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公開番号2025014156
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2023116438
出願日2023-07-18
発明の名称切羽前方探査方法
出願人株式会社大林組,日本基礎技術株式会社
代理人個人,個人
主分類E21B 49/00 20060101AFI20250123BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】複数の切羽前方探査を一連の作業で実施できる切羽前方探査方法を提供する。
【解決手段】トンネル切羽2前方の地山の性状を探査する切羽前方探査方法であって、孔底3に至る連通スペースを備えた削孔機1によりトンネル切羽2から前方を削孔し、連通スペースを用いて切羽前方探査工程(孔底3で削孔された岩石粉を採取する岩石粉採取工程、削孔機1の先端ビット11が発する弾性波を解析する弾性波探査工程、岩石コアを採取するコア採取工程と、孔底3からの湧水圧を測定する湧水圧測定工程、地山の変形係数を求める孔内水平載荷試験工程、孔内を撮影する孔内観察工程等)を実施する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
トンネル切羽前方の地山の性状を探査する切羽前方探査方法であって、
孔底に至る連通スペースを備えた削孔機によりトンネル切羽から前方を削孔し、
前記連通スペースを用いて切羽前方探査工程を実施することを特徴とする切羽前方探査方法。
続きを表示（約 830 文字）【請求項２】
前記削孔機は、前記連通スペースを前記孔底で削孔された岩石粉の排出口として備え、
前記連通スペースから排出される前記岩石粉を採取する岩石粉採取工程を前記切羽前方探査工程として実施することを特徴とする請求項１に記載の切羽前方探査方法。
【請求項３】
前記連通スペースを通して前記削孔機の先端ビットの近傍に設置したパイロットセンサと、
トンネル軸線と交差する方向に削孔した計測孔に設置した受振器と、を用いて、前記削孔機の先端ビットが発する弾性波を解析する弾性波探査工程を前記切羽前方探査工程として実施することを特徴とする請求項１に記載の切羽前方探査方法。
【請求項４】
前記削孔機は、前記連通スペースを前記孔底で削孔された岩石粉の排出口として備え、
前記連通スペースを通して前記削孔機の先端ビットに設置したコアサンプラーを用いて、岩石コアを採取するコア採取工程を前記切羽前方探査工程として実施することを特徴とする請求項１に記載の切羽前方探査方法。
【請求項５】
前記孔底と前記削孔機の先端ビットとの間隙に前記連通スペースを通して設置したパッカー部を用いて、前記孔底からの湧水圧を測定する湧水圧測定工程を前記切羽前方探査工程として実施することを特徴とする請求項１に記載の切羽前方探査方法。
【請求項６】
前記孔底と前記削孔機の先端ビットとの間隙に前記連通スペースを通して設置したパッカー部を用いて、地山の変形係数を求める孔内水平載荷試験工程を前記切羽前方探査工程として実施することを特徴とする請求項１に記載の切羽前方探査方法。
【請求項７】
前記孔底と前記削孔機の先端ビットとの間隙に前記連通スペースを通して設置した孔内カメラを用いて、孔内を撮影する孔内観察工程を前記切羽前方探査工程として実施することを特徴とする請求項１に記載の切羽前方探査方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル切羽前方の地山の性状を探査する切羽前方探査方法に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
山岳トンネルの掘削は、複雑な地質を有する地山の場合、切羽前方探査を行い、切羽前方の地質状況を把握しながら掘削を進める。切羽前方探査は、例えば、ドリルジャンボや水圧ハンマ等の削孔機を用い、削孔時の機械データ（削孔エネルギー）から、トンネル切羽前方の地山の性状を探査する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１６－１２５２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、山岳トンネルの掘削において、「Ａ．削孔検層：削孔エネルギーに基づき地山の硬軟を把握する」だけでなく、必要に応じて以下のＢ～Ｇに示す切羽前方探査が実施される。
「Ｂ．岩石粉採取：削孔された岩石粉（くり粉）を採取し、重金属含有量調査の試料とする。」
「Ｃ．弾性波探査：先端ビットが発する弾性波を解析して、断層破砕帯などの反射面の位置を推定する。」
「Ｄ．コア採取：岩石コアを採取し、一軸圧縮強さの供試体や重金属含有量調査を行う。」
「Ｅ．湧水圧測定：パッカーを挿入し、湧水圧を測定する。」
「Ｆ．孔内水平載荷試験：パッカーにより孔内を変形させ、地山の変形係数を求める。」
「Ｇ．孔内観察：ボアホールカメラを孔内に挿入し地山の風化変質や割れ目の頻度状態、地山の自立性、湧水状況、等を把握する。」
【０００５】
Ａ～Ｇの切羽前方探査の内、複数を実施する場合、異なる段取りでそれぞれ別々に作業する必要があった。
「Ｂ．岩石粉採取」は、「Ａ．削孔検層」と同時に実施することも可能ではあったが、管の外を通り孔口まで達するため、先端で削孔された岩石粉以外のものも含まれてしまい、正確な試料を得ることができない。
「Ｃ．弾性波探査」を「Ａ．削孔検層」と同時に実施する場合、弾性波の受信器を内蔵した専用のロッドを作製する必要がある。
「Ｄ．コア採取」は、専用ビットで再度削孔する必要がある。
「Ｅ．湧水圧測定」、「Ｆ．孔内水平載荷試験」は、削孔機のビットとロッドをすべて引き抜いた後、パッカー等を挿入する必要がある。
「Ｇ．孔内観察」は、削孔機のビットとロッドをすべて引き抜いた後、カメラを挿入する必要がある。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上述の課題を解消し、複数の切羽前方探査を一連の作業で実施できる切羽前方探査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の切羽前方探査方法は、トンネル切羽前方の地山の性状を探査する切羽前方探査方法であって、孔底に至る連通スペースを備えた削孔機によりトンネル切羽から前方を削孔し、前記連通スペースを用いて切羽前方探査工程を実施することを特徴とする。
さらに、本発明の切羽前方探査方法において、前記削孔機は、前記連通スペースを前記孔底で削孔された岩石粉の排出口として備え、前記連通スペースから排出される前記岩石粉を採取する岩石粉採取工程を前記切羽前方探査工程として実施してもよい。
さらに、本発明の切羽前方探査方法において、前記連通スペースを通して前記削孔機の先端ビットの近傍に設置したパイロットセンサと、トンネル軸線と交差する方向に削孔した計測孔に設置した受振器と、を用いて、前記削孔機の先端ビットが発する弾性波を解析する弾性波探査工程を前記切羽前方探査工程として実施してもよい。
さらに、本発明の切羽前方探査方法において、前記削孔機は、前記連通スペースを前記孔底で削孔された岩石粉の排出口として備え、前記連通スペースを通して前記削孔機の先端ビットに設置したコアサンプラーを用いて、岩石コアを採取するコア採取工程を前記切羽前方探査工程として実施してもよい。
さらに、本発明の切羽前方探査方法において、前記孔底と前記削孔機の先端ビットとの間隙に前記連通スペースを通して設置したパッカー部を用いて、前記孔底からの湧水圧を測定する湧水圧測定工程を前記切羽前方探査工程として実施してもよい。
さらに、本発明の切羽前方探査方法において、前記孔底と前記削孔機の先端ビットとの間隙に前記連通スペースを通して設置したパッカー部を用いて、地山の変形係数を求める孔内水平載荷試験工程を前記切羽前方探査工程として実施してもよい。
さらに、本発明の切羽前方探査方法において、前記孔底と前記削孔機の先端ビットとの間隙に前記連通スペースを通して設置した孔内カメラを用いて、孔内を撮影する孔内観察工程を前記切羽前方探査工程として実施してもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、削孔機を引き抜くことなく、複数の切羽前方探査を一連の作業で実施できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明に係る切羽前方探査方法の実施形態の削孔工程を説明する断面図である。
弾性波探査工程を説明する断面図である。
コア採取工程を説明する断面図である。
湧水圧測定工程及び孔内水平載荷試験工程を説明する断面図である。
孔内観察工程を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明を実施するための形態（以下、単に「実施形態」という）を、図面を参照して具体的に説明する。
本実施形態の切羽前方探査方法は、図１を参照すると、中空ロッド１０を備えた削孔機１によりトンネル切羽２から前方を削孔する（削孔工程）。中空ロッド１０の中空部は、孔底３への空気、水の供給や、孔底３で発生する岩石粉の排出を目的として設けられる。削孔機１の先端ビット１１の中心部には、中空ロッド１０の中空部と連通し、孔底３に至る開口１１ａが形成されている。先端ビット１１の開口１１ａと、中空ロッド１０の中空部とは、トンネル切羽２から孔底３に至る連通スペースとして機能する。
（【００１１】以降は省略されています）

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