特許ウォッチ

公開番号2025097434
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-01
出願番号2023213634
出願日2023-12-19
発明の名称ボーリングドリルを利用した地盤探査方法及び装置
出願人JFEシビル株式会社
代理人弁理士法人MTS国際特許事務所
主分類G01V 1/20 20060101AFI20250624BHJP(測定;試験)
要約【課題】ボーリングドリル周囲の地盤の緩みや空洞を、毎日の休憩時間等、毎日、短時間で迅速に、ほぼリアルタイムで検出可能とする。
【解決手段】ボーリングドリル26により掘削される地盤10の状態を探査するに際して、中空の複数のボーリングドリル26の少なくとも2本の内部に、掘削時の排泥水が通過可能な中空の筒状センサ30を配設し、複数のボーリング孔に設置した前記筒状センサ30間を直接伝搬する音響信号を用いて、地盤10の状態を探査する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ボーリングドリルにより掘削される地盤の状態を探査するに際して、
中空の複数のボーリングドリルの少なくとも２本の内部に、掘削時の排泥水が通過可能な中空の筒状センサを配設し、
複数のボーリング孔に設置した前記筒状センサ間を直接伝搬する音響信号を用いて、地盤の状態を探査することを特徴とする、ボーリングドリルを利用した地盤探査方法。
続きを表示（約 540 文字）【請求項２】
前記筒状センサの送受信の方向を切り替えることを特徴とする請求項１に記載のボーリングドリルを利用した地盤探査方法。
【請求項３】
前記筒状センサが音響センサであり、その内側に音響信号の干渉を防ぐ防音材を挿入することを特徴とする請求項１又は２に記載のボーリングドリルを利用した地盤探査方法。
【請求項４】
ボーリングドリルにより掘削される地盤の状態を探査する装置であって、
中空の複数のボーリングドリルの少なくとも２本の内部に配設される、掘削時の排泥水が通過可能な中空の筒状センサと、
複数のボーリング孔に設置した前記筒状センサ間を直接伝搬する音響信号を用いて、地盤の状態を探査する回路と、
を備えたことを特徴とするボーリングドリルを利用した地盤探査装置。
【請求項５】
前記筒状センサの送受信の方向が切り替えられることを特徴とする請求項４に記載のボーリングドリルを利用した地盤探査装置。
【請求項６】
前記筒状センサが音響センサであり、その内側に音響信号の干渉を防ぐ防音材が挿入されていることを特徴とする請求項４又は５に記載のボーリングドリルを利用した地盤探査装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボーリングドリルを利用した地盤探査方法及び装置に係り、特に、各種トンネルの施工現場で用いるのに好適な、ボーリングドリル周囲の地盤の緩みや空洞を、毎日、短時間で迅速に、ほぼリアルタイムで検出して、地盤崩落や地表陥没などを防止することが可能な、ボーリングドリルを利用した地盤探査方法及び装置に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、シールドマシンによる地中トンネル掘削時の地盤の緩みや地表陥没の発生などの事故が問題となっている。特にこれまではあまり想定されていなかった大深度における緩みや空洞の発生は地表からのレーダー探査を用いることができないため、シールドマシン内部から前方を調査するしかない。また、発破やドリルマシンを使うオープン掘進方法である山岳トンネル（ＮＡＴＭ工法）においても切羽前方の地盤の状態の把握が課題となっている。
【０００３】
シールドマシン内部からシールドマシン前方の地盤の状態を探査する技術として、切羽の掘削振動やセグメントに削孔したボーリング孔からの起震を、切羽に設置した受信器やセグメントに削孔下ボーリング孔内で受信し、断層などで反射した反射波を調査する手法がある（特許文献１の図１、特許文献２の図１）。
【０００４】
また、切羽前方に２本のボーリング孔を設置して直達波の弾性波速度を把握する方法（非特許文献１の図１）も提案されている。
【０００５】
また、切羽前方に比較的短いボーリング削孔を２本行い、一方のボーリング孔から削孔振動を発生させ、他方のボーリング孔内に設置した受信器で受信するという方法（特許文献３の図１）も提案されている。
【０００６】
また、切羽カッター内からボーリングを行う方法（特許文献４の図２、特許文献５の図１）や、探査棒を突出させる方法（特許文献６）も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０２３－２４０８９号公報（図１）
特許第６３９３１００号公報（図１）
特許第２８１７０７６号公報（図１）
特開平１０－１３１６８０号公報（図２）
特許第３０８１７１２号公報（図１）
特許第６８８７８４２号公報
【非特許文献】
【０００８】
前田技術研究所報ｖｏｌ．５８（２０１７）（図１）
土木学会論文集Ｃ（地圏工学）Ｖｏｌ．６７、Ｎｏ．３、３１０－３１８、２０１１（図１５、図１６）
物理探査学会第１３３回学術講演会論文集（２０１５）、講演番号３９（Ｆｉｇ２、Ｆｉｇ９、Ｆｉｇ１０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１や２に記載の技術は、切羽から離れた位置にある断層など大きな構造の把握は可能であるが、反射波は精度が低いので、地盤の緩みという断層と比較して小さな構造を把握するほどの精度はなく、さらに切羽近傍を調査することは困難である。
【００１０】
又、非特許文献１に記載の方法は、自立しない未固結地盤での適用は不可能であり、さらに弾性波速度しか計測することができないため、空洞や緩みを把握するほどの精度はない。さらに掘削後にボーリングロッドを撤去しゲル状充填剤で保孔してからセンサを設置するため、調査に時間がかかる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許