JP2001141835A - 切羽前方の岩盤探査方法および切羽性状確認方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】切羽前方の岩盤探査結果や切羽性状をほぼリア
ルタイムで事務所などで確認することを可能にする切羽
前方の岩盤探査方法および確認方法を提供する。 【解決手段】岩盤探査のために測定した、発破地震波の
反射波と、穿孔時のホイールジャンボ４の油圧データお
よび傾斜データと、切羽１０１の画像とを、ＰＨＳ通信
装置２ａ，３ａ，４４やＰＨＳ用アンテナ１を介して坑
外の事務所２００内の解析装置２０１に送信する。ま
た、解析装置２０１出の解析結果や諸データをインター
ネット上で利用可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、切羽前方の岩盤探
査結果や切羽性状をほぼリアルタイムで現場外の場所で
確認することを可能にする切羽前方の岩盤探査方法およ
び切羽性状確認方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】トンネル等の地下空洞を掘削する場合に
おいて、切羽前方あるいは空洞周辺の岩盤（地質）の性
状を探査し、また確認することは、掘削を進める上から
極めて重要である。このような岩盤の探査方法の一例と
して、切羽付近のトンネル側壁から発生させた人工地震
波の切羽前方の地質変化点（面）からの反射波を計測す
る弾性波探査法（TSP法）が知られている。

【０００３】また、本出願人は、ダンピング機能を有す
る油圧式削岩機による穿孔時の油圧データを油圧センサ
を介してパソコン上で収集、処理し、特にダンピング圧
データを岩盤の性状に対応させて穿孔区間の地質を予測
する岩盤探査方法を提案した（特許第２７４９５６１号
参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した岩盤探査方法
は、いわゆる間接的探査の要素が強く、得られたデータ
を解析することで初めて岩盤探査結果を得られる。この
解析には専用の解析装置が必要であり、得られたデータ
をフロッピーディスクなどの記憶手段に一次格納して現
場外に持ち出し、解析装置のある場所（例えば坑外の事
務所など）まで運ぶ必要があった。このため、岩盤探査
を行ってからその結果を得るまで時間を必要としてい
た。

【０００５】また、得られた岩盤探査結果を基に判断を
下すには、高度な知識・判断力を必要とする。しかし、
この知識・判断力を持つ人が常にその場にいるとは限ら
ないため、判断を得るまでに時間を必要とする場合もあ
った。複数人の総合的な判断を必要とする場合は、特に
その傾向は強かった。

【０００６】さらに、実際に切羽の岩盤性状に変化が表
れたときも、それを直接目視で確認して判断を下す必要
がある。しかし、この判断にも高度な知識・判断力を必
要とするため、上述した岩盤探査結果と同様の問題が生
じていた。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、切羽前方の岩盤探査結果や切羽性状をほぼリアルタ
イムで現場外の場所で確認することを可能にして、これ
ら結果や性状を基にした判断を下すまでの時間を短縮し
た切羽前方の岩盤探査方法および切羽性状確認方法を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本出願に係る第１の発明は、トンネルの側壁に地震
計（２）を埋設し、切羽を発破掘削する（例えばステッ
プＳ２）際の地震波が切羽前方の岩盤の地質変化面で反
射した反射波を、前記地震計で検出し、この検出データ
を無線通信手段（例えばＰＨＳ通信装置２ａやＰＨＳ用
アンテナ１）を介して坑外に伝送して（例えばステップ
Ｓ３）解析し（例えばステップＳ１２）、坑外にて切羽
前方の岩盤の性状を予測する切羽前方の岩盤探査方法で
ある。

【０００９】本発明によれば、地震計の検出データは即
座に坑外に伝送されるため、地震計が反射波を検出した
直後に解析装置で解析を行うことが可能になる。このた
め、岩盤探査を行ってすぐにその結果を得ることが可能
になる。また、切羽を発破掘削する際の地震波を利用す
るため、岩盤探査のための発破を別個行う必要はない。
従って、工期の短縮と共に低コスト化を達成できる。

【００１０】本発明は、請求項２に記載するように、切
羽中心部を発破する芯抜き発破を行う際の地震波の反射
波を、切羽の発破掘削の進行に伴って複数回測定し、こ
れらの測定データを用いて、坑外にて岩盤の性状を予測
する構成にしてもよい。芯抜き発破は、トンネルに沿っ
て数メートルずつ前方にずれながら行われることにな
り、これらによる反射波を重ねて分析することでTSP法
と同様の効果を得られる。

【００１１】また、本出願に係る第２の発明は、請求項
３に記載するように、トンネル切羽の前方の岩盤の地質
変化面を探査する切羽前方の岩盤探査方法であって、切
羽に発破孔を油圧式削岩機（４１）によって穿孔し、そ
の削岩機の穿孔時における、切羽への打撃に対する岩盤
からの打撃反力を受け止め吸収するダンピング圧を測定
してそのデータを無線通信手段（例えばＰＨＳ通信装置
４４やＰＨＳ用アンテナ１）を介して坑外に伝送し（例
えばステップＳ１）、坑外にて、前記切羽の各性状に対
応するダンピング圧の境界値を、前記削岩機を穿孔箇所
に押し付けるフィード圧の平均値に対応して求め、前記
削岩機による穿孔区間において、該削岩機のダンピング
圧と前記境界値とを比較して、切羽前方の性状を予測す
ることを特徴とする。

【００１２】ダンピング圧は、特許第２７４９５６１号
公報に詳細を開示したように、削岩機の岩盤への一打撃
当りの打撃反力に対応しているので、このダンピング圧
を岩盤性状の予測に利用することによって、岩盤性状の
変化を精度よく（敏感に）検知することができるが、こ
の第２の発明のように、ダンピング圧を坑外に送信する
ことにより、ダンピング圧を測定した直後に解析装置で
解析を行うことが可能になる。このため、岩盤探査を行
ってすぐにその結果を得ることが可能になる。

【００１３】すなわち、上述した第１の発明および第２
の発明によれば、岩盤探査の結果を直後に坑外で得るこ
とが可能になるため、岩盤探査の結果を基にした判断を
すぐに下すことができる。

【００１４】また、本出願に係る第３の発明は、請求項
４に記載するように、トンネル切羽の前方の岩盤の地質
変化面を探査する切羽前方の岩盤探査方法であって、切
羽に発破孔を油圧式削岩機によって穿孔し、その削岩機
の穿孔時における、切羽への打撃に対する岩盤からの打
撃反力を受け止め吸収するダンピング圧を測定してその
データを無線通信手段を介して坑外に伝送し、坑外に
て、前記切羽の各性状に対応するダンピング圧の境界値
を、前記削岩機を穿孔箇所に押し付けるフィード圧の平
均値に対応して求め、前記削岩機による穿孔区間におい
て、該削岩機のダンピング圧と前記境界値とを比較し
て、切羽前方の性状を予測する第１の予測方法と、トン
ネルの側壁に地震計を埋設し、切羽を発破掘削する際の
地震波が切羽の前方の岩盤の地質変化面で反射した反射
波を、前記地震計で検出し、この検出データを無線通信
手段を介して坑外に伝送して解析し、岩盤の性状を予測
する第２の予測方法と、を併用することを特徴とする。

【００１５】第１および第２の予測方法は、双方ともに
間接的探査の要素が強く、信頼性を欠く測定データを得
る可能性も多少ある。そこで、第３の発明のように、双
方の測定結果を併用することで、例えば請求項５に記載
するように、第１および第２の予測方法の双方が岩盤性
状の変化を予測したときに（例えばステップＳ１４）、
岩盤性状が前方で変化すると予測し（例えばステップＳ
１５）、第１および第２の予測方法の一方のみが岩盤性
状の変化を予測したときに（例えばステップＳ１６）、
岩盤性状が前方で変化する可能性があると予測する（例
えばステップＳ１７）構成にして、予測結果の信頼性を
向上することができる。また、第１および第２の予測方
法の双方とも、坑外にデータを送って解析を行うため、
同じ場所で結果を迅速に把握することができる。従っ
て、請求項５のように規格化した判断を行うほか、測定
結果が双方とも曖昧な場合は、二つの予測結果を総合的
に判断することも容易に行える。

【００１６】この第３の発明は、請求項６に記載するよ
うに、切羽中心の発破掘削である芯抜き発破を行う際に
発生する地震波の反射波を、切羽の進行に伴って複数回
測定し、これらの測定データを用いて、岩盤の性状を予
測する構成にしてもよい。

【００１７】また、本出願に係る第４の発明は、請求項
７に記載するように、トンネル内に画像取得手段（例え
ばデジタルカメラ３）を設置して切羽の画像を取得し、
この画像データを無線通信手段（例えばＰＨＳ通信装置
３ａやＰＨＳ用アンテナ１）を介して坑外に伝送し、坑
外にて実際の切羽の岩盤性状を確認する切羽性状確認方
法である。

【００１８】この第４の発明によれば、切羽の画像は坑
外に伝送されるため、例えば事務所内などの坑外で切羽
の岩盤性状を直接かつほぼリアルタイムに確認すること
ができる。従って、切羽性状に基づいた判断を迅速に行
える。ここで、坑外の人が気がついたときに画像を確認
してもよいが、請求項８に記載するように、画像取得手
段は、一定時間毎に画像を取得してこの画像データを坑
外に伝送する構成にすると、坑外で切羽の性状を監視す
ることも可能になる。

【００１９】また、本発明に係る第５の発明は、請求項
９に記載するように、坑外にて、請求項１〜６のいずれ
かに記載の切羽前方の岩盤探査方法で岩盤性状を予測し
つつ、請求項８記載の切羽性状確認方法にて切羽性状を
確認する構成とする。

【００２０】この第５の発明によれば、事務所などの坑
外で切羽前方の岩盤性状を予測しつつ切羽の性状を確認
できるため、坑外にて、総合的に状況を把握しつつ判断
を下すことができる。

【００２１】上述した第１，第２、第３および第５の発
明、すなわち請求項１〜６，９に記載の切羽前方の岩盤
探査方法は、請求項１０に記載するように、無線通信手
段を介して坑外に伝送したデータ、あるいはこれらデー
タを解析した解析データ、または前記データおよび前記
解析データの双方を、電気通信回線を介して、当該電気
通信回線に接続している端末で利用可能にする（例えば
ステップＳ１８）構成にしてもよい。この場合は、例え
ばインターネットなどの電気通信回線に接続している端
末で、切羽前方の岩盤探査結果を算出したりあるいは確
認することができる。従って、様々な場所にいる人が切
羽前方の岩盤性状を予測することができるため、より的
確な判断を迅速に下すことが可能になる。

【００２２】また、第４の発明すなわち請求項７または
８記載の切羽性状確認方法においても、請求項１１に記
載するように、無線通信手段を介して坑外に伝送した画
像データを、電気通信回線を介して、当該電気通信回線
に接続している端末（３０３）で利用可能にする構成に
してもよい。この場合も、例えばインターネットなどの
電気通信回線に接続している端末で、切羽の性状を確認
することができる。従って、様々な場所にいる人が切羽
の岩盤性状を確認することができるため、より的確な判
断を迅速に下すことが可能になる。

【００２３】なお、請求項１〜６，９，１０に記載の切
羽前方の岩盤探査方法における無線通信手段としては、
例えば請求項１２に記載するように、ＰＨＳ（パーソナ
ル・ハンディフォン・システム）を用いる。同様に、請
求項７，８，１１に記載の切羽性状確認方法における無
線通信手段としては、例えば請求項１３に記載するよう
に、ＰＨＳ（パーソナル・ハンディフォン・システム）
を用いる。ＰＨＳは、坑内と事務所との連絡を行うシス
テムとして実用化されつつある。このため、請求項１２
に記載の構成とすることにより、専用の無線通信手段を
設置する必要はなくなり、容易且つ安価に本方法を適用
できる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図を用いて本発明を適用し
た切羽掘削監視システムについて詳細に説明する。

【００２５】本切羽掘削監視システムは、図１のトンネ
ル１００の縦断面概略図，図２の同横断面概略図、図３
の同斜視概略図、および図４のブロック図に示すよう
に、ＰＨＳ用アンテナ１…を例えば３００ｍ毎に設置し
たトンネル１００の内側壁に孔１１０を穿孔して周知の
地震計２を内挿し、切羽１０１の手前にデジタルカメラ
３を切羽１０１撮像用に配置しており、ホイールジャン
ボ４（図１〜３では図示省略）を用いて切羽１０１から
前方に穿孔した発破孔１０１ａ…（図には芯抜き孔のみ
図示）を用いてトンネル１００を発破掘削するとともに
切羽１０１前方の岩盤性状を予想し、かつ切羽１０１の
岩盤性状を監視するものである。

【００２６】ここで、ＰＨＳ用アンテナ１…はケーブル
１ａおよび基地局（図示省略）を介して坑外の事務所２
００内の解析装置２０１に接続しており、また、解析装
置２０１は、図４に示すように、サーバ３０１を介して
インターネット回線３０２に接続している。また、解析
装置２０１には、詳細を特許第２７４９５６１号に開示
した手法により解析を行う解析プログラムが組み込まれ
ている他、周知のTSP法と同様の解析プログラムが組み
込まれている。すなわち、解析装置２０１は、詳細を特
許第２７４９５６１号に開示した解析を行う他、切羽１
０１の芯抜き発破時の地震波の反射波を各切羽毎に測定
し、それらが所定数（例えば発破２４回分）ほど蓄積さ
れた時に、TSP法と同様の解析を行う。この方法は、例
えば図５の横断面概略図に示すように、切羽１０１が各
発破毎に進行するため各切羽１０１での芯抜き発破をTS
P法における孔中震源と見立てることができることを利
用した方法であり、掘削以外の作業を現場で行う必要が
無くなった分施工中のタイムロスを少なくする効果を有
する。

【００２７】また、地震計２はＰＨＳ通信装置２ａを備
えており、検出データをほぼリアルタイムにＰＨＳ用ア
ンテナ１および前記基地局を介して解析装置２０１に送
信する。

【００２８】さらに、デジタルカメラ３もＰＨＳ通信装
置３ａを備えており、一定時間ごとに撮像した切羽１０
１の画像をＰＨＳ用アンテナ１および前記基地局を介し
て撮像直後に解析装置２０１に送信すると共に、解析装
置２０１からの指示やインターネット回線３０２に接続
された端末３０３からの指示に従って向きを変える。こ
こで、デジタルカメラ３は延長可能にトンネル上部に敷
設したメッセンジャーワイヤー５に取り付けられてい
る。このメッセンジャーワイヤ５はデジタルカメラ３の
専用品でもよいし、他の用途との併用品でもよく、切羽
１０１の進行と共に延長される。これによりデジタルカ
メラ３も前進して取り付けられる。

【００２９】また、ホイールジャンボ４は、図６の正面
概略図および図７のブロック図に概略を示すように、先
端の油圧式削岩機４１の打撃圧、回転圧、フィード圧お
よびダンピング圧の４油圧系を有しており、各油圧系の
油圧ホース４２…には、油圧センサ４３…が設置されて
いる。これら油圧センサ４３…はＰＨＳ通信装置４４に
接続されており、各油圧系の油圧データは、電圧信号に
変換されて該ＰＨＳ通信装置４４からＰＨＳ用アンテナ
１や前記基地局を介してほぼリアルタイムに解析装置２
０１に送信するようになっている。また、ＰＨＳ通信装
置４４には傾斜計４５が接続されており、該傾斜計４５
は油圧式削岩機４１のガイドシェル４６に設置されてい
る。傾斜計４５は穿孔角度を測定するためのもので、該
傾斜計４５からの電圧信号もＰＨＳ通信装置４４からＰ
ＨＳ用アンテナ１や前記基地局を介してほぼリアルタイ
ムに解析装置２０１に送信されるようになっている。ま
た、上記油圧データおよび穿孔角度のデータは、ホイー
ルジャンボ４に搭載された記録装置にも記録されてお
り、送信エラーなどが生じた場合にデータ補充を行える
ようになっている。

【００３０】次に、本切羽監視システムの動作を作業手
順と共に説明する。

【００３１】最初に、切羽１０１での作業手順について
図８のフローチャートに従って説明する。まず、ホイー
ルジャンボ４を用いて、発破孔１０１ａ…を切羽１０１
から前方に向けて掘削する。この際、油圧センサ４３…
や傾斜計４５は各油圧系の油圧データや発破孔１０１ａ
…の穿孔角度をＰＨＳ通信装置４４を介して解析装置２
０１に出力する（ステップＳ１）。

【００３２】次に、発破孔１０１ａに爆薬を充填して爆
破させ、切羽１０１を発破する（ステップＳ２）。その
際、各発破孔１０１ａの発破に伴って複数の地震波が発
生するが、これら地震波は地質変化面において反射す
る。これら反射波は地震計２によって検出されるが、こ
れらのうち、芯抜き発破に伴う反射波の測定データはＰ
ＨＳ通信装置４４を介して解析装置２０１に送信される
（ステップＳ３）。以上の処理を繰り返しつつ（ステッ
プＳ４）、トンネル１００の発破掘削を進めていく。

【００３３】次に、解析装置２０１の動作について、図
９および図１０のフローチャートに従って説明する。ま
ず、図９に示すように、解析装置２０１は、地震計２か
ら送られてきた芯抜き発破時の反射波のデータが、必要
な数ほど集まった時には（ステップＳ１１）、これらの
データをTSP法と同様の手法により処理して、切羽１０
１前方の岩盤性状を解析する（ステップＳ１２）。

【００３４】また、同じく図９に示すように、地震計２
からのデータ処理とは別個に、解析装置２０１は、ホイ
ールジャンボ４の各油圧センサ４３および傾斜計４５か
ら測定データを送られてきた場合には（ステップＳ３
１）、これらのデータを処理して、切羽１０１前方の岩
盤性状を解析する（ステップＳ３２）。そして、解析装
置２０１は、ステップＳ１２およびステップＳ３２の解
析結果がそろっているときは（ステップＳ１３）、図１
０に示す処理を行う。

【００３５】すなわち、これらの解析結果を重ね合わ
せ、二つの解析結果が共に岩盤性状の変化を示した時は
（ステップＳ１４）、その場所で岩盤性状が変化すると
予測し（ステップＳ１５）、当該変化部近辺の支持岩盤
強化の準備を行う（ステップＳ１６）。また、二つのう
ち一方の解析結果のみが岩盤性状の変化を示したときは
（ステップＳ１７）、その場所で岩盤性状が変化する可
能性があると予測し（ステップＳ１８）、切羽性状変化
を詳細に観察し、注意を払う（ステップＳ１９）。ま
た、二つの解析結果の双方ともに岩盤性状の変化を示さ
なかったときは、切羽前方の探知可能範囲内では岩盤性
状の変化は無いと予測し（ステップＳ２０）、特別な対
策は行わない（ステップＳ２１）

【００３６】そして、解析装置２０１は、ステップＳ１
５，Ｓ１７およびＳ２０での予測結果を、ステップＳ１
２およびＳ３２での解析結果や測定データと共に所定の
表示装置に表示させる他、これら解析結果、測定データ
を共にインターネット上で利用可能な状態にする（ステ
ップＳ２２）。

【００３７】また、解析装置２０１は、上述した処理を
行うほか、常時、デジタルカメラ３から一定時間毎に送
られてきた切羽１０１の映像を所定の表示装置に表示さ
せる他、この画像をインターネット上で利用可能な状態
にする。

【００３８】このような構成および動作を行う切羽掘削
管理システムによれば、岩盤性状の予測を行う解析装置
２０１は坑外の事務所２００内にあり、各種データは解
析装置２０１に、ＰＨＳ通信装置２ａ，３ａ，４４、Ｐ
ＨＳ用アンテナ１および前記基地局を介してほぼリアル
タイムに送信されるため、岩盤性状の予測結果を坑外に
いながらすぐに確認できる。また、デジタルカメラ３に
よる映像により、岩盤性状が変化すると予測された部分
を発破掘削した際の切羽１０１の様子を事務所２００内
で確認できる。従って、事務所２００内に居ながら切羽
１０１前方の岩盤性状の予測をリアルタイムに行え、ま
た、同時に切羽１０１の岩盤性状を視覚的に確認できる
ため、適切な指示を迅速に行える。

【００３９】また、解析装置２０１のステップＳ１５，
Ｓ１７およびＳ２０での予測結果やデジタルカメラ３に
よる切羽１０１の画像を、ステップＳ１２およびＳ３２
での解析結果や解析前データとともにインターネット上
で利用可能にするため、事務所２００以外の場所にいて
も、インターネットに接続した端末３０３を介して解析
装置２０１による予測結果やデジタルカメラ３による切
羽１０１の画像を確認することができる。この際、デジ
タルカメラ３を解析装置２０１や端末３０３から制御す
ることで、切羽１０１の性状をより確実に把握できる。
従って、より高度な判断力を有している人がトンネル１
００内や事務所２００以外の場所に居る場合でも、その
人が判断・指示を行うことができる。

【００４０】また、解析装置２０１は、発破掘削時に発
生する地震波の反射波を用いてTSP法と同様の手法によ
り切羽１０１前方の岩盤性状を解析すると共に、油圧式
削岩機による穿孔時の油圧データを油圧センサを介して
収集して処理することにより切羽１０１前方の岩盤性状
を解析し、これら双方が岩盤性状の変化を示した時にそ
の場所で岩盤性状が変化すると認識し、二つのうち一方
の解析結果のみが岩盤性状の変化を示したときはその場
所で岩盤性状が変化する可能性があると認識するため、
その岩盤性状の予測精度は向上する。

【００４１】なお、本発明は本実施例に限定されるもの
ではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形可
能である。例えば、解析装置２０１は、地震計２が検出
した反射波をすべての発破において受け取る構成とした
が、すべての発破における反射波を受け取る必要はな
い。また、デジタルカメラ３を防御設備内に格納し、当
該防御設備を現場の操作スイッチや解析装置２０１から
の指示で開閉する構成にしてもよい。

【００４２】また、例えば図１１のブロック図に示すよ
うに、解析装置２０１とサーバ３０１との間のデータ交
換を、公衆ＰＨＳ回線などの公衆無線通信回線３０４や
ＰＨＳ端末などの無線通信装置２０２を介して行う構成
にしてもよい。この場合は、解析装置２０１は例えば事
務所内で容易に移動できる。

【００４３】

【発明の効果】以上より、本出願に係る第１の発明によ
れば、岩盤探査を行ってすぐにその結果を得ることが可
能になる。また、切羽を発破掘削する際の地震波を利用
するため、岩盤探査のための発破を別個行う必要はな
い。従って、工期の短縮と共に低コスト化を達成でき
る。また、本出願に係る第２の発明によっても、岩盤探
査を行ってすぐにその結果を得ることが可能になる。

【００４４】また、本出願に係る第３の発明によれば、
予測結果の信頼性を向上することができる。また、本出
願に係る第４の発明によれば、事務所内などの坑外で切
羽の岩盤性状を直接かつほぼリアルタイムに確認するこ
とができる。従って、切羽性状に基づいた判断を迅速に
行える。

【００４５】また、本発明に係る第５の発明によれば、
事務所などの坑外で切羽前方の岩盤性状を予測しつつ切
羽の性状を確認できるため、坑外にて、総合的に状況を
把握しつつ判断を下すことができる。

【００４６】また、これらの発明は、無線通信手段を介
して坑外に伝送した画像データを、電気通信回線を介し
て、当該電気通信回線に接続している端末で利用可能に
する構成にすることにより、例えばインターネットなど
の電気通信回線に接続している端末で、切羽の性状を確
認することができる。従って、様々な場所にいる人が切
羽の岩盤性状を確認することができるため、より的確な
判断を迅速に下すことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を行う切羽掘削監視システム
の概略を説明するトンネルの縦断面概略図である。

【図２】同横断面概略図である。

【図３】同斜視概略図である。

【図４】同ブロック図である。

【図５】切羽の進行する様子を反射波と共に示した横断
面概略図である。

【図６】本発明の油圧式削岩機を備えるホイールジャン
ボの正面概略図である

【図７】同ホイールジャンボのブロック図である。

【図８】切羽での作業手順を示したフローチャートであ
る。

【図９】本切羽掘削監視システムの解析装置の動作を説
明するフローチャートである。

【図１０】本切羽掘削監視システムの解析装置の動作を
説明する他のフローチャートである。

【図１１】図１の切羽掘削管理システムの変形例を説明
するブロック図である。

【符号の説明】

１ ＰＨＳ用アンテナ（無線通信手段の構成要素） ２ 地震計 ２ａ ＰＨＳ通信装置（無線通信手段の構成要素） ３ デジタルカメラ（画像取得手段） ３ａ ＰＨＳ通信装置（無線通信手段の構成要素） ４１ 油圧式削岩機 ４４ ＰＨＳ通信装置（無線通信手段の構成要素）

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トンネルの側壁に地震計を埋設し、切羽を
   発破掘削する際に発生する地震波が切羽前方の岩盤の地
   質変化面で反射した反射波を、前記地震計で検出し、こ
   の検出データを無線通信手段を介して坑外に伝送して解
   析し、坑外にて切羽前方の岩盤の性状を予測することを
   特徴とする切羽前方の岩盤探査方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の切羽前方の岩盤探査方法に
   おいて、 切羽中心部を発破する芯抜き発破を行う際に発生する地
   震波の反射波を、切羽の発破掘削の進行に伴って複数回
   測定し、これらの測定データを用いて、坑外にて岩盤の
   性状を予測することを特徴とする切羽前方の岩盤探査方
   法。
3. 【請求項３】トンネル切羽の前方の岩盤の地質変化面を
   探査する切羽前方の岩盤探査方法であって、 切羽に発破孔を油圧式削岩機によって穿孔し、その削岩
   機の穿孔時における、切羽への打撃に対する岩盤からの
   打撃反力を受け止め吸収するダンピング圧を測定してそ
   のデータを無線通信手段を介して坑外に伝送し、 坑外にて、前記切羽の各性状に対応するダンピング圧の
   境界値を、前記削岩機を穿孔箇所に押し付けるフィード
   圧の平均値に対応して求め、前記削岩機による穿孔区間
   において、該削岩機のダンピング圧と前記境界値とを比
   較して、切羽前方の性状を予測することを特徴とする切
   羽前方の岩盤探査方法。
4. 【請求項４】トンネル切羽の前方の岩盤の地質変化面を
   探査する切羽前方の岩盤探査方法であって、 切羽に発破孔を油圧式削岩機によって穿孔し、その削岩
   機の穿孔時における、切羽への打撃に対する岩盤からの
   打撃反力を受け止め吸収するダンピング圧を測定してそ
   のデータを無線通信手段を介して坑外に伝送し、坑外に
   て、前記切羽の各性状に対応するダンピング圧の境界値
   を、前記削岩機を穿孔箇所に押し付けるフィード圧の平
   均値に対応して求め、前記削岩機による穿孔区間におい
   て、該削岩機のダンピング圧と前記境界値とを比較し
   て、切羽前方の性状を予測する第１の予測方法と、 トンネルの側壁に地震計を埋設し、切羽を発破掘削する
   際の地震波が切羽の前方の岩盤の地質変化面で反射した
   反射波を、前記地震計で検出し、この検出データを無線
   通信手段を介して坑外に伝送して解析し、岩盤の性状を
   予測する第２の予測方法と、 を併用することを特徴とする切羽前方の岩盤探査方法。
5. 【請求項５】請求項４記載の切羽前方の岩盤探査方法に
   おいて、 第１および第２の予測方法の双方が岩盤性状の変化を予
   測したときに、岩盤性状が前方で変化すると予測し、 第１および第２の予測方法の一方のみが岩盤性状の変化
   を予測したときに、岩盤性状が前方で変化する可能性が
   あると予測すること、 を特徴とする切羽前方の岩盤探査方法。
6. 【請求項６】請求項４または５記載の切羽前方の岩盤探
   査方法において、 切羽中心の発破掘削である芯抜き発破を行う際に発生す
   る地震波の反射波を、切羽の進行に伴って複数回測定
   し、これらの測定データを用いて、岩盤の性状を予測す
   ることを特徴とする切羽前方の岩盤探査方法。
7. 【請求項７】トンネル内に画像取得手段を設置して切羽
   の画像を取得し、この画像データを無線通信手段を介し
   て坑外に伝送し、坑外にて実際の切羽の岩盤性状を確認
   することを特徴とする切羽性状確認方法。
8. 【請求項８】請求項７記載の切羽性状確認方法におい
   て、 画像取得手段は、一定時間毎に画像を取得してこの画像
   データを坑外に伝送することを特徴とする切羽性状確認
   方法。
9. 【請求項９】坑外にて、 請求項１〜６のいずれかに記載の切羽前方の岩盤探査方
   法で岩盤性状を予測しつつ、請求項８記載の切羽性状確
   認方法にて切羽性状を確認することを特徴とする切羽前
   方の岩盤探査方法。
10. 【請求項１０】請求項１〜６，９のいずれかに記載の切
    羽前方の岩盤探査方法において、 無線通信手段を介して坑外に伝送したデータ、あるいは
    これらデータを解析した解析データ、または前記データ
    および前記解析データの双方を、電気通信回線を介し
    て、当該電気通信回線に接続している端末で利用可能に
    することを特徴とする切羽前方の岩盤探査方法。
11. 【請求項１１】請求項７または８記載の切羽性状確認方
    法において、 無線通信手段を介して坑外に伝送した画像データを、電
    気通信回線を介して、当該電気通信回線に接続している
    端末で利用可能にすることを特徴とする切羽性状確認方
    法。
12. 【請求項１２】請求項１〜６，９，１０のいずれかに記
    載の切羽前方の岩盤探査方法において、 無線通信手段として、ＰＨＳ（パーソナル・ハンディフ
    ォン・システム）を用いることを特徴とする切羽前方の
    岩盤探査方法。
13. 【請求項１３】請求項７，８，１１のいずれかに記載の
    切羽性状確認方法において、 無線通信手段として、ＰＨＳ（パーソナル・ハンディフ
    ォン・システム）を用いることを特徴とする切羽性状確
    認方法。