速度検層「TVL®」システム
切羽前方の地質状況や湧水状況を事前に精度よく予測・評価
トンネル切羽前方に崩れやすい破砕帯などの地質不良部や、湧水、土砂流出などの恐れがある帯水層が存在する場合は、切羽の崩壊、多大な変状、突発的な湧水が発生することが懸念され、工期、工費、安全性に大きな影響を及ぼす恐れがあります。そのため、切羽前方の地質状況や湧水状況を事前に精度よく予測・評価することが重要です。本手法は、得られた弾性波速度分布から支保パターンを選定することができ、削孔検層結果との相関関係も把握することができます。また、掘削後の地盤のゆるみを適切に評価・フィードパックし、合理的な支保設計を可能にします。
特許登録済
TVLシステム概要
- キーワード
- 速度検層、TVL、弾性波、支保設計、ゆるみ域調査、ゆるみ域評価、前方探査
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システムの概要
本システムは、弾性波速度が地盤の硬軟によって変化することを利用しており、切羽付近でハンマ打撃により発生させた弾性波が、あらかじめ削孔したボーリング孔内に挿入した4連の受振器（速度計）に到達するまでの時聞を計測することにより、その深度ごとの区間速度分布を迅速に評価することができます。
また、本システムは、上図に示すようにトンネル切羽前方だけでなく切羽周辺地山の弾性波速度も簡易に求めることができるため、掘削によるゆるみ域を評価することも可能です。
探査手順
探査状況写真
特長・メリットココがポイント
- 切羽前方30mを探査する場合、約1〜2時間で検層を実施することができます。測定結果の出力も約1時間ででき、現場工程に大きな影響を与えることなく、切羽前方地質を評価することができます。
- 取得した50cm間隔の細かい区間速度分布より、支保パターンの選定を行うことが可能です。
- 4連の孔壁圧着型受振器を用いることで、より迅速かつ高精度な調査を行うことが可能です。
- 受振器径が32mmと小さく、削孔検層を実施したボーリング孔に本システムを適用することができます。各トンネルにおける弾性波速度と削孔検層から得られる破壊エネルギー係数との相関関係を把握し、以後の調査へ反映させることが可能です。
- 切羽前方だけでなく、天端方向や側方方向に削孔されたボーリング孔に対しでも適用できるため、掘削によるゆるみの程度を簡易に評価することができます。
- 掘削前に切羽前方地質予測を行い、掘削後のゆるみ評価を予測ヘフィードパックすることで、より合理的な支保設計を行うことができます。
支保パターン選定例
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適用実績
大津放水路トンネル
場所：滋賀県大津市
竣工年：1999年3月
発注者：建設省近畿地方建設局
トンネル延長：411m
東九州自動車道
九六位トンネル
場所：大分県大分市～臼杵市
竣工年：2000年1月
発注者：日本道路公団
トンネル延長：1,719m
学会論文発表実績
- 「速度検層を用いたトンネル切羽前方探査」，土木学会年次学術講演会講演概要集 共通セッション，No.52，1997年
- 「トンネルの切羽前方予測システムの開発」，地下空間シンポジウム論文・報告集，Vol.3，1998年
- 「削孔検層と速度検層を併用した切羽前方探査の結果」，土木学会年次学術講演会講演概要集 第6部，No.53，1998年