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Geological Survey

地質調査

どのような巨大な構造物も、その安全はすべて、足元の地盤にかかっています。
80年にわたり培ってきた私たちの核となる技術は、 その見えない大地の状態を正確に可視化すること。

地質調査(土質)

培ってきた技術と新しい技術を組み合わせ様々なニーズに応じた地盤情報を提供します。

業務内容

人が毎日暮らしている住宅や日頃利用している道路、鉄道等の社会基盤は地盤の上(もしくは地盤の中)に造られています。地盤は土と水からできています。このため、人は土と水とうまく共存しながら生活していく必要があると言っても過言ではありません。
地上から見える地盤は、一見どの場所でも同じように見えるかもしれませんが、地域特性がありどこでも同じような地盤という訳ではありません。また「この場所に何を造るか?」に応じて、その場所の地盤のことを調べておく必要があります。このため、地盤を調べるということは、基本的にオーダーメイドなのです。
弊社は、創業から80年に渡り、軟弱地盤地帯から山岳地まで幅広いニーズに応えるべく土質・地質調査に取り組んできました。
これからも、新しい調査・解析技術を積極的に取り入れ、多くのお客様のニーズに応えていきます。

平坦地のボーリング調査
スパット台船でのボーリング調査

地質調査(岩盤)

山岳地では岩盤の地質状況を、地質技術者の観察眼で、自らの手と脚で、更には種々のボーリング調査機器を駆使して調べます。

業務内容

地質調査の内、岩盤地質の調査は、一見硬いと考える岩石の集合体である岩盤が、目的となる構造物を設置する時、どのような挙動を示すか、どれくらいの強度があるのか、どれくらいの地下水の流れを有しているのか、岩石の化学的性質はどうであるのか、を調べる目的で行います。
一般的に岩石は硬いのですが、岩盤には割れ目が有り、その割れ目を使って岩盤として変形したり、多量の水を通したりすることが有ります。私たちはジオドクターとして、地質技術者の眼で、自らの手脚とボーリング調査機器の手と足で、岩盤の真実を探ります。

高品質サンプリング/IFCS

緩い砂層・砂礫層・岩盤中の破砕帯・盛土部から緩みのないコアが採取できる「高品質コアボーリング」IFCS工法

IFCS機器 全景

高品質コア採取工法のご紹介

微細気泡(マイクロバブル)を使用した高品質コア採取工法、IFCS(Improved Fresh-Water Core Sampling)を開発しました。この工法により、緩い砂層・岩盤中の破砕帯・地すべり層盛土部等、通常では採取しにくいコアを緩みの少ないコア状態で採取可能となりました。
IFCS工法を使用することにより、地下数百メートルまで日進3~12m、口径66~116mmで連続採取可能です(特第4025485号)。
また、コンパクトな小型IFCSの開発により搬入・搬出が困難な現場での使用が可能になりました。

IFCS工法で使用する微細気泡水

動画

高品質サンプリング/IFCSの紹介動画です。

特徴

原理

潤滑性のある掘削水に微細気泡を混ぜて送ることで、掘削ロッドやビットの摩擦を軽減すると共に、微粒気泡の自動スライム排除機能により、これまでの清水や泥水による送水よりも低圧・低量で、送水可能になりました。その結果、ビットの切れ、スライム排除効率が飛躍的に向上し、 送水圧が間隙水圧とバランスすることで、孔壁やコア内への清水浸透・微粒分流失が防げるため、良質なコアが効率よく採取可能になりました。

装置

装置は基本的に、これまでのボーリングマシン、ポンプのような掘削ツールに、界面活性剤混入タンク、送気ポンプ、発泡装置を付加するだけで利用出来るため、これまでの気泡型に比べて、経費の大幅な節減が可能(当社比)になりました。

IFCS工法 ケーシング内の状況
ケーシング内の状況

長所

  • IFCS工法で使用する微細気泡水の製造には石鹸材料(界面活性剤)を使用しません。掘削に使用した微細気泡水の泡は自然に消滅します。微細気泡水は環境に優しいという特徴があります。
  • 清水掘に比べ使用水量が減るとともに、機材の小型化により、山岳地、都市部の狭い土地での仮設が容易です。
  • 操作性は、従来型気泡工と異なり、通常工法(清水掘)と差が無く、地下水量や水質にも左右されません。従って掘進速度は、従来型気泡工に比較し大幅に向上し、清水堀りとほぼ同等で掘削が出来ます。

業務実施例および採取コア

岩盤や土砂など様々な場面で「高品質サンプリング」としての実績があります。
軟弱層(砂)の事例
コア採取状況(上)と断面(下)
引用文献(断面写真部分)
出典:水野ほか(2012), 地形および地質学的手法による液状化調査, 巨大地震による複合的地質災害に関する調査・研究中間報告, pp179-205.
トラバーチン(石灰華)の採取状況
岩盤の事例
トラバーチン(石灰華)の採取状況
IFCS工法のダム調査への適用例

海上調査(傾動自在)

水深のやや深い水域(50m程度まで)に対応したボーリング工法

傾動自在型試錐工法のご紹介オンリーワン技術

特許認可された工法で工法名は「傾動自在型試錐工法」です。
開発目的は作業台の上下動にかかわらず、作業を効率よく安全になしえる事ができるものです。一般的な海上調査で使用されるスパット台船などと比較して、施行数は多くありませんが、海域での活断層調査や大規模護岸工事など水深20m以上でオールコアボーリング調査のニーズが高まりつつあり、どちらにも対応可能な傾動自在工法を利用した調査が増えています。

動画

傾動自在型試錐工法の特徴を5分にまとめた動画です。

特徴

下記の条件に対応できる工法となっています

  • 水深50m程度までの水域で地質調査が行えます。
  • 海底の起伏に対応が可能。
  • 岩盤から軟弱層(沖積層、洪積層)のコアリングを行うことができます。
  • 乱れの少ない試料採取が行えます。
  • 荒天時に掘削器ガイドパイプを存置することができるため,掘り直しの手戻りが少ない

装置機器としては

  • 70~100t起重機船もしくはクレーン付き台船
  • 台船の移動および接地を補助する引船および揚描船
  • 四脚櫓(台船上に設置)
  • 傾動用ボーリングマシン
  • ガイドパイプおよび架台
海上ボーリングの工法の種類

作業手順

ガイドパイプとボーリングマシンをアンカーおよびワイヤーで四方から固定し、自立させます。自立したボーリングマシン上は作業員が1名乗ることができる足場がありロットの継ぎ足し等の作業を行います。起重機船より張り出した足場を、アンカーで固定された起重機船ごとガイドパイプに近づけ約1m程度の離隔をとって固定します。このクリアランスを確保しつつ、遠隔操作でボーリングマシンを制御することで波浪の影響および干満の高低差に対する問題に対し対処する事ができる工法です。ガイドパイプは、ボルトで継ぎ足すことができ水深に合わせて調整することが可能です。固定の方法はアンカーおよびワイヤーをガイドパイプから四方に打設し緊張する事で自立固定を行います。
荒天時はボーリング機械のみを撤去し、ガイドパイプを存置する事ができるため,途中まで掘削したボーリング孔を放棄する事無く作業を再開することができる事が当工法のメリットです。
四脚櫓および油圧ユニットは台船側に搭載され、毎日の作業開始時にガイドパイプに近づけて掘削作業を行い、毎夕掘削作業完了時にガイドパイプから離して夜間養生を行います。これにより夜間に天候が悪化した際もガイドパイプの転倒事故を防ぐ事ができます。

写真

底板・ガイドパイプ設置
フレキシブル底板(特許取得済)
作業中
掘削状況
ガイドパイプの存置
傾動自在で採取したサンプリング

活断層調査

活断層の過去の活動履歴を明らかにするトレンチ調査

活断層調査 トレンチ壁面

業務内容

活断層とは、「最近の地質年代(第四紀)に繰り返し活動しており、今後も活動すると推定される断層」をいいます。当社では、断層の詳細位置を明らかにする調査、過去に断層が動いた履歴を調べる調査を日本各地で行っています。
過去の断層が動いた履歴を調べる調査で最も行われている調査が「トレンチ調査」です。トレンチは調査用の溝で、壁面の詳細な観察により、断層により変形を受けた地層と変形を受けていない地層を判断し、地層に挟まれている年代試料(火山灰、14C年代測定試料など)より、断層の活動履歴を明らかにします。当社では過去の豊富な調査実績より、各場所の条件に応じた最も適切な断層調査の方法を提案します。

動画

活断層調査について動画にて説明しています

※「EE東北’2022」でのインタビューにてトレンチ調査について解説をしている動画です

活断層の調査方法

空中写真判読等机上調査

空中写真判読事例
空中写真判読事例
過去の古い空中写真を利用して、断層特有の地形やリニアメントを抽出します。最近では数値データを使用してより詳細な変形地形を把握することが可能です。

地形地質踏査

活断層沿いには断層特有の地形(変動地形といいます)が連続的に分布しています。地形地質踏査では、地形特徴、断層露頭、基盤岩の破砕度等により断層の特徴や断層の位置を把握します。空中写真判読結果、踏査結果等を統合して、具体的な調査方法を決定します。

ボーリング

ボーリングは地下の地質を採取し、採取した地質より断層の有無や地質状況を把握する方法です。地形地質調査によって得られた情報を元にボーリング地点を決定し、集中的にボーリングを実施することで、断層の詳細な位置や、断層の活動時期を推定することが可能です。

物理探査

物理探査は、より広域の地下構造の把握が必要な場合に実施します。反射法地震探査、地中レーダー探査等を実施することにより地下の地質構造を把握し、断層の位置や形状を明らかにします。

トレンチ調査

トレンチ例
トレンチ例
トレンチ調査は掘削をして直接断層を観察するため、詳細な情報を得ることが可能です。但し、掘削できる範囲は限られているため、掘削する場所の選定が重要となります。地形地質踏査、ボーリング調査、物理探査結果、埋設物、人工改変なども考慮し慎重に調査位置を決定します。掘削後は、壁面をきれいに整形し、断層構造、地層の状況をスケッチとして記載します。

年代測定試料採取

断層の活動時期を調べるためには、地層の年代を知る必要があります。地層中には木片や火山灰が含まれていることがあり、それら年代試料を分析することで年代を明らかにすることができます。特に木片は炭素同位体年代測定(14C年代測定)により詳細な年代を明らかにすることができます。但し。木片は他の地層から紛れているものもの、汚染されているものもあり、慎重に採取する必要があります。

ブロックサンプリング

ブロックサンプリング状況
ブロックサンプリング状況
断層部のブロックサンプリングを行います。ブロックサンプリングから薄片を作成することで断層の内部構造及び変形様式を把握することができます。