1_10_2 深層ボーリングによる基盤岩の調査
達成目標

ローカルスケールおよびサイトスケール領域におけるこれまでの調査・解析で課題として残っていた,サイトスケール領域内における地下深部の地質環境特性(地質・地質構造,水理特性,地下水水質,力学特性)に関するデータを取得するため,深層ボーリング調査を行います。ここでは,サイトスケール領域における地下深部の詳細なデータを取得することを目標とします。

方法・ノウハウ1-3)

①深層ボーリング調査の目的:

  1. 浅層ボーリング調査と同様に,サイトスケール領域における地表からの調査において推定された地下の地質・地質構造(1_9_2)や,地下水流動に影響を及ぼすと推定される断層などの地質構造の存在(1_9_11_9_4)を実際に把握し,その分布・形状や水理特性に関するデータを取得します。
  2. 浅層ボーリング調査と同様に,地下施設の建設前に地下水の水圧・水質の初期値を取得するとともに,その長期モニタリングを開始します。

②ボーリング地点の選定:

深層ボーリングの掘削地点を選定する上で考慮すべきポイントとしては,これまでの調査・解析に基づき,地下水流動に影響を及ぼすと想定される重要な地質構造(断層や割れ目帯など)の分布やその特性を把握することが挙げられます。

特に,抽出された地質構造が高角度傾斜をなす場合や,地下施設と地下深部で交差すると予想される場合は,サイトスケールの領域外において実施した調査結果だけでは,その構造や空間分布を精度よく把握することが困難です。このような場合は,深層ボーリング調査の掘削地点や掘削角度について,これらの情報の取得を優先して検討することが重要となります。

③調査内容:

ローカルスケール領域におけるボーリング調査(1_5)と同様に,地質調査,孔壁画像調査,物理検層(1_12_4),流体検層(1_12_5),水理試験(1_12_6),地下水の採水・分析(1_12_7)といった調査を実施します。

地下深部の地下水は,地表付近の地下水と比べて塩濃度などの地球化学特性が大きく異なる可能性があることから,掘削流体に添加するトレーサー物質の選定や,単孔式水理試験や電気伝導度検層などの試験結果の解釈は,当該深度の地下水水質を念頭に行う必要があります。

④地下水モニタリング:

地質調査や水理試験の結果を踏まえて観測区間を決定し,水圧・水質モニタリング装置を設置して地下水モニタリングを開始します(1_12_8)。

ボーリング孔を利用した調査・解析において一連の調査を組み合わせることは,地表地質調査および地上物理探査による調査・解析により把握した地質・地質構造要素の推定精度を確認し向上させる上で有効です。特に,モデル化領域内の地下深部に分布する不連続構造の空間的なデータを直接取得できるため,地表からの調査・解析では抽出が困難な不連続構造を把握でき,かつ地質構造モデルの不確実性を大きく低減することができます。

東濃地域における実施例

研究所用地においては,新たに1本の深層ボーリング(MIZ-1号孔)を掘削し,上記の調査を実施しました。

深層ボーリング孔としてMIZ-1号孔を研究所用地北東の角より南に100m,東の境界より西に75mほどの位置から研究所用地の南北ほぼ中央,西の境界から東に10mほどの位置,標高-1,080mほどまで掘削した。掘削深は1,300.20mとなった。深度0の瑞浪層群の明世累層/本郷累層から深度250mのUpper Highly Fractured Domainまで垂直に掘削し,続いて土岐花崗岩中の深度494.81mまでを方位と傾斜角度を変化させながら掘削する「コントロールボーリング」技術を用いて掘削,さらに深度1,300.20mまでを垂直から14°の角度を持つ斜坑として掘削した。
図1 深層ボーリング孔の掘削位置8)
左側は研究所用地周辺の地図に一辺が2kmの正方形が描かれている。上部に月吉断層,中央に研究所用地の境界線と10本ほどの細かい断層がある。右側は左の地図にある正方形の範囲を標高200mから-2,000mまでの立方体にした地質構造モデルである。中央部まで立方体でくりぬいてあり,地下の構造がよく分かる。地下部分では色分けされた地質が層になっており,断層の黒線が何本も入っている。月吉断層の○○○はモデル画像の右半分にひらがなの「ひ」を右に倒した形で濃いピンク色で描かれている。
図2 深層ボーリング調査の結果により更新した地質構造モデル(ステップ3)8)
参考文献
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