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公開番号2025107003
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-17
出願番号2024000675
出願日2024-01-05
発明の名称低周波地中レーダ用計測治具
出願人戸田建設株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類E21D 9/093 20060101AFI20250710BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】長尺の低周波地中レーダ用アンテナをスライドレール上に平行に保持することで切羽を効率的かつ精度よく計測可能な低周波地中レーダ用計測治具を提供する。
【解決手段】本発明の低周波地中レーダ用計測治具1は、高さ方向に平行配置した2本のレール材11を有するガイドレール10と、ガイドレール10の前面側に配置したスライドユニット20であって、2本のレール材11に沿って摺動自在に連結した2つのスライドユニット20と、を備え、2つのスライドユニット20によって、送信アンテナBs及び受信アンテナBrを平行に保持可能に構成したことを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
長尺状の送信アンテナと長尺状の受信アンテナを備える低周波地中レーダを用いて、トンネル工事における切羽前方地山を計測するための、低周波地中レーダ用計測治具であって、
高さ方向に平行配置した２本のレール材を有するガイドレールと、
前記ガイドレールの前面側に配置したスライドユニットであって、前記２本のレール材に沿って摺動自在に連結した２つのスライドユニットと、を備え、
前記２つのスライドユニットによって、前記送信アンテナ及び前記受信アンテナを平行に保持可能に構成したことを特徴とする、
低周波地中レーダ用計測治具。
続きを表示（約 770 文字）【請求項２】
前記ガイドレールが、前記２本のレール材を複数の連結材で連結してなる梯子状構造又は枠状構造からなることを特徴とする、
請求項１に記載の低周波地中レーダ用計測治具。
【請求項３】
前記レール材が、レール本体と、前記レール本体の長手方向に沿って延在するガイド溝と、を備え、
前記スライドユニットが、前記送信アンテナ又は前記受信アンテナを保持するベースプレートと、前記ベースプレートの背面に設けた２つの支持ブロックと、を備え、
前記各支持ブロックが、ブロック本体と、前記ブロック本体に付設したスライドローラと、を有し、
前記スライドローラを、前記ガイド溝内に、摺動自在に保持したことを特徴とする、
請求項１に記載の低周波地中レーダ用計測治具。
【請求項４】
前記ガイド溝が、前記レール本体の背面に沿って延在し、
前記ブロック本体が、前記レール本体を背面側からガイドすることを特徴とする、
請求項３に記載の低周波地中レーダ用計測治具。
【請求項５】
前記スライドユニットに設けた駆動装置であって、前記スライドユニットを前記ガイドレールに沿って摺動させる駆動装置を更に備えることを特徴とする、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の低周波地中レーダ用計測治具。
【請求項６】
前記レール材が、アルミニウム合金からなることを特徴とする、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の低周波地中レーダ用計測治具。
【請求項７】
前記ガイドレールが、前記レール材の長手方向に分割可能な複数の分割ユニットからなることを特徴とする、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の低周波地中レーダ用計測治具。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、低周波地中レーダ用計測治具に関し、特に長尺の低周波地中レーダ用アンテナをスライドレール上に平行に保持することで切羽を効率的かつ精度よく計測可能な低周波地中レーダ用計測治具に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
山岳トンネル等のトンネル工事において、掘削後の切羽が施工空間側に崩れ落ちる切羽の崩壊事故が発生している。
切羽の崩壊は、切羽前方の地山内に、切羽面に平行して地質境界面が存在する場合、切羽付近の地山が軟弱である場合、地山内に局所的な脆弱部が存在する場合等に発生する可能性が高い。このため、切羽の崩壊を回避し、安全かつ効率的な施工を行うため、切羽前方地山の地質特性を正確に把握する技術が開発されている。
従来技術の切羽前方探査の方法として、先進ボーリング、反射法地震探査（ＴＳＰ）、比抵抗探査（ＦＤＥＭ）等が知られている。特許文献１には、切羽前方へ削孔した複数のボーリング孔に電流電極を設置し、孔内に充填剤を充填し、電流電極から発生した電流により生じる電位を測定してその比抵抗分布に基づいて切羽前方地山の地質を分析する、切羽前方探査方法が開示されている。
【０００３】
一方、出願人はこれらの従来技術に替わる新たな技術として、低周波地中レーダを用いた切羽前方地山の評価方法を開発している。
低周波地中レーダは、中心周波数２５ＭＨｚの地中レーダであって、長尺状の送信アンテナと、長尺状の受信アンテナと、送信アンテナ及び受信アンテナと通信可能に接続した計測装置と、を備える。
送信アンテナと受信アンテナを鉛直方向に立設し、所定間隔離間して平行配置し、この２本のアンテナを切羽に近接して水平方向に移動しつつ、送信アンテナから切羽前方地山内に電磁波を送信し、切羽前方地山内を経由した反射波を受信アンテナによって受信して計測装置で計測する。これによって、反射波の集中位置から、切羽前方地山内における地質境界面の深度を推定することができる。
低周波地中レーダは、１断面の計測時間が約１０分程度と短く、かつ探査結果を現場で確認可能であるため、切羽前方の地質情報を迅速に把握することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１７－１１５３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
低周波地中レーダによる測定には、以下のような課題がある。
＜１＞アンテナの長さはレーダの周波数と略反比例するため、２５ＭＨｚの低周波レーダの場合アンテナの全長は約４ｍとなり、重量も１本あたり４ｋｇ程度となる。このような長尺で重量があるアンテナを平行に立設し、切羽に近接させながら水平移動する作業は難度が高く、作業員の肉体的負担が大きい上、アンテナが傾くことで計測精度が低下するおそれがある（図７）。
＜２＞作業員が切羽前面に立ち入って計測するため、計測前に切羽面に崩落防止用のコンクリート吹付を行う必要がある。吹付には２時間近い作業時間を費やすため、計測自体は１０分程度で完了するにもかかわらず、吹付を含めた全体の作業時間が長時間化し、施工サイクルを圧迫するおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、以上のような従来技術の課題を解決するための低周波地中レーダ用計測治具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の低周波地中レーダ用計測治具は、長尺状の送信アンテナと長尺状の受信アンテナを備える低周波地中レーダを用いて、トンネル工事における切羽前方地山を計測するための、低周波地中レーダ用計測治具であって、高さ方向に平行配置した２本のレール材を有するガイドレールと、ガイドレールの前面側に配置したスライドユニットであって、２本のレール材に沿って摺動自在に連結した２つのスライドユニットと、を備え、２つのスライドユニットによって、送信アンテナ及び受信アンテナを平行に保持可能に構成したことを特徴とする。
【０００８】
本発明の低周波地中レーダ用計測治具は、ガイドレールが、２本のレール材を複数の連結材で連結してなる梯子状構造又は枠状構造からなってもよい。
【０００９】
本発明の低周波地中レーダ用計測治具は、レール材が、レール本体と、レール本体の長手方向に沿って延在するガイド溝と、を備え、スライドユニットが、送信アンテナ又は受信アンテナを保持するベースプレートと、ベースプレートの背面に設けた２つの支持ブロックと、を備え、各支持ブロックが、ブロック本体と、ブロック本体に付設したスライドローラと、を有し、スライドローラを、ガイド溝内に、摺動自在に保持してもよい。
【００１０】
本発明の低周波地中レーダ用計測治具は、ガイド溝が、レール本体の背面に沿って延在し、ブロック本体が、レール本体を背面側からガイドしてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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