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プレスリリース

超長尺先進ボーリングを利用した穿孔振動探査技術を開発

切羽前方約500m区間の不良地山を精度よく把握

2015年5月7日

 

大成建設株式会社

 大成建設株式会社(社長:村田誉之)は、トンネル施工時において掘削区間の地山状況を事前把握するため、超長尺先進ボーリングを利用した穿孔振動探査技術T-SPD(Tunnel Seismic Probe Drilling)を開発しました。これにより、切羽前方約500m区間の不良地山を精度よく把握することが可能となります。

 通常、山岳トンネル工事を施工する際、事前に地表からの屈折法弾性波探査※1により地山状況を調査し設計する方法が取られていますが、この探査法は地表からの土被りが大きくなるにつれて精度が低下していきます。このような場合、トンネル施工時に切羽前方探査(反射法弾性波探査・穿孔検層※2)が有効となってきますが、この方法も局所的な情報や強度物性しか分からないため、切羽全体を代表とする地山状況が求まらないという問題がありました。

 そこで大成建設では超長尺先進ボーリングを利用し、先進ボーリングの穿孔振動による弾性波をトンネル坑内に設けた振動計で捉え、切羽前方の地山状況を弾性波速度分布として高精度に把握することが可能な穿孔振動探査技術を開発しました(新名神高速道路箕面トンネル東工事で実証)。

【穿孔振動探査技術の特徴】
  不良地山の位置及び規模を精度よく把握
    穿孔する際のエネルギーと弾性波速度を組み合わせて評価することで、不良地山の検出精度を向上させます。
    穿孔検層と比べて局所的な影響をうけず、より広い範囲で地山物性を捉え、地山状況の良好度を定量的に評価します。
    超長尺先進ボーリングを適用することで、切羽前方約500m区間の前方探査が可能となります。
  トンネル本体工事に影響を与えない探査法
    穿孔中は振動を計測するのみで、ボーリング作業を妨げない探査法です。
 

 今後は、地表からの事前調査が困難な土被りの大きい山岳トンネル工事において、本技術を積極的に活用していく予定です。

 
※1 弾性波探査法
  地表付近で発破などにより人工的に地震波を作り出して、地盤中の境界面に沿って進む波(屈折波)や、境界面を反射する波(反射波)を観測することにより、地盤の構造(軟弱な地盤の位置や規模)を把握する調査方法です。
  (1) 屈折法弾性波探査
屈折波を用いた弾性波探査で、弾性波速度の分布が求まります。弾性波速度は、地盤強度との相関性が高く、山岳トンネルの設計・施工に有効な情報です。
  (2) 反射法弾性波探査
反射波を用いた弾性波探査で、地層境界などの地盤の境界面の位置が分かります。
     
※2 穿孔検層
  穿孔中のボーリング機械の掘進速度、推力、トルクなどのデータを用いて、穿孔ビットが単位体積当たりの岩盤を掘削するのに必要とする穿孔エネルギーを求める手法です。一般に穿孔エネルギーが高いと固い地盤、低いと軟らかい地盤であることを示します。
 
超長尺先進ボーリングを利用した穿孔振動探査技術を開発



 

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