】佐伯 靖昭
【テーマコード（参考）】
2D054
【Ｆターム（参考）】
2D054AC20
2D054FA01
2D054GA63
(57)【要約】
【課題】人力によるボーリング孔へのパッカーの設置や回収を不要にして、安全かつ効率的に切羽前方の湧水の状態を把握することのできる、湧水観測装置と湧水観測方法を提供する。
【解決手段】ボーリング孔Ｂの先端から湧水Ｗを取り込む湧水観測装置１００であり、パッカー装置２０と二重管ロッド３０とが相互に接続され、さらにＡ観測計４８を備えている軸状ユニット６０と、ボーリング孔Ｂから軸状ユニット６０を引き抜く移動装置１７と、軸状ユニット６０の内部に設けられ、送水された水をパッカー２６の内側面に到達させる第１流路と、パッカー装置２０にて取り込んだ湧水Ｗを観測計４８に到達させる第２流路とを有し、軸状ユニット６０の一部と移動装置１７に跨がって双方の相対回転を不可に拘束する回転拘束治具２００と、移動装置１７の回転の際に軸状ユニット６０の他部を拘束して供回りを防止する回転拘束部１８Ａをさらに有する。
【選択図】図７
【解決手段】ボーリング孔Ｂの先端から湧水Ｗを取り込む湧水観測装置１００であり、パッカー装置２０と二重管ロッド３０とが相互に接続され、さらにＡ観測計４８を備えている軸状ユニット６０と、ボーリング孔Ｂから軸状ユニット６０を引き抜く移動装置１７と、軸状ユニット６０の内部に設けられ、送水された水をパッカー２６の内側面に到達させる第１流路と、パッカー装置２０にて取り込んだ湧水Ｗを観測計４８に到達させる第２流路とを有し、軸状ユニット６０の一部と移動装置１７に跨がって双方の相対回転を不可に拘束する回転拘束治具２００と、移動装置１７の回転の際に軸状ユニット６０の他部を拘束して供回りを防止する回転拘束部１８Ａをさらに有する。
【選択図】図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
切羽に設けられているボーリング孔に設置されて、該ボーリング孔の先端から湧水を取り込んで湧水観測を行う、湧水観測装置であって、
少なくとも、パッカーを備えているパッカー装置と、該パッカー装置の一端に装着される二重管ロッドとが相互に接続され、さらに観測計を備えている、軸状ユニットと、
前記軸状ユニットの少なくとも一部を前記ボーリング孔に挿入し、かつ該ボーリング孔から該軸状ユニットを引き抜く、移動装置と、
前記軸状ユニットの内部に設けられ、送水された水を前記パッカーの内側面に到達させる、第１流路と、
前記パッカー装置にて取り込んだ前記湧水を前記観測計に到達させる、第２流路とを有し、
前記軸状ユニットの一部と前記移動装置に跨がって双方の相対回転を不可に拘束する回転拘束治具と、該軸状ユニットの一部と該移動装置の回転の際に該軸状ユニットの他部を拘束して供回りを防止する回転拘束部をさらに有することを特徴とする、湧水観測装置。
少なくとも、パッカーを備えているパッカー装置と、該パッカー装置の一端に装着される二重管ロッドとが相互に接続され、さらに観測計を備えている、軸状ユニットと、
前記軸状ユニットの少なくとも一部を前記ボーリング孔に挿入し、かつ該ボーリング孔から該軸状ユニットを引き抜く、移動装置と、
前記軸状ユニットの内部に設けられ、送水された水を前記パッカーの内側面に到達させる、第１流路と、
前記パッカー装置にて取り込んだ前記湧水を前記観測計に到達させる、第２流路とを有し、
前記軸状ユニットの一部と前記移動装置に跨がって双方の相対回転を不可に拘束する回転拘束治具と、該軸状ユニットの一部と該移動装置の回転の際に該軸状ユニットの他部を拘束して供回りを防止する回転拘束部をさらに有することを特徴とする、湧水観測装置。
【請求項2】
前記回転拘束治具は、２つの半割管が回動軸を介して相互に回動自在に接続され、前記移動装置と、前記軸状ユニットの双方の把持位置を把持した姿勢で、該回動軸の反対側において相互にボルト接合されるようになっている、パイプレンチであり、
少なくとも一方の前記半割管のうち、前記双方の把持位置に対応する位置には、多数の凸部を有するチャックピースがボルトにより把持位置を締め付け自在に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の湧水観測装置。
少なくとも一方の前記半割管のうち、前記双方の把持位置に対応する位置には、多数の凸部を有するチャックピースがボルトにより把持位置を締め付け自在に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の湧水観測装置。
【請求項3】
前記回転拘束治具は、前記移動装置と、前記軸状ユニットの双方をコの字状に包囲しながら双方の把持位置に跨がる、ダブルレンチであり、
前記コの字状を形成する対向する一対の側壁の内側にあって、多数の凸部を有するチャックピースがボルトにより、前記移動装置の把持位置を締め付け自在に設けられており、
前記二重管ロッドと前記移動装置の把持位置は、フラットな把持面とされていることを特徴とする、請求項１に記載の湧水観測装置。
前記コの字状を形成する対向する一対の側壁の内側にあって、多数の凸部を有するチャックピースがボルトにより、前記移動装置の把持位置を締め付け自在に設けられており、
前記二重管ロッドと前記移動装置の把持位置は、フラットな把持面とされていることを特徴とする、請求項１に記載の湧水観測装置。
【請求項4】
前記パッカー装置の一端に装着される二重管ロッドと、該二重管ロッドの一端に装着されるとともに前記観測計を備えている流路切替えアダプタと、該流路切替えアダプタの一端に装着される第１逆止弁とをさらに有し、
前記パッカー装置と前記二重管ロッドと前記流路切替えアダプタと前記第１逆止弁が相互に接続されて、前記軸状ユニットが形成され、
前記第１逆止弁は、前記パッカー装置へ送水する際に前記第１流路を開き、該パッカー装置から戻り水が戻る際に該第１流路を閉じることを特徴とする、請求項１に記載の湧水観測装置。
前記パッカー装置と前記二重管ロッドと前記流路切替えアダプタと前記第１逆止弁が相互に接続されて、前記軸状ユニットが形成され、
前記第１逆止弁は、前記パッカー装置へ送水する際に前記第１流路を開き、該パッカー装置から戻り水が戻る際に該第１流路を閉じることを特徴とする、請求項１に記載の湧水観測装置。
【請求項5】
前記流路切替えアダプタと前記第１逆止弁との間に、水圧測定装置が介在し、該水圧測定装置も前記軸状ユニットを形成し、
前記水圧測定装置は、少なくとも前記第１流路内の水圧を測定し、
前記第１逆止弁は、前記パッカー装置へ送水する際に前記第１流路を開き、該パッカー装置から戻り水が戻る際に該第１流路を閉じるようになっており、
前記水圧測定装置は、前記第１流路を形成する主流路と、該主流路から分岐した枝流路とを備え、
前記枝流路の途中には第２逆止弁が介在して、前記パッカー装置へ送水する際に該第２逆止弁が前記枝流路を閉じるようになっており、
前記枝流路にチェック弁が取り付けられて、前記第１流路内の水圧が測定されることを特徴とする、請求項４に記載の湧水観測装置。
前記水圧測定装置は、少なくとも前記第１流路内の水圧を測定し、
前記第１逆止弁は、前記パッカー装置へ送水する際に前記第１流路を開き、該パッカー装置から戻り水が戻る際に該第１流路を閉じるようになっており、
前記水圧測定装置は、前記第１流路を形成する主流路と、該主流路から分岐した枝流路とを備え、
前記枝流路の途中には第２逆止弁が介在して、前記パッカー装置へ送水する際に該第２逆止弁が前記枝流路を閉じるようになっており、
前記枝流路にチェック弁が取り付けられて、前記第１流路内の水圧が測定されることを特徴とする、請求項４に記載の湧水観測装置。
【請求項6】
台車と、該台車に対して回動自在に装着されているブームと、該ブームの先端に装着されているガイドシェルと、該ガイドシェルに沿ってスライドするドリフターと、該ドリフターの先端に装着されているシャンクロッドと、該シャンクロッドに送水する送水手段とを備えている、穿孔機において、該ドリフターと該ドリフターと該シャンクロッドが前記移動装置を形成し、該シャンクロッドに対して前記軸状ユニットが直接的もしくは間接的に接続され、該送水手段から前記第１流路に水が送水されるようになっていることを特徴とする、請求項４又は５に記載の湧水観測装置。
【請求項7】
前記シャンクロッドと前記第１逆止弁との間に介在し、前記移動装置に含まれる異形コネクタをさらに備えていることを特徴とする、請求項６に記載の湧水観測装置。
【請求項8】
前記ガイドシェルの先端と該先端の後方にはそれぞれ、前方セントラライザと後方セントラライザが装着されており、
前記異形コネクタと前記第１逆止弁との間に介在して、前記軸状ユニットに含まれる押し込み管をさらに備え、
前記前方セントラライザよりも切羽側に前記第１逆止弁が位置していることを特徴とする、請求項７に記載の湧水観測装置。
前記異形コネクタと前記第１逆止弁との間に介在して、前記軸状ユニットに含まれる押し込み管をさらに備え、
前記前方セントラライザよりも切羽側に前記第１逆止弁が位置していることを特徴とする、請求項７に記載の湧水観測装置。
【請求項9】
切羽に設けられているボーリング孔に設置されて、該ボーリング孔の先端から湧水を取り込んで湧水観測を行う、湧水観測装置であって、パッカーを備えているパッカー装置と、該パッカー装置の一端に装着される二重管ロッドとが相互に接続され、さらに観測計を備えている、軸状ユニットと、該軸状ユニットの少なくとも一部を前記ボーリング孔に挿入し、かつ該ボーリング孔から該軸状ユニットを引き抜く、移動装置とを有する湧水観測装置において、該移動装置と該軸状ユニットを接続して該軸状ユニットを該ボーリング孔に挿入して湧水観測を実施し、湧水観測後は該ボーリング孔から該軸状ユニットを引き抜き、該移動装置の他部から該移動装置の一部を分離し、次いで、該軸状ユニットの一部から該移動装置を分離して湧水観測装置を回収する、湧水観測装置の形成分離方法であって、
前記軸状ユニットを形成する際は、前記軸状ユニットの他部を前記ボーリング孔に挿入しつつ、該軸状ユニットの他部を回転拘束部により拘束し、回転拘束治具を該軸状ユニットの一部と該移動装置に跨がって双方の相対回転を不可に拘束し、該軸状ユニットの一部と該移動装置を同期して回転させることにより、該軸状ユニットの一部と他部を接続して前記軸状ユニットを形成し、
前記軸状ユニットと前記移動装置を分離する際は、前記軸状ユニットの他部を前記回転拘束部により拘束し、回転拘束治具を該軸状ユニットの一部と該移動装置に跨がって双方の相対回転を不可に拘束し、該軸状ユニットの一部と該移動装置を同期して回転させることにより、該軸状ユニットの一部と他部を分離し、次いで、該軸状ユニットの一部と該移動装置から回転拘束治具を取り外し、該軸状ユニットの一部を前記回転拘束部により拘束し、該移動装置を回転させることにより、該移動装置と該軸状ユニットの一部を分離することを特徴とする、湧水観測装置の形成分離方法。
前記軸状ユニットを形成する際は、前記軸状ユニットの他部を前記ボーリング孔に挿入しつつ、該軸状ユニットの他部を回転拘束部により拘束し、回転拘束治具を該軸状ユニットの一部と該移動装置に跨がって双方の相対回転を不可に拘束し、該軸状ユニットの一部と該移動装置を同期して回転させることにより、該軸状ユニットの一部と他部を接続して前記軸状ユニットを形成し、
前記軸状ユニットと前記移動装置を分離する際は、前記軸状ユニットの他部を前記回転拘束部により拘束し、回転拘束治具を該軸状ユニットの一部と該移動装置に跨がって双方の相対回転を不可に拘束し、該軸状ユニットの一部と該移動装置を同期して回転させることにより、該軸状ユニットの一部と他部を分離し、次いで、該軸状ユニットの一部と該移動装置から回転拘束治具を取り外し、該軸状ユニットの一部を前記回転拘束部により拘束し、該移動装置を回転させることにより、該移動装置と該軸状ユニットの一部を分離することを特徴とする、湧水観測装置の形成分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、湧水観測装置とその形成分離方法に関する。
【背景技術】
【0002】
山岳トンネルの施工においては、切羽前方の湧水区間の湧水量や湧水圧といった湧水の状態を把握し、事前に湧水対策を行うことが肝要である。
この湧水状態の把握方法としては、切羽にボーリング孔（先進ボーリング孔）を設け、人力にてパッカーを備えたロッド（パッカーロッド）を継ぎ足しながら孔奥へパッカーを挿入し、湧水量や湧水圧を測定した後に、人力によりパッカーロッドを引き抜いて回収する方法が一般に適用される。
しかしながら、この方法では、切羽の直下に人が立ち入るために安全性に課題がある。また、ボーリング孔から湧水が排水されている状況下で、パッカーを挿入する作業や引き抜いて回収する作業には多くの労力を要し、特に、切羽の天端付近等の高所にあるボーリング孔に対しては、穿孔機のマンゲージや高所作業車のバケット上での作業となることから、より一層困難な作業となり得る。
また、湧水圧が高い場合は、パッカーがボーリング孔から噴出する恐れがあることから、パッカーの噴出防止のためのパッカー押さえ設備等が必要となり、湧水状態の把握に手間と時間を要する。
この湧水状態の把握方法としては、切羽にボーリング孔（先進ボーリング孔）を設け、人力にてパッカーを備えたロッド（パッカーロッド）を継ぎ足しながら孔奥へパッカーを挿入し、湧水量や湧水圧を測定した後に、人力によりパッカーロッドを引き抜いて回収する方法が一般に適用される。
しかしながら、この方法では、切羽の直下に人が立ち入るために安全性に課題がある。また、ボーリング孔から湧水が排水されている状況下で、パッカーを挿入する作業や引き抜いて回収する作業には多くの労力を要し、特に、切羽の天端付近等の高所にあるボーリング孔に対しては、穿孔機のマンゲージや高所作業車のバケット上での作業となることから、より一層困難な作業となり得る。
また、湧水圧が高い場合は、パッカーがボーリング孔から噴出する恐れがあることから、パッカーの噴出防止のためのパッカー押さえ設備等が必要となり、湧水状態の把握に手間と時間を要する。
【0003】
以上のことから、人力によるボーリング孔へのパッカーの設置や回収を不要にして、安全かつ効率的に切羽前方の湧水の状態（湧水量や湧水圧、水質等）を把握することのできる、湧水観測装置が望まれる。
【0004】
ここで、特許文献１には、ドリルジャンボとパッカーを用いて、掘削と注入を行う、二重管ダブルパッカー工法が提案されている。
具体的には、周壁に複数の注入孔を設け、かつリングビットを先端に取り付けたケーシング内に、単管掘削が可能な単管掘削機から受けた打撃力及び回転力をリングビットに伝える掘削ビットを取り付けたインナーロッドを挿入し、単管掘削機に連結したインナーロッドと、ケーシングとによって地山を掘削し、ケーシングからインナーロッド及び掘削ビットを引き抜いた後、吐出孔が形成されたパイプをケーシング内に挿入するとともに、ケーシングとパイプとの間隙にシール材を充填し、パイプ内に、該パイプ内の空間を隔てる一対のパッカーと、これらのパッカーの間に設けられた噴出孔とを備えるインジェクションパイプを挿入し、ケーシングを地山内に設置した状態で、インジェクションパイプの後端から注入材を供給し、注入材を噴出孔及び吐出孔を介して注入孔から地山に注入する工法である。
具体的には、周壁に複数の注入孔を設け、かつリングビットを先端に取り付けたケーシング内に、単管掘削が可能な単管掘削機から受けた打撃力及び回転力をリングビットに伝える掘削ビットを取り付けたインナーロッドを挿入し、単管掘削機に連結したインナーロッドと、ケーシングとによって地山を掘削し、ケーシングからインナーロッド及び掘削ビットを引き抜いた後、吐出孔が形成されたパイプをケーシング内に挿入するとともに、ケーシングとパイプとの間隙にシール材を充填し、パイプ内に、該パイプ内の空間を隔てる一対のパッカーと、これらのパッカーの間に設けられた噴出孔とを備えるインジェクションパイプを挿入し、ケーシングを地山内に設置した状態で、インジェクションパイプの後端から注入材を供給し、注入材を噴出孔及び吐出孔を介して注入孔から地山に注入する工法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００６－２７４５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１に記載の二重管ダブルパッカー工法によれば、地山に形成された孔内に挿入されたスリーブパイプと、スリーブパイプ内に挿入されたインジェクションパイプとをパッカーを介して固定することはできるものの、上記する課題、すなわち、人力によるボーリング孔へのパッカーの設置や回収を不要にして、安全かつ効率的に切羽前方の湧水の状態を把握する技術を提案するものではない。
【0007】
本発明は、人力によるボーリング孔へのパッカーの設置や回収を不要にして、安全かつ効率的に切羽前方の湧水の状態を把握することのできる、湧水観測装置と湧水観測方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記目的を達成すべく、本発明による湧水観測装置の一態様は、
切羽に設けられているボーリング孔に設置されて、該ボーリング孔の先端から湧水を取り込んで湧水観測を行う、湧水観測装置であって、
少なくとも、パッカーを備えているパッカー装置と、該パッカー装置の一端に装着される二重管ロッドとが相互に接続され、さらに観測計を備えている、軸状ユニットと、
前記軸状ユニットの少なくとも一部を前記ボーリング孔に挿入し、かつ該ボーリング孔から該軸状ユニットを引き抜く、移動装置と、
前記軸状ユニットの内部に設けられ、送水された水を前記パッカーの内側面に到達させる、第１流路と、
前記パッカー装置にて取り込んだ前記湧水を観測計に到達させる、第２流路とを有し、
前記軸状ユニットの一部と前記移動装置に跨がって双方の相対回転を不可に拘束する回転拘束治具と、該軸状ユニットの一部と該移動装置の回転の際に該軸状ユニットの他部を拘束して供回りを防止する回転拘束部をさらに有することを特徴とする。
切羽に設けられているボーリング孔に設置されて、該ボーリング孔の先端から湧水を取り込んで湧水観測を行う、湧水観測装置であって、
少なくとも、パッカーを備えているパッカー装置と、該パッカー装置の一端に装着される二重管ロッドとが相互に接続され、さらに観測計を備えている、軸状ユニットと、
前記軸状ユニットの少なくとも一部を前記ボーリング孔に挿入し、かつ該ボーリング孔から該軸状ユニットを引き抜く、移動装置と、
前記軸状ユニットの内部に設けられ、送水された水を前記パッカーの内側面に到達させる、第１流路と、
前記パッカー装置にて取り込んだ前記湧水を観測計に到達させる、第２流路とを有し、
前記軸状ユニットの一部と前記移動装置に跨がって双方の相対回転を不可に拘束する回転拘束治具と、該軸状ユニットの一部と該移動装置の回転の際に該軸状ユニットの他部を拘束して供回りを防止する回転拘束部をさらに有することを特徴とする。
【0009】
本態様によれば、パッカー装置と二重管ロッド、及び観測計を備えている軸状ユニットと、軸状ユニットをボーリング孔へ挿入し、かつ引き抜く移動装置と、送水された水をパッカーの内側面に到達させる第１流路、取り込んだ湧水を観測計に到達させる第２流路の２つ流水系統とを有し、観測計にて湧水の状態を示す物理量を測定することにより、人力によるボーリング孔へのパッカーの設置（挿入及び拡張）や回収を不要にして、安全かつ効率的に切羽前方の湧水の状態を把握することができる。
さらに、軸状ユニットの一部と移動装置に跨がって双方の相対回転を不可に拘束する回転拘束治具と、軸状ユニットの一部と移動装置の回転の際に軸状ユニットの他部を拘束して供回りを防止する回転拘束部をさらに有することにより、湧水観測装置の各構成要素を回転させながら接続して湧水観測装置を形成する際や、ボーリング孔から湧水観測装置の各構成要素を引き抜き、回転させながら分離（もしくは切断）して湧水観測装置を撤去する際に、複数の接続箇所（もしくは分離箇所）を好適な接続順序（もしくは分離順序）で接続（もしくは分離）することができる。従って、ある接続箇所（もしくは分離箇所）を回転させながら接続（もしくは分離）する際に、他の接続箇所（もしくは分離箇所）が供回りしたり、他の接続箇所（もしくは分離箇所）が先行して接続（もしくは分離）されることを防止できる。
さらに、軸状ユニットの一部と移動装置に跨がって双方の相対回転を不可に拘束する回転拘束治具と、軸状ユニットの一部と移動装置の回転の際に軸状ユニットの他部を拘束して供回りを防止する回転拘束部をさらに有することにより、湧水観測装置の各構成要素を回転させながら接続して湧水観測装置を形成する際や、ボーリング孔から湧水観測装置の各構成要素を引き抜き、回転させながら分離（もしくは切断）して湧水観測装置を撤去する際に、複数の接続箇所（もしくは分離箇所）を好適な接続順序（もしくは分離順序）で接続（もしくは分離）することができる。従って、ある接続箇所（もしくは分離箇所）を回転させながら接続（もしくは分離）する際に、他の接続箇所（もしくは分離箇所）が供回りしたり、他の接続箇所（もしくは分離箇所）が先行して接続（もしくは分離）されることを防止できる。
【0010】
ここで、湧水の状態を示す物理量には、湧水量や湧水圧が含まれる。また、本態様では、観測計に到達させた湧水の物理量を測定することの他にも、湧水の濁度等の水質観察や地下水位観察等も「観察」に含まれるものとし、従って、湧水の物理量や水質等が観察対象となる。観測計による観測データ（計測データ）は、軸状ユニットを回収した後にデータ取得されてもよいし、観測計から無線通信によって、移動装置を備えた台車のオペレータキャビンにある携帯端末や、計測実施者等の携帯する携帯端末、トンネルの坑外にある管理施設にあるコンピュータ等、様々な携帯端末やコンピュータに対してリアルタイムに送信されてもよい。
また、二重管ロッドは、１本でも複数本でもよく、ボーリング孔の長さに応じて、例えば複数の二重管ロッドが順次継ぎ足されてもよい。
また、移動装置は、ダンプトラックや高所作業車等に搭載された油圧シリンダや、ボーリング孔を穿孔する穿孔機等であってよく、少なくとも人力による二重管ロッドやパッカーのボーリング孔への設置等を解消できる様々な形態が適用できる。
また、「軸状ユニットの少なくとも一部をボーリング孔に挿入する」とは、軸状ユニットの全体を挿入することの他に、パッカー装置と二重管ロッド（の一部）のみを挿入すること等を含む意味であるが、実際の運用では後者が一般に適用される。
また、二重管ロッドは、１本でも複数本でもよく、ボーリング孔の長さに応じて、例えば複数の二重管ロッドが順次継ぎ足されてもよい。
また、移動装置は、ダンプトラックや高所作業車等に搭載された油圧シリンダや、ボーリング孔を穿孔する穿孔機等であってよく、少なくとも人力による二重管ロッドやパッカーのボーリング孔への設置等を解消できる様々な形態が適用できる。
また、「軸状ユニットの少なくとも一部をボーリング孔に挿入する」とは、軸状ユニットの全体を挿入することの他に、パッカー装置と二重管ロッド（の一部）のみを挿入すること等を含む意味であるが、実際の運用では後者が一般に適用される。
【0011】
また、本態様の湧水観測装置は、長さが１０００ｍ程度の超長尺ボーリング孔や、長さが１００ｍ程度の中尺ボーリング孔、長さが３０ｍ程度の短尺ボーリング孔といった様々な長さのボーリング孔に適用できる。
【0012】
また、本発明による湧水観測装置の他の態様において、
前記回転拘束治具は、２つの半割管が回動軸を介して相互に回動自在に接続され、前記移動装置と、前記軸状ユニットの双方の把持位置を把持した姿勢で、該回動軸の反対側において相互にボルト接合されるようになっている、パイプレンチであり、
少なくとも一方の前記半割管のうち、前記双方の把持位置に対応する位置には、多数の凸部を有するチャックピースがボルトにより把持位置を締め付け自在に設けられていることを特徴とする。
前記回転拘束治具は、２つの半割管が回動軸を介して相互に回動自在に接続され、前記移動装置と、前記軸状ユニットの双方の把持位置を把持した姿勢で、該回動軸の反対側において相互にボルト接合されるようになっている、パイプレンチであり、
少なくとも一方の前記半割管のうち、前記双方の把持位置に対応する位置には、多数の凸部を有するチャックピースがボルトにより把持位置を締め付け自在に設けられていることを特徴とする。
【0013】
本態様によれば、回転拘束治具が２つの半割管が回動自在に接続され、軸状ユニットと移動装置の双方の把持位置を把持するパイプレンチにより形成され、少なくとも一方の半割管における双方の把持位置に対応する位置に、多数の凸部を有するチャックピースがボルトにより把持位置を締め付け自在に設けられていることにより、回転拘束治具による２つの把持位置のスムーズかつ強固な把持を実現でき、回転拘束治具のスムーズな取り外しを実現できる。
【0014】
また、本発明による湧水観測装置の他の態様において、
前記回転拘束治具は、前記移動装置と、前記軸状ユニットの双方をコの字状に包囲しながら双方の把持位置に跨がる、ダブルレンチであり、
前記コの字状を形成する対向する一対の側壁の内側にあって、多数の凸部を有するチャックピースがボルトにより、前記移動装置の把持位置を締め付け自在に設けられており、
前記二重管ロッドと前記移動装置の把持位置は、フラットな把持面とされていることを特徴とする。
前記回転拘束治具は、前記移動装置と、前記軸状ユニットの双方をコの字状に包囲しながら双方の把持位置に跨がる、ダブルレンチであり、
前記コの字状を形成する対向する一対の側壁の内側にあって、多数の凸部を有するチャックピースがボルトにより、前記移動装置の把持位置を締め付け自在に設けられており、
前記二重管ロッドと前記移動装置の把持位置は、フラットな把持面とされていることを特徴とする。
【0015】
本態様によれば、回転拘束治具が軸状ユニットと移動装置の双方をコの字状に包囲しながら双方の把持位置に跨がるダブルレンチにより形成され、コの字状を形成する対向する一対の側壁の内側にあって、多数の凸部を有するチャックピースがボルトにより把持位置を締め付け自在に設けられ、かつ双方の把持位置がフラットな把持面とされていることにより、回転拘束治具による２つの把持位置のスムーズかつ強固な把持を実現でき、回転拘束治具のスムーズな取り外しを実現できる。
【0016】
また、本発明による湧水観測装置の他の態様は、
前記パッカー装置の一端に装着される二重管ロッドと、該二重管ロッドの一端に装着されるとともに前記観測計を備えている流路切替えアダプタと、該流路切替えアダプタの一端に装着される第１逆止弁とをさらに有し、
前記パッカー装置と前記二重管ロッドと前記流路切替えアダプタと前記第１逆止弁が相互に接続されて、前記軸状ユニットが形成され、
前記第１逆止弁は、前記パッカー装置へ送水する際に前記第１流路を開き、該パッカー装置から戻り水が戻る際に該第１流路を閉じることを特徴とする。
前記パッカー装置の一端に装着される二重管ロッドと、該二重管ロッドの一端に装着されるとともに前記観測計を備えている流路切替えアダプタと、該流路切替えアダプタの一端に装着される第１逆止弁とをさらに有し、
前記パッカー装置と前記二重管ロッドと前記流路切替えアダプタと前記第１逆止弁が相互に接続されて、前記軸状ユニットが形成され、
前記第１逆止弁は、前記パッカー装置へ送水する際に前記第１流路を開き、該パッカー装置から戻り水が戻る際に該第１流路を閉じることを特徴とする。
【0017】
本態様によれば、第１逆止弁が、パッカー装置へ送水する際に第１流路を開き、パッカー装置から戻り水が戻る際に第１流路を閉じることにより、パッカー装置への必要量の送水と、パッカーが開いた後のパッカー圧の維持の双方を図ることができる。
【0018】
また、本発明による湧水観測装置の他の態様は、
前記流路切替えアダプタと前記第１逆止弁との間に、水圧測定装置が介在し、該水圧測定装置も前記軸状ユニットを形成し、
前記水圧測定装置は、少なくとも前記第１流路内の水圧を測定し、
前記第１逆止弁は、前記パッカー装置へ送水する際に前記第１流路を開き、該パッカー装置から戻り水が戻る際に該第１流路を閉じるようになっており、
前記水圧測定装置は、前記第１流路を形成する主流路と、該主流路から分岐した枝流路とを備え、
前記枝流路の途中には第２逆止弁が介在して、前記パッカー装置へ送水する際に該第２逆止弁が前記枝流路を閉じるようになっており、
前記枝流路にチェック弁が取り付けられて、前記第１流路内の水圧が測定されることを特徴とする。
前記流路切替えアダプタと前記第１逆止弁との間に、水圧測定装置が介在し、該水圧測定装置も前記軸状ユニットを形成し、
前記水圧測定装置は、少なくとも前記第１流路内の水圧を測定し、
前記第１逆止弁は、前記パッカー装置へ送水する際に前記第１流路を開き、該パッカー装置から戻り水が戻る際に該第１流路を閉じるようになっており、
前記水圧測定装置は、前記第１流路を形成する主流路と、該主流路から分岐した枝流路とを備え、
前記枝流路の途中には第２逆止弁が介在して、前記パッカー装置へ送水する際に該第２逆止弁が前記枝流路を閉じるようになっており、
前記枝流路にチェック弁が取り付けられて、前記第１流路内の水圧が測定されることを特徴とする。
【0019】
本態様によれば、流路切替えアダプタと第１逆止弁との間に、少なくとも第１流路内の水圧を測定する水圧測定装置が介在していることにより、第１流路内の水圧と、第１流路に連通するパッカー内の水圧（ともに同値）を測定することができ、パッカーが所望の水圧（壁面の押圧力）に維持できているかを確認することができる。
さらに、水圧測定装置が、第１流路を形成する主流路と主流路から分岐した枝流路とを備え、枝流路の途中に第２逆止弁が介在して、パッカー装置へ送水する際に第２逆止弁が枝流路を閉じるようになっていることにより、パッカー装置へ送水する際の第１流路の液密性を保証することができる。
さらに、水圧測定装置が、第１流路を形成する主流路と主流路から分岐した枝流路とを備え、枝流路の途中に第２逆止弁が介在して、パッカー装置へ送水する際に第２逆止弁が枝流路を閉じるようになっていることにより、パッカー装置へ送水する際の第１流路の液密性を保証することができる。
【0020】
水圧測定装置の外面には座刳り溝が設けられてもよく、座刳り溝にチェック弁が取り付けられ、チェック弁に圧力計等が装着されることにより、チェック弁によって第２逆止弁が開放されて圧力計にて第１流路内の水圧を測定することが可能になる。
また、水圧測定装置にチェック弁が取り付けられて、第１流路への追加の送水や第１流路からの排水の少なくとも１つがさらに実行されてもよい。この形態では、水圧測定装置にチェック弁が取り付けられ、チェック弁に圧力計が取り付けられて第１流路内の水圧が測定されることの他に、第１流路への追加の送水や、第１流路からの排水がさらに実行されることから、水圧測定装置に対して様々な機能を持たせることができる。例えば、第１流路内の水圧測定の結果、パッカーに要求される水圧が不十分である場合は、チェック弁に対して送水手段を接続し、第１流路に追加の送水を実行してパッカー内の圧力を高めることができる。また、湧水観測が終了した後、排水してパッカーを萎ませて、ボーリング孔からパッカー装置等を回収する際は、座刳り溝にチェック弁を設置することにより第２逆止弁が開放され、枝流路を介し、チェック弁を介して排水することが可能になる。
また、水圧測定装置にチェック弁が取り付けられて、第１流路への追加の送水や第１流路からの排水の少なくとも１つがさらに実行されてもよい。この形態では、水圧測定装置にチェック弁が取り付けられ、チェック弁に圧力計が取り付けられて第１流路内の水圧が測定されることの他に、第１流路への追加の送水や、第１流路からの排水がさらに実行されることから、水圧測定装置に対して様々な機能を持たせることができる。例えば、第１流路内の水圧測定の結果、パッカーに要求される水圧が不十分である場合は、チェック弁に対して送水手段を接続し、第１流路に追加の送水を実行してパッカー内の圧力を高めることができる。また、湧水観測が終了した後、排水してパッカーを萎ませて、ボーリング孔からパッカー装置等を回収する際は、座刳り溝にチェック弁を設置することにより第２逆止弁が開放され、枝流路を介し、チェック弁を介して排水することが可能になる。
【0021】
また、本発明による湧水観測装置の他の態様は、
台車と、該台車に対して回動自在に装着されているブームと、該ブームの先端に装着されているガイドシェルと、該ガイドシェルに沿ってスライドするドリフターと、該ドリフターの先端に装着されているシャンクロッドと、該シャンクロッドに送水する送水手段とを備えている、穿孔機において、該ドリフターと該ドリフターと該シャンクロッドが前記移動装置を形成し、該シャンクロッドに対して前記軸状ユニットが直接的もしくは間接的に接続され、該送水手段から前記第１流路に水が送水されるようになっていることを特徴とする。
台車と、該台車に対して回動自在に装着されているブームと、該ブームの先端に装着されているガイドシェルと、該ガイドシェルに沿ってスライドするドリフターと、該ドリフターの先端に装着されているシャンクロッドと、該シャンクロッドに送水する送水手段とを備えている、穿孔機において、該ドリフターと該ドリフターと該シャンクロッドが前記移動装置を形成し、該シャンクロッドに対して前記軸状ユニットが直接的もしくは間接的に接続され、該送水手段から前記第１流路に水が送水されるようになっていることを特徴とする。
【0022】
本態様によれば、穿孔機の備えるガイドシェルとドリフターとシャンクロッドにて移動装置を形成し、ガイドシェルに沿ってドリフターがスライドすることによって軸状ユニットがボーリング孔に挿入されることにより、軸状ユニットを安定的にボーリング孔に挿入し、観測後は安定的にボーリング孔から回収することができる。
また、例えば穿孔機にてボーリング孔を穿孔した後、連続的に当該穿孔機にてボーリング孔に軸状ユニットを設置して、湧水の状態に関する物理量を効率的に測定することができる。この際、ボーリング孔の削孔、ボーリング孔への軸状ユニットの設置、湧水観測、ボーリング孔から軸状ユニットの引き抜きの一連の作業において、穿孔機の当初の位置決め姿勢を保持し、かつ、穿孔機のガイドシェルを保持するブームの先端の当初姿勢を保持することにより、穿孔されたボーリング孔の軸芯と軸状ユニットの軸芯を位置合わせすることなく一致させることができて好ましい。
さらに、穿孔機は、送水ポンプや水タンク、送水管等を含む送水手段を自ら備えていて、ボーリング孔の穿孔の際に送水手段を作動させて適宜送水を実施することから、この穿孔機の備える送水手段を利用することにより、湧水観測装置に固有の送水手段を不要にできて好ましい。
穿孔機としては、台車の前方に複数のブームを回動自在でかつ伸縮自在に備えている、ドリルジャンボ（登録商標）を適用できる。
また、「シャンクロッドに対して軸状ユニットが直接的もしくは間接的に接続される」とは、シャンクロッドに対して軸状ユニットを形成する第１逆止弁が直接接続されることの他に、第１逆止弁に接続された押し込み管や異形コネクタがシャンクロッドに接続され、従って、シャンクロッドに対して軸状ユニットが間接的に接続されることを含んでいる。
また、例えば穿孔機にてボーリング孔を穿孔した後、連続的に当該穿孔機にてボーリング孔に軸状ユニットを設置して、湧水の状態に関する物理量を効率的に測定することができる。この際、ボーリング孔の削孔、ボーリング孔への軸状ユニットの設置、湧水観測、ボーリング孔から軸状ユニットの引き抜きの一連の作業において、穿孔機の当初の位置決め姿勢を保持し、かつ、穿孔機のガイドシェルを保持するブームの先端の当初姿勢を保持することにより、穿孔されたボーリング孔の軸芯と軸状ユニットの軸芯を位置合わせすることなく一致させることができて好ましい。
さらに、穿孔機は、送水ポンプや水タンク、送水管等を含む送水手段を自ら備えていて、ボーリング孔の穿孔の際に送水手段を作動させて適宜送水を実施することから、この穿孔機の備える送水手段を利用することにより、湧水観測装置に固有の送水手段を不要にできて好ましい。
穿孔機としては、台車の前方に複数のブームを回動自在でかつ伸縮自在に備えている、ドリルジャンボ（登録商標）を適用できる。
また、「シャンクロッドに対して軸状ユニットが直接的もしくは間接的に接続される」とは、シャンクロッドに対して軸状ユニットを形成する第１逆止弁が直接接続されることの他に、第１逆止弁に接続された押し込み管や異形コネクタがシャンクロッドに接続され、従って、シャンクロッドに対して軸状ユニットが間接的に接続されることを含んでいる。
【0023】
湧水圧が比較的小さく、パッカーによるボーリング孔の孔壁への押圧力のみでも軸状ユニットのボーリング孔内における設置状態を維持できる場合は、第１逆止弁をシャンクロッドから切り離して穿孔機を他の用途（他のボーリング孔の穿孔等）に適用することができる。
一方、湧水圧が比較的大きく、パッカーによるボーリング孔の孔壁への押圧力のみでは軸状ユニットのボーリング孔内における設置状態を維持できない場合は、湧水観測が終了するまで切羽の前方に穿孔機を待機させ、ドリフターとシャンクロッドにて軸状ユニットを後方から保持しておくのがよい。
一方、湧水圧が比較的大きく、パッカーによるボーリング孔の孔壁への押圧力のみでは軸状ユニットのボーリング孔内における設置状態を維持できない場合は、湧水観測が終了するまで切羽の前方に穿孔機を待機させ、ドリフターとシャンクロッドにて軸状ユニットを後方から保持しておくのがよい。
【0024】
また、本発明による湧水観測装置の他の態様は、
前記シャンクロッドと前記第１逆止弁との間に介在し、前記移動装置に含まれる異形コネクタをさらに備えていることを特徴とする。
前記シャンクロッドと前記第１逆止弁との間に介在し、前記移動装置に含まれる異形コネクタをさらに備えていることを特徴とする。
【0025】
本態様によれば、穿孔機の備えるシャンクロッドと第１逆止弁との間に異形コネクタ（もしくは、口径変換コネクタ）が介在していることにより、穿孔機の機種に固有のシャンクロッドの口径に応じて第１逆止弁を接続することが可能になる。
【0026】
また、本発明による湧水観測装置の他の態様において、
前記ガイドシェルの先端と該先端の後方にはそれぞれ、前方セントラライザと後方セントラライザが装着されており、
前記異形コネクタと前記第１逆止弁との間に介在して、前記軸状ユニットに含まれる押し込み管をさらに備え、
前記前方セントラライザよりも切羽側に前記第１逆止弁が位置していることを特徴とする。
前記ガイドシェルの先端と該先端の後方にはそれぞれ、前方セントラライザと後方セントラライザが装着されており、
前記異形コネクタと前記第１逆止弁との間に介在して、前記軸状ユニットに含まれる押し込み管をさらに備え、
前記前方セントラライザよりも切羽側に前記第１逆止弁が位置していることを特徴とする。
【0027】
本態様によれば、異形コネクタと第１逆止弁の間に押し込み管が介在することにより、ガイドシェルにある前方セントラライザの前方に第１逆止弁と流路切替えアダプタを位置させることができ、これら第１逆止弁や流路切替えアダプタが切羽の近傍に位置すること、言い換えれば、切羽から長尺の部材が突出しないように軸状ユニットをボーリング孔に設置できることで、他の切羽作業に支障が生じることを抑制できる。
【0028】
ここで、穿孔機のガイドシェルには油圧クランプを備えた２つのセントラライザ（前方セントラライザと後方セントラライザ）が一般に備えてあり、穿孔ロッド等をセンタリングする機能と、セントラライザの備える油圧クランプにて穿孔ロッド等を把持する機能を有している。また、他の形態として、前方セントラライザは油圧クランプを備えており、後方セントラライザは油圧クランプを備えておらず、あくまでも長尺な複数の二重管ロッドの座屈を防止するための支点として機能する形態もある。本態様では、例えば、油圧クランプを備えている前方セントラライザを、「軸状ユニットの他部を拘束して供回りを防止する回転拘束部」とすることにより、穿孔機の備える構成部材を用いて好適な供回り防止手段を形成することができる。
【0029】
また、本発明による湧水観測装置の形成分離方法の一態様は、
切羽に設けられているボーリング孔に設置されて、該ボーリング孔の先端から湧水を取り込んで湧水観測を行う、湧水観測装置であって、パッカーを備えているパッカー装置と、該パッカー装置の一端に装着される二重管ロッドとが相互に接続され、さらに観測計を備えている、軸状ユニットと、該軸状ユニットの少なくとも一部を前記ボーリング孔に挿入し、かつ該ボーリング孔から該軸状ユニットを引き抜く、移動装置とを有する湧水観測装置において、該移動装置と該軸状ユニットを接続して該軸状ユニットを該ボーリング孔に挿入して湧水観測を実施し、湧水観測後は該ボーリング孔から該軸状ユニットを引き抜き、該移動装置の他部から該移動装置の一部を分離し、次いで、該軸状ユニットの一部から該移動装置を分離して湧水観測装置を回収する、湧水観測装置の形成分離方法であって、
前記軸状ユニットを形成する際は、前記軸状ユニットの他部を前記ボーリング孔に挿入しつつ、該軸状ユニットの他部を回転拘束部により拘束し、回転拘束治具を該軸状ユニットの一部と該移動装置に跨がって双方の相対回転を不可に拘束し、該軸状ユニットの一部と該移動装置を同期して回転させることにより、該軸状ユニットの一部と他部を接続して前記軸状ユニットを形成し、
前記軸状ユニットと前記移動装置を分離する際は、前記軸状ユニットの他部を前記回転拘束部により拘束し、回転拘束治具を該軸状ユニットの一部と該移動装置に跨がって双方の相対回転を不可に拘束し、該軸状ユニットの一部と該移動装置を同期して回転させることにより、該軸状ユニットの一部と他部を分離し、次いで、該軸状ユニットの一部と該移動装置から回転拘束治具を取り外し、該軸状ユニットの一部を前記回転拘束部により拘束し、該移動装置を回転させることにより、該移動装置と該軸状ユニットの一部を分離することを特徴とする。
切羽に設けられているボーリング孔に設置されて、該ボーリング孔の先端から湧水を取り込んで湧水観測を行う、湧水観測装置であって、パッカーを備えているパッカー装置と、該パッカー装置の一端に装着される二重管ロッドとが相互に接続され、さらに観測計を備えている、軸状ユニットと、該軸状ユニットの少なくとも一部を前記ボーリング孔に挿入し、かつ該ボーリング孔から該軸状ユニットを引き抜く、移動装置とを有する湧水観測装置において、該移動装置と該軸状ユニットを接続して該軸状ユニットを該ボーリング孔に挿入して湧水観測を実施し、湧水観測後は該ボーリング孔から該軸状ユニットを引き抜き、該移動装置の他部から該移動装置の一部を分離し、次いで、該軸状ユニットの一部から該移動装置を分離して湧水観測装置を回収する、湧水観測装置の形成分離方法であって、
前記軸状ユニットを形成する際は、前記軸状ユニットの他部を前記ボーリング孔に挿入しつつ、該軸状ユニットの他部を回転拘束部により拘束し、回転拘束治具を該軸状ユニットの一部と該移動装置に跨がって双方の相対回転を不可に拘束し、該軸状ユニットの一部と該移動装置を同期して回転させることにより、該軸状ユニットの一部と他部を接続して前記軸状ユニットを形成し、
前記軸状ユニットと前記移動装置を分離する際は、前記軸状ユニットの他部を前記回転拘束部により拘束し、回転拘束治具を該軸状ユニットの一部と該移動装置に跨がって双方の相対回転を不可に拘束し、該軸状ユニットの一部と該移動装置を同期して回転させることにより、該軸状ユニットの一部と他部を分離し、次いで、該軸状ユニットの一部と該移動装置から回転拘束治具を取り外し、該軸状ユニットの一部を前記回転拘束部により拘束し、該移動装置を回転させることにより、該移動装置と該軸状ユニットの一部を分離することを特徴とする。
【0030】
本態様によれば、軸状ユニットの一部と移動装置に跨がって双方の相対回転を不可に拘束する回転拘束治具と、軸状ユニットの一部と移動装置の回転の際に軸状ユニットの他部を拘束して供回りを防止する回転拘束部を適用することにより、湧水観測装置の各構成要素を回転させながら接続して湧水観測装置を形成する際や、ボーリング孔から湧水観測装置の各構成要素を引き抜き、回転させながら分離（もしくは切断）して湧水観測装置を撤去する際に、複数の接続箇所（もしくは分離箇所）を好適な接続順序（もしくは分離順序）で接続（もしくは分離）することができる。従って、ある接続箇所（もしくは分離箇所）を回転させながら接続（もしくは分離）する際に、他の接続箇所（もしくは分離箇所）が供回りしたり、他の接続箇所（もしくは分離箇所）が先行して接続（もしくは分離）されることを防止できる。
【発明の効果】
【0031】
本発明の湧水観測装置とその形成分離方法によれば、人力によるボーリング孔へのパッカーの設置や回収を不要にして、安全かつ効率的に切羽前方の湧水の状態を把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】実施形態に係る湧水観測装置を形成する、移動装置を備えた穿孔機の一例の斜視図である。
【図2】実施形態に係る湧水観測装置の一例の斜視図である。
【図3】実施形態に係る湧水観測装置を構成する、パッカー装置と、二重管ロッドと、観測計を備えている流路切替えアダプタと、水圧測定装置と、第１逆止弁の分解縦断面図であって、第１流路における水の流れと第２流路における湧水の流れをともに示す図である。
【図5A】チェック弁の拡大図である。
【図5B】チェック弁にソケットと流路開放バルブが取り付けられている拡大図である。
【図6】実施形態に係る湧水観測装置の形成分離方法の一例の工程図である。
【図8A】回転拘束治具の一例の展開図である。
【図8B】回転拘束治具の一例に対して、異形コネクタと押し込み管の一部を設置している状況を示す図である。
【図8C】回転拘束治具の一例に対して、異形コネクタと押し込み管の一部が把持された状況を示す図である。
【図8D】回転拘束治具の一例を構成する一方の半割管の内部構造を示す縦断面図である。
【図9】回転拘束治具の他の例を、異形コネクタと押し込み管の一部とともに示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0033】
以下、実施形態に係る湧水観測装置とその形成分離方法について、添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。
【0034】
［実施形態に係る湧水観測装置］
はじめに、図１乃至図５を参照して、実施形態に係る湧水観測装置の一例について説明する。
ここで、図１は、実施形態に係る湧水観測装置を形成する、移動装置を備えた穿孔機の一例の斜視図であり、図２は、実施形態に係る湧水観測装置の一例の斜視図である。また、図３は、実施形態に係る湧水観測装置を構成する、パッカー装置と、二重管ロッドと、観測計を備えている流路切替えアダプタと、水圧測定装置と、第１逆止弁の分解縦断面図であって、第１流路における水の流れと第２流路における湧水の流れをともに示す図であり、図４は、図３のIV－IV矢視図であって、流路切替えアダプタにおける第１流路と第２流路の配置を横断面で見た図である。さらに、図５Ａは、チェック弁の拡大図であり、図５Ｂは、チェック弁にソケットと流路開放バルブが取り付けられている拡大図である。
はじめに、図１乃至図５を参照して、実施形態に係る湧水観測装置の一例について説明する。
ここで、図１は、実施形態に係る湧水観測装置を形成する、移動装置を備えた穿孔機の一例の斜視図であり、図２は、実施形態に係る湧水観測装置の一例の斜視図である。また、図３は、実施形態に係る湧水観測装置を構成する、パッカー装置と、二重管ロッドと、観測計を備えている流路切替えアダプタと、水圧測定装置と、第１逆止弁の分解縦断面図であって、第１流路における水の流れと第２流路における湧水の流れをともに示す図であり、図４は、図３のIV－IV矢視図であって、流路切替えアダプタにおける第１流路と第２流路の配置を横断面で見た図である。さらに、図５Ａは、チェック弁の拡大図であり、図５Ｂは、チェック弁にソケットと流路開放バルブが取り付けられている拡大図である。
【0035】
以下で説明する湧水観測装置とその形成分離方法は、山岳トンネルの施工において、切羽前方の湧水区間の湧水量や湧水圧といった湧水の状態を把握するための装置と、この装置を形成及び分離する方法であり、観測結果に基づいて、次のトンネル掘削に際して事前に実施される湧水対策の有無を決定したり、周辺環境への影響を考察する際に供される観測結果を取得するためのものである。例えば、山岳トンネルの施工中に高圧で大量の湧水が発生する場合は、切羽崩落をはじめとするトンネル施工への影響は勿論のこと、周辺環境への影響（地盤沈下、地下水位低下等）が大きくなり得ることから、必要な対策が必須となる。
【0036】
湧水観測に際してトンネルの切羽に施工する先進ボーリング孔には、長さ１０００ｍ程度の超長尺ボーリング孔や、長さが１００ｍ程度の中尺ボーリング孔、長さが３０ｍ程度の短尺ボーリング孔があるが、実施形態に係る湧水観測方法の際に施工されるボーリング孔にはいずれの形態が適用されてもよい。
【0037】
ここで、超長尺ボーリング孔を用いた湧水観測では、湧水の有無の他、湧水の位置などが調査されるが、湧水帯に近づくまでに例えば数ヶ月を要し、調査に際して大掛かりな設備を要する。
【0038】
これに対して、中尺ボーリング孔や短尺ボーリング孔を用いた湧水観測では、実施形態に係る湧水観測装置の備えるパッカーを用いて湧水圧や湧水量を精度よく測定でき、地山の透水性の確認と切羽が到達した際の湧水量の予測が可能になる。
【0039】
さらに、短尺ボーリング孔を用いた湧水観測では、以下で説明するように切羽に常駐している穿孔機を用いて湧水観測を実施でき、湧水観測に要するコストが廉価となり、１本のボーリング孔の穿孔に要する時間も１乃至２時間程度でよく、迅速に多点のボーリング孔の穿孔が可能である。
【0040】
これらのことから、実施形態に係る湧水観測装置とその形成分離方法は、中尺ボーリング孔や短尺ボーリング孔を用いた湧水観測に供されるのが好ましく、特に短尺ボーリング孔を用いた湧水観測に供されるのが望ましい。尚、現状の短尺ボーリング孔を用いた湧水圧の測定方法は、人力にてパッカー装置を設置する方法しか存在せず、既に説明したように観測施工における安全性や効率性の観点で改善の余地があることから、以下で説明する実施形態に係る湧水観測装置とその形成分離方法は、短尺ボーリング孔を用いた湧水観測施工における施工安全性と施工効率性を高める技術となり得る。
【0041】
図１に示す穿孔機１０はドリルジャンボであり、キャビンや走行機構、不図示の送水手段（送水ポンプ、水タンク、及び送水管等により構成される）等を備えている台車１１と、台車１１の前方において水平方向であるＸ１方向（ヨー軸回り）と鉛直方向であるＸ２方向（ピッチ軸回り）に回動自在に装着されている複数（図示例は５本）のブーム１２とを有し、各ブーム１２はその軸方向であるＸ３方向に伸縮自在である。
【0042】
複数のブーム１２のうち、ブーム１２Ｂの先端にはマンケージ１３が回動自在に装着され、ブーム１２Ｂの旋回に応じて、マンケージ１３の作業台が常時水平姿勢を形成するようになっている。
【0043】
一方、他のブーム１２Ａの先端には、ガイドシェル１４が装着されており、ガイドシェル１４には、ドリフター１５がスライド自在に取り付けられている。ドリフター１５の先端にはシャンクロッド１６が取り付けられており、台車１１に装備されている不図示の送水手段からシャンクロッド１６の内部にある流路（図示略）に水が供給されるようになっている。
【0044】
また、ガイドシェル１４の先端には環状の前方セントラライザ１８Ａが装着され、その後方には環状の後方セントラライザ１８Ｂが装着されており、２つのセントラライザ１８Ａ，１８Ｂの内部をシャンクロッド１６がスライド自在に挿通されている。
【0045】
ここで、前方セントラライザ１８Ａは油圧クランプを備えており、以下で説明するように、軸状ユニットの形成や分離に際して、軸状ユニットの一部を把持して拘束する、回転拘束部となる。一方、後方セントラライザ１８Ｂは油圧クランプを備えておらず、あくまでも長尺な複数の二重管ロッドの座屈を防止するための支点として機能するが、油圧クランプを備えている後方セントラライザが適用されてもよい。
【0046】
ガイドシェル１４、ドリフター１５、及びシャンクロッド１６は、移動装置１７を構成する。ここで、ドリフター１５は、ガイドシェル１４上でのスライドの他に、その軸芯周りで回転することもできる。
【0047】
また、ブーム１２Ａの先端に対してガイドシェル１４もスライド自在に取り付けられている。
【0048】
図２に示すように、切羽側から順に、パッカー２６を備えているパッカー装置２０と、パッカー装置２０の後端に装着される二重管ロッド３０と、二重管ロッド３０の後端に装着される流路切替えアダプタ４０と、流路切替えアダプタ４０の後端に装着される水圧測定装置９０と、水圧測定装置９０の後端に装着される第１逆止弁５０とにより、軸状ユニット６０が形成される。流路切替えアダプタ４０には、図３に示すように導入管４６を介して観測計４８が装着されるようになっている。また、ボーリング孔の長さに応じて二重管ロッド３０の後端に別途の二重管ロッドが継ぎ足し管として継ぎ足される場合もある。
【0049】
ここで、図示例は、水圧測定装置９０と第１逆止弁５０が別部材であるが、例えば、水圧測定装置と第１逆止弁が一体に構成されて、双方が同一部材であってもよい。
【0050】
移動装置１７を形成するシャンクロッド１６の先端には異形コネクタ８０が装着され、ここでは、異形コネクタ８０も移動装置１７の構成部材とする。
【0051】
異形コネクタ８０の先端には押し込み管７０が装着され、押し込み管７０の先端に第１逆止弁５０の後端が接続されることにより、湧水観測装置１００が形成される。ここでは、押し込み管７０も軸状ユニット６０の構成部材とする。
【0052】
穿孔機１０の機種に応じてシャンクロッド１６の口径が変化することから、異形コネクタ８０が介在することにより、シャンクロッド１６の口径に応じて第１逆止弁５０を接続することが可能になる。
【0053】
以下で詳説するが、地山に形成されているボーリング孔に対して軸状ユニット６０の一部である、パッカー装置２０と二重管ロッド３０（の一部もしくは全部）の挿入に際しては、切羽の前方に穿孔機１０が位置合わせされ、ブーム１２Ａがボーリング孔の前方に位置合わせされた後、移動装置１７を構成するガイドシェル１４に沿ってドリフター１５がＸ５方向にスライドすることにより、パッカー装置２０と二重管ロッド３０がボーリング孔に対してＸ６方向に挿入される。
【0054】
尚、ボーリング孔の施工の際に、切羽の前方に穿孔機１０が位置合わせされ、ブーム１２Ａがボーリング孔削孔位置の前方に位置合わせされ、シャンクロッド１６に装着される不図示の削孔機にてボーリング孔が施工された後、穿孔機１０とブーム１２Ａの設置位置をそのまま保持し、削孔機を取り外して図示例の軸状ユニット６０をシャンクロッド１６に装着し、姿勢が保持されたブーム１２Ａに対してガイドシェル１４をスライドさせたり、ガイドシェル１４に対してドリフター１５をスライドさせながらボーリング孔への軸状ユニット６０の挿入や引き抜きを行うことにより、ボーリング孔の削孔からボーリング孔への軸状ユニット６０の挿入設置、湧水観測、ボーリング孔から軸状ユニット６０の引き抜きといった一連の作業において、最初に設定したボーリング孔の軸芯と軸状ユニット６０の軸芯がそのまま保持されることとなり、各作業ごとに双方の軸芯を合わせる際の手間と時間を解消できる。
【0055】
台車１１に装備されている送水手段を介し、軸状ユニット６０の内部に送水された水がパッカー装置２０のパッカー２６を膨らませてボーリング孔の孔壁を押圧することにより、ボーリング孔に対する軸状ユニット６０の設置が完了する。
【0056】
パッカー装置２０の先端からは採取管２２の一部が張り出しており、この採取管２２を介して、ボーリング孔内の湧水が軸状ユニット６０の内部に取り込まれるようになっている。
【0057】
パッカー装置２０によるボーリング孔の孔壁を押圧する圧力は、水圧測定装置９０に取り付けられている圧力計により計測されるようになっており、仮に計測データが所定の水圧よりも低い場合は、水圧測定装置９０を介して追加の送水を行うことにより、パッカー２６をより膨らませて水圧を所定の水圧（壁面を押圧する押圧力）まで増加させることができる。また、湧水観測が終了してボーリング孔から軸状ユニット６０の一部を引き抜いて回収する際は、水圧測定装置９０を介してパッカー装置２０から排水することにより、パッカー２６を萎ませることができる。
【0058】
すなわち、水圧測定装置９０は、パッカー２６による壁面への押圧力（水圧）の測定と、必要に応じてパッカー２６へ追加の送水を行うことと、さらには、軸状ユニット６０を引き抜いて回収する際にパッカー２６を膨らませている水を排水することといった、複数の機能を有している。
【0059】
また、パッカー装置２０等をボーリング孔内へ十分に挿入するための押し込み管７０が、前方セントラライザ１８Ａと後方セントラライザ１８Ｂに挿通されることにより、軸状ユニット６０を形成する第１逆止弁５０と水圧測定装置９０と流路切替えアダプタ４０を、前方セントラライザ１８Ａよりも切羽側に位置させることができる。軸状ユニット６０の一部をボーリング孔内に設置した後、例えば押し込み管７０と異形コネクタ８０を切り離し、穿孔機１０を他の用途に利用することが可能になる。
【0060】
ここで、水圧測定装置９０の外面には凹部９４が設けられ、凹部９４に対してチェック弁９６が取り付けられている。このチェック弁９６は凹部９４よりも外側へ張り出しておらず、従って、凹部９４にチェック弁９６が取り付けられている状態でチェック弁９６も前方セントラライザ１８Ａと後方セントラライザ１８Ｂを挿通することができるようになっている。
【0061】
尚、図示例の湧水観測装置１００は、穿孔機１０の備えるガイドシェル１４やドリフター１５等を移動装置１７として備える形態であるが、高所作業車等に搭載された油圧シリンダ等を移動装置とする形態であってもよい。
【0062】
【0063】
パッカー装置２０は、中央にある環状の本体管２１Ａの両端に、左右の環状の本体管２１Ｂ，２１Ｃが嵌め合いされることにより形成されている。本体管２１Ａと、左右の本体管２１Ｂ，２１Ｃとの嵌め合い部には、Ｏリング等のシール材２４が介在しており、本体管２１Ｂ，２１Ｃはシール材２４と摺接しながら本体管２１Ａの左右端に接続される。
【0064】
本体管２１Ａは左右の２部材に分かれており、双方の間にはパッカー取り付け開口２１ｃが設けられ、パッカー取り付け開口２１ｃにパッカー２６が配設され、左右の本体管２１Ａの端部にある取り付け凹凸溝２１ｄにパッカー２６の左右端が嵌め込まれ、スライド自在に固定されている。すなわち、パッカー２６が側方に膨らむ際には、パッカー２６の端部が取り付け凹凸溝２１ｄ内で引っ張られてスライドするものの、凹凸溝であることからパッカー２６が外れることはない。
【0065】
本体管２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃの内部には採取管２２が挿通され、採取管２２の一部は本体管２１Ｃの先端２１ａから張り出している。採取管２２の内部には第２流路２３が設けられており、第２流路２３の先端から湧水がＹ１０方向に取り込まれるようになっている。取り込まれた湧水は、第２流路２３をＹ１１方向に流通して二重管ロッド３０へ送られる。
【0066】
本体管２１と採取管２２との間には、環状の第１流路２５が設けられており、二重管ロッド３０から送水されてきた水は、第１流路２５をＹ６方向に流通してパッカー取り付け開口２１ｃに到達し、パッカー２６の内側面を側方に押圧することにより、パッカー２６はＹ７方向に膨らむ。側方に膨らんだパッカー２６がボーリング孔の孔壁を所定の押圧力にて押圧することにより、湧水からの湧水圧を受けた状態でもボーリング孔内における軸状ユニット６０の設置姿勢を保持することが可能になる。尚、湧水圧が大き過ぎる場合は、穿孔機１０の移動装置１７を軸状ユニット６０に装着したままの状態として、軸状ユニット６０のボーリング孔内への設置姿勢を保持すればよい。
【0067】
本体管２１Ｂの後端２１ｂに対して、二重管ロッド３０を構成する外管３１の先端３１ａが嵌め込まれるようになっている。
【0068】
二重管ロッド３０は、外管３１と内管３２とを有し、双方の間に環状の第１流路３５が設けられており、パッカー装置２０の第１流路２５に連通している。また、内管３２の内部には第２流路３３が設けられており、パッカー装置２０の第２流路２３に連通している。
【0069】
外管３１の先端側にはＯリングからなるシール材３４が設けられており、外管３１の先端３１ａに対してパッカー装置２０の後端２１ｂが嵌め込まれ、シール材３４と摺接しながら双方の接続が行われる。
【0070】
パッカー装置２０の第２流路２３を流通する湧水は、内管３２の第２流路３３をＹ１２方向に流入し、第２流路３３をＹ１３方向に流通する。一方、流路切替えアダプタ４０から送水されてきた水は、第１流路３５をＹ５方向に流通して、パッカー装置２０の第１流路２５に送られる。
【0071】
外管３１の後端３１ｂに対して、流路切替えアダプタ４０を構成する本体管４１の先端４１ａが嵌め込まれるようになっている。ここで、図示を省略するが、二重管ロッド３０に対してさらに別途の二重管ロッドが継ぎ足し管として継ぎ足される場合は、図示する二重管ロッド３０の後端３１ｂに対して継ぎ足し管の先端が接続されることになる。
【0072】
流路切替えアダプタ４０は、本体管４１を有する。図３と図４に示すように、本体管４１の中央には第２流路４３が設けられ、その周囲には複数（図示例は７本）の第１流路４５が設けられている。第２流路４３は二重管ロッド３０の第２流路３３に連通し、複数の第１流路４５は二重管ロッド３０の環状の第１流路３５に連通している。
【0073】
本体管４１の先端側にはＯリングからなるシール材４４が設けられており、本体管４１の先端４１ａに対して二重管ロッド３０の後端３１ｂが嵌め込まれ、シール材４４と摺接しながら双方の接続が行われる。
【0074】
本体管４１において、第２流路４３はその端部で屈曲して、本体管４１の側面の一部に臨んで取り付け口４３ａを形成する。この取り付け口４３ａには、導入管４６の一端が取り付けられ、導入管４６の他端に観測計４８が装着される。
【0075】
二重管ロッド３０の第２流路３３を介して第２流路４３に流入してきた湧水は、第２流路４３をＹ１４方向に流通し、導入管４６へＹ１５方向に導入された後、観測計４８に到達する。観測計４８は、湧水圧を測定する圧力計や、湧水量を測定する流量計等であり、流入してきた湧水の湧水圧や湧水量といった物理量が測定される。また、図示を省略するが、例えば導入管４６の途中に湧水吐出口が設けられ、湧水を吐出させてその濁度を含む水質を視認できるように構成されてもよい。
【0076】
観測計４８が不図示の通信手段を備えている場合は、通信手段を介して穿孔機１０のオペレータキャビンにある携帯端末や、トンネル坑外の管理施設にあるコンピュータ等に対して、観測データがリアルタイムに送信される。
【0077】
一方、水圧測定装置９０から送水された水は、本体管４１にある複数の第１流路４５に流入し、各第１流路４５をＹ４方向に流通して、二重管ロッド３０の第１流路３５に送られる。
【0078】
流路切替えアダプタ４０の後端４１ｂに対して、水圧測定装置９０を構成する本体管９１の先端９１ａが嵌め込まれるようになっている。
【0079】
水圧測定装置９０は、本体管９１を有する。本体管９１の先端側にはＯリングからなるシール材９５が設けられており、本体管９１の先端９１ａに対して流路切替えアダプタ４０の後端４１ｂが嵌め込まれ、シール材９５と摺接しながら双方の接続が行われる。
【0080】
水圧測定装置９０は、本体管９１の内部に、第１流路を形成する主流路９２と、主流路９２から分岐した枝流路９３とを備え、本体管９１の外面のうち、枝流路９３に対応する位置には凹部９４が設けられ、凹部９４に枝流路９３の開口９３ａが臨んでいる。
【0081】
図３に示すように、開口９３ａには、チェック弁９６が取り付けられるようになっている。ここで、凹部９４の深さはｔ１であり、チェック弁９６の高さｔ２は、深さｔ１以下に設定されている。このことにより、軸状ユニット６０をボーリング孔Ｂに挿入する際に、開口９３ａにチェック弁９６が取り付けられている状態でも、チェック弁９６がセントラライザ１８Ａ，１８Ｂに干渉することなく挿通されることができる。
【0082】
図５Ａに示すように、枝流路９３の開口９３ａに取り付けられるチェック弁９６は、弁本体９６ａを貫通する流路９６ｂに、バネ９６ｅによって常時は流路９６ｂを閉塞する方向（図示例は上方）に付勢されている第２逆止弁９６ｃを備えている。第２逆止弁９６ｃの外周にＯリングからなるシール材９６ｄが取り付けられており、シール材９６ｄが流路９６ｂの壁面と当接することにより流路９６ｂが閉塞される。
【0083】
水圧測定装置９０が、パッカー２６内の水圧（壁面への押圧力）の測定や、パッカー２６への追加の送水、パッカー２６からの排水を行わず、不図示の送水手段からの送水にてパッカー２６を膨らませる際は、枝流路９３がチェック弁９６にて閉塞されることにより、主流路９２が構成要素となっている第１流路の液密性が担保され、パッカー２６へＹ３方向に送水することができる。
【0084】
一方、パッカー２６内の水圧の測定や、パッカー２６への追加の送水、パッカー２６からの排水を行う際は、図５Ｂに示すように、チェック弁９６に対してソケット９７を嵌め込み、ソケット９７に対して流路開放バルブ９８を取り付けることにより、チェック弁９６の流路９６ｂのシール材９６ｄによる閉塞を開放して、Ｙ１６方向への水の流れを生じさせる。
【0085】
より具体的には、流路開放バルブ９８の先端には押し込みピン９８ａが取り付けられており、ソケット９７に流路開放バルブ９８を取り付けた際に、バネ９６ｅにて付勢されている第２逆止弁９６ｃを押し込みピン９８ａがバネ９６ｅの付勢に抗してＺ１方向に押し込むことにより、第２逆止弁９６ｃが主流路９２側へＺ２方向に移動してチェック弁９６の流路９６ｂが開放され、主流路９２とチェック弁９６の流路９６ｂ、ソケット９７の内部と流路開放バルブ９８の内部が相互に流体連通する。
【0086】
パッカー２６内の水圧を測定する際は、流路開放バルブ９８に対して不図示の圧力計が取り付けられる。また、パッカー２６への追加の送水を行う際は、流路開放バルブ９８を介して不図示の送水手段から追加の送水が行われる。さらに、パッカー２６からの排水を行う際は、主流路９２を流通する水を流路開放バルブ９８を介してＹ１６方向に排水する。
【0087】
水圧測定装置９０の後端９１ｂには、第１逆止弁５０を構成する本体管５１の先端５１ａが嵌め込まれるようになっている。
【0088】
第１逆止弁５０は、本体管５１を有する。本体管５１の中央には、中空５２ｂを内部に備えた弁座５２が設けられており、中空５２ｂの開口５２ａと連通する第１流路５３が本体管５１の先端５１ａに連通している。
【0089】
本体管５１の先端側にはＯリングからなるシール材５１ｃが設けられており、本体管５１の先端５１ａに対して水圧測定装置９０の後端９１ｂが嵌め込まれ、シール材５１ｃと摺接しながら双方の接続が行われる。
【0090】
第１流路５３の外周側には、バネ５４が設けられていて、バネ５４にてゴム球５５が弁座５２の開口５２ａを閉塞するように付勢されている。弁座５２の中空５２ｂには第１流路５３が連通しており、第１逆止弁５０の後端５１ｂに対して中空を有する押し込み管７０等が接続されるようになっている。不図示の送水手段から送水された水は、シャンクロッド１６，異形コネクタ８０，押し込み管７０の各中空を流通して第１逆止弁５０の第１流路５３にＹ１方向に流入する。
【0091】
流入した水の水圧がバネ５４の付勢力を上回った段階でゴム球５５がＹ２方向に移動して開口５２ａが開放され、開口５２ａを介して水が水圧測定装置９０側の第１流路５３をＹ２方向に流通して、水圧測定装置９０の第１流路９２に流入することになる。
【0092】
ボーリング孔内においてパッカー２６が十分に膨らみ、軸状ユニット６０のボーリング孔への設置が完了した段階で、送水手段からの送水が停止される。この送水の停止により、ゴム球５５を後方から押し出す力が無くなり、ゴム球５５はバネ５４による付勢力にて移動して弁座５２の開口５２ａが閉塞される。
【0093】
この開口５２ａの閉塞により、Ｙ１７方向の戻り水が開口５２ａを介して排水されることが防止されることから、各部材の第１流路に充満している水を保持することができ、膨らんでボーリング孔の孔壁を押圧しているパッカー２６の押圧力を保持することが可能になる。
【0094】
湧水観測装置１００によれば、移動装置１７が、穿孔機１０のブーム１２Ａに予め装備されているガイドシェル１４等により形成され、さらに、台車１１に予め備えてある送水手段を利用してパッカー装置２０のパッカー２６を膨らませることにより、湧水観測装置１００に固有の移動装置と送水手段を用意する必要がなくなる。
【0095】
また、穿孔機１０によるボーリング孔の穿孔に連続するようにして、当該穿孔機１０にて軸状ユニット６０の一部のボーリング孔への設置を行うことができるため、ボーリング孔の穿孔から湧水観測までの一連の作業を極めて効率的に行うことが可能になる。
【0096】
さらに、オペレータが穿孔機１０に搭乗した状態で、ボーリング孔への軸状ユニット６０の設置と、それに続く湧水観測、さらには、湧水観測後のボーリング孔からの軸状ユニット６０の回収を行うことができるため、人力によるボーリング孔へのパッカーの設置や回収を不要にして、安全に切羽前方の湧水の状態を把握することが可能になる。
【0097】
［実施形態に係る湧水観測装置の形成分離方法］
次に、図６乃至図１３を参照して、実施形態に係る湧水観測装置の形成分離方法の一例について説明する。ここで、図６，図７、図１０乃至図１３は順に、実施形態に係る湧水観測装置の形成分離方法の一例の工程図である。尚、以下の説明では、図１に示す穿孔機１０の移動装置１７を用いてパッカー装置２０等をボーリング孔Ｂに挿入するが、穿孔機１０の台車１１等の図示は省略する。
次に、図６乃至図１３を参照して、実施形態に係る湧水観測装置の形成分離方法の一例について説明する。ここで、図６，図７、図１０乃至図１３は順に、実施形態に係る湧水観測装置の形成分離方法の一例の工程図である。尚、以下の説明では、図１に示す穿孔機１０の移動装置１７を用いてパッカー装置２０等をボーリング孔Ｂに挿入するが、穿孔機１０の台車１１等の図示は省略する。
【0098】
まず、図６に示すように、地山Ｇに造成された山岳トンネル等のトンネルの切羽Ｋに対して、図１に示す穿孔機１０によりボーリング孔Ｂを穿孔する。図示する先進ボーリング孔Ｂは、長さが３０ｍ程度の短尺ボーリング孔として以下、説明する。
【0099】
ガイドシェル１４，ドリフター１５，及びシャンクロッド１６にて移動装置１７が構成され、シャンクロッド１６の先端には異形コネクタ８０が装着され、異形コネクタ８０の先端には、二重管ロッド３０，パッカー装置２０が順に接続される。
【0100】
パッカー装置２０や二重管ロッド３０は、ガイドシェル１４上にある前方セントラライザ１８Ａと後方セントラライザ１８Ｂに挿通されており、これらのセントラライザ１８Ａ，１８Ｂにて二重管ロッド３０等が把持されながらセンタリングされ、ボーリング孔Ｂへの挿入されることになる。
【0101】
同図６に示すように、ガイドシェル１４に沿ってドリフター１５を切羽側へＸ５方向にスライドさせることにより、パッカー装置２０、二重管ロッド３０の順にボーリング孔ＢへＸ６方向に挿入される。
【0102】
ここで、図示例のようにボーリング孔Ｂの長さに対して二重管ロッド３０の長さが短い場合は、二重管ロッド３０までをボーリング孔Ｂに挿入した段階で、ドリフター１５を切羽と反対側へスライドさせて、二重管ロッド３０の後端と異形コネクタ８０の間に隙間を形成する。次いで、この隙間に別途の二重管ロッドからなる継ぎ足し管３０Ａを挿入し、その両端を二重管ロッド３０と異形コネクタ８０に接続した後、ドリフター１５を再度切羽側へＸ５方向にスライドさせることにより、図６に示すように継ぎ足し管３０Ａもボーリング孔ＢへＸ６方向に挿入する。
【0103】
例えば、長さが３０ｍ程度のボーリング孔Ｂに対して、二重管ロッド３０や継ぎ足し管３０Ａは、長さが０．５ｍ、１ｍ、１．５ｍ、３ｍといった様々な長さのロッドが用意されているのがよい。
【0104】
継ぎ足し管３０Ａの継ぎ足しに際しては、セントラライザ１８Ａが二重管ロッド３０を把持した状態で、その後方に挿入された継ぎ足し管３０Ａと異形コネクタ８０を、ドリフター１５の回転動作によって回転させながら双方の接続（螺合）を行うことができる。尚、この際、異形コネクタ８０と継ぎ足し管３０Ａの相対回転を不可にするべく、異形コネクタ８０と継ぎ足し管３０Ａを図８や図９に示す回転拘束治具２００，２００Ａにて把持して拘束し、ドリフター１５の回転動作によって、二重管ロッド３０と継ぎ足し管３０Ａが接続される。この回転拘束治具２００等を用いた部材の形成方法（接続方法）や分離方法は、以下で詳説する。
【0105】
継ぎ足し管３０Ａをボーリング孔Ｂ内の所定位置まで挿入した段階で、異形コネクタ８０と継ぎ足し管３０Ａの接続を分離し、異形コネクタ８０に対して、流路切替えアダプタ４０と、水圧測定装置９０と、押し込み管７０が相互に接合され、各接合箇所が接着剤やイモネジ等で一体とされたユニット（一体ユニット）における押し込み管７０の端部を接続し、双方の接続箇所に跨がるようにして回転拘束治具２００を取り付ける。尚、この取り付けにおいて、異形コネクタ８０と押し込み管７０の接続箇所も接着剤やイモネジ等で一体としてよい。
【0106】
そして、図７に示すように、継ぎ足し管３０Ａの端部を回転拘束部である前方セントラライザ１８Ａにて拘束し、ドリフター１５の回転動作によって、異形コネクタ８０～流路切替えアダプタ４０までの一体ユニットをＺ１方向に回動させることにより、パッカー装置２０～押し込み管７０までの軸状ユニット６０が形成され、軸状ユニット６０に対して移動装置１７の構成要素である異形コネクタ８０がさらに接続されている一体ユニットが形成される。
【0107】
ここで、図８と図９を参照して、軸状ユニット６０の形成に際して、押し込み管７０（軸状ユニット６０の一部）と異形コネクタ８０（移動装置１７の一部）の相対回転を不可に拘束する回転拘束治具の一例について説明する。
【0108】
まず、図８Ａは、回転拘束治具の一例の展開図であり、図８Ｂは、回転拘束治具の一例に対して、異形コネクタと押し込み管の一部を設置している状況を示す図である。また、図８Ｃは、回転拘束治具の一例に対して、異形コネクタと押し込み管の一部が把持された状況を示す図であり、図８Ｄは、回転拘束治具の一例を構成する一方の半割管の内部構造を示す縦断面図である。
【0109】
図８に示す回転拘束治具２００は、２つの半割管２１０Ａ，２１０Ｂが回動軸２１８を介して相互に回動自在に接続され、軸状ユニット６０の押し込み管７０と移動装置１７の異形コネクタ８０の双方の把持位置を把持した姿勢で、回動軸２１８の反対側においてボルト２１９にてボルト接合されるようになっている、パイプレンチである。
【0110】
一方の半割管２１０Ａの一端２１１Ａには、間隔を置いて２つの挿通管２１３Ａが設けられており、他方の半割管２１０Ｂの一端２１１Ｂには、２つの挿通管２１３Ａの間に挿入される挿通管２１３Ｂが設けられており、挿通管２１３Ａ、２１３Ｂが連通して形成される連通管に対して、ボルトにより形成される回動軸部材２１８が挿通されることにより、２つの半割管２１０Ａ，２１０Ｂが相互に接続される。
【0111】
また、一方の半割管２１０Ａの他端２１２Ａには、間隔を置いて２つの挿通管２１４Ａが設けられており、他方の半割管２１０Ｂの他端２１２Ｂには、２つの挿通管２１４Ａの間に挿入される挿通管２１４Ｂが設けられており、図８Ｃに示すように回動軸２１８を中心に２つの半割管２１０Ａ、２１０Ｂが閉じた際に、挿通管２１４Ａ、２１４Ｂが連通して連通管を形成し、ボルトにより形成される留め軸部材２１９が連通管に挿通されることにより、異形コネクタ８０と押し込み管７０の端部同士が回転拘束治具２００により把持される。
【0112】
図８Ａに戻り、各半割管２１０Ａ，２１０Ｂにおける異形コネクタ８０と押し込み管７０の把持位置に対応する位置には、溝２１５Ａ，２１５Ｂが設けられており、各溝２１５Ａ，２１５Ｂには、多数の凸部２１７を有するチャックピース２１６が遊嵌されている。
【0113】
図８Ｂに示すように、一方の半割管２１０Ｂの内部に異形コネクタ８０と押し込み管７０の端部を収容し、他方の半割管２１０Ａを回動して図８Ｃに示す閉じた姿勢を形成した後、半割管２１０Ａの外側にある押し込みボルト２２０の頭部を回転させて押し込むことにより、押し込みボルト２２０によってチャックピース２１６が内側へ押し込まれ、チャックピース２１６の内側の多数の凸部２１７が異形コネクタ８０と押し込み管７０を締め付けて把持する。
【0114】
ここで、図８Ｄに示すように、チャックピース２１６の側面には遊び溝２１５ａが設けられており、半割管２１０Ａとチャックピース２１６を繋ぐ繋ぎボルト２２０Ａの先端が遊び溝２１５ａに挿入した状態において、遊び溝２１５ａには遊び代２１５ｂが設けられており、この遊び代２１５ｂの範囲でチャックピース２１６がスライド自在とされている。
【0115】
一方、図９に示す回転拘束治具２００Ａは、異形コネクタ８０と押し込み管７０の双方をコの字状に包囲しながら双方の把持位置に跨がる、ダブルレンチである。
【0116】
回転拘束治具２００Ａを形成するコの字状本体２３０の対向する一対の側壁２３２の内側には、多数の凸部２４５を有するチャックピース２４０Ａ，２４０Ｂが配設され、側壁２３２に設けられているネジ溝２３５に螺合する押し込みボルト２５０の先端がチャックピース２４０Ａ，２４０Ｂに固定されている。
【0117】
さらに、異形コネクタ８０と押し込み管７０の双方の把持位置は、面カットにてフラットな把持面８５，７５とされており、コの字状本体２３０の内部に異形コネクタ８０と押し込み管７０が収容され、押し込みボルト２５０をＸ１２方向に押し込んだ際に、チャックピース２４０Ａ，２４０Ｂの多数の凸部２４５が各把持面８５，７５をＸ１３方向に締め付けて把持する。
【0118】
このように、回転拘束治具２００，２００Ａのいずれを適用した場合であっても、異形コネクタ８０と押し込み管７０の双方の把持位置のスムーズかつ強固な把持を実現でき、かつ、回転拘束治具２００，２００Ａのスムーズな取り外しを実現できる。
【0119】
尚、図示例は、異形コネクタ８０と押し込み管７０が回転拘束治具２００，２００Ａによって把持される２つの部材であるが、これは例示であり、移動装置１７の構成要素のいずれか一種と軸状ユニット６０の構成要素のいずれか一種が把持対象の２つの部材となり、また、軸状ユニット６０の構成要素の二種（例えば、二重管ロッド３０と継ぎ足し管３０Ａ等）が把持対象の２つの部材となる。
【0120】
図７にて軸状ユニット６０が形成された後、次に、図１０に示すように、ボーリング孔Ｂに対して、パッカー装置２０と二重管ロッド３０と継ぎ足し管３０Ａの一部（軸状ユニット６０の一部）を挿入した後、不図示の送水手段からの送水によってパッカー２６をＹ７方向に膨らませ、膨らんだパッカー２６が所定の押圧力にてボーリング孔Ｂの孔壁を押圧することにより、ボーリング孔Ｂに対する軸状ユニット６０の設置が完了する。
【0121】
ここで、図３を参照して既に説明した通り、水圧測定装置９０の外周にある凹部９４において、凹部９４の深さ以下の張り出し長さのチェック弁９６が取り付けられていることにより、軸状ユニット６０をボーリング孔Ｂに挿入する際に、チェック弁９６がセントラライザ１８Ａ，１８Ｂに干渉することなく挿通される。
【0122】
次に、図１１に示すように、押し込み管７０と異形コネクタ８０との接続を解除して、移動装置１７を含む穿孔機１０が退避する。退避した穿孔機１０は、別途のボーリング孔Ｂの穿孔等、他の用途に適用される。
【0123】
図示例のケースは、想定される湧水圧が比較的小さく、パッカー２６によるボーリング孔Ｂの孔壁への押圧力のみでも軸状ユニット６０のボーリング孔Ｂ内における設置状態を維持できるケースである。
【0124】
従って、例えば、想定される湧水圧が比較的大きく、パッカー２６によるボーリング孔Ｂの孔壁への押圧力のみでは軸状ユニット６０のボーリング孔Ｂ内における設置状態を維持できないケースにおいては、湧水観測が終了するまで切羽Ｋの前方に穿孔機１０を待機させ、ドリフター１５とシャンクロッド１６にて軸状ユニット６０を後方から保持しておくのがよい。
【0125】
装置を設置した後、図１１に示すように、水圧測定装置９０に取り付けられているチェック弁９６に対してソケット９７を取り付け、ソケット９７に対して流路開放バルブ９８を取り付け、流路開放バルブ９８に対して圧力計４９を取り付け、圧力計４９にて第１流路の圧力とこれと同値であるパッカー２６内の圧力（壁面を押圧する押圧力）を観測する。
【0126】
湧水観測の間に、仮に計測データ（パッカー２６による押圧力）が所定の水圧（軸状ユニット６０をボーリング孔Ｂの孔壁内に保持できる押圧力）よりも低くなっている場合は、水圧測定装置９０を介して追加の送水を行うことにより、パッカー２６をより膨らませて水圧を所定の水圧まで高め、ボーリング孔Ｂの孔壁に対する軸状ユニット６０の設置姿勢を保持することが可能になる。
【0127】
次に、図１２に示すように、流路切替えアダプタ４０に観測計４８を取り付け、ボーリング孔Ｂに滲み出してきた湧水Ｗを取り込み、観測計４８に導いて湧水Ｗの湧水圧や湧水量を観測する。ここで、観測対象には、湧水圧等の物理量の他、湧水の水質や地下水位等も含まれる。
【0128】
観測計４８による観測データ（計測データ）は、軸状ユニット６０を回収した後にデータ取得されてもよいし、観測計４８から無線通信手段を備えている場合は、無線通信によって、穿孔機１０の台車１１のオペレータキャビンにある携帯端末や、トンネル坑外にある管理施設にあるコンピュータ等に対してリアルタイムに送信される（以上、湧水観測工程）。
【0129】
湧水観測が終了した後、図１３に示すように、穿孔機１０を近接させて、押し込み管７０に対して異形コネクタ８０を接続し、パッカー２６を膨らませていた水を水圧測定装置９０に取り付けられている流路開放バルブ９８を介してＹ１７方向に排水することにより、パッカー２６をＹ８方向に萎ませる。
【0130】
そして、ガイドシェル１４に沿ってドリフター１５を切羽Ｋと反対側にスライドさせることにより、ボーリング孔Ｂからパッカー装置２０や二重管ロッド３０等を引き抜いていく。この際、図７を参照して軸状ユニット６０を形成する際と逆の方法により、継ぎ足し管３０Ａと流路切替えアダプタ４０を分離する。
【0131】
すなわち、継ぎ足し管３０Ａの端部を回転拘束部である前方セントラライザ１８Ａにて拘束し、異形コネクタ８０と継ぎ足し管７０を回転拘束治具２００で把持し、ドリフター１５の回転動作によって、継ぎ足し管３０Ａと流路切替えアダプタ４０を分離する。
【0132】
さらに、異形コネクタ８０と継ぎ足し管７０から回転拘束治具２００を取り外し、継ぎ足し管７０を前方セントラライザ１８Ａにて拘束し、ドリフター１５の回転動作によって、異形コネクタ８０と継ぎ足し管７０を分離することにより、軸状ユニット６０の分離や軸状ユニット６０と移動装置１７の分離が行われる。
【0133】
図示する湧水観測装置の形成分離方法によれば、人力によるボーリング孔へのパッカーの設置や回収を不要にして、安全かつ効率的に切羽前方の湧水の状態を把握することができ、特に、短尺ボーリング孔を用いた湧水圧等の湧水観測施工における施工安全性と施工効率性を飛躍的に高める技術となり得る。
【0134】
尚、上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、ここで示した構成に本発明が何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【符号の説明】
【0135】
１０：穿孔機
１１：台車
１２，１２Ａ，１２Ｂ：ブーム
１３：マンケージ（作業台）
１４：ガイドシェル
１５：ドリフター
１６：シャンクロッド
１７：移動装置
１８Ａ：前方セントラライザ（セントラライザ、回転拘束部）
１８Ｂ：後方セントラライザ（セントラライザ）
２０：パッカー装置
２１、２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ：本体管
２１ａ：先端
２１ｂ：後端
２１ｃ：パッカー取り付け開口
２１ｄ：取り付け凹凸溝
２２：採取管
２３：第２流路
２４：シール材
２５：第１流路
２６：パッカー
３０：二重管ロッド
３０Ａ：二重管ロッド（継ぎ足し管）
３１：外管
３１ａ：先端
３１ｂ：後端
３２：内管
３３：第２流路
３４：シール材
３５：第１流路
４０：流路切替えアダプタ
４１：本体管
４１ａ：先端
４１ｂ：後端
４３：第２流路
４３ａ：取り付け口
４４：シール材
４５：第１流路
４６：導入管
４８：観測計
４９：圧力計
５０：第１逆止弁
５１：本体管
５１ａ：先端
５１ｂ：後端
５１ｃ：シール材
５２：弁座
５２ａ：開口
５２ｂ：中空
５３：第１流路
５４：バネ
５５：ゴム球
６０：軸状ユニット
７０：押し込み管
７５：把持面
８０：異形コネクタ
８５：把持面
９０：水圧測定装置
９１：本体管
９１ａ：先端
９１ｂ：後端
９２：主流路（第１流路）
９３：枝流路
９３ａ：開口
９４：凹部
９５：シール材
９６：チェック弁
９６ａ：弁本体
９６ｂ：流路
９６ｃ：第２逆止弁
９６ｄ：シール材
９６ｅ：バネ
１００：湧水観測装置
２００：回転拘束治具（パイプレンチ）
２００Ａ：回転拘束治具（ダブルレンチ）
２１０Ａ，２１０Ｂ：半割管
２１１Ａ，２１１Ｂ，一端
２１２Ａ，２１２Ｂ：他端
２１３Ａ，２１３Ｂ，２１４Ａ，２１４Ｂ：挿通管
２１５Ａ，２１５Ｂ：溝
２１５ａ：遊び溝
２１５ｂ：遊び代
２１６：チャックピース
２１７：凸部
２１８：回動軸部材（回動軸）
２１９：留め軸部材
２２０：押し込みボルト
２２０Ａ：繋ぎボルト
２３０：コの字状本体
２３２：側壁
２３５：ネジ溝
２４０Ａ，２４０Ｂ：チャックピース
２４５：凸部
２５０：押し込みボルト
Ｇ：地山
Ｂ：ボーリング孔（先進ボーリング孔）
Ｋ：切羽
Ｗ：湧水
１１：台車
１２，１２Ａ，１２Ｂ：ブーム
１３：マンケージ（作業台）
１４：ガイドシェル
１５：ドリフター
１６：シャンクロッド
１７：移動装置
１８Ａ：前方セントラライザ（セントラライザ、回転拘束部）
１８Ｂ：後方セントラライザ（セントラライザ）
２０：パッカー装置
２１、２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ：本体管
２１ａ：先端
２１ｂ：後端
２１ｃ：パッカー取り付け開口
２１ｄ：取り付け凹凸溝
２２：採取管
２３：第２流路
２４：シール材
２５：第１流路
２６：パッカー
３０：二重管ロッド
３０Ａ：二重管ロッド（継ぎ足し管）
３１：外管
３１ａ：先端
３１ｂ：後端
３２：内管
３３：第２流路
３４：シール材
３５：第１流路
４０：流路切替えアダプタ
４１：本体管
４１ａ：先端
４１ｂ：後端
４３：第２流路
４３ａ：取り付け口
４４：シール材
４５：第１流路
４６：導入管
４８：観測計
４９：圧力計
５０：第１逆止弁
５１：本体管
５１ａ：先端
５１ｂ：後端
５１ｃ：シール材
５２：弁座
５２ａ：開口
５２ｂ：中空
５３：第１流路
５４：バネ
５５：ゴム球
６０：軸状ユニット
７０：押し込み管
７５：把持面
８０：異形コネクタ
８５：把持面
９０：水圧測定装置
９１：本体管
９１ａ：先端
９１ｂ：後端
９２：主流路（第１流路）
９３：枝流路
９３ａ：開口
９４：凹部
９５：シール材
９６：チェック弁
９６ａ：弁本体
９６ｂ：流路
９６ｃ：第２逆止弁
９６ｄ：シール材
９６ｅ：バネ
１００：湧水観測装置
２００：回転拘束治具（パイプレンチ）
２００Ａ：回転拘束治具（ダブルレンチ）
２１０Ａ，２１０Ｂ：半割管
２１１Ａ，２１１Ｂ，一端
２１２Ａ，２１２Ｂ：他端
２１３Ａ，２１３Ｂ，２１４Ａ，２１４Ｂ：挿通管
２１５Ａ，２１５Ｂ：溝
２１５ａ：遊び溝
２１５ｂ：遊び代
２１６：チャックピース
２１７：凸部
２１８：回動軸部材（回動軸）
２１９：留め軸部材
２２０：押し込みボルト
２２０Ａ：繋ぎボルト
２３０：コの字状本体
２３２：側壁
２３５：ネジ溝
２４０Ａ，２４０Ｂ：チャックピース
２４５：凸部
２５０：押し込みボルト
Ｇ：地山
Ｂ：ボーリング孔（先進ボーリング孔）
Ｋ：切羽
Ｗ：湧水
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】