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公開番号2024150851
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-24
出願番号2023063840
出願日2023-04-11
発明の名称地下工事の検査方法及び検査装置
出願人株式会社東芝,東芝エネルギーシステムズ株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G01V 5/00 20240101AFI20241017BHJP(測定;試験)
要約【課題】ミュオン検出器1により、地中3の性状及びその変化を高精度で解析する。
【解決手段】地中の性状を解析する地下工事の検査方法において、地中を掘削する掘削装置2の内部に当該掘削装置の進行方向に間隔をおいて設置された2台以上のミュオン検出器1によりミュオンの飛来方向分布及び時間変化を測定し、その測定結果から地中の性状及びその変化を解析する。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
地中の性状を解析する地下工事の検査方法において、地中を掘削する掘削装置の内部に当該掘削装置の進行方向に間隔をおいて設置された２台以上のミュオン検出器によりミュオンの飛来方向分布及び時間変化を測定し、その測定結果から地中の性状及びその変化を解析することを特徴とする地下工事の検査方法。
続きを表示（約 640 文字）【請求項２】
前記掘削装置の後方に少なくとも１台のミュオン検出器を設置するとともに、当該掘削装置に同期して移動することを特徴とする請求項１記載の地下工事の検査方法。
【請求項３】
前記掘削装置が掘削したトンネル内に少なくとも１台のミュオン検出器を固定配置したことを特徴とする請求項１又は２記載の地下工事の検査方法。
【請求項４】
前記地中の性状は、地中の空洞の有無又は位置、地下水流の有無又は位置、地中構造物の位置、種類又は密度、あるいは地中物質の位置、種類又は密度であることを特徴とする請求項１記載の地下工事の検査方法。
【請求項５】
前記ミュオン検出器により工事前、工事中及び工事後のミュオンの飛来方向分布及び時間変化を測定し、その測定結果から工事によって生じた地中の性状及びその変化を解析することを特徴とする請求項１記載の地下工事の検査方法。
【請求項６】
前記ミュオン検出器により前記地下工事を行う場所近傍の地上又は地中に存在又は移動する重量物を測定解析し、その解析結果に基づいて前記地中の性状の解析結果の較正を行うことを特徴とする請求項１記載の地下工事の検査方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の地下工事の検査方法を実施する地下工事の検査装置であって、地中を掘削する掘削装置の内部及び／又は外部に少なくとも１台のミュオン検出器を設置したことを特徴とする地下工事の検査装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、宇宙線ミュオンを用いた地下工事の検査方法及び検査装置に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、シールド工法等を用いた地下工事において地中に空洞が発見される事象が発生している。地中の性状を地上から調査する方法として地中レーダー、比抵抗トモグラフィ、弾性波トモグラフィ等が知られているが、地中レーダーは地中での電磁波の散乱および吸収により事実上５ｍ以深の探知には不向きである。また、比抵抗トモグラフィと弾性波トモグラフィは多数のボーリング孔を掘削する必要があるため現実的ではない。
【０００３】
また、いずれの測定方法も地上構造物や地下埋設物の多い都心部では測定可能地点が限られ、対象範囲全域をカバーすることは困難である。
【０００４】
一方、地下水脈等の測定対象の内部をイメージングする技術として、宇宙線ミュオン等の荷電粒子を使用した透視技術が知られている。宇宙線ミュオン（以下、「ミュオン」ともいう。）は、Ｘ線や他の放射線と比べ透過力が強く、物質中を徐々にエネルギーを失いながら透過する。そのため、宇宙線ミュオンの飛来方向分布及び時間変化から測定対象の性状を推定することができる。
【０００５】
宇宙に起因して発生するミュオン等の荷電粒子は、非常に高いエネルギーを持ち、透過力が高いため、例えば、火山やピラミッドといった大型構造物等のイメージング手法として用いられている。
【０００６】
また、坑道の中にミュオン検出器を設置し、土被り厚によるミュオンのフラックス変化を測定し、地中の性状を検出する手段や、地中に設置したミュオン検出器でミュオンの角度分布を測定することにより、地中のトモグラフィ解析を行う手法も提案されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
E. P. George, Commonwealth Engineer, 455 (July 1, 1955).
【特許文献】
【０００８】
特開２０１０－２７１０５９号公報
特開２００２－１０６２９１号公報
特開２０１１－２０２３５６号公報
ＷＯ２０１１／０５８９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した従来の検査手法は、いずれも地中物質の密度分布等の情報を既知として与えることで解析的に地中の情報を再構築しており、広い範囲にわたって観測を行うには長期にわたる観測が必要であった。また、都心部の地下工事等に適用する場合には、地上及び地下構造物の位置、形状、重量等の情報が必要となるため、シールド工法等の地下工事による地中空洞の発生検知に適用することは現実的ではなかった。
【００１０】
さらに、実際の工事現場では検出器の設置スペースに制約があるため、高精度の検査結果を得ることが困難であった。
（【００１１】以降は省略されています）

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