ReflexTracker®

３次元指向性ボアホールレーダ装置：ReflexTracker

ボアホールレーダ法は高周波電磁波を用いて孔井周辺の断層、地中埋設物、既存基礎杭、空洞などを把握するための手法です。

松永ジオサーベイ（当社の100%子会社）が開発した３次元位置推定が可能な指向性ボアホールレーダシステム ReflexTracker®を使用し、土壌地盤中の地中埋設物や空洞、岩盤中の断層、割れ目、破砕帯などの位置特定に活用して頂いています。

地中埋設物把握のニーズと探査手法

地盤中の埋設管や基礎杭などは、何らかの損傷が発生したり、施工時の不備などによって不具合が生じることが数多く報告され、社会問題化しています。一方で、埋設箇所を正確に把握することは容易ではありません。

こうした場合、埋設物を調査する手法として、通常は地表から様々な物理探査手法を用いることが最も一般的です。近年では、地中レーダと呼ばれる高周波の電磁波を照射し、地中埋設物からの反射波からその埋設箇所を特定する方法がよく使われています。

地盤中には様々な埋設物が存在するため、対象物を正確に把握することは困難なことが多いことも事実です。対象物の深度が深ければ、地表からの調査では、把握できない場合があります。そのため、ボーリング孔を掘削し、孔内に挿入可能なボアホール式地中レーダ機器を挿入し、目的物を探すことも行われ多くの成果が得られています。

しかし、現在市販されているボアホール式地中レーダ機器は無指向性ボアホールレーダ方式であるため、埋設物が坑井からどの方向にあるか分からない上に、対象物以外の埋設物からの反射波も観測されるために、実際には十分な成果を得られない場合が数多く存在します。

小口径指向性ボアホールレーダシステムの開発

このような問題を解決する有力な方法は、複数のアンテナを装置内に組み入れて反射波の到来方向を識別できるようにすることです。

しかし、土木調査で広く使われているVP65のような小口径のボーリング孔に挿入可能とするためには、アンテナ間の干渉の発生やデータ処理方法も従来とは全く異なるため、技術的にクリアしなければならない課題が数多くあり、世界的にみてもそのような装置は開発されていませんでした。

ミンデコの100％子会社で、孔井内計測の専門会社である松永ジオサーベイでは、科学技術振興機構（JST）殿の支援を受け、国内のこの分野の第一人者である大阪電気通信大学工学部の海老原聡教授のご指導のもと、小口径の指向性ボアホールレーダ装置（製品名：ReflexTracker）の開発に着手し、2015年に第一号機を完成させました。

【ReflexTrackerの概観】

計測方法

①1本の孔井中で送信アンテナと無指向性アンテナのゾンデを用い、深度ごとの電磁波の伝搬速度から地盤の電気的特性（比誘電率）を調べるものです。

②指向性受信アンテナを用いて、孔井周辺の構造物や亀裂などからの反射波を深度ごとに計測し、その3次元的な存在位置を捕捉するための計測です。

③2本の孔井の片方に送信アンテナ、他方に無指向性アンテナを挿入し、相互の深度を変えながら計測を行って電磁波の波線がむらなく計測するようにするトモグラフィー計測です。孔井で囲まれた範囲の比誘電率の分布から水分量の状況を把握することができます。

【計測モード】

適用事例

以下には、基礎杭および岩盤内亀裂への適用事例をご紹介します。

基礎杭への適用

【土壌地盤での計測イメージ】

【土壌地盤フィールドでの適用例】

岩盤への適用

【岩盤での計測イメージ】

【岩盤フィールドでの適用例】

適用分野・現場のまとめ

ReflexTrackerの適用分野・現場をまとめました。

適用例
地質条件	調査対象	適用可能な現場
土壌地盤	埋設物、空洞の形状把握と位置特定	・建造物の基礎杭や橋台基礎（コンクリート・鋼管等）、鋼矢板の杭底深度や形状の把握 ・深部配管の確認 ・地下トンネル、防空壕の存在の確認 ・地盤改良施工の出来型の確認 ・掘進施工中における基礎杭や埋設管等への損傷防止用の探査 ・不明孔（廃止孔井、坑道）の位置特定
岩盤	断層、亀裂の伸張方向の把握や岩盤の安定性	・トンネル切羽前方への先進掘削孔からの岩盤評価・断層形状の把握 ・地下施設建設時の適地評価 ・コンクリート構造物（ダム・橋台）の亀裂確認による安全性評価→ボアホールスキャナーとの併用が有効 ・岩盤内の水みち評価

【他技術との比較表】

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