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地下構造物探査(埋設物探査)

現場の「困った!」に応えます

「困った」時の物理探鑛を目指して

都市化が進んだ地域では、ライフラインなどの構造物は地下に埋設されることが多くなっております。道路面下の構造物は「早いもの勝ち」で敷設されたため、現在では、網の目のように密集した状況になっています。こうした背景からライフラインなどはより深い位置に敷設されるようになってきており、シールド工法や推進工法が多用されています。シールド工法や推進工法は、目視による前方確認ができないことから、既設構造物や開削工事時に打設した残置h型鋼およびシートパイルなどに接触してしまうなど、多くのトラブルが発生しています。おそらくシールド工事や推進工事に携わったほとんどの方が「困った!」という経験がおありだと思います。


推進工事に影響する地下埋設
推進工事に影響する地下埋設物


日本物理探鑛では、このような地下構造物のほとんどに強磁性体の鉄が使用されていることに着目。
長年にわたる不発弾探査で培った技術を元に、この「困った!」に答えるよう技術開発を進め、昭和58年より地下構造物を対象とした「地下構造物探査」を実施してきました。
 鉄は以下に示すとおり、地磁気により磁化され、極を持ちます。この極を捉え、解析することにより高精度な位置を求めることができます。条件がよければ±200mmの精度で探査が可能です(よい条件とは、探査対象の近傍で、他に磁気的影響を受けない記録が得られた場合や、複数の探査孔を設けることができる場合などです)。
 他の磁気的影響により、磁気探査では探査が不可能な場合もありますが、磁気探査以外の探査方法により探査対象の位置を捉えられる可能性もありますので、ぜひ当社にご相談させてください。

■主な探査対象物

土留め材(H型鋼・鋼矢板)

埋設管(スチール・RC)

基礎杭(H型鋼・鋼管・PC・RC)

アースアンカー等



■探査方法

地下構造物探査は不発弾等の危険物を対象とした鉛直磁気探査を応用したもので、作業の流れは鉛直磁気探査と同様です。探査対象物近傍でボーリングマシンにより磁気探査用に開発した非磁性のステンレスロッドを使って削孔(φ46mm)します。削孔後、ロッド内に両コイル型磁気傾度計を入れ、センサ昇降機で孔口から孔底まで一定速度で移動して埋設管や残置杭などの磁気異常を測定し、μシステムのハードディスクにデータを収録します。収録したデータは各種フィルターによる波形処理をして、埋設物の深度や平面的な位置を精度よく求めます。



ngp - μシステム
ngp - μシステム




解析した水道管(φ2100mm)の測定記録





コラム なぜ、地下構造物の位置が分かるのか?



地球は巨大な磁石で、北極は磁石でいえばS極に、南極はN極になっています。両極を併せて磁極と呼びます。地球磁場の様子は左図のような磁力線で表されます。磁力線は全てN極を出てS極に至る曲線になっています。曲線上の矢印は磁場の方向を示し、その線上に磁針を置くとその方向は磁場の向きに一致します。











地磁気は、本来ベクトル量ですから大きさと方向を持ちます。従って、様々なベクトルの組み合わせでこれを表せますが、磁気探査で良く用いられる組み合わせとして、「全磁力」「伏角」および「偏角」があります。これらの量は、地球上の測定する場所により異なった値を示します。 日本の東京付近の緯度では、磁力線は南から北に向かって、地表面に対して下向き約49°の伏角で入っており、その強さはおおよそ46,000nt(ナノテスラ)程度です。






●埋設管の帯磁

鋼管やスチールセグメントで覆われた埋設管は、地磁気の誘導により磁化しており、その周辺に作る磁気異常のパターンは,埋設管の中心に小さな磁石を磁化の方向に合わせて置き、その磁石が管軸方向に一様に連続している状況に一致すると仮定します。
 磁化の方向は、埋設管の埋設方位によって異なります。南北方向に埋設されている場合は上から下に鉛直方向(90°)に磁化し,東西方向に埋設されている場合は南から北に伏角約49°方向に磁化しています。それ以外の埋設方位では,49°~90°の中間の方向に磁化しています。



埋設管が南北方向に埋設されている場合





埋設管が東西方向に埋設されている場合




●H鋼・鋼矢板・支持杭等の帯磁

構造物の支持または土留め用のH鋼・鋼矢板等も地中に打設存置された場合、地磁気の誘導により磁化しています。その周辺に作る磁気波形のパターンは地中に長い棒磁石を置いた時と同様で、基本的にはH鋼・鋼矢板の上端部、下端部にのみ帯磁し、下端側がN極、上端側がS極に帯磁します(他の磁気的影響により帯磁が逆になる場合もあります)。


■ 関連情報

各種パンフレット > 【地下埋設物磁気探査】, 【路面下空洞、埋設物を知る「地中レーダー探査」】

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