JPH02157681A - シールド工法における地中探査方法 - Google Patents
シールド工法における地中探査方法Info
- Publication number
- JPH02157681A JPH02157681A JP63311266A JP31126688A JPH02157681A JP H02157681 A JPH02157681 A JP H02157681A JP 63311266 A JP63311266 A JP 63311266A JP 31126688 A JP31126688 A JP 31126688A JP H02157681 A JPH02157681 A JP H02157681A
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- JP
- Japan
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- wave
- waves
- rayleigh
- ground
- rayleigh wave
- Prior art date
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- Pending
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はシールド工法における地中探査方法に関する。
従来の技術
シールドｍ逸機によりトンネルを掘削している最中に巨
大な埋設物などの障害物に遭遇した場合、安全面または
工程に与える影響が大きい。従来はこれを避けるためト
ンネル予定路線上をポーリングするなど、地上から探査
していた。しかし、海底トンネルや大深度トンネルでは
この地上からの探査法自体が適用困難である。そこで、
現在電磁波によってシールド本体の前方を探査する方法
が提案されている。
大な埋設物などの障害物に遭遇した場合、安全面または
工程に与える影響が大きい。従来はこれを避けるためト
ンネル予定路線上をポーリングするなど、地上から探査
していた。しかし、海底トンネルや大深度トンネルでは
この地上からの探査法自体が適用困難である。そこで、
現在電磁波によってシールド本体の前方を探査する方法
が提案されている。
発明が解決しようとする課題
上記の電磁波による探査方法では、探査距離が２〜３ｍ
であり、塩水によって飽和された地盤ではさらに探査距
離が小さくなる。このため障害物発見が遅れ、障’ｉｕ
ｆ物の除去作業を安全に実施するための充分な距離が保
証されないという課題がある。
であり、塩水によって飽和された地盤ではさらに探査距
離が小さくなる。このため障害物発見が遅れ、障’ｉｕ
ｆ物の除去作業を安全に実施するための充分な距離が保
証されないという課題がある。
そこで、本発明は上記課題を解消し得るシールド工法に
おける地中探査方法を提供することを目的とする。
おける地中探査方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
上記課題を解決するため、本発明のシールド工法におけ
る地中探査方法は、シールド本体前面の面仮に設けられ
たＰ波・Ｓ波およびレーリー波の発振器からＰ波・Ｓ波
およびレーリー波を地中に向って発射させるとともに、
これらＰ波・Ｓ波の反射波およびレーリー波の伝達波を
上記面板にそれぞれ設けられた検出器で検出し、これら
検出データに基づいて地中内の障害物、土質変化などを
探査する方法である。
る地中探査方法は、シールド本体前面の面仮に設けられ
たＰ波・Ｓ波およびレーリー波の発振器からＰ波・Ｓ波
およびレーリー波を地中に向って発射させるとともに、
これらＰ波・Ｓ波の反射波およびレーリー波の伝達波を
上記面板にそれぞれ設けられた検出器で検出し、これら
検出データに基づいて地中内の障害物、土質変化などを
探査する方法である。
作用
上記の地中探査方法によると、シールド本体の前方地山
内に、障害物、空洞または土質の境界が存在する場合、
Ｐ波・Ｓ波およびレーリー波の総合解析により、それら
を１０ｍ程度前方から短時間に、正確にかつ容易に探査
することができる。
内に、障害物、空洞または土質の境界が存在する場合、
Ｐ波・Ｓ波およびレーリー波の総合解析により、それら
を１０ｍ程度前方から短時間に、正確にかつ容易に探査
することができる。
実施例
以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。
まず、シールド工法に使用されるシールド掘進機につい
て説明する。図面において、１はシールド本体で、その
前端にはカッタヘッド２が回転自在に設けられている。
て説明する。図面において、１はシールド本体で、その
前端にはカッタヘッド２が回転自在に設けられている。
上記カッタヘッド２の画板２ａの所定位置には、Ｐ波（
縦波）とＳ波（横波）を発生させる圧電素子（発振器）
３が少なくとも１個設けられるとともに、この圧電素子
３から発振されたＰ波およびＳ波の反射波を捉えて検出
する複数個のハイドロホン（検出器）４が設けられてい
る。なお、圧電素子３および各ハイドロホン４は、多数
設けられる場合は例えば画板２ａの半径方向で中心近傍
から外側に肉って順次複数列に配置される。上記圧電素
子３から他山に向って発射されたＰ波およびＳ波は、例
えば前方地山内の障害物Ａに当たり、その反射波が複数
個のハイドロホン４によって検出され、それぞれ異なる
位置での反射波の到達時間を計測することにより、障害
物Ａの位置が分かる。なお、Ｐ波は近距離探査用として
使用され、その分解能が高い、また、Ｓ波は遠距離探査
用として使用される。さらに、上記カッタヘッド２の面
板２ａの中央近傍位置には、レーリー波（表面波）Ｂを
発生する起重器（発振器）５が設けられるとともに、こ
の起重器５の近くには、互いに所定距離だけ離されると
ともに起重器５から発生されたレーリー波の地山内の伝
達波を検出するハイドロホン（検出器の一例で、地震計
でもよい）６が少なくとも２個設けられている。
縦波）とＳ波（横波）を発生させる圧電素子（発振器）
３が少なくとも１個設けられるとともに、この圧電素子
３から発振されたＰ波およびＳ波の反射波を捉えて検出
する複数個のハイドロホン（検出器）４が設けられてい
る。なお、圧電素子３および各ハイドロホン４は、多数
設けられる場合は例えば画板２ａの半径方向で中心近傍
から外側に肉って順次複数列に配置される。上記圧電素
子３から他山に向って発射されたＰ波およびＳ波は、例
えば前方地山内の障害物Ａに当たり、その反射波が複数
個のハイドロホン４によって検出され、それぞれ異なる
位置での反射波の到達時間を計測することにより、障害
物Ａの位置が分かる。なお、Ｐ波は近距離探査用として
使用され、その分解能が高い、また、Ｓ波は遠距離探査
用として使用される。さらに、上記カッタヘッド２の面
板２ａの中央近傍位置には、レーリー波（表面波）Ｂを
発生する起重器（発振器）５が設けられるとともに、こ
の起重器５の近くには、互いに所定距離だけ離されると
ともに起重器５から発生されたレーリー波の地山内の伝
達波を検出するハイドロホン（検出器の一例で、地震計
でもよい）６が少なくとも２個設けられている。
上記起重器５から地山内に発射されたレーリー波は、ま
ず近い方のハイドロポン６Ａに到達し、次に遠い方のハ
イドロポン６Ｂに到達する。したがって、これら両ハイ
ドロホン６Ａ、６Ｂのレーリー波の検出時間差を測定す
ることによって、レーリー波速度を計算することができ
、これにより前方地山の土質構造および障害物、空洞の
有無などが分かる。なお、このレーリー波は、その周波
数を高くまたは低くすることによって、前方到達距離が
変化する。すなわち、周波数を高くすれば、近くの土質
が探査対象となり、低くすれば遠い箇所の土質が探査対
象となる。なお、周波数の高低はあらかじめ設定された
プ１７グラムにより順次行なわれる。そして、さらに」
−記シールド本体１の内部には、上述したように各ハイ
ドロホン４における反射波の検出信号および各ハイドロ
ホン６における伝達波の検出信号を、コントローラ７を
介して入力するとともに、これら検出信号に基づいて所
定の演算すなわち障害物Ａ、または空洞までの距離およ
びその大きさ並びに土質変化位置を解析する制御装置（
例えば小型電子計算機および制ｔ１１盤からなる）８が
配置されている。また、この制御装置８で解析されたデ
ータは、地上の中央監視制御盤９に送られて、記録およ
び画像（例えば立体画１象）として、画面表示またはプ
リンター１０に出力される。
ず近い方のハイドロポン６Ａに到達し、次に遠い方のハ
イドロポン６Ｂに到達する。したがって、これら両ハイ
ドロホン６Ａ、６Ｂのレーリー波の検出時間差を測定す
ることによって、レーリー波速度を計算することができ
、これにより前方地山の土質構造および障害物、空洞の
有無などが分かる。なお、このレーリー波は、その周波
数を高くまたは低くすることによって、前方到達距離が
変化する。すなわち、周波数を高くすれば、近くの土質
が探査対象となり、低くすれば遠い箇所の土質が探査対
象となる。なお、周波数の高低はあらかじめ設定された
プ１７グラムにより順次行なわれる。そして、さらに」
−記シールド本体１の内部には、上述したように各ハイ
ドロホン４における反射波の検出信号および各ハイドロ
ホン６における伝達波の検出信号を、コントローラ７を
介して入力するとともに、これら検出信号に基づいて所
定の演算すなわち障害物Ａ、または空洞までの距離およ
びその大きさ並びに土質変化位置を解析する制御装置（
例えば小型電子計算機および制ｔ１１盤からなる）８が
配置されている。また、この制御装置８で解析されたデ
ータは、地上の中央監視制御盤９に送られて、記録およ
び画像（例えば立体画１象）として、画面表示またはプ
リンター１０に出力される。
次に、地中すなわち前方地山の探査方法について説明す
る。
る。
探査はセグメントの組立て時間中に行なわれる。
すなわち、圧電素子３より府方地山内に発射されたＰ波
およびＳ波は、地山内に障害物Ａや土質の境界が存在す
る場合、そこで反射され、その反射波が複数個のハイド
ロポン４により検出されて、制御装置８により解析され
る。次に、上記と同様に、起重器５からレーリー波が発
射されて一対のハイドロホン６間のレーリー波速度が検
出される。
およびＳ波は、地山内に障害物Ａや土質の境界が存在す
る場合、そこで反射され、その反射波が複数個のハイド
ロポン４により検出されて、制御装置８により解析され
る。次に、上記と同様に、起重器５からレーリー波が発
射されて一対のハイドロホン６間のレーリー波速度が検
出される。
この場合、地山内の障害物Ａ、空洞や土質の境界は、レ
ーリー波速度の境界層として現われ、やはり制御装置８
によって解析される。
ーリー波速度の境界層として現われ、やはり制御装置８
によって解析される。
上記の一連の調査が一断面にて終了すると、カッターヘ
ッド２を所定量だ４１回転させ、同様な調査を繰り返す
ことによってシールド本体１１１１方の立体的な調査が
実施される。また、測定されたデータは記憶装置内に蓄
積され、障害物であるかないかの判断を行う人工知能の
知識データベースとして活用される。
ッド２を所定量だ４１回転させ、同様な調査を繰り返す
ことによってシールド本体１１１１方の立体的な調査が
実施される。また、測定されたデータは記憶装置内に蓄
積され、障害物であるかないかの判断を行う人工知能の
知識データベースとして活用される。
なお、これら一連の作業はすべてセグメント組み立て中
に行われるため、工程ノ＼の調査時間の影響はなく、次
のリングの掘削が開始される前までにはシールド本体ｌ
の前方他山の状況が探査でき、探査距離か充分に確保さ
れるため安全な綿工が可能となる。
に行われるため、工程ノ＼の調査時間の影響はなく、次
のリングの掘削が開始される前までにはシールド本体ｌ
の前方他山の状況が探査でき、探査距離か充分に確保さ
れるため安全な綿工が可能となる。
このように、高周波で分解能の高いＰ波、低周波で透過
距離の長いＳ波およびその速度分布から土質境界層や空
洞の発見などに有効なレーリー波を併用することによっ
てシールド本体前方の障害物を１０ｍ程度まで探査でき
るようになるとともに、その分解能も３０ａａ程度まで
高めることができる。
距離の長いＳ波およびその速度分布から土質境界層や空
洞の発見などに有効なレーリー波を併用することによっ
てシールド本体前方の障害物を１０ｍ程度まで探査でき
るようになるとともに、その分解能も３０ａａ程度まで
高めることができる。
発明の効果
上記本発明の探査方法によると、シールド本体の前方地
山内に、障害物、空洞または土質の境界が存在する場合
、Ｐ波・Ｓ波およびレーリー波の総合解析により、それ
らを１０ｍ程度前方から短時間に、正確にかつ容易に探
査することができる。
山内に、障害物、空洞または土質の境界が存在する場合
、Ｐ波・Ｓ波およびレーリー波の総合解析により、それ
らを１０ｍ程度前方から短時間に、正確にかつ容易に探
査することができる。
図面は本発明の探査方法の一実施例を示す概略斜視図で
ある。 １・・・シールド本体、２・・・カッタヘッド、２ａ・
・・面板、３・・・圧電素子、４・・・ハイドロホン、
５・・・起震器、６，６Ａ、６Ｂ・・・ハイドロホン。 代理人 森 本 義 弘
ある。 １・・・シールド本体、２・・・カッタヘッド、２ａ・
・・面板、３・・・圧電素子、４・・・ハイドロホン、
５・・・起震器、６，６Ａ、６Ｂ・・・ハイドロホン。 代理人 森 本 義 弘
Claims (1)
- １、シールド本体前面の面板に設けられたＰ波・Ｓ波お
よびレーリー波の発振器からＰ波・Ｓ波およびレーリー
波を地中に向って発射させるとともに、これらＰ波・Ｓ
波の反射波およびレーリー波の伝達波を上記面板にそれ
ぞれ設けられた検出器で検出し、これら検出データに基
づいて地中内の障害物、土質変化などを探査することを
特徴とするシールド工法における地中探査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63311266A JPH02157681A (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | シールド工法における地中探査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63311266A JPH02157681A (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | シールド工法における地中探査方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02157681A true JPH02157681A (ja) | 1990-06-18 |
Family
ID=18015070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63311266A Pending JPH02157681A (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | シールド工法における地中探査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02157681A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04198794A (ja) * | 1990-11-29 | 1992-07-20 | Yamamoto Tokuo | 地層の物理特性の音響波を用いた非破壊測定方法 |
| JPH04122795U (ja) * | 1991-04-24 | 1992-11-05 | 株式会社間組 | 地中探査装置 |
| JPH05113097A (ja) * | 1991-09-27 | 1993-05-07 | Biitsuku Kk | トンネル切羽前方地盤の探査方法 |
| JP2002006056A (ja) * | 2000-06-19 | 2002-01-09 | Jiban Hosho Kyokai:Kk | 地盤沈下量の測定方法及び測定装置 |
| JP2007231729A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Geoforschungszentrum Potsdam Stiftung Des Oeffentlichen Rechts | トンネル建設の際に事前探査するための方法および装置 |
| JP2009052300A (ja) * | 2007-08-28 | 2009-03-12 | Chuo Kaihatsu Kk | 地質構造調査システム及びその方法 |
| JP2013213398A (ja) * | 2013-05-29 | 2013-10-17 | Kajima Corp | 掘削機および切羽の前方探査方法 |
| CN103526736A (zh) * | 2013-09-30 | 2014-01-22 | 河北省水利工程局 | 一种地基强夯加固质量三维连续检测方法 |
| CN104502951A (zh) * | 2015-01-20 | 2015-04-08 | 重庆大学 | 瑞雷波路基探测空洞三维定位法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62101800A (ja) * | 1985-10-28 | 1987-05-12 | 株式会社小松製作所 | シ−ルド掘進機の切羽検知装置 |
| JPS62273480A (ja) * | 1986-05-21 | 1987-11-27 | Hitachi Zosen Corp | シ−ルド工法における土質探査法 |
-
1988
- 1988-12-09 JP JP63311266A patent/JPH02157681A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62101800A (ja) * | 1985-10-28 | 1987-05-12 | 株式会社小松製作所 | シ−ルド掘進機の切羽検知装置 |
| JPS62273480A (ja) * | 1986-05-21 | 1987-11-27 | Hitachi Zosen Corp | シ−ルド工法における土質探査法 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04198794A (ja) * | 1990-11-29 | 1992-07-20 | Yamamoto Tokuo | 地層の物理特性の音響波を用いた非破壊測定方法 |
| JPH04122795U (ja) * | 1991-04-24 | 1992-11-05 | 株式会社間組 | 地中探査装置 |
| JPH05113097A (ja) * | 1991-09-27 | 1993-05-07 | Biitsuku Kk | トンネル切羽前方地盤の探査方法 |
| JP2002006056A (ja) * | 2000-06-19 | 2002-01-09 | Jiban Hosho Kyokai:Kk | 地盤沈下量の測定方法及び測定装置 |
| JP2007231729A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Geoforschungszentrum Potsdam Stiftung Des Oeffentlichen Rechts | トンネル建設の際に事前探査するための方法および装置 |
| JP2009052300A (ja) * | 2007-08-28 | 2009-03-12 | Chuo Kaihatsu Kk | 地質構造調査システム及びその方法 |
| JP2013213398A (ja) * | 2013-05-29 | 2013-10-17 | Kajima Corp | 掘削機および切羽の前方探査方法 |
| CN103526736A (zh) * | 2013-09-30 | 2014-01-22 | 河北省水利工程局 | 一种地基强夯加固质量三维连续检测方法 |
| CN104502951A (zh) * | 2015-01-20 | 2015-04-08 | 重庆大学 | 瑞雷波路基探测空洞三维定位法 |
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