JP4344440B2

JP4344440B2 - Anchor device, system anchor, and method of seismic exploration or tomography

Info

Publication number: JP4344440B2
Application number: JP32226899A
Authority: JP
Inventors: ボルムギユンター; シユミツト−ハツテンベルカーコルネリア; ギーゼリユデイガー; ブリバツハイエンス
Original assignee: Helmholtz Zentrum Muenchen Deutsches Forschungszentrum fuer Gesundheit und Umwelt GmbH
Current assignee: Helmholtz Zentrum Muenchen Deutsches Forschungszentrum fuer Gesundheit und Umwelt GmbH
Priority date: 1998-11-13
Filing date: 1999-11-12
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2019-11-12
Also published as: DE19852455C2; JP2000147130A; DE19852455A1; ATE276429T1; EP1001134B1; EP1001134A1

Abstract

The arrangement has an anchoring rod (21) and an anchoring head with at least one vibration sensor mounted on the anchoring rod. Several vibration sensors (25-27) can be mounted at different relative positions in relation to the longitudinal axis of the anchoring rod. The sensors can be mounted in a fitting on the end of the rod remote from the anchoring head with a cable guide (22) from the sensors to the head. Independent claims are also included for a system anchoring arrangement for tunnel construction and for a method of high resolution seismic tomography.

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、アンカー装置（アンカー設備）に関し、特に、基礎工事、岩盤工事、鉱業または巨大構造物等用のアンカー構成要素（アンカー部品）、さらに地中音波（弾性波）探知器または加速度メータ等の地震センサ（受信素子）に関する。さらに本発明は、地殻または構造物（または建造物）における空間的に高解像度（高分解能）の地震学的探査方法および地震トモグラフィー（断層撮影）方法、特に坑内での地震（弾性波）岩盤探査（地山調査）（いわゆる“トンネルの地震探査（または地震予測）(Tunnel Seismic Prediction) ”またはＴＳＰ）の方法に関する。
【０００２】
【発明の背景】
トンネル・ボーリングマシン（ＴＢＭ、tunnel boring machine ）を用いて破砕（爆破）しながら山岳（地山、Gebirge ）にトンネルを建設する場合、掘進方向における固い岩盤の調査には岩盤または地山（Gebirge ）の地震（弾性波）予備探査が行われる。このような予備探査は、トンネルの掘進方向の前方と周辺領域における構造技術的に関係する岩盤（地山）の変化を予知し、さらに掘進方向の岩盤力学的（機械的）パラメータを獲得するためのものである。施行予定の“ＴＳＰ２０２システム”を用いた“Amberg Messtecknik（アンベルク測量技術）”（スイス）として知られている周知の予備探査方法を、図４を参照して以下説明する。
【０００３】
図４には、トンネル・ボーリングマシン４２を用いて山岳（地山）４１にトンネル４０を堀り進めている状態が概略的に縦断面の側面図で示されている。予備探査するために、トンネル４０内のトンネル・ボーリングマシン４２の後部において（またはトンネル・ボーリングマシンを用いない爆破掘進法でも）一連の個々の爆薬（爆発物）または紐状の爆薬４３によって一連の地震的爆発を発生させ、それによって振動信号または弾性波信号（音響信号）が掘進方向に伝播する。その信号は、その地山の岩盤の固さ(Gebirgsfestigkeit) が変化する領域（障害物、擾乱、岩石層の変化）において、地震波伝播（伝搬）速度が変化し、そのため一部反射する。反射した信号は地震波検出器（受信器、記録装置、容器、Aufnehmer ）４４で捕捉される。領域４１ａ、４１ｂにおいては反射信号の走行時間（走時）（“エコー走行時間”）が異なる。これによって、その領域の空間的位置、トンネル軸に対する交角（角度）、トンネルのブレスト（先端部、胸状部、切羽面）４５までの距離が計算できる。システムＴＳＰ２０２において、検出器４４は、力学（エネルギ）的に決定され岩盤（地山）に設置された、複数の高感度加速度計（メータ）を収容した管で構成されている。一連の地震的爆発は、個々の爆薬または紐状の爆薬４３とそれに付属する点火（起爆）装置とによって実現される。
【０００４】
しかし、上述の従来技術の予備探査方法は以下に述べる欠点を有する。検出器４４を取付けるためにはボーリング（穿孔）とその管のセメント固めとを別々に行う必要がある。さらに個々の爆薬または紐状の爆薬４３のためのショットホール（Schussbohrungen 、発破孔、装薬孔）を形成する必要がある。この方法は人手と時間がかかる。実際の地震波測定では、ショットホールに装填した爆薬を爆発させて地震波記録を行うためにはトンネルの掘進を中止する必要がある。これによって、本来のトンネル建設が妨げられ、時間が追加的に浪費される。別の問題点は、上述のシステムが少数の測定路（例えば４個）に制限されることで、このため岩盤（地山）に不均質性（異質部）が存在するとそれは不正確にしか捕捉されない。結論として、上述のシステムは、岩盤（地山）の不均質性の２次元的捕捉に、即ち、トンネルの掘進方向またはトンネル軸に関しておよびこれらから半径方向（放射状）の位置に関して、制限を受ける。従って、トンネルの周囲の岩盤（地山）に関する不完全な像（画像、影像）、およびトンネル構造に関係するパラメータの不完全な予測と資料（データ集）が得られるに過ぎない。
【０００５】
さらに山岳（地山）にトンネルを建設する場合、堅牢な支保工（支持枠）の代わりにトンネル壁のアンカー（固定装置）支保（支持）（システム・アンカー）を採用することは周知である。また、例えばガラス繊維（グラスファイバ）で補強された合成物質（プラスチック、合成樹脂、等）(glasfaserverstaerktem Kunststoff)を用いてつくられた岩盤アンカーまたはロックアンカー（いわゆる“ＧＦＫ”アンカー）が知られている。ＧＦＫアンカーは、例えばＨ．ヴァイトマンＡＧ(H. Weidmann AG)社（スイス）が販売している。１つのＧＦＫアンカーは、アンカーロッド（アンカー棒、アンカーボルト（ロックボルト）、Ankerstab ）、アンカープレート（アンカー板、定着板、Ankerplatte ）およびアンカーナット（Ankermutter ）からなり、その中で少なくともアンカーロッドは、ガラス繊維で補強された合成物質（プラスチック、合成樹脂、等）からなる。ＧＦＫアンカーは、トンネルから岩盤（地山）に適正に形成されたアンカー・ボーリング孔において合成樹脂接着剤とともに（を用いて）挿入され接着される（接着アンカー）。また、別の方法として、いわゆるインジェクション・アンカーまたは注入アンカー（ＧＦＫからなる）が用いられる。それは、中空管であり、２つの成分からなる合成樹脂接着材が、管を介して加圧（圧縮）され、内部（下方）開口端部より溢れ出て、アンカーとボーリング孔壁面との間の環状隙間を満たして接着するものである。その取付けは、その適用に応じて、トンネル壁において櫛状またはハリネズミ（放射）状に掘進方向に対して横方向または斜め方向に行われるか、またはトンネル掘進方向における先端部アンカー（先頭部アンカー）として行われる。ＧＦＫアンカーは、例えば、刊行物“Schweizer Baublatt（シュヴァイツアー・バウブラット）”（スイスの建設雑誌）（Ｎｒ．２４、１９９４）における“Sicherungs- und Befestigungstechnik in Untertagebau ”（坑内掘りにおける保全（保護）および固定技術）として記載されている。
【０００６】
ＰＣＴ出願の公開第ＷＯ９８／１９０４４号公報によって、岩盤（地山）における伸張計測（張力計測）用に製作された、ＧＦＫアンカーを基本（ベース）とするアンカー装置が公知である。このアンカー装置は、少なくとも１つの光導体と一体化され、少なくとも１つのブラッグ(Bragg) 格子を有し、例えば岩盤（地山）のまたは建造物における中空空間の壁面における伸張測定または力学的（エネルギ）測定に使用される。このような一体化された光導伝体を有するＧＦＫアンカーは、短時間で変化しやすい（高速可変の）伸張計測（数ｋＨｚ）を可能とする。しかし、光ファイバ・システムを用いた地震波振動の振幅の高解像度測定のための装置費用は、地中音波（弾性波）探知器の計測器に対する費用よりも遥かに高価である。
【０００７】
上記トンネル建設における地震波による予備探査の例で説明した問題点は、地殻の地震学的調査、または構造技術調査（例えば、発電所の壁、杭打ち基礎、その他の大きな構造物における構造技術調査）における共通の問題点でもある。即ち、その理由は、調査対象の地盤領域または構造物領域における不均質性（異質部）を、弾性波計測（音源測定）か振動計測で捕捉せざるを得ないからである。
【０００８】
【解決すべき課題】
従って、本発明の課題は、特にトンネル建設技術、地震学的調査および構造技術において、より改良された振動調査（弾性波探査）用の装置を実現することであり、その装置を使ってそれぞれの振動調査が最小の時間でより高い精度で実行されるようにすることである。また、本発明の課題は、特に、従来の２次元的調査を３次元調査に拡張可能にすることである。さらに、本発明の課題は、このような装置を導入してより改善された方法を実現することである。
【０００９】
【発明の概要】
このような課題は、請求項１、７、９および１１に記載した特徴を有するアンカー装置、システム・アンカーの検出器ロッド、およびトモグラフィーによる振動測定方法によって解決される。なお、本発明の有効な実施形態および応用は従属請求項に示されている。
【００１０】
即ち、本発明のアンカー装置は、アンカーロッド（２１）とアンカーヘッド（アンカー頭部、Ankerkopf ）とを備え、上記アンカーロッドに少なくとも１つの振動センサ（受信素子）（２５〜２７）を取付けたことを特徴とする。本発明の検出器ロッドは、少なくとも１つの振動センサ（２５〜２７）用の支持体を構成し、その振動センサが一体化されていることを特徴とする。本発明のトンネル建設または地上建設工事技術のためのシステム・アンカーは、複数の壁アンカー(Wandanker) からなり、壁アンカーの少なくとも１つは上述のアンカー装置によって構成されたものである。トンネル建設または建設技術のためのシステム配置は、上述の複数の検出器ロッドからなる。岩盤領域または構造物（建造物）における高解像度の地震学的探査またはトモグラフィーの方法は、少なくとも１つの上述のアンカー装置または少なくとも１つの上述の検出器ロッドが用いられ、地山岩または構造物（建造物）において弾性波を発生させ（励起し）異質部でエコー波を反射させるものである。
【００１１】
本発明の第１の重要な特徴（観点）は、特にアンカーロッドとアンカーヘッドを有するアンカー装置（またはアンカー構成要素または部品）である。その際、少なくとも１つの振動センサがアンカー装置にまたはその内部に取付けられる。振動センサとしては、例えば地中音波探知器および／または加速度メータが使用できる。特に、振動センサがアンカー装置と一体的になるように、センサをアンカーロッドの本体内にまたはアンカーヘッドの端部に一体的に取付けるようにする。好ましい実施形態では、少なくとも１つの地中音波探知器および／または加速度メータを取付けたＧＦＫ岩盤（地山）アンカーが用いられる。本発明のアンカー装置においては、別の仕様の岩盤アンカー（ロックアンカー）を基本（ベース）にしても同様に構成することができる。その少なくとも１つの振動センサは、少なくとも１つのその他の種類のセンサ（例えば、弾性波センサ（音響センサ）、地球物理学的数値即ち温度、圧力等を検出するためのセンサ）に置換することが可能である。
【００１２】
本発明の第２の重要な特徴は検出器ロッドである。これは少なくとも１つの振動センサの支持体として機能する。振動センサとして、例えば地中音波探知器および／または加速度メータを設置することもできる。検出器ロッドは、金属（例えば鋼）またはガラス繊維（ファイバ）で補強された合成物質（プラスチック、合成樹脂、等）からなる。検出器ロッドは、本発明のアンカー装置における（アンカーヘッドを別にして）例えばアンカーロッドを形成するようにしてもよい。
【００１３】
本発明のさらに重要な特徴は、複数の上述のアンカー装置または検出器ロッドの振動受信機（Empfaenger）配置を用いて空間的に高解像度（高分解能）の反射および屈折地震学的探査または地震トモグラフィーを実現することである。好ましい応用形態は、上記アンカー装置を少なくとも部分的に利用してトンネル壁を建造するときに地震受信機配置が得られるようなシステム・アンカーである。検出器ロッドを用いて、同様にこれらを例えばトンネル壁または構造物（建造物）にシステム配置（体系的に配置）することもできる。
【００１４】
本発明のさらに重要な特徴に従って、地山の固い岩盤にトンネルを建設するために上述の振動受信機配置を用いる地震学的な予備探査方法を説明する。
【００１５】
【発明の効果】
本発明は次のような利点を有する。振動センサをアンカー装置に一体化することによって、例えばトンネル壁の建造においてまたは建設技術における適用形態において、アンカー装置を必要な箇所に設置するときに同時に振動センサを興味（関心）のある測定位置に設置することが可能になる。本発明によるアンカー装置は２つの機能を有する。その１つは振動センサの支持体としての機能であり、もう１つは建造された壁を保護する機能である。本発明のアンカー装置は、この二重機能によって、従来のすべての振動センサ支持体と区別される。この利点は、本発明による検出器ロッドが保護機能をも有する場合は、そのロッドの構造に影響を与える。その構成によって測定の実施における時間の浪費を相当削減できる。さらに、比較的高密度でセンサを配置することができ、これによって高精度の３次元測定評価が可能になった。特に地中音波探知器または加速度メータを使用すると、工事区域条件において生じ得る障害（存在する障害物）に関係なく再生（再現）可能な測定値を確保できるという利点がある。また、岩石または構造物における僅かに広がったまたは伸長した異質部（不均質性）および／または変形（変化）をも捕捉し位置をつきとめることができる。測定値は直接アンカー装置で捕捉（確保）できる。本発明による予備探査方法は、トンネル建設作業で特別な事情のない限りルーチンとして（型通りの手順で）実行可能である。本発明の一体化されたセンサを有するアンカー装置は、反射地震学法において現れる動的信号を捕捉（測定）するのに最適である。
【００１６】
さらに、地震トモグラフィーのための測定および評価システムは、移動して実行することができる（モビリティがある）という利点を有する。測定および評価システムは、例えばトンネルまたは構造物においてそれぞれのアンカー装置における興味（関心）のある位置に接続（連結）可能である。振動センサの測定値は捕捉（検出）され評価される。測定および評価システムは、適切な振動の発生または励振によって周囲の岩盤（地山）または構造物からの連続する像（画像、影像）が得られる（算出される）ように、トンネル内に固定され、複数のまたはすべてのアンカー装置と結合され、並列的または直列的な探査（問い合わせ）に適合するようにできる。
【００１７】
発明の他の利点および発明の詳細は添付図面から明らかになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を山岳トンネル建設のためのアンカーの例で説明するが、本発明はこの適用例に限定されるものではなく、地殻または建設技術における他の地震（弾性波）測定にも適用可能である。さらに、以下で説明するアンカー装置に、振動センサ（受信素子）を一体化し、それと同時にまたはその代わりに、例えば上述のＰＣＴのＷＯ公開公報に従った伸張センサまたは上述の地球物理学的な数値を検出するセンサのような別のセンサを設けてもよい。
【００１９】
図１は、システム・アンカー（システム・アンカー装置、アンカー・システム）１２が設置された圧力のかかっている岩盤領域（地山域）１１におけるトンネル１０の長手方向（Ａ）および横断方向（Ｂ）の断面図である（Ｓ．フラーリ(Flury) 他の“Tunnel（トンネル）" １９９８、第２６頁以下による）。システム・アンカー１２は、横方向の壁アンカー（ウォール・アンカー）１２１と掘進切羽ブレスト（切羽先端部、切羽胸部、切羽面）の保全（保護）として機能する先端部アンカー（先頭部アンカー）１２２とを含んでいる。さらに、切羽コンクリート床面層１０１、注入コンクリート保護層（支保覆工）１０２、切羽コンクリート化粧層１０３（図１（Ａ））、変形可能な鋼製の建込み枠または支保工１０４（図１（Ｂ））等が図示されている。トンネルの直径は、例えば６ｍ〜１２ｍの範囲である。
【００２０】
システム・アンカー１２の壁アンカー１２１および１２２の取付け、またはシステム配置に応じた検出器（受信器、収容器）ロッド（棒）の設置は、周知のトンネル支保（支持枠、構造）に適合し、またトンネル壁における壁アンカーの密度および配置について所定の支保（構造）安定性を達成するのに必要な要件に適合する。従って、壁アンカー１２１、先端部アンカー１２２は、ハリネズミ状に（放射状に）、半径方向または軸方向に岩盤の岩の中に伸びるようにまたは広がるように配置される。さらに場合によっては、斜め（傾斜）壁アンカー１２３が組込まれる（挿入される）。この斜め壁アンカーは、半径方向配置の側面壁アンカー１２１から角度がずれトンネル軸１３に対して９０度より小さい角度をなしている。図１（Ａ）または（Ｂ）の上部にのみ示される斜め壁アンカー１２３は、トンネル領域のすべてに設けることができ、またトンネル軸１３に対するその傾斜角も変えることができる。斜め壁アンカー１２３は、支保強化機能を有するとともに、さらに特に周囲の岩盤（地山）の地震（弾性波）トモグラフィーの解像度の改善にも役立つ。（以下参照）
【００２１】
壁アンカー１２１〜１２３は、壁アンカーまたはアンカー要素もしくはアンカー部品としての全ての形態に適合できるので、センサと一体化させることが可能である。但し、ＧＦＫアンカーがより好ましい。個々のまたはすべての壁アンカー１２１〜１２３は、本発明によるアンカー装置であり、またはその適切な位置において本発明による検出器ロッド（棒）が設けられる。その詳細を図２を参照してさらに説明する。少なくとも１つの振動センサが取付けられた本発明による壁アンカーは、岩盤（地山）の空間的に高解像度（高分解能）の地震トモグラフィーを得るための受信アンテナ構造（配置）に構成されている。
【００２２】
図１に示されたハリネズミ状のシステム・アンカーにおける少なくとも１つの壁アンカーとしての本発明によるアンカー装置の詳細が、図２に概略的断面図で示されている。本発明による検出器ロッドは類似的にまたはアナログ的に（類似形態で）構成されている。図２（Ａ）は、アンカーヘッド（図示せず）即ち壁アンカー２０のトンネル軸側とは反対側の（トンネル軸から離れた）端部の状態を示している。その端部は、アンカー使用状態でケーブルガイドまたはケーブル導桿２２を内部に有するアンカーロッド（アンカーボルト）２１と、結合領域２４によってアンカーロッド２１と結合し３つの振動センサ２５、２６および２７を収容するアンカーロッド付加部（上部、Stabaufsatz ）２３と、壁アンカー２０を地山岩に接着する際に接着剤パトローネ（容器、カートリッジ、カプセル、Patrone ）を差込むために設けられたロッド先端部２８とを有する。壁アンカー２０の寸法は通常のＧＦＫアンカーの寸法に適合している。例えばアンカーロッド２１の直径は約２〜３ｃｍである。振動センサ２５、２６および２７に接続される電気信号線を（図示せず）通すケーブルガイド２２は、直径約５ｍｍである（インジェクション・アンカー（注入アンカー）の場合約１０ｍｍ）。アンカーロッド付加部２３の直径はアンカーロッド２１の直径に適合している（合っている）。アンカーロッド付加部２３の軸方向の長さは振動センサの数と大きさによって決まり、例えば約６ｃｍである。アンカーロッド付加部２３とアンカーロッド２１の間にある結合領域２４は、接着結合、嵌入（突込）接合またはネジ接合によって形成されている。
【００２３】
ロッド付加部２３は、例えば地中音波探知器および／または加速度メータを含む複数の振動センサを収容している。振動センサは、特に、岩石中で約５０００ｍ／ｓの地震波（弾性波）の伝播（伝搬）速度を約１〜２ｍの精度（分解能）で２．５ｋＨｚ〜３．０ｋＨｚに達する測定可能な周波数領域を有しなければならない。さらに、振動センサは、アンカーロッド付加部内に取付けられるような充分小さい寸法である必要がある。その振動センサは、市販されている小型振動センサであることが重要で、ここでは単に概略的に正方形および円形で図示している。地中音波探知器、例えばＧＳ−１４−ＬＤ、ＧＳ−１４−Ｌ３またはＧＳ−１４−Ｌ９型のものを使用したとき図２（Ｂ）に示す寸法ａ・ｂ（即ちａ×ｂ）は約１６・１８ｍｍ²（即ち約１６ｍｍ×約１８ｍｍ）である。本発明で使用される３つの地中音波探知器は特にすべての方向で動作するので、これらは空間的にどのような方向にも取付けることが可能である。
【００２４】
振動センサ２５、２６および２７は、エコー走行時間の評価、または励振と地中の異質部からの反射のいずれでも発生する受信機の地震波振動の時間サンプルの評価が、空間的にすべての振動伝播方向でも測定可能であるように、ロッド付加部２３に配置される。ここで第１の振動センサ２７は壁アンカー２０の長軸に対して同軸的に配置されている。他の２つの振動センサ２５および２６は、壁アンカー２０の長軸に対して相異なる方向に（例えば相互に直交する方向に）または長軸に関して相異なる相対的位置に、偏心的にロッド付加部２３の外側の壁（周壁）の内側にそれぞれ接するように配置されている。壁アンカーの長軸方向におけるその幾何学的配置は図２（Ｃ）に概略的な断面で示されている。中空孔内に収容されているセンサ配置の方向を示すために、ＧＦＫアンカーにはそのアンカーヘッドにマークが付けられている。
【００２５】
振動センサとして挿入される地中音波探知器は適用例に応じて選択される。約２０Ｈｚの固有周波数を有する電磁力学的測定原理に基づく地中音波探知器は特に速度測定に適し、それに対してｋＨｚ領域に固有周波数をもつピエゾ電気に基づく加速度メータは加速度検出（記録、捕捉）に適している。
【００２６】
図２（Ａ）によるロッド付加部２３の構造は適用例に応じて変更される。個々の検知器の数、３個より多いか少ないか、もその配置に影響を与える。その配置は、アンカーロッドの長軸に関して（対して）傾斜して配置された３軸方向に、または互いに直交する３軸方向に選択することが可能である。
【００２７】
振動センサを壁アンカー２０の端部にあるロッド付加部２３に配置したことは、本発明において大きな利点をもたらしている。地中音波探知器は、アンカーに力学的に強く固定され、ロッド本体２１ないしはロッド付加部２３およびその２部品間の接着部を通して直接周囲の岩盤の岩に機械的（力学的）に接触している。壁アンカー２０はロッド付加部２３の存在によってその安定性と機能が低下することはない。別の実施形態として、振動センサをロッド付加部でなくアンカーロッド２１の本体に直接一体化する方法もある。この方法は本体の直径が充分大きく、振動センサが充分小さい場合に適用される（例えば、マイクロシステムの場合に実施される）。
【００２８】
本発明によるアンカー装置の製作は基本的に従来のＧＦＫアンカーの製作と同様に行われる。その場合、ガラス繊維で補強された合成物質の製作においてケーブルガイド２２の導入と結合領域２４の形成は最初に行われる。ロッド先端部２８を有するロッド付加部２３は、信号線（図示せず）を通した後で、その場合別個に製作可能なキャップ（カッペ、Kappe ）として結合領域２４の上に載せることができる。
【００２９】
次に、本発明の方法による実施形態を図３を参照して説明する。図３は、岩盤（地山）３１におけるトンネル３０を、トンネル・ボーリングマシン３２および図１に示したように形成されたシステム・アンカー（システム・アンカー装置、アンカー・システム）３３とともに、概略的透視図で示している。トンネル・ボーリングマシン３２は励振（励起）装置３４（周波数約２〜６ｋＨｚ）を装備している。励振装置３４は、例えば機械的、電気力学的（動電気力学的）またはピエゾ電気的に地震振動（弾性波振動）を発生し、トンネル・ボーリングマシン３２の掘進ヘッド（掘進先端部、掘進先頭部、Vortriebskopf ）にまたは先に形成したボーリング孔（中ぐり穴、Bohrloch）に取付けられる。実際にはトンネル・ボーリングマシンを用いずに通常の爆破掘進が行われる場合にも、本発明は同様に適用できる。
【００３０】
本発明によれば、トンネルを掘り進める間に、高解像度（分解能）反射及び屈折地震学的探査または地震トモグラフィー測定が行われ、励振装置３４から発射された地震波（弾性波）は岩盤の岩３１に放射され、システム・アンカー（アンカー・システム）３３の壁アンカーによって、岩盤の岩３１にある異質部３１ａおよび３１ｂによって反射された地震波が受信される。振動センサを装備した本発明のシステム・アンカー３３の壁アンカーは、反射信号を時間、方向および／または振幅について選択的に受信して評価装置（図示せず）に伝達する。評価装置においては、岩盤領域（地山域）に存在する異質部または反射領域を有する興味（関心）のある岩盤領域の図面における信号の評価と発生が行われる。
【００３１】
励振装置をトンネル掘進領域に配置するのとは異なる他の方法として、地震波励振装置を、既に掘られたトンネル内、例えば従来のＴＳＰ２０２システムでよく知られているように、トンネル・ボーリングマシン３２の後方に配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明によるアンカー装置または検出器ロッドを配置したトンネルの長さ方向の概略的断面図である。
【図２】図２は、本発明のアンカー装置のアンカーロッドの端部の概略的拡大断面図である。
【図３】図３は、本発明の方法を示す概略的透視図である。
【図４】図４は、従来の予備探査方法を示す概略的断面図である。
【符号の説明】
１２システム・アンカー
１２１〜１２３壁アンカー
２０壁アンカー
２１アンカーロッド
２３ロッド付加部
２５〜２７振動センサ
３２トンネル・ボーリングマシン
３３システム・アンカー
３４励振装置[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an anchor device (anchor equipment), and in particular, an anchor component (anchor part) for foundation work, bedrock work, mining or a huge structure, an underground sound wave (elastic wave) detector, an accelerometer, and the like. It is related with an earthquake sensor (receiving element). Furthermore, the present invention relates to a spatially high resolution (high resolution) seismic exploration method and seismic tomography (tomography) method in the crust or structure (or building), particularly seismic (elastic wave) rock exploration in a mine. (Regional survey) (so-called “Tunnel Seismic Prediction” or TSP).
[0002]
BACKGROUND OF THE INVENTION
When a tunnel is built in a mountain (Gebirge) while crushing (blasting) using a tunnel boring machine (TBM), the rock or ground (Gebirge) is used for investigation of hard rock in the direction of excavation. Preliminary exploration of earthquakes (elastic waves) will be conducted. Such preliminary exploration is to predict changes in the rock (ground) related to the structural technology in the front and surrounding areas of the tunnel excavation direction, and to acquire rock mechanical (mechanical) parameters in the excavation direction. belongs to. A well-known preliminary exploration method known as “Amberg Messtecknik” (Switzerland) using the “TSP 202 system” to be implemented will now be described with reference to FIG.
[0003]
FIG. 4 is a side view schematically showing a longitudinal section showing a state where the tunnel 40 is dug into a mountain (natural mountain) 41 using the tunnel boring machine 42. For preliminary exploration, a series of individual explosives (explosives) or string-shaped explosives 43 are arranged at the rear of the tunnel boring machine 42 in the tunnel 40 (or even in a blasting method without using the tunnel boring machine). A seismic explosion occurs, whereby a vibration signal or elastic wave signal (acoustic signal) propagates in the direction of excavation. The signal is partially reflected in the region where the rock mass of the ground (Gebirgsfestigkeit) changes (obstacles, disturbances, changes in rock formations), and the seismic wave propagation (propagation) velocity changes. The reflected signal is captured by a seismic detector (receiver, recording device, container, Aufnehmer) 44. In the regions 41a and 41b, the traveling time (running time) ("echo traveling time") of the reflected signal is different. As a result, the spatial position of the region, the angle of intersection (angle) with respect to the tunnel axis, and the distance to the tunnel breast (tip, chest, face) 45 can be calculated. In the system TSP202, the detector 44 is composed of a tube containing a plurality of high-sensitivity accelerometers (meters) determined mechanically (energy) and installed on a rock (natural ground). A series of seismic explosions is realized by individual explosives or string-shaped explosives 43 and an ignition (detonation) device attached thereto.
[0004]
However, the above-described prior art preliminary exploration methods have the following drawbacks. In order to mount the detector 44, it is necessary to perform boring (drilling) and cementing the pipe separately. Furthermore, it is necessary to form shot holes (Schussbohrungen, blast holes, charge holes) for individual explosives or string-shaped explosives 43. This method is labor intensive and time consuming. In actual seismic wave measurement, it is necessary to stop the tunnel excavation in order to detonate the explosive loaded in the shot hole and record the seismic wave. This hinders the original tunnel construction and additionally wastes time. Another problem is that the system described above is limited to a small number of measurement paths (eg 4), so that if there is inhomogeneity (heterogeneous part) in the rock mass (natural ground), it can only be captured incorrectly. Not. In conclusion, the system described above is limited by the two-dimensional capture of rock mass (natural ground), i.e. with respect to the tunnel excavation direction or tunnel axis and with respect to the radial (radial) position therefrom. Therefore, an incomplete image (image, image) of the rock around the tunnel (ground) and an incomplete prediction and data (data collection) of parameters related to the tunnel structure can be obtained.
[0005]
Further, when a tunnel is constructed in a mountain (natural mountain), it is well known to employ a tunnel wall anchor (fixing device) support (support) (system anchor) instead of a robust support (support frame). Also known are rock anchors or rock anchors (so-called “GFK” anchors) made using, for example, synthetic materials (plastics, synthetic resins, etc.) reinforced with glass fibers (glass fibers) (glasfaserverstaerktem Kunststoff). The GFK anchor is, for example, H.264. It is sold by H. Weidmann AG (Switzerland). One GFK anchor consists of an anchor rod (anchor rod, anchor bolt (lock bolt), Ankerstab), an anchor plate (anchor plate, anchor plate, Ankerplatte) and an anchor nut (Ankermutter), in which at least the anchor rod is It consists of a synthetic material (plastic, synthetic resin, etc.) reinforced with glass fiber. The GFK anchor is inserted and bonded together with a synthetic resin adhesive (adhesive anchor) in an anchor / boring hole appropriately formed from the tunnel to the rock (natural ground). As another method, a so-called injection anchor or injection anchor (made of GFK) is used. It is a hollow tube, and a synthetic resin adhesive consisting of two components is pressurized (compressed) through the tube, overflows from the inner (lower) opening end, and between the anchor and the borehole wall surface. The annular gap is filled and bonded. Depending on the application, the attachment is carried out in the tunnel wall in a comb-like or hedgehog (radial) form transversely or obliquely with respect to the direction of excavation, or a tip anchor (head anchor) in the tunnel excavation direction As done. GFK anchors are, for example, “Sicherungs- und Befestigungstechnik in Untertagebau” (Conservation in underground mining) in the publication “Schweizer Baublatt” (Swiss Construction Magazine) (Nr. 24, 1994) and Fixed technology).
[0006]
A PCT application publication WO 98/19044 discloses an anchor device based on a GFK anchor, which is manufactured for extension measurement (tension measurement) in a rock (natural ground). This anchoring device is integrated with at least one light guide and has at least one Bragg grating, for example stretch measurement or mechanical (energy) on the wall of a hollow space in a rock mass or in a building. ) Used for measurement. A GFK anchor having such an integrated optical conductor enables extension measurement (several kHz) that is easy to change in a short time (variable at high speed). However, the cost of equipment for high resolution measurement of seismic vibration amplitudes using fiber optic systems is much higher than the cost of underground acoustic (elastic wave) detector instruments.
[0007]
The problems described in the example of preliminary exploration by seismic waves in the above tunnel construction are the seismological survey of the crust or the structural technology survey (for example, the structural technology survey of power plant walls, pile foundations, and other large structures). It is also a common problem in. That is, the reason is that the heterogeneity (heterogeneous part) in the ground area or structure area to be investigated must be captured by elastic wave measurement (sound source measurement) or vibration measurement.
[0008]
【task to solve】
Accordingly, an object of the present invention is to realize an improved apparatus for vibration investigation (elastic wave exploration), particularly in tunnel construction technology, seismological investigation and structural technology, It is to ensure that the vibration investigation is performed with higher accuracy in a minimum amount of time. In addition, an object of the present invention is to make it possible to extend a conventional two-dimensional survey to a three-dimensional survey. Furthermore, it is an object of the present invention to implement a more improved method by introducing such a device.
[0009]
Summary of the Invention
Such a problem is solved by an anchor device having the features as claimed in claims 1, 7, 9 and 11, a detector rod of the system anchor, and a method of vibration measurement by tomography. Advantageous embodiments and applications of the invention are indicated in the dependent claims.
[0010]
That is, the anchor device of the present invention includes an anchor rod (21) and an anchor head (anchor head, Ankerkopf), and at least one vibration sensor (receiving element) (25 to 27) is attached to the anchor rod. It is characterized by. The detector rod of the present invention constitutes a support for at least one vibration sensor (25 to 27), and the vibration sensor is integrated. The system anchor for tunnel construction or ground construction technology of the present invention comprises a plurality of wall anchors (Wandanker), and at least one of the wall anchors is constituted by the above-described anchor device. A system arrangement for tunnel construction or construction technology consists of a plurality of detector rods as described above. A method of high resolution seismic exploration or tomography in a rock region or structure (building) uses at least one of the above-mentioned anchor devices or at least one of the above-mentioned detector rods, and a natural rock or structure ( In the building), an elastic wave is generated (excited) and an echo wave is reflected at a heterogeneous portion.
[0011]
The first important feature (viewpoint) of the present invention is an anchoring device (or anchoring component or part) having in particular an anchor rod and an anchor head. In this case, at least one vibration sensor is attached to or within the anchor device. As the vibration sensor, for example, an underground sound detector and / or an accelerometer can be used. In particular, the sensor is mounted integrally in the body of the anchor rod or at the end of the anchor head so that the vibration sensor is integral with the anchor device. In a preferred embodiment, a GFK rock (ground) anchor with at least one underground acoustic detector and / or accelerometer is used. The anchor device of the present invention can be similarly configured even if a rock anchor (rock anchor) of another specification is used as a base (base). The at least one vibration sensor can be replaced with at least one other type of sensor (eg, an acoustic wave sensor (acoustic sensor), a geophysical value ie a sensor for detecting temperature, pressure, etc.) It is.
[0012]
The second important feature of the present invention is the detector rod. This functions as a support for at least one vibration sensor. As the vibration sensor, for example, an underground sound detector and / or an accelerometer can be installed. The detector rod is made of a synthetic material (plastic, synthetic resin, etc.) reinforced with metal (eg steel) or glass fiber (fiber). The detector rod may form, for example, an anchor rod in the anchor device of the present invention (apart from the anchor head).
[0013]
A further important feature of the present invention is that spatially high resolution (high resolution) reflection and refraction seismic exploration or seismic tomography using a plurality of the above-described anchor device or detector rod vibration receiver (Empfaenger) arrangements. Is to realize. A preferred application is a system anchor such that a seismic receiver arrangement is obtained when building a tunnel wall at least partially using the anchor device. Using detector rods, they can likewise be system-arranged (systematically), for example on tunnel walls or structures (buildings).
[0014]
In accordance with a further important feature of the present invention, a seismological preliminary exploration method using the above-described vibration receiver arrangement to construct a tunnel in a solid rock mass is described.
[0015]
【The invention's effect】
The present invention has the following advantages. By integrating the vibration sensor into the anchor device, for example in the construction of tunnel walls or in construction technology applications, the vibration sensor can be brought into a measuring position of interest at the same time when the anchor device is installed at the required location. It becomes possible to install. The anchor device according to the invention has two functions. One is a function as a support for the vibration sensor, and the other is a function of protecting the constructed wall. The anchor device of the present invention is distinguished from all conventional vibration sensor supports by this dual function. This advantage affects the structure of the rod if the detector rod according to the invention also has a protective function. This arrangement can significantly reduce the time spent in performing the measurement. Furthermore, the sensors can be arranged at a relatively high density, which enables highly accurate three-dimensional measurement evaluation. In particular, the use of an underground acoustic wave detector or an accelerometer has an advantage that a reproducible (reproducible) measurement value can be ensured regardless of an obstacle (an obstacle present) that may occur in a construction area condition. It can also capture and locate slightly widened or elongated heterogeneities (heterogeneity) and / or deformations (changes) in rocks or structures. Measurements can be captured (secured) directly by the anchor device. The preliminary exploration method according to the present invention can be executed as a routine (in a routine procedure) unless there are special circumstances in the tunnel construction work. The anchor device with integrated sensor of the present invention is optimal for capturing (measuring) dynamic signals appearing in reflection seismology.
[0016]
Furthermore, the measurement and evaluation system for seismic tomography has the advantage that it can be moved and performed (with mobility). The measurement and evaluation system can be connected to a position of interest in the respective anchoring device, for example in a tunnel or structure. The measured value of the vibration sensor is captured (detected) and evaluated. The measurement and evaluation system is fixed in the tunnel so that a continuous image (image, image) from the surrounding rock mass (ground) or structure is obtained (calculated) by appropriate vibration generation or excitation. , Combined with multiple or all anchor devices, can be adapted for parallel or serial exploration.
[0017]
Other advantages and details of the invention will become apparent from the accompanying drawings.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the present invention will be described with an example of an anchor for mountain tunnel construction, but the present invention is not limited to this application example, and is also applicable to other earthquake (elastic wave) measurement in the crust or construction technology. Is possible. Further, a vibration sensor (receiving element) is integrated into the anchor device described below, and at the same time or instead, for example, the extension sensor according to the above-mentioned PCT WO publication or the above-mentioned geophysical numerical value is obtained. Another sensor such as a sensor to detect may be provided.
[0019]
FIG. 1 shows a longitudinal direction (A) and a transverse direction (B) of a tunnel 10 in a rock area (natural area) 11 under pressure where a system anchor (system anchor device, anchor system) 12 is installed. (S. Flury et al. “Tunnel” 1998, page 26 et seq.). The system anchor 12 includes a lateral wall anchor (wall anchor) 121, a tip anchor (leading anchor) 122 that functions as a protection (protection) for the excavated face brace (face tip, face chest, face). Is included. Furthermore, the face concrete floor layer 101, the poured concrete protective layer (support lining) 102, the face concrete decorative layer 103 (FIG. 1 (A)), a deformable steel frame or support 104 (FIG. 1 ( B)) etc. are shown. The diameter of the tunnel is, for example, in the range of 6m to 12m.
[0020]
The mounting of the wall anchors 121 and 122 of the system anchor 12 or the installation of the detector (receiver, container) rod (bar) according to the system arrangement is compatible with the well-known tunnel support (support frame, structure) It also meets the requirements necessary to achieve a given support (structural) stability for the density and placement of wall anchors in the tunnel wall. Accordingly, the wall anchors 121 and the tip anchors 122 are arranged so as to extend or spread in the rock of the rock in a radial or axial direction in a hedgehog shape (radially). Further, in some cases, an oblique (inclined) wall anchor 123 is incorporated (inserted). This oblique wall anchor is offset from the side wall anchor 121 arranged in the radial direction and has an angle smaller than 90 degrees with respect to the tunnel axis 13. The oblique wall anchor 123 shown only in the upper part of FIG. 1 (A) or (B) can be provided in all of the tunnel region, and its inclination angle with respect to the tunnel axis 13 can also be changed. The oblique wall anchor 123 has a support strengthening function, and more particularly helps to improve the resolution of earthquake (elastic wave) tomography of the surrounding rock mass (natural ground). (See below)
[0021]
Since the wall anchors 121 to 123 can be adapted to all forms of wall anchors or anchor elements or anchor parts, they can be integrated with the sensor. However, a GFK anchor is more preferable. The individual or all wall anchors 121 to 123 are anchor devices according to the invention or are provided with detector rods according to the invention in their appropriate positions. Details thereof will be further described with reference to FIG. The wall anchor according to the present invention, to which at least one vibration sensor is attached, is configured in a receiving antenna structure (arrangement) for obtaining a spatially high resolution (high resolution) seismic tomography of a rock (natural ground).
[0022]
Details of the anchor device according to the invention as at least one wall anchor in the hedgehog-like system anchor shown in FIG. 1 are shown in schematic cross-section in FIG. The detector rod according to the invention is constructed in a similar or analog manner (in a similar form). FIG. 2A shows the state of the anchor head (not shown), that is, the end of the wall anchor 20 opposite to the tunnel axis side (away from the tunnel axis). The end portion is connected to the anchor rod 21 with an anchor rod (anchor bolt) 21 having a cable guide or cable guide 22 inside when the anchor is used, and accommodates three vibration sensors 25, 26, and 27 by a coupling region 24. An anchor rod addition portion (upper, Stabaufsatz) 23 to be attached, and a rod tip portion 28 provided for inserting an adhesive cartridge (container, cartridge, capsule, Patrone) when the wall anchor 20 is bonded to natural rock. Have The dimensions of the wall anchor 20 are adapted to the dimensions of a normal GFK anchor. For example, the diameter of the anchor rod 21 is about 2 to 3 cm. The cable guide 22 through which electrical signal lines connected to the vibration sensors 25, 26 and 27 (not shown) are passed has a diameter of about 5 mm (in the case of an injection anchor (injection anchor), about 10 mm). The diameter of the anchor rod adding portion 23 is matched (matched) with the diameter of the anchor rod 21. The axial length of the anchor rod adding portion 23 is determined by the number and size of the vibration sensors, and is about 6 cm, for example. The coupling region 24 between the anchor rod addition portion 23 and the anchor rod 21 is formed by adhesive bonding, fitting (intrusion) bonding, or screw bonding.
[0023]
The rod addition unit 23 accommodates a plurality of vibration sensors including, for example, an underground sound detector and / or an accelerometer. In particular, the vibration sensor is a measurable frequency range in which the propagation speed of a seismic wave (elastic wave) of about 5000 m / s in rocks reaches 2.5 kHz to 3.0 kHz with an accuracy (resolution) of about 1 to 2 m. Must have. Furthermore, the vibration sensor needs to be of a sufficiently small size so that it can be mounted in the anchor rod appendage. It is important that the vibration sensor is a small vibration sensor that is commercially available, and is illustrated here simply and schematically as square and circular. When an underground sound detector, for example, GS-14-LD, GS-14-L3 or GS-14-L9 type is used, the dimension a · b (ie, a × b) shown in FIG. 16.18mm ² (Ie, about 16 mm × about 18 mm). Since the three underground sound detectors used in the present invention operate in all directions in particular, they can be mounted in any direction in space.
[0024]
The vibration sensors 25, 26 and 27 are used to evaluate the time of echo travel time, or to evaluate the time samples of the seismic vibrations of the receiver, which are generated either by excitation or reflection from heterogeneous parts in the ground. It arrange | positions at the rod addition part 23 so that it can measure also in a direction. Here, the first vibration sensor 27 is arranged coaxially with respect to the long axis of the wall anchor 20. The other two vibration sensors 25 and 26 are eccentrically attached to the rod appendage in different directions with respect to the long axis of the wall anchor 20 (eg in directions perpendicular to each other) or at different relative positions with respect to the long axis. It arrange | positions so that each may contact | connect the inner side of the outer wall (circumferential wall) of 23, respectively. The geometrical arrangement of the wall anchors in the longitudinal direction is shown in schematic cross section in FIG. The GFK anchor is marked on its anchor head to indicate the direction of sensor placement accommodated in the hollow hole.
[0025]
The underground sound detector inserted as a vibration sensor is selected according to the application example. A subsurface acoustic wave detector based on the principle of electrodynamic measurement with a natural frequency of about 20 Hz is particularly suitable for velocity measurement, whereas a piezoelectric accelerometer with a natural frequency in the kHz range is acceleration detection (recording, acquisition). Suitable for
[0026]
The structure of the rod addition part 23 according to FIG. 2A is changed according to the application example. The number of individual detectors, more or less than three, also affects their placement. The arrangement can be selected in a triaxial direction which is inclined with respect to the long axis of the anchor rod or in a triaxial direction perpendicular to each other.
[0027]
The arrangement of the vibration sensor in the rod addition 23 at the end of the wall anchor 20 provides a great advantage in the present invention. The underground sound detector is mechanically strongly fixed to the anchor, and is in mechanical (mechanical) contact with the rock of the surrounding rock mass directly through the rod body 21 or the rod addition portion 23 and an adhesive portion between the two parts. Yes. The stability and function of the wall anchor 20 is not deteriorated by the presence of the rod addition portion 23. As another embodiment, there is a method in which the vibration sensor is directly integrated with the main body of the anchor rod 21 instead of the rod addition portion. This method is applied when the diameter of the main body is sufficiently large and the vibration sensor is sufficiently small (for example, in the case of a micro system).
[0028]
The anchor device according to the present invention is basically manufactured in the same manner as the conventional GFK anchor. In that case, the introduction of the cable guide 22 and the formation of the coupling region 24 are first performed in the production of a synthetic material reinforced with glass fibers. The rod addition portion 23 having the rod tip portion 28 can be placed on the coupling region 24 as a cap (Kappe) which can be manufactured separately after passing through a signal line (not shown).
[0029]
Next, an embodiment according to the method of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic perspective view of a tunnel 30 in a rock mass (natural ground) 31 together with a tunnel boring machine 32 and a system anchor (system anchor device, anchor system) 33 formed as shown in FIG. It is shown in the figure. The tunnel boring machine 32 is equipped with an excitation device 34 (frequency about 2 to 6 kHz). The exciter 34 generates seismic vibration (elastic wave vibration) mechanically, electrodynamically (electrodynamically) or piezoelectrically, for example, and the excavation head of the tunnel boring machine 32 (excavation tip portion, excavation head portion). , Vortriebskopf) or in a previously formed borehole (Bohrloch). In practice, the present invention can be similarly applied to a case where a normal blasting excavation is performed without using a tunnel boring machine.
[0030]
According to the present invention, high-resolution (resolution) reflection and refraction seismic exploration or seismic tomography measurements are performed during tunneling, and the seismic waves (elastic waves) emitted from the exciter 34 are the rock 31 of the rock mass. The seismic wave reflected by the heterogeneous portions 31a and 31b in the rock 31 of the rock mass is received by the wall anchor of the system anchor (anchor system) 33. The wall anchor of the system anchor 33 of the present invention equipped with a vibration sensor selectively receives the reflected signal in time, direction and / or amplitude and transmits it to an evaluation device (not shown). In the evaluation apparatus, evaluation and generation of a signal in a drawing of an interested rock area having a heterogeneous portion or a reflection area existing in the rock area (natural area) are performed.
[0031]
As an alternative to placing the exciter in the tunnel excavation area, the seismic exciter can be placed in an already excavated tunnel, such as the tunnel boring machine 32, as is well known in conventional TSP 202 systems. You may arrange | position behind.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view in the longitudinal direction of a tunnel in which an anchor device or detector rod according to the present invention is arranged.
FIG. 2 is a schematic enlarged sectional view of an end of an anchor rod of the anchor device of the present invention.
FIG. 3 is a schematic perspective view illustrating the method of the present invention.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a conventional preliminary exploration method.
[Explanation of symbols]
12 System anchor
121-123 Wall anchor
20 Wall anchor
21 Anchor rod
23 Rod addition part
25-27 Vibration sensor
32 Tunnel boring machine
33 System Anchor
34 Exciter

Claims

An anchor device suitable for wall support , comprising an anchor rod , an anchor head, and at least one vibration sensor attached to the anchor rod ,
The vibration sensor is disposed at an end of the anchor rod away from the anchor head;
The anchor device, wherein the anchor rod has a cable guide extending from the vibration sensor to the anchor head .

Before Symbol vibration sensor (25-27) is one that is located on the rod adding unit (23) at the end of the previous SL anchor rod (21), an anchor device according to claim 1.

Comprising a vibration sensor multiple (25-27), the plurality vibration sensors is shall to have a different relative position to each other regarding the front Symbol anchor rod (21), respectively, according to claim 1 Anchor device.

The anchor device according to any one of claims 1 to 3, comprising three vibration sensors (25 to 27), wherein the three sensors are arranged so that their directions are orthogonal to each other.

Before Symbol vibration sensor (25-27) is made of ground wave detectors and / or accelerometer, an anchor device according to claim 4.

Before Symbol anchor rod (21) is made of a synthetic material reinforced with glass fiber, anchoring device according to any one of claims 1 to 5.

Comprising a plurality of wall anchors, a system anchor for tunnel construction or earth construction technology, at least one of the previous Kikabe anchor made form the anchoring device according to any one of claims 1 to 6 A system anchor.

The acoustic wave excited in the earth Yamaiwa or structure, is reflected echo waves with heterogeneous unit,
Detecting the reflected echo wave using at least one anchor device according to any one of claims 1 to 6.
A method of high-resolution seismic exploration or tomography in a rock region or structure characterized by:

The method according to claim 8 , wherein the system anchor (12, 33) is used for high resolution seismic exploration or tomography of natural ground.

10. An exciter of seismic waves according to claim 9 , wherein an exciter (34) in the excavation head of a tunnel boring machine (32) is used to generate an excitation of seismic waves in the rock, in a previously formed borehole or in a blast excavation. Method.