JPH0431357B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はトンネル覆工壁、特にシールドトン
ネルの覆工壁の外側の地山における空洞の探査装
置に関する。

〔従来技術〕

シールド工法によつてトンネルを掘削する場
合、シールド機の掘進に伴つてその後方にセグメ
ントを順次組立て、さらに該セグメントと地山と
の間の環状空〓に裏込コンクリートを打設し、セ
グメントおよび裏込コンクリートによつて覆工壁
を形成している。

前記環状空〓がシールド機本体の外径に等しい
大きさであれば理想的であるが、余掘あるいは地
山の崩落等によつてシールド機本体の外径よりも
大径の空洞が部分的に発生することがしばしばあ
る。このような余掘等による空洞は、トンネルの
天端付近において発生し易く、前記裏込コンクリ
ートを打設しても該コンクリートが空洞に廻り込
みにくく、空洞のまま残されてしまうことがあ
る。このような空洞の存在は、覆工壁と地山とが
密着していないことを意味し、覆工壁の所定の強
度を期待できないだけでなく、地盤沈下を引き起
こす原因ともなる。

このため従来、覆工壁の形成後、その内面から
地山に向けて複数の個所においてボーリングを施
し、覆工壁のコアを採取して、空洞があるか否か
を確認している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記のような従来手法は、覆工壁に複数個所に
おいて孔をあけるため、覆工壁の強度を低下させ
るばかりでなく、探査後孔にモルタル等を充填し
なければならず、また地下水が多いところでは孔
を経て地下水が湧出するため探査を実施できない
という問題点があつた。

この発明は、上記従来手法のもつ問題点を解消
することができる探査装置を提供することを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解決するためのこの発明は、ト
ンネル覆工壁の内部において、トンネルの掘進方
向に移動可能に設置された架台と、この架台上に
その移動方向とほぼ直角方向に配置され、かつ覆
工壁の内部と相似形のガイドレールと、このガイ
ドレールに載置され、ガイドレールに沿つて移動
する探査機と、この探査機に前記覆工壁の内面と
間隔をおいて弾性波の送波器および受波器を設
け、前記送波器から地山に向けて送出された弾性
波が地山に反射して受波器に戻るまでの伝播時間
を計測して空洞の有無を探査することを特徴とす
るものである。

〔作用〕

前記のようなこの発明の探査装置において、こ
れを使用するに際しては、架台をトンネルの掘進
方向に移動して所定位置に停止し、この位置にお
いて探査機をガイドレールに沿つて所定ピツチ移
動するごとに停止して、送波器からトンネルの壁
面に向けて弾性波を送出し、この弾性波が地山に
反射して受波器に入力するまでの伝播時間を計測
して、トンネルの周方向における空洞の有無を探
査し、このようなことをトンネルの掘進方向にわ
たつて順次行うことによりトンネル覆工壁外の地
山の空洞を連続的に探査する。

〔実施例〕

第１図は覆工壁を形成した後のトンネルの縦断
面を示し、覆工壁１はセグメント２とその外側の
地山３との間に打設された裏込コンクリート４と
からなり、裏込コンクリート４の外側の地山には
該コンクリートが廻りきらず、空洞５が残つてい
る。覆工壁１の内側には該覆工壁の内面と相似形
のガイドレール６が配置され、この架台７は台車
８上のレール９に載置され、ガイドレール６は台
車８上をトンネルの掘進方向に移動するようにな
つている。さらに台車８は覆工壁１の下部に設置
された基板１６のレール１０に載置され、台車８
もまた基板１６上をトンネルの掘進方向に移動す
るようになつている。この場合架台７は台車８に
一体的に取付けられていてもよい。

ガイドレール６上には架台１１がそれに沿つて
移動するように載置され、この架台１１上には弾
性波の送波器１２および受波器１３（第２図参
照）を備えた探査機１４が搭載されている。

送波器１２から地山３に向けて弾性波信号を送
出すると、この弾性波信号は覆工壁１および地山
３中を伝播し、地山面３ａにおいて反射した弾性
波信号は受波器１３に入力され、受波器１３はこ
れを電気信号に変換して図示しない演算記録装置
に送る。演算記録装置において、弾性波信号が送
波器１２から送出されてから、受波器に入力する
までの伝播時間が計測され、この伝播時間によつ
て空洞の有無が探査される。すなわち地山３に空
洞がなければ、伝播時間が短く、トンネルの天端
付近に第１図に示されているように空洞５がある
と、該空洞内の空気また水の存在により伝播時間
が長くなり、それにより空洞５の有無およびその
大きさが確認される。このような探査は、探査機
１４をガイドレール６に沿つて所定ピツチ（数セ
ンチ）ごとに移動させ、トンネルの周方向の多数
の個所において実施され、トンネルのある断面で
の探査終了後、ガイドレール６を掘進方向に移動
させ、他の断面において同様な探査が繰返えされ
る。そして空洞５の存在を確認したら、該空洞に
向けての孔を覆工壁１にあけ、この孔を介して空
洞５にモルタル等を充填する。

空洞の存在の有無は、受波器１３に入力したと
きの弾性波信号レベルの減衰率からも確認できる
が、この減衰率は伝播時間に比例することから、
結局伝播時間に基づいて確認することと同義であ
るといえる。

弾性波信号としては、音波信号や電磁波信号が
採用され、その周波数は数H₂〜数100Mzであり．
地山の土質等によつて適宜の値のものを採用す
る。

この発明はシールドトンネルに限らず、他のト
ンネルに関しても適用できる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によればトンネルの内
側から地山に向けて弾性波を送出することによ
り、覆工壁の外側の地山における空洞の有無を探
査するので、従来のように覆工壁に孔をあける必
要がなく、したがつてこの強度に低下をきたすこ
とがないだけでなく、覆工壁に対するモルタル等
の充填も不要となり、探査作業を迅速に進めるこ
とができる。また覆工壁の孔明けが不要であるの
で、地下水が多いところで実施可能であり、さら
に前記のようにして空洞の有無を探査する探査機
は、トンネルの掘進方向に移動する架台上にあつ
て、その移動方向とほぼ直角方向に配置されて、
覆工壁の内面の相似形のガイドレールに沿つて移
動するようになつており、その送波器および受波
器は覆工壁と間隔をおいて設けられているので、
トンネルの掘進方向において、順次その周方向に
探査機を移動させ、これを繰返えすことにより、
全トンネルに覆工壁の上部につき、その外側の地
山に空洞があるかないかを連続的に探査すること
ができ、しかも探査機の移動は送波器および受波
器をいちいち覆工壁に接離する必要がないので、
きわめて容易かつ円滑に遂行できるのに加えて、
送波器および受波器が覆工壁に接触することによ
つて損傷することを防止することができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明装置の一実施例を示す縦断面
図、第２図は探査機を示す平面図。 １……覆工壁、２……セグメント、３……地
山、３ａ……地山面、４……裏込コンクリート、
５……空洞、６……ガイドレール、１２……送波
器、１３……受波器、１４……探査機。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ トンネル覆工壁の内部において、トンネルの
   掘進方向に移動可能に設置された架台と、架台上
   にその移動方向とほぼ直角方向に配置され、かつ
   覆工壁の内面と相似形のガイドレールと、このガ
   イドレールに載置され、ガイドレールに沿つて移
   動する探査機に前記覆工壁の内面と間隔をおいて
   弾性波の送波器および受波器を設け、前記送波器
   から地山に向けて送出された弾性波が地山に反射
   して受波器に戻るまでの伝播時間を計測して空洞
   の有無を探査することを特徴とするトンネル覆工
   壁の外側の地山における空洞の探査装置。