한일터널에서 지질조사의 진전을 쫓기 전에 터널굴착을 위한 지질조사란 어떤 일을 하는지 그 전체상을 설명한다. 일반적으로 수행하는 것은 기존 자료의 수집입니다. 국토지리원 등에 국가가 실시한 조사 데이터가 보존되어 있다. 또 대학이 가지고 있는 자료 등도 있다. 수집된 자료를 통해 터널을 파는 지역의 개략적인 지질도(평면도와 단면도)를 작성한다. 그 지질도에 근거하여 지표 답사(사진 참조) 즉 해당 지역을 실제로 발길을 옮겨 지표나 퇴적물 등을 조사하는 것이다.
※지표 답사의 모습
지질의 평면도를 만들면 자동적으로 단면도도 할 수 있지만, 그것은 어디까지나 임시의 것이다. 그것을 보다 정확하게 만들기 위해 '볼링 조사'와 '탄성파 탐사'를 실시한다. 그들이 얻은 데이터는 각 지층에 대해 표로 표시됩니다. 그것을 지금까지 일본에서 온 수천개라는 터널의 데이터 패턴에 적용해 보면 어떤 지층 구조가 되어 있는지, 또 그 지층에 적합한 「터널 파는 방법은 무엇인가」가 나온다 . 그 패턴을 가지고 있는 것은 JR, 철건공단, 도로공단, 건설성, 전력회사 등으로 각각 독자적인 데이터에 근거한 패턴을 보유하고 있다. 터널은 완전히 '경험공학'이며, 조사인 값이 나오면 그에 적용되는 공법은 경험칙적으로 정해진다.
터널의 루트를 결정할 때까지의 지질조사를 '개요'라고 한다. 처음에는 넓은 범위를 덮도록 물리적인 방법으로 조사하기 때문에 물리탐사라고 하며, 자주 사용되는 것은 탄성파 탐사나 전기탐사 등이다. 물리 탐사는 면의 조사이고, 볼링은 점의 조사이다. 탄성파 탐사란, 조사하고 싶은 지층이 있는 한점에서 화약의 폭발 등에 의해 진동파를 만들어, 그것이 땅바닥의 지층 경계 등에 부딪쳐 튀어오르는 것을, 또 한점의 수신기로 파악해, 그 파의 속도나 패턴으로 지층의 실태를 찾는 것이다. 탄성파의 진원으로는 다이너마이트가 많이 사용된다. 탄성파는 지층의 경도에 비례하여 지층이 딱딱할수록 파가 빨리 전달되고 진폭은 작아진다. 반대로 지층이 부드러우면 진폭이 커지고 파도가 느리게 전해진다.
진동파가 반사되는 것은 지층의 경도가 다른면으로부터이다. 동일한 지층 중에서도 생성 과정에 따라 지층의 경도는 달라진다. 다른 지층에서도 경도가 동일하면, 그 경계면으로부터의 반사는 없다. 단층이 있으면 당연히 거기에서도 반사되어 온다. 지층 속 물의 움직임 등을 조사하는 것이 '수문조사'이다. 물리탐사로는 전기탐사라는 수법을 사용한다. 지표의 일점을 플러스극으로 하고, 다른 한쪽을 마이너스극으로 해 두고, 지중에 전기를 흘리면, 지중의 물에 의해 전류의 파형이 바뀌어 온다. 그것에 의해 어디에 물이 모이는지, 지하수맥이 있는지를 알 수 있다. 산에 터널을 파는 경우, 잘 지중에 모이는 물이 있어, 출수 사고로 연결되는 일이 있다. 따라서 산 전체에 전기 탐사를 걸어 물의 유무를 조사한다. 산 전체에 바늘 쥐처럼 전극을 세우게 된다. 그것에 의하여 모이는 물의 있을 것 같은 장소를 알면, 이번에는 볼링에 의해 그것을 확인한다.
※육상에서의 볼링 조사
볼링 조사(사진 참조)하는 부분은 지층의 단면도를 작성하는데 필요한 것으로 생각되는 곳으로부터 선택한다.
지표에 나와 있는 지층이, 어떤 각도로 지중에 들어가 있는지 모르는 곳, 또 지표에 나오지 않는 단층이 있는 경우가 있다. 단층이란 지진 등의 지각 변동으로 지층이 끊어져 있는 곳을 말한다. 어디에 단층이 있는지는 지표 답사만으로는 모른다. 터널 공사에서 가장 트러블이 되는 것은 물과 단층이다. 그것이 어디에 있는지 알아보기 위해 볼링을 수행합니다. 해양에서의 조사는 지상처럼 걸어서는 조사할 수 없다.
그래서 먼저 음파 탐사를 한다. 조사선 뒤에 진원을 늘어뜨리고, 그 뒤에 진동파의 수신기를 띄워 둔다. 해중에서의 폭발에 의한 진동파는 해저나 해저하의 지층에 반사되어 돌아온다. 따라서 육상과 마찬가지로 지하구조를 조사할 수 있다. 음원은 전기적인 신호라든지, 압력 가스를 분출시키는 수법(워터 건) 등이 대표적이다. 각 경계에서 튀어 나온 신호가 기록되고 과거의 패턴에 적용되면 대략적인 구조를 알 수 있습니다. 그것에 병행하여 행해지는 것이 드리징이다.
이것은 직경이 약 50cm, 길이가 약 3m인 철제 통을 해저로 내리고, 배로 끌어 당겨 표면의 암석 샘플을 채집합니다. 음파 탐사와 같은 해역에 대해 이것을 한다. 쓰시마 해협에서는 전부 약 500곳에서 실시했다. 또한, 아무래도 이상한 부분이나 단층이 있는 부분에서는 해양 볼링을 한다. 볼링 조사 (올 코어 볼링)는 중공 파이프로 지중을 파고 그 지점의 지층 샘플을 그대로 꺼내는 것이다. 이 샘플을 "코어"라고합니다. 유정이나 온천의 굴착이라면, 목적의 유층이나 온천에 맞닿으면 좋지만, 지질조사의 경우는, 그 과정의 코어의 채취가 목적이므로, 주의해 파헤쳐 나가야 한다. 회전하는 파이프의 끝에는 산업용 다이아몬드가 달린 칼날이 있습니다. 그래서 500m 파면 최대 500m의 코어를 얻을 수 있다. 보통 코어는 3m 굴진으로 끌어올려진다. 코어는 평균 직경이 7.5cm, 처음에는 굵은 파이프를 사용해, 앞으로 갈수록 가는 파이프가 되기 때문에, 코어도 점차 가늘어진다.
해양의 경우는 볼링 전용의 조사선(사진 참조)을 사용하게 된다. 당시 일본에는 도카이 살베지가 일척 소유하고 있었지만, 쓰시마 해협에서의 한일 터널 조사 후 폐선이 되어 버렸다. 해상에서는 조사선에서 4개의 와이어를 늘려 앵커링이라는 거대한 무게를 해저에 묻어 전후 좌우 선박의 움직임을 없앤다. 쓰시마 앞바다의 한국 측 해역에서 볼링을 했을 때에는 해류가 너무 빠르기 때문에 와이어가 한 조각 끊어져 버렸다. 가장 힘든 것은 상하의 흔들림에 대한 대응이다.
따라서, 선상에 구비된 볼링의 기계 그 자체가, 상하동에 견딜 수 있도록 만들어져 있다.
강력한 스프링이 붙어 있고, 상하동을 흡수하는 것이다. 쓰시마 앞바다에서는 수심이 150m인 곳에서 해저 아래 500m까지를 40일에 걸쳐 파았다. 이 일수는 육상과 같다. 데이터가 갖추어져 지질도 등이 생기면, 이에 기초하여 터널의 루트를 선정한다. 기술적으로는 지형, 지질과 시공법이 문제가 된다. 단층이나 출수가 있으면, 공사가 어려워져, 그만큼 공사비도 걸리므로, 가능한 한 안정된 지층을 파고 나아가도록(듯이) 루트를 선정하는 것이다. 무엇보다 현실적으로는 그 외에 행정적인 조건도 고려의 대상이 된다.
