JP6391010B2 - トンネル切羽前方の透水特性の評価方法および評価システム - Google Patents
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Description
まず、本発明に係るトンネル切羽前方の透水特性の評価方法の実施の形態について図1〜図6を参照しながら説明する。
次に、本発明による透水特性の具体的な評価方法について、断面二次元FEM解析による注水排水試験のシミュレーションを用いて具体的に説明する。
まず、比貯留係数Ss=1×10−4 1/mの場合について、透水係数kを変化させて水位変動量s(注水孔Aの注水水位、排水孔Bの湧水水位)の経時変化を計算した。この結果を図3に示す。また、図3に対応する透水係数kと水位上昇量s(試験最終段階の水位変動量s)の関係をまとめたものを図4に示す。
一方、透水係数k=1×10−3m/minの場合について、比貯留係数Ssを変化させて水位変動量s(注水孔Aの注水水位、排水孔Bの湧水水位)の経時変化を計算した。この結果を図5に示す。
例えば、まず、比貯留係数Ss=1×10−4 1/mと仮定し、実際の注水排水試験によって得られる注水圧、排水圧の経時変化より、試験最終段階の水位変動量sを計算する。この結果、例えば水位変動量s=6.0mが得られたとする。図3または図4を参照すれば、この場合の透水係数kは、k=1×10−3m/min程度と読み取れる。
図6は、本発明による注水排水試験と、従来の排水単独試験との場合について水位変動量の経時変化を比較したものである。この図に示すように、従来の排水単独試験では水位変動量sが定常状態に至るまでに比較的長時間を要するのに対し、本発明による注水排水試験の場合では、比較的短時間で定常状態に至ることがわかる。
次に、本発明に係るトンネル切羽前方の透水特性の評価システムの実施の形態について図7を参照しながら説明する。
B 排水孔
1 トンネル
2 切羽
3 岩盤
4 孔口保護工
10 注水手段
20 排水手段
30 測定手段
40 評価手段
50 予測手段
100 トンネル切羽前方の透水特性の評価システム
Claims (10)
- トンネルの切羽前方の岩盤の透水特性を評価する方法であって、
切羽前方の岩盤に所定の孔間距離を隔ててトンネル軸に沿って削孔した2つのボーリング孔のうちいずれか一方を注水孔に設定するとともに、他方を排水孔に設定し、
注水孔に注水すると同時に、注水した量と同量を排水孔から排水しながら、このときの注水圧、排水圧の経時変化を測定し、測定した値をもとに岩盤の透水特性を評価することを特徴とするトンネル切羽前方の透水特性の評価方法。 - 岩盤の透水特性として、透水係数と比貯留係数の少なくとも一方を評価す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の透水特性の評価方法。
- 注水孔と排水孔の孔間距離を切羽の面積に応じて設定したことを特徴とする請求項1または2に記載のトンネル切羽前方の透水特性の評価方法。
- 評価した岩盤の透水特性に基づいて、切羽前方を掘削した際の湧水量、水圧および排水時間の少なくとも一つを予測することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載のトンネル切羽前方の透水特性の評価方法。
- 注水孔と排水孔の注排水を停止した状態で、注水孔と排水孔の水圧の経時変化を測定し、測定した値をもとに岩盤内の地下水の状況を評価することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載のトンネル切羽前方の透水特性の評価方法。
- トンネルの切羽前方の岩盤の透水特性を評価するシステムであって、
切羽前方の岩盤に所定の孔間距離を隔ててトンネル軸に沿って削孔した2つのボーリング孔のうちいずれか一方に設定した注水孔と、いずれか他方に設定した排水孔と、
注水孔に注水する注水手段と、排水孔から排水する排水手段と、
注水孔に注水すると同時に、注水した量と同量を排水孔から排水しながら、このときの注水圧、排水圧の経時変化を測定する測定手段と、
測定した値をもとに岩盤の透水特性を評価する評価手段とを備えることを特徴とするトンネル切羽前方の透水特性の評価システム。 - 評価手段は、岩盤の透水特性として、透水係数と比貯留係数の少なくとも一方を評価することを特徴とする請求項6に記載のトンネル切羽前方の透水特性の評価システム。
- 注水孔と排水孔の孔間距離を切羽の面積に応じて設定したことを特徴とする請求項6または7に記載のトンネル切羽前方の透水特性の評価システム。
- 評価した岩盤の透水特性に基づいて、切羽前方を掘削した際の湧水量、水圧および排水時間の少なくとも一つを予測する予測手段をさらに備えることを特徴とする請求項6〜8のいずれか一つに記載のトンネル切羽前方の透水特性の評価システム。
- 評価手段は、注水孔と排水孔の注排水を停止した状態で、注水孔と排水孔の水圧の経時変化を測定し、測定した値をもとに岩盤内の地下水の状況を評価することを特徴とする請求項6〜9のいずれか一つに記載のトンネル切羽前方の透水特性の評価システム。
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