JPH0718650A - 爆破掘削工法における切羽前方地山の地質調査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 経済的でしかも確実性の高い調査結果を得る
ことができ、かつ迅速な調査を可能にしてトンネル掘削
の停止期間を極力短くし、これにより工期の短縮、調査
コストの低減を図ることができるようにした爆破掘削工
法における切羽前方地山の地質調査方法を提供しようと
するものである。 【構成】 切羽前方地山１に対して爆薬装填用の削孔２
を削岩機３にて掘削する途中または掘削後において、前
記削岩機３のロッドＲの先端部のビット４を試料採取可
能なコアビット１０に交換し、次いでこのコアビット１
０を前記削孔２内に挿入し、削岩機３のロッドＲの駆動
によりコアビット１０を回転させてその切羽前方地山１
より岩石コアを採取してこれを調査する方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トンネル等の掘削を爆
破掘削工法にて行う際の切羽前方地山の地質調査方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】硬岩地山においてトンネルを掘削する工
法として、爆薬による爆破掘削工法がある。この爆破掘
削工法は、トンネルの切羽前方地山または切拡げを行う
地山に削孔して、その削孔内にダイナマイト等の爆薬を
装填し、これを爆破させて地山を切り崩す方式である。

【０００３】ところで、こうしたトンネルの掘削におい
ては、トンネル切羽前方地山の地質をその地山を掘削す
る前に把握できれば、より適切な施工法を選択し、安全
にトンネルを構築することができる。そのため従来から
種々の方法が考えられているが、ローコストで確実な方
法がないのが現状であり、切羽より連続的な調査ボーリ
ングにより前方の地質を調査することが最も確実な方法
とされていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな切羽前方調査ボーリングによる方法では、確かに切
羽前方の岩石コアを採取することで、岩種・岩質および
その力学的性状を把握することができるために確実性の
高い調査結果が得られるものの、調査ボーリングのため
の新たな設備費や人件費がかかり、コスト高になるこ
と、調査ボーリングのたびに、トンネル掘削を完全に停
止して行う必要があるためその分、工程が遅れるなどの
問題があった。

【０００５】なお、岩石コアを採取しない調査方法とし
て、例えば油圧ジャンボドリフターにてビット削孔し、
このときの削孔速度やトルク等により岩盤の硬軟を把握
したり、削孔スライムにより岩盤の色彩を把握したりす
る方法もあるが、その把握のための記録に時間やコスト
がかかる上に正確さにかける問題があり、このため岩
種、岩質およびそ力学的性状等についての把握は難し
く、特に強度、不連続面の性状に関してはほとんど把握
できないという問題がある。

【０００６】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、経済的でしかも確実性の高い調査結果を得
ることができ、かつ迅速な調査を可能にしてトンネル掘
削の停止期間を極力短くし、これにより工期の短縮、調
査コストの低減を図ることができるようにした爆破掘削
工法における切羽前方地山の地質調査方法を提供しよう
とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
切羽前方地山に爆薬装填用の削孔を削岩機にて掘削する
途中または掘削後において、前記削岩機のロッド先端部
のビットを試料採取可能なコアビットに交換し、次いで
このコアビットを前記削孔内に挿入し、削岩機のロッド
の駆動によりコアビッドを回転させてその切羽前方地山
より岩石コアを採取してこれを調査することを特徴とし
ている。

【０００８】

【作用】請求項１記載のトンネル切羽前方地山の地質調
査方法によれば、爆薬装填用の削孔を掘削した後に、あ
るいはその途中において、削岩機のビットをコアビット
に交換するだけで、調査試料となる岩石コアの採取を行
うことが可能になる。また、削孔の掘削に用いられてい
る削岩機を発破削孔中にそのまま使用するため、特別に
他の設備を必要とせず、したがって調査のためのコス
ト、時間もほとんどかからず、経済的かつ迅速にしか
も、確実性の高い調査結果が得られる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付の図１ないし図
４を参照して説明する。本発明に係る爆破掘削工法にお
ける切羽前方地山の地質調査方法は、図１に示すよう
に、切羽前方地山１に対して爆薬装填用の削孔２を削岩
機３にて掘削する途中または掘削後において、前記削岩
機３のロッドＲの先端部のビット４を試料採取可能なコ
アビット１０に交換し、次いでこのコアビット１０を前
記削孔２内に挿入し、削岩機３のロッドＲの駆動により
コアビット１０を回転させてその切羽前方地山１より岩
石コアを採取してこれを調査する方法である。

【００１０】次いで、これらの詳細について説明する。
爆破掘削工法においては、まず、トンネルの切羽からそ
の切羽前方地山１に対して、油圧ジャンボドリフターな
どの削岩機３により複数の削孔２を掘削し、次にこの削
孔２内にダイナマイト等の爆薬を装填し、これを爆破さ
せて地山を切り崩すという工程を繰り返すことにより、
地山１の掘削を進めてゆくが、本発明に係る地質調査方
法では、その地質調査のために新たに調査ボーリングす
ることなく、前記削孔２の掘削工程を有効利用し、さら
にこの掘削工程で用いる削岩機３を地質調査のためのボ
ーリングマシンの代わりに用いることができるような手
段を講じて行うものである。

【００１１】即ち、削孔２を掘削するための従来の削岩
機３のロッドＲは、削孔の掘削が効率良く行われるよう
にその先端部に例えば図２に示すようなビット（ボタン
ビット等）４を備えており、岩盤地山をノミの回転と打
撃により破砕してスライムにしながら削孔２を掘削す
る。したがって、このような削岩機３により削孔２を掘
削しても、調査ボーリングのように岩石コアを採取する
ことはできない。

【００１２】そこで、図３に示すように、先端のビット
１１、コアが採取されるコアチューブ１２、ロッドにつ
ながるジョイントスリーブ１３からなるコアビット１０
を準備し、このコアビット１０を、削岩機３のロッドＲ
に結合して用いる方法を採用する。

【００１３】前記コアビット１０の使用時期について
は、削岩機３により爆薬装填用の削孔２を掘削した後、
あるいは図１に破線で示すように削孔２の掘削完了間際
において、その削岩機３のビット４をロッドＲから取り
外して、代わりにコアビット１０をロッドＲの先端に装
着し、そして、前記削孔２内に挿入してロッドＲの回転
と送水により削孔２の奥の岩石コアを採取する。ここ
で、このコアビット１０は、図４に示すように、先端に
切削チップＴを有する筒型のビット１１にコアチューブ
１２がねじ結合され、コアチューブ１２にロッドＲを連
結するためのジョイントスリーブ１３がねじ結合された
構成となっている。

【００１４】このようにして、必要箇所の岩石コアを数
箇所採取してこれを調査し、トンネルの切羽前方地山の
地質状況を把握する。この地質状況の把握としては、湧
水およびコア状況の目視確認と、現位置での簡易な力学
試験により、岩種、岩質、割れ目の性状、硬軟、強度な
どを把握する。なお、必要ならば、天端上部、トンネル
側方部の岩石試料を採取する。

【００１５】地質調査方法をこのような方法で実施した
場合、爆薬装填用の削孔２を掘削した後に、あるいはそ
の途中において、単に削岩機３のビット２０をコアビッ
ト１０に交換するだけで、調査試料となる岩石コアの採
取を行うことが可能になり、これにより数ｍ前方の岩
種、岩質、不連続面の性状を目視で確認し、また簡易な
力学試験による力学特性の把握も行えるため、施工への
フィードバック（掘削工法、志保パターンの妥当性の検
討、補助工法の併用が必要がどうかの検討）ができる。
また、切羽前方の岩石コア採取により、切羽前方地山の
評価に一般性を持たせることができる。

【００１６】さらに、削孔２の掘削に用いられている油
圧ジャンボドリフターなどの削岩機３を発破削孔中にそ
のまま使用するため、特別に他の設備を必要とせず、し
たがって調査のためのコスト、時間もほとんどかから
ず、経済的かつ迅速にしかも、調査ボーリングとほぼ同
様に正確に地質調査を実施することができる。そして、
情報が不足する場合には、切羽面に数箇所行うことによ
り、前方の地質をより詳細にとらえるこも可能である。
また、必要に応じて天端上部やトンネル側方部の岩石試
料をも採取できるから、掘削される岩盤以外の地質情報
を把握することができる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る爆破
掘削工法における切羽前方地山の地質調査方法にあって
は、切羽前方地山に爆薬装填用の削孔を削岩機にて掘削
する途中または掘削後において、前記削岩機のロッド先
端部のビットを試料採取可能なコアビットに交換し、次
いでこのコアビットを前記削孔内に挿入し、削岩機のロ
ッドの駆動によりコアビッドを回転させてその切羽前方
地山より岩石コアを採取してこれを調査する方法とした
から、経済的でしかも確実性の高い調査結果を得ること
ができ、かつ迅速な調査を可能にしてトンネル掘削の停
止期間を極力短くし、これにより工期の短縮、調査コス
トの低減を図ることができるという優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す概略断面図である。

【図２】削岩機のロッド先端のボタンビットを示す斜視
図である。

【図３】本発明の実施例によるコアビットを示す斜視図
である。

【図４】本発明の実施例によるコアビットの概略断面図
である。

【符号の説明】

１ 切羽前方地山 ２ 削孔 ３ 削岩機 ４ ビット Ｒ ロッド １０ コアビット １１ ビット １２ コアスリーブ １３ ジョイントスリーブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 切羽前方地山に爆薬装填用の削孔を削岩
   機にて掘削する途中または掘削後において、前記削岩機
   のロッド先端部のビットを試料採取可能なコアビットに
   交換し、次いでこのコアビットを前記削孔内に挿入し、
   削岩機のロッドの駆動によりコアビッドを回転させてそ
   の切羽前方地山より岩石コアを採取してこれを調査する
   ことを特徴とする爆破掘削工法における切羽前方地山の
   地質調査方法。