大成建設が「T-DrillPacker」を機能拡張、湧水測定とコア採取が同時可能に：山岳トンネル工事

大成建設は、湧水の発生が予測される山岳トンネルの工事で、湧水帯の湧水量と水圧を安全で効率的に測定する技術「T-DrillPacker」を岩石コア採取時にも適用できるように機能拡張した。今回の機能拡張で、湧水測定とコア採取が同時に行えるようになったため、湧水区間の詳細な地質を迅速に把握することが可能となった。

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　大成建設は、湧水の発生が予測される山岳トンネルの工事で、湧水帯の湧水量と水圧を安全かつ効率的に測れる技術「T-DrillPacker」を岩石コア採取時にも適用できるように機能拡張したことを2021年1月12日に発表した。

コアボーリング専用パッカーは初期直径の40ミリから120ミリまで拡張可能

　山岳トンネル工事では、工事の安全や工期、工費に影響を及ぼす湧水の発生を事前に把握するために、調査ボーリングを行い、湧水帯の位置や湧水量・水圧を測定し、湧水対策を行う必要がある。そこで、大成建設は、調査ボーリング削孔中に、削孔管を引き抜かずにパッカー※1を挿入して、孔壁崩壊のリスクを無くし、湧水量と水圧を計測する「T-DrillPacker」を2020年に開発した。

※1 パッカー：ゴム製の袋状部材を加圧し膨張させて、孔壁に密着させることで孔内を水理学的に隔離し、湧水区間の湧水量・水圧をピンポイントで測定するための装置

　今回の機能拡張では、T-DrillPackerの先端に取り付ける削孔ビットをノンコアボーリング※2用ビットと、コアの採取・格納に用いる鋼管（コアチューブ）を備えたコア採取用ビットにも適用可能とした。これにより、地山強度や重金属の含有量などの評価を目的とした地質調査で行うコアボーリング※3でもT-DrillPackerを使えるようになった。

※2 ノンコアボーリング：岩石コアサンプルを採取しないで掘進するボーリング

※3 コアボーリング：岩石コアサンプルを採取しながら掘進するボーリング

ノンコアボーリング用ビット（左）とコア採取用ビット（右）　出典：大成建設

　T-DrillPackeによるコアボーリングの手順は、まず内側にコアチューブを備えたコア採取用ビットをT-DrillPackerのボーリング削孔管先端に装着し、回転させながら地山を掘削してコアサンプルを採取する。湧水帯に遭遇した際は、削孔管からコアチューブだけを引き抜いて回収。

　次に、ボーリング削孔管を湧水帯の手前まで後退させ、コアチューブを引き抜いた削孔管内にコアボーリング専用の大拡張パッカー（初期直径40〜120ミリまで拡張可能）を挿入する。続いて、削孔管を引き抜くことなく、コアビット先端にパッカーを突き出し拡張させ、孔壁に密着させた状態で湧水量・水圧を測る。その後、パッカーを収縮・回収し、コアチューブを再セットして、削孔を再開する。

コアボーリングに適用した「T-DrillPacker」のイメージ　出典：大成建設