JP2000346956A - トンネル切羽前方探査方法 - Google Patents

トンネル切羽前方探査方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁レーダをTBMの面盤に設置する等して
切羽前方の地山の未掘削地盤の状況を電磁波を用いて探
査するためのトンネル切羽前方探査方法を提供するこ
と。 【解決手段】 先進導坑の掘削で得られた岩盤の比誘電
率を基に、地層内の地質状態の均一性または連続性を仮
定して、本坑での現在の位置における岩盤の比誘電率ま
たは電磁波速度を推定する。切羽前方の未掘削地層の状
態を電磁レーダの反射データを用い、TBMの少なくと
も2つの異なる位置においてそれぞれ得られる電磁波の
反射波の到達時間から電磁波速度を推定すると共に、反
射波の振幅とTBMの位置との間の関係に基づいて切羽
位置の地盤の電磁波振幅減衰係数を求め、切羽前方の地
層の境界面での地山の電気的変化を特定することによ
り、水の存在を捉え、施工の安全性向上と急速施工に寄
与する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル掘削形成
時に掘削面である切羽の前方の未掘削地層の状態を電磁
波を利用して探査する、トンネル切羽前方探査方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】地山を掘削してトンネルを形成する場
合、円筒状の前胴前部にカッタヘッドを回転自在に設け
該カッタヘッドに地盤を破壊するディスクカッタを多数
取り付けて成るトンネルボーリングマシン(本明細書中
においてはTBMと略称する)を用いるトンネル掘削方
法が公知である。TBMを用いたトンネル掘削方法は、
前胴の後部に連結されている後胴をメイングリッパで位
置保持した状態で、カッタヘッドを回転駆動させつつス
ラストシリンダによって前胴を後胴に対して前進させる
ことにより地盤を掘削し、トンネルの全断面を一括して
掘削している。この方法は、トンネル掘削の基本サイク
ルである、掘削、ズリだし、支保の作業を連続的に又は
一部において並行して行うことができるので高速掘進を
可能としている。
【0003】しかし、TBMは内部に巨大な動力装置を
有し、また、掘削したトンネル壁面からの岩石の崩落防
護のための屋根(シールド屋根)を有するため、TBM
本体の重量は大きく、さらに、掘削したトンネル壁面と
TBMの外周部との間のスペースは極めて狭い。そこ
で、地山状態が悪く、切羽の押し出し、掘削後の岩石の
崩落などが生じる場合は、掘削に極めて難渋することに
なる。
【0004】したがって、このようにして地山にトンネ
ルを形成していく場合、安全且つ確実な施工を行うため
には、掘削すべき前方の地盤中に、掘削作業に支障を来
すことになる可能性のある破砕帯や空洞があるか否かを
探査し、あるいは切羽面の崩壊状況を計測し、事前に異
常を検知して対策を行うことが必要となる。
【0005】このため、従来では、切羽前方を探査する
ため、トンネル壁面切羽での地質観察結果を基に予測を
行い、必要に応じて探りボーリングによる調査を行う方
法、弾性波を使用する方法、及びレーリー波を用いて探
査する方法が採用されてきている。さらに別の方法とし
て、電磁波を用いた地盤探査が、地中レーダとして、遺
跡調査や埋設管探査方面で使われており、この技術は土
木工事にも適用されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来方法のう
ち、探りボーリングによる方法及び弾性波を使用する方
法は、いずれも実際に知りたい水や空洞の存在に敏感で
はなく、掘削前方の水や空洞の探査を的確に行うには不
向きであるし、レーリー波探査法は、受振器が設置され
た測線上の探査しかできないため、複数の受振器を必要
とするという別の問題点を有している。
【0007】さらに、トンネル施工時には、弾性波を用
いたトンネル切羽前方探査調査の結果などを参考にはし
ているが、基本的には、弾性波は水の存在には敏感では
なく、前方の帯水層の検知には不適当である。このよう
な状態で掘削を実行し、破砕帯などに掘り進みTBMの
進行が不可能になることがあり、この場合、工程に大き
な影響を与え、工費も増えることになる。
【0008】これを解決するために、水に敏感な電磁波
を利用することが考えられる。この具体的な方法とし
て、掘削用のカッターを装着する面盤に電磁波のアンテ
ナを設置し、切羽前方における地山中での電磁波速度を
推定することによって切羽前方の地質や切羽面の形状を
探査しながら掘削を行う方法が考えられている。こうし
た試みは、シールドでは一部実験的になされているが、
実用機として成功を見ていないのが現状である。TBM
では、設置方法や解析方法など提案された例がなく、新
たに考慮する必要がある。すなわち、電磁波レーダをT
BMの面盤に設置して切羽前方近距離を調査する場合、
その設置方法や検出するターゲットなどにおいてシール
ドとは大きく異なり、電磁レーダによる反射データをど
のように解釈し、そのシステムをどのように施工で運用
するかが検討されていない。
【0009】本発明の目的は、したがって、電磁レーダ
をTBMの面盤に設置する等して切羽前方の地山の未掘
削地盤の状況を電磁波を用いて探査するためのトンネル
切羽前方探査方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、TBMに設置された電磁レーダの送信ア
ンテナから発信した電磁波が地山内の反射面から反射し
て戻ってきた反射波を電磁レーダの受信アンテナで受信
して反射データを得ることができるようにしたシステム
を利用するものである。
【0011】請求項1の発明によれば、トンネル掘削形
成時に切羽前方の未掘削地層の状態を電磁レーダの反射
データを用いて探査するための方法であって、先進導坑
を本坑に先立って掘削する場合に、先進導坑の掘削で得
られた岩盤の比誘電率を基に、地層内の地質状態の均一
性または連続性を仮定して、本坑での現在の位置におけ
る岩盤の比誘電率または電磁波速度を推定することを特
徴とするトンネルの切羽前方探査方法が提案される。
【0012】請求項2の発明によれば、トンネル掘削形
成時に切羽前方の未掘削地層の状態を電磁レーダの反射
データを用いて探査するための方法であって、先進導坑
を本坑に先立って掘削する場合に、先進導坑の掘削で得
られた一軸圧縮強度から推定した岩盤の比誘電率を基
に、地層内の地質状態の均一性または連続性を仮定し
て、本坑での現在の位置における岩盤の比誘電率または
電磁波速度を推定することを特徴とするトンネル切羽前
方探査方法が提案される。
【0013】請求項3の発明によれば、トンネル掘削形
成時に切羽前方の未掘削地層の状態を電磁レーダの反射
データを用いて探査するための方法であって、先進導坑
を本坑に先立って掘削する場合に、先進導坑の掘削で得
られたTBM機械データから推定した岩盤の比誘電率ま
たは電磁波速度を基に、地層内の地質状態の均一性また
は連続性を仮定して、本坑での現在の位置における岩盤
の比誘電率または電磁波速度を推定することを特徴とす
るトンネル切羽前方探査方法が提案される。
【0014】請求項4の発明によれば、トンネル掘削形
成時に切羽前方の未掘削地層の状態を電磁レーダの反射
データを用いて探査するための方法であって、本坑を機
械掘削するときに得られた一軸圧縮強度を基に、本坑で
の現在の位置における岩盤の比誘電率または電磁波速度
を推定することを特徴とするトンネル切羽前方探査方法
が提案される。
【0015】請求項5の発明によれば、トンネル掘削形
成時に切羽前方の未掘削地層の状態を電磁レーダの反射
データを用いて探査するための方法であって、本坑を機
械掘削するときに得られたTBM機械データを基に、本
坑での現在の位置における岩盤の比誘電率または電磁波
速度を推定することを特徴とするトンネル切羽前方探査
方法が提案される。
【0016】請求項6の発明によれば、推定された前記
比誘電率又は電磁波速度の少なくとも一方と、前記電磁
レーダから送出された電磁波の反射波到達時間とを基に
切羽前方の地層の境界の位置を特定することを特徴とし
たトンネル切羽前方探査方が提案される。
【0017】請求項7の発明によれば、トンネル掘削形
成時に切羽前方の未掘削地層の状態を電磁レーダの反射
データを用いて探査するための方法であって、TBMの
少なくとも2つの異なる位置においてそれぞれ得られる
前記電磁レーダから送出された電磁波の反射波の到達時
間から電磁波速度を推定して、切羽前方の地層の境界の
位置を特定するようにしたトンネル切羽前方探査方法が
提案される。
【0018】請求項8の発明によれば、トンネル掘削形
成時に切羽前方の未掘削地層の状態を電磁レーダの反射
データを用いて探査するための方法であって、TBMの
少なくとも2つの異なる位置においてそれぞれ得られる
前記電磁レーダから送出された電磁波の反射波の到達時
間から電磁波速度を推定すると共に、前記反射波の振幅
とTBMの位置との間の関係に基づいて地盤の電磁波減
衰係数を求め、TBMの切羽前方の地層の境界面での地
山変化を特定するようにしたことを特徴とするトンネル
切羽前方探査方法が提案される。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の方
法の実施の形態の一例につき詳細に説明する。
【0020】図1は、TBMによってトンネルの掘削を
行う場合に、その切羽前方未掘削地層の探査を本発明の
方法により探査するための探査システムの実施の形態の
一例を示す概略構成図である。
【0021】符号1は電磁レーダ装置であり、電磁レー
ダ装置1は、TBM100によって地山を掘削してトン
ネルを形成する場合において、掘削面である切羽前方の
未掘削地盤の電磁波反射面を把握するために用いられる
ものである。
【0022】TBM100のカッタフェース101の面
盤102に設けられた凹部103内には電磁レーダ装置
1のアンテナ装置2が収納されており、アンテナ装置2
は、伝送ケーブル3を介してレーダ探査表示器4と電気
的に接続されている。伝送ケーブル3によって接続され
ているアンテナ装置2とレーダ探査表示器4とによって
公知の電磁レーダ装置1が構成されている。ここで、符
号3Aで示されているのはケーブル接続用のコネクタで
ある。
【0023】アンテナ装置2は、後述するように、送信
・受信アンテナ素子21を含んでおり、レーダ探査表示
器4から送られてくる電磁波を送信アンテナ素子21A
から切羽前方の探査すべき未掘削の地盤に向けて発射
し、地盤内で反射されて戻ってきた電磁波は受信アンテ
ナ素子21Bで受信され、反射波の有している反射デー
タがレーダ探査表示器4に入力される。
【0024】上述の如く構成された電磁レーダ装置1に
よって得られた反射波のデータを解析し、切羽前方の電
磁波の反射面を捉えるため、電磁レーダ装置1で取得さ
れたデータは一旦DATテープレコーダ5に記録された
後、GPIBユニット6を介してパーソナルコンピュー
タ7に入力される。GPIBユニット6からのデータは
パーソナルコンピュータ7にセットされているGPIB
ボード8を介してパーソナルコンピュータ7内に取り込
まれ、ここで後述する所定のデータ処理が施され、これ
により得られた処理結果に基づく探査結果を表示部9上
に所定の表示形態で表示することができる。パーソナル
コンピータ7にはマウスやテンキー入力装置(図示せ
ず)が設けられており、これらの入力装置により必要な
解析用パラメータをパーソナルコンピュータ7に入力す
ることができる。
【0025】図2には、図1に示した電磁レーダ装置1
を用いて、TBM100による切羽前方の未掘削地盤内
の次の反射面を検出するための方法を説明するための図
が示されている。図2において、110はTBM100
によって掘削された本坑、120はTBM100の切羽
前方の未掘削地盤内にある、電気的状態が変化する境界
面である。この境界面120の前方の地盤120Aでは
比誘電率がεa であり、境界面120の後方の地盤12
0Bでは比誘電率がεb (≠εa )であるとする。した
がって、面盤102に取り付けられたアンテナ装置2か
ら切羽前方に向けて輻射されるパルス状の送信電磁波W
Tは境界面120における電気的性質の変化、すなわち
比誘電率の変化、によりその一部が境界面120で反射
係数Rによって反射し、その反射電磁波WRがアンテナ
装置2に戻ってくる。ここで、反射係数Rは、下式で示
される。
【0026】反射電磁波WRの地盤120A内における
電磁波速度Vtは、光速度をcとすれば Vt=c/εa 1/2 ・・・(1) で示される。
【0027】したがって、アンテナ装置2から境界面1
20へ向かう法線XBに沿って電磁波が往復した場合そ
の往復時間をTとすると、この法線XBに沿うアンテナ
装置2と境界面120との間の距離Ltは、 Lt=T・Vt/2 ・・・(2) で示される。
【0028】一般的には、TBM100によって掘削さ
れた本坑110のトンネル軸XAと境界面120とは垂
直に交わっていない。境界面120へ向かう法線XBと
トンネル軸XAとがなす角度をθとすると、トンネル軸
XAに沿ったアンテナ装置2から境界面120までの距
離Lは、 L=Lt/cosθ ・・・(3) となる。
【0029】したがって、図3に示されるように、送信
電磁波WTをT=0で発射した場合、反射電磁波WRが
戻ってくるまでの時間T1を測定することにより切羽面
にあるアンテナ装置2から境界面110までの法線XB
に沿う距離Ltを推測することが可能である。
【0030】すなわち、電磁波往復伝播時間T1の半分
に電磁波速度Vを乗じることにより境界面120までの
法線の長さを求めることができる。
【0031】次に、TBM100の切羽前方の未掘削地
盤の比誘電率の決定方法について説明する。
【0032】図4に示すように、TBM100で本坑1
10を掘削するのに先立って、事前調査及び災害時にお
ける本坑110からの避難坑を確保の目的で、先進導坑
115が本坑110と平行するように掘削される。先進
導坑115はこのように本坑110と比較的接近して平
行に掘削されるので、地質状態の連続性を仮定すること
により、先進導坑115の掘削時に得られた施工上重要
な地質情報を本坑110のそれへと外挿することが可能
となり、この結果本坑110での現在位置における岩盤
の比誘電率が推定可能となる。
【0033】図4は、平行に掘削された本坑110と先
進導坑115とに対し、地層L1、L2が図示の如く分
布している場合の、本坑110での現在位置における岩
盤の比誘電率の推定方法を説明するための図である。地
層L1、L2のそれぞれについては地質状態の連続性が
あると仮定できる。したがって、先進導坑115の掘削
により地層L1、L2の比誘電率がそれぞれεi、ε
(i+1)とすると、この場合、本坑110の切羽11
0Aの比誘電率はεiであると推定でき、地層L1とL
2との境界面B1を境にして電気的状態が変化し、比誘
電率がεiからε(i+1)へ変化すると推定できる。
したがって、TBM100の電磁レーダ装置1からの電
磁波は境界面B1にて反射波を生じ、この反射波を受信
することにより上述の如くしてTBM100から境界面
B1までの距離を計算することができる。
【0034】図4に示した状態において、先進導坑11
5で一軸圧縮強度と比誘電率との間の関係が予め求めら
れている場合は、この関係に基づいて本坑110の比誘
電率を推定することができる。
【0035】図5には、先進導坑115で求められた一
軸圧縮強度と比誘電率との間の関係を示すグラフが示さ
れている。この場合、比誘電率は一軸圧縮強度が増大す
ると所定の率で比誘電率が減少するという関係が成立し
ており、地質状態の連続性を仮定することにより、本坑
110における比誘電率を図5に示すグラフから推定す
ることができる。
【0036】また、図6に示すように、TBM機械デー
タと比誘電率との間の関係を予め求めておき、図5に示
した一軸圧縮強度と比誘電率との間の関係に代えて、こ
のTBM機械データと比誘電率との間の関係から比誘電
率を推定することも可能である。なお、TBM機械デー
タは、例えば、スラスト推力や回転トルクなどから推定
した岩盤評価デー等とすることができる。
【0037】なお、上記では、いずれも先進導坑115
の掘削時に得られたデータを利用して本坑110におけ
る所要の比誘電率を推定する方法について説明したが、
本坑110の比誘電率の確定方法はこれに限定されるも
のではない。例えば、本坑110の掘削時に図5又は図
6に示したようなデータが得られている場合にはそのよ
うなデータを利用して本坑110の比誘電率を推定する
ことができる。
【0038】次に、図1に示した電磁レーダ装置1を用
い、TBM100の切羽前方にある電気的状態が変化す
る境界(電磁的反射面)B1を検出し、このとき得られ
た反射電磁波のデータを用いて切羽前方の岩盤状態を評
価するようにした切羽前方探査方法について説明する。
【0039】図7を参照すると、同図(A)に示される
ように、TBM100の切羽前方に地層の境界B1があ
ると、TBM100に設けられた電磁レーダ装置1から
の電磁波は境界B1で反射して電磁レーダ装置1に戻
る。このときのTBM100の面盤102の位置Pと、
電磁波を送信してから反射波が戻ってくるまでの戻り時
間Tと、その反射波の振幅Aの各値を記録する。
【0040】図7に示した例では、TBM100が境界
B1に向けて進行している場合に、面盤の位置PがP
1、P2、P3の各位置において戻り時間TがT1、T
2、T3であり振幅AがA1、A2、A3である状態
が、同図(A)、(B)、(C)に示されている。
【0041】このようにして得られたデータからこのと
きの岩盤中の電磁波速度Vを次のようにして求めること
ができる。 V=2(P2−P1)/(T1−T2) また、、面盤102の位置がP1、P2、P3のときの
面盤102から境界B1までの距離D1、D2、D3
は、 D1=V・T1/2 D2=V・T2/2 D3=V・T3/2 で求めることができる。
【0042】距離D1、D2、D3における反射電磁波
の振幅はそれぞれA1,A2,A3であるから、面盤1
02から境界B1までの距離Dと振幅Aとの間の関係
は、図8に示すようになる。このグラフから振幅Aの距
離減衰における岩盤の電磁波減衰係数が図8の直線Mの
傾き−pとして求められる。
【0043】ところで、図7に示すような計測を行った
場合の観測波である反射電磁波の面盤102における振
幅Aは で示される。ここで、A0 は送信電磁波の振幅、Rは境
界B1での反射係数、Dは面盤102から境界B1まで
の距離、ωは電磁波の角周波数、kは波数、zは距離、
pは振幅の距離減衰における岩盤の電磁波減衰係数であ
る。
【0044】以上の説明から明らかなように、図7に示
した測定を行うことにより、距離Dと電磁波反射係数p
が得られるので、得られた振幅Aの距離減衰の補正が可
能であり、境界(反射面)B1の様子を推測することが
できる。換言すれば、反射係数Rの大きさが判るので、
反射係数Rの大きさで帯水層の存在を推定することが可
能となる。水分を多く含むほど比誘電率は大きくなり、
その境界での反射係数が大きくなるからである。
【0045】この結果、図9に示すように、横軸に切羽
の岩盤状況をとり、縦軸に振幅Aの値をとることによ
り、境界B1の前後での岩盤の状態の変化の度合いを例
えばレベル1、レベル2、レベル3の3段階に分け、切
羽前方の破砕帯などの層を評価することができる。図9
から、例えば、切羽の岩盤状況が良好な場合には、振幅
Aが大きくても境界B1における岩盤状況の変化が小さ
く、不良程度のレベルは低いと判断することができる。
一方、切羽の岩盤状況が不良の場合には、振幅Aが小さ
くても境界B1における岩盤状態の変化が大きく、不良
程度のレベルは高いと判断することができる。
【0046】図10には、本発明により切羽前方の岩盤
状況を推定するための方法の一実施形態がフローチャー
トにて示されている。
【0047】ステップS1でTBM100の切羽前方の
境界B1を捉える。この処理は図2に基づいて説明した
方法を用いて行うことができる。
【0048】ステップS2では、TBM100による掘
進に伴う境界B1からの反射電磁波を受信し、その岩盤
中での電磁波速度を推定する。この処理は図7に基づい
て説明した方法を用いることができる。
【0049】電磁波速度は、また、岩盤の比誘電率から
計算することができる。この方法は、図4〜図6に基づ
いて説明した。ステップS3では、岩盤の比誘電率から
電磁波速度を計算し、ステップS2で得られた電磁波速
度のキャリブレーションを行う。
【0050】次のステップS4では、TBM100によ
る掘進に伴う反射電磁波の振幅の変化から、電磁波振幅
減衰係数を推定する。この処理は図7及び図8に基づい
て説明した方法を用いて行う。
【0051】そして、ステップS5において、反射電磁
波の振幅をステップS4で得られた電磁波振幅減衰係数
を用いて補正し、補正された振幅と切羽の岩盤状況とか
ら境界B1における岩盤の不良程度を推定する。この岩
盤の不良程度の推定は、図9に基づいて説明した通りで
ある。
【0052】電磁レーダ装置1で得られた反射波データ
を用い、上述の如く解釈することにより切羽前方の岩盤
の状態を推定することができるので、TBMによるトン
ネル掘削を行う場合事前の対策を充分にとることがで
き、極めて効率よくトンネルの掘削を行うことができ
る。また、電磁波を用いるので水の存在に敏感であり、
帯水層も確実に検知できる。
【0053】
【発明の効果】本発明によれば、切羽前方の岩盤の比誘
電率又は電磁波速度を、地層内の地質状態の均一性又は
連続性の仮定により推定するので、極めて容易且つ高精
度の比誘電率又は電磁波速度の推定が可能であり、TB
Mによるトンネル掘削時の地盤改良の必要性などの問題
点を事前に把握する切羽前方探査を確実に行うことがで
き、掘削の安全性向上及び急速施工に役立つ。また、こ
のようにして比誘電率又は電磁波速度を推定することに
より、切羽前方の境界面(反射面)を容易に特定するこ
とができ、TBMによるトンネル掘削時の切羽前方探査
を確実に行うことができ、掘削の安全性向上及び急速施
工に役立つ。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法により切羽前方の探査を行うため
の探査システムの実施の形態の一例を示す概略構成図。
【図2】図1のシステムを用いて切羽前方未掘削地盤内
の反射面を検出するための方法を説明するための説明
図。
【図3】図2に示した反射電磁波の波形の一例を示す波
形図。
【図4】TBMの切羽前方の未掘削地盤の比誘電率の本
発明による決定方法の一実施形態を説明するための説明
図。
【図5】図4に示す先進導坑での一軸圧縮強度と比誘電
率との関係を示すグラフ。
【図6】図4に示す先進導坑でのTBMデータと比誘電
率との関係を示すグラフ。
【図7】反射電磁波のデータを用いて切羽前方の岩盤状
態を評価するための本発明による切羽前方探査方法の一
実施形態を説明するための説明図。
【図8】図7に示す方法で得られた反射波データを用い
て岩盤の電磁波減衰係数を求めるためのグラフ。
【図9】岩盤内の電磁波反射面の前例での不良状態を判
断するための本発明による方法の一実施形態を説明する
ためのグラフ。
【図10】本発明による切羽前方の岩盤状況の推定方法
の一実施形態を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
1 電磁レーダ装置 2 アンテナ装置 4 レーダ探査表示器 21 送信・受信アンテナ素子 21A 送信アンテナ素子 21B 受信アンテナ素子 100 TBM 102 面盤 110 本坑 115 先進導坑 120 境界面 B1 境界面 L1、L2 地層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯星 茂 東京都新宿区西新宿一丁目25番1号 大成 建設株式会社内 Fターム(参考) 2D054 GA17 GA65 GA84

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トンネル掘削形成時に切羽前方の未掘削
    地層の状態を電磁レーダの反射データを用いて探査する
    ための方法であって、先進導坑を本坑に先立って掘削す
    る場合に、先進導坑の掘削で得られた岩盤の比誘電率を
    基に、地層内の地質状態の均一性または連続性を仮定し
    て、本坑での現在の位置における岩盤の比誘電率または
    電磁波速度を推定することを特徴とするトンネルの切羽
    前方探査方法。
  2. 【請求項2】 トンネル掘削形成時に切羽前方の未掘削
    地層の状態を電磁レーダの反射データを用いて探査する
    ための方法であって、先進導坑を本坑に先立って掘削す
    る場合に、先進導坑の掘削で得られた一軸圧縮強度から
    推定した岩盤の比誘電率を基に、地層内の地質状態の均
    一性または連続性を仮定して、本坑での現在の位置にお
    ける岩盤の比誘電率または電磁波速度を推定することを
    特徴とするトンネル切羽前方探査方法。
  3. 【請求項3】 トンネル掘削形成時に切羽前方の未掘削
    地層の状態を電磁レーダの反射データを用いて探査する
    ための方法であって、先進導坑を本坑に先立って掘削す
    る場合に、先進導坑の掘削で得られたTBM機械データ
    から推定した岩盤の比誘電率または電磁波速度を基に、
    地層内の地質状態の均一性または連続性を仮定して、本
    坑での現在の位置における岩盤の比誘電率または電磁波
    速度を推定することを特徴とするトンネル切羽前方探査
    方法。
  4. 【請求項4】 トンネル掘削形成時に切羽前方の未掘削
    地層の状態を電磁レーダの反射データを用いて探査する
    ための方法であって、本坑を機械掘削するときに得られ
    た一軸圧縮強度を基に、本坑での現在の位置における岩
    盤の比誘電率または電磁波速度を推定することを特徴と
    するトンネル切羽前方探査方法。
  5. 【請求項5】 トンネル掘削形成時に切羽前方の未掘削
    地層の状態を電磁レーダの反射データを用いて探査する
    ための方法であって、本坑を機械掘削するときに得られ
    たTBM機械データを基に、本坑での現在の位置におけ
    る岩盤の比誘電率または電磁波速度を推定することを特
    徴とするトンネル切羽前方探査方法。
  6. 【請求項6】 推定された前記比誘電率又は電磁波速度
    の少なくとも一方と、前記電磁レーダから送出された電
    磁波の反射波到達時間とを基に切羽前方の地層の境界の
    位置を特定することを特徴としたトンネル切羽前方探査
    方法。
  7. 【請求項7】 トンネル掘削形成時に切羽前方の未掘削
    地層の状態を電磁レーダの反射データを用いて探査する
    ための方法であって、TBMの少なくとも2つの異なる
    位置においてそれぞれ得られる前記電磁レーダから送出
    された電磁波の反射波の到達時間から電磁波速度を推定
    して、切羽前方の地層の境界の位置を特定するようにし
    たトンネル切羽前方探査方法。
  8. 【請求項8】 トンネル掘削形成時に切羽前方の未掘削
    地層の状態を電磁レーダの反射データを用いて探査する
    ための方法であって、TBMの少なくとも2つの異なる
    位置においてそれぞれ得られる前記電磁レーダから送出
    された電磁波の反射波の到達時間から電磁波速度を推定
    すると共に、前記反射波の振幅とTBMの位置との間の
    関係に基づいて地盤の電磁波減衰係数を求め、TBMの
    切羽前方の地層の境界面での地山変化を特定するように
    したことを特徴とするトンネル切羽前方探査方法。
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