JP2003049599A - トンネル覆工背面の探査方法及び探査装置、ならびにトンネル覆工背面の裏込め方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】破壊探査に際し、トンネル内への地下水等の流
入を防止する。 【解決手段】トンネルの覆工壁Ｗにおける探査器具導入
予定位置に口元開閉装置１を取り付けるとともに、口元
開閉装置１を介して覆工壁Ｗの正面から背面に貫通する
導入孔９を設けて、探査部を形成する。適切なタイミン
グで口元開閉装置１を開閉しながら、貫入試験機３６の
貫入ロッド３５を覆工背面側ＷＢに対して静的に貫入す
る一方、その際の貫入深さ及び貫入抵抗を貫入ロッド３
５先端のロードセル３３により計測し、計測された貫入
抵抗の深さ方向の変化に基づき、覆工背面側ＷＢの空洞
Ｐの深さ及び覆工背面地山Ｇの緩み具合を評価する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はトンネル覆工背面の
探査方法及び装置、ならびにトンネル覆工背面の裏込め
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】老朽化した既設トンネルにおいて、補修
が要望されるケースがある。例えば、既設トンネルの覆
工背面に空洞が存在している場合には、覆工壁（シール
ド等）の対応位置に貫通孔をあけ、この貫通孔から空洞
内にウレタンやモルタル等の充填材を充填し、空洞を埋
める裏込め工事が行われている。

【０００３】そして、かかる補修工事に際しては、予め
空洞位置・寸法等、トンネル覆工背面の地山状態を探査
する必要がある。

【０００４】トンネル覆工背面の探査技術として良く利
用されものに、電磁波レーダー、打撃音、超音波、赤外
線等を用いた非破壊検査がある。かかる非破壊検査は、
覆工壁を破壊せずに、地山状態を探査できる利点がある
が、覆工が厚い場合や鉄筋の埋設状況によって探査範囲
が制限される、地山の緩みや空洞の有無しか判らないと
いった問題点がある。

【０００５】したがって、実際には破壊検査を併用し、
覆工壁に探査器具の導入用貫通孔を設け、この導入孔を
介して直尺等の探査器具を覆工背面側に導入し、空洞寸
法等を実測することも行われる。破壊検査としては、覆
工壁に観察孔を設け、この観察孔を通してファイバース
コープを覆工背面側に挿入し、背面側の状態を観察する
方法もある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、覆工背
面の地山が緩い場合、破壊検査を適用すると探査器具の
導入孔を介して地下水や土砂がトンネル内に流入するお
それがある。換言すれば、従来の破壊検査方法は、貫通
孔部から地下水や土砂がトンネル内に流入するおそれが
あるときには、適用しにくいものであった。

【０００７】また、トンネル内への地下水や土砂の流入
があると、調査すべき覆工背面地山の状態が変化してし
まい、正しい覆工背面地山の状態を調査できなくなるこ
とも問題であった。

【０００８】したがって本発明の主たる課題は、覆工背
面側に探査器具を導入するにあたり、地下水等のトンネ
ル内への流入を防止できるようにすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明は、次記のとおりである。 ＜請求項１記載の発明＞トンネルの覆工壁における探査
器具導入予定位置に口元開閉装置を取り付けるととも
に、前記予定位置に前記口元開閉装置を介して前記覆工
壁の正面から背面に貫通する導入孔を設けて、探査部を
形成し、この探査部の口元開閉装置内を介して覆工背面
側に探査器具を導入する、ことを特徴とするトンネル覆
工背面の探査方法。

【００１０】（作用効果）このように、本請求項１記載
の発明では探査器具の導入予定位置に口元開閉装置を設
けるところにポイントがある。これによって、導入孔の
形成時や探査器具の導入に際し、必要に応じて開閉装置
を開けたり閉めたりすることができ、トンネル外の地下
水や土砂が導入孔を介してトンネル内へ流入するのを防
止できる。

【００１１】＜請求項２記載の発明＞前記口元開閉装置
として、一方の開口部が前記導入孔に対して連通される
開閉バルブと、この開閉バルブの他方の開口部に連結さ
れた基端管と、この基端管の内周面に取り付けられ、基
端管内周面と探査器具外面との隙間をシールするシール
部材とを備えたものを前記導入孔に取り付け、前記開閉
バルブを閉じた状態で、探査器具を基端管の開口から少
なくとも前記シール部材と対応する位置まで挿入し、シ
ール部材によりその前後連通を遮断した後、開閉バルブ
を開け、この状態で探査器具を開閉バルブ内を介して覆
工背面側に導入する、探査器具の導入工程；ならびに前
記開閉バルブを開けた状態で、探査器具を少なくとも前
記基端管内のシール部と対応する位置まで引き戻し、シ
ール部材によりその前後連通を遮断した状態で、開閉バ
ルブを閉じ、この状態で探査器具を基端管内から抜き取
る、探査器具の抜き取り工程；の少なくとも一方を行
う、請求項１記載のトンネル覆工背面の探査方法。

【００１２】（作用効果）本請求項２記載の発明によれ
ば、バルブを開けて探査器具を導入するときにおいて
も、また探査器具を抜き取りバルブを閉じるとにおいて
も、基端管内のシール部材のシール作用により地下水等
のトンネル内流入が防止される。その他の時には、バル
ブを閉状態とすることで地下水等のトンネル内流入が防
止される。よって、探査中常に地下水等のトンネル内流
入を防止できる。

【００１３】＜請求項３記載の発明＞前記取り付けた口
元開閉装置内を介して覆工背面近傍までドリル装置で削
孔し、底部を残した導入孔を形成した後、ドリル装置を
取り除き、しかる後、口元開閉装置内を介して探査器具
を挿入し、この探査器具の先端で前記残りの底部を破壊
し、そのままこの探査器具を覆工背面側に導入する、請
求項１または２記載のトンネル覆工背面の探査方法。

【００１４】（作用効果）本請求項３記載の発明によれ
ば、導入孔の形成に際し、当初底部を残した状態に形成
しておき、次いで探査器具を覆工背面側に導入する際に
はじめて、導入孔の残りの底部を探査器具の先端で破壊
し、そのまま探査器具を覆工背面側に導入するため、特
に導入孔形成時における地下水等のトンネル内流入を防
止することができる。

【００１５】＜請求項４記載の発明＞探査器具兼用の削
孔部材を用いて前記覆工正面から背面に貫通する導入孔
を削孔し、そのままこの削孔部材を地山に導入する、請
求項１〜３のいずれか１項に記載のトンネル覆工背面の
探査方法。

【００１６】（作用効果）例えば、探査を貫入試験によ
り行う場合には、ドリル刃等の削孔部材をそのまま探査
器具としてできる。また電気利用探査等を行う場合に、
削孔部材に電極等を取り付ける又はそれ自体を電極等と
することができる場合がある。このような探査器具兼用
の削孔部材を用いると、覆工正面から背面に貫通する導
入孔を削孔し、そのままこの探査器具兼用削孔部材を地
山に導入することができ、導入孔形成時における地下水
等のトンネル内流入を防止しながらも、効率良く探査器
具を覆工背面側に導入することができる。

【００１７】＜請求項５記載の発明＞前記探査器具とし
て貫入ロッドを用い、この貫入ロッドを覆工背面側に対
して打撃により動的に又は静的に貫入しながらその際の
貫入深さ及び貫入抵抗を計測し、計測された貫入抵抗の
深さ方向の変化に基づき、覆工背面側の空洞の深さ及び
覆工背面地山の緩み具合を評価する、請求項１〜４のい
ずれか１項に記載のトンネル覆工背面の探査方法。

【００１８】（作用効果）このように貫入ロッドを動的
または静的に貫入（覆工背面地山が固い場合には回転さ
せても良い。）させながら、その際の貫入深さ及び貫入
抵抗を計測することによって、計測された貫入抵抗の深
さ方向の変化に基づき、覆工背面側の空洞の深さ及び覆
工背面地山の緩み具合を評価することができる。

【００１９】＜請求項６記載の発明＞ロッドに貫入力を
与える貫入装置を前記口元周囲の覆工壁に対して固定
し、この貫入装置によって口元周囲の覆工壁に反力を取
りながら前記貫入ロッドを静的に且つ中心軸周りの回転
を伴わずに直進的に貫入させる、請求項５記載のトンネ
ル覆工背面の探査方法。

【００２０】（作用効果）ロッドに貫入力を与える貫入
装置を前記口元周囲の覆工壁に対して固定することによ
って測定結果に対する振動の影響が少なくなり、また静
的に且つ貫入ロッドを回転させずに直進貫入させること
によって、覆工背面地山を荒らすことがなく且つ回転に
ともなう振動が測定結果に影響を及ぼしにくくなる。よ
って本請求項６記載の発明によれば、貫入深さや貫入抵
抗の計測に対する外乱の影響を効果的に防止でき、より
正確な計測が可能となる。

【００２１】＜請求項７記載の発明＞前記探査部を相互
に離間させて複数個所設け、これら探査部の口元開閉装
置内を介して覆工背面側に電極をそれぞれ導入し、これ
ら電極を用いて電気利用探査を行う、請求項１〜６のい
ずれか１項に記載のトンネル覆工背面の探査方法。

【００２２】（作用効果）本請求項７記載のように、探
査部を複数個所設け、探査器具として電極を覆工背面側
にそれぞれ導入することによって、比抵抗トモグラフィ
のような電気利用探査を行うことができる。

【００２３】＜請求項８記載の発明＞前記探査部の口元
開閉装置内を介して覆工背面側に弾性波受振器を導入
し、この弾性波受振器を用いて弾性波利用探査を行う、
請求項１〜７のいずれか１項に記載のトンネル覆工背面
の探査方法。

【００２４】（作用効果）本請求項８記載のように、探
査器具として弾性波受振器を覆工背面側に導入すること
によって、弾性波トモグラフィのような弾性波利用探査
を行うことができる。

【００２５】＜請求項９記載の発明＞トンネルの覆工壁
に正面から背面に貫通するように形成された導入孔に対
し、正面側の口元に固定される口元開閉装置と、この口
元開閉装置内を介して覆工背面側に導入される探査器具
とを備えた、ことを特徴とするトンネル覆工背面の探査
装置。

【００２６】（作用効果）請求項１と同様の作用効果が
奏せられる。

【００２７】＜請求項１０記載の発明＞請求項１〜９の
いずれか１項に記載の探査方法によってトンネル覆工背
面の探査を行った後、前記口元開閉装置を取り外さず
に、口元開閉装置内を介してトンネル覆工背面側に充填
材を裏込め注入することを特徴とする、トンネル覆工背
面の裏込め方法。

【００２８】（作用効果）このように本発明の口元開閉
装置は、トンネル覆工背面の探査に利用した後、そのま
ま覆工壁に取り付けておき、空洞の深さ等の覆工背面の
状況が判明した後に、この口元開閉装置を裏込め注入の
ための注入管等の導入部或いは注入経路の一部として利
用すると、探査のための導入孔を有効利用でき、また全
体としては作業の簡略化を図ることができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳説する。 ＜口元開閉装置＞本発明は、前述のとおり覆工壁を貫通
する導入口の口元に口元開閉装置を取り付けることを骨
子とするものである。この口元開閉装置は、探査器具を
挿通させうる限りにおいて簡易な開閉蓋やバルブでも良
いが、より好適には、図１に示す口元開閉装置１を用い
る。

【００３０】この口元開閉装置１は、一方の開口部が導
入孔に対して連通される開閉バルブ２（図示例はボール
バルブ。ゲートバルブでも良い）と、この開閉バルブ２
の他方の開口部に連結された基端管３と、この基端管３
の内周面に取り付けられ、基端管３内周面と探査器具外
面との隙間をシールするリング状シール部材４とを備え
たものである。さらに本例の装置では、覆工壁に対する
取り付けのために、開閉バルブ２の先端側開口部に、外
周面にねじ山が形成された先端取付管５が連結され、こ
の先端取付管の周囲に締め付け用のニップル６が螺合さ
れている。

【００３１】＜口元開閉装置の取り付け＞探査に際して
は、例えば図１に示すように、先ず口元開閉装置１をト
ンネルの覆工壁Ｗにおける探査器具導入予定位置に取り
付ける。空洞Ｐの深さを測定する場合等、必要に応じ
て、電磁波レーダー等の非破壊検査を予め行い、覆工面
に沿う方向における空洞Ｐの位置を特定しておき、発見
された空洞Ｐの位置を導入予定位置とすることができ
る。

【００３２】本例の口元開閉装置１の場合、導入予定位
置に、図示しないドリル装置によって所定深さの取付孔
を設け、この取付孔内に、内周面にネジ山を有するソケ
ット管７を挿入するとともに、ソケット管７の外周面と
取付孔内周面とを接着剤８により固定する。この際、ソ
ケット管７と取付孔との隙間が接着剤８により密閉され
るようにする。しかる後、口元開閉装置１の先端取付管
５をソケット管７に螺合し、ニップル６を締め付けるこ
とにより、口元開閉装置１を覆工壁Ｗの導入予定位置に
取り付けることができる。

【００３３】なお図示しないが、先端取付管５に替えて
フランジ管を取り付け、このフランジ管のフランジ部を
アンカーボルトにより覆工壁Ｗに対し適宜のシール材を
介して固定しても良い。

【００３４】＜導入孔の形成＞導入孔を形成する際に
は、覆工背面側ＷＢから導入孔を介して地下水が流入す
るおそれがあるので、これを防ぐために次の３とおりの
方法を推奨する。

【００３５】第１の方法は、先ず図２に示すように、覆
工壁Ｗに取り付けた口元開閉装置１の開閉バルブ２を開
けるとともに、ドリル装置１０のドリル刃１１を口元開
閉装置１内を通して覆工壁Ｗに到達させ、覆工背面近傍
までドリル刃１１で削孔して、底部９ｂを残した導入孔
９を形成する。この底部９ｂは後に導入する探査器具の
先端により破壊される。よって、この底部９ｂの厚さは
導入する探査器具の先端により破壊できる程度とされ、
適宜定めることができるが、１〜３ｃｍ程度が好まし
い。しかる後、図３に示すように、ドリル刃１１を口元
開閉装置１から抜き取る。この際、バルブ２を開けたま
まドリル刃１１を抜き取っても、導入孔９は底部９ｂに
よって遮断され覆工背面側ＷＢとは連通していないの
で、導入孔９を通じて地下水等がトンネル内に流入する
ことはない。

【００３６】第２の方法は、図４に示すように、覆工壁
Ｗに取り付けた口元開閉装置１の開閉バルブ２を開ける
とともに、ドリル装置１０のドリル刃１１を口元開閉装
置１内を通して覆工壁Ｗに到達させ、覆工背面側ＷＢま
でドリル刃１１で削孔して、覆工壁Ｗを貫通する導入孔
９を形成した後に、ドリル刃１１の先端を基端管３内の
シール部材４と対応する位置まで引き戻して一旦停止さ
せる。このとき、バルブ２は開いているものの、シール
部材４によってドリル刃１１の外周の隙間がシールさ
れ、シール部材４の前後連通が遮断されるので、地下水
等はトンネル内に流入することはない。次いで図５に示
すように、このシール部材４によるシール状態を維持し
たまま開閉バルブ２を閉じ、地下水等の流入経路を塞い
だ後に初めて、ドリル刃１１を基端管３内から抜き出
す。かくして、導入孔９の形成に際して、地下水等がト
ンネル内に流入することがなくなる。

【００３７】第３の方法は、ドリル刃をそのまま探査器
具として利用する方法である。例えば後述するように貫
入探査を行う際にドリル刃を貫入ロッドとして用いた
り、電気利用探査等を行う場合に、ドリル刃に電極等を
取り付けたもの又はそれ自体を電極等として用いたりす
ることができる。

【００３８】このような探査器具兼用の削孔部材を用い
る場合、図示しないが、覆工正面から背面に貫通する導
入孔を削孔し、そのままこの探査器具兼用削孔部材を地
山に導入することができ、導入孔形成時における地下水
等のトンネル内流入を防止しながらも、効率良く探査器
具を覆工背面側に導入することができる。

【００３９】次に、探査器具の導入例について説明す
る。 ＜第１の貫入探査例＞図６は、探査器具として、手動式
のポータブルコーン貫入試験機２０を覆工背面側ＷＢに
導入し、覆工背面側ＷＢの空洞Ｐの深さ及び覆工背面地
山Ｇの緩み具合を評価する形態を示している。この貫入
試験機２０自体は周知のものであり、基端ハンドル部２
１によって、先端にコーン部２２Ｃを有し軸部２２Ａ外
面に図示しない目盛を有する貫入ロッド２２をダイヤル
ゲージ２３を介して押し込み、貫入抵抗力をダイヤルゲ
ージ２３により計測し、軸部２２Ａ外面の目盛により貫
入深さを計測するものである。

【００４０】本発明においては、前述の第１の導入孔形
成方法を採用した場合、図６に示すように、開閉バルブ
２を開けた状態で貫入ロッド２２を導入孔に導入し、貫
入ロッド２２先端のコーン２２Ｃを導入孔９の残底部９
ｂに衝突または押し当て、残底部９ｂを破壊する。これ
により、開閉装置１内は導入孔９介して覆工背面側ＷＢ
と連通することになるが、基端管３内のシール部材４に
よって貫入ロッド２２の外周の隙間がシールされるの
で、トンネル内への地下水等の流入は防止される。この
ような段階的な導入孔の形成も、本発明にいう「覆工壁
を貫通する導入孔を設ける」ことに含まれる。

【００４１】しかる後、図７に示すように、そのまま貫
入ロッド２２を覆工背面側ＷＢへ向けて、静的に且つ中
心軸周りの回転を伴わずに直進的に貫入させ、その際の
貫入深さ及び貫入抵抗（貫入に要する力）を段階的に計
測する。本形態の場合、以上の貫入操作は作業員が手動
で行う。かくして、計測された貫入抵抗の深さ方向の変
化に基づき、覆工背面側ＷＢの空洞Ｐの深さ及び覆工背
面地山Ｇの緩み具合を評価することができる。

【００４２】覆工背面地山Ｇが固い場合等、必要に応じ
て貫入ロッド２２を中心軸周りに回転させても良いが、
その場合、背面地山を荒らしてしまい、正確な計測がで
きなくなるおそれがあるので、貫入ロッド２２を静的に
且つ中心軸周りの回転を伴わずに直進的に貫入させるの
が好ましい。

【００４３】また、前述の第２の導入孔形成方法を採用
した場合には、先ず図８に示すように、開閉バルブ２を
閉じた状態で、貫入ロッド２２先端を基端管３の開口か
らシール部材４と対応する位置まで挿入し、シール部材
４によりその前後連通を遮断した状態とする。しかる
後、図９に示すように開閉バルブ２を開けて、貫入ロッ
ド２２を開閉バルブ２内を介して覆工背面側ＷＢに導入
する。かくして、当初から覆工壁Ｗを貫通する導入孔９
を設けた場合であっても、少なくとも開閉バルブ２を開
けるときまでに、基端管３内のシール部材４によりトン
ネル内への連通を遮断すれば、地下水等の流入を防ぐこ
とができる。以降は、前述の場合と同様に貫入試験を行
うことができる。

【００４４】＜第２の貫入探査例＞上記例は手動式の貫
入試験機１０を用いた例であるが、自動的に静的貫入試
験を行う試験機を用いることもでき、その例が図１０に
示されている。

【００４５】図示例の試験機３０は、コーン先端部３１
とロッド軸部３２との間にロードセル３３を挟んでなる
貫入ロッド３５を、覆工壁Ｗに反力を取るように固定し
た貫入装置３６により口元開閉装置１内を通して覆工背
面側に押し込みながら、ロードセル３３による貫入抵抗
測定結果をコンピュータ４０に対して自動入力するよう
に構成されたものである。図示例では、ロードセル３３
はロッド軸部３２内を通る図示しない信号線およびロッ
ド基端に取り付けられたロータリージョイント３４を介
して外部のデータ取得装置４１に接続されており、ロー
ドセル３３の抵抗測定はデータ取得装置４１によりなさ
れ、このデータ取得装置４１による測定結果が、コンピ
ュータに入力され、記憶されるようになっている。

【００４６】また図示例の貫入装置３６は、覆工壁Ｗに
対して図示しないアンカーボルト等により固定された架
台３６Ａと、この架台３６Ａによって前後往復動自在に
支持された支持ベース３６Ｂと、この支持ベース３６Ｂ
に取り付けられ貫入ロッド３５が挿通される油圧作動チ
ャック等のチャック装置３６Ｃと、架台３６Ａと支持ベ
ース３６Ｂとに連結された油圧ジャッキ３６Ｊとから主
に構成された、センターホール型ジャッキ装置とされて
いる。かかるジャッキ装置においては、チャック装置３
６Ｃにより貫入ロッド３５を把持した状態でジャッキを
伸張させ、支持ベース３６Ｂ及びチャック装置３６Ｃを
介して貫入ロッド３５をジャッキストローク分推進させ
る動作と、チャック装置を緩めて貫入ロッド３５を把持
しない状態でジャッキを収縮させるジャッキ収縮動作と
を繰り返すことにより、貫入ロッド３５を徐々に貫入す
ることができる。そして、この貫入ロッド３５の推進時
に貫入抵抗の測定がなされる。また貫入深さについては
ジャッキ３６Ｊのストローク量により計測される。な
お、貫入ロッド３５の覆工背面側ＷＢへの導入手順は、
前述の第１の探査例と同様であるので、説明を省略す
る。

【００４７】かくして、ロッド３５に貫入力を与える貫
入装置３６を口元周囲の覆工壁Ｗに対して固定すること
によって測定結果に対する振動の影響が少なくなり、ま
た静的に且つ貫入ロッド３５を回転させずに直進貫入さ
せることによって、覆工背面地山Ｇを荒らすことがなく
且つ回転にともなう振動により測定結果が影響受けにく
くなる。

【００４８】さらに貫入ロッド３５を中心軸心周りに回
転させる場合には、図示のように支持ベースにモータ等
の回転駆動源３６Ｍを取り付け、この回転駆動源３６Ｍ
によりチャック装置３６Ｃが回転駆動されるように構成
することもできる。

【００４９】なお、本発明では貫入ロッド３５を貫入で
きるものであれば、ジャッキ以外の他の駆動装置、例え
ば土木の分野においてドリルや構造物を推進させるため
に用いられている削孔装置や推進装置の推進部分を応用
することもできる。

【００５０】＜第３の貫入探査例＞上記例はいずれも静
的貫入試験を行う場合の例であるが、覆工背面側ＷＢの
探査として動的貫入試験を行うこともでき、その例が図
１１に示されている。

【００５１】図示例の動的貫入試験機５０は、貫入ロッ
ド３５及び貫入抵抗測定系統は、ロッド３５の途中にお
いて信号線を外部に取り出している点を除いて、前述例
と同様の構成のものを用いている。よって、同じ符号を
付して説明を省略する。

【００５２】そして、本例の試験機５０では、貫入ロッ
ド３５を貫入方向に沿う打撃により貫入させる装置６０
を備えている点で第２の探査例とは大きく異なる。すな
わち、本例の打撃貫入装置６０は、覆工壁に対して図示
しないアンカーボルト等により固定された架台６１と、
この架台６１上に、覆工壁Ｗと略直交する方向に延在す
るレール６２と、このレール６２上に前後往復走行自在
なように搭載され、先端部に前後往復ピストン６３を及
び内部に図示しないシリンダをそれぞれ備えた打撃機６
４と、この打撃機６４に油圧を供給する油圧機器６５と
から主に構成されている。

【００５３】ロッド３５の貫入に際しては、打撃機６４
をレール６２に沿って移動させ、口元開閉装置１内に挿
通された貫入ロッド３５の基端に打撃機６４のピストン
６３の先端を当接させた状態とする。しかる後、ピスト
ン６３の往動により貫入ロッド３５に打撃を加え、貫入
ロッド３５を覆工背面側ＷＢに打撃貫入する。以降、か
かる動作を繰り返す。その一方で、ロードセル３３によ
り貫入抵抗が測定され、打撃機６４の移動量により貫入
深さが測定され、これらがコンピュータ４０に記憶され
る。かくして、動的な貫入試験を行うことができる。な
お、貫入ロッド３５の覆工背面側ＷＢへの導入手順は、
前述の第１の探査例と同様であるので、説明を省略す
る。

【００５４】＜第４の貫入探査例＞他方、前述のように
本発明においては、ドリル刃を貫入ロッドとして利用す
ることもできる。この場合、図示しないが、例えば図１
１の打撃機に代えてドリル駆動装置を搭載し、ドリル刃
を回転させながら前進させて覆工壁を貫通する導入孔を
削孔し、ドリル刃が覆工壁を貫通した後は、そのままこ
のドリル刃を覆工背面側に対して回転させずに貫入する
か又は回転させながら貫入し、その一方でドリル装置の
前進トルク若しくは回転トルク又はこれら両方により貫
入抵抗を計測し、ドリル装置の前進量から貫入深さを計
測することができる。

【００５５】＜他の探査例＞本発明では、上記以外の地
山探査器具も適用することができる。例えば、図１２に
示すように、探査部８０，８０…（すなわち口元開閉装
置を取り付けた導入孔）を相互に離間させて複数個所設
け、これら探査部８０，８０…の口元開閉装置内及び導
入孔（図示せず）内を介して覆工背面側ＷＢに電極９
０，９０…をそれぞれ導入し、これら電極９０，９０…
を用いて電気利用探査（いわゆる電気探査、電気検層、
比抵抗トモグラフィ等）を行うことができる。なお、図
２中の符号１００はトンネル覆工壁を示しており、また
二点鎖線は電極等の探査器具の、他の配置例を示してい
る。

【００５６】また図示しないが、探査部を介して覆工背
面側に弾性波受振器を導入し、この弾性波受振器を用い
て弾性波利用探査（いわゆる屈折法地震探査、浅層反射
法地震探査、速度検層、ＶＳＰ探査、弾性波トモグラフ
ィ等）を行うことができる。この場合、弾性波の発振源
の位置は適宜定めることができる。もちろん、探査部を
相互に離間させて複数個所設け、少なくとも一つの探査
部の口元開閉装置内及び導入孔内を介して覆工背面側に
弾性波発振源を導入し、他の少なくとも一つの探査部の
口元開閉装置内及び導入孔内を介して覆工背面側に弾性
波受振器を導入し、これらを用いて弾性波利用探査を行
うこともできる。

【００５７】他にも、電磁波探査で用いる送信機や受信
センサ、放射能探査で用いるシンチレーション計数管、
密度検層で用いるゾンデ（ガンマ線源及び検出器を含
む）、微動探査で用いる感振器を、上記の本発明方法に
よって覆工背面側に導入することができる。

【００５８】なお、これらの場合の導入探査機器の覆工
背面側ＷＢへの導入手順は、前述の第１の探査例と基本
的に同様である。また、探査器具の導入深さを深くする
場合には、導入孔の削孔とともに地山内の任意の深度ま
で削孔を行うことで対応することができる。

【００５９】＜探査器具の引き抜き＞探査が終了したな
らば、次いで探査器具を引き抜き回収することができ、
その際、次のようにすることで地下水等の流入を防止す
ることができる。

【００６０】すなわち、図１３に示すように、開閉バル
ブを開けた状態で、貫入ロッド２０（３５）の先端を、
開閉バルブ２内を通り抜けさせて基端管３内まで引き戻
し、シール部材４によりその前後連通を遮断した状態と
する。次いで、開閉バルブ２を閉じ、この状態で貫入ロ
ッド２０（３５）を基端管３内から抜き取る。

【００６１】これによって、前述の第２の導入孔形成の
場合と同様に、貫入ロッド２０（３５）の引き戻し途中
においては開閉バルブ２を開けざるをえないが、その際
にはシール部材４によるシール作用が働き、またその後
に貫入ロッド２０（３５）を完全に抜き取るときには予
め開閉弁２を閉めることができるので、常に地下水の流
入が防止される。

【００６２】図示例の場合、貫入ロッド２０（３５）の
みが示されているが、上述の静的または動的貫入装置３
０，５０を用いた場合にはこれらの貫入機構を利用して
貫入ロッド２０を後退させても良い。またもちろん、貫
入ロッド２０以外の他の探査器具であっても同様の手順
で回収することができる。

【００６３】＜裏込め注入＞図１４に示すように、本発
明の口元開閉装置１は、トンネル覆工背面の探査に利用
した後、そのまま覆工壁Ｗに取り付けておき、空洞Ｐの
深さ等の覆工背面の状況が判明した後に、この口元開閉
装置１を裏込め注入のための注入管等の導入部或いは注
入経路の一部として利用することができる（図示せ
ず）。注入管の先端を口元開閉装置１内を通して覆工背
面側ＷＢに導入する場合、その導入手順を前述の図８及
び図９に示す探査器具の場合と同様に行うことで、注入
管導入に伴う地下水等の流入を防止できる。また注入管
の先端を口元開閉装置１の基端部（開閉バルブ２の基端
開口部または基端管３）に接続しても良く、この場合注
入管の接続後に開閉バルブ２を開けることで、地下水等
の流入を防止できる。

【００６４】このように裏込め注入を行うことで、探査
のための導入孔９を有効利用でき、また全体としては作
業の簡略化を図ることができる。注入材料としてはモル
タルや発泡樹脂等、公知のものを用いることができる。

【００６５】＜注入後の探査器具導入＞さらに図示しな
いが、口元開閉装置１を裏込め注入に利用した後におい
ても、そのまま覆工壁Ｗに取り付けておき、再び前述の
貫入試験機等の探査器具を口元開閉装置１内を介して覆
工背面側ＷＢに導入し、注入効果の確認を行うことがで
きる。かかる裏込め注入後の探査器具の導入も本発明の
範囲に含まれる。

【００６６】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、覆工背
面側に探査器具を導入するにあたり、地下水等のトンネ
ル内への流入を防止できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る口元開閉装置の概要断面図であ
る。

【図２】第１の導入孔形成方法を示す概要断面図であ
る。

【図３】第１の導入孔形成方法を示す概要断面図であ
る。

【図４】第２の導入孔形成方法を示す概要断面図であ
る。

【図５】第２の導入孔形成方法を示す概要断面図であ
る。

【図６】第１の貫入探査例を示す概要断面図である。

【図７】第１の貫入探査例を示す概要断面図である。

【図８】他の導入手順を示す概要断面図である。

【図９】他の導入手順を示す概要断面図である。

【図１０】第２の貫入探査例を示す概要断面図である。

【図１１】第３の貫入探査例を示す概要断面図である。

【図１２】他の探査例を示す概要斜視図である。

【図１３】探査器具の引き抜き工程を示す概要断面図で
ある。

【図１４】本発明に係る裏込め注入の概要断面図であ
る。

【符号の説明】

１…口元開閉装置、２…開閉バルブ、３…基端管、４…
シール部材、９…導入孔、Ｗ…覆工壁、Ｐ…空洞、Ｇ…
覆工背面地山、ＷＢ…覆工背面側。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小俣 文良 東京都千代田区岩本町１−２ 佐藤工業株 式会社首都圏業務部内 (72)発明者 大浦 修三 東京都千代田区岩本町１−２ 佐藤工業株 式会社首都圏業務部内 (72)発明者 岡村 直利 東京都千代田区岩本町１−２ 佐藤工業株 式会社首都圏業務部内 Ｆターム(参考） 2D055 LA15 LA16

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トンネルの覆工壁における探査器具導入予
   定位置に口元開閉装置を取り付けるとともに、前記予定
   位置に前記口元開閉装置を介して前記覆工壁の正面から
   背面に貫通する導入孔を設けて、探査部を形成し、 この探査部の口元開閉装置内及び導入孔内を介して覆工
   背面側に探査器具を導入する、ことを特徴とするトンネ
   ル覆工背面の探査方法。
2. 【請求項２】前記口元開閉装置として、一方の開口部が
   前記導入孔に対して連通される開閉バルブと、この開閉
   バルブの他方の開口部に連結された基端管と、この基端
   管の内周面に取り付けられ、基端管内周面と探査器具外
   面との隙間をシールするシール部材とを備えたものを前
   記導入孔に取り付け、 前記開閉バルブを閉じた状態で、探査器具を基端管の開
   口から少なくとも前記シール部材と対応する位置まで挿
   入し、シール部材によりその前後連通を遮断した後、開
   閉バルブを開け、この状態で探査器具を開閉バルブ内を
   介して覆工背面側に導入する、探査器具の導入工程；な
   らびに前記開閉バルブを開けた状態で、探査器具を少な
   くとも前記基端管内のシール部と対応する位置まで引き
   戻し、シール部材によりその前後連通を遮断した状態
   で、開閉バルブを閉じ、この状態で探査器具を基端管内
   から抜き取る、探査器具の抜き取り工程；の少なくとも
   一方を行う、請求項１記載のトンネル覆工背面の探査方
   法。
3. 【請求項３】前記取り付けた口元開閉装置内を介して覆
   工背面近傍までドリル装置で削孔し、底部を残した導入
   孔を形成した後、ドリル装置を取り除き、 しかる後、口元開閉装置内及び導入孔内を介して探査器
   具を挿入し、この探査器具の先端で前記残りの底部を破
   壊し、そのままこの探査器具を覆工背面側に導入する、 請求項１または２記載のトンネル覆工背面の探査方法。
4. 【請求項４】探査器具兼用の削孔部材を用いて前記覆工
   正面から背面側に貫通する導入孔を削孔し、そのままこ
   の削孔部材を地山に導入する、請求項１〜３のいずれか
   １項に記載のトンネル覆工背面の探査方法。
5. 【請求項５】前記探査器具として貫入ロッドを用い、こ
   の貫入ロッドを覆工背面側に対して打撃により動的に又
   は静的に貫入しながらその際の貫入深さ及び貫入抵抗を
   計測し、計測された貫入抵抗の深さ方向の変化に基づ
   き、覆工背面側の空洞の深さ及び覆工背面地山の緩み具
   合を評価する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のト
   ンネル覆工背面の探査方法。
6. 【請求項６】ロッドに貫入力を与える貫入装置を前記口
   元周囲の覆工壁に対して固定し、この貫入装置によって
   口元周囲の覆工壁に反力を取りながら前記貫入ロッドを
   静的に且つ中心軸周りの回転を伴わずに直進的に貫入さ
   せる、請求項５記載のトンネル覆工背面の探査方法。
7. 【請求項７】前記探査部を相互に離間させて複数個所設
   け、これら探査部の口元開閉装置内及び導入孔内を介し
   て覆工背面側に電極をそれぞれ導入し、これら電極を用
   いて電気利用探査を行う、請求項１〜６のいずれか１項
   に記載のトンネル覆工背面の探査方法。
8. 【請求項８】前記探査部の口元開閉装置内及び導入孔内
   を介して覆工背面側に弾性波受振器を導入し、この弾性
   波受振器を用いて弾性波利用探査を行う、請求項１〜７
   のいずれか１項に記載のトンネル覆工背面の探査方法。
9. 【請求項９】トンネルの覆工壁に正面から背面に貫通す
   るように形成された導入孔に対し、正面側の口元に固定
   される口元開閉装置と、この口元開閉装置内及び導入孔
   内を介して覆工背面側に導入される探査器具とを備え
   た、ことを特徴とするトンネル覆工背面の探査装置。
10. 【請求項１０】請求項１〜９のいずれか１項に記載の探
    査方法によってトンネル覆工背面の探査を行った後、前
    記口元開閉装置を取り外さずに、口元開閉装置内及び導
    入孔内を介してトンネル覆工背面側に充填材を裏込め注
    入することを特徴とする、トンネル覆工背面の裏込め方
    法。