JP2013142659A - Tunnel face front investigation method - Google Patents

Tunnel face front investigation method Download PDF

Info

Publication number
JP2013142659A
JP2013142659A JP2012003936A JP2012003936A JP2013142659A JP 2013142659 A JP2013142659 A JP 2013142659A JP 2012003936 A JP2012003936 A JP 2012003936A JP 2012003936 A JP2012003936 A JP 2012003936A JP 2013142659 A JP2013142659 A JP 2013142659A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exploration
face
tunnel
elastic
exploration method
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012003936A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5940303B2 (en
Inventor
Masahito Yamagami
順民 山上
Hiroshi Imai
博 今井
Tomoyuki Aoki
智幸 青木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taisei Corp
Original Assignee
Taisei Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taisei Corp filed Critical Taisei Corp
Priority to JP2012003936A priority Critical patent/JP5940303B2/en
Publication of JP2013142659A publication Critical patent/JP2013142659A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5940303B2 publication Critical patent/JP5940303B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tunnel face front investigation method capable of minimizing an influence of tunnel construction on cycle time and effectively grasping a width and physical property of a fault crushing belt existing in front of a tunnel.SOLUTION: A tunnel face front investigation method includes: a first investigation step S1 for extracting a reflection face having probability of a fault crushing belt in front of a tunnel face by a first elastic wave investigation method; and a second investigation step S2 for investigating a detailed position and physical property of the reflection face extracted in the first investigation step S1 by a second elastic wave investigation method.

Description

本発明は、トンネル切羽前方の弱層の位置と幅を把握するためのトンネル切羽前方探査方法に関する。   The present invention relates to a tunnel face forward exploration method for grasping the position and width of a weak layer in front of a tunnel face.

山岳トンネルの施工において、事前に切羽前方の地山の状態を把握することができれば、掘削をより安全かつより経済的に実施することが可能になる。   In the construction of a mountain tunnel, if the state of the ground in front of the face can be grasped in advance, excavation can be carried out more safely and more economically.

トンネルの施工では、計画や設計の段階において、地表踏査や地表面からの弾性波探査などの地盤調査を実施することで、事前に地山状況の予測を行っているが、地表面からの事前調査により、線状構造物であるトンネルの地山の状態を完全に把握することは困難であった。   In the construction of tunnels, ground conditions such as ground reconnaissance and elastic wave exploration from the ground surface are predicted in advance in the planning and design stages. It was difficult to fully understand the state of the ground of the tunnel, which is a linear structure, through the survey.

そのため、施工段階で切羽から切羽前方の探査を行い、断層破砕帯の可能性のある箇所の位置を特定する場合がある。
例えば、特許文献1には、トンネル坑内に設置された発振点より順次発振される地震波を、トンネル坑内に設置された受振点により受振し、受振した地震波データにより切羽前方地質の地震波の推定伝播速度を求めるとともに、この地震波データおよび推定伝播速度から解析図を作成し、この解析図に基づいて、反射面の位置を推定するトンネル切羽前方探査方法が開示されている。
For this reason, there is a case where an exploration from the face to the front of the face is performed at the construction stage, and a position of a possible fault crushing zone is specified.
For example, in Patent Document 1, seismic waves sequentially oscillated from an oscillation point installed in a tunnel mine are received by a receiving point installed in the tunnel mine, and the estimated propagation speed of the seismic wave in front of the face by the received seismic wave data. In addition, an analysis map is created from this seismic wave data and an estimated propagation velocity, and a tunnel face front exploration method for estimating the position of the reflecting surface based on the analysis map is disclosed.

また、特許文献2には、浅層反射法を用いた切羽前方探査方法であって、切羽の表面およびトンネルの外周方向に掘られた細孔内に直線状に配置された複数の受振器により、切羽の表面に直線状に配置された複数の発振点から発振された弾性波を受振して、この弾性波の震源と伝播速度や角度等に基づいて解析することで切羽前方の探査を行う切羽前方探査方法が開示されている。   Patent Document 2 discloses a method for exploring the front face of a face using a shallow layer reflection method, and includes a plurality of geophones arranged linearly in pores dug in the surface of the face and the outer circumferential direction of the tunnel. Investigate the front of the face by receiving elastic waves oscillated from a plurality of oscillation points arranged in a straight line on the face of the face and analyzing them based on the seismic source, propagation speed, angle, etc. A face front exploration method is disclosed.

特開2002−139574号公報JP 2002-139574 A 特開平05−248174号公報JP 05-248174 A

特許文献1の探査方法は、断層破砕帯である可能性のある反射面の位置を切羽前方の約100mの区間にわたって捉えることができるものの、断層破砕帯の幅や物性に関する情報を得ることまではできなかった。   Although the exploration method of Patent Document 1 can capture the position of the reflective surface that may be a fault fracture zone over a section of about 100 m in front of the face, until it obtains information on the width and physical properties of the fault fracture zone. could not.

特許文献2の探査方法は、受振器を設置するための細孔をトンネル軸方向と交差する四方向に形成し、切羽表面および細孔内に多数の受振器の設置する必要があることから、回数を多く実行すると、トンネルの施工のサイクルタイムに影響を及ぼすおそれがあった。   In the exploration method of Patent Document 2, it is necessary to form pores for installing a geophone in four directions intersecting the tunnel axis direction, and to install a large number of geophones on the face surface and in the pores. Executing a large number of times may affect the cycle time of tunnel construction.

本発明は、前記の問題点を解決することを目的とするものであり、トンネル施工のサイクルタイムへの影響を最小限に抑え、トンネル前方に存在する断層破砕帯の幅や物性を効果的に把握することを可能とした、トンネル切羽前方探査方法を提案することを課題とする。   The present invention aims to solve the above-mentioned problems, minimizes the influence on the tunnel construction cycle time, and effectively reduces the width and physical properties of the fault crushing zone existing in front of the tunnel. It is an object to propose a method for exploring the front of the tunnel face that makes it possible to grasp.

前記課題を解決するために、本発明のトンネル切羽前方探査方法は、第一の弾性波探査法により、切羽前方に断層破砕帯の可能性がある反射面を抽出する第一探査工程と、第二の弾性波探査法により、前記第一探査工程において抽出された反射面の詳細な位置および物性を把握する第二探査工程とを備えることを特徴としている。   In order to solve the above-mentioned problem, the tunnel face front exploration method of the present invention includes a first exploration step of extracting a reflection surface that may be a fault fracture zone in front of the face by a first elastic wave exploration method, And a second exploration step for grasping the detailed position and physical properties of the reflecting surface extracted in the first exploration step by the second elastic wave exploration method.

かかるトンネル切羽前方探査方法によれば、第一探査工程により断層破砕帯の可能性のある反射面の有無を把握し、このような反射面が抽出された場合に第二探査工程により詳細に調査することで、反射面の詳細な位置と物性に関する情報を把握することができる。
第二探査工程を必要な箇所でのみ実施すれば、トンネル施工のサイクルタイムへの影響を最小限に抑えることができる。
つまり、2種類の探査法を実施することで、トンネル掘削に影響を及ぼす規模の断層破砕帯の位置と幅を効率的に推定することが可能となる。
According to this tunnel face front exploration method, the first exploration process grasps the presence or absence of a reflective surface that may be a fault fracture zone, and if such a reflective surface is extracted, the second exploration process investigates in detail. By doing so, it is possible to grasp the detailed position and physical property information of the reflecting surface.
If the second exploration process is carried out only where it is necessary, the impact on the tunnel construction cycle time can be minimized.
In other words, by implementing two types of exploration methods, it is possible to efficiently estimate the position and width of a fault fracture zone of a scale that affects tunnel excavation.

前記第一の弾性探査法の探査深度をa(m)、前記第二の弾性探査法の探査深度をa(m)よりも短いb(m)としたとき、前記第一探査工程において、切羽前方b(m)以内に断層破砕帯の可能性がある反射面が抽出された場合には、前記第一探査工程に続いて前記第二探査工程を実施すればよい。
また、前記第一探査工程において、切羽前方b(m)よりも前方かつ切羽前方a(m)以内に断層破砕帯の可能性がある反射面が抽出された場合には、切羽からb(m)前方まで掘削する掘削工程を前記第一探査工程と前記第二探査工程との間に実施すればよい。
When the exploration depth of the first elastic exploration method is a (m) and the exploration depth of the second elastic exploration method is b (m) shorter than a (m), When a reflective surface that may be a fault fracture zone is extracted within the front b (m), the second exploration step may be performed following the first exploration step.
Further, in the first exploration step, when a reflection surface that may be a fault fracture zone is extracted in front of the face front b (m) and within the face front a (m), b (m ) The excavation process for excavating forward may be performed between the first exploration process and the second exploration process.

前記第二の弾性探査法では、トンネルの左右のそれぞれに、トンネル軸と交差する方向に延びる細孔を形成する作業と、一方の前記細孔に発振手段を配置する作業と、他方の前記細孔に受振器を配置する作業と、前記発振手段から発振された弾性波を前記受振器により受振する作業とにより行えばよい。
さらに、前記一方の細孔内の発振手段と前記他方の細孔内の受振器とを入れ替えて、2回目の前記発振手段から発振された弾性波を前記受振器により受振する作業を含んでいてもよい。
In the second elastic exploration method, an operation of forming a pore extending in a direction intersecting the tunnel axis on each of the left and right sides of the tunnel, an operation of arranging an oscillation means in one of the pores, What is necessary is just to perform the work of placing the geophone in the hole and the work of receiving the elastic wave oscillated from the oscillation means by the geophone.
Furthermore, the work includes receiving the elastic wave oscillated from the oscillating means for the second time by the vibration receiving device by replacing the oscillation means in the one fine pore and the vibration receiving device in the other fine pore. Also good.

かかるトンネル切羽前方探査方法によれば、第二探査工程において、より正確なデータを確保することが可能となる。   According to this tunnel face front exploration method, more accurate data can be secured in the second exploration process.

本発明のトンネル切羽前方探査方法によれば、トンネル施工のサイクルタイムへの影響を最小限に抑え、効率的にトンネル前方に存在する断層破砕帯の幅や物性を把握することが可能となる。   According to the tunnel face front exploration method of the present invention, it is possible to minimize the influence on the tunnel construction cycle time and efficiently grasp the width and physical properties of the fault fracture zone existing in front of the tunnel.

本実施形態に係るトンネル切羽前方探査方法の概要を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the outline | summary of the tunnel face front search method which concerns on this embodiment. (a)は第一の弾性探査法の概要を模式的に示す断面図と反射面分布図、(b)は第一の弾性探査法におけるトンネル断面図である。(A) is sectional drawing which shows the outline | summary of a 1st elastic exploration method, and a reflective surface distribution map, (b) is a tunnel sectional view in a 1st elastic exploration method. (a)は第二の弾性探査法の概要を模式的に示す断面図とVp速度、ポアソン比変化率およびS波反射係数分布図、(b)は第二の弾性探査法におけるトンネル断面図である。(A) is a sectional view schematically showing the outline of the second elastic exploration method and Vp velocity, Poisson's ratio change rate and S wave reflection coefficient distribution diagram, (b) is a tunnel sectional view in the second elastic exploration method. is there.

本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態では、トンネル切羽前方探査方法により、切羽前方の弱層の位置と幅を把握した上で、トンネルを掘進する場合について説明する。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the present embodiment, a case will be described in which a tunnel is dug after grasping the position and width of a weak layer in front of the face by a tunnel face forward exploration method.

トンネル切羽探査方法は、図1に示すように、第一探査工程S1と、掘削工程S2と、第二探査工程S3とを備えている。   As shown in FIG. 1, the tunnel face exploration method includes a first exploration step S1, an excavation step S2, and a second exploration step S3.

第一探査工程S1は、第一の弾性波探査法により、切羽前方の断層破砕帯の可能性のある反射面を抽出する工程である。   The first exploration step S1 is a step of extracting a reflection surface that may be a fault crush zone in front of the face by the first elastic wave exploration method.

第一の弾性波探査法には、いわゆるTSP法やHSP法等を採用すればよい。
第一の弾性波探査法では、図2の(a)に示すように、トンネル1の切羽3の前方約100m以内に存在する反射面5を抽出する。
For the first elastic wave exploration method, a so-called TSP method, HSP method, or the like may be employed.
In the first elastic wave exploration method, as shown in FIG. 2A, the reflection surface 5 existing within about 100 m in front of the face 3 of the tunnel 1 is extracted.

本実施形態では、トンネル1の掘削が100m進行するたびに第一探査工程を実施する。なお、第一探査工程の実施頻度は限定されるものではない。   In the present embodiment, the first exploration process is performed every time 100 m of excavation of the tunnel 1 proceeds. The frequency of performing the first exploration process is not limited.

第一の弾性波探査法では、トンネル1の切羽2に発振手段3を設置するとともに、トンネル1坑内の内壁面に複数の受振器4,4,…を設置する。
そして、発振手段3,3,…から順次発振されて、断層破砕帯の可能性のある反射面5において反射した弾性波を、受振器4,4,…により受振することで、切羽2から反射面5までの距離を計測する。
In the first elastic wave exploration method, the oscillating means 3 is installed on the face 2 of the tunnel 1, and a plurality of geophones 4, 4,.
Then, the elastic waves that are sequentially oscillated from the oscillating means 3, 3,... And reflected by the reflecting surface 5 that may be a fault fracture zone are reflected by the geophones 4, 4,. The distance to surface 5 is measured.

なお、本実施形態では、発振手段3を切羽2に設定する場合について説明したが、発振手段3の設定方法は限定されるものではなく、例えば、トンネル1の横断方向に深さ数mの細孔を削孔し、この細孔内に設定してもよい。
また、弾性波の発振は、ダイナマイトの発破により行うものとするが、起振器やハンマーなどを使用してもよい。
In the present embodiment, the case where the oscillating means 3 is set to the face 2 has been described. However, the setting method of the oscillating means 3 is not limited. The holes may be drilled and set in the pores.
The elastic wave is oscillated by blasting dynamite, but a vibrator or a hammer may be used.

受振器4,4,…は、トンネル1坑内の内壁面の左右に、それぞれトンネル軸方向に沿って並設する。受振器4の設置間隔や数は限定されるものではないが、例えば1〜3mピッチで配設すればよい。
なお、受振器4の設定方法は限定されるものではなく、例えば、トンネル1の側方に張り出す細孔をトンネル軸方向に沿って複数形成し、これらの各細孔内に受振器4を設置してもよい。
The geophones 4, 4,... Are juxtaposed along the tunnel axis direction on the left and right sides of the inner wall surface in the tunnel 1 well. The installation interval and number of the geophones 4 are not limited, but may be arranged at a pitch of 1 to 3 m, for example.
The method of setting the geophone 4 is not limited. For example, a plurality of pores extending laterally of the tunnel 1 are formed along the tunnel axis direction, and the geophone 4 is placed in each of these pores. May be installed.

掘削工程S2は、トンネル1の掘進を行う工程である。
トンネル1の掘進は、地山状況に応じて、全断面掘削工法、ベンチカット工法、導坑先進工法等の各掘削工法により行う。
The excavation step S2 is a step of excavating the tunnel 1.
The tunnel 1 is excavated by various excavation methods such as a full-section excavation method, a bench-cut method, and a guide shaft advanced method according to the natural ground conditions.

第一探査工程S1において反射面5が抽出されなかった場合には、図1に示すように、第一探査工程S1の直後に掘削工程S2を実施して、トンネル1を100m掘進する。
これは、切羽前方100mの範囲内では、トンネル施工時に断層破砕帯による切羽崩壊や突発湧水などの危険性が低いため、安全な施工が可能であると予想されるためである。
If the reflecting surface 5 is not extracted in the first exploration step S1, as shown in FIG. 1, the excavation step S2 is performed immediately after the first exploration step S1, and the tunnel 1 is dug 100 m.
This is because, within the range of 100 m ahead of the face, it is expected that safe construction is possible because of the low risk of face collapse or sudden spring water due to the fracture zone during tunnel construction.

第一探査工程S1において切羽前方50mよりも前方かつ切羽前方100m以内に断層破砕帯の可能性のある反射面5が抽出された場合には、第一探査工程S1の直後に掘削工程S2を実施して、トンネル1を50m掘進する。そして、50m掘進したら、第二探査工程S3を実施する。
これは、切羽前方50mの範囲内では、トンネル1の施工時に断層破砕帯による切羽崩壊や突発湧水などの危険性が低いため、安全な施工が可能であると予想されるためである。
In the first exploration step S1, when a reflective surface 5 that may be a fault fracture zone is extracted in front of the face 50m and within 100m in front of the face, the excavation step S2 is performed immediately after the first exploration step S1. Then, tunnel 1 is dug 50m. And if it excavates 50m, 2nd exploration process S3 will be implemented.
This is because, within the range of 50 m ahead of the face, it is expected that safe construction is possible because of the low risk of face collapse and sudden spring water due to the fault fracture zone when the tunnel 1 is constructed.

第一探査工程S1において切羽前方50m以内に断層破砕帯の可能性のある反射面5が抽出されている場合には、第二探査工程S3の実施後、掘削工程S2を実施する。
第二探査工程S3により断層破砕帯の位置および幅が確認された場合には、断層破砕帯に対応した補助工法を実施しつつトンネル1を掘進する。
In the first exploration step S1, when the reflecting surface 5 that may be a fault fracture zone is extracted within 50 m ahead of the face, the excavation step S2 is performed after the second exploration step S3.
When the position and width of the fault crushing zone are confirmed in the second exploration step S3, the tunnel 1 is dug while carrying out an auxiliary method corresponding to the fault crushing zone.

なお、補助工法は、断層破砕帯の規模や状況に応じて、例えば、先受けフォアポーリングや、AGF工法、薬液注入工法、地盤凍結工法等の補助工法の中から適宜選定して採用すればよい。   The auxiliary construction method may be appropriately selected and adopted from auxiliary construction methods such as foreground fore-polling, AGF construction method, chemical solution injection method, ground freezing method, etc., depending on the scale and situation of the fault crushing zone. .

第二探査工程S3は、第一の弾性探査法とは異なる第二の弾性波探査法により、反射面5の詳細な位置および物性の探査を行う工程である。
第二の弾性探査法は、切羽前方50mの範囲内についての探査を行う。
The second exploration step S3 is a step of exploring the detailed position and physical properties of the reflecting surface 5 by a second elastic wave exploration method different from the first elastic exploration method.
The second elastic exploration method conducts exploration within a range of 50 m ahead of the face.

図1に示すように、第一探査工程において、切羽前方50m以内に反射面5が抽出された場合には、第一探査工程の直後に第二探査工程を実施する。
一方、第一探査工程S1において切羽前方50mよりも前方かつ切羽前方100m以内に断層破砕帯の可能性のある反射面5が抽出された場合には、第一探査工程S1の後に掘削工程S2を実施してから、第二探査工程S3を実施する。
As shown in FIG. 1, in the first exploration process, when the reflecting surface 5 is extracted within 50 m ahead of the face, the second exploration process is performed immediately after the first exploration process.
On the other hand, in the first exploration step S1, when the reflecting surface 5 that may be a fault fracture zone is extracted in front of the face 50m and within 100m in front of the face, the excavation step S2 is performed after the first exploration step S1. After the implementation, the second exploration step S3 is performed.

第二の弾性探査法では、図3の(a)に示すように、まず、トンネル1の左右のいずれか一方に、トンネル軸と交差する方向に延びる発振孔(細孔)6を形成する。
発振孔6は、図3の(b)に示すように、トンネル1のスプリングライン(SL)付近から、横方向やや下向きに削孔することにより形成する。本実施形態では、発振孔6の深さを23mとする。なお、発振孔6の断面形状や深さ等は、発振手段3,3,…の設置が可能であれば、限定されるものではなく、適宜設定すればよい。
In the second elastic exploration method, as shown in FIG. 3A, first, oscillation holes (pores) 6 extending in a direction intersecting the tunnel axis are formed on either the left or right side of the tunnel 1.
As shown in FIG. 3B, the oscillating hole 6 is formed by drilling in the lateral direction slightly downward from the vicinity of the spring line (SL) of the tunnel 1. In the present embodiment, the depth of the oscillation hole 6 is 23 m. The cross-sectional shape and depth of the oscillation hole 6 are not limited as long as the oscillation means 3, 3,.

発振孔6を形成したら、発振孔6の内部に複数の発振手段3,3,…を配置する。本実施形態では、発振手段3,3,…を1mピッチで配置する。
発振手段3の配置は、発振手段3から発振された弾性波の反射面5への入射角が25°以内になるように設定する。
なお、発振手段3の配設ピッチおよび箇所数は限定されるものではない。
When the oscillation hole 6 is formed, a plurality of oscillation means 3, 3,. In this embodiment, the oscillating means 3, 3,... Are arranged at a pitch of 1 m.
The arrangement of the oscillating means 3 is set so that the incident angle of the elastic wave oscillated from the oscillating means 3 to the reflecting surface 5 is within 25 °.
The arrangement pitch and the number of places of the oscillating means 3 are not limited.

図3の(a)に示すように、発振孔6の反対側には、トンネル軸と交差する方向に延びる受振孔(細孔)7を形成する。
受振孔7は、図3の(b)に示すように、トンネル1のスプリングライン(SL)付近から、横方向やや下向きに削孔することにより形成する。本実施形態では、受振孔7の深さを23mとする。なお、受振孔7の断面形状や深さ等は、受振器4の設置が可能であれば、限定されるものではなく、適宜設定すればよい。
As shown in FIG. 3A, on the opposite side of the oscillation hole 6, a vibration receiving hole (pore) 7 extending in the direction intersecting the tunnel axis is formed.
As shown in FIG. 3B, the vibration receiving hole 7 is formed by drilling in the lateral direction slightly downward from the vicinity of the spring line (SL) of the tunnel 1. In the present embodiment, the depth of the vibration receiving hole 7 is 23 m. The cross-sectional shape and depth of the vibration receiving hole 7 are not limited as long as the vibration receiving device 4 can be installed, and may be set as appropriate.

受振孔7を形成したら、受振孔7の内部に複数の受振器4,4,…を配置する。本実施形態では、受振器4を1mピッチで配置する。なお、受振器4の配設ピッチおよび設置数は限定されるものではない。   When the vibration receiving hole 7 is formed, a plurality of vibration receivers 4, 4,... Are arranged inside the vibration receiving hole 7. In the present embodiment, the geophones 4 are arranged at a pitch of 1 m. In addition, the arrangement | positioning pitch and installation number of the geophone 4 are not limited.

次に、発振手段3,3,…から弾性波を順次発振し、反射面5において反射した反射波(弾性波)を受振孔7内の受振器4,4,…により受振する。   Next, elastic waves are sequentially oscillated from the oscillating means 3, 3..., And the reflected waves (elastic waves) reflected by the reflecting surface 5 are received by the receivers 4, 4.

弾性波の発振は、ダイナマイトの発破により行う。
弾性波は、複数の発振手段3,3,…を選択的に動作させることで複数回(例えば、20回)発振され、反射面5において反射した反射波として受振器4,4,…により受振される。
The elastic wave is oscillated by blasting dynamite.
The elastic wave is oscillated a plurality of times (for example, 20 times) by selectively operating the plurality of oscillating means 3, 3,..., And is received by the geophones 4, 4,. Is done.

第二の弾性探査法により採取したデータにより、震源(発振手段3の位置)と受振点(受振器4の位置)との距離と反射波の到達時間から、反射波のVp速度を算出する。解析方法は、通常の浅層反射法と同様であり、例えばCDPアンサンブル作成、速度解析、NMO補正、CDP重合、マイグレーション処理等がある。   From the data collected by the second elastic exploration method, the Vp velocity of the reflected wave is calculated from the distance between the epicenter (position of the oscillation means 3) and the receiving point (position of the geophone 4) and the arrival time of the reflected wave. The analysis method is the same as the normal shallow layer reflection method, and includes, for example, CDP ensemble creation, velocity analysis, NMO correction, CDP polymerization, migration processing, and the like.

第二の弾性探査法により採取したデータにより、震源(発振手段の位置)と受振点(受振器4の位置)との距離によって、反射波の振幅値の変化を解析し、ポアソン比の変化率、S波反射係数を算出する。   Based on the data collected by the second elastic exploration method, the change in the amplitude of the reflected wave is analyzed according to the distance between the hypocenter (position of the oscillation means) and the receiving point (position of the geophone 4), and the rate of change of the Poisson's ratio The S wave reflection coefficient is calculated.

そして、算出したVp速度、ポアソン比の変化率、S波反射係数に基づいて、反射面5(断層破砕帯)の詳細な位置および幅を推定する。
本実施形態では、いわゆるAVO(Amplitude Versus Offset, または,Amplitude Variation with Offset)解析を適用して、ポアソン比の変化率、S波反射係数を算出するが、解析手法は限定されるものではない。
Based on the calculated Vp velocity, Poisson's ratio change rate, and S-wave reflection coefficient, the detailed position and width of the reflecting surface 5 (fracture fracture zone) are estimated.
In this embodiment, so-called AVO (Amplitude Versus Offset or Amplitude Variation with Offset) analysis is applied to calculate the rate of change of Poisson's ratio and the S wave reflection coefficient, but the analysis method is not limited.

なお、本実施形態では、発振手段3,3,…から発振された弾性波を受振器4,4,…により受振する作業(計測作業)を2回実施することで、より、正確なデータの確保を図るものとする。
つまり、まず、トンネル1の左右のいずれか一方に形成された掘削孔(細孔)を発振孔6、他方に形成された掘削孔(細孔)を受振孔7として1回目の計測作業を実施する。次に、左右を逆にして、一方に形成された掘削孔を受振孔7、他方に形成された掘削孔を発振孔6とし、一方の掘削孔内の発振手段3,3,…と他方の掘削孔内の受振器4,4,…を入れ替えて、2回目の計測作業を実施する。
In this embodiment, more accurate data can be obtained by performing the operation (measurement operation) of receiving the elastic waves oscillated from the oscillation means 3, 3,... Secure it.
That is, first, the first measurement operation is performed with the excavation hole (pore) formed in either one of the left and right sides of the tunnel 1 as the oscillation hole 6 and the excavation hole (pore) formed in the other as the vibration receiving hole 7. To do. Next, the left and right sides are reversed, the excavation hole formed on one side is the vibration receiving hole 7, the excavation hole formed on the other is the oscillation hole 6, and the oscillation means 3, 3. The geophones 4, 4,... In the excavation holes are replaced, and the second measurement operation is performed.

なお、最初に実施した計測作業において、発振孔6がダイナマイトの発破により破損した場合には、2回目の計測作業を実施する際に受振孔7を新たに作り直すものとする。   If the oscillation hole 6 is damaged by the blasting of dynamite in the first measurement operation, the vibration receiving hole 7 is newly recreated when the second measurement operation is performed.

図1に示すように、第二探査工程S3が終了したら、掘削工程S2を実施する。
掘削工程S2により第一探査工程S1を実施した際の切羽2aから100m掘進したら、再度第一探査工程S1を実施する。
As shown in FIG. 1, when the second exploration step S3 is completed, the excavation step S2 is performed.
If the excavation process S2 excavates 100 m from the face 2a when the first exploration process S1 is performed, the first exploration process S1 is performed again.

なお、第一探査工程S1において、切羽前方50m以内および切羽前方50〜100mの範囲内に反射面5が抽出された場合には、第二探査工程S3の実施後、50m掘進して(掘削工程S2)、再度第二探査工程S3を実施する。   In the first exploration step S1, when the reflecting surface 5 is extracted within the range of 50 m ahead of the face and within the range of 50 to 100 m ahead of the face, the second exploration step S3 is carried out (excavation step). S2) The second exploration step S3 is performed again.

以上、本実施形態のトンネル切羽前方探査方法によれば、第二の弾性探査法により、断層破砕帯の詳細な位置および幅を把握することができるため、地山条件に合わせた施工方法(支保設計や補助工法の採用の有無等)によるトンネルの掘進が可能となり、より効率的かつより安全に施工を行うことが可能となる。   As described above, according to the tunnel face front exploration method of this embodiment, the detailed position and width of the fault fracture zone can be grasped by the second elastic exploration method. Tunnels can be excavated by design and the use of auxiliary construction methods, etc., and construction can be performed more efficiently and safely.

また、第二の弾性探査法は、第一の弾性探査法により、必要と認められた範囲でのみ実施するため、トンネル施工のサイクルタイムへの影響を最小限に抑えることができる。
つまり、2種類の弾性探査法を組み合わせることで、切羽前方の断層破砕帯の位置と性状を効果的に推定することができる。
In addition, since the second elastic exploration method is implemented only within the range recognized as necessary by the first elastic exploration method, the influence on the tunnel construction cycle time can be minimized.
That is, by combining two types of elastic exploration methods, it is possible to effectively estimate the position and properties of the fault crush zone in front of the face.

第二の弾性探査法は、第一の弾性探査法とは異なる発振、受振レイアウトでデータを取得し、さらに、地震探査分野で利用されている、AVO解析を適用することで、断層破砕帯の幅や物性に関する情報を効果的に得ることができる。   The second elastic exploration method obtains data with oscillation and receiving layout different from those of the first elastic exploration method, and further applies AVO analysis, which is used in the seismic exploration field. Information on width and physical properties can be obtained effectively.

以上、本発明について、好適な実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the above-described components can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.

前記実施形態では、第二探査工程において、第二の弾性探査法を2回実施する場合について説明したが、第二の弾性探査法は、必ずしも2回行う必要はなく、1回でもよい。   In the above-described embodiment, the case where the second elastic exploration method is performed twice in the second exploration step has been described. However, the second elastic exploration method is not necessarily performed twice, and may be performed once.

前記実施形態では、第一探査工程において、切羽前方50m以内に反射面が抽出されなかった場合に、掘削工程において、切羽前方50mまで掘進する場合について説明したが、掘削工程は、必ずしも50m掘進する必要はない。例えば、反射面が切羽前方50m〜60mの範囲内において抽出された場合には、掘削工程において、30〜40m掘進して、第二探査工程を実施してもよい。   In the above embodiment, the case where the reflecting surface is not extracted within 50 m in front of the face in the first exploration process has been described in the case of excavating up to 50 m in front of the face in the excavation process. There is no need. For example, when the reflecting surface is extracted within the range of 50 m to 60 m in front of the face, the second exploration process may be performed by excavating 30 to 40 m in the excavation process.

前記実施形態では、第一の弾性探査法の探査深度aを100mとしたが、第一の弾性探査法の探査深度aは100mに限定されるものではない。また、同様に、第二の弾性探査法の探査深度bを50mとしたが、第二の弾性探査法の探査深度bは50mに限定されるものではない。   In the embodiment, the exploration depth a of the first elastic exploration method is 100 m, but the exploration depth a of the first elastic exploration method is not limited to 100 m. Similarly, although the exploration depth b of the second elastic exploration method is 50 m, the exploration depth b of the second elastic exploration method is not limited to 50 m.

1 トンネル
2 切羽
3 発振手段
4 受振器
5 反射面
6 発振孔
7 受振孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tunnel 2 Face 3 Oscillating means 4 Receiver 5 Reflecting surface 6 Oscillation hole 7 Receiver hole

Claims (4)

第一の弾性波探査法により、切羽前方に断層破砕帯の可能性がある反射面を抽出する第一探査工程と、
第二の弾性波探査法により、前記第一探査工程において抽出された反射面の詳細な位置および物性を把握する第二探査工程と、を備えることを特徴とする、トンネル切羽前方探査方法。
A first exploration step of extracting a reflective surface that may be a fault fracture zone ahead of the face by the first elastic wave exploration method;
And a second exploration step for grasping a detailed position and physical properties of the reflection surface extracted in the first exploration step by a second elastic wave exploration method.
前記第一の弾性探査法の探査深度をa(m)、前記第二の弾性探査法の探査深度をa(m)よりも短いb(m)としたとき、
前記第一探査工程において、切羽前方b(m)以内に断層破砕帯の可能性がある反射面が抽出された場合には、前記第一探査工程に続いて前記第二探査工程を実施し、
前記第一探査工程において、切羽前方b(m)よりも前方かつ切羽前方a(m)以内に断層破砕帯の可能性がある反射面が抽出された場合には、切羽からb(m)前方まで掘削する掘削工程を前記第一探査工程と前記第二探査工程との間に備えることを特徴とする、請求項1に記載のトンネル切羽前方探査方法。
When the exploration depth of the first elastic exploration method is a (m) and the exploration depth of the second elastic exploration method is b (m) shorter than a (m),
In the first exploration step, when a reflective surface that may be a fault fracture zone is extracted within b (m) in front of the face, the second exploration step is performed following the first exploration step,
In the first exploration step, when a reflecting surface that may be a fault fracture zone is extracted in front of the face b (m) and within the face a (m), the front of b (m) from the face The tunnel face front exploration method according to claim 1, further comprising a excavation step for excavating the first to the second exploration steps.
前記第二の弾性探査法では、トンネルの左右のそれぞれに、トンネル軸と交差する方向に延びる細孔を形成する作業と、一方の前記細孔に発振手段を配置する作業と、他方の前記細孔に受振器を配置する作業と、前記発振手段から発振された弾性波を前記受振器により受振する作業と、を行うことを特徴とする、請求項1または請求項2に記載のトンネル切羽前方探査方法。   In the second elastic exploration method, an operation of forming a pore extending in a direction intersecting the tunnel axis on each of the left and right sides of the tunnel, an operation of arranging an oscillation means in one of the pores, The work of placing a geophone in a hole and the work of receiving an elastic wave oscillated from the oscillating means by the geophone are performed in front of a tunnel face according to claim 1 or 2. Exploration method. 前記一方の細孔内の発振手段と前記他方の細孔内の受振器とを入れ替えて、2回目の前記発振手段から発振された弾性波を前記受振器により受振する作業を含むことを特徴とする、請求項3に記載のトンネル切羽前方探査方法。   Including replacing the oscillation means in the one pore with the geophone in the other pore and receiving the second elastic wave oscillated from the oscillation means by the geophone. The tunnel face front exploration method according to claim 3.
JP2012003936A 2012-01-12 2012-01-12 Tunnel face forward exploration method Active JP5940303B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012003936A JP5940303B2 (en) 2012-01-12 2012-01-12 Tunnel face forward exploration method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012003936A JP5940303B2 (en) 2012-01-12 2012-01-12 Tunnel face forward exploration method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013142659A true JP2013142659A (en) 2013-07-22
JP5940303B2 JP5940303B2 (en) 2016-06-29

Family

ID=49039283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012003936A Active JP5940303B2 (en) 2012-01-12 2012-01-12 Tunnel face forward exploration method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5940303B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105675319A (en) * 2016-01-05 2016-06-15 西南交通大学 Displacement synchronous control device and test method of simulation of tunnel traversing active faults
CN105785468A (en) * 2016-01-05 2016-07-20 西南交通大学 Destructive testing apparatus and method for simulating tunnel going through oblique displaced active fault
CN110574300A (en) * 2017-03-31 2019-12-13 纳塔利亚·波里索夫纳·费多索夫 method and system for mobile communication of extended stations
CN114035239A (en) * 2021-11-09 2022-02-11 广东省水利电力勘测设计研究院有限公司 Comprehensive survey method for deep-buried long tunnel

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106226808B (en) * 2016-07-20 2018-01-16 西南交通大学 The experimental rig and test method of tunnel seismic response under a kind of simulation fault movement

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05248174A (en) * 1992-03-02 1993-09-24 Toda Constr Co Ltd Face front prospecting system
JP2001099945A (en) * 1999-09-30 2001-04-13 Kajima Corp Survey instrument for surveying front side of working face, and recording medium
JP2001249186A (en) * 2000-03-03 2001-09-14 Fujita Corp Tunnel working face front geological searching method
JP2002139574A (en) * 2000-10-30 2002-05-17 Sanko Consultant Kk Geological probing method in front of tunnel working face

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05248174A (en) * 1992-03-02 1993-09-24 Toda Constr Co Ltd Face front prospecting system
JP2001099945A (en) * 1999-09-30 2001-04-13 Kajima Corp Survey instrument for surveying front side of working face, and recording medium
JP2001249186A (en) * 2000-03-03 2001-09-14 Fujita Corp Tunnel working face front geological searching method
JP2002139574A (en) * 2000-10-30 2002-05-17 Sanko Consultant Kk Geological probing method in front of tunnel working face

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105675319A (en) * 2016-01-05 2016-06-15 西南交通大学 Displacement synchronous control device and test method of simulation of tunnel traversing active faults
CN105785468A (en) * 2016-01-05 2016-07-20 西南交通大学 Destructive testing apparatus and method for simulating tunnel going through oblique displaced active fault
CN110574300A (en) * 2017-03-31 2019-12-13 纳塔利亚·波里索夫纳·费多索夫 method and system for mobile communication of extended stations
CN114035239A (en) * 2021-11-09 2022-02-11 广东省水利电力勘测设计研究院有限公司 Comprehensive survey method for deep-buried long tunnel
CN114035239B (en) * 2021-11-09 2023-06-13 广东省水利电力勘测设计研究院有限公司 Comprehensive investigation method for deep-buried long tunnel

Also Published As

Publication number Publication date
JP5940303B2 (en) 2016-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6584010B2 (en) Tunnel face forward exploration method
Ashida Seismic imaging ahead of a tunnel face with three-component geophones
JP5985371B2 (en) Geological exploration method during tunnel excavation
KR101547508B1 (en) Apparatus for predicting front geological features and the method thereof
JP6131027B2 (en) Measurement method of natural ground elastic wave velocity
JP5940303B2 (en) Tunnel face forward exploration method
JP6393100B2 (en) Tunnel face forward exploration method
JP5839271B2 (en) Tunnel face forward exploration method
JP2011043409A (en) Method for geological exploration during tunnel excavation and tunnel geological exploration apparatus
CN104730574A (en) Method for constructing near-surface structural model
US20150268365A1 (en) Method to characterize geological formations using secondary source seismic data
JP6646983B2 (en) Method for exploring the front of the face
JP6522918B2 (en) Elastic wave velocity measurement method
JP5997521B2 (en) Face investigation method using shield machine
JP2015092180A (en) Geological exploration system
JP3856392B2 (en) Evaluation method of natural ground in front of ground excavation part
CN110850472B (en) Variable offset distance advanced fault detection method based on shock wave excitation seismic source
Dickmann 3D Tunnel Seismic Prediction: A next generation tool to characterize rock mass condition ahead of the tunnel face
JP5186538B2 (en) Natural mountain exploration method
JP3308478B2 (en) Exploration method in front of tunnel face
JP2010038790A (en) Elastic wave probe system
JP6111107B2 (en) Elastic wave exploration method
JP5679804B2 (en) Geological exploration system
Besedina et al. Low-magnitude seismicity monitoring in rocks
Dickmann et al. Is geological uncertainty ahead of the face controllable

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20141111

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150929

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151006

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151116

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160301

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160412

TRDD Decision of grant or rejection written
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20160506

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160510

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160518

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5940303

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250