JPH1137834A - トンネル切羽弾性波速度測定法 - Google Patents

トンネル切羽弾性波速度測定法

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JPH1137834A
JPH1137834A JP19386897A JP19386897A JPH1137834A JP H1137834 A JPH1137834 A JP H1137834A JP 19386897 A JP19386897 A JP 19386897A JP 19386897 A JP19386897 A JP 19386897A JP H1137834 A JPH1137834 A JP H1137834A
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JP
Japan
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face
working face
vibration
tunnel
blasting
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Pending
Application number
JP19386897A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Tada
浩幸 多田
Kazuyoshi Yamamoto
和義 山本
Fujio Matsueda
冨士雄 松枝
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.)
NIPPON CHIKA TANSA KK
Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
Original Assignee
NIPPON CHIKA TANSA KK
Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 トンネル工事において、切羽の安定性評価の
指標として適用できるトンネル切羽弾性波速度測定法を
提供する。 【解決手段】 トンネル切羽に複数の切羽受振点を配設
すると共に、ハンマー打撃による切羽起振点を設ける。
切羽から所要距離後方に離れた底盤位置に、底盤発振孔
を削孔して第1の発破点を設け、且つ底盤発振孔と切羽
との間に複数の底盤受振点を設ける。トンネル側壁面の
切羽と底盤発振孔との間に側壁発振孔を削孔して第2の
発破点を設ける。底盤発振孔の発破起振により得た切羽
受振点のデータと底盤受振点のデータ、側壁発振孔の発
破起振により得た切羽受振点のデータを用いて、最小二
乗法近似解析により切羽の弾性波速度分布を求める。切
羽起振点のハンマー打撃による直接波走時を切羽受振点
で計測する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル切羽弾性
波速度測定法に関する。
【0002】
【従来の技術】通常、トンネル工事においては、掘削し
たトンネル側壁の弾性波速度測定が行われる。これはト
ンネル側壁の弾性波速度特性及びゆるみ領域を把握する
もので、測定区間の側壁面に複数個の地震計を長さ方向
に沿って一定の間隔をあけて設置し、測定区間内にハン
マー打撃による起振点を設け、更に測定区間の外側の数
十m離れた側壁位置で発破やハンマー打撃によって地震
波を発生させ、その振動を前記地震計によって観測し、
観測された波動データを屈折法によって解析することで
トンネル側壁の弾性波速度分布を求めるものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような弾性波速度
測定をトンネル切羽にも適用することが考えられるが、
その場合には例えば図5に示すように、切羽Aを格子状
に区画してその交点の要所に、複数個の地震計を設置し
て受振点B(△印)となし、且つ切羽Aの外周部に沿っ
て複数のハンマー打撃による起振点C(○印)を配設
し、切羽Aの外側即ち切羽Aを含む鉛直断面内の切羽A
の外側から起振が必要となる。しかしながら、切羽Aを
含む鉛直断面は地盤中に想定されるもので、その地盤断
面内に起振点を設けることは不可能であり、このため受
振点Bと発破点との間に充分な距離を確保することはで
きず、前記トンネル側壁の場合と同様な屈折法による解
析を行えないという問題点がある。
【0004】本発明は、このような従来の問題点を解決
するためになされ、トンネル切羽の安定性評価の指標と
して切羽の弾性波速度を適用するために、トンネル切羽
弾性波速度測定法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めの具体的手段として、本発明は、トンネル切羽に複数
の切羽受振点を配設すると共に、ハンマー打撃による切
羽起振点を設け、前記切羽から所要距離後方に離れた底
盤位置に、底盤発振孔を削孔して第1の発破点を設け、
且つ底盤発振孔と前記切羽との間に複数の底盤受振点を
設け、更にトンネル側壁面の前記切羽と底盤発振孔との
間に側壁発振孔を削孔して第2の発破点を設け、前記底
盤発振孔の発破起振により得た切羽受振点のデータと底
盤受振点のデータ、前記側壁発振孔の発破起振により得
た切羽受振点のデータを用いて、最小二乗法近似解析に
より切羽の弾性速度分布を求めるトンネル切羽弾性波速
度測定法を要旨とする。又、切羽起振点を切羽の下方側
部に設け、ハンマー打撃による直接波走時を切羽受振点
で計測することを要旨とする。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳説する。図1は、本発明に係るトンネ
ル切羽弾性波速度測定法の概念図を示すもので、1は切
羽であり、所定の間隔をあけて横方向にしかも複数列に
亙って複数個の地震計を設置することで切羽受振点2を
配設し、且つ最下列の両側にはハンマー打撃による切羽
起振点3を対設してある。
【0007】4はトンネルの底盤であり、前記切羽1か
らトンネル外径の2倍程度の距離L(例えば、L=20
m)離れた後方位置に、直径40mm程度、深さ1〜2
mの底盤発振孔5が中央を境として左右に振り分けて削
孔され、それらの孔の底部には第1の発破点6がそれぞ
れ設置されている。従って、切羽受振点2と第1の発破
点6との間に充分な距離を確保することができる。
【0008】又、前記底盤4には切羽1と底盤発振孔5
とを結ぶ直線上に、所定の間隔(例えば、L/3)をあ
けて地震計を設置することで、2個の底盤受振点7をそ
れぞれ設けてある。
【0009】8はトンネル側壁に対設された直径40m
m程度、深さ1〜2mの側壁発振孔であり、その位置は
切羽1と底盤発振孔5のほぼ中間地点であって、底盤4
より1〜2m高い箇所に設けられており、それらの孔の
奥部には第2の発破点9がそれぞれ設けられている。
【0010】この場合、切羽1の弾性波速度分布は、図
2に示す波動伝播経路即ち第1速度層(V1)と第2速度
層(V2)とを想定した最小二乗法近似解析(図3)によ
って求める。この解析を行う際に、図3に示す横軸の受
振距離(起振点と受振点間の距離)と、縦軸の初動走時
(各受振点での波動の初動到達時間)の関係を用いる
が、各切羽受振点2と発破起振点6の距離にあまり差が
ないため、図3に示すデータに偏りが生じ、第2速度層
(V2)での速度Pの近似精度が低下する。そこで、前記
のように底盤発振孔5と切羽1との間に設けた底盤受振
点7で初動走時Q、Rを計測し、データを補うのであ
る。
【0011】底盤発振孔5からの起振では、前記切羽1
の上下方向の受振データ(速度P)が得られるが、切羽
1の左右方向の受振データは得られず、その左右方向の
解析結果の精度が低下するため、前記側壁発振孔8での
発破起振を行い、解析データに加えるのである。
【0012】本解析では、前記第2速度層(V2)での速
度Pと、各切羽受振点2での遅れ走時を求めることはで
きるが、第1速度層(V1)での速度とその層厚を求める
ことはできない。そこで、第1速度層(V1)での速度に
ついては、測線長が比較的長く取れる最下列の切羽受振
点2の両側で、前記切羽起振点3によるハンマー打撃を
行い、得られたデータの直接波走時の傾きから求める。
【0013】第1速度層(V1)速度が決まると、遅れ走
時から第1速度層(V1)の層厚を求めることができる。
これにより、図4に示すような切羽弾性波速度分布図が
得られ、切羽1の表層及びその前方の速度層分布を把握
することができる。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
掘削したトンネル切羽の安定性評価の指標とするための
切羽弾性波速度測定が可能となり、次のような優れた効
果を期待することができる。 通常の屈折法解析の場合、切羽という限られた範囲
での起振では切羽前方の測定深度が浅くなり、切羽の平
面的な弾性波速度分布を求めることは困難であるが、本
発明による測定法では、遠方からの起振による波動デー
タを用いることにより、通常の屈折法解析による弾性波
速度測定に比べて測定深度が深くなり、切羽表層及びそ
の前方の速度層状態を把握することが可能となる。 切羽での従来のハンマー打撃より起振力が強い発破
を使用することにより、波動の初動到達時間の読み取り
精度が向上する。 切羽でのハンマー打撃は、直接波走時観測に必要な
回数(通常2〜4回程度)に限られるので、切羽での危
険な起振作業を極力抑えることができる。 最小二乗法近似解析は、通常の屈折法解析のように
走時曲線から各速度層を図解的に求める必要がなく、初
動到達時間と受振距離との関係から比較的容易且つ短時
間に速度層分布を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るトンネル切羽弾性速度測定法を示
す概念図である。
【図2】想定波動伝播経路を示す説明図である。
【図3】最小二乗法近似解析図である。
【図4】解析により得られた切羽弾性波速度分布図であ
る。
【図5】従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
1…切羽 2…切羽受振点 3…切羽起振点 4…底盤 5…底盤発振孔 6…第1の発破点 7…底盤受振点 8…側壁発振孔 9…第2の発破点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松枝 冨士雄 千葉県印旛郡白井町冨士205−13 株式会 社日本地下探査内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】トンネル切羽に複数の切羽受振点を配設す
    ると共に、ハンマー打撃による切羽起振点を設け、前記
    切羽から所要距離後方に離れた底盤位置に、底盤発振孔
    を削孔して第1の発破点を設け、且つ底盤発振孔と前記
    切羽との間に複数の底盤受振点を設け、更にトンネル側
    壁面の前記切羽と底盤発振孔との間に側壁発振孔を削孔
    して第2の発破点を設け、前記底盤発振孔の発破起振に
    より得た切羽受振点のデータと底盤受振点のデータ、前
    記側壁発振孔の発破起振により得た切羽受振点のデータ
    を用いて、最小二乗法近似解析により切羽の弾性波速度
    分布を求めることを特徴とするトンネル切羽弾性波速度
    測定法。
  2. 【請求項2】切羽起振点を切羽の下方側部に設け、ハン
    マー打撃による直接波走時を切羽受振点で計測する請求
    項1記載のトンネル切羽弾性波速度測定法。
JP19386897A 1997-07-18 1997-07-18 トンネル切羽弾性波速度測定法 Pending JPH1137834A (ja)

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