JPH04161588A - 油圧ドリルによる削孔データを用いた岩盤評価及び切羽前方地質の予測方法 - Google Patents
油圧ドリルによる削孔データを用いた岩盤評価及び切羽前方地質の予測方法Info
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- JPH04161588A JPH04161588A JP2281759A JP28175990A JPH04161588A JP H04161588 A JPH04161588 A JP H04161588A JP 2281759 A JP2281759 A JP 2281759A JP 28175990 A JP28175990 A JP 28175990A JP H04161588 A JPH04161588 A JP H04161588A
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Landscapes
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- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、トンネル等の地下空洞を掘削する際の油圧ド
リルによる削孔データを用いた岩盤評価及び切羽前方地
質の予測方法に関する。
リルによる削孔データを用いた岩盤評価及び切羽前方地
質の予測方法に関する。
［従来の技術］
トンネル等の地下空洞の掘削に際し、切羽前方あるいは
空洞周辺の地質を的確に評価、予測することは、施工を
進める上から極めて重要である。
空洞周辺の地質を的確に評価、予測することは、施工を
進める上から極めて重要である。
従来の施工時における岩盤評価及び地質の予測は、空洞
壁面における地質観察結果に基づいて行っており、その
結果、大規模な断層破砕帯の出現が予想される場合等に
、コアボーリングにより調査を行うようにしていた。
壁面における地質観察結果に基づいて行っており、その
結果、大規模な断層破砕帯の出現が予想される場合等に
、コアボーリングにより調査を行うようにしていた。
［発明が解決しようとする課題］
しかし、岩盤の評価及び地質の予測は、あくまでも壁面
での分布から判断せざるを得ず、また、ポーリング調査
は、切羽の進行を止めるか横孔を掘削して実施する必要
があり、工期・工費を圧迫して工事進捗に支障をきたす
場合が多い。
での分布から判断せざるを得ず、また、ポーリング調査
は、切羽の進行を止めるか横孔を掘削して実施する必要
があり、工期・工費を圧迫して工事進捗に支障をきたす
場合が多い。
本発明は、工事の進捗を妨げることなく、より原位置に
即した方法で迅速かつ的確に行うことができる油圧ドリ
ルによる削孔データを用いた岩盤評価及び切羽前方地質
の予測方法を提供することを目的としている。
即した方法で迅速かつ的確に行うことができる油圧ドリ
ルによる削孔データを用いた岩盤評価及び切羽前方地質
の予測方法を提供することを目的としている。
［知見］
本発明者は種々研究の結果、施工上ごく一般的に用いら
れている油圧式パーカッションドリルによって削孔する
際の削孔速度、打撃エネルギ等は、岩盤の硬さ、亀裂の
多少等によって変化するので、これらの削孔データは岩
盤評価に活用可能であることを見出した。
れている油圧式パーカッションドリルによって削孔する
際の削孔速度、打撃エネルギ等は、岩盤の硬さ、亀裂の
多少等によって変化するので、これらの削孔データは岩
盤評価に活用可能であることを見出した。
具体的には、例えば地下石油備蓄基地建設工事のうち、
水封トンネル工事における水封ポーリング孔の削孔時に
、事前に試験削孔を行い、岩盤等級毎の破壊エネルギを
確率・統計的手法を用いて把握することにより、破壊エ
ネルギをパラメータとした岩盤評価が可能であり、その
破壊エネルギの分布を解析することにより原位置に即し
た地質状況の予測が可能であるとの知見を得た。
水封トンネル工事における水封ポーリング孔の削孔時に
、事前に試験削孔を行い、岩盤等級毎の破壊エネルギを
確率・統計的手法を用いて把握することにより、破壊エ
ネルギをパラメータとした岩盤評価が可能であり、その
破壊エネルギの分布を解析することにより原位置に即し
た地質状況の予測が可能であるとの知見を得た。
［課題を解決するための手段］
本発明によれば、油圧式パーカッションドリルで削孔し
、削孔により得られた掘削深度と各深度における累積掘
削時間、瞬間削孔速度、ピストン打撃エネルギ、給進力
、トルク、送水圧の削孔データファイルを作成し、該フ
ァイルをパーソナルコンピュータで一括処理して破壊エ
ネルギを算出して単位孔長当りの平均破壊エネルギを算
出し、確率・統計的手法により岩盤等級と破壊エネルギ
との対応付けを行い、破壊エネルギによる岩盤評価を実
施し、大型コンピュータによる画像処理を行い、破壊エ
ネルギの分布状況を把握して切羽前方地質を予測するこ
とを特徴としている。
、削孔により得られた掘削深度と各深度における累積掘
削時間、瞬間削孔速度、ピストン打撃エネルギ、給進力
、トルク、送水圧の削孔データファイルを作成し、該フ
ァイルをパーソナルコンピュータで一括処理して破壊エ
ネルギを算出して単位孔長当りの平均破壊エネルギを算
出し、確率・統計的手法により岩盤等級と破壊エネルギ
との対応付けを行い、破壊エネルギによる岩盤評価を実
施し、大型コンピュータによる画像処理を行い、破壊エ
ネルギの分布状況を把握して切羽前方地質を予測するこ
とを特徴としている。
［作用］
本発明によれば知見に示した通り、施工上ごく一般的に
用いられる油圧式パーカッションドリルによって削孔す
る際の削孔速度、打撃エルルギ等は、岩盤の硬さ、亀裂
の多少により変化する。したがって、事前に試験削孔し
て岩盤等級毎の破壊エネルギを確率・統計的手法を用い
て把握し、破壊エネルギをパラメータとして岩盤評価を
行い、その破壊エネルギの分布を解析して原位置に即し
た切羽前方地質を予測する。
用いられる油圧式パーカッションドリルによって削孔す
る際の削孔速度、打撃エルルギ等は、岩盤の硬さ、亀裂
の多少により変化する。したがって、事前に試験削孔し
て岩盤等級毎の破壊エネルギを確率・統計的手法を用い
て把握し、破壊エネルギをパラメータとして岩盤評価を
行い、その破壊エネルギの分布を解析して原位置に即し
た切羽前方地質を予測する。
［実施例］
以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１−図及び第２図には、本発明における削孔データを
得る油圧式パーカッションドリルＡが示されている。図
においてドリルＡには、深度・速度センサであるロータ
リエンコーダ１、ビットロード用の圧力センサ２、トル
ク用の圧力センサ３、送水圧用の圧力センサ４及び空送
り防雨用の圧力スイッチ５が設けられ、これらはタイマ
を内蔵した磁気記録装置６にそれぞれ接続されている。
得る油圧式パーカッションドリルＡが示されている。図
においてドリルＡには、深度・速度センサであるロータ
リエンコーダ１、ビットロード用の圧力センサ２、トル
ク用の圧力センサ３、送水圧用の圧力センサ４及び空送
り防雨用の圧力スイッチ５が設けられ、これらはタイマ
を内蔵した磁気記録装置６にそれぞれ接続されている。
現場における削孔データの測定に際し第３図に示すよう
に、ポーリングのＩＤ（使用）を入力しくステップＳ１
）、データサンプリングの時間間隔を設定しくステップ
Ｓ２）、油圧ドリルをセットシ（ステップＳ３）、深度
零点を調整して（ステップＳ４）、削孔を開始する（ス
テップＳ５）。
に、ポーリングのＩＤ（使用）を入力しくステップＳ１
）、データサンプリングの時間間隔を設定しくステップ
Ｓ２）、油圧ドリルをセットシ（ステップＳ３）、深度
零点を調整して（ステップＳ４）、削孔を開始する（ス
テップＳ５）。
そこで、磁気記録部６において、各センサ１〜５からの
信号に基づき、掘削深度と各深度における累積掘削時間
、瞬間削孔速度、ピストン打撃エネルギ、給進力、トル
ク、送水圧の削孔データファイルを自動的に例えば３．
５インチフロッピィディスクＤ１に記録する（ステップ
Ｓ６）。そして、削孔が終了しくステップＳ７）、他の
ポーリング孔の削孔がない場合は（ステップＳ８）、終
了する。
信号に基づき、掘削深度と各深度における累積掘削時間
、瞬間削孔速度、ピストン打撃エネルギ、給進力、トル
ク、送水圧の削孔データファイルを自動的に例えば３．
５インチフロッピィディスクＤ１に記録する（ステップ
Ｓ６）。そして、削孔が終了しくステップＳ７）、他の
ポーリング孔の削孔がない場合は（ステップＳ８）、終
了する。
第４図には、現場でのデータ処理（日常処理）に使用さ
れる機器構成が示されている。この主機器である３、５
インチフロッピィディスクドライブを備えたパーソナル
コンピュータ１０には、プリンタ１１とグラフィックプ
ロッタ１２とが接続されている。
れる機器構成が示されている。この主機器である３、５
インチフロッピィディスクドライブを備えたパーソナル
コンピュータ１０には、プリンタ１１とグラフィックプ
ロッタ１２とが接続されている。
日常処理に際し第５図に示すように、削孔日報作成プロ
グラムを起動しくステップ５１０）、フロッピィディス
クＤ１を日報出力処理し、削孔データファイルを３．５
インチフロッピィディスクＤ２に記録する。次いて、プ
リンタ１１、プロッタ１２に出力し、第６図に示す削孔
日報Ｒ１、掘削記録Ｒ２を作成する（ステップ５１２）
。そして、他の出力すべきデータが無い場合は（ステラ
プ５１３）、終了する。これらのデータＲ１、Ｒ２は、
日常の削孔管理に使用される。
グラムを起動しくステップ５１０）、フロッピィディス
クＤ１を日報出力処理し、削孔データファイルを３．５
インチフロッピィディスクＤ２に記録する。次いて、プ
リンタ１１、プロッタ１２に出力し、第６図に示す削孔
日報Ｒ１、掘削記録Ｒ２を作成する（ステップ５１２）
。そして、他の出力すべきデータが無い場合は（ステラ
プ５１３）、終了する。これらのデータＲ１、Ｒ２は、
日常の削孔管理に使用される。
第８図には、岩盤評価・地質予測解析（−括処理）に使
用される機器構成が示されている。
用される機器構成が示されている。
この機器は、日常処理と同様なパーソナルコンピュータ
１０及びプリンタ１１と、大型コンピュータ２０とから
構成されている。
１０及びプリンタ１１と、大型コンピュータ２０とから
構成されている。
岩盤評価・地質予測解析に際し第９図に示すように、パ
ーソナルコンピュータ２０においてフロッピィディスク
Ｄ２の削孔データファイルをファイルコンバート処理し
くステップ５２０）、−括コマントによる破壊エネルギ
を算出する（ステップ５２１）。すなわち、破壊エネル
ギとは、油圧ドリルが削孔に要した、つまり岩盤を破壊
するに要したエネルギであり、次式で表される。
ーソナルコンピュータ２０においてフロッピィディスク
Ｄ２の削孔データファイルをファイルコンバート処理し
くステップ５２０）、−括コマントによる破壊エネルギ
を算出する（ステップ５２１）。すなわち、破壊エネル
ギとは、油圧ドリルが削孔に要した、つまり岩盤を破壊
するに要したエネルギであり、次式で表される。
Ｅｖ＝ （ＥｓｘＮＳ）／ （ＶｄｘＡｒ）ここで、Ｅ
ｖ：破壊エネルギ ＥＳ：ピストン打撃エネルギ Ｎｓ：ピストン打撃回数 Ｖｄ：掘進速度 Ａｒ：削孔断面積 しかし、油圧ドリルによる動的な掘削であるため、測定
データの瞬間削孔速度を用いると、計算値のバラツキが
大きくなることが予想されるので、算出した破壊エネル
ギの平滑化を振動解析等で一般に用いられているハニン
グ式により行い、第１０図に示す破壊エネルギの深度分
布図Ｒ３を得る。
ｖ：破壊エネルギ ＥＳ：ピストン打撃エネルギ Ｎｓ：ピストン打撃回数 Ｖｄ：掘進速度 Ａｒ：削孔断面積 しかし、油圧ドリルによる動的な掘削であるため、測定
データの瞬間削孔速度を用いると、計算値のバラツキが
大きくなることが予想されるので、算出した破壊エネル
ギの平滑化を振動解析等で一般に用いられているハニン
グ式により行い、第１０図に示す破壊エネルギの深度分
布図Ｒ３を得る。
次いで、単位長当りの平均破壊エネルギを算出しくステ
ップ５２１ａ）、確率・統計的手法による岩盤等級と破
壊エネルギとの対応付けを行う（ステップ５２２）。例
示すると、壁面での地質観察結果から評価された岩盤等
級と、削孔データから算出した破壊エネルギとの相関性
を求めるに当り、先ず、トンネル壁面から１０ｍ以浅０
単位孔長当りの破壊エネルギを算出し、第１１図に示す
ような算出結果と岩盤等級との相関性を示す同数分布図
Ｒ４を求める。この分布図Ｒ４においては、対象とした
ポーリング孔にＨ級は存在しないが、Ｍ級とＬ級の２集
団の間に明確な差異が現れていることが分る。
ップ５２１ａ）、確率・統計的手法による岩盤等級と破
壊エネルギとの対応付けを行う（ステップ５２２）。例
示すると、壁面での地質観察結果から評価された岩盤等
級と、削孔データから算出した破壊エネルギとの相関性
を求めるに当り、先ず、トンネル壁面から１０ｍ以浅０
単位孔長当りの破壊エネルギを算出し、第１１図に示す
ような算出結果と岩盤等級との相関性を示す同数分布図
Ｒ４を求める。この分布図Ｒ４においては、対象とした
ポーリング孔にＨ級は存在しないが、Ｍ級とＬ級の２集
団の間に明確な差異が現れていることが分る。
そこで、２集団の有意差を検証するために、先ず各集団
を正規分布と仮定し、コルモゴロフースミルノフ検定法
による検定を行い、第１２図に示す検定結果図Ｒ５を得
た。この図Ｒ５から、Ｍ級、Ｌ級共に有意水準を５％と
した場合、充分に正規分布をなしていることが分る。
を正規分布と仮定し、コルモゴロフースミルノフ検定法
による検定を行い、第１２図に示す検定結果図Ｒ５を得
た。この図Ｒ５から、Ｍ級、Ｌ級共に有意水準を５％と
した場合、充分に正規分布をなしていることが分る。
次に、この分布状況を基に２集団の判別の検討を行い、
第１３図に示す検討結果図Ｒ６を得た。
第１３図に示す検討結果図Ｒ６を得た。
この結果、図Ｒ６によれば、２集団の相関比は、η２雪
１であり、明らかにＭ級岩盤とＬ級岩盤との破壊エネル
ギには差異があり、判別点は、約５０００ ｋｇ ｆ
／ｃＸｌ／ ｍで、その判別点における判別率は約７５
％であることが確認される。
１であり、明らかにＭ級岩盤とＬ級岩盤との破壊エネル
ギには差異があり、判別点は、約５０００ ｋｇ ｆ
／ｃＸｌ／ ｍで、その判別点における判別率は約７５
％であることが確認される。
次いで、破壊エネルギによる岩盤評価を実施しくステッ
プ５２３）、大型コンピュータで画像処理を行い、破壊
エネルギの分布状況を把握しくステップ５２４）、他に
出力すべきデータが無い場合は（ステップ５２５）、終
了する。
プ５２３）、大型コンピュータで画像処理を行い、破壊
エネルギの分布状況を把握しくステップ５２４）、他に
出力すべきデータが無い場合は（ステップ５２５）、終
了する。
例示すると、算出した平均破壊エネルギを基に、第１４
図に示すような対象範囲における破壊エネルギの分布状
況のコンタ図Ｒ７を求め、別途作成した地質状況（岩盤
等級）の平面分布図と比較する。同図Ｒ７の黒色部Ｂで
示した部分は、ステップ８２２で得られたＬ級岩盤に相
当する５０００ｋｇｆ／ＣＸＩ／ｍ以下の領域であり、
淡黒色部して示した部分は、Ｍ級岩盤の３０σ（約８０
００ｋｇｆ／ａｄ ／ ｍ ）を越える領域である。こ
の図Ｒ７において、施工実績から推定された断層沿いに
図中右方向に分布しているＬ級岩盤の分布状況と、平均
破壊エネルギのＬ級に相当する黒色部Ｂの領域とは、略
対応していることが分る。このように測定・算出された
破壊エネルギの平面分布は、地質（岩盤等級）の分布と
略一致することが確認される。
図に示すような対象範囲における破壊エネルギの分布状
況のコンタ図Ｒ７を求め、別途作成した地質状況（岩盤
等級）の平面分布図と比較する。同図Ｒ７の黒色部Ｂで
示した部分は、ステップ８２２で得られたＬ級岩盤に相
当する５０００ｋｇｆ／ＣＸＩ／ｍ以下の領域であり、
淡黒色部して示した部分は、Ｍ級岩盤の３０σ（約８０
００ｋｇｆ／ａｄ ／ ｍ ）を越える領域である。こ
の図Ｒ７において、施工実績から推定された断層沿いに
図中右方向に分布しているＬ級岩盤の分布状況と、平均
破壊エネルギのＬ級に相当する黒色部Ｂの領域とは、略
対応していることが分る。このように測定・算出された
破壊エネルギの平面分布は、地質（岩盤等級）の分布と
略一致することが確認される。
［発明の効果］
以上説明したように本発明によれば、油圧式パーカッシ
ョンドリルの試験削孔により得られた削孔データを用い
、工事の進捗を妨げることなく、より原位置に即した方
法で迅速かつ的確に岩盤評価及び切羽前方地質の予測を
行うことができる。
ョンドリルの試験削孔により得られた削孔データを用い
、工事の進捗を妨げることなく、より原位置に即した方
法で迅速かつ的確に岩盤評価及び切羽前方地質の予測を
行うことができる。
第１図及び第２図は本発明の実施に使用される油圧式パ
ーカッションドリルを示す側面図及び上面図、第３図は
測定データの採取手順を示す手順図、第４図は日常処理
の機器構成図、第５図は日常処理の手順図、第６図及び
第７図は日常処理による削孔日報図及び削孔記録図、第
８図は一括処理の機器構成図、第９図は一括処理の手順
図、第１０図は破壊エネルギの深度分布図、第１−１−
図は単位破壊エネルギの度数分布図、第１２図はコルモ
ゴロフースミルノフ検定結果図、第１３図は２集団の判
別検討結果図、第１４図は破壊エネルギの平面分布コン
タ図である。 Ａ・・・油圧式パーカッションドリル ］・・・ロー
タエンコーダ ２．３．４・・・圧力センサ ５・
・・圧力スイッチ ６・・・磁気記録装置 ２０・
・・大型コンピュータ第５図 第９図 ５ＴＡＲＴ ファイルコンバート処理 第１０図 捧削盤嶺（ｍ）
ーカッションドリルを示す側面図及び上面図、第３図は
測定データの採取手順を示す手順図、第４図は日常処理
の機器構成図、第５図は日常処理の手順図、第６図及び
第７図は日常処理による削孔日報図及び削孔記録図、第
８図は一括処理の機器構成図、第９図は一括処理の手順
図、第１０図は破壊エネルギの深度分布図、第１−１−
図は単位破壊エネルギの度数分布図、第１２図はコルモ
ゴロフースミルノフ検定結果図、第１３図は２集団の判
別検討結果図、第１４図は破壊エネルギの平面分布コン
タ図である。 Ａ・・・油圧式パーカッションドリル ］・・・ロー
タエンコーダ ２．３．４・・・圧力センサ ５・
・・圧力スイッチ ６・・・磁気記録装置 ２０・
・・大型コンピュータ第５図 第９図 ５ＴＡＲＴ ファイルコンバート処理 第１０図 捧削盤嶺（ｍ）
Claims (1)
- 油圧式パーカッションドリルで削孔し、削孔により得ら
れた掘削深度と各深度における累積掘削時間、瞬間削孔
速度、ピストン打撃エネルギ、給進力、トルク、送水圧
の削孔データファイルを作成し、該ファイルをパーソナ
ルコンピュータで一括処理して破壊エネルギを算出して
単位孔長当りの平均破壊エネルギを算出し、確率・統計
的手法により岩盤等級と破壊エネルギとの対応付けを行
い、破壊エネルギによる岩盤評価を実施し、大型コンピ
ュータによる画像処理を行い、破壊エネルギの分布状況
を把握して切羽前方地質を予測することを特徴とする油
圧ドリルによる削孔データを用いた岩盤評価及び切羽前
方地質の予測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2281759A JPH0749756B2 (ja) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | 油圧ドリルによる削孔データを用いた岩盤評価及び切羽前方地質の予測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2281759A JPH0749756B2 (ja) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | 油圧ドリルによる削孔データを用いた岩盤評価及び切羽前方地質の予測方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04161588A true JPH04161588A (ja) | 1992-06-04 |
| JPH0749756B2 JPH0749756B2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=17643582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2281759A Expired - Lifetime JPH0749756B2 (ja) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | 油圧ドリルによる削孔データを用いた岩盤評価及び切羽前方地質の予測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0749756B2 (ja) |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07208060A (ja) * | 1994-01-24 | 1995-08-08 | Shimizu Corp | 削岩機の削孔エネルギー評価値による岩盤発破作業及び支保構造の適正化方法 |
| JPH08144682A (ja) * | 1994-11-18 | 1996-06-04 | Fudo Constr Co Ltd | トンネル地山探査システム |
| JPH08260870A (ja) * | 1995-03-28 | 1996-10-08 | Koken Boring Mach Co Ltd | 掘削データ集録装置及び掘削データ集録編集装置 |
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