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Etude géologique pour la construction de tunnels

Avant de suivre les progrès de l'étude géologique dans le tunnel Japon-Corée, je vais vous expliquer l'image globale de ce que fait l'étude géologique pour l'excavation du tunnel.En général, ce que vous faites est de collecter du matériel existant.Les données des enquêtes menées par le gouvernement sont stockées par l'Autorité d'information géospatiale du Japon.Il y a aussi des matériaux que l'université a.Les matériaux collectés seront utilisés pour créer une carte géologique schématique (plan et coupe transversale) de la zone où le tunnel sera creusé.Sur la base de la carte géologique, reconnaissance de surface (voir photo), c'est-à-dire visite réelle de la zone et enquête sur la surface et les sédiments.

 


* Etat de la reconnaissance de surface

Si vous faites une vue en plan de la géologie, vous pouvez automatiquement faire une coupe transversale, mais ce n'est qu'une tentative.Afin de le rendre plus précis, nous procéderons à des « levés de sondage » et à une « exploration des ondes élastiques ».Les données obtenues par eux sont tabulées pour chaque couche.Si vous l'appliquez au modèle de données de milliers de tunnels qui ont été construits au Japon jusqu'à présent, vous découvrirez quel type de structure de strate il a et quel est le "comment creuser un tunnel" approprié pour cette strate. ..JR, Japan Railway Construction Public Corporation, Japan Highway Public Corporation, ministère de la Construction, compagnies d'électricité, etc. ont le modèle, et chacun a son propre modèle basé sur ses propres données.Le tunnel est complètement « de l'ingénierie empirique », et si une valeur d'enquête est obtenue, la méthode de construction applicable sera déterminée empiriquement.

 

L'étude géologique jusqu'à ce que le tracé du tunnel soit décidé est appelée « aperçu ».Dans un premier temps, on l'appelle exploration géophysique car elle est étudiée par une méthode physique de manière à couvrir une large zone, et l'exploration par ondes élastiques et l'exploration électrique sont souvent utilisées.L'exploration géophysique est un levé de surface et le forage est un levé ponctuel.Dans l'exploration des ondes élastiques, une onde de vibration est créée par une explosion d'explosifs en un point de la strate à étudier, et lorsqu'elle frappe la limite de la strate sur le sol et rebondit, elle est capturée par un autre récepteur et l'onde Il explore l'état réel de la strate par vitesse et motif.La dynamite est souvent utilisée comme épicentre des ondes élastiques.Les ondes élastiques sont proportionnelles à la dureté de la formation, et plus la formation est dure, plus les ondes se propagent rapidement et plus l'amplitude est petite.Au contraire, lorsque la strate est molle, l'amplitude devient grande et l'onde se propage lentement.

 
L'onde de vibration est réfléchie par la surface où la dureté de la strate est différente.Même au sein d'une même strate, la dureté de la strate diffère selon le processus de formation.Si la dureté est la même dans différentes strates, il n'y a pas de réflexion de la surface limite.S'il y a un défaut, il en sera naturellement répercuté.Le « relevé hydrologique » consiste à étudier le mouvement de l'eau dans la strate.Comme exploration géophysique, une technique appelée exploration électrique est utilisée.Lorsqu'un point de la surface de la terre est réglé sur le pôle positif et l'autre sur le pôle négatif, et que l'électricité traverse le sol, la forme d'onde du courant change en fonction de l'eau dans le sol.Il vous indique où se trouve l'eau et où se trouvent les veines souterraines.Lors du creusement d'un tunnel dans une montagne, il y a souvent de l'eau accumulée dans le sol, ce qui peut entraîner des inondations.Par conséquent, toute la montagne est soumise à une exploration électrique pour vérifier la présence d'eau.Des électrodes seront érigées sur toute la montagne comme une souris à aiguille.Lorsqu'il découvre où se trouve probablement la piscine, il est cette fois confirmé par le forage.

 


* Relevé de sondage sur terre

Sélectionnez l'emplacement du sondage par sondage (voir photo) parmi les emplacements jugés nécessaires pour créer une coupe transversale de la strate.Il y a des cas où on ne sait pas à quel angle les couches qui sont exposées à la surface de la terre sont dans le sol, et il y a des failles qui ne sont pas exposées à la surface de la terre.Une faille est un endroit où la strate est coupée en raison de mouvements de la croûte tels que les tremblements de terre.L'emplacement de la faille ne peut être déterminé à partir de la seule reconnaissance de surface.L'eau et les failles sont les plus gros problèmes dans la construction de tunnels.Faites du bowling pour savoir où il se trouve.

Les relevés dans l'océan ne peuvent pas être relevés en marchant comme sur le sol.Par conséquent, l'exploration des ondes sonores est effectuée en premier.L'épicentre est suspendu derrière le navire de recherche et le récepteur d'onde de vibration flotte derrière lui.Les ondes oscillantes générées par l'explosion dans la mer sont réfléchies vers le fond marin et les strates sous le fond marin.Ce faisant, il est possible d'examiner la structure souterraine de la même manière qu'à terre.Une source sonore typique est un signal électrique ou une méthode d'éjection de gaz sous pression (pistolet à eau).Les signaux rebondis sont enregistrés à chaque limite et appliqués aux modèles passés pour obtenir une structure approximative.
 
L'habillage se fait en parallèle.Dans cette méthode, un cylindre de fer d'un diamètre d'environ XNUMX cm et d'une longueur d'environ XNUMX m est descendu jusqu'au fond marin et traîné par un navire pour prélever un échantillon de roche à la surface.Faites ceci pour la même zone que l'exploration sonore.Dans le détroit de Tsushima, elle a été réalisée à environ XNUMX endroits au total.De plus, le forage océanique est effectué dans des endroits où quelque chose ne va pas ou il y a un défaut.Le sondage par sondage (forage tout carotté) consiste à creuser le sous-sol avec un tuyau creux et à prélever un échantillon de la strate à cet endroit telle qu'elle est.Cet échantillon est appelé le "noyau".Dans le cas de l'excavation de puits de pétrole et de sources chaudes, il suffit de toucher le réservoir de pétrole cible ou la source chaude, mais dans le cas d'une étude géologique, le but est de collecter le cœur du processus, il est donc nécessaire de creuser en soigneusement.
 
La pointe du tuyau rotatif a une lame avec un diamant industriel attaché.Donc, si vous creusez XNUMX m, vous pouvez obtenir un noyau jusqu'à XNUMX m.Normalement, le noyau est tiré vers le haut pour creuser XNUMXm.Le diamètre moyen du noyau est de XNUMX cm, et un tuyau épais est utilisé au début, et le tuyau devient plus mince au fur et à mesure, de sorte que le noyau devient également plus mince.


* Forage maritime
 


* Noyau de bowling chargé à bord

Dans le cas de l'océan, un navire de recherche dédié au bowling (voir photo) sera utilisé.À cette époque, un navire de sauvetage Tokai appartenait au Japon, mais il a été abandonné après une étude du tunnel Japon-Corée dans le détroit de Tsushima.En mer, quatre câbles sortent du navire de recherche et un poids énorme appelé anneau d'ancrage est enfoui dans le fond marin pour éliminer le mouvement du navire à l'avant, à l'arrière, à gauche et à droite.Quand je faisais du bowling dans les eaux du côté coréen au large de Tsushima, le courant océanique était si rapide qu'un fil s'est cassé.Le plus difficile est de gérer les secousses verticales.
 

Par conséquent, l'aléseuse elle-même installée sur le navire est conçue pour résister à un mouvement vertical.Il a un ressort puissant et absorbe les mouvements verticaux.A XNUMXm de profondeur au large de Tsushima, nous avons creusé jusqu'à XNUMXm sous les fonds marins pendant XNUMX jours.Ce nombre de jours est à peu près le même que sur terre.
 
Une fois les données disponibles et une carte géologique disponible, le tracé du tunnel sera sélectionné en fonction des données.Techniquement, la topographie, la géologie et les méthodes de construction sont des enjeux.S'il y a des failles ou des inondations, la construction sera difficile et le coût de construction augmentera en conséquence, donc le tracé doit être choisi de manière à creuser une strate aussi stable que possible.Cependant, en réalité, en plus de cela, les conditions administratives sont également prises en considération.

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