土木学会第66回年次学術講演会(平成23年度)

Ⅵ‑024

シールド路線内の支障物探査方法
東日本高速道路(株)千葉工事事務所

志農和啓

東日本高速道路(株)千葉工事事務所

江原豊

正会員

○日野義嗣

シールド技術部

正会員

中村哲(株)地域地盤環境研究所

正会員

山内淑人

(株)大林組(株)大林組

URUP 湾岸船橋工事事務所
本社

１．はじめに
東関東自動車道谷津船橋インターチェンジ工事は，慢性的な交通渋滞が著しい船橋・習志野市域における交通渋滞の緩和を目的として，新たなインターチェンジを築造するもので、東関東自動車道（以下東関道）の直下横断部はシールド工法にて施工する．小土被りのシールドトンネル施工において、埋土などの人工地盤を対象とする場合、トンネル路線内に支障物(人工地盤造成時の残置物)がある可能性が高い．本工事において東関道直下に施工する 6本のシールドトンネルのうち、上段 2 本は土被り 3.1～3.6m であり、対象土質が主に埋土である．事前の立坑掘削およびシールド路線近傍の試掘により支障物が確認されたことにより、その他に多数の支障物が存在している可能性があるため、シールド路線全体の支障物探査が必要となった．本報文では、シールドトンネル路線の大部分を占める東関道直下で実施した支障物探査方法について報告

aする．
２.シールド路線上の試掘結果
東関道の盛土外側における試掘および立坑掘削の結果、シールド路線内に谷津干潟の残置護岸が確認された。残置ｂ
試掘箇所

到
達
立坑

ｃ
東関東自動車道下り物としては、a.護岸コンクリート板(400B×6,000L×100ｔ)、b.タイロッド(φ22mm＠1.6m)・タイロット定着コンクリー
ト板（400B×3,000L×100ｔ）
・木杭等が確認され、発進立坑

東関東自動車道上り側では c.杭材 H-200 も確認された。図-1 に支障物出現状
況を示す。

発進立坑

３．東関東自動車道直下における支障物探査方法の選定

図-1 支障物出現状況

支障物探査方法として、水平ボーリングによる直接探査とその探査孔を用

物理探査方法の選定
・音響トモグラフィ・ボアホールレーダー
・磁気探査

いた物理探査(音響トモグラフィ探査、ボアホールレーダー探査、磁気探査)があげられた．物理探査は通常鉛直孔を用いて行うが、水平ボーリング孔に試験施工応用することで、ボーリング孔間の地質・支障物等について平面的に捉える適用性の検討

本施工

表-1 選定した物理探査方法一覧

探 査 原 理範囲

探査方法の見直しOKことが可能となる．

方法

NG

図-2 探査の流れ

音響トモグラフィ探査

ボアホールレーダー探査

磁気探査

地下水位以深の飽和した地盤において、ボーリング孔に発信機・受信機を設置し、ボーリング孔間の地盤内に音響波を発振・受信することにより、地盤内の以上を可視化する方法である．

電気的性質の異なる物質からの反射波を利用して支障物を探査する手法.
ボーリング孔外に向けて発射された電磁波（電波）が，支障物にあたって反射たときの往復時間より反射物体までの距離を求める．

支障物(鉄類)が存在する場所の磁界によって誘導される誘導磁気と，その物体が固有にもっている永久磁気とで合成される磁石による磁界の強さを検知し，磁性体の大きさや位置を探る方法である．

対象物 200mm 程度の場合、孔間距離 10～20m

最大可探半径 0.5m 程度
最大ケーブル長さ L=25m

最大可探半径 1.0m 程度
最大ケーブル長さ L=50m

キーワード
連絡先

シールドトンネル，URUP 工法, 支障物，音響トモグラフィ，ボアホールレーダー探査，磁気探査〒108-8502 東京都港区港南 2-15-2 品川インターシティ B 棟‑47‑（株）大林組

ＴＥＬ03-5769-1318

土木学会第66回年次学術講演会(平成23年度)

Ⅵ‑024

a.音響トモグラフィ探査
音響トモグラフィ探査は地下水位以深であっても、対象地盤1.6km/秒

80108136

14.0

13.0

12.0

11.0

9.0

10.0

8.0

い深度となり、シールド掘進断面のうち、特に支障物の存在が7.00.0ないことを示している．つまり、GL-0～-4.5m 部は探査できな

As 層

6.0

ないか、または、伝搬しても減衰が大きく、有効な受信ができ発振深度

5.0波が得られていない．これは、音響波が受信器まで伝搬してい※GL-4.49m 以深では正確な支障物位置を把握可能

4.0の時の計測結果である．TP+0.06m(GL-4.49m)以浅では明確な P

3.0

図-3 は周波数 4kHz を用い、発振位置が TP-0.34m(GL-4.89m)

2.0が存在しない区間にて試験施工を行った．

受信深度(GL-m)である．そこで、東関道直下での本探査前にヤード内の支障物

1.4km/秒

周波数 4kHz
Bk 層※GL-4.49m 以浅では地盤全体的に波形が計測されているため正確な支障物位置を把握不可能
孔内水位▽TP+1.83(GL-2.72)m

1.0が飽和されておらず、音響波が伝達されなければ計測は不可能+0.51+0.11-0.49-0.89-1.49-1.89-2.49-2.89-3.49-3.89-4.49-4.89-5.49-5.89-6.49-6.89-7.49-7.89-8.49-8.89-9.49-9.89

Time(ms)

懸念される盛土層(Bk 層)における探査方法として、音響トモ

Amp(dB)図-3 周波数 4kHz での波形図

グラフィ探査は適用できないことが確認された．
b.ボアホールレーダー探査、磁気探査

No.17(左)探査立坑から、水平ボーリングにて設置した探査孔(32 本)に探査結果の一部を示す．上側はボアホールレーダー探査によって得られた反射画像記録であり、上段が左向き、下段が右向きの反射画像である．暖色系(赤色系)ほど強い反射面(電気的性質の境界面)が存在することを表す．また、下側はボアホールレーダーを用いてボアホールレーダー探査、磁気探査を行った．図-4

支障物

奥ボーリング孔手前

支障物

磁気探査によって得られた波形記録を表し、ほぼ等間隔で磁No.17(右)気量(振幅)が増加している．この付近には既設遮音壁基礎探査結果において、支障物反応および磁気異常反応を同じ箇所で検出している。また、実際にボアホールレーダー探査お磁気探査(鋼管 φ400mm、L=6m、@4m)の存在が確認できており、両磁気探査収録波形

磁気探査異常個所

よび磁気探査で反応のあった丸印の部分（図-5）についても

図-4 探査結果の一例

試掘を行った結果、ヒューム管 φ250mm が埋設されており、本手法の有効性が確認できた．

また、探査結果および対象地盤が埋土であることなどから総合的に判断すると、磁気反応と支障物反応が重なる個所は H 鋼やパイプ等が、支障物反応のみの個所はアスファルト、コンクリートガラ等の存在が考えられる．
シールド路線内における探査結果
ヒューム管 φ250mm（図-5）より、多数存在する支障物の分布状況を正確に把握することがで

探査立坑

到達立坑

きた．
４．おわりに本工事では、東関道の通行を妨げることなく、道路直下の人工地盤において多数存在することが予想された支障物の分布を、正確に把握する必要が生じた．このような場合において、通行の妨げとならない水平ボーリング

凡例

孔を用いた、ボアホールレーダー探査

支障物反応（ボアホールレーダー探査）と磁気探査を組合わせた手法が、シー

磁気反応（磁気探査）

ルド掘削を行う前の支障物探査とし

図-5 支障物探査結果て有効であることが確認できた．

‑48‑

発進立坑