日本户田建设开发山岭隧道地质测量新技术DRi Log——

2021年3月5日，日本户田建设开发了一种用于山岭隧道的地质测量技术(DRi Log)，可以轻松测量开挖面前方地质的物理特征，这些物理特征对于安全合理地开挖隧道非常重要。该技术将内置传感器的测量管插入开挖面用于钻探检层等所设置的水平孔中，以获得弹性波速度和电阻率分布等地质物理特征，因此可以一次性获取隧道施工所需的重要数据。

弹性波速度是用于地层分类的最重要指标，因裂缝和破碎带的存在而衰减；电阻率也可用于地层分类，但很容易受到地层中水分含量状况和黏土化的影响。户田建设认为通过同时测量弹性波速度和电阻率，可以提高地质状况评估的准确性。

开发背景

了解开挖面前方地质情况可以有效避免山岭隧道开挖面坍塌等，对于安全施工十分重要。虽然之前户田建设已经开发了一种可以直接观察开挖面前方地质的内窥镜开挖面前方调查技术(DRi Scope)，但无法掌握地层的物理特征。根据地质情况，DRi Log技术与DRi Scope技术结合使用，有助于建立高层次的开挖面前方探测系统，提高隧道开挖的安全性和合理性。

技术要点

采用DRi Log技术时，使用液压凿岩台车等先在开挖面前方凿30～50 m的水平孔，在水平孔内插入可同时测量弹性波和电阻率的测量管，测量管由聚氯乙烯制成，既容易插入水平孔内，又起到保护传感器的作用。通过直接测量开挖面前方的地质特征，评估开挖面前方的情况。

设置在测量管顶部的电阻率测量电极(测量传感器)呈刷状环形，便于和地层保持良好的接触。电阻率测量电极有6个，通过切换3种模式的电极配置进行测量是可行的。另外，在测量管内部以2 m的间隔内置有弹性波接收器。弹性波接收器是可以切断的部件，连接到测量管的前端。即使在测量中孔壁坍塌导致不能拔出测量管，弹性波接收器等主要的传感器仍然可以回收。

测量的方法是敲击开挖面，用测量管内的接收器测量弹性波速度，然后一边拔出测量管一边移动电极，用四电极法测量电阻率。这样可以获得开挖面前方30～50 m区间的弹性波速度和电阻率分布。

工程应用

户田建设在日本设乐大坝设乐根羽线1号隧道施工中使用了该技术。在一次测量管插入作业中测量了开挖面前方30 m内的电阻率分布和弹性波速度。电阻率在孔隙粗糙的地方，除了因接触不良而出现大的数值以外(约100 Ω·m)，与开挖时的观察结果对照，技术人员发现所获得的数值反映了地层情况。施工中得到的弹性波速度约为2.5 km/s(开挖面区域除外)。

今后计划

DRi Log技术可应用于开挖面前方50 m内的地质测量，通过结合已开发的内窥镜开挖面前方调查技术DRi Scope，可以获得更精确的开挖面前方地质信息。户田建设希望将该技术应用于破碎带等地质条件恶劣的山岭隧道工程中，以提高隧道施工的安全性和合理性，助力隧道施工。