JP6998014B2 - Blasting method - Google Patents

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本発明は、設定された点火タイミングで点火する点火装置を使用して発破を行う発破工法に関する。 The present invention relates to a blasting method in which blasting is performed using an ignition device that ignites at a set ignition timing.

電子遅延式電気雷管は、爆薬に点火するタイミングをミリ秒単位で設定することができる点火装置である。このため、電子遅延式電気雷管は、スムースブラスティング(破壊したい部分のみ破壊する工法)のような斉発性の効果を求める用途や、爆破を多段に分割して振動や騒音のピークを抑制する用途等の、爆薬点火の要求精度がシビアな用途に採用されている。ここで、斉発性とは、2孔以上の起爆を同時に行うことをいう。 The electronic delay type electric detonator is an ignition device that can set the timing of igniting the explosive in milliseconds. For this reason, the electronic delay type electric detonator is used for applications that require a simultaneous effect such as smooth blasting (a construction method that destroys only the part to be destroyed), and the explosion is divided into multiple stages to suppress vibration and noise peaks. It is used in applications where the required accuracy of explosive ignition is severe. Here, the simultaneousness means that two or more holes are detonated at the same time.

電子遅延式電気雷管は、どのタイミングで点火するかという最適なタイミングや秒時間隔(タイムテーブル)を設計することができれば、そのタイムテーブルで忠実に再現することができるため、振動や騒音に対して優れた抑制効果を発揮することが知られている。そこで、最適なタイムテーブルを設計する手法が提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。 If the optimum timing and second time interval (timetable) for igniting the electronic delay type electric detonator can be designed, it can be faithfully reproduced in that timetable, so it is resistant to vibration and noise. It is known that it exerts an excellent inhibitory effect. Therefore, a method for designing an optimum timetable has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

最適なタイムテーブルを設計する場合に必要となる、人家や公共施設等の保全対象毎に定まる振動や騒音の伝播特性は、トンネルの掘進に伴って爆破地点が移動し、保全対象との位置関係が変化することから、伝播経路とその経路上の地質が相違し、1つに定まらない。伝播特性とは、保全対象に伝播した振動や騒音のもつ卓越周波数を特定したものをいう。卓越周波数は、最も振幅が大きい周波数(ピーク周波数)である。また、従来の電子遅延式雷管は、点火タイミングを製造工場でしか設定することができなかったため、現場での求めに応じて設定変更をすることは工程上困難であった。 The vibration and noise propagation characteristics that are required when designing the optimum timetable for each maintenance target such as private houses and public facilities are that the blast point moves as the tunnel is dug, and the positional relationship with the maintenance target. Therefore, the propagation path and the geology on that path are different, and one cannot be determined. The propagation characteristic refers to the one that specifies the dominant frequency of vibration and noise propagated to the maintenance target. The dominant frequency is the frequency with the largest amplitude (peak frequency). Further, in the conventional electronic delay type detonator, the ignition timing can be set only at the manufacturing factory, so that it is difficult in the process to change the setting according to the request at the site.

ところが、近年になって、現場で点火のタイミングを設定することができる電子遅延式電気雷管が登場した(例えば、非特許文献1参照)。 However, in recent years, an electronically delayed electric detonator that can set the ignition timing in the field has appeared (see, for example, Non-Patent Document 1).

これを受けて、適切な時期に既存のタイムテーブルを見直せるよう、トンネルを掘進するのに合わせて、保全対象毎に伝播特性を再測定し、タイムテーブルにフィードバックする技術が提案されている(例えば、特許文献3参照)。 In response to this, a technique has been proposed in which the propagation characteristics are remeasured for each maintenance target and fed back to the timetable as the tunnel is dug so that the existing timetable can be reviewed at an appropriate time (for example). , Patent Document 3).

再公表98/21544号公報Republished No. 98/21544 特開平1-285800号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-2858800 特開2015-137788号公報JP-A-2015-137788

“高精度電子雷管「eDev(イーデブ)」シリーズ”、[online]、2014年12月25日、国土交通省、[平成28年9月5日検索]、インターネット<URL:http://www.netis.mlit.go.jp/NetisRev/Search/NtDetail6.asp?REG_NO=KT-140090&TabType=2&nt=nt>"High-precision electronic detonator" eDev "series", [online], December 25, 2014, Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism, [Search on September 5, 2016], Internet <URL: http: // www. netis.mlit.go.jp/NetisRev/Search/NtDetail6.asp?REG_NO=KT-140090&TabType=2&nt=nt>

しかしながら、上記特許文献3に記載の技術では、必要の有無に関係なくタイムテーブルを見直すため、作業量が増加し、施工期間も長くなる。これは、高コストの要因となり、現場の管理手法としては満足できるものではない。 However, in the technique described in Patent Document 3, since the timetable is reviewed regardless of whether it is necessary or not, the amount of work increases and the construction period becomes long. This is a factor of high cost and is not satisfactory as a management method in the field.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、設定された点火タイミングで点火する点火装置を使用して発破を行う工法であって、発破対象を発破する工程と、発破対象から離間した所定の地点で、発破により発生した振動を測定する工程と、測定結果から所定の地点に伝播した振動が有する伝播特性を抽出する工程と、抽出した伝播特性に基づき、設定された点火タイミングを変更するか否かを判定する工程と、変更すると判定した場合に、所定の地点における振動を低減するように点火タイミングの設定を変更する工程とを含む、発破工法が提供される。 The present invention has been made in view of the above problems, and is a method of blasting using an ignition device that ignites at a set ignition timing. The process of measuring the vibration generated by rupture at a predetermined point, the process of extracting the propagation characteristics of the vibration propagated to the predetermined point from the measurement results, and the step of changing the set ignition timing based on the extracted propagation characteristics. The blasting method is provided, which includes a step of determining whether or not to perform the ignition, and a step of changing the ignition timing setting so as to reduce the vibration at a predetermined point when the determination is made.

本発明によれば、振動や騒音を抑制しつつ作業量を減らし、施工期間を短縮することが可能な発破工法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a blasting method capable of reducing the amount of work and shortening the construction period while suppressing vibration and noise.

トンネルの掘削と保全対象について説明する図。The figure explaining the excavation and maintenance target of a tunnel. 秒時間隔を変えることで振動を抑制できることを説明する図。The figure explaining that vibration can be suppressed by changing a second time interval. 発破工法の作業の流れを例示したフローチャート。A flowchart illustrating the work flow of the blasting method. 発破パターンについて説明する図。The figure explaining the blasting pattern. 装薬孔内に設置する爆薬および雷管の位置を例示した図。The figure which illustrated the position of the explosive and the detonator installed in the charge hole. 保全対象で測定される振動結果を例示した図。The figure which exemplifies the vibration result measured in the maintenance target. 図6における5段目の振動の波形(時刻歴特性)と周波数特性とを示した図。The figure which showed the waveform (time history characteristic) and the frequency characteristic of the 5th stage vibration in FIG. 図6における7段目の振動の波形(時刻歴特性)と周波数特性とを示した図。The figure which showed the waveform (time history characteristic) and the frequency characteristic of the 7th stage vibration in FIG. 図8に示す波形を代表波形とし、設計されたタイムテーブルで起振した場合に予測される振動の振動レベルを示した図。The figure which used the waveform shown in FIG. 8 as a representative waveform, and showed the vibration level of the vibration predicted when it oscillated by the designed timetable. 秒時間隔をパラメータとして予測を行い、秒時間隔と最大速度および最大振動レベルとの関係を例示した図。The figure which made the prediction using the second time interval as a parameter, and illustrated the relationship between the second time interval and the maximum velocity and the maximum vibration level. 図8に示す波形を代表波形とし、設計されたタイムテーブルで起振した場合に予測される振動の波形(時刻歴特性)と周波数特性とを示した図。The waveform shown in FIG. 8 is used as a representative waveform, and is a diagram showing a vibration waveform (time history characteristic) and a frequency characteristic predicted when vibrated by a designed timetable. 情報処理装置のハードウェア構成を例示した図。The figure which illustrated the hardware configuration of an information processing apparatus. 逆位相となる秒時間隔で振動波形を重ね合わせ、振幅を小さくすることができることを示す概念図。A conceptual diagram showing that the amplitude can be reduced by superimposing vibration waveforms at intervals of seconds that are in opposite phase.

本発明の発破工法について説明する前に、発破によるトンネルの掘削および保全対象について、図1を参照して説明する。発破は、爆薬の爆発力を利用して岩盤等を破砕する作業で、地盤を振動させ、地質調査を行う場合にも利用される。地山10等における発破によるトンネル12の掘削は、発破対象である切羽11に対し、ドリルジャンボ等の削岩機を使用して、爆薬を装薬するための孔(装薬孔)を形成し、装薬孔内に爆薬を装薬し、点火装置としての雷管により点火(起爆)することにより実施される。 Before explaining the blasting method of the present invention, the excavation and maintenance target of the tunnel by blasting will be described with reference to FIG. Blasting is the work of crushing rocks using the explosive power of explosives, and is also used when conducting geological surveys by vibrating the ground. In the excavation of the tunnel 12 by blasting in the ground 10 or the like, a hole (charged hole) for charging the explosive is formed in the face 11 to be blasted by using a rock drill such as a drill jumbo. , It is carried out by charging an explosive in the charge hole and igniting (blasting) with a detonator as an ignition device.

装薬孔を形成する位置や数、装薬する爆薬の量、起爆する順序や時間間隔等は、地質、トンネル12の断面の形状や大きさ、周囲への破片の飛散、振動や騒音等を考慮し、適切な発破パターンや、最適な点火タイミングを設定するために必要とされる点火タイムテーブル(単にタイムテーブルともいう)等として設計される。タイムテーブルは、各装薬孔または各装薬孔群をどの順に、どのような時間間隔で点火するかを示す情報である。 The position and number of charge holes, the amount of explosive to be charged, the order and time interval of detonation, etc. are determined by the geology, the shape and size of the cross section of the tunnel 12, the scattering of debris to the surroundings, vibration and noise, etc. Considering this, it is designed as an ignition timetable (also simply called a timetable) required to set an appropriate blasting pattern and optimum ignition timing. The timetable is information indicating in what order and at what time interval each charge hole or each charge hole group is ignited.

雷管は、少量の熱や衝撃で発火する爆薬を管内に収納した火工品で、点火薬と起爆薬と添装薬とを含む。雷管としては、点火薬に電極が埋め込まれ、電極に電流を流すと点火薬に着火し、点火薬から起爆薬に点火後、装薬孔内に装薬した爆薬へ伝爆させるために添装薬を爆発させる電気雷管を用いることができる。その電気雷管の中でも、コンデンサや電子タイマをさらに含み、ミリ秒単位で点火タイミングを設定することができる電子遅延式電気雷管を用いることができる。 A detonator is a pyrotechnic that contains an explosive that ignites with a small amount of heat or impact, and includes an igniter, a detonator, and an adjunct. As a detonator, an electrode is embedded in the igniter, and when an electric current is passed through the electrode, the igniter is ignited. An electric detonator that explodes the drug can be used. Among the electric detonators, an electronic delay type electric detonator that further includes a capacitor and an electronic timer and can set the ignition timing in milliseconds can be used.

電子遅延式電気雷管は、点火タイミングを設定することができることから、爆破を意図的に複数に分割して行い、振動や騒音のピークを抑制する用途で利用され、個々の装薬孔から発生する振動や騒音がある短い瞬間で重ならないように分散させて最大振幅を抑制する目的や、分散の際に波の位相差で互いに振幅を打ち消し合うタイミングを得る目的等での利用が考えられている。 Since the electronic delay type electric detonator can set the ignition timing, it is used for the purpose of intentionally dividing the blast into multiple parts and suppressing the peak of vibration and noise, and it is generated from each charge hole. It is considered to be used for the purpose of suppressing the maximum amplitude by dispersing vibration and noise so that they do not overlap at a short moment, and for obtaining the timing of canceling each other's amplitudes due to the phase difference of the waves during dispersion. ..

例えば、単発発破を1回行い、その後、3ミリ秒(ms)の時間間隔(秒時間隔)ずらして単発発破を行い、その振動を測定した結果を重ね合わせると、図2(a)に示すような波形となる。単発発破は、1発ずつ発破する方法である。ここでは、振動を経過時間に対する速度として計測している。1回目の発破の波形と2回目の発破の波形は、位相のみが違うだけで同じような波形となっている。3msという短い秒時間隔では、1段目の波形と2段目の波形を合成した波形は、その振幅が大きくなっている。 For example, a single burst is performed once, then a single burst is performed with a time interval (second time interval) of 3 milliseconds (ms), and the results of measuring the vibrations are superimposed, as shown in FIG. 2 (a). The waveform becomes like this. Single-shot blasting is a method of blasting one shot at a time. Here, the vibration is measured as the velocity with respect to the elapsed time. The waveform of the first blasting and the waveform of the second blasting are similar only in phase. At a short second time interval of 3 ms, the amplitude of the waveform obtained by synthesizing the waveform of the first stage and the waveform of the second stage is large.

単発発破を1回行い、その後、12msという長い秒時間隔ずらして単発発破を行い、その振動を測定した結果を重ね合わせると、図2(b)に示すような波形となる。この場合も、1回目と2回目の波形は、位相のみが違うだけで同じような波形となっている。しかしながら、1回目と2回目の波形を合成した波形は、各段の波形の振幅より小さくなっている。 When the single blasting is performed once, then the single blasting is performed with a long time interval of 12 ms, and the measurement results of the vibrations are superimposed, the waveform as shown in FIG. 2 (b) is obtained. In this case as well, the first and second waveforms have the same waveform except that only the phase is different. However, the waveform obtained by synthesizing the first and second waveforms is smaller than the amplitude of the waveform of each stage.

このように単発発破の波形性状に関する再現性が高ければ、振動波形の重ね方、すなわち秒時間隔によって最大速度である振幅が大きく変わることが分かる。このことから、タイムテーブルの設計において、この振幅を小さくする等の最適な秒時間隔が設定される。 If the reproducibility of the waveform properties of single blasting is high in this way, it can be seen that the amplitude, which is the maximum velocity, changes greatly depending on how the vibration waveforms are overlapped, that is, the second time interval. For this reason, in the design of the timetable, the optimum second time interval such as reducing this amplitude is set.

しかしながら、タイムテーブルの設計する前提の、所定の地点、すなわち保全対象に伝播する振動や音(騒音)の伝播特性は、トンネルの掘進に伴い、日々爆破地点が移動し、保全対象への伝播経路とその経路上の地質の相違が原因となって1つに定まらない。これは、爆破地点と保全対象までの距離が変化し、その間の地質も一定ではないからである。ここで、伝播特性は、保全対象に伝播した振動や騒音が有する最も大きい周波数(卓越周波数)を特定したもので、保全対象は、振動や騒音の影響により被害を受ける恐れのある人家、公共施設、農地等である。図1では、保全対象として住宅13、14が示されている。 However, the propagation characteristics of vibration and sound (noise) that propagate to a predetermined point, that is, the conservation target, which is the premise of designing the timetable, are such that the explosion point moves daily as the tunnel is dug, and the propagation route to the conservation target. And because of the difference in geology on the route, it is not fixed to one. This is because the distance between the blast point and the conservation target changes, and the geology between them is not constant. Here, the propagation characteristics specify the highest frequency (dominant frequency) of the vibration and noise propagated to the conservation target, and the conservation target is a person's house or public facility that may be damaged by the influence of vibration or noise. , Agricultural land, etc. In FIG. 1, houses 13 and 14 are shown as conservation targets.

電子遅延式電気雷管は、その製造工場で点火タイミングの設定を行っていることから、ある掘削時点の伝播特性に基づいて最適なタイムテーブルを設計したとしても、それを反映することができず、現実と乖離するに至っても、その製造工場で設定した点火タイミングの雷管を使用せざるを得ないことが多い。これでは、電子遅延式電気雷管を使用しても、望む振動や騒音の抑制効果を得ることはできない。 Since the ignition timing of the electronic delay type electric detonator is set at the manufacturing plant, even if the optimum timetable is designed based on the propagation characteristics at a certain excavation point, it cannot be reflected. Even if it deviates from the reality, it is often necessary to use a detonator with an ignition timing set at the manufacturing plant. In this case, even if an electronic delay type electric detonator is used, the desired vibration and noise suppression effect cannot be obtained.

このことに鑑み、近年、現場で点火タイミングを設定可能なタイプの電子遅延式電気雷管が登場している。このタイプの電子遅延式電気雷管を使用することで、現場において最適なタイムテーブルを設計し、それを反映した点火タイミングを設定することができ、発破掘削において所望の振動や騒音の抑制効果を得ることができる。本発明の工法は、このタイプの電子遅延式電気雷管の使用を前提とした発破工法である。以下、このタイプの電子遅延式電気雷管を、単に雷管と記述する。騒音等の音は、空気や固体物の振動により発生し、地盤に伝播する振動と同様に考えることができるため、ここでは、地盤に伝播する振動のみを取り上げて説明する。 In view of this, in recent years, an electronic delay type electric detonator of a type that can set the ignition timing in the field has appeared. By using this type of electronic delay type electric detonator, it is possible to design the optimum timetable at the site and set the ignition timing to reflect it, and obtain the desired vibration and noise suppression effect in blasting excavation. be able to. The construction method of the present invention is a blasting construction method premised on the use of this type of electronic delay type electric detonator. Hereinafter, this type of electronic delay type electric detonator will be simply referred to as a detonator. Since noise such as noise is generated by vibration of air or a solid object and can be considered in the same manner as vibration propagating to the ground, only the vibration propagating to the ground will be described here.

図3を参照して、本発明の発破工法の概要について説明する。この発破工法は、ステップ300から開始し、ステップ305では、保全対象毎の伝播特性(卓越周波数)を得るために、試験発破等の切羽11の一部を発破し、または切羽の一部に打撃を与えることにより切羽11を加振する。発破は、まず、作業員が、設計した発破パターンに従って、装薬孔の位置を決め、削岩機により削孔して装薬孔を形成する。そして、形成した装薬孔のいくつかに爆薬を装薬し、雷管を設置し、雷管と発破器とを点火コードにより接続する。その後、作業員が発破器の点火スイッチを押下し、装薬孔内に装薬された爆薬を爆発させることにより行われる。 The outline of the blasting method of the present invention will be described with reference to FIG. This blasting method starts from step 300, and in step 305, a part of the face 11 such as test blasting is blasted or a part of the face is hit in order to obtain the propagation characteristics (predominant frequency) for each maintenance target. The face 11 is blasted by giving. In blasting, the worker first determines the position of the charge hole according to the designed blast pattern, and drills the hole with a rock drill to form the charge hole. Then, an explosive is charged into some of the formed charge holes, a detonator is installed, and the detonator and the blaster are connected by an ignition cord. After that, the worker presses the ignition switch of the blaster to explode the explosive charged in the charge hole.

切羽11への打撃は、例えばトンネル掘削において、トンネルの形を整えるために使用されるブレーカと呼ばれる機械により与えることができる。ここに、保全対象毎の卓越周波数を得るために切羽11を加振する方法の一例を挙げたが、保全対象毎の卓越周波数を得ることができれば、これらの方法に限定されるものではない。 The impact on the face 11 can be given by a machine called a breaker used to shape the tunnel, for example in tunnel excavation. Here, an example of a method of vibrating the face 11 in order to obtain the dominant frequency for each maintenance target has been given, but the method is not limited to these methods as long as the dominant frequency for each maintenance target can be obtained.

ステップ310では、所定の地点である、住宅13、14等の保全対象において、地盤を伝播する振動を測定する。測定された振動の結果は、後述する情報処理装置に入力される。ステップ315では、情報処理装置により、測定した振動に基づき、卓越周波数等の伝播特性を抽出する。そして、ステップ320で、抽出された伝播特性に基づき、タイムテーブルを設計し、各雷管の秒時間隔を設定する。 In step 310, vibration propagating in the ground is measured at a predetermined point, such as houses 13 and 14, which are to be maintained. The measured vibration result is input to an information processing device described later. In step 315, the information processing apparatus extracts propagation characteristics such as the dominant frequency based on the measured vibration. Then, in step 320, a timetable is designed based on the extracted propagation characteristics , and the second time interval of each detonator is set.

ステップ325では、装薬孔を形成し、装薬孔に雷管を取り付けた爆薬を装薬し、設定された秒時間隔で起爆して本発破を行い、トンネル12を掘削する。設定された最適なタイミングで起爆するので、保全対象において期待した通りの振動の抑制効果を得ることができる。発破後、発破により発生した砕石等のズリをトンネル坑外に搬出する。 In step 325, a charge hole is formed, an explosive with a detonator attached to the charge hole is charged, and the explosive is detonated at a set time interval to perform the main blasting, and the tunnel 12 is excavated. Since the detonation is performed at the set optimum timing, the vibration suppression effect expected in the maintenance target can be obtained. After blasting, crushed stones and other debris generated by blasting are carried out of the tunnel.

ズリの搬出は、ズリ出しと呼ばれ、シャフローダやダンプトラック等を使用して行われる。シャフローダは、前方のバケットでズリを掻き込み、ベルトコンベアで積み込んだズリを後方へ移動し、ダンプトラック上に落下させることにより、ダンプトラックにズリを積み込む機械である。 Carrying out the scraps is called scraping, and it is done using a shaf loder, a dump truck, or the like. The chafloda is a machine that loads the scraps onto the dump truck by scraping the scraps with the bucket in front, moving the scraps loaded on the belt conveyor to the rear, and dropping them onto the dump truck.

ステップ330では、保全対象において、本発破により発生する振動を測定する。そして、ステップ335で、情報処理装置により本発破の測定結果に基づき、卓越周波数等の伝播特性を抽出し、伝播特性を把握する。ステップ340では、この発破方法を継続するか否かを判断する。例えば、地質の大きな変化等がなく、タイムテーブルの見直しで対応可能かどうかにより、この発破方法を継続するか否かを判断することができる。継続しない場合は、ステップ360へ進み、この発破方法での発破掘削を終了する。一方、この発破方法を継続する場合は、ステップ345へ進む。 In step 330, the vibration generated by the main blasting is measured in the maintenance target. Then, in step 335, the propagation characteristics such as the dominant frequency are extracted by the information processing apparatus based on the measurement result of the main blasting, and the propagation characteristics are grasped. In step 340, it is determined whether or not to continue this blasting method. For example, it is possible to determine whether or not to continue this blasting method depending on whether or not it is possible to respond by reviewing the timetable without major changes in geology. If it does not continue, the process proceeds to step 360 to end the blasting excavation by this blasting method. On the other hand, if the blasting method is to be continued, the process proceeds to step 345.

ステップ345では、ステップ335で抽出した伝播特性に基づき、設計したタイムテーブルの見直しが必要かどうかを判定する。必要な場合、ステップ350へ進み、測定した伝播特性に基づき、タイムテーブルを見直す。ステップ355では、見直したタイムテーブルに基づき、各雷管の秒時間隔を再設定し、ステップ325へ戻る。一方、必要がない場合、既に設定された秒時間隔で良いので、直接ステップ325へ戻る。 In step 345, it is determined whether or not the designed timetable needs to be reviewed based on the propagation characteristics extracted in step 335. If necessary, proceed to step 350 and review the timetable based on the measured propagation characteristics. In step 355, the second time interval of each detonator is reset based on the reviewed timetable, and the process returns to step 325. On the other hand, if it is not necessary, the seconds and time intervals already set may be sufficient, so the process directly returns to step 325.

ステップ325での本発破を繰り返すことで、トンネル12を掘削することができる。なお、本発破を行うごとに、上記のブレーカを使用してトンネル坑内に飛び出した部分や浮石を落とし、トンネルの形を整えることができる。また、掘削したトンネル周辺の地山等が崩れないように、トンネルの形に合わせた鋼製の枠(支保工)を建て込み、セメントを吹き付け、鉄筋の棒(ロックボルト)を打ち込む等して、覆工を行うことができる。さらに、地山等からの水がトンネル内に入らないようにシートを貼り、セントルと呼ばれる機械を使用してトンネルの表面にコンクリートを打設し、トンネルの仕上げを行うことができる。 By repeating the main blasting in step 325, the tunnel 12 can be excavated. In addition, every time this blast is performed, the above-mentioned breaker can be used to remove the protruding parts and floating stones into the tunnel pit, and the shape of the tunnel can be adjusted. In addition, to prevent the ground around the excavated tunnel from collapsing, a steel frame (support work) that matches the shape of the tunnel is built, cement is sprayed, and reinforcing bars (lock bolts) are driven in. , Can be lining. Furthermore, a sheet can be attached to prevent water from the ground or the like from entering the tunnel, and concrete can be placed on the surface of the tunnel using a machine called a centle to finish the tunnel.

本発明では、タイムテーブルの見直しが必要かどうかを判定し、必要な場合にのみタイムテーブルを見直すので、振動を低減しつつ作業量を減らし、施工期間を短縮することが可能となる。 In the present invention, it is determined whether or not the timetable needs to be reviewed, and the timetable is reviewed only when necessary. Therefore, it is possible to reduce the amount of work and shorten the construction period while reducing the vibration.

本発明の発破工法の全体の概要は以上の通りであるが、以下、個々の詳細な工程について説明する。図4を参照して、図1に示す切羽11において形成される装薬孔の位置について説明する。これらの装薬孔は、図3のステップ325の本発破を行う際に形成される孔である。切羽11には、複数の装薬孔15が形成される。装薬孔15は、上述した削岩機を使用して形成することができる。複数の装薬孔15は、段発発破を行うための複数の装薬孔群A1~A15を成している。段発発破は、数発ずつ順次発破する方法である。 The overall outline of the blasting method of the present invention is as described above, but each detailed process will be described below. With reference to FIG. 4, the position of the charge hole formed in the face 11 shown in FIG. 1 will be described. These charge holes are holes formed during the main blasting in step 325 of FIG. A plurality of charge holes 15 are formed in the face 11. The charge hole 15 can be formed by using the above-mentioned rock drill. The plurality of charge holes 15 form a plurality of charge hole groups A1 to A15 for performing stage blasting. Stage blasting is a method of blasting several shots in sequence.

切羽11中央の装薬孔群A1は、芯抜きのためのものである。芯抜きとは、最初に爆破させ、壊れやすい自由面を形成する作業である。自由面は、発破により発生した砕石等が押し出される面である。芯抜きを行った後、その外周側へ空間を広げるように、装薬孔群A2、A3、…の順に発破していく。図4に示した発破パターンは一例であり、各装薬孔の数や配列パターンは適宜変更することができる。また、段発発破を行う際の段数および配列は、これまでに知られたいかなる方法を用いて決定してもよい。 The charge hole group A1 at the center of the face 11 is for core removal. Core removal is the process of first exploding to form a fragile free surface. The free surface is the surface on which crushed stones and the like generated by blasting are extruded. After the core is removed, the charge hole groups A2, A3, ... Are blasted in this order so as to expand the space toward the outer peripheral side thereof. The blasting pattern shown in FIG. 4 is an example, and the number and arrangement pattern of each charge hole can be appropriately changed. In addition, the number of stages and the arrangement for performing stage blasting may be determined by any method known so far.

図5を参照して、装薬孔における爆薬および雷管の配置について説明する。各装薬孔15には、複数の爆薬(いわゆる親ダイおよび増ダイ)20と、装薬孔15の奥側の爆薬(親ダイ)20に設けられた雷管21と、爆薬20の開口側に設けられた、各装薬孔15を閉塞させるための粘土等の込め物22とが設けられる。雷管21からの導線23は、込め物22を通して点火スイッチを備える発破器24に接続される。 The arrangement of the explosive and the detonator in the charge hole will be described with reference to FIG. In each charge hole 15, there are a plurality of explosives (so-called parent die and increase die) 20, a detonator 21 provided in the explosive (parent die) 20 on the back side of the charge hole 15, and an opening side of the explosive 20. A filling 22 such as clay for closing each charge hole 15 is provided. The lead wire 23 from the detonator 21 is connected to the blaster 24 equipped with an ignition switch through the filling 22.

雷管21は、1ms単位での秒時間隔の設定が可能な雷管で、現場において秒時間隔を任意に設定し、変更することができる。雷管21の秒時間隔の設定には、後述する情報処理装置を含むチェッカー25と呼ばれる機器等が使用される。チェッカー25は、秒時間隔の確認や設定のほか、雷管21が正しく機能するかどうかの確認を行うことができる。また、導線23を接続後の電気抵抗等を測定し、結線本数を確認するために、結線カウンタ26や抵抗測定機器等を使用することができる。 The detonator 21 is a detonator in which the second time interval can be set in 1 ms units, and the second time interval can be arbitrarily set and changed at the site. A device called a checker 25 or the like including an information processing device described later is used for setting the second time interval of the detonator 21. The checker 25 can confirm and set the second time interval, as well as confirm whether the detonator 21 functions properly. Further, a connection counter 26, a resistance measuring device, or the like can be used to measure the electric resistance or the like after connecting the conducting wire 23 and confirm the number of connections.

次に、図3のステップ305~ステップ315の切羽11の加振から保全対象毎の伝播特性を抽出する方法について説明する。保全対象毎の伝播特性は、発破地点で加振して振動を発生させ、保全対象において振動を測定し、測定した振動の結果から抽出することができる。振動を測定するために、保全対象に伝播する振動による変位速度や変位加速度を測定する振動計を用いることができる。ちなみに、騒音の場合は、音圧を測定する騒音計を用いることができる。 Next, a method of extracting the propagation characteristics for each maintenance target from the vibration of the face 11 in steps 305 to 315 of FIG. 3 will be described. The propagation characteristics of each maintenance target can be extracted from the results of vibrations measured at the maintenance target by vibrating at the blasting point to generate vibrations. In order to measure the vibration, a vibration meter that measures the displacement speed and the displacement acceleration due to the vibration propagating to the maintenance target can be used. Incidentally, in the case of noise, a sound level meter that measures the sound pressure can be used.

発破地点で振動を発生させる1つの方法としては、上記に簡単に説明した試験発破を行う方法を挙げることができる。具体的には、切羽11での単発発破を行う方法である。発破対象の一部である、例えば芯抜きだけの6~10孔程度に、各孔からの振動の主要部が重ならないように、例えば300ms以上の秒時間隔を雷管21に設定し、1孔1段で試験的に起爆する。 As one method of generating vibration at the blasting point, the method of performing the test blasting described briefly above can be mentioned. Specifically, it is a method of performing one-shot blasting with the face 11. For example, set a second time interval of 300 ms or more in the detonator 21 so that the main part of the vibration from each hole does not overlap with about 6 to 10 holes that are only part of the blasting target, for example, only core removal, and 1 hole. Explode on a trial basis in the first stage.

図6は、芯抜きのための6孔(6段)に、補助芯抜き用の4孔(4段)を加えて全10段とし、秒時間隔を300msとした仮想の保全対象で測定した経過時間と速度(kine)との関係を例示した図である。kineは、1秒間に変位する変位量を表す単位で、1kineは1cm/sである。この速度は、上記の速度計で測定された変位速度であってもよいし、上記の加速度計で測定された加速度を時間で積分することにより算出したものであってもよい。 FIG. 6 shows a total of 10 stages by adding 4 holes (4 stages) for auxiliary core removal to 6 holes (6 stages) for core removal, and measured with a virtual maintenance target with a second time interval of 300 ms. It is a figure which exemplifies the relationship between the elapsed time and the velocity (kine). kine is a unit representing the amount of displacement that is displaced in 1 second, and 1 kine is 1 cm / s. This speed may be the displacement speed measured by the above-mentioned speedometer, or may be calculated by integrating the acceleration measured by the above-mentioned accelerometer with time.

上記の振動の主要部が重ならないとは、図6に示すように、各段の振動を表す主要部の波形が互いに重なり合わないように間隔をあけることをいう。図6では、秒時間隔を300msとすることで、各段の主要部の波形を区別することができる。なお、各段の波形は、単発発破したときに大きく変位し、次第に小さくなり、その後も小さいながら変位が継続する。このため、特徴を有する大きく変位する部分を主要部とし、主要部の波形を基準に秒時間隔を設定している。なお、4段目と8段目の波形がほとんど現れていないが、これは、爆破により岩盤等がうまく破壊されず、保全対象に振動がうまく伝達されなかったものと推定される。 The fact that the main parts of the vibration do not overlap means that, as shown in FIG. 6, the waveforms of the main parts representing the vibrations of each stage are spaced so as not to overlap each other. In FIG. 6, by setting the second time interval to 300 ms, it is possible to distinguish the waveform of the main part of each stage. It should be noted that the waveform of each stage is largely displaced when it blasts once, gradually becomes smaller, and then the displacement continues although it is small. For this reason, the portion that has a characteristic and is greatly displaced is set as the main portion, and the second time interval is set based on the waveform of the main portion. The waveforms of the 4th and 8th stages hardly appeared, but it is presumed that the rocks and the like were not destroyed well by the blast and the vibration was not transmitted well to the conservation target.

図6は、三方向(X軸、Y軸、Z軸)の振動をそれぞれ表しており、300ms間隔で単発発破したときの各段の主要部の波形には、振幅が最も大きくなる部分が存在している。三方向は、例えば切羽11の面に平行な方向をX軸とし、掘削方向をY軸とし、鉛直方向をZ軸とすることができる。この例では、5段目および7段目が、他の段と比較して大きくなっている。また、振幅の最大値(ピーク)は、5段目および7段目が、他の段と比較して大きくなっている。ピークが大きいことは、実際に求めたい信号と雑音(ノイズ)の比であるS/N比が高いことを意味し、秒時間隔を設定する時に、良好な結果を得ることができることを意味する。 FIG. 6 shows vibrations in three directions (X-axis, Y-axis, and Z-axis), and the waveform of the main part of each stage when blasting at 300 ms intervals has the largest amplitude. is doing. As for the three directions, for example, the direction parallel to the plane of the face 11 may be the X axis, the excavation direction may be the Y axis, and the vertical direction may be the Z axis. In this example, the 5th and 7th stages are larger than the other stages. Further, the maximum value (peak) of the amplitude is larger in the 5th and 7th stages than in the other stages. A large peak means that the S / N ratio, which is the ratio of the signal to the noise actually desired, is high, and it means that good results can be obtained when setting the second time interval. ..

図7(a)は、5段目の波形の経過時間のスケールを変えて表示した図で、図8(a)は、7段目の波形の経過時間のスケールを変えて表示した図である。この経過時間と速度との関係を表す波形は、時刻歴特性と呼ばれる。この時刻歴特性をフーリエ変換することで、周波数(Hz)と加速度フーリエスペクトル(m/s2)との関係を表す周波数特性を得ることができる。フーリエ変換は、任意の波形を各周波数成分に分解し、その大きさ(振幅)およびその位置(位相)を求める、よく知られた手法であるため、ここでは詳述しない。 FIG. 7A is a diagram showing the elapsed time of the waveform in the fifth stage changed, and FIG. 8A is a diagram showing the elapsed time of the waveform in the seventh stage changed. .. The waveform representing the relationship between the elapsed time and the speed is called a time history characteristic. By Fourier transforming this time history characteristic, it is possible to obtain a frequency characteristic that represents the relationship between the frequency (Hz) and the acceleration Fourier spectrum (m / s 2 ). The Fourier transform is a well-known method for decomposing an arbitrary waveform into each frequency component and determining its magnitude (amplitude) and its position (phase), and is not described in detail here.

図7(b)は、5段目の周波数特性を表した図で、図8(b)は、7段目の周波数特性を表した図である。図7(b)および図8(b)に示す周波数特性は、特定の周波数でピークを有する。これらの周波数特性では、約200Hzの周波数でピークを有している。このピークは、発破に起因する卓越周波数に、伝播経路や地質等に起因するものが含まれると考えられる。また、図7(b)と図8(b)は、ピークの周波数が同じで、類似したグラフになっている。このことから、5段目および7段目のいずれかの段で保全対象の伝播特性(卓越周波数)を評価することができる。 FIG. 7B is a diagram showing the frequency characteristics of the fifth stage, and FIG. 8B is a diagram showing the frequency characteristics of the seventh stage. The frequency characteristics shown in FIGS. 7 (b) and 8 (b) have a peak at a specific frequency. These frequency characteristics have a peak at a frequency of about 200 Hz. It is considered that this peak includes those caused by the propagation path, geology, etc. in the predominant frequency caused by blasting. Further, FIGS. 7 (b) and 8 (b) have the same peak frequency and have similar graphs. From this, it is possible to evaluate the propagation characteristics (dominant frequency) of the maintenance target at any of the 5th and 7th stages.

このように、5段目の単発発破で評価できる1つ目の卓越周波数を得ることができ、7段目の単発発破で評価できる2つ目の卓越周波数を得ることができることから、少なくとも6孔程度あれば、保全対象の伝播特性を評価できる1つの卓越周波数を得ることができる。このため、少なくとも6孔程度用意し、単発発破を試験的に行うことで、振動振幅のバラツキを考慮した上で、保全対象毎の伝播特性としての目的の卓越周波数を抽出することができる。この目的の卓越周波数は、保全対象卓越周波数と呼ばれる。 In this way, at least 6 holes can be obtained because the first dominant frequency that can be evaluated by the single-shot blasting of the fifth stage can be obtained and the second dominant frequency that can be evaluated by the single-shot blasting of the seventh stage can be obtained. To some extent, one predominant frequency can be obtained that can evaluate the propagation characteristics of the object to be preserved. Therefore, by preparing at least about 6 holes and performing single blasting on a trial basis, it is possible to extract the desired dominant frequency as the propagation characteristic for each maintenance target, taking into consideration the variation in vibration amplitude. The predominant frequency for this purpose is called the predominant frequency to be preserved.

この保全対象卓越周波数を得ることで、最適なタイムテーブルを設計することができる。この最適なタイムテーブルの設計方法については後述する。 By obtaining this predominant frequency to be maintained, the optimum timetable can be designed. The method of designing this optimum timetable will be described later.

発破地点で振動を発生させる別の方法としては、切羽11を打撃して浮石の除去を行うブレーカ作業の振動を活用する方法を挙げることができる。ブレーカは、打撃して浮石を落とす機械で、その打撃数は負荷で変動するが、1300回/min以下である。このため、大型のブレーカで10Hz以下、標準的なブレーカでは20Hz未満に、打撃に起因する卓越周波数が発生する。 As another method of generating vibration at the blasting point, there is a method of utilizing the vibration of the breaker work for striking the face 11 to remove the floating stones. A breaker is a machine that hits and drops floating stones, and the number of hits varies depending on the load, but it is 1300 times / min or less. For this reason, a predominant frequency due to impact is generated below 10 Hz for a large circuit breaker and below 20 Hz for a standard circuit breaker.

ブレーカ作業の際、保全対象において振動を測定することで、図6と同様の、時刻歴特性を得ることができる。そして、この時刻歴特性をフーリエ変換して周波数特性を求める。この周波数特性から打撃に起因する周波数以外の卓越周波数を確認することができれば、その卓越周波数を保全対象卓越周波数とすることができる。このように打撃に起因する周波数を除外するのは、打撃に起因する周波数が伝播経路や地質等に起因した卓越周波数ではないからである。 By measuring the vibration in the maintenance target during the breaker operation, the same time history characteristics as in FIG. 6 can be obtained. Then, this time history characteristic is Fourier transformed to obtain the frequency characteristic. If the dominant frequency other than the frequency caused by the impact can be confirmed from this frequency characteristic, the dominant frequency can be set as the dominant frequency to be maintained. The reason for excluding the frequency caused by the impact in this way is that the frequency caused by the impact is not the predominant frequency caused by the propagation path, geology, or the like.

発破地点で振動を発生させるさらに別の方法としては、切羽11での掘削発破(段発発破)を活用する方法を挙げることができる。この方法では、秒時間隔が異なる3以上の装薬孔群(段発シリーズ)を用意する。同一シリーズ内の秒時間隔は一定とする。例えば、A1~A3の3つのシリーズがあるとき、A1を構成する各装薬孔を順に起爆する際の秒時間隔を一定の、例えば5msとし、A2については、A1とは異なる、例えば9msとし、A3については、A1、A2とは異なる、例えば15msとする。 As yet another method of generating vibration at the blasting point, there is a method of utilizing excavation blasting (step blasting) at the face 11. In this method, three or more charge hole groups (staged series) having different seconds and time intervals are prepared. The seconds and time intervals within the same series are constant. For example, when there are three series of A1 to A3, the second time interval when detonating each charge hole constituting A1 in order is fixed, for example, 5 ms, and A2 is different from A1, for example, 9 ms. , A3 is different from A1 and A2, for example, 15 ms.

シリーズ間は、試験発破と同様、300ms以上の間隔を空け、各シリーズを接続し、切羽全体の段発発破を構成する。このようにシリーズ間を300ms以上の間隔を空けて接続するのは、シリーズ間の相互の影響を回避するためである。 As with the test blasting, the series are connected at intervals of 300 ms or more to form a step blasting of the entire face. The reason why the series are connected at intervals of 300 ms or more in this way is to avoid mutual influence between the series.

このようにして段発発破を行い、その際に保全対象において振動を測定する。そして、上記と同様にして時刻歴特性を得る。また、時刻歴特性をフーリエ変換して周波数特性を求め、各シリーズからの振動毎に卓越周波数を評価する。各シリーズ内では、秒時間隔に起因する卓越周波数が発生するため、その卓越周波数以外で、シリーズ間で共通する卓越周波数を確認することができれば、その卓越周波数を保全対象卓越周波数とする。 In this way, step blasting is performed, and at that time, vibration is measured in the maintenance target. Then, the time history characteristics are obtained in the same manner as described above. In addition, the time history characteristics are Fourier transformed to obtain the frequency characteristics, and the dominant frequency is evaluated for each vibration from each series. Since the dominant frequency is generated in each series due to the time interval, if the dominant frequency common to the series other than the dominant frequency can be confirmed, the dominant frequency is set as the dominant frequency to be maintained.

秒時間隔に起因する卓越周波数を除外するのは、上記のブレーカの場合と同様、伝播経路や地質等に起因した卓越周波数ではないからである。また、シリーズ間で共通する卓越周波数とするのは、共通する卓越周波数が伝播経路や地質等に起因した卓越周波数だからである。発破地点で振動を発生させる方法として上記の3つの方法を例示したが、これらの方法は一例であり、保全対象卓越周波数を得ることができれば、その他の方法を採用してもよい。 The reason for excluding the dominant frequency due to the second time interval is that it is not the dominant frequency due to the propagation path, geology, etc., as in the case of the above breaker. In addition, the common dominant frequency among the series is because the common dominant frequency is the dominant frequency due to the propagation path, geology, and the like. The above three methods have been exemplified as methods for generating vibration at the blasting point, but these methods are examples, and other methods may be adopted as long as the dominant frequency to be maintained can be obtained.

次に、最適なタイムテーブルの設計方法について説明する。図7(b)および図8(b)では、突出したピークが1つのみであるため、保全対象卓越周波数を1つとみなすことができる。しかしながら、保全対象卓越周波数が1つとみなせる場合のみとは限らない。そこで、最適なタイムテーブルの設計は、保全対象卓越周波数が1つとみなせる場合と、複数の卓越周波数を考慮しなければならない場合を考慮する。この設計は、場合によって設計方法が異なる。まず、保全対象卓越周波数が1つとみなせる場合について説明する。 Next, the method of designing the optimum timetable will be described. In FIGS. 7 (b) and 8 (b), since there is only one protruding peak, the predominant frequency to be preserved can be regarded as one. However, it is not limited to the case where the predominant frequency to be maintained can be regarded as one. Therefore, the optimum timetable design considers the case where the dominant frequency to be maintained can be regarded as one and the case where a plurality of dominant frequencies must be considered. This design has different design methods depending on the case. First, a case where the dominant frequency to be maintained can be regarded as one will be described.

保全対象の内容(住宅、工場等の違い)により振動の管理目標が異なるため、管理目標に応じて設計を行う必要がある。振動には、変位、速度、加速度という3つの要素が関係することから、管理目標には、最大速度の低減、加速度に関連する最大振動レベルの低減、最大速度と最大振動レベルの両方の低減、最大変位の低減の4つが存在する。 Since the vibration management target differs depending on the content of the maintenance target (difference in housing, factory, etc.), it is necessary to design according to the management target. Since vibration involves three factors: displacement, velocity, and acceleration, the management goals are: reduction of maximum speed, reduction of maximum vibration level related to acceleration, reduction of both maximum speed and maximum vibration level. There are four reductions in maximum displacement.

ここで、最適な秒時間隔を設定する基本は、保全対象または伝播経路における卓越周波数に対して、逆位相となる起爆秒時間隔を設定することである。図13を参照して説明すると、単発起爆に伴う振動波形が同じとすれば、図13中の前段波形と後段波形のような、振動波形の1/2波長間隔で同じ波形を重ねることで、図13中の重ね合わせ波形のように、振幅を小さくすることができる。 Here, the basis for setting the optimum second time interval is to set the detonation second time interval that is out of phase with respect to the dominant frequency in the maintenance target or the propagation path. Explaining with reference to FIG. 13, assuming that the vibration waveforms associated with a single detonation are the same, by superimposing the same waveforms at 1/2 wavelength intervals of the vibration waveforms such as the first stage waveform and the second stage waveform in FIG. The amplitude can be reduced as in the superimposed waveform in FIG.

図13に示す例では、逆位相となる間隔を1/2波長としたが、3/2波長や5/2波長等であってもよい。すなわち、逆位相となる間隔は、n(n=1、3、5、…)/2波長とすることができる。この間隔は、卓越周波数の2/n倍の関係となる秒時間隔で振動波形を重ねることを意味している。 In the example shown in FIG. 13, the interval of opposite phase is set to 1/2 wavelength, but it may be 3/2 wavelength, 5/2 wavelength, or the like. That is, the interval of the opposite phase can be n (n = 1, 3, 5, ...) / 2 wavelengths. This interval means that the vibration waveforms are superimposed at the second time interval, which is 2 / n times the dominant frequency.

以上のことを踏まえて、管理目標として、上記の4つの低減のそれぞれが目的となる場合の設計方法について詳細に説明する。 Based on the above, the design method when each of the above four reductions is the objective as a management goal will be described in detail.

第1に、最大速度の低減が目的となる場合について説明する。雷管21に設定する最適な秒時間隔は、振動を充分に低減させることができる秒時間隔であり、具体的には、保全対象または伝播経路における卓越周波数の2/n倍の周波数が卓越するような秒時間隔である。これは、卓越周波数の波形形状に対して、逆位相となるような秒時間隔で波形を重ね合わせることで、重ね合わさる波形の振幅を小さくすることを意味している。 First, a case where the purpose is to reduce the maximum speed will be described. The optimum second time interval set for the detonator 21 is a second time interval that can sufficiently reduce vibration, and specifically, a frequency that is 2 / n times the dominant frequency in the maintenance target or the propagation path predominates. It is such a second time interval. This means that the amplitude of the superimposed waveform is reduced by superimposing the waveforms on the waveform shape of the dominant frequency at intervals of seconds that are in opposite phase.

このことを踏まえ、保全対象または伝播経路における卓越周波数よりも低周波数側となる秒時間隔(卓越周波数の2/3倍や2/5倍等)で発破することを基本とする。これにより、逆位相の秒時間隔に頼るだけなく、装薬孔と保全対象までの伝搬距離の相違に伴う位相ずれによって逆位相とならない振動波形の重なりを少なくすることで、最大振幅の増大を抑制するものとし、管理値に応じて斉発量を小さくする。 Based on this, blasting is basically performed at a second time interval (2/3 times or 2/5 times the dominant frequency, etc.) that is on the lower frequency side than the dominant frequency in the maintenance target or the propagation path. This not only relies on the seconds interval of the opposite phase, but also reduces the overlap of the vibration waveforms that do not become the opposite phase due to the phase shift due to the difference in the propagation distance between the charging hole and the maintenance target, thereby increasing the maximum amplitude. It shall be suppressed, and the amount of simultaneous occurrence shall be reduced according to the control value.

第2に、最大振動レベルの低減が目的となる場合について説明する。振動レベルは、振動の加速度をdBで表した加速度レベルに感覚補正フィルタによる感覚補正を加えたものである。振動に対する人の感覚は、周波数が小さいほど感じやすく、大きいほど変位量が小さく、感じにくい。このため、感覚補正フィルタは、人が感じやすい周波数を大きく、感じにくい周波数を小さく補正するように構成されている。 Second, a case where the purpose is to reduce the maximum vibration level will be described. The vibration level is the acceleration level in which the acceleration of vibration is expressed in dB, and the sensory correction by the sensory correction filter is added. The smaller the frequency, the easier it is for a person to feel the vibration, and the larger the frequency, the smaller the amount of displacement, and the harder it is to feel. For this reason, the sensory correction filter is configured to correct frequencies that are easily perceived by humans to be large and frequencies that are difficult to perceive to be small.

図9に、上記の7段目の波形を、秒時間隔20ms、100段のタイムテーブルで起振した場合のX軸、Y軸、Z軸における振動レベル(dB)と経過時間(ms)との関係を表したグラフを示す。最大速度は、図11(a)に示すように、水平方向のX軸、Y軸が卓越するが、振動レベルは、図9に示すように、鉛直方向であるZ軸が卓越している。これは、振動レベルの感覚補正に影響されるためである。 FIG. 9 shows the vibration levels (dB) and elapsed time (ms) on the X-axis, Y-axis, and Z-axis when the above 7-stage waveform is vibrated on a timetable with a time interval of 20 ms and 100 stages. The graph showing the relationship between is shown. As shown in FIG. 11A, the maximum velocity is predominant in the horizontal X-axis and Y-axis, but the vibration level is predominant in the vertical Z-axis as shown in FIG. This is because it is affected by the sensory correction of the vibration level.

振動レベルが対象の場合、上記の感覚補正によって、また、平衡に達するまでの時間の尺度である時定数によって、波形の大小関係と異なる特性が発生する。このため、上記の2倍の周波数が卓越するような秒時間隔に設定するという基本事項を踏まえた上で、短い秒時間隔にし、卓越周波数を高周波数側にずらす(ドリフトさせる)ことが基本となる。 When the vibration level is the target, the above-mentioned sensory correction and the time constant, which is a measure of the time until equilibrium is reached, cause characteristics different from the magnitude relation of the waveform. For this reason, it is basic to set a short second interval and shift (drift) the dominant frequency to the high frequency side, based on the basic matter of setting the second time interval so that the frequency twice as above is dominant. Will be.

このことを踏まえ、保全対象卓越周波数の2倍の周波数が卓越するような秒時間隔の掘削発破を基本に、詳細検討によって、振動の実効値と感覚補正フィルタに起因する振動レベルの増減特性を把握して決定する。すなわち、人が振動を感じにくい高周波数側に振動の卓越周波数をずらすことを目的とする。 Based on this, based on excavation blasting at intervals of seconds such that the frequency twice the predominant frequency to be maintained is predominant, the effective value of vibration and the increase / decrease characteristics of the vibration level due to the sensory correction filter will be determined by detailed examination. Grasp and decide. That is, the purpose is to shift the predominant frequency of vibration to the high frequency side where it is difficult for humans to perceive vibration.

第3に、最大速度と最大振動レベルの両方の低減が目的となる場合について説明する。各々の低減が目的となる場合については既に説明したので、それぞれの設計方法で相反する部分がない場合は、最大速度と最大振動レベルの両方を最も低減させることができる秒時間隔を設定する。相反する部分がある場合は、両者のバランスをとって秒時間隔を設定する。例えば、保全対象卓越周波数の2倍または2/3倍の周波数が卓越する秒時間隔を設定することができる。 Third, a case where the purpose is to reduce both the maximum speed and the maximum vibration level will be described. Since the cases where each reduction is the purpose have already been described, if there is no conflicting part in each design method, set the second time interval that can reduce both the maximum speed and the maximum vibration level most. If there are conflicting parts, balance the two and set the second time interval. For example, it is possible to set a second time interval in which a frequency that is twice or two-thirds of the predominant frequency to be preserved is predominant.

第4に、最大変位の低減が目的となる場合について説明する。振動による変位は、多段化し、斉発量を小さく抑えることにより、小さくすることができる。すなわち、孔数を増やし、1孔当たりの爆薬量を減らせばよい。また、変位は、起爆に起因する振動の卓越周波数を高周波数側にドリフトさせることで、小さくすることができる。すなわち、短い秒時間隔で起爆すれば、その卓越周波数を高周波数側にドリフトさせることができる。 Fourth, a case where the purpose is to reduce the maximum displacement will be described. The displacement due to vibration can be reduced by increasing the number of stages and keeping the amount of simultaneous generation small. That is, the number of holes may be increased and the amount of explosive per hole may be reduced. Further, the displacement can be reduced by drifting the dominant frequency of the vibration caused by the detonation to the high frequency side. That is, if the detonation is performed at short second time intervals, the dominant frequency can be drifted to the high frequency side.

短い秒時間隔とは言っても、短すぎると、起爆効率が通常の発破に比較して大きく変化する場合があることを把握しておく必要がある。例えば、起爆効率が大幅に向上するため、過装薬と同様の状態となり、切羽11からの飛び石が広がることでズリ出しに時間がかかり、また、前の起爆によって充分な自由面が形成されないまま次の起爆となるため、対象物が割れず、孔からエネルギーが吹き出す鉄砲現象等が発生する。これでは、計画通りの破砕を行うことができない。 It is important to understand that even if the time interval is short, if it is too short, the detonation efficiency may change significantly compared to normal blasting. For example, since the detonation efficiency is greatly improved, it becomes a state similar to that of a overload drug, and it takes time to slip out due to the spread of stepping stones from the face 11, and a sufficient free surface is not formed by the previous detonation. Since the next detonation will occur, the object will not crack and energy will blow out from the hole, causing a gun phenomenon. With this, crushing as planned cannot be performed.

過装薬の状態を回避し、鉄砲現象等の発生をなくすべく、少なくとも5ms以上の間隔を設ける。このため、上記の短い秒時間隔としては、例えば5~8ms間隔とすることができる。 In order to avoid the state of the overcharge and eliminate the occurrence of the gun phenomenon, etc., an interval of at least 5 ms or more should be provided. Therefore, the short second time interval may be, for example, 5 to 8 ms.

次に、複数の卓越周波数を考慮しなければならない場合について説明する。複数の卓越周波数を考慮しなければならない場合としては、保全対象の卓越周波数が複数あり、各軸で卓越周波数が異なる場合等がある。この場合、各軸の周波数特性において、卓越しない周波数に、起爆に起因する卓越周波数を設定することが基本となる。 Next, a case where a plurality of dominant frequencies must be considered will be described. When it is necessary to consider a plurality of dominant frequencies, there are cases where there are a plurality of dominant frequencies to be maintained and the dominant frequencies are different for each axis. In this case, in the frequency characteristics of each axis, it is basic to set the predominant frequency due to the detonation to the non-dominant frequency.

この場合は、複数の単発発破を行い、得られた単発波形の重ね合わせ解析による予測により、最大速度および最大振動レベルを予測する。その予測から現場条件に適した起爆秒時間隔を設定する。 In this case, a plurality of single-shot bursts are performed, and the maximum speed and the maximum vibration level are predicted by prediction by superimposition analysis of the obtained single-shot waveforms. From the prediction, set the detonation second time interval suitable for the site conditions.

例えば、複数の単発発破を行い、図6と同様の波形が得られたとする。これらの波形から、卓越周波数が確認できる図8と同様の7段目の波形を代表波形として利用する。単発波形の重ね合わせ解析では、秒時間隔をパラメータとし、7段目の波形を、各秒時間隔、複数段のタイムテーブルで起振した場合の時刻歴特性、それをフーリエ変換して周波数特性を求め、時刻歴特性から最大速度を、周波数特性から最大振動レベルをそれぞれ求める。その結果を、図10に例示する。 For example, it is assumed that a plurality of single blasts are performed and a waveform similar to that shown in FIG. 6 is obtained. From these waveforms, the 7th stage waveform similar to FIG. 8 in which the dominant frequency can be confirmed is used as the representative waveform. In the superposition analysis of single-shot waveforms, the second-stage time interval is used as a parameter, and the time history characteristics when the seventh-stage waveform is vibrated at each second-stage time interval and a multi-stage timetable, and the frequency characteristics are Fourier transformed. Is obtained, the maximum speed is obtained from the time history characteristics, and the maximum vibration level is obtained from the frequency characteristics. The result is illustrated in FIG.

図10は、秒時間隔をパラメータとして予測を行い、最大速度と最大振動レベルの変化を見た図である。この図は、7段目の波形から得られる保全対象卓越周波数が正しいとの前提の基で、タイムテーブルに設定する秒時間隔を選択するために用いられる予測図である。ちなみに、同じく卓越周波数が確認できる図7と同様の5段目の波形を利用した場合、解析結果の特性が若干ではあるが、変化する。しかしながら、わずかな違いであるため、卓越周波数が確認できれば、いずれの波形を利用して、このような予測図を作成することができる。 FIG. 10 is a diagram showing changes in the maximum speed and the maximum vibration level by making predictions using the second time interval as a parameter. This figure is a prediction diagram used to select the second time interval to be set in the timetable on the premise that the predominant frequency to be maintained obtained from the waveform of the 7th stage is correct. Incidentally, when the waveform of the fifth stage similar to that in FIG. 7 in which the dominant frequency can be confirmed is used, the characteristics of the analysis result are slightly changed. However, since it is a slight difference, any waveform can be used to create such a prediction diagram if the dominant frequency can be confirmed.

図10を参照すると、秒時間隔が長い場合は、最大速度および最大振動レベルの変化が小さい。すなわち、安定している。これに対し、秒時間隔が短い場合は、最大速度および最大振動レベルを大幅に低減させることが可能であるが、設定を誤ると、反対に増加してしまう可能性がある。また、秒時間隔が短いほど誤差が発生する可能性が高い。これらのことを考慮し、かつ上記の卓越しない周波数に、起爆に起因する卓越周波数を設定するという基本を踏まえた上で、秒時間隔を設定する。 Referring to FIG. 10, when the second time interval is long, the change in the maximum velocity and the maximum vibration level is small. That is, it is stable. On the other hand, when the second time interval is short, the maximum speed and the maximum vibration level can be significantly reduced, but if the settings are incorrect, they may increase. In addition, the shorter the second time interval, the higher the possibility that an error will occur. In consideration of these facts, and based on the basic principle of setting the dominant frequency due to the detonation to the above-mentioned non-dominant frequency, the second time interval is set.

例えば、33Hzや125Hzが卓越しない周波数であれば、それらの周波数に起爆に起因する卓越周波数が発生するように、1000/125=8msや1000/33=30msの秒時間隔を設定することができる。図10を参照すると、8msに設定する方が30msに設定するより最大振動レベルを大幅に低減させることができる。しかしながら、設定を誤ると、最大振動レベルが30msに設定した場合より大きくなり、また、誤差が発生する可能性も高いことから、このようなリスクを考慮した場合、30msの秒時間隔を設定することが望ましい。 For example, if 33 Hz or 125 Hz is a non-dominant frequency, the second interval of 1000/125 = 8 ms or 1000/33 = 30 ms can be set so that the predominant frequency due to the detonation occurs at those frequencies. .. With reference to FIG. 10, setting 8 ms can significantly reduce the maximum vibration level compared to setting 30 ms. However, if the setting is incorrect, the maximum vibration level will be larger than when it is set to 30 ms, and there is a high possibility that an error will occur. Therefore, considering such risks, set the second time interval of 30 ms. Is desirable.

ところで、トンネル12は、発破により掘削していくと、発破地点である切羽11と、保全対象との位置関係が変化し、振動の伝播経路も変化する。このことから、切羽11から保全対象へ伝播する振動の伝播特性も変化する可能性が高い。しかしながら、伝播特性は、トンネル掘進に伴う切羽11と保全対象の位置関係の変化等により、常に変化するとは限らない。伝播特性が変化しないのに、タイムテーブルの見直しを行うのは、作業の無駄である。 By the way, when the tunnel 12 is excavated by blasting, the positional relationship between the face 11 which is the blasting point and the maintenance target changes, and the vibration propagation path also changes. From this, it is highly possible that the propagation characteristics of the vibration propagating from the face 11 to the maintenance target also change. However, the propagation characteristics do not always change due to changes in the positional relationship between the face 11 and the object to be maintained due to tunnel excavation. It is a waste of work to review the timetable even though the propagation characteristics do not change.

そこで、図3のステップ345のタイムテーブルの見直しが必要かどうかの判定を行う。これにより、作業量を減らすことができ、その結果、施工期間を短縮することができる。 Therefore, it is determined whether or not the timetable in step 345 of FIG. 3 needs to be reviewed. As a result, the amount of work can be reduced, and as a result, the construction period can be shortened.

以下に、タイムテーブルの見直しが必要かどうかを判定する方法について詳細に説明する。既存の発破パターンに設定されるタイムテーブル(秒時間隔)と、これに起因する卓越周波数は設計済みで、既知である。そこで、図3のステップ325の本発破を行い、ステップ330の振動測定を行い、ステップ335の伝播特性の抽出で、時刻歴特性を得、時刻歴特性から求めた周波数特性を示す図を作成する。 The method of determining whether the timetable needs to be reviewed will be described in detail below. The timetable (seconds and time intervals) set for existing blasting patterns and the resulting predominant frequency are already designed and known. Therefore, the main blasting of step 325 in FIG. 3, the vibration measurement in step 330 is performed, the time history characteristics are obtained by extracting the propagation characteristics in step 335, and a diagram showing the frequency characteristics obtained from the time history characteristics is created. ..

ここでは、図8(a)に示す保全対象の伝播特性を評価できる7段目の波形を代表波形として用い、秒時間隔20msで、100段のタイムテーブルで起振した場合の時刻歴特性を、図11(a)に示し、その周波数特性を、図11(b)に示す。これは、現在のタイムテーブルで段発発破を行った場合に予測される時刻歴特性および周波数特性を示すものである。 Here, the 7th-stage waveform that can evaluate the propagation characteristics of the maintenance target shown in FIG. 8A is used as a representative waveform, and the time history characteristics when the waveform is oscillated on a 100-stage timetable at a second time interval of 20 ms are shown. , FIG. 11 (a), and the frequency characteristics thereof are shown in FIG. 11 (b). This shows the time history characteristics and frequency characteristics that are expected when blasting is performed in the current timetable.

図11(a)は、各軸につき、7段目の波形を20ms間隔で100段合成した図と、3軸の結果を合成した図とを示している。具体的には、7段目の波形を、20msずつ位相をずらして100個重ね合わせたものである。図11(a)に示す時刻歴特性では、X軸、Y軸の水平方向の最大速度が大きく、卓越している。図11(b)は、各軸の時刻歴特性をフーリエ変換して求めた周波数特性を示している。 FIG. 11A shows a diagram in which the waveform of the 7th stage is synthesized in 100 stages at intervals of 20 ms and a diagram in which the results of the 3 axes are combined for each axis. Specifically, 100 waveforms of the 7th stage are superposed with the phase shifted by 20 ms. In the time history characteristics shown in FIG. 11A, the maximum speeds in the horizontal direction of the X-axis and the Y-axis are large and outstanding. FIG. 11B shows the frequency characteristics obtained by Fourier transforming the time history characteristics of each axis.

図11(b)に示す周波数特性では、尖った波形を有し、50Hz刻みで瞬間的にスペクトルが上昇し、そして下降する極大値が現れている。20msずつ単発発破を行った場合、1秒間に50回発破を行うことになるので、この50Hz刻みの極大値は、タイムテーブルに起因する卓越周波数である。図8(b)に示す周波数特性は、200Hzのみにピークをもつ波形で表されることから、200Hzのみが保全対象卓越周波数として抽出される。この保全対象卓越周波数は、図11(b)に示す周波数特性に現れる極大値の1つに重なっている。このように、タイムテーブルに起因する卓越周波数は把握できているため、測定結果の周波数特性の変化を常時確認することで、保全対象の卓越周波数が変化したかを把握することが可能となる。 The frequency characteristic shown in FIG. 11B has a sharp waveform, and a maximum value in which the spectrum rises and falls momentarily in increments of 50 Hz appears. When single blasting is performed for 20 ms each, blasting is performed 50 times per second, so the maximum value in increments of 50 Hz is the predominant frequency due to the timetable. Since the frequency characteristic shown in FIG. 8B is represented by a waveform having a peak only at 200 Hz, only 200 Hz is extracted as the dominant frequency to be maintained. This predominant frequency to be preserved overlaps with one of the maximum values appearing in the frequency characteristics shown in FIG. 11 (b). In this way, since the dominant frequency caused by the timetable can be grasped, it is possible to grasp whether the dominant frequency to be maintained has changed by constantly checking the change in the frequency characteristic of the measurement result.

本発破を行って得られた周波数特性が、この予測される周波数特性と同一である場合は、保全対象卓越周波数が変化しないことを示し、現在設定されている秒時間隔が最適な秒時間隔で、設計された通りに充分に振動を抑制できていると考えられる。このため、タイムテーブルの見直しが不要と判定することができる。一方、周波数特性が変化した場合、保全対象卓越周波数が変化していることを示し、図11(b)に示す周波数特性とは異なり、別の周波数に新たな極大値が現れるようになる。この場合、現在設定されている秒時間隔では、振動が大きくなる可能性があるため、秒時間隔を変え、振動を抑制する必要がある。そこで、別の周波数に新たな極大値が現れたか否かにより、タイムテーブルの見直しが必要か否かを判定することができる。 If the frequency characteristic obtained by performing this rupture is the same as this predicted frequency characteristic, it indicates that the predominant frequency to be maintained does not change, and the currently set second time interval is the optimum second time interval. Therefore, it is considered that the vibration can be sufficiently suppressed as designed. Therefore, it can be determined that the review of the timetable is unnecessary. On the other hand, when the frequency characteristic changes, it indicates that the predominant frequency to be maintained has changed, and unlike the frequency characteristic shown in FIG. 11B, a new maximum value appears at another frequency. In this case, since the vibration may become large at the currently set second time interval, it is necessary to change the second time interval to suppress the vibration. Therefore, it can be determined whether or not the timetable needs to be reviewed depending on whether or not a new maximum value appears at another frequency.

ただし、振動測定や計算過程において誤差が生じる可能性があることから、新たな極大値が現れたとしても、すぐに見直しが必要と判定せず、保全対象卓越周波数が一定以上変化したかどうかにより、タイムテーブルの見直しが必要か否かを判定することが望ましい。すなわち、抽出された保全対象卓越周波数が、図11(b)に示す周波数特性の卓越周波数と一定以上に異なっているかどうかにより判定することが望ましい。そこで、例えば5%以上周波数が異なっているかどうかにより、見直しが必要か否かを判定することができる。なお、判定する基準は、5%以上に限られるものではなく、7%以上や10%以上であってもよい。あまり大きすぎると、見直しの回数が減り、適切に振動を抑制することができなくなることから、5~10%異なっている場合に見直しを行うことが望ましい。 However, since errors may occur in the vibration measurement and calculation process, even if a new maximum value appears, it is not judged that it needs to be reviewed immediately, and it depends on whether the predominant frequency to be maintained has changed by a certain amount or more. , It is desirable to determine whether the timetable needs to be reviewed. That is, it is desirable to determine whether or not the extracted predominant frequency to be preserved differs from the predominant frequency of the frequency characteristic shown in FIG. 11 (b) by a certain amount or more. Therefore, for example, it can be determined whether or not a review is necessary depending on whether or not the frequencies differ by 5% or more. The criterion for determination is not limited to 5% or more, but may be 7% or more or 10% or more. If it is too large, the number of reviews will decrease and vibration cannot be suppressed properly. Therefore, it is desirable to review when the difference is 5 to 10%.

また、判定する基準は、一律に5%以上とするのではなく、保全対象卓越周波数に応じて変えることもできる。例えば、100ms未満の誤差が小さい周波数では、判定基準値を5%とし、それ以上の周波数では、誤差が大きくなることから、判定基準値を10%とすることができる。これは一例であるので、この値に限定されるものではない。 Further, the criterion for determination is not uniformly set to 5% or more, but can be changed according to the predominant frequency to be preserved. For example, at a frequency with a small error of less than 100 ms, the determination reference value can be set to 5%, and at a frequency higher than that, the error becomes large, so the determination reference value can be set to 10%. This is just an example and is not limited to this value.

周波数特性は、図11(b)に示すような1つのピークのみを有する波形になるとは限らない。2以上のピークを有する波形になる場合もある。また、各軸によって、ピークを表す周波数が異なる場合もある。すると、2以上の保全対象卓越周波数が得られることになる。この場合、最も高いピーク値をもつ保全対象卓越周波数を特定し、その保全対象卓越周波数が一定以上に変化したかどうかにより、見直しが必要か否かを判定することができる。 The frequency characteristic does not always have a waveform having only one peak as shown in FIG. 11 (b). The waveform may have two or more peaks. In addition, the frequency representing the peak may differ depending on each axis. Then, two or more predominant frequencies to be maintained can be obtained. In this case, it is possible to specify the predominant frequency to be preserved having the highest peak value, and determine whether or not a review is necessary based on whether or not the predominant frequency to be preserved has changed to a certain level or more.

上記では、保全対象卓越周波数が一定以上変化したかどうかにより、タイムテーブルの見直しが必要かどうかを判定したが、これに限られるものではない。例えば、振動のエネルギーが一定以上に変化したかどうかにより判定してもよい。具体的には、図11(b)に示す周波数特性を表すグラフの曲線と、周波数を表す軸とにより囲まれる部分の面積を算出する。その面積は、上記の速度と関係し、その速度がエネルギーに比例することから、その面積が一定以上に変化した場合、一定以上にエネルギーが変化していると考えられる。このように、振動のエネルギーが一定以上に変化している場合に、タイムテーブルの見直しが必要と判定することができる。面積の算出方法は、これまでに知られたいかなる方法でも採用することができる。 In the above, it is determined whether or not the timetable needs to be reviewed based on whether or not the predominant frequency to be maintained has changed by a certain amount or more, but the present invention is not limited to this. For example, it may be determined based on whether or not the vibration energy has changed more than a certain level. Specifically, the area of the portion surrounded by the curve of the graph showing the frequency characteristic shown in FIG. 11B and the axis showing the frequency is calculated. Since the area is related to the above speed and the speed is proportional to the energy, when the area changes more than a certain amount, it is considered that the energy changes more than a certain amount. In this way, when the vibration energy changes more than a certain level, it can be determined that the timetable needs to be reviewed. The area calculation method can be any method known so far.

特に、保全対象卓越周波数が複数存在し、上記のピーク値をもつ保全対象卓越周波数が存在する部分の面積より、他の保全対象卓越周波数が存在する部分の面積の方が大きい場合に、このエネルギーの変化を基準に判定することができる。 In particular, this energy is obtained when there are a plurality of preserved dominant frequencies and the area of the portion where other preserved dominant frequencies are present is larger than the area of the portion where the preserved dominant frequency having the above peak value exists. It can be judged based on the change of.

このようにして、見直しが必要と判定した場合に、タイムテーブルを見直し、これをトンネル掘進の間、継続して行うことで、常に現在の保全対象卓越周波数に適した設計を維持することができる。 In this way, when it is determined that a review is necessary, the timetable is reviewed and this is continuously performed during tunnel excavation, so that the design suitable for the current predominant frequency to be maintained can always be maintained. ..

なお、保全対象において卓越周波数が高い場合、上記の変化は、図11(b)のような周波数特性には現れにくく、上記の方法が有効ではない場合がある。この場合は、手順は煩雑となるが、芯抜き部(補助芯抜きを含む)の6段~10段だけを300ms間隔の単発波形が計測可能な設定とし(芯抜き部の外周側の払い部は既存の秒時間隔のままとする)、この計測結果を用いた予測解析で代替(バックアップ)する。 When the dominant frequency is high in the maintenance target, the above change is unlikely to appear in the frequency characteristics as shown in FIG. 11B, and the above method may not be effective. In this case, the procedure is complicated, but only the 6th to 10th steps of the centering part (including the auxiliary centering) are set so that a single waveform at 300ms intervals can be measured (the paying part on the outer peripheral side of the centering part). Will remain at the existing second time interval), and will be replaced (backed up) by predictive analysis using this measurement result.

なお、高周波数の振動が卓越する場合、空気を介して音を伝達する空気音ではなく、住宅等の基礎のコンクリート、壁、窓等の物質を介して伝達する固体音の問題に変化する可能性がある。固体音は、屋外と屋内で同じ振動でも大きさが異なり、屋外に比べて屋内が大きくなり易い。同じ発破でも、屋外と屋内では振動の大きさが異なる。このため、事前に想定することが難しい。 If high-frequency vibration is predominant, it may change to the problem of solid sound transmitted through materials such as concrete, walls, windows, etc. of foundations of houses, etc., instead of air sound transmitted through air. There is sex. The size of solid sound differs between outdoors and indoors even if the vibration is the same, and it tends to be louder indoors than outdoors. Even with the same blasting, the magnitude of vibration differs between outdoors and indoors. Therefore, it is difficult to make an assumption in advance.

そこで、必要に応じて、屋外と屋内の同時計測を1回だけ実施し、その計測結果から得られる卓越周波数の相違および振幅の大小関係に基づき、必要な対策を実施することができる。 Therefore, if necessary, simultaneous measurement outdoors and indoors can be performed only once, and necessary measures can be taken based on the difference in the dominant frequency and the magnitude relationship of the amplitude obtained from the measurement results.

上記の時刻歴特性を表す波形のフーリエ変換、保全対象卓越周波数が一定以上変化しているかどうかにより、タイムテーブルの見直しが必要か否かの判定は、上述した、例えばPC等の情報処理装置により実施することができる。 The Fourier transform of the waveform representing the above-mentioned time history characteristics, and whether or not the timetable needs to be reviewed depending on whether or not the predominant frequency to be preserved has changed by a certain amount or more is determined by the above-mentioned information processing device such as a PC. Can be carried out.

図12に、情報処理装置のハードウェア構成の一例を示す。情報処理装置は、ハードウェアとして、汎用的なPCと同様、CPU(Central Processing Unit)30、ROM(Read Only Memory)31、RAM(Random Access Memory)32、HDD(Hard Disk Drive)33、入出力I/F34、表示装置35、入力装置36、バス37を含む。 FIG. 12 shows an example of the hardware configuration of the information processing device. As hardware, the information processing device has a CPU (Central Processing Unit) 30, ROM (Read Only Memory) 31, RAM (Random Access Memory) 32, HDD (Hard Disk Drive) 33, and input / output, similar to a general-purpose PC. It includes an I / F 34, a display device 35, an input device 36, and a bus 37.

CPU30は、ROM31やHDD33に格納されたプログラムを実行し、情報処理装置全体の動作を制御する。ROM31は、情報処理装置の起動時に実行されるBIOS(Basic Input Output System)や各種の設定値等を格納する不揮発性メモリである。RAM32は、CPU30が実行するために読み出したプログラムを保持する等の作業領域を提供する揮発性メモリである。HDD33は、OS、各種のプログラム、各種のデータを格納する不揮発性の記憶装置である。ここでは、HDD33を用いているが、これに限られるものではなく、SSD(Solid State Drive)等を用いてもよい。 The CPU 30 executes a program stored in the ROM 31 or the HDD 33 and controls the operation of the entire information processing apparatus. The ROM 31 is a non-volatile memory that stores a BIOS (Basic Input Output System) executed when the information processing apparatus is started, various setting values, and the like. The RAM 32 is a volatile memory that provides a work area for holding a program read by the CPU 30 for execution. The HDD 33 is a non-volatile storage device that stores an OS, various programs, and various data. Here, the HDD 33 is used, but the present invention is not limited to this, and an SSD (Solid State Drive) or the like may be used.

各種のプログラムには、入力された振動の結果に基づき、時刻歴特性を表示し、フーリエ変換して周波数特性を求め、その周波数特性から保全対象卓越周波数を抽出する処理、現在設定されている秒時間隔で複数回起振した場合に予想される保全卓越周波数の変化からタイムテーブルの見直しを判定する処理を行うプログラムが含まれる。そのプログラムは、タイムテーブルを見なした場合に、各雷管21に現在設定されている秒時間隔を変更する処理も実行させることができる。秒時間隔の変更は、各雷管21が備える電子タイマの設定値を変更することにより実現することができる。 In various programs, the time history characteristics are displayed based on the input vibration results, the frequency characteristics are obtained by Fourier transform, and the predominant frequency to be preserved is extracted from the frequency characteristics, the currently set seconds. It includes a program that determines the review of the timetable based on the expected changes in the predominant frequency for maintenance when the vibrations are vibrated multiple times at time intervals. The program can also execute a process of changing the second time interval currently set for each detonator 21 when the timetable is regarded. The change of the second time interval can be realized by changing the set value of the electronic timer included in each detonator 21.

入出力I/F34は、表示装置35への情報の出力と、入力装置36からの情報の入力とを制御するためのインタフェースである。表示装置35は、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等とされ、上記の時刻歴特性や周波数特性を表す波形や判定結果等を表示する。入力装置36は、マウスやキーボードとされ、ユーザが入力した情報を受け付ける。バス37は、CPU30やROM31等と接続され、アドレス信号、データ信号、各種の制御信号を伝送する。 The input / output I / F 34 is an interface for controlling the output of information to the display device 35 and the input of information from the input device 36. The display device 35 is a liquid crystal display, an organic EL display, or the like, and displays a waveform representing the time history characteristics and frequency characteristics, a determination result, and the like. The input device 36 is a mouse or a keyboard, and receives information input by the user. The bus 37 is connected to the CPU 30, ROM 31, and the like, and transmits an address signal, a data signal, and various control signals.

情報処理装置は、そのほか、外部記憶I/F、SDカードスロットやCD-ROMやDVD等の記憶媒体ドライブ、マイク等の音声入力装置、スピーカ等の音声出力装置、カメラ等の撮像装置を含んでいてもよい。 The information processing device also includes an external storage I / F, an SD card slot, a storage medium drive such as a CD-ROM or a DVD, an audio input device such as a microphone, an audio output device such as a speaker, and an image pickup device such as a camera. You may.

以上のことから、本発明の発破工法を提供することで、電子遅延式電気雷管を用いた発破パターンにおける最適なタイムテーブル(秒時間隔)を見直す必要があるか否かを簡単に判断することができる。また、簡単に判断することができるので、タイムリーな秒時間隔の見直しが可能となり、常に現在の保全対象卓越周波数に即したタイムテーブルの最適設計が保証される。したがって、この電子遅延式電気雷管を用いた振動および騒音の抑制効果が期待通りに得られるようになる。 From the above, by providing the blasting method of the present invention, it is possible to easily determine whether or not it is necessary to review the optimum timetable (second time interval) in the blasting pattern using the electronically delayed electric detonator. Can be done. In addition, since it can be easily determined, it is possible to review the time interval per second in a timely manner, and the optimum design of the timetable according to the current predominant frequency to be maintained is always guaranteed. Therefore, the effect of suppressing vibration and noise using this electronic delay type electric detonator can be obtained as expected.

これまで本発明の発破工法について図面に示した実施形態を参照しながら詳細に説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態や、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。 Although the rupture method of the present invention has been described in detail with reference to the embodiments shown in the drawings, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and other embodiments, additions and modifications are made. , Deletion, etc. can be changed within the range that can be conceived by those skilled in the art, and any aspect is included in the scope of the present invention as long as the action / effect of the present invention is exhibited.

10…地山、11…切羽、12…トンネル、13、14…住宅、15、16…装薬孔、20…爆薬、21…雷管、22…込め物、23…導線、24…発破器、25…チェッカー、26…結線カウンタ、30…CPU、31…ROM、32…RAM、33…HDD、34…入出力I/F、35…表示装置、36…入力装置、37…バス
10 ... ground, 11 ... face, 12 ... tunnel, 13, 14 ... house, 15, 16 ... charge hole, 20 ... explosive, 21 ... detonator, 22 ... filling, 23 ... lead wire, 24 ... blaster, 25 ... checker, 26 ... connection counter, 30 ... CPU, 31 ... ROM, 32 ... RAM, 33 ... HDD, 34 ... input / output I / F, 35 ... display device, 36 ... input device, 37 ... bus

Claims (6)

点火装置を使用して発破を行う発破工法であって、
発破対象の一部を発破し、または発破対象の一部に打撃を与える加振工程と、
発破対象から離間した所定の地点で、前記加振工程で発生した振動を測定する振動計測工程と、
情報処理装置により前記振動計測工程での測定結果から前記所定の地点に伝播した該振動が有する伝播特性を抽出する特性抽出工程と、
前記情報処理装置により前記特性抽出工程で抽出した前記伝播特性に基づき、前記点火装置の点火タイミングを設定する工程と、
設定された前記点火タイミングで発破対象を発破する工程と、
前記所定の地点で、発破により発生した振動を測定する工程と、
前記情報処理装置により前記測定する工程での測定結果から前記所定の地点に伝播した前記振動が有する伝播特性を抽出する工程と、
前記情報処理装置により前記抽出する工程で抽出した前記伝播特性に基づき、前記設定された点火タイミングを変更するか否かを判定する工程と、
前記情報処理装置により変更すると判定した場合に、前記所定の地点における前記振動を低減するように前記点火タイミングの設定を変更する工程とを含み、
前記抽出する工程では、前記測定する工程での測定結果が表す前記振動の波形から前記伝播特性としての卓越周波数を抽出し、
前記判定する工程では、前記抽出する工程で抽出した前記卓越周波数と、前記設定された点火タイミングで発破した場合に予測される卓越周波数とに基づき、前記設定された点火タイミングを変更するか否かを判定する、発破工法。
It is a blasting method that uses an ignition device to blast.
A vibration process that blasts a part of the blasting target or hits a part of the blasting target,
A vibration measurement process that measures the vibration generated in the vibration process at a predetermined point away from the blasting target, and a vibration measurement process.
A characteristic extraction step of extracting the propagation characteristics of the vibration propagated to the predetermined point from the measurement results in the vibration measurement step by an information processing device, and a characteristic extraction step.
A step of setting the ignition timing of the ignition device based on the propagation characteristic extracted by the information processing apparatus in the characteristic extraction step, and a step of setting the ignition timing of the ignition device.
The process of blasting the blasting target at the set ignition timing ,
The process of measuring the vibration generated by blasting at the predetermined point,
A step of extracting the propagation characteristics of the vibration propagated to the predetermined point from the measurement results in the step of measuring by the information processing device, and a step of extracting the propagation characteristics.
Based on the propagation characteristics extracted in the extraction step by the information processing apparatus, a step of determining whether or not to change the set ignition timing, and a step of determining whether or not to change the set ignition timing.
It includes a step of changing the setting of the ignition timing so as to reduce the vibration at the predetermined point when it is determined to be changed by the information processing apparatus.
In the extraction step, the dominant frequency as the propagation characteristic is extracted from the vibration waveform represented by the measurement result in the measurement step.
In the determination step, whether or not to change the set ignition timing based on the predominant frequency extracted in the extraction step and the predominant frequency predicted when blasting occurs at the set ignition timing. Blasting method to judge .
前記発破する工程でトンネルを掘削する際の前記発破対象としての切羽の発破を行うたびに、前記測定する工程、前記抽出する工程、前記判定する工程、前記変更する工程を繰り返す、請求項1に記載の発破工法。 The first aspect of claim 1, wherein the measuring step, the extracting step, the determining step, and the changing step are repeated every time the face as the blasting target is blasted when excavating a tunnel in the blasting step. The described blasting method. 前記判定する工程では、前記抽出する工程で抽出した前記卓越周波数が、前記予測される卓越周波数と一定以上に異なっているか否かにより、前記設定された点火タイミングを変更するか否かを判定する、請求項1または2に記載の発破工法。 In the determination step, it is determined whether or not to change the set ignition timing depending on whether or not the dominant frequency extracted in the extraction step differs from the predicted dominant frequency by a certain amount or more. , The blasting method according to claim 1 or 2 . 前記判定する工程では、前記抽出する工程で抽出した前記卓越周波数における振動のエネルギーが、前記予測される卓越周波数における振動のエネルギーと一定以上に異なっているか否かにより、前記設定された点火タイミングを変更するか否かを判定する、請求項1または2に記載の発破工法。 In the determination step, the set ignition timing is determined depending on whether or not the vibration energy at the dominant frequency extracted in the extraction step differs from the vibration energy at the predicted dominant frequency by a certain amount or more. The rupture method according to claim 1 or 2 , which determines whether or not to change. 前記特性抽出工程では、複数の波形を有する前記測定結果から振幅が最も大きい波形を代表波形とし、前記代表波形から前記卓越周波数を抽出し、
前記判定する工程では、前記代表波形を用いて前記設定された点火タイミングで発破した場合の卓越周波数を予測する、請求項のいずれか1項に記載の発破工法。
In the characteristic extraction step, the waveform having the largest amplitude is used as a representative waveform from the measurement results having a plurality of waveforms, and the dominant frequency is extracted from the representative waveform.
The blasting method according to any one of claims 1 to 4 , wherein in the determination step, the predominant frequency in the case of blasting at the set ignition timing is predicted using the representative waveform.
前記振動は、変位、速度、加速度の3つの要素を有し、
前記変更する工程では、前記3つの要素のうちの少なくとも1つを低減するように前記点火タイミングの設定を変更する、請求項1~のいずれか1項に記載の発破工法。
The vibration has three elements: displacement, velocity, and acceleration.
The blasting method according to any one of claims 1 to 5 , wherein in the step of changing, the setting of the ignition timing is changed so as to reduce at least one of the three elements.
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