JP5472998B2

JP5472998B2 - トンネルの切羽前方の地山・地質構造の探査方法

Info

Publication number: JP5472998B2
Application number: JP2010151902A
Authority: JP
Inventors: 浩幸山田; 和雅坂口; 宏彰若林; 諭長沼
Original assignee: Konoike Construction Co Ltd
Current assignee: Konoike Construction Co Ltd
Priority date: 2010-07-02
Filing date: 2010-07-02
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2030-07-02
Also published as: JP2012012879A

Description

本発明は、トンネルの切羽前方の地山・地質構造の探査方法に関し、特に、ボアホールカメラを使用したトンネルの切羽前方の地山・地質構造の探査方法に関するものである。

従来、トンネルの切羽前方の地山・地質構造の探査方法として、
（１）弾性波を用いて間接的に切羽前方の状態を推測する方法
（２）削孔機を用いた先行ボーリングによって地山のサンプルを採取、分析する方法
（３）削孔機を用いた先行ボーリングによって得られた機械データから算出された削孔エネルギのデータを分析する方法
（４）削孔機を用いた先行ボーリングによって形成した削孔にボアホールカメラを挿入し、地山の状況を直接観察する方法
等が実用化されている。

しかしながら、（１）の方法は、間接的に地山の状況を推測するものであるため、湧水や亀裂の影響により測定結果に誤差を生じるという問題があった。
また、（２）の方法は、地山のサンプルの採取、分析に時間を要するという問題があった。
また、（３）の方法は、削孔エネルギのデータを分析するものであるため、破砕帯等の軟弱な地山では削孔エネルギが小さいため正確な分析が行えず、適切な判断ができないという問題があった。
また、（４）の方法は、直接的に地山の状況を観察するものであるため、地山の状況を正確に把握できるという利点を有する反面、削孔の坑壁の安定が前提となり、坑壁が自立しないような軟弱な地山には適用できないという問題があった。

本発明は、上記従来のトンネルの切羽前方の地山・地質構造の探査方法の有する問題点に鑑み、トンネルの切羽前方の地山・地質構造の探査方法に関し、特に、直接的に地山の状況を観察することによって、地山の状況を正確に把握できるボアホールカメラを使用したトンネルの切羽前方の地山・地質構造の探査方法の利点を生かしながら、坑壁が自立しないような軟弱な地山にも適用することが可能なボアホールカメラを使用したトンネルの切羽前方の地山・地質構造の探査方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のトンネルの切羽前方の地山・地質構造の探査方法は、トンネルの切羽前方に削孔機の中継管に透明な管部材を用いて削孔を形成することにより敷設した透明な管部材に、ボアホールカメラを挿入し、管部材を介して地山の状況を撮影することを特徴とする。

この場合において、前記透明な管部材に、透孔を形成した管部材を用いることができる。

本発明のトンネルの切羽前方の地山・地質構造の探査方法によれば、トンネルの切羽前方に削孔機を用いて形成した削孔に敷設した透明な管部材に、ボアホールカメラを挿入し、管部材を介して地山の状況を撮影することにより、削孔に敷設した透明な管部材によって削孔の坑壁の安定を図りながら、ボアホールカメラで直接的に地山の状況、例えば、湧水の状況、亀裂の状態、走向・傾斜の有無等を観察することによって、地山の状況を正確に把握することができる。
これにより、トンネル施工に際して、最適な支保工の選定や必要な対策工をトンネルの掘削を行う前に検討、施工することできる。

そして、前記透明な管部材を削孔機の中継管に用いて削孔を形成することにより、透明な管部材を削孔の形成と同時に削孔内に敷設することができ、これによって、削孔の坑壁の一層の安定を図ることができ、本発明の地山・地質構造の探査方法を、坑壁が自立しないような軟弱な地山にも適用することが可能となる。

また、前記透明な管部材に、透孔を形成した管部材を用いることにより、管部材に形成した透孔に流入する湧水をトンネルの切羽側で採取、分析することができ、これによって、地山の状況を推測することができる。

本発明のトンネルの切羽前方の地山・地質構造の探査方法に使用する設備の一実施例を示す説明図である。

以下、本発明のトンネルの切羽前方の地山・地質構造の探査方法の実施の形態を説明する。

本発明のトンネルの切羽前方の地山・地質構造の探査方法は、トンネルの切羽前方の地山・地質構造の探査方法に関し、直接的に地山の状況を観察することによって、地山の状況を正確に把握できるボアホールカメラを使用したトンネルの切羽前方の地山・地質構造の探査方法の利点を生かしながら、坑壁が自立しないような軟弱な地山にも適用することが可能にしたものである。

このため、本発明のトンネルの切羽前方の地山・地質構造の探査方法は、トンネルの切羽前方に削孔機を用いて形成した削孔に敷設した透明な管部材に、ボアホールカメラを挿入し、管部材を介して地山の状況を撮影するようにしている。

この場合において、削孔機には、特に限定されるものではないが、例えば、図１に示すような、先端側からロストビット１１、ロックリング１２、先導管１３、中継管１４及び端末管１５からなる外管部材１と、この外管部材１に挿入して使用される、先端側からパイロットビット２１、ステー２２、調整ロッド２３、ガイドスリーブ２４、ロッド２５、スリーブ２６、シャンクスリーブ２７及びドリフター２８からなる削孔部材２とを備えた削孔機Ｂ（例えば、トンネルジャンボ）を用いることができる。

ここで、外管部材１の中継管１４には、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂等の合成樹脂製の透明な管部材Ｐを用いるようにする。
この管部材Ｐは、削孔機Ｂの削孔部材としての機能に加え、この管部材Ｐを介してボアホールカメラ３によって地山の状況を撮影するものであるため、機械的強度、特に、靱性と硬度を備える必要があり、このため、上記合成樹脂材料の内、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂を好適に用いることができる。
なお、透明な管部材Ｐとなる中継管１４の長さは、地山の状況を撮影する範囲に合わせて設定するようにするが、通常、数メートル（例えば、３〜５ｍ程度）の長さのものを、必要に応じて、複数をジョイントして、使用することができる。
また、管部材Ｐは、削孔機Ｂの削孔部材として使用されることによって、例えば、表面に硬化被覆層を設けたり、掘削水に低摩耗性のものを使用するようにしても、どうしても表面が傷付くことになるが、地山に存在する水で表面が濡れることによって、曇りを防止することができ、削孔した孔壁の状況を観察することができる。

また、中継管１４に用いる管部材Ｐに、必要に応じて、適宜箇所に透孔Ｈを形成した管部材Ｐ０を用いることができる。
これにより、管部材Ｐ０に形成した透孔Ｈに流入する湧水をトンネルの切羽側で採取、分析することができ、これによって、地山からの湧水の状況を推測することができる。

なお、本実施例においては、透明な管部材Ｐを削孔機の中継管１４に用いて削孔を形成することにより、透明な管部材Ｐを削孔の形成と同時に削孔内に敷設することができるようにしているが、地山の性状に応じて、削孔機を用いて形成した削孔に、後から透明な管部材を挿入、敷設することもできる（参考例）。

そして、トンネルの切羽前方に、削孔機Ｂの中継管１４に透明な管部材Ｐを用いて削孔を形成することにより、削孔に透明な管部材Ｐを敷設し、この削孔に敷設した管部材Ｐに、ボアホールカメラ３を挿入し、管部材Ｐを介して地山の状況を撮影するようにする。

管部材Ｐを敷設する削孔は、通常、略水平に形成するようにするが、地山の状況を撮影する透明な管部材Ｐの位置に湧水が滞留しないように、１〜５°程度の先端側が上向きの角度をもって形成することが好ましい。

また、ボアホールカメラ３は、従来汎用されているものを用いることができるが、撮影した画像を電子データとして取り込むことで、各種の解析に利用できるようにする。
また、撮影した画像の歪み、ノイズ等のついては、キャリブレーションをかけることによって修正することができる。
また、撮影した画像の上下方向の認識は、湧水の水面位置によって行うようにするほか、必要に応じて、ボアホールカメラ３の先端部にセンサを配設して検出することもできる。

このトンネルの切羽前方の地山・地質構造の探査方法は、削孔に敷設した透明な管部材Ｐによって削孔の坑壁の安定を図りながら、ボアホールカメラ３で直接的に地山の状況を把握するようにしているので、トンネル施工に以下の効果をもたらすことができる。
（１）ボアホールカメラで直接的に地山の状況、例えば、湧水の状況、亀裂の状態、走向・傾斜の有無等を観察することによって、地山の状況を正確に把握することができる。
（２）トンネル施工に際して、最適な支保工の選定や必要な対策工をトンネルの掘削を行う前に検討、施工することでき、安全で合理的な施工を実現することができ、切羽作業の中断等の発生を未然に防止することができる。
（３）トンネル施工のサイクルに対する時間的な影響を小さくすることができる。

以上、本発明のトンネルの切羽前方の地山・地質構造の探査方法について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明のトンネルの切羽前方の地山・地質構造の探査方法は、削孔に敷設した透明な管部材によって削孔の坑壁の安定を図りながら、ボアホールカメラで直接的に地山の状況を把握できるという特性を有していることから、坑壁が自立しないような軟弱な地山の探査の用途に好適に用いることができるほか、広く一般の地山の探査の用途にも用いることができる。

Ｂ削孔機
Ｈ透孔
Ｐ透明な管部材
Ｐ０透明な管部材
１外管部材
１４中継管
２削孔部材
３ボアホールカメラ

Claims

トンネルの切羽前方に削孔機の中継管に透明な管部材を用いて削孔を形成することにより敷設した透明な管部材に、ボアホールカメラを挿入し、管部材を介して地山の状況を撮影することを特徴とするトンネルの切羽前方の地山・地質構造の探査方法。
前記透明な管部材に、透孔を形成した管部材を用いることを特徴とする請求項１記載のトンネルの切羽前方の地山・地質構造の探査方法。