Bevor ich den Fortschritt der geologischen Untersuchung für den Japan-Korea-Tunnel verfolge, werde ich das Gesamtbild der geologischen Untersuchung für den Tunnelaushub erläutern. Im Allgemeinen erfolgt die Sammlung vorhandener Materialien. Daten aus von der Regierung durchgeführten Umfragen werden beim Geographical Survey Institute of Japan und anderen Institutionen gespeichert. Es gibt auch Materialien, die von der Universität gehalten werden. Anhand der gesammelten Materialien wird eine grobe geologische Karte (Plan und Querschnitt) des Gebiets erstellt, in dem der Tunnel gegraben werden soll. Auf der Grundlage der geologischen Karte führen wir eine Bodenuntersuchung durch (siehe Foto), das heißt, wir begeben uns tatsächlich in das entsprechende Gebiet und untersuchen die Bodenoberfläche und Sedimente.
*Szene der Bodenuntersuchung
Wenn Sie einen geologischen Plan erstellen, können Sie automatisch eine Querschnittsansicht erstellen, aber das ist nur ein temporäres Diagramm. Um dies genauer zu machen, werden wir „langweilige Untersuchungen“ und „Erkundung elastischer Wellen“ durchführen. Die erhaltenen Daten werden für jede Schicht tabellarisch aufgeführt. Wenn wir dies auf die Datenmuster der Tausenden von Tunneln anwenden, die in Japan gebaut wurden, können wir bestimmen, welche stratigraphische Struktur die Schichten haben und wie man einen Tunnel gräbt, der für diese Schicht geeignet ist. Unternehmen wie JR, die Steel Construction Corporation, die Japan Highway Corporation, das Bauministerium und Elektrizitätsunternehmen haben diese Muster, und jedes hat seine eigenen Muster, die auf seinen eigenen Daten basieren. Der Tunnelbau ist vollständig eine Frage der „empirischen Ingenieurskunst“, und sobald ein bestimmter Wert durch eine Vermessung ermittelt wird, wird die auf diesen Wert anwendbare Baumethode auf der Grundlage empirischer Regeln festgelegt.
Die geologische Untersuchung vor der Entscheidung über die Tunneltrasse wird als „Forschungsuntersuchung“ bezeichnet. Ursprünglich wird es als physikalische Erkundung bezeichnet, da physikalische Methoden verwendet werden, um ein großes Gebiet abzudecken. Dabei werden häufig Methoden wie die Erkundung elastischer Wellen und die elektrische Erkundung eingesetzt. Bei der geophysikalischen Erkundung handelt es sich um die Untersuchung einer Oberfläche, beim Bohren um die Untersuchung eines Punktes. Bei der Erkundung elastischer Wellen werden Schwingungswellen an einem Punkt in den zu untersuchenden geologischen Schichten erzeugt, beispielsweise durch die Explosion von Schießpulver, und die Schwingungen, die von den geologischen Grenzen auf dem Boden reflektiert werden, mithilfe eines Empfängers an einem anderen Punkt erfasst. Dabei wird das Tatsächliche erforscht Zustand der Schichten anhand von Geschwindigkeit und Mustern. Dynamit wird oft als Epizentrum elastischer Wellen verwendet. Elastische Wellen sind proportional zur Härte der Schicht; je härter die Schicht, desto schneller breiten sich die Wellen aus und desto kleiner ist die Amplitude. Ist die Schicht dagegen weich, ist die Amplitude groß und die Wellen breiten sich langsam aus.
Vibrationswellen werden von der Oberfläche von Schichten unterschiedlicher Härte reflektiert. Selbst innerhalb derselben Schicht ist die Härte der Schichten je nach Entstehungsprozess unterschiedlich. Wenn verschiedene Schichten die gleiche Härte haben, kommt es zu keiner Reflexion an der Grenzfläche zwischen ihnen. Wenn ein Fehler vorliegt, wird dieser natürlich auch dort angezeigt. „Hydrologische Untersuchungen“ untersuchen die Bewegung von Wasser innerhalb geologischer Formationen. Für die physikalische Erkundung verwenden wir eine Methode namens elektrische Erkundung. Wenn man einen Punkt auf der Erdoberfläche zum Pluspol und den anderen zum Minuspol macht und dann Strom unter der Erde leitet, ändert sich die Wellenform des Stroms je nach Wasser im Boden. Dadurch können wir sehen, wo Wasser gespeichert ist und wo sich unterirdische Wasseradern befinden. Beim Graben von Tunneln im Gebirge kommt es häufig zu stehendem Wasser im Untergrund, was zu Überschwemmungsunfällen führen kann. Aus diesem Grund werden im gesamten Berg elektrische Untersuchungen durchgeführt, um das Vorhandensein von Wasser zu überprüfen. Überall im Berg werden Elektroden wie Nadelmäuse aufgestellt. Sobald wir wissen, wo wahrscheinlich stehendes Wasser vorhanden ist, können wir dies durch Bohren bestätigen.
*Langweilige Umfrage an Land
Die Standorte für die Bohruntersuchung (siehe Foto) werden aus denjenigen ausgewählt, die als notwendig erachtet werden, um eine Querschnittsansicht der Schichten zu erstellen.
In einigen Fällen ist unklar, in welchem Winkel die auf der Erdoberfläche freigelegten Schichten in die Erde eindringen, und es kann zu Verwerfungen kommen, die auf der Erdoberfläche nicht freigelegt sind. Eine Verwerfung ist ein Bruch in den Schichten aufgrund einer Krustenbewegung, beispielsweise eines Erdbebens. Es ist nicht möglich, allein durch Vermessung der Bodenoberfläche festzustellen, wo die Störung liegt. Die größten Probleme im Tunnelbau sind Wasser und Störungen. Machen Sie etwas langweilig, um herauszufinden, wo es ist. Forschung im Meer kann nicht wie an Land zu Fuß durchgeführt werden.
Daher werden wir zunächst eine akustische Erkundung durchführen. Das Epizentrum befindet sich hinter dem Forschungsschiff und ein Vibrationswellenempfänger ist schwebend dahinter platziert. Vibrationswellen von Unterwasserexplosionen werden zurück zum Meeresboden und den Schichten unter dem Meeresboden reflektiert. Dadurch können wir unterirdische Strukturen genauso untersuchen wie an Land. Typische Schallquellen sind elektrische Signale und Methoden, die unter Druck stehendes Gas ausstoßen (Wasserpistolen). Die von jeder Grenze abprallenden Signale werden aufgezeichnet, und wenn sie auf vergangene Muster angewendet werden, kann die ungefähre Struktur bestimmt werden. Parallel dazu werden Baggerarbeiten durchgeführt.
Dabei wird ein Stahlzylinder mit einem Durchmesser von etwa 50 cm und einer Länge von etwa 3 m auf den Meeresboden abgesenkt und mit einem Schiff gezogen, um Gesteinsproben an der Oberfläche zu sammeln. Führen Sie dies für denselben Bereich wie die Schalluntersuchung durch. Die Tests wurden an etwa 500 Standorten in der Tsushima-Straße durchgeführt. Darüber hinaus führen wir Meeresbohrungen in Gebieten durch, in denen Anomalien oder Störungen vorliegen. Bei der Bohruntersuchung (Vollkernbohrung) wird mit einem Hohlrohr unter der Erde gegraben und an dieser Stelle eine Probe der Gesteinsschichten entnommen. Dieses Beispiel wird als „Kern“ bezeichnet. Beim Bohren nach Ölquellen oder heißen Quellen müssen Sie lediglich die Zielölschicht oder heiße Quelle treffen. Bei geologischen Untersuchungen besteht das Ziel jedoch darin, den Bohrkern während des Bohrvorgangs zu sammeln, sodass Sie beim Bohren vorsichtig sein müssen graben. Am Ende des rotierenden Rohrs befindet sich eine mit Industriediamanten besetzte Klinge. Wenn Sie also 500 m graben, können Sie maximal 500 m Kern erhalten. Normalerweise wird der Kern durch 3 m tiefe Aushubarbeiten ausgehoben. Der durchschnittliche Durchmesser des Kerns beträgt 7,5 cm. Zunächst wird ein dickes Rohr verwendet, das mit der Vorwärtsbewegung immer dünner wird, sodass der Kern allmählich dünner wird.
Im Falle des Ozeans wird ein Bohrforschungsschiff (siehe Foto) eingesetzt. Zu dieser Zeit besaß Japan ein Schiff, Tokai Salvage, das jedoch nach der Untersuchung des Japan-Korea-Tunnels in der Tsushima-Straße verschrottet wurde. Auf See werden vier Drähte vom Forschungsschiff ausgezogen und ein riesiges Gewicht, ein sogenannter Ankerring, im Meeresboden vergraben, um zu verhindern, dass sich das Schiff vorwärts, rückwärts, links oder rechts bewegt. Als ich in südkoreanischen Gewässern vor der Küste von Tsushima bohrte, war die Strömung so schnell, dass einer meiner Drähte brach. Am schwierigsten ist es, mit vertikalen Schwankungen umzugehen.
Aus diesem Grund sind die an Bord von Schiffen installierten Bohrmaschinen so konstruiert, dass sie vertikalen Bewegungen standhalten.
Es verfügt über eine starke Feder, die vertikale Bewegungen absorbiert. Vor der Küste von Tsushima dauerte es 40 Tage, um 500 m unter dem Meeresboden in einer Tiefe von 150 m zu graben. Diese Anzahl an Tagen entspricht in etwa der an Land. Sobald die Daten gesammelt und eine geologische Karte erstellt sind, wird auf dieser Grundlage die Tunnelroute ausgewählt. Technisch gesehen sind Topographie, Geologie und Bauweise ein Thema. Kommt es zu Störungen oder Überschwemmungen, wird der Bau schwierig und die Kosten steigen entsprechend, daher wird die Route so gewählt, dass eine möglichst stabile Schicht durchbohrt wird. Tatsächlich sind jedoch auch administrative Auflagen zu berücksichtigen.
bauliche Untersuchung des Japan-Korea-Tunnels
Überblick über den Japan-Korea-Tunnel
