JP2001342619A - 掘削または穿孔時の地質・地層変化の判定方法 - Google Patents
掘削または穿孔時の地質・地層変化の判定方法Info
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- JP2001342619A JP2001342619A JP2000164666A JP2000164666A JP2001342619A JP 2001342619 A JP2001342619 A JP 2001342619A JP 2000164666 A JP2000164666 A JP 2000164666A JP 2000164666 A JP2000164666 A JP 2000164666A JP 2001342619 A JP2001342619 A JP 2001342619A
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- JP
- Japan
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- geological
- excavating
- boring
- excavation
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- Pending
Links
Landscapes
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】掘削又は穿孔とリアルタイムで精度よく地質・
地層変化の判定を行う。 【解決手段】オーガヘッドまたはロッド２内に波形計測
装置７が装着され、地上に波形解析装置８が設置され、
前記波形計測装置により掘削音または振動の波形を計測
し、設定した振幅しきい値を越えた度数を波形解析装置
に伝送し、計測した波形に基づいて単位時間または単位
深度毎に振幅分布を求め、地質・地層変化の解析を行
う。
地層変化の判定を行う。 【解決手段】オーガヘッドまたはロッド２内に波形計測
装置７が装着され、地上に波形解析装置８が設置され、
前記波形計測装置により掘削音または振動の波形を計測
し、設定した振幅しきい値を越えた度数を波形解析装置
に伝送し、計測した波形に基づいて単位時間または単位
深度毎に振幅分布を求め、地質・地層変化の解析を行
う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、柱列式原位置土撹
拌工法（ＳＭＷ）による機械掘削、またはトンネル切羽
における先進ボーリング穿孔において、精度よく地質や
地層変化の検知を行う方法の技術分野に属する。
拌工法（ＳＭＷ）による機械掘削、またはトンネル切羽
における先進ボーリング穿孔において、精度よく地質や
地層変化の検知を行う方法の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、地盤は層状や塊状の地層や岩体
から構成され、その中に断層や破砕帯等の不連続面が分
布し、地域によっては褶曲、浸食等の作用を受けて複雑
な構造となっている。従来、例えば、柱列式壁等を構築
する場合、調査ボーリングや貫入抵抗試験等による地質
調査を行って、基礎地盤レベルを推定した後、掘削を行
うのが一般的である。しかしながら、調査ボーリングや
貫入抵抗試験等により、基礎地盤を精度よく推定するに
は、調査地点を増加させる必要があり、コストや労力が
増大するという問題を有し、また、急峻な山岳地帯等に
おいては、地質調査結果だけでは基礎地盤を推定するこ
とが困難な場合があるという問題を有している。
から構成され、その中に断層や破砕帯等の不連続面が分
布し、地域によっては褶曲、浸食等の作用を受けて複雑
な構造となっている。従来、例えば、柱列式壁等を構築
する場合、調査ボーリングや貫入抵抗試験等による地質
調査を行って、基礎地盤レベルを推定した後、掘削を行
うのが一般的である。しかしながら、調査ボーリングや
貫入抵抗試験等により、基礎地盤を精度よく推定するに
は、調査地点を増加させる必要があり、コストや労力が
増大するという問題を有し、また、急峻な山岳地帯等に
おいては、地質調査結果だけでは基礎地盤を推定するこ
とが困難な場合があるという問題を有している。
【０００３】そこで、本出願人は、特開平９−３２４４
１２号公報において、掘削機械のビット付近に音響セン
サを装着し、掘削時にビットが発生する音を検知し、音
の周波数及び振幅から地層岩盤を判定し、これにより掘
削とリアルタイムで地層岩盤を判定する方法を提案して
いる。
１２号公報において、掘削機械のビット付近に音響セン
サを装着し、掘削時にビットが発生する音を検知し、音
の周波数及び振幅から地層岩盤を判定し、これにより掘
削とリアルタイムで地層岩盤を判定する方法を提案して
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平９−３２４４１２号公報による方法は、単純に音の
波形を判定しているために、精度良く地質・地層変化の
検知を検知することができないという問題を有してい
る。図３および図４は、実際の岩石（ＳＭＷ施工地点の
地層）を用いた室内試験の結果を示している。図３は、
波形データ（電圧＝振幅）を示し、の琉球石灰岩（堅
固）と他の差は判定できるが、特にの知念砂岩との
シルト泥岩の差は判定できない。図４は、原波形を周波
数特性分析（ＦＥＴ：高速フェーリエ変換）を行った場
合の結果を示し、図３と同様に、の知念砂岩とのシ
ルト泥岩の差は判定できないという問題を有している。
なお、の回転のみとは無負荷の場合を示している。
開平９−３２４４１２号公報による方法は、単純に音の
波形を判定しているために、精度良く地質・地層変化の
検知を検知することができないという問題を有してい
る。図３および図４は、実際の岩石（ＳＭＷ施工地点の
地層）を用いた室内試験の結果を示している。図３は、
波形データ（電圧＝振幅）を示し、の琉球石灰岩（堅
固）と他の差は判定できるが、特にの知念砂岩との
シルト泥岩の差は判定できない。図４は、原波形を周波
数特性分析（ＦＥＴ：高速フェーリエ変換）を行った場
合の結果を示し、図３と同様に、の知念砂岩とのシ
ルト泥岩の差は判定できないという問題を有している。
なお、の回転のみとは無負荷の場合を示している。
【０００５】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
であって、掘削または穿孔とリアルタイムで精度よく地
質・地層変化の判定を行うことができる方法を提供する
ことを目的とする。
であって、掘削または穿孔とリアルタイムで精度よく地
質・地層変化の判定を行うことができる方法を提供する
ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の掘削または穿孔時の地質・地層変化の判定
方法は、オーガヘッドまたはロッド内に波形計測装置が
装着され、地上に波形解析装置が設置され、前記波形計
測装置により掘削音または振動の波形を計測し、設定し
た振幅しきい値を越えた度数を波形解析装置に伝送し、
計測した波形に基づいて単位時間または単位深度毎に振
幅分布を求め、地質・地層変化の解析を行うことを特徴
とする。
に、本発明の掘削または穿孔時の地質・地層変化の判定
方法は、オーガヘッドまたはロッド内に波形計測装置が
装着され、地上に波形解析装置が設置され、前記波形計
測装置により掘削音または振動の波形を計測し、設定し
た振幅しきい値を越えた度数を波形解析装置に伝送し、
計測した波形に基づいて単位時間または単位深度毎に振
幅分布を求め、地質・地層変化の解析を行うことを特徴
とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１は、本発明における地質・
地層変化の判定方法の原理を示す構成図である。
を参照しつつ説明する。図１は、本発明における地質・
地層変化の判定方法の原理を示す構成図である。
【０００８】図１において、掘削機械１は、例えばＳＭ
Ｗ用のオーガーであり、掘削穴６内に挿入されたロッド
２の先端にビット３が装着され、ビット３の内部に音響
センサ４が取り付けられている。音響センサ４は、ロッ
ド２内を貫通する配線５により地上の波形計測装置７に
接続され、さらに、波形解析装置８に接続されている。
なお、音響センサ４の検知信号を無線により波形計測装
置７に伝送するようにしてもよい。なお、音波と振動の
波形は類似しているので、音響センサに変えて振動を検
知する加速度センサを採用してもよい。
Ｗ用のオーガーであり、掘削穴６内に挿入されたロッド
２の先端にビット３が装着され、ビット３の内部に音響
センサ４が取り付けられている。音響センサ４は、ロッ
ド２内を貫通する配線５により地上の波形計測装置７に
接続され、さらに、波形解析装置８に接続されている。
なお、音響センサ４の検知信号を無線により波形計測装
置７に伝送するようにしてもよい。なお、音波と振動の
波形は類似しているので、音響センサに変えて振動を検
知する加速度センサを採用してもよい。
【０００９】本発明においては、建設初期の段階で、建
設地点で調査ボーリングや貫入抵抗試験を実施して、深
度方向の地質分布を示す土質柱状図を作成すると共に、
各土質及び岩質を掘削したときの波形データを作成して
おき、以後はこのデータに基づいて地盤の地層境界や、
地質、岩質の判定を行う。波形データとしては、従来の
波形データ（図３参照）および周波数特性データ（図４
参照）の他、本発明においては、図２に示すように、各
種岩質の振幅に対する発生頻度（以下、振幅分布とい
う）データを用いる。図２によれば、従来困難であった
の知念砂岩とのシルト泥岩の差が検知可能となって
いる。ここでは、の琉球石灰岩との知念砂岩の差は
判定できないため、図３の波形データの比較や図４の周
波数特性分析の比較を行う。
設地点で調査ボーリングや貫入抵抗試験を実施して、深
度方向の地質分布を示す土質柱状図を作成すると共に、
各土質及び岩質を掘削したときの波形データを作成して
おき、以後はこのデータに基づいて地盤の地層境界や、
地質、岩質の判定を行う。波形データとしては、従来の
波形データ（図３参照）および周波数特性データ（図４
参照）の他、本発明においては、図２に示すように、各
種岩質の振幅に対する発生頻度（以下、振幅分布とい
う）データを用いる。図２によれば、従来困難であった
の知念砂岩とのシルト泥岩の差が検知可能となって
いる。ここでは、の琉球石灰岩との知念砂岩の差は
判定できないため、図３の波形データの比較や図４の周
波数特性分析の比較を行う。
【００１０】実際の判定方法は、掘削または穿孔時に発
生する掘削音の波形を連続的に計測し、単位時間（例え
ば５分間）または掘削深度（例えば１ｍ）毎に計測され
た波形データから振幅分布を解析し、その変化から地質
・地層変化を判定する。
生する掘削音の波形を連続的に計測し、単位時間（例え
ば５分間）または掘削深度（例えば１ｍ）毎に計測され
た波形データから振幅分布を解析し、その変化から地質
・地層変化を判定する。
【００１１】ところで、地上においてリアルタイムで上
記の判定を行うためには、大量の波形データを地上に伝
送して、データ処理する必要があり、地上への伝送シス
テムが複雑で且つ多大の費用かかるという課題がある。
記の判定を行うためには、大量の波形データを地上に伝
送して、データ処理する必要があり、地上への伝送シス
テムが複雑で且つ多大の費用かかるという課題がある。
【００１２】図５は、この課題を解決するための、本発
明の１実施形態を示す構成図である。本実施形態におい
ては、ビット３の内部に音響センサまたは加速度センサ
４が装着され、また、オーガヘッド（ビット３の支持
部）またはロッド２内に波形計測装置７および送信装置
９が装着され、さらに地上に受信装置１０および波形解
析装置８が設置される。そして、掘削音または振動の波
形を単位時間または単位深度毎に、設定した振幅しきい
値を越えた度数を地上の受信装置１０に伝送する。従っ
て、地上へ伝送する波形データの量が少なくて済み、伝
送システムが簡単になるとともに、コストをさらに低減
することができる。
明の１実施形態を示す構成図である。本実施形態におい
ては、ビット３の内部に音響センサまたは加速度センサ
４が装着され、また、オーガヘッド（ビット３の支持
部）またはロッド２内に波形計測装置７および送信装置
９が装着され、さらに地上に受信装置１０および波形解
析装置８が設置される。そして、掘削音または振動の波
形を単位時間または単位深度毎に、設定した振幅しきい
値を越えた度数を地上の受信装置１０に伝送する。従っ
て、地上へ伝送する波形データの量が少なくて済み、伝
送システムが簡単になるとともに、コストをさらに低減
することができる。
【００１３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、掘削機械のビット付近に音響センサまたは加
速度センサを装着し、掘削音または振動の波形データの
振幅分布解析から地質・地層変化をリアルタイムで精度
良く判定することができ、これにより、ボーリング調査
本数を大幅に低減することが可能となり、地質・地層変
化の判定に要する費用を大幅に低減することができる。
によれば、掘削機械のビット付近に音響センサまたは加
速度センサを装着し、掘削音または振動の波形データの
振幅分布解析から地質・地層変化をリアルタイムで精度
良く判定することができ、これにより、ボーリング調査
本数を大幅に低減することが可能となり、地質・地層変
化の判定に要する費用を大幅に低減することができる。
【図１】本発明における地質・地層変化の判定方法の原
理を示す構成図である。
理を示す構成図である。
【図２】各種岩質の振幅発生頻度データの例を示す図で
ある。
ある。
【図３】各種岩質の波形データの例を示す図である。
【図４】各種岩質の周波数特性分析の例を示す図であ
る。
る。
【図５】本発明の１実施形態を示す構成図である。
１…掘削機械 ２…ロッド ３…ビット ４…音響センサまたは加速度センサ ７…波形計測装置 ８…波形解析装置 ９…送信装置 １０…受信装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上村一義 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 古後英一 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 Ｆターム(参考） 2D040 AB05 GA00 2D043 AA00 AB07 BA10
Claims (1)
- 【請求項１】オーガヘッドまたはロッド内に波形計測装
置が装着され、地上に波形解析装置が設置され、前記波
形計測装置により掘削音または振動の波形を計測し、設
定した振幅しきい値を越えた度数を波形解析装置に伝送
し、計測した波形に基づいて単位時間または単位深度毎
に振幅分布を求め、地質・地層変化の解析を行うことを
特徴とする掘削または穿孔時の地質・地層変化の判定方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000164666A JP2001342619A (ja) | 2000-06-01 | 2000-06-01 | 掘削または穿孔時の地質・地層変化の判定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000164666A JP2001342619A (ja) | 2000-06-01 | 2000-06-01 | 掘削または穿孔時の地質・地層変化の判定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001342619A true JP2001342619A (ja) | 2001-12-14 |
Family
ID=18668255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000164666A Pending JP2001342619A (ja) | 2000-06-01 | 2000-06-01 | 掘削または穿孔時の地質・地層変化の判定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001342619A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004100272A (ja) * | 2002-09-10 | 2004-04-02 | Fukuda Kogyo Kk | マイクロトンネル掘削予定箇所の地質調査方法 |
| JP2018112010A (ja) * | 2017-01-12 | 2018-07-19 | 株式会社大林組 | 支持層到達判定方法及び判定支援システム |
| JP2019027121A (ja) * | 2017-07-28 | 2019-02-21 | 株式会社奥村組 | シールド掘進機における切羽地盤の判定方法 |
| JP2020169559A (ja) * | 2017-07-28 | 2020-10-15 | 株式会社奥村組 | ビット振動試験装置 |
| JP7095188B1 (ja) | 2022-01-06 | 2022-07-04 | 若築建設株式会社 | 着底判定システムおよび着底判定方法 |
-
2000
- 2000-06-01 JP JP2000164666A patent/JP2001342619A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004100272A (ja) * | 2002-09-10 | 2004-04-02 | Fukuda Kogyo Kk | マイクロトンネル掘削予定箇所の地質調査方法 |
| JP2018112010A (ja) * | 2017-01-12 | 2018-07-19 | 株式会社大林組 | 支持層到達判定方法及び判定支援システム |
| JP2019027121A (ja) * | 2017-07-28 | 2019-02-21 | 株式会社奥村組 | シールド掘進機における切羽地盤の判定方法 |
| JP2020169559A (ja) * | 2017-07-28 | 2020-10-15 | 株式会社奥村組 | ビット振動試験装置 |
| JP7095188B1 (ja) | 2022-01-06 | 2022-07-04 | 若築建設株式会社 | 着底判定システムおよび着底判定方法 |
| JP2023100326A (ja) * | 2022-01-06 | 2023-07-19 | 若築建設株式会社 | 着底判定システムおよび着底判定方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050215 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050223 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050928 |