(57)【要約】【課題】専用の人工震源を用いる必要がなく、トンネル１００の掘削工事における施工中の切羽１０１の前方の地質を高精度で探査可能とする。【解決手段】トンネル１００の坑内に所定間隔で複数の受振手段１を設置し、トンネル掘削工事の施工に付随する作業によって発生する地盤のノイズ振動を震源として、この震源からの直接波と、切羽前方の地質変化による境界面で反射した反射波を前記受振手段１で受振し、その受振記録を地震波干渉法により解析して前記反射波から前記直接波を減算することにより前記切羽前方の地質状況を予測する。【選択図】図３
2014106075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネルの坑内に受振手段を設置し、トンネル掘削工事の施工に付随する作業によって発生する地盤のノイズ振動を震源として、この震源からの直接波と、切羽前方の地質変化による境界面で反射した反射波を前記受振手段で受振し、その受振記録を、自己相関を用いた地震波干渉法により解析して前記反射波から前記直接波走時を除去することにより得られる、震源を仮想受振点とする複数の反射波の重ね合わせにより、前記切羽前方の地質状況を予測することを特徴とするトンネル掘削中の地質探査方法。
【請求項２】
地盤のノイズ振動が、発破掘削トンネルの施工における発破、ダンプによるずり輸送、こそく、ロックボルト用削孔のいずれかにより発生するもの、又は機械掘削トンネルの施工における機械掘削、ダンプによるずり輸送、ロックボルト用削孔のいずれかにより発生するものであることを特徴とする請求項１に記載のトンネル掘削中の地質探査方法。
【請求項３】
自己相関を用いた地震波干渉法による解析の前処理として、波形振幅の平準化を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のトンネル掘削中の地質探査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路用、鉄道用、あるいは水路用などのトンネルの掘削工事における施工中の切羽前方の地質を探査する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トンネルの掘削においては、切羽前方の地質を適切に探査することによって、断層・破砕帯や含水層などによる地山不良個所の有無を事前に探査し、探査結果に応じた適切な機器及び工法で切羽の掘削作業を行うことが重要である。
【０００３】
従来、トンネルの切羽前方の地質探査方法としては、ボーリングによる方法（例えば特許文献１参照）や、大型の油圧ドリルを用いて切羽前方の地山へ水平に穿孔し、そのときの打撃力やトルクの変化、穿孔時間などを計測することによって、地質の硬軟や地下水の状況などを予測する探りノミと呼ばれる方法や、弾性波探査による方法などがある。弾性波探査による切羽前方地質探査方法としては、ＶＳＰ(vertical seismic profile；弾性波反射法)処理を応用した手法が知られており、これは、人工震源(発破や機械震源)と受振器及び記録装置等を用い、起振源から地中へ向けて弾性波を発生させ、地質の境界面からの反射波を受振し、その受振データにフィルタリング等の波形処理を施すことによって切羽前方の地山変化を相対的に判定する方法（例えば特許文献２，３参照）である。
【０００４】
しかしながら、このような弾性波探査では、トンネル施工中にトンネル地質（主に切羽前方地質）を探査するためには、探査機器が坑内を占有するため休日等の坑内作業のない日を選定し、探査機器（受振器、発破や機械震源、記録装置ほか）を坑内に搬入して切羽近傍を占有して探査を実施する必要があるといった問題が指摘される（探査は準備を入れて１．５日程度）。また弾性波探査は、必ず人工震源と受振器（含む記録装置）の組合せによって実行され、このため人工震源として、ダイナマイト等による発破や、バイブレータや油圧インパクタ等による機械震源を用いる必要があった。
【０００５】
一方、地山の地下構造をイメージングする技術として、地中又は地表へ向かう振動が地中の反射点で反射した地中反射波を、地表に配置した異なる二地点に配置した受振器で同時刻に測定し、それらの測定データの波形について相互相関処理を行うことにより、一方を震源とし、他方を受振点として観測したような振動波形を合成することによって作成した擬似反射波の合成ショット記録に、所定の処理を加えて統合し、測定区域における地下構造の可視化データを得ることのできる地震波干渉法（Seismic Interferometry）が知られている（下記の非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１７７３８０号公報
【特許文献２】特開２００１−１４１８３５号公報
【特許文献３】特開２０００−１７０４７８号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】白石和也，松岡俊文，川中卓：地震波干渉法概説，地学雑誌，第１１７巻，第５号，ｐｐ.８６３−８６９，２００８.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、地震波干渉法による地下構造イメージングを利用して、施工中のトンネル切羽前方の地質を探査する技術は確立されていなかった。
【０００９】
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題とするところは、専用の人工震源を用いることなく、トンネルの掘削工事における施工中の切羽前方の地質を高精度で探査可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係るトンネル掘削中の地質探査方法は、トンネルの坑内に受振手段を設置し、トンネル掘削工事の施工に付随する作業によって発生する地盤のノイズ振動を震源として、この震源からの直接波と、切羽前方の地質変化による境界面で反射した反射波を前記受振手段で受振し、その受振記録を、自己相関（auto-correlation）を用いた地震波干渉法により解析して前記反射波から前記直接波走時を除去することにより得られる、震源を仮想受振点とする複数の反射波の重ね合わせにより、前記切羽前方の地質状況を予測することを特徴とするものである。
【００１１】
上述の方法において、地震波干渉法とは、異なる受振点で観測された振動記録の相互相関により、あたかも一つの受振点位置を仮想的な震源として、他の受振点で観測を行ったような振動波形を合成することができる信号処理手法である。そしてこの手法によれば、震源を仮想受振点とする複数の反射波の重ね合わせにより、切羽前方の地質変化による境界面の存在をイメージングすることができる。したがって従来ノイズとされてきた振動記録を地盤探査に有効に活用することによって、地質探査のための特別な専用の震源を不要とすることができる。
【００１２】
請求項２の発明に係るトンネル掘削中の地質探査方法は、請求項１に記載の方法において、地盤のノイズ振動が、発破掘削トンネルの施工における発破、ダンプによるずり輸送、こそく、ロックボルト用削孔のいずれかにより発生するもの、又は機械掘削トンネルの施工における機械掘削、ダンプによるずり輸送、ロックボルト用削孔のいずれかにより発生するものであることを特徴とするものである。
【００１３】
トンネルの施工においては、発破、機械掘削、ダンプ走行など地盤振動の発生を伴う作業が多く、本発明では、このような振動によるノイズを切羽前方探査に有効に利用するものである。なお、ここで「ずり」とはトンネル掘削により発生する岩石や土砂を言い、「こそく」とは掘削によって切羽に現れた浮き石を落としたり切羽を整形したりする作業を言う。
【００１４】
請求項３の発明に係るトンネル掘削中の地質探査方法は、請求項１又は２に記載の方法において、自己相関を用いた地震波干渉法による解析の前処理として、波形振幅の平準化を行うものである。
【００１５】
ここで、波形振幅の平準化とは、観測記録の全ての時刻について、観測記録の長さに対しては短く設定される単位時間内の二乗平均平方根振幅により、元の振幅値を除算する処理のことである。段発発破の観測記録や各種振動ノイズ記録を用いる場合、平準化処理を適用しないと波形振幅の大きなもの同士の相関係数が高く、一方で本来の対象である切羽前方からの反射波の抽出効果が低下するおそれがある。平準化処理により観測記録の振幅エネルギーを揃えることで、相関処理による切羽前方からの反射波抽出の効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るトンネル掘削中の地質探査方法によれば、作業によるノイズ振動を地質探査に有効に活用することによって、地質探査のための特別な専用の震源を不要としながら、トンネル掘削中における切羽前方の地質探査を高精度で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】発破工法によるトンネル掘削工事の施工手順及び本発明に利用可能な地盤振動の発生を伴う作業を示す説明図である。
【図２】機械掘削工法によるトンネル掘削工事の施工手順及び本発明に利用可能な地盤振動の発生を伴う作業を示す説明図である。
【図３】本発明に係るトンネル掘削中の地質探査方法の好ましい実施の形態を概略的に示す説明図である。
【図４】本発明に係るトンネル掘削中の地質探査方法の好ましい実施の形態において、段発発破を震源とした場合の解析手法を示す説明図である。
【図５】本発明に係るトンネル掘削中の地質探査方法の好ましい実施の形態において、切羽位置での掘削発破を受振点と仮定した場合（自己相関処理）の反射波の概念を示す説明図である。
【図６】図５に示す概念を、弾性波の走時（波が到達する時間）で表わした説明図である。
【図７】本発明に係るトンネル掘削中の地質探査方法の好ましい実施の形態において、１回の発破で複数の受振点で得られる自己相関処理波形の重ね合わせの概念を示す説明図である。
【図８】地質変化部分による反斜面が傾斜している場合を示す説明図である。
【図９】本発明に係るトンネル掘削中の地質探査方法の好ましい実施の形態において、地質変化部分による反斜面が傾斜している場合、１回の発破で複数の受振点で得られる自己相関処理波形の重ね合わせの概念を示す説明図である。
【図１０】実施例として、段発発破による受振波形と平準化処理後の波形を示す説明図である。
【図１１】従来の技術（ＶＳＰ処理）による反射波の処理波形と本発明に係る地震波干渉法（自己相関）による処理波形を対比して示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係るトンネル掘削中の地質探査方法の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
トンネルの掘削には、ダイナマイトなどの爆薬を用いて発破することにより掘削する発破工法や、自由断面掘削機、大型ブレーカあるいはトンネルボーリングマシン（ＴＢＭ）などを用いて掘削する機械掘削工法がある。
【００２０】
このうち発破工法による発破掘削トンネルの施工においては、図１に示すように、まず発破孔を穿孔し（Ｓ０１）、装薬し（Ｓ０２）、発破（爆破）させる（Ｓ０３）。一方、この発破掘削によって発生した土砂や岩石などの「ずり」を重ダンプなどで坑外へ運搬したり（Ｓ０４）、掘削によって切羽に現れた浮き石を落としたり切羽を整形したりする「こそく」作業（Ｓ０５）が行われる。そして切羽後方では、坑内壁の崩壊を防止するために、鋼材の建て込み（Ｓ０６）や、コンクリートの吹き付けによる覆工（Ｓ０７）や、この覆工壁面から地山へ多数のボアホールを穿孔してこれにロックボルトを挿入して定着させ、ナットで締め付けることにより坑内壁の周辺地山を支保して補強する（Ｓ０８）といった作業が行われる。そして、Ｓ０１〜Ｓ０５の作業を含む掘削工と、Ｓ０６〜Ｓ０８の作業を含む支保工が交互に繰り返される。
【００２１】
また、機械掘削工法による機械掘削トンネルの施工においては、図２に示すように、自由断面掘削機、大型ブレーカあるいはＴＢＭなどによって機械掘削を行い（Ｓ１１）、これによって発生した土砂や岩石などの「ずり」をホイルローダや重ダンプなどで坑外へ運搬（Ｓ１２）することによる掘削工と、切羽後方で、坑内壁の崩壊を防止するために、鋼材の建て込み（Ｓ１３）や、コンクリートの吹き付けによる覆工（Ｓ１４）や、この覆工壁面から地山へ多数のボアホールを穿孔してこれにロックボルトを挿入して定着させ、ナットで締め付けることにより坑内壁の周辺地山を支保して補強する（Ｓ１５）といった作業を含む支保工が交互に繰り返される。
【００２２】
そして発破掘削トンネルの施工では、発破孔の穿孔（Ｓ０１）、発破（Ｓ０３）、重ダンプなどによるずり運搬（Ｓ０４）、こそく（Ｓ０５）、及びロックボルトのボアホール穿孔（Ｓ０８）などは地盤のノイズ振動発生を伴うものであり、機械掘削トンネルの施工でも、機械掘削（Ｓ１１）、ホイルローダや重ダンプなどによるずり運搬（Ｓ１２）、及びロックボルトのボアホール穿孔（Ｓ１５）などは地盤のノイズ振動発生を伴うものである。
【００２３】
図３において、参照符号１００は地山に施工されたトンネル、１０１は切羽（トンネル切削面）である。発破掘削トンネルの施工では、図３（Ａ）に示すように油圧削岩機（ジャンボ）２０１などによって切羽１０１からその前方の地山へ向けて所要数の発破孔１０２を水平に掘削して爆薬を入れ、この爆薬を図３（Ｂ）に示すように発破装置４によって炸裂させる。そして図３（Ｃ）に示すように、油圧ブレーカ２０２などを用いて、切羽１０１における浮き石を除去したり整形したりする「こそく」を行い、発破により発生した「ずり」を、図３（Ｄ）に示すように、ホイルローダ２０３や重ダンプ２０４などで坑外へ運搬する。なお、図３（Ａ）における１０３は、坑内壁を支保するロックボルトを打ち込むためのボアホールである。
【００２４】
また、機械掘削トンネルの施工では、図３（Ｅ）に示すような自由断面掘削機２０５や、図３（Ｆ）に示すようなＴＢＭ２０６などを用いて切羽１０１の掘削を行い、掘削により発生した「ずり」を、図３（Ｄ）と同様、ホイルローダ２０３や重ダンプ２０４などで坑外へ運搬する。
【００２５】
これらの工程で発生する地盤のノイズ振動のデータは、所要数の受振器１で受振して記録装置２に取り込み、そのデータを、坑外の現場事務所等に設置されたパーソナルコンピュータ３で、地震波干渉法（自己相関）を用いた波形処理により解析して、切羽１０１の前方の地質の予測を行う。
【００２６】
ここで、地震波干渉法とは、１９６８年にClaerbout によって一次元モデルにおける反射記録が自己相関（auto-correlation）から導かれることが示され、２００６年頃から物理探査分野で急速に注目されはじめたもので、前掲の非特許文献１「地震波干渉法概説」に記載されているように、異なる受振点で観測された振動記録の相互干渉により、あたかも一つの受振点位置を仮想的な震源として、他の受振点で観測を行ったような振動波形を合成することができる信号処理手法である。すなわち地震波干渉法によれば、受振点を仮想的な発震点あるいは発震点を仮想的な受振点として振動波形を合成できるので、特別な震源を用いなくても、従来ノイズとされてきた上述のような振動記録を地盤探査に有効に活用することができる。
【００２７】
自己相関は、信号処理において時間領域信号又は空間領域信号等の関数または数列を解析するためにしばしば用いられる数学的手法であって、信号がそれ自身を時間シフトした信号とどれだけ良く整合するかを測る尺度であり、時間シフトの大きさの関数として表されるもので、シフト量ゼロのときに最大となる。言い換えれば、自己相関とは、ある信号のそれ自身との相互相関であって、信号に含まれる繰り返しパターンを探すのに有用であり、周期性を有する場合はその周期毎に値が大きくなるので、例えば、ノイズに埋もれた周期的信号の存在を判定したり、信号中の失われた基本周波数を倍音周波数による示唆に基づいて同定したりするために用いられる。
【００２８】
本発明に係るトンネル掘削中の地質探査方法の好ましい実施の形態では、掘削発破における１発震点のデータ(現在のデータは２．５秒，段発１０発前後）を入力として自己相関解析を行う。掘削発破によって生じた振動パターンは、反射した波形にも基本的にパターンとして含まれるため、掘削発破時の観測波形に対し、自己相関を計算することにより、同一パターンが反射されることとなる、反射波に相当するパターンの値は大きくなり、また切羽１０１から受振点までの到達時間は相殺されるので、切羽１０１からの到達時間を示す波形に変換することができる。
【００２９】
本発明に係るトンネル掘削中の地質探査方法の好ましい実施の形態では、図４に示すように、本願の発明者らが先に開発したトンネル浅層反射法探査（ＳＳＲＴ：Shallow Seismic Reflection Survey for Tunnels）のうち、切羽１０１での段発発破を震源として坑内で連続的に振動を観測する連続ＳＳＲＴにおいて自己相関を用いる地震波干渉法により解析を行う。
【００３０】
すなわち、図４に示すトンネル１００は山岳地帯で施工され、切羽１０１を、数メートル間隔で発破することによって掘り進められるものである。発破によって発生する地山のノイズ振動のデータを取り込む受振器１は、たとえばジオフォンなどの小型地震計からなるものであって、坑内に複数設置され、例えばトンネル１００の坑内地盤の長手方向に沿って、長手方向に沿って１．５ｍ〜３ｍ程度の間隔で設置され、それぞれ記録装置２に接続されている。
【００３１】
また、切羽１０１を発破掘削するための発破装置４は、爆薬を起爆させる段発雷管への起爆電流を検出した検出信号が記録装置２に出力されるようになっており、すなわち段発発破における最初の発破時刻が、記録装置２に発震時刻として記録されるようになっている。
【００３２】
したがって、上記構成において、トンネル１００の切羽１０１を発破掘削するために、図３（Ａ）に示す切羽１０１の前方の地山へ穿孔された発破孔１０２内に装填された爆薬が、発破装置４から雷管への起爆電流によって炸裂すると、その発破点Ｐが起震源となり、それによる弾性波が複数の受振器１により受振され、各受振データが記録装置２に記録されると共に最初の発震時刻（発破時刻）が記録装置２に記録される。
【００３３】
受振器１で受振された受振データは記録装置２に記録されると共に、坑外の現場事務所等に設置されたパーソナルコンピュータ３へ送られる。パーソナルコンピュータ３では、受振データと、記録装置２に記録された発破時刻から、弾性波の伝搬時間を算出する。
【００３４】
このとき、図４に示すように、地山中に破砕帯や断層などによる地質変化部分Ｑが存在する場合は、発破点Ｐを起震源とする弾性波の一部は、地質変化部分Ｑの境界面で反射するので、受振器１は、発破点Ｐからの直接波のほか、地質変化部分Ｑからの反射波を受振することができる。そしてこの場合の受振器１の受振データは、図５に示すように、発破点Ｐから各反射面までの距離情報が含まれたものとなる。
【００３５】
詳しくは図５において、Ｔ１は、切羽１０１上の発破点Ｐで発生した弾性波が直接、坑内側受振器１Ｂに到達するまでの直接波の走時であり、Ｔ２は、発破点Ｐで発生した弾性波が切羽１０１の前方地山内の地質変化部分Ｑによる反射面で反射して坑内側受振器１Ｂに到達するまでの反射波の走時である。
【００３６】
図５から、反射波の走時Ｔ２は、切羽１０１上の発破点Ｐで発生した弾性波が地質変化部分Ｑによる反射面で反射して切羽１０１へ戻るまでの走時Ｔ３と、直接波の走時Ｔ１の和、すなわち
Ｔ２＝Ｔ１＋Ｔ３
であることがわかる。
【００３７】
したがって図６に示すように、時刻０（発破時刻）における自己相関関数を次式；
【数１】
2014106075.tif 000003
により算出でき、最大の値（矢印Ａ０）となる。また、発破時刻から走時ｔのＴ３経過時点（坑内側受振器１Ｂによる反射波の受振時点）における自己相関関数を次式；
【数２】
2014106075.tif 000004
により算出していくと、走時Ｔ３の時に再び大きな値（矢印Ａｔ）となる。反射波の走時Ｔ２から直接波の走時Ｔ１を除去すれば、この時刻が、切羽１０１上の発破点Ｐを受振点と仮定した場合の反射波の走時に対応していることから、Ｔ３が反射波の往復走時として得られることになる。したがって、弾性波の伝播速度をＶとすれば、図５に示す発破点Ｐから反射面までの距離Ｌは、
Ｌ＝Ｖ×Ｔ３／２
として求めることができるのである。
【００３８】
図７は、１発の発破によって複数の受振点で得られる自己相関処理波形の重ね合わせの概念を示すものである。すなわち図７に示すように、トンネル１００の坑内地盤の長手方向に沿って多数の受振器１（１１，１２，・・・１ｎ−１，１ｎ）を、所定間隔で設置した場合、切羽１０１を発破することによる各受振器１１，１２，・・・１ｎ−１，１ｎへの直接波及び反射波の到達時刻は、図７の（Ｉ）の受振波形の重ね合わせに示すように、震源位置からの距離が遠い受振器ほど遅く（走時が長く）なる。
【００３９】
そこで、上述のような自己相関処理を行うことによって、図７の（Ｉ）に示す各受振器１１，１２，・・・１ｎ−１，１ｎの受振波形から直接波の走時を減算すれば、図７の（II）の受振波形の重ね合わせに示すように、切羽１０１（発破点）を仮想受振点とする振動記録が得られ、これは切羽前方に存在する断層や破砕帯等の地質変化部分Ｑの反射構造を反映するものとなる。
【００４０】
したがって、この手法によれば、発破時刻の記録が不要であり、１発の発破でも複数の受振点によって切羽前方からの複数の反射記録を得て重ね合わせることができ、段発発破を震源として用いることによって、受振点が１カ所でも解析可能であるといったメリットがある。
【００４１】
なお、図７に示す基本モデルでは、地質変化部分Ｑによる反斜面がトンネル１００の掘進方向に対してほぼ直交する面をなしているものと仮定しているが、断層や破砕帯による地質変化部分Ｑは、図８に示すように傾斜しているのがふつうである。
【００４２】
すなわち図８のように、地質変化部分Ｑがトンネル１００の掘進方向と直交する面に対して傾斜角度θをなす場合、発破点をＯ、発破点Ｏからトンネル１００の掘進方向へ延びる直線と地質変化部分Ｑによる反斜面との交点をＦ、トンネル１００の坑内に設置した受振器１１，１２，・・・１ｎ−１，１ｎのうち最も切羽１０１側の受振器１１の位置をＡ、最も坑口側の受振器１ｎの位置をＢとすると、発破点Ｏから地質変化部分Ｑによる反斜面で反射してＡ又はＢへ到達する弾性波は、反斜面を対称軸として発破点Ｏと対称な点Ｏ’からの直接波と仮定することができる。したがって、線分ＡＢ、ＣＢ、Ｏ'Ａ、Ｏ'Ｂ、Ｏ'Ｃは、
Ｏ'Ａ＋ＡＢ＞Ｏ'Ｂ
＝Ｏ'Ｃ＋ＣＢ
＝Ｏ'Ａ＋ＣＢ
∴ＡＢ＞ＣＢ
である。
【００４３】
そして図９に示すように、切羽１０１を発破することによる各受振器１１，１２，・・・１ｎ−１，１ｎへの直接波及び反射波の到達時刻は、図９の（Ｉ）の受振波形に示すように、震源位置からの距離が遠い受振器ほど遅く（走時が長く）なるが、上述のような自己相関処理を行うことによって、図９の（Ｉ）に示す各受振器１１，１２，・・・１ｎ−１，１ｎの受振波形から直接波の走時を減算すれば、図９の（II）の受振波形に示すように、切羽１０１（発破点）を仮想受振点とする振動記録が得られ、これは切羽前方に存在する断層や破砕帯等の地質変化部分Ｑの傾斜のみに起因する反射波の走時の差を抽出したものとなるので、この受振波形から、地質変化部分Ｑの傾斜構造を推定することができる。
【実施例】
【００４４】
トンネル掘削において切羽での段発発破を震源として切羽前方の地質変化部分からの反射波を連続的に観測する連続ＳＳＲＴの手法について、本発明の自己相関を用いた地震波干渉法による解析を試行した。適用したトンネルの地質は、花崗閃緑岩からなり、地山新鮮部の弾性波速度は４，０００〜４，５００ｍ／ｓと想定され、主に空中写真判読によるリニアメント観察から数カ所で断層が発達している可能性が指摘されていた場所である。
【００４５】
図１０の（Ａ）は、各１２ｃｈの受振点で得られた発破管理番号ＳＰ１，ＳＰ１２，ＳＰ２５の受振記録波形（元波形）を、走時を揃えて、ほぼ全発破時間に相当する２．５秒分を示すものである。ＳＰ１とＳＰ１２、ＳＰ１２とＳＰ２５は、共に切羽位置が約１８ｍ離隔しており、ＳＰ１２がＳＰ１とＳＰ２５の中間点に位置する。段発発破は、共にＤＳ雷管を用いた１０段であり、ＳＰ１，ＳＰ１２，ＳＰ２５の装薬量はそれぞれ１０６．６ｋｇ、７２．４ｋｇ、１２８．５ｋｇであり、加背割りは補助ベンチ付き全断面工法である。ＤＳ雷管の公称段間時間は１〜９段目までが２５０ｍｓ、１０段目以降が３００ｍｓである。
【００４６】
図１０の（Ａ）を参照すると、受振記録波形は、発破点からの直接波が顕著に記録されていることがわかる。よって、自己相関処理において発破点からの直接波を類似の波形として検出する可能性が考えられることから、ＡＧＣ処理による波形振幅の平準化処理を実施した。図１０の（Ｂ）は平準化処理後の波形を示すものである。この図から、直接波の影響がかなり小さくなり、反射波の分布が想定される時間領域の波形が相対的に持ち上がっていることがわかる。
【００４７】
図１１は、ＡＧＣによる平準化処理後のＳＰ１，ＳＰ１２，ＳＰ２５の掘削発破による受振記録波形を自己相関処理し、距離断面（Ｖｐ＝４，０００ｍ／ｓを採用）に変換した波形を、従来の技術による連続ＳＳＲＴのＶＳＰ処理による反射波形及び坑内ＳＳＲＴのＶＳＰ処理による反射波形と対比して示すものである。自己相関波形において抽出された記録は、先に説明した図７の重ね合わせの手法によって、１２ｃｈの受振記録を重ね合わせて濃淡バーでも表示している。また、図１１に表示された矢印は、強い反射が抽出された箇所をマーキングして示すものである。
【００４８】
連続ＳＳＲＴでは、解析に用いる掘削発破区間の反射記録が得られないが、自己相関処理波形ＳＰ１，ＳＰ１２，ＳＰ２５では発破による切羽位置を原点とする反射記録が得られる。よって、各発破における自己相関波形の原点位置はそれぞれ１８ｍの離隔がある。
【００４９】
自己相関処理波形ＳＰ１，ＳＰ１２，ＳＰ２５は、従来の連続ＳＳＲＴ及び坑内ＳＳＲＴのＶＳＰ処理による反射波形と比較すると、切羽前方の地山の地質変化部分による反射面の構造をほぼ反映した処理波形であることがわかる。
【符号の説明】
【００５０】
１  受振器
２  記録装置
３  パーソナルコンピュータ（解析手段）
１００  トンネル
１０１  切羽
２０１  油圧削岩機
２０２  油圧ブレーカ
２０３  ホイルローダ
２０４  重ダンプ
Ｐ  発破点
Ｑ  地質変化部分
【図１】
2014106075.tif 000005
【図２】
2014106075.tif 000006
【図３】
2014106075.tif 000007
【図４】
2014106075.tif 000008
【図５】
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【図６】
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【図７】
2014106075.tif 000011
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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