スイリモ^®
「水（すい）リサーチ・モニター」

山岳トンネル工事では、事前に予測し得なかった突発湧水に遭遇した場合、切羽崩壊のリスクや周辺地下水環境への影響などの懸念があります。しかし、地表からの探査では、地下水挙動を正確に評価することは困難です。そのため、施工中に切羽前方の地下水調査・モニタリングや湧水帯の位置等の地質の把握を行い、それに基づく有効な対策工の選定、実施が必要です。

鹿島では、トンネル坑内から孔長の異なる先進ボーリングを用いた湧水計測・モニタリングにより、施工段階に応じた適切な予測・対策の立案を行う総合的なトンネル湧水管理システム「スイリモ^®」を開発しました。これにより、突発湧水トラブルを回避でき、安全なトンネル掘削が可能になります。

平成29年度岩の力学連合会賞　技術賞
特許登録済

スイリモでは、施工段階に応じて3つのスイリモを使い分けます。初めに、500m以上の超長尺の水平コントロールボーリングに「超長尺スイリモ」を適用し、削孔中の口元湧水量と先端水圧を自動かつ連続的に把握します。これにより、湧水帯の位置や規模を事前に把握することができます。

次に、その湧水帯の手前150m程度の位置から先進ボーリングを実施し、これに「中尺スイリモ」を適用することで、湧水帯の水圧の正確な把握とトンネル掘削中の水圧変化の継続的なモニタリングを行います。これにより、掘削中の突発湧水に対する安全を確保すると共に、水抜きボーリング等、湧水対策工の検討を行うことができます。

最後に、切羽が湧水帯の30m以内に到達すると、ドリルジャンボによる削孔を行った孔に対し「短尺スイリモ」を適用し、湧水帯の水圧を測定し、水圧が十分低下していることを確認します。これらにより安全に湧水帯を突破することが可能になります。

超長尺スイリモ

超長尺ボーリング削孔時に、口元に電磁流量計を設置することで口元流量を自動かつ連続的に把握します。また、削孔ツールス先端に水圧計を内蔵したユニットを接続することで先端部の水圧を連続的に計測します。

• 従来までの手作業による断続的なアナログデータではなく、削孔中の連続的かつ定量的データを取得可能
• 削孔中の振動や高湧水圧にも対応した先端水圧測定装置を開発

中尺スイリモ

湧水帯の水圧を先進ボーリングで正確に測定するには、口元ではなく先端部へパッカーを設置し計測区間を隔離する必要があります。先進ボーリングは水平孔であることから、孔壁崩壊のリスクがありパッカー挿入が困難でしたが、今回開発した先端部へ確実にパッカーを設置させる機構により、水圧の定量的な連続モニタリングが可能です。

• 削孔鋼管を引き抜かず、削孔鋼管を保孔管として利用
• パッカーの付いた鋼管を削孔鋼管の中に通し、ビットを押し出した後、パッカーを拡張させる機構を開発

短尺スイリモ

ドリルジャンボで削孔した孔の口元にパッカーを挿入し、水圧の定量的な計測を行います。

• 計測装置のユニット化により、湧水圧測定を迅速、容易に実施可能