(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル掘削における切羽前方地質探査法であって、
前記トンネルの坑口側から切羽手前側区間内の底盤に、間隔をあけて複数の受振装置を設置し、前記受振装置に対応させて、起振装置により前記底盤を叩いて起振し、起振により発生した弾性波の切羽前方からの前方反射波と併せて、既掘削後の切羽後方からの後方反射波を受振し、
前記後方反射波と、前記切羽後方の掘削時に確認された実際の地質情報との対応を行い、
前記前方反射波の解析に際しては、前記対応に基づき、前記前方反射波の示す地質状況を予測することを特徴とするトンネル切羽前方地質探査法。
【請求項２】
請求項１記載のトンネル切羽前方地質探査法において、
前記切羽後方の掘削時に確認された実際の地質情報とは、トンネル掘進方向の掘削深度に対応した切羽観察記録、および／または地質サンプルであることを特徴とするトンネル切羽前方地質探査法。
【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の前方地質探査法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トンネル技術者には、切羽前方の地質状況を適切に予測し、地山不良個所に対する対応策を検討して提案し、適切な器材と工法で切羽掘削を実施することが、工程、施工、安全管理上の基本技術として求められている。
【０００３】
通常、山岳トンネルでは事前調査として、地表面から弾性波屈折法による地山の弾性波速度の測定、電磁波探査、ボーリング調査などを実施し、トンネル路線の地質状況の推定が行なわれる。しかし、事前調査のみでは地質条件の複雑さなどから適切な予測が困難な場合が多い。そこで、トンネル施工時にトンネル坑内からの切羽前方予測を実施する必要がある。
【０００４】
かかるトンネル施工時の探査方法としては、発破を起振源とするＴＳＰ法、ＨＳＰ法が開発され、現場適用が進められている。例えば、ＴＳＰ法は、発破を起振源とする弾性波反射法の一種であり、トンネル坑内の切羽後方において、切羽前方における弾性波速度の境界面（地質が硬質から軟質に、あるいは軟質から硬質に変わる変化面）を擬似３次元的に捉え、地質状況、特に断層や破砕帯の位置を捉える手法である。
【０００５】
ＴＳＰ法の利点は、トンネル掘削における施工性の向上（不良地山に対する段取りと支保パターンの妥当性など）と安全性の確保の点にあると考えられる。探査深度が地山弾性波速度４．０ｋｍ／ｓ程度で、１００〜１５０ｍと非常に深い。通常のＮＡＴＭの掘削速度から考えれば１カ月の掘進長に相当する分の地質調査を一回で行なうことができるのである。さらに、段取りに特殊な重機を必要としないという利点も挙げられる。
【０００６】
かかるＴＳＰ法は、実際には、図８に示すように、切羽１の後方の山側側壁２に、複数個の発振孔（発破孔）３と２個の受振孔４を設けて行なう。発振孔３は、通常は、長さ１．５ｍ、角度約１０度下向きに、２０〜２５孔穿孔され、受振孔４は山側側壁２に２孔、長さ２．０ｍ、角度約１０度下向きに穿孔される。
【０００７】
その後、穿孔した発振孔３内に発破などの爆薬５を入れ、受振孔４内に受振器６をセットする。発破器７により、トリガーボックス８を介して接続されている爆薬５を炸裂させる。爆薬起振により発生した弾性波の反射波を、受振器６で受振して地震記録装置９で記録し、その記録結果をマイクロコンピュータなどで解析して、切羽前方の地質探査を行なう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
近年、トンネルの掘削工法には、地山性状に合わせて、あるいは周辺環境の住居や道路などの近接施工既設構造物の存在に合わせて、従来から使用されている発破工法に代わって、ＴＢＭやロードヘッダーなどの掘削機械を用いた機械掘削工法が使用されるようになってきた。かかる機械掘削工法では、発破を使用しないため、切羽前方の地質探査に、発破を起振源としない方法が求められる。これは、一つには、発破を用いる場合には、使用許可申請、安全管理専任技術者の任命など法律的な制約を予め整える必要があり、現場管理が煩雑となるためである。
【０００９】
トンネル掘削工法として発破を用いる場合には、当初よりかかる法律的な条件は備えられているため、切羽前方地質探査時に、上記申請を行って発破を用いることには特段の面倒は生じないが、上記の如く、機械掘削を行なう工法では、探査時の都度面倒な各種申請業務が発生することとなり、現場管理という観点からは、採用しにくいのが現状である。
【００１０】
また、発破起振を採用する探査法には、以下のような技術的な問題点も指摘されている。発破は土被りが浅い区間での使用や、切羽後方の坑口付近での使用が制限されるため、例えば、坑口付近の地質状況の弾性波反射法によるデータ取得は十分に行なえない。
【００１１】
また、同一孔での繰返発破の起爆は、残発破、残薬などの安全管理上の問題点から、法律上規制されており、発破を起振源とする場合には、同一地点での発振は一回に限られている。そのため、弾性波反射測定法におけるスタッキング（重合）による解析精度の向上が図れない。
【００１２】
また、発破起振を採用するＴＳＰ法、ＨＳＰ法では、低土被り区間で、地表面と切羽前方からの情報の区分が行なえず誤認が発生する。そのため、土被り厚さ以上の探査深度での探査は行なえず、切羽前方の遠方探査には適用できない。さらに、ＴＳＰ法では、解析ソフトがブラックボックス化されており、現場状況に応じた特殊な解析ができず、予め解析ソフトにより設定された状況下での解析しか行なえず不便であるとの指摘もある。
【００１３】
ＴＳＰ法、ＨＳＰ法では、反射波を受振する装置が、特殊な装置であり汎用性がないとの不満もある。かかる受振装置では、切羽前方を探査する目的で開発されており、切羽前方と同時に切羽後方の探査解析を行なう場合には、使用することができない。探査地山や目的によっては、起振源の周波数を最適範囲に変化させることが求められるが、ＴＳＰ法では、起振源や受振装置のかかる周波数の変更はできない。
【００１４】
さらに、発破の起爆力は一定で非常に強力であるため、切羽前方約１００ｍ以深に対する探査能力は非常に高いが、逆に切羽周辺の１００ｍ以浅の比較的切羽に近い地山状況の地質状況の推定には、最適とは言えない。
【００１５】
そこで、機械掘削工法では、発破起振によらない切羽地質探査技術の開発が強く求められている。
【００１６】
一方、発破を起振源としない探査方法としては、例えば、高電圧プラズマを用いた弾性波反射法が知られている。かかる探査方法では、トンネル内に高電圧を発生させるための大きな変圧装置を持ち込むため、探査器材を含めて実施規模が大きくなり現場対応がし難いとの指摘もある。
【００１７】
安全管理上でも、トンネル内では多少なりとも湧水があり、また、発破孔やロックボルトの打設のための穿孔作業に水を使用しているので、どうしても坑内湿度は高くなりがちで、かかる坑内で高電圧を発生させるには、湧水と高湿度に対する十分な漏電対策が作業安全上必要となる。さらに、迷走電流の発生も未然に防止しなければならない。万が一、トンネル掘削現場坑内に迷走電流が発生すれば、掘削機械、各種照明装置、計測機器、さらには発破の起爆装置の電気雷管などへの影響が危惧される。
【００１８】
爆薬起振を採用しない物理探査手法としては、その他に、電気探査の応用技術として電磁波を用いる手法が知られている。しかし、弾性波反射法とは測定原理が異なり、現状では、トンネル切羽前方地質探査方法へ適用するに際しての測定法や解析手法が十分に確立されていない。トンネルの切羽前方地質探査には、殆ど実績がない手法と言える。
【００１９】
その他の切羽前方探査法としては、発破孔やロックボルトの打設などの穿孔作業に用いる大型の穿孔機械の油圧ドリルジャンボを用いて、切羽から水平穿孔（通常、２０〜３０ｍの長さ）を実施し、回転力、打撃力、トルク値（これらは動力源である油圧変化として測定できる。）、穿孔時間などを計測し、主に地質の硬軟、あるいは地下水の状況などを予測をする手法も知られている。
【００２０】
かかる手法は、従来から「探りノミ」などと呼ばれて実施され、油圧ジャンボの普及につれて、回転力や打撃などのデータを油圧変化として経時的に測定することが非常に容易になり、特殊機械を必要としない簡易な探査法として知られている。
【００２１】
しかし、油圧ジャンボによる穿孔長は機械の穿孔能力、あるいは穿孔ドリルの剛性などの理由で２０〜３０ｍが限界で、切羽前方探査深度をそれ以上深くすることができない。一方、掘削機械の性能は、年々向上し、その掘削進度は速くなっているため、切羽前方地質探査法も、それに合わせてできるだけ探査深度が深くできる方法が望まれている。
【００２２】
また、近年は、市街地における活断層などの調査のために、測定可能な深度が数ｋｍと非常に深くとることができる油圧インパクタ起振による地質探査法が採用されている。かかる地質探査法は、市街地の直下方向の探査に用いられる手法であり、前方探査に使用できる探査方法ではない。
【００２３】
以上のように起振源に発破を使用する場合、発破を使用しない場合など種々の探査法がこれまで開発されているが、本発明者によれば、相対的には、ＴＳＰ法が種々の面で採用し易い探査法ではないかと考えられる。しかし、かかるＴＳＰ法は、発破以外の起振源では測定することができない。
【００２４】
山岳トンネルにおいては、発破地山は、中硬岩から硬岩に属する地山であるため、施工上問題となることは少ないが、機械掘削地山は軟岩から中軟岩に属する場合が多く、例え地質探査とは言え、発破の使用は施工上の制約を受ける場合が多い。そこで、かかる機械掘削工法では、発破起振以外の起振源を使用する切羽前方地質探査法の採用が技術的にも好ましい。
【００２５】
本発明の目的は、起振源に発破を使用しないでも、トンネル切羽前方の地質探査を行なえるようにすることにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、トンネル掘削における切羽前方地質探査法であって、前記トンネルの坑口側から切羽手前側区間内の底盤に、間隔をあけて複数の受振装置を設置し、前記受振装置に対応させて、起振装置により前記底盤を叩いて起振し、起振により発生した弾性波の切羽前方からの前方反射波と併せて、既掘削後の切羽後方からの後方反射波を受振し、前記後方反射波と、前記切羽後方の掘削時に確認された実際の地質情報との対応を行い、前記前方反射波の解析に際しては、前記対応に基づき、前記前方反射波の示す地質状況を予測することを特徴とする。
【００２７】
前記切羽後方の掘削時に確認された実際の地質情報とは、トンネル掘進方向の掘削深度に対応した切羽観察記録、および／または地質サンプルであることを特徴とする。
【００２８】
本発明は、以上の構成に見られるように、トンネル坑内の掘削底盤に受振装置を複数設置し、底盤を油圧インパクタなどの起振装置で、受振装置に対応する箇所を起振する手法である。受振装置や起振装置の設置に際しては、発破起振を採用する探査法とは異なり、穿孔する必要がなく極めて段取りが簡単に行なえる。
【００２９】
受振装置には、例えば、市販の小型地震計のジオホンなどを使用すればよく、現場状況に応じて、１成分と３成分測定可能なものを配置することもできる。
【００３０】
起振源として、発破を使用せずに、自走可能な油圧インパクタ、油圧バイブロサイスなどの起振装置を使用することができるため、発破使用許可申請などの面倒な法律的な制約も受けず、現場管理上の面でも好ましい。さらに油圧インパクタなどの起振装置を使用することにより、探査対象の地山特性に即した周波数特性を有する起振装置を選択採用して、最適な周波数特性での探査が行なえる。
【００３１】
油圧インパクタなどの起振装置を使用するため、発破を起振源と使用する場合とは異なり、同一個所で複数回の起振（スタッキング、あるいは重合ともいう。）を行なうことができる。トンネルの切羽前方からの反射（前方探査）プロファイルの他に、切羽後方の底盤下からの反射波による重合プロファイルなどの作成もできる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。図１（Ａ）、（Ｂ）は、本発明のトンネル切羽前方地質探査法を適用するトンネル内の測定機器の配置を示す説明図である。図２（Ａ）は測定機器の配置を示す側断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の測定機器の配置を示す平面図である。図３は、切羽側から見た、測定機器の配置を示す断面図である。
【００３３】
本発明のトンネル切羽前方地質探査法を適用するトンネル内の底盤１０には、切羽１１側から、坑口（図示せず）側までの底盤区間に、複数の受振装置１２とＡ／Ｄ変換器であるリモートユニット１３とが設けられている。複数の受振装置１２は、図１に示すように、数個ずつ１グループに構成され、各々のグループがそれぞれリモートユニット１３に接続され、さらにリモートユニット１３同士が接続されて記録／解析装置１４に連結されている。
【００３４】
数個ずつ１グループに編成された複数の受振装置１２は、トンネル坑内の切羽１１側から、坑口側に向けて、図１、２に示すように、互いに所定間隔あけて底盤１０上に略直線状に設置されて、測線が掘進方向に沿って設定されている。受振装置１２の設置位置は、図３に示すように、トンネル坑内の略中央から少し左右に振分けた位置に設置するようにすればよい。因みに、図３は、切羽側から見た坑内断面図である。
【００３５】
かかる受振装置１２としては、例えば、図４に示す構成のジオフォン（小型地震計）１２ａを使用すればよい。ジオホン１２ａ（１２）の底盤１０への設置は、受振装置本体１５ａの底に設けた受振装置スパイク部１５ｂを地中に差し込むことにより簡単に行なえる。
【００３６】
軟弱地盤で、受振装置スパイク部１５を差し込むだけでは安定に設置できない場合には、例えば角錐状の支持部材を軟弱地盤内に設け、この支持部材内に受振装置スパイク部１５ｂを入れて設置すればよい。また、受振装置スパイク部１５ｂが差し込めない底盤では、例えば、底盤１０上に安定に載置できる取付座を一旦設け、この上に受振装置スパイク部１５ｂを取り外した受振装置本体１５ａを固定すればよい。
【００３７】
このように設置された複数の受振装置１２からの信号は、リモートユニット１３によりデジタル化された後、記録／解析装置１４に送られて記録、解析される。記録／解析装置１４は、図１（Ｂ）に示すように、受振装置１２の近傍で起振する起振装置１６にも接続され、起振装置１６に発振指令を出す。
【００３８】
かかる起振装置１６としては、例えば、図５に示す油圧インパクタを使用すればよい。油圧式で上下させる接地板を、底盤１０に衝突させて叩くことにより、弾性波を発生させる小型起振装置を使用することができる。あるいは、車両重量を振動板にかけて底盤１０面に圧着させることにより、発生させる弾性波の周波数を変えることができる油圧バイブロサイスなどのバイブレータを使用しても構わない。
【００３９】
かかる起振装置１６は、図１〜３に示すように、複数の受振装置１２の側方に順番に移動して、底盤１０を叩いて起振し弾性波を発生させる。発生させる弾性波は、現場の地山状況に応じて周波数を変えるようにすればよい。周波数の変更は、起振装置１６を選択して使用すればよい。
【００４０】
起振は、上記要領で複数の受振装置１２の各々に対応して行なうが、必要に応じて、同一起振場所で、複数回起振（スタッキング、あるいは重合と呼ばれる）を行なっても構わない。スタッキングは、各受振装置１２に対応した起振点で、一度に行なってもよいし、あるいは、測線に沿って起振装置１６を往復移動させながら、一回ずつ行なうようにしても構わない。さらには、往復移動させながら、既に起振させた箇所に対応する受振装置１２での反射波の受振状況を確認しながら、必要な箇所のみ再度起振するようにしても構わない。
【００４１】
起振装置１６により各受振装置１２の近傍で起振させることにより発生させられた弾性波は、地中内を起振点から放射状に伝播し、地中内の地質が変わる境界面で反射され、その反射波を受振装置１２で受振して、弾性波速度と反射時間との関係から反射波を解析して、地質境界面の存在位置を予知することができる。
【００４２】
受振装置１２で受振する反射波は、起振点の直下方向からの反射波もあれば、切羽前方からの反射波（以下、かかる反射波を前方反射波と呼ぶ。）もあれば、切羽後方、すなわち既に掘削した切羽から坑口側へ向けての地中内からの反射波（以下、かかる反射波を後方反射波と呼ぶ。）もある。
【００４３】
本発明では、かかる反射波の解析に当たって、起振点直下からの反射波を除き、極力前方反射波のみに、あるいは前方反射波と後方反射波のみにして、解析を行なっている。従来の市街地における弾性波反射法では、ノイズ扱いされていた反射波を、本発明では解析対象としているのである。
【００４４】
前方反射波の解析からは、図６に示すように、通常、地質が軟質から硬質へ、硬質から軟質へと変わった境界面の存在と、軟質ゾーン、硬質ゾーンがそれぞれどの程度続いているかという地質状況を予知することができる。図６は、掘削途中のトンネル坑内に、多数の受振装置１２と、それに対応した起振点を設けて、上記本発明の方法を適用して、前方反射波の解析により、切羽前方のゾーニングをする様子を示す解析図である。
【００４５】
因みに、図６に示す場合には、受振装置１２を、坑口側から切羽まで、受振装置１２間を、図２に示すように、１．５〜２ｍ間隔で直線状に１２０箇所設置して測定している。
【００４６】
図６には、前方反射波、後方反射波以外の反射波をノイズとして除去した解析波形群Ａが示されている。解析波形群Ａに示す多数の反射波は、解析波形群Ａの水平目盛り上に示した多数の起振点Ｂに一対一に対応した受振点で受振した前方反射波、後方反射波を示している。
【００４７】
個々の前方反射波、後方反射波は、それぞれの起振点Ｂで複数回起振させる個別スタッキングにより重ね合わされた波形に、その起振点Ｂとは異なる起振点で起振させて得られた複数の反射波を、起振点Ｂで行なったように位置補正を行なってさらに重ね合わされた重合波形が示されている。図６に示す場合には、かかる位置補正に基づく重合を、約４０回程度行なった波形である。
【００４８】
なお、かかる２つの異なるスタッキングが簡単に行なえるのは、本発明で、起振源として発破を用いることなく、自走可能な起振装置を使用しているためである。
【００４９】
かかる解析波形群Ａには、図面右斜め上に向けて波頭に近い部分が黒色になった周囲より大きな波ａが見られ、かかる大きな波ａが地質境界面を示し、大きな前方反射が起きる比較的硬質の地質の存在を予知させる。かかる大きな波ａが比較的多数見られる部分と、それ程見られない部分とに大まかに区分できる。大きな波ａが多数見られる部分は、比較的硬質地質であり、小さな波ｂが多数見られる部分は比較的軟質地質であると判断できる。
【００５０】
大きな波ａの多数見られる部分と、小さな波ｂが多数見られる部分との境界にある上記波頭の多数の黒色部分を繋いで外に延ばした外挿線ｃと、解析波形群Ａを示す図の水平目盛りを図面右側に延長した延長線ｄとの交点距離を読み取れば、そこに切羽からの地質の軟質部分と硬質部分との境界面（地質境界面）とが存在すると大体の判断ができる。すなわち、図６は、大まかに切羽前方の地質状況を、前方反射面の多寡によりゾーニングした場合を示しているのである。
【００５１】
かかるゾーニングによれば、図６では、切羽前方から３０ｍ手前、６０〜７０ｍとの間、９０〜１０５ｍの間、１０５〜１６５ｍの間、２１０ｍの少し後方位置に、地質境界面が存在し、切羽前方から２５０ｍ付近までは、６個のゾーンに区分できることが分かる。切羽手前から、硬質、軟質、硬質、軟質、硬質、軟質ゾーンと、地質状況の予測ができる。
【００５２】
一方、図７は、図６と同一トンネル坑内で、発破を起振源として反射波を測定した場合の解析図である。受振点は、図６の場合と同じである。なお、図６に示す場合には、受振点と起振点Ｂとは同数であったが、図７に示す場合には、作業量の問題で多数の受振点に対応した発破の使用が難しいため、発破の起振点を、切羽手前側から順に受振点に対応して２０箇所に設定した。図７に示す解析波形群Ａ’は、同一個所での個別スタッキングは発破起振であるため行なえず、２０箇所の起振点での波形を適宜補正して重合した波形である。図６の場合に比べて、重合数が少なく、その分精度が低いと言える。
【００５３】
かかる解析図で、図６と同様の手法で、切羽前方のゾーニングを行なうと、大まかには、切羽前方から１５〜３０ｍの間、１２５〜１３５ｍの間、１９５〜２１０ｍの間、２４０ｍの少し手前に、地質境界面が存在することが分かる。両者を比較すると、図６の場合の方が、切羽前方１００ｍ付近までの地質境界面の数が多く（すなわち、地質区分が多い）、１００ｍより深度が深い箇所では、地質境界面の数が少なく（すなわち、地質区分が少ない）なっていることが分かる。
【００５４】
これは、発破起振の方が起振装置を使用する場合よりも発生する弾性波エネルギーが大きく、その分弾性波が遠方まで十分に届くためで、掘進方向に沿って深度の深い箇所（例えば、１００ｍ以降）での地質探査に向いていることを示している。
【００５５】
一方、切羽前方の深度の浅い箇所では、弾性波エネルギーが強過ぎるため、反射せずに透過する割合が高く、起振装置に比べて十分な地質探査ができないことを示している。図６に示す場合には、起振装置による弾性波であるため、そのエネルギーは発破起振の場合よりも小さいが、発破起振でないため同一個所での個別スタッキングが行なわれ、且つ、安全管理上の問題がないため起振点を受振点に合わせて設定でき、波形の重合効果をさらに向上させて精度向上が図られている。
【００５６】
このことから、起振源に発破を用いず、底盤１０を叩いて起振する油圧インパクタなどの起振装置１６を使用する本発明の方法を適用すれば、切羽前方から１００ｍ付近までの地質状況を詳細に探査することができると言える。
【００５７】
また、本発明では、受振点を測線に沿って、図１に示すように切羽から坑口まで設け、これらの受振点に対応して起振点を設けているため、後方反射波を前方反射波と併せて受振することができる。そこで、本発明者は、かかる特徴点を用いて、以下に説明するように、さらに切羽前方の地質状況のより詳細な予測を行なえる方法を開発した。
【００５８】
図６、７に示すように、切羽前方に存在する地質境界面により区切られたゾーンは、反射面の多寡により設定されたものであるが、かかるゾーンでは、軟質ゾーン、硬質ゾーンの存在は分かるものの、実際にどの程度の軟質地質か、あるいは硬質地質かその差異までは前方反射波だけでは十分に予測することはできない。
【００５９】
本発明の方法では、上記のように、後方反射波をも前方反射波と共に受振することができるため、かかる多数の後方反射波のそれぞれを、既に掘進してきた切羽後方の実際の掘削時の地質写真、地質映像、スケッチ、地質サンプルなどの実際の地質情報と照合して、実際の地質情報の差異に基づく後方反射波の相違点、あるいは特徴点などを見出し、特定の後方反射波と特定の実際の地質情報との対応付けを行なうことができる。
【００６０】
かかる対応付けを行なっておくことにより、ある特定の後方反射波と同様の特徴、傾向を有する前方反射波の示す地質状況は、その後方反射波に対応付けられている実際の地質と同様の可能性が高いと判断できる。かかる実際の地質は、既に採取した地質写真、地質映像などの地質画像や切羽スケッチなどの切羽観察記録、あるいは実際のボーリングによる地質サンプルであるため、軟質か硬質かだけの情報と比べて、格段にその情報量は多く、切羽前方の掘削作業に際して極めて実際的で具体的な指針を与えることができる。
【００６１】
本発明は前記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更してもよい。
【００６２】
上記説明では、起振源に非爆薬起振を用いた場合について説明したが、図７に示すように、上記起振装置の代わりに発破起振を用いても構わない。発破起振は発生する弾性波エネルギーが大きいので、切羽前方の掘削深度の深い箇所の探査には十分に使用することができる。
【００６３】
【発明の効果】
本発明により、初めて、トンネル坑内の底盤を叩いて起振する起振装置を使用して、切羽前方の地質探査を行なうことができる。本発明の方法は、発破起振を採用することもでき、トンネル工法の全てに適用できる汎用性の高い技術である。
【００６４】
本発明では、起振装置を使用することにより、発破起振の場合とは異なり、発生弾性波の周波数を地山状況に合わせて変えることができ、より精度の高い地質探査が可能である。また、発破起振の場合とは異なり起振位置の制限がないため、低土被り区間や坑口での探査が行なえる。
【００６５】
本発明では、切羽後方から坑口まで、起振点と受振点とを複数箇所設置することにより、切羽前方と切羽後方の探査を併せて行なうため、切羽後方の探査結果を切羽前方の解析に使用することができ、切羽前方地質状況をより詳細に予測することができる。
【００６６】
起振源の位置は、トンネルのセンターや、あるいは側壁近傍など、トンネルの底盤のどの位置でも構わなく、発破起振に比べて機器設置の自由度が高い。起振位置、受振位置ともに削孔作業の必要がなく、測定前の段取りに手間がかからない。
【００６７】
発破起振とは異なり、同一地点で複数回起振する個別スタッキングが行なえるため、弾性波エネルギーが発破起振の場合より小さくても、切羽前方の地質探査を精度良く行なうことができる。
【００６８】
起振装置を使用することにより、発破起振に比べて発生させる弾性波のエネルギーを小さく抑えることができ、切羽から比較的近い箇所でも、弾性波が透過する割合が少なく、発破起振ではその詳細な探査ができない切羽から１００ｍ程度までの比較的浅い切羽近傍区間のデータを詳細に判別することができる。
【００６９】
同一トンネルで測定位置（測定時の切羽位置）の異なるデータを重ね併せて評価することができ、測定回数が増えれば増えるほど、測定精度が向上する。１回目の測定データを２回目、３回目、それ以降の測定に反映できる。
【００７０】
前方探査プロファイルと底盤下反射プロファイルの２種のデータを総合することにより、前方予測の精度向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は、本発明を適用するトンネル内の測定機器の配置状況の一例を示す説明図であり、（Ｂ）は、記録／解析装置の接続状況を別途示す説明図である。
【図２】（Ａ）は測定機器の配置を示す側断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の測定機器の配置を示す平面図である。
【図３】切羽側から見た、測定機器の配置を示す断面図である。
【図４】（Ａ）は受振装置の側面図であり、（Ｂ）は設置状況を示す斜視図である。
【図５】起振装置による起振作業を示す側面図である。
【図６】起振装置を起振源とした場合の解析図である。
【図７】発破を起振源とした場合の解析図である。
【図８】ＴＳＰ法の使用状況を示す説明図である。
【符号の説明】
１      切羽
２      山側側壁
３      発振孔
４      受振孔
５      爆薬
６      受振器
７      発破機
８      トリガーボックス
９      地震記録計
１０    底盤
１１    切羽
１２    受振装置
１２ａ  ジオホン
１３    リモートユニット
１４    記録／解析装置
１５ａ  受振装置本体
１５ｂ  受振装置スパイク部
１６    起振装置
Ａ      解析波形群
Ａ’    解析波形群
ａ      大きな波
ｂ      小さな波
ｃ      外挿線
ｄ      延長線
【図１】
0004260329.tif 000002
【図２】
0004260329.tif 000003
【図３】
0004260329.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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