(57)【要約】【課題】迅速かつ安価で、しかも正確に探査することができる空洞探査方法を提供する。【解決手段】上部に空洞が分布すると思われる地下構造物内に掘削機を導入して、該掘削機のロッド先端のビットにより地中を削孔しながら、該掘削機による削孔データを収集すると共に、その掘削孔にボアホールカメラを挿入して孔壁展開画像データを収集し、これらの削孔データと孔壁展開画像データを比較して、空洞判定基準を作成し、上記掘削箇所以外の箇所において、該掘削機による削孔データを解析して、上記空洞判定基準に基づいて空洞を探査する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に空洞が分布すると思われる地下構造物内に掘削機を導入して、該掘削機のロッド先端のビットにより地中を削孔しながら、該掘削機による削孔データを収集すると共に、その掘削孔にボアホールカメラを挿入して孔壁展開画像データを収集し、これらの削孔データと孔壁展開画像データを比較して、空洞判定基準を作成し、上記掘削箇所以外の箇所において、該掘削機による削孔データを解析して、上記空洞判定基準に基づいて空洞を探査することを特徴とする空洞探査方法。
【請求項２】
上記削孔データが、削孔速度とＬＴ（ビット荷重と時間の積）であることを特徴とする請求項１に記載の空洞探査方法。
【請求項３】
上記削孔データを削孔深度５ｍｍ毎に記録することを特徴とする請求項１または２に記載の空洞探査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばトンネル、地下室、防空壕などの地下構造物の上部空洞を探査するための、空洞探査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、上記地下構造物の上部に存在する空洞は、地表面の陥没の原因となり、鉄道等の公共構造物または民家や田畑に影響を与える場合が少なくなく、事前に探査しておく必要がある。
従来の空洞探査方法としては、例えば、地中レーダー探査、ボーリング調査等の方法がある。
【０００３】
しかし、上記従来の地中レーダー探査やボーリング調査による空洞探査は、探査深度が浅くて深部までの探査ができないだけでなく、空洞の規模や地質の硬軟を客観的に評価できず、また、時間的な制約で多くの調査を実施できない場合がある等の問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、迅速かつ安価で、しかも正確に探査することができる空洞探査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上部に空洞が分布すると思われる地下構造物内に掘削機を導入して、該掘削機のロッド先端のビットにより地中を削孔しながら、該掘削機による削孔データを収集すると共に、その掘削孔にボアホールカメラを挿入して孔壁展開画像データを収集し、これらの削孔データと孔壁展開画像データを比較して、空洞判定基準を作成し、上記掘削箇所以外の箇所において、該掘削機による削孔データを解析して、上記空洞判定基準に基づいて空洞を探査することを特徴とする。
また、上記削孔データが、削孔速度とＬＴ（ビット荷重と時間の積）であることを特徴とする。
さらに、上記削孔データを削孔深度５ｍｍ毎に記録することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の空洞探査方法により、地中に存在する空洞の分布や規模を迅速かつ正確に把握することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、本発明方法を実施する装置の一実施例を示すものであって、水路トンネルＴの上部空洞Ｋを探査するための削孔機１の説明図である。この削孔機１は、主として所望の探査位置に移動する走行機体１１と、該走行機体１１に支持されているドリフター１２と、該ドリフター１２によって上下動されるロッド１３と、該ロッド１３の先端に設けられるビット１４から構成される。２は送水ポンプである。
【０００８】
上記削孔機１には、各種のセンサが装着されている。すなわち、削孔深度５ｍｍ毎にパルス信号を発信して深度を測定するためのロータリーエンコーダ等の変位量センサと、削孔水の送水圧力を測定するための圧力センサと、上記ビット１４を回転駆動する油圧機構の駆動圧（回転トルク）を測定するための圧力センサと、ビット１４を推進させる油圧機構の駆動圧（送圧・背圧）を測定するための圧力センサと、ビット１４の削孔速度（前進速度）を測定するための変位量センサと、５ｍｍ削孔毎のビット回転機構の駆動ギヤの回転数（通過枚数）を測定するための磁気ンサと、５ｍｍ削孔するのに要した時間を測定するための内部時計などが設けられている。
【０００９】
次に、図２の解析フローを参照しながら空洞探査方法について説明する。
まず、上記センサによる測定データを収集する。測定データとしては、上記削孔深度、削孔水の送水圧力、ビット１４の回転トルク・背圧・削孔速度・回転数、５ｍｍピッチの削孔時間などが挙げられる。これらの測定データをもとに、空洞の判別に有効な解析パラメータを設定する。有効な解析パラメータは、削孔時の送水圧を示す送水圧（ｋｇｆ／ｃｍ２）、ビット荷重１ｔ当たりの削孔速度（ｍ／ｈ）、ビット荷重と時間の積で、地盤の相対的な硬さを示すＬＴ（ｋｇｆ・ｓ／ｃｍ２）などである。上記送水圧は、土の粘性が大きいほど送水抵抗が大きい値を示す傾向がある。また、上記削孔速度は、深度によらない同一荷重時の速度に変換する。削孔抵抗が小さいほど大きな値となる（土の硬さ、軟らかさの判断指標）速度波形から地盤の均質度合いを判別する。さらに、上記ＬＴは、土の硬軟と密接な関係がある。
【００１０】
続いて、空洞Ｋらしきものが分布すると思われる上記掘削箇所において、その掘削孔にボアホールカメラ（図示せず）を挿入して孔壁展開画像データを収集する。図３はボアホールカメラによる孔壁展開画像の一例である。（Ａ）の画像は、下からコンクリートａ、注入剤ｂ、崩積土ｃを順次示す。コンクリートａはトンネルコンクリートであり、注入剤ｂはトンネルの裏側の空隙に充填された注入剤であり、崩積土ｃは後述の空隙部分の土が崩落して堆積した部分である。（Ｂ）の画像は、下から上記崩積土ｃの続き、空洞ｄを示す。（Ｃ）の画像は、下から空洞ｄの続き、細礫混じりの砂質土ｅを示す。（Ｄ）の画像は、上記細礫混じりの砂質土ｅの続きである。
【００１１】
次に、上記掘削機１により収集された削孔データと、ボアホールカメラによる孔壁展開画像データの相関関係を比較検討して、空洞判定基準を作成する。空洞の判定に最も影響を及ぼすパラメータは、上記削孔速度とＬＴの値である。空洞を含む判定基準としては、例えば、表１のようになる。
【００１２】
【表１】
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【００１３】
上記空洞判定基準を作成したら、上記掘削箇所以外の箇所において掘削機１による削孔データを解析して、前記基準に基づいて空洞判定、すなわち空洞探査を行う。空洞探査における削孔データは、所定ピッチ（例えば５ｍピッチ）について行う。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明方法を実施する掘削機の説明図である。
【図２】本発明の空洞探査方法を説明する解析フロー図である。
【図３】ボアホールカメラによる孔壁展開画像の写真である。
【符号の説明】
【００１５】
１    掘削機
１１  走行機体
１２  ドリフター
１３  ロッド
１４  ビット
２    送水ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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