ボーリング会社の事務屋のBlog

泥水とは
“泥水“を辞書で調べると、泥まじって濁った水。どろみず、ボーリング作業に使う、比重の大きい鉱物の微粒子を調合した水。掘管内を通して圧入し、掘りくずとともに地表に回収する。とあります。その泥水にも、水をベースとしたものと、油をベースとしたものと２種類ありますが、一般的には水＋ベントナイトを基本として必要に応じて各種の調整剤を加え、泥水の性質を安定させて使用しています。
【ベントナイトとは・・・モンモリロナイトを主成分とする粘土であり、水に対して極めて親和性が強く水を吸収して容積を増す性質をもっている。】

泥水の役割
ボーリングは循環水を送って掘削します。循環水を送る目的は、スライムの除去、ビット刃先の冷却、ロッドの回転抵抗の減少などがありますが、更に循環水に特殊な性能を与えて掘進能率を上げるために泥水を使用します。

泥水使用の目的

１.掘り屑の排除
地層を掘り進んでいくためには、その空間を確保するため掘ったあとの屑（スライム）を排除する必要があります。その掘り屑の運搬を担います。

２.コアビットの冷却・パイプ同士の潤滑性の維持
先端のコアビットは、その硬い刃で絶えず地層を砕き掘り進みます。したがってその摩擦により熱が発生します。また、ケーシング（孔壁の崩壊 を防ぐための鉄パイプ）とボーリングロッドとの間で接触が起こり、パイプが摩耗する可能性があります。このため、常に泥水を循環させることによってコアビットを冷却し、粘土分の潤滑性を利用してパイプの摩耗を防ぎます。

３.孔内の圧力バランスの維持
孔内に様々な地層流体が進入するのは、孔内の泥水の圧力が周囲の地層の流体の圧力に比べて小さくなりバランスが崩れるためです。加重材を添加することにより泥水の比重を調整し孔内の泥水の圧力を高めてあげます。高すぎると逆に地層内に泥水が流れていってしまいます。したがって、バランスを微妙にコントロールしなければなりません。

４.孔壁の崩壊防止
通常保護されていない孔壁は次第に崩壊してしまいます。ベントナイトなどの粘土分で孔壁をコーティング（泥壁の形成）することにより大きな崩壊を防止することが出来ます。 逆に泥壁が厚すぎるとボーリングロッドが張り付いてしまい掘削が不可能となってしまうため、いかに薄く強靱な不浸透性の泥壁を形成できるかが鍵となります。

５.掘り屑の沈殿の防止
ボーリングロッドを繋ぎ足す場合など、一時的に泥水循環を停止させることがあります。この時、地上に戻る途中の泥水中の掘り屑が沈降してしまうと孔壁の崩壊と同様にボーリングロッドが埋まってしまいます。泥水の粘性を高めることによりその落下を最小限に食い止めます。

６.泥水検層
現在掘削しているコアビットの先端、地底地層がどうなっているか、その状態を伺い知ることは容易なことではありません。その貴重な情報源として地上に戻ってきた泥水を分析する方法があります。泥水には現在掘り進んでいる地層の成分が溶け込んでおり、その成分を分析することによって地層のおおよその様子が分かります。また、地上まで回収された掘り屑からも直接データが得られます。

泥水使用上の注意事項及び管理方法
泥水の使用には、各種試験の実施とその判断による泥水管理が必要で、これを怠ると泥水性質が悪化して孔内事故が起る可能性があります。

１．泥水の濃度及び粘性
土質ボーリングでは、砂層、礫層の保護、またロッド径と掘進孔径との差が大きいため、シングルコアチューブを使用します。その理由により、やや粘性の高い泥水を使用するとされています。また、岩盤ボーリングでは、ダイアモンドビット、ダブルコアチューブを使用します。その理由により、できるだけ粘性が低く泥壁形成性の良い泥水を使用すると言われています。浅掘りボーリングでは、経験による泥水判断（指先によるなど）も行なわれるが、色の変化により、定期的に全泥水を交換する方法もあります。

２．泥水使用中のセメンティング
セメンティングは、崩壊防止、逸水及び湧水の防止などの為に実施されるが、泥水中にセメントを使用すれば、セメントの強度は極端に低下します。また、泥水にセメントが混じった場合は、泥水汚染、効率低下など孔内状況を悪化させるので、泥水使用中のセメンティングは控えた方が良いと言われています。

３．逸水防止剤
掘削中逸水層に当ると逸水が発生します。この際、そのまま逸水掘りを続けることもありますが、逸水を止めなければ掘削出来ない場合があります。特に泥水使用の場合は、作泥が間に合わなくなるほど大量の泥水を必要とし、逸水を止めなければ掘進を続けられない状態にまでなります。このため、状況に応じて使用する逸水防止剤が作られており、循環しながら孔内泥水全体に加える方法と、３～４種類の防止剤を多量に加えた泥水を逸水層部分に部分注入する２つの方法があります。

さまざまな薬品を加えた泥水は、地中にも存在していた物質も含み地上に上がってきます。それらの中には有害なものがある可能性があるため、掘削終了後は産業廃棄物として責任を持って処理する必要があります。（各種建設現場の施工に伴い発生する泥水は、「建設汚泥」として産業廃棄物に位置づけられている。）

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