JP2009288177A - 地下水位計測装置および検査ケーブルの挿入方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、検査ケーブルを地中に挿入する際、この検査ケーブルを保護して検査可能な地下水位計測装置および検査ケーブルの挿入方法を提供する。
【解決手段】昇降台７に取付けられたチャックユニット１０が外管３と内管４と検査ケーブル２とを保持した状態で当該昇降台７を下降させて検査孔にこれら外管３と内管４と検査ケーブル２とを挿入し、最下点では当該チャックユニット１０から外管３と検査ケーブル２とを取り外し、一方当該検査ケーブル２をケーブルホルダ４０で保持して当該検査ケーブル２を検査孔に滞在させた状態で当該昇降台７を上昇させ、最上点では当該ケーブルホルダ４０から当該検査ケーブル２を取り外し、一方当該検査ケーブル２をチャックユニット１０によって保持した状態で当該昇降台７を下降させて、この一連の動作を繰り返して検査孔に検査ケーブル２を挿入させることを特徴する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、地盤に掘削された検査孔に対して検査ケーブルを保護しながら挿入可能な地下水位計測装置および検査ケーブルの挿入方法に関する。

従来から、地盤の液状化の傾向を検出する方法としては、特許文献１に示す検出方法がある。この検出方法は、検査対象地盤に検査孔を掘削し、この検査孔に、先端に検出プローブを備えた検査ケーブルを挿入して地盤内部の液状化の具合を検出するものである。前記検査ケーブルの周囲は円筒形状の内管によって保護されており、当該検査ケーブルの座屈を防止するようになっている。また、前記検査孔には円筒形状の外管が挿入され、当該検査孔の崩壊を防止するようになっている。つまり、前記検出プローブおよび検査ケーブルは内管と外管との２重構造によって保護されている。

特開昭５８−６６８５６号公報

しかしながら、前記検出方法では、前記検出プローブを所望深さに到達させる際、当該深さと同じ長さの内管が必要となり、当該内管の製造に際しコストがかかるばかりか、搬送性が悪いという問題を有していた。

本発明の地下水位計測装置は、地盤に掘削された検査孔に挿入される外管と、この外管に挿通自在な内管と、この内管に挿入されるとともに前記検査孔に挿入されて前記地盤の状況を検出する検出プローブを先端に有する検査ケーブルと、これら外管、内管および検査ケーブルを必要に応じて保持または解放するチャックユニットと、このチャックユニットが取付けられ、昇降用モータの駆動によって支柱に沿って昇降可能な昇降台と、前記検査ケーブルを必要に応じて保持または解放するケーブルホルダと、前記昇降台の昇降量を算出するとともに前記検出プローブが検出したデータを解析して地盤内部の状況を判定する制御ユニットとを備えることを特徴とする。

また、本発明の検査ケーブルの挿入方法は、支柱に沿って昇降自在な昇降台に取付けられたチャックユニットが外管と内管と検査ケーブルとを保持した状態で当該昇降台を下降させ、検査孔にこれら外管と内管と検査ケーブルとを挿入し、当該昇降台が所定の位置まで下降したときには、当該チャックユニットから外管を分離するとともに検査ケーブルを解放し、このチャックユニットから解放された検査ケーブルは当該検査ケーブルを保持または解放自在で、かつ前記支柱に取付けられたケーブルホルダで保持され、検査孔に当該検査ケーブルを滞在させた状態で当該昇降台を上昇させ、当該昇降台が所定の位置まで上昇したときには、当該ケーブルホルダから当該検査ケーブルを解放し、この解放された当該検査ケーブルをチャックユニットで保持した状態で当該昇降台を下降させて、検査ケーブルを検査孔に挿入することを特徴する。

本発明によれば、ほぼ自動で検査ケーブルを所望深さに挿入させることが可能となるばかりか、昇降台の上下動に伴って内管が上下し、この内管に検査ケーブルが挿入された状態で当該検査ケーブルを所望深さまで挿入するように構成されている。そのため、検査ケーブルの挿入過程で発生する挿入抵抗から当該検査ケーブルを保護するために必要な内管の長さが所望深さ分必要なくなり、搬送性、収納性を向上させることができ、経済的にも安価な地下水位計測装置を提供することが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図１ないし図８に基づいて説明する。図１において１は本発明の地下水位計測装置である。この地下水位計測装置１は、物理探査法の一例である電気探査法を採用しており、地下地質の構成等を電気抵抗値から推定せしめるものである。具体的には、図１に示す検査ケーブル２の先端には検査プローブ２ａが取付けられており、この検査プローブ２ａには複数の電極（図示せず）が取付けられている。この検査プローブ２ａを先端に取付けた検査ケーブル２は、図３ないし図８に示すような予め掘削された検査孔Ｈに挿入され、先端に取付けられ検査プローブ２ａの電極に電流を流すと電極間で電位差が生じ、これら検出データは検査ケーブルを通じて制御ユニット（図示せず）に送信され、これら電流と電位差から電気抵抗値を算出することが可能となる。この電気抵抗値は地層の種類や地下水の有無などによって大きく変化するので、これらの値をもとに解析を行うことで地下の状況が判定される。

前記検査ケーブル２は、図１および図２に示す、外管３と内管４とから成る二重構造の長尺管に挿入されている。この外管３は、前記検査孔Ｈに挿入され、地盤を掘削して形成された検査孔Ｈが崩壊するのを防止するように構成されている。また、この外管３には当該外管３よりも十分に長く形成された内管４が挿入され、さらに、この内管４には前記検査ケーブル２が挿入されている。このように検査ケーブル２が内管４に挿入されているので、検査ケーブル２が挿入抵抗によって座屈して損傷し難く、十分な挿入推力を検査ケーブル２に伝えることができ、挿入可能な深度を深く設定することが可能となる。

前記地下水位計測装置１は、地盤表面に立設するようにスタンド５に取付けられた支柱６と、この支柱６に沿って昇降可能な昇降台７と、この昇降台７に取付けられるチャックユニット１０と、当該昇降台７を昇降させる昇降ユニット３０とから構成されている。また、このチャックユニット１０は、前記外管３および内管４を保持する管チャック１１と、前記検査ケーブル２の保持および解放を手動で操作可能なケーブルチャック２０とを備えている。

前記昇降ユニット３０は、図１に示すように、前記昇降台７の後部に設置されている昇降用駆動源として昇降用モータ３１を備えており、この昇降用モータ３１は前記支柱６に沿って垂直に配せられた無端チェーン８に沿ってスプロケット（図示せず）を回転させ、当該スプロケットが回転することで前記昇降台７は昇降するように構成されている。また、このスプロケットの回転量を検出すべく当該スプロケットの回転軸にはエンコーダ（図示せず）が取付けられており、当該スプロケットの回転に伴って発生するパルス信号を検出するように構成されている。このエンコーダの出力するパルス信号を制御ユニット（図示せず）で分析することにより昇降台７の移動距離が求められ、従ってこの昇降台７に取付られたチャックユニット１０のケーブルチャック２０に保持されている検査ケーブル２の地中への挿入量が求められる。

前記管チャック１１は、図２に示すように、円筒形状を成し、後端を前記昇降台７下方に垂下させるようにして当該昇降台７の上面に取付けられるガイドスリーブ１２を備えており、このガイドスリーブ１２の外周にはばね１３が嵌装されるとともに、このばね１３によって常時上方に付勢される円筒状のスライドスリーブ１４が挿通している。

前記ガイドスリーブ１２の先端付近には、その外周から内周に貫通する貫通穴１５が円周を３分割するように３ヶ所穿設されており、この貫通穴１５にはそれぞれ鋼球１６が動作可能に収納されている。また、ガイドスリーブ１２の先端には中心にガイドスリーブ１２の内径と同径の穴が空けられた円板状のストッパ１７が外周方向に突出して設けられている。さらに、前記スライドスリーブ１４の内周面は、下面から成形されるガイドスリーブ１２の外周面より僅かに大きい径の内孔と、この内孔上部に連続成形されるこれより大きい径の内孔とからなる段付き内周面に成形されており、スライドスリーブ１４をガイドスリーブ１２外周に沿って下方に摺動させることによってガイドスリーブ１２の貫通穴１５内に位置する鋼球１６が貫通穴１５から抜け落ちない程度に動作できるよう構成される。

前記ガイドスリーブ１２は、図２に示すように、その後端に前記外管３の先端を挿入して当該外管３を当該後端付近で保持するように構成されている。具体的な当該外管３の保持方法としてはガイドスリーブ１２の後端には外周から内周にかけて貫通孔１８が穿設されてここに係止ピン１９が挿入され、一方外管３にも当該外管３の先端をガイドスリーブ１２の後端付近に挿入させた状態で当該ガイドスリーブ１２の貫通孔１５と連設するにして外管の上端における外周から内周にかけて係止穴３ａが穿設されており、これら貫通孔１８と係止穴３ａを連通させて係止ピン１９を挿入して外管は保持されている。

前記管チャック１１は、図２に示すように、前記内管を上方から挿入して、当該内管４の先端を当該管チャック１１の上方に所定量突出させた状態で当該内管を保持するように構成されている。この内管４の上部にはその外周を３等分して係止溝４ａが削設されており、前記ガイドスリーブ１２における鋼球１６が嵌合可能に構成されている。この内管４を保持する際には、まず、管チャック１１のスライドスリーブ１４をガイドスリーブ１２に沿って下方に引き下げ、鋼球１６をスライドスリーブ１４内周面の段付き形状を以て貫通穴内で動作可能にし、続いて、ガイドスリーブ１２に内管４を挿入し、内管４の係止溝４ａが削設された端付近をガイドスリーブ１２内に位置させてスライドスリーブ１４を開放しつつ内管４を回転させると、鋼球１６と内管４の係止溝４ａとが係合し、それにともなってスライドスリーブ１４はばね１３の力によって上方に移動し、その内周面でガイドスリーブ１２の貫通穴１５を覆い、鋼球１６を動作不能として内管４の保持を行う。

前記ケーブルチャック２０は、図２に示すように、前記管チャック１１の上方から所定量突出させた状態で保持されている前記内管４の上端を保持するようにして当該管チャック１１の上端に取付けられており、当該内管４の上側開口から突出した検査ケーブル２を保持するように構成されている。このケーブルチャック２０による検査ケーブル２の保持方法としては、当該ケーブルチャック２０は、先端同士が噛合う構造の２つのステー２１を軸２２で結合し、レバー２３の操作に伴ってこれらステー２１が開閉するように構成されており、これらステー２１の間に当該検査ケーブル２を挿入して当該レバー２３を操作して当該検査ケーブル２を保持するように構成されている。

前記支柱６の上端には図３（ａ）および図３（ｂ）に示すケーブルホルダ４０が取付けられており、このケーブルホルダ４０は前記ケーブルチャック２０の上方に位置して前記内管４の上側開口から突出した検査ケーブル２を拘束あるいは解放するように構成されている。このケーブルホルダ４０は、前記内管４の延びる方向と同一線上に延びるケーブル保持溝４１を備えており、このケーブル保持溝４１に前記検査ケーブル２を嵌合して軸４２を支点に開閉自在なクランプレバー４３を操作して当該検査ケーブル２の拘束あるいは開放を行うように構成されている。また、このケーブルホルダ４０は、前記クランプレバー４３にばね４４によって常時付勢される保持部材４５を備えており、図３（ｂ）に示すように、当該クランプレバー４３を閉鎖した状態では当該保持部材４５が前記保持溝４１に嵌合されている検査ケーブルを２外周側から押圧して、この状態でクランプレバーに形成された係合穴４６に係止ピン４７を挿入して当該検査ケーブル２を拘束するように構成されている。

以下、本発明の地下水位計測装置１における検査ケーブル２の挿入方法を説明する。図４は地下水位計測装置１の昇降台７を作動させる直前の状態を示す図であり、このとき、検査ケーブル２は前記ケーブルホルダ４０から取り外され、一方ケーブルチャック２０には当該検査ケーブル２が保持されている。この状態から、昇降用モータ３１を作動させて昇降台７を下降させると、チャックユニット１０の管チャック１１に保持されている外管３と内管４、並びに当該チャックユニット１０のケーブルチャック２０に保持されている検査ケーブル２は検査孔Ｈに挿入される。このように昇降台７の下降によって外管３と内管４、並びに検査ケーブル２が検査孔Ｈへの挿入を続けると、これらは図５に示す位置に到達し、この位置が外管３の最下点である。

前述の図５に示す位置に前記昇降台７が到達したとき、作業者は、図６に示すように、外管３と前記管チャック１１のガイドスリーブ１２とを係合させている係止ピン１９を取り外す。一方この外管３の下降軌道上には前記スタンド５に取付られて、当該外管３を挿通自在な規制管５ａが位置しており、一方当該外管３の外周の中程には規制部材３ｂが取付けられている。そのため、管チャック１１から取り外された外管３は、図６に示すように当該外管３の規制部材３ｂが前記規制管５ａに接し、この位置より下に外管３は下降しないようになっている。また、図６に示す位置において、作業者は、検査ケーブル２をケーブルホルダ４０に固定するとともに、チャックユニット１０のケーブルチャック２０を操作して当該ケーブルチャック２０による当該検査ケーブル２の保持を解放する。

この作業が完了した後、昇降台７を上昇させた状態を示す状態が図７である。この図７に示す状態のとき、外管３は図６に示す位置に滞在したままであり、内管４は管チャック１１に固定された状態なので昇降台７の昇降に伴って図６に示す位置から図７に示す位置まで上昇する。また検査ケーブル２においては、ケーブルチャック２０から取り外され、一方ケーブルホルダ４０には保持されているので上下動せず図６に示す位置に滞在したままである。

その後、図８に示すように、検査ケーブル２は、ケーブルホルダ４０から取り外され、一方ケーブルチャック２０に保持された状態で再び昇降台７を下降させる。すると、昇降台７は再び図５に示す位置に到達する。これら図５、図６、図７および図８に示す昇降台の昇降動作を繰り返すことで、検査ケーブル２は所望深さまで挿入される。このような検査ケーブル２の挿入方法によれば、昇降台７と検査孔Ｈの開口面との間では、常に内管４が検査ケーブル２を保護した状態で、当該検査ケーブル２の挿入が行われるので、検査ケーブル２の挿入深さと同じ長さの内管４でなくとも、検査ケーブル２の挿入に際して常に検査ケーブル２を座屈から保護し、損傷を免れることが可能となる。

本発明の地下水位計測装置の正面図である。 本発明の地下水位計測装置の要部拡大断面図である。 本発明の地下水位計測装置の平面視拡大断面図であり、（ａ）はケーブルホルダーによる検査ケーブルを拘束した状態を示し、（ｂ）は検査ケーブルを解放した状態を示す図である。 本発明の地下水位計測装置の動作説明図であり、昇降台を作動させる直前の状態を示す図である。 本発明の地下水位計測装置の動作説明図であり、昇降台が最下点に到達した状態を示す図である。 本発明の地下水位計測措置の動作説明図であり、最下点に到達した昇降台を上昇させる直前の状態を示す図である。 本発明の地下水位計測措置の動作説明図であり、昇降台が最上点に到達した状態を示す図である。 本発明の地下水位計測装置の動作説明図であり、最上点に到達した昇降台を再び下降させる状態を示す図である。

符号の説明

１ 地下水位計測装置
２ 検査ケーブル
２ａ 検査プローブ
３ 外管
３ａ 係止穴
３ｂ 規制部材
４ 内管
４ａ 係止溝
５ スタンド
５ａ 規制管
６ 支柱
７ 昇降台
８ 無端チェーン
１０ チャックユニット
１１ 管チャック
１２ ガイドスリーブ
１３ ばね
１４ スライドスリーブ
１５ 貫通穴
１６ 剛球
１７ ストッパ
１８ 貫通孔
１９ 係止ピン
２０ ケーブルチャック
２１ ステー
２２ 軸
２３ レバー
３０ 昇降ユニット
３１ 昇降用モータ
４０ ケーブルホルダ
４１ ケーブル保持溝
４２ 軸
４３ クランプレバー
４４ ばね
４５ 保持部材
４６ 係合穴
４７ 係止ピン


Ｈ 検査孔
Ｇ 地盤

Claims (2)

1. 地盤に掘削された検査孔に挿入される外管と、
   この外管に挿通自在な内管と、
   この内管に挿入されるとともに前記検査孔に挿入されて前記地盤の状況を検出する検出プローブを先端に有する検査ケーブルと、
   これら外管、内管および検査ケーブルを必要に応じて保持または解放するチャックユニットと、
   このチャックユニットが取付けられ、昇降用モータの駆動によって支柱に沿って昇降可能な昇降台と、
   前記検査ケーブルを必要に応じて保持または解放するケーブルホルダと、
   前記昇降台の昇降量を算出するとともに前記検出プローブが検出したデータを解析して地盤内部の状況を判定する制御ユニットとを備えることを特徴とする地下水位計測装置。
2. 支柱に沿って昇降自在な昇降台に取付けられたチャックユニットが外管と内管と検査ケーブルとを保持した状態で当該昇降台を下降させ、検査孔にこれら外管と内管と検査ケーブルとを挿入し、
   当該昇降台が所定の位置まで下降したときには、当該チャックユニットから外管を分離するとともに検査ケーブルを解放し、このチャックユニットから解放された検査ケーブルは当該検査ケーブルを保持または解放自在で、かつ前記支柱に取付けられたケーブルホルダで保持され、検査孔に当該検査ケーブルを滞在させた状態で当該昇降台を上昇させ、 当該昇降台が所定の位置まで上昇したときには、当該ケーブルホルダから当該検査ケーブルを解放し、この解放された当該検査ケーブルをチャックユニットで保持した状態で当該昇降台を下降させて、検査ケーブルを検査孔に挿入することを特徴する検査ケーブルの挿入方法。

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