Development and application of 3D migration techniques for tunnel seismic exploration

터널내 탄성파 탐사의 3차원 구조보정기법 개발 및 현장적용

Two 3-dimensional data processing techniques to predict the fractured zone ahead of a tunnel face by the tunnel seismic survey were proposed so that the geometric formation of the fractured zone could be estimated. The first 3-dimensional data processing technique was developed based on the principle of ellipsoid, The input data needed for the 3D migration can be obtained from the 2-dimensional tunnel seismic prediction (TSP) test where the TSP test should be performed in each sidewall of a tunnel. The second 3-dimensional migration technique that was developed based on the concept of wave travel plane was proposed. This technique can be applied when the TSP is operated with sources in one sidewall of a tunnel while the receivers are installed in both sidewalls. New migration technique was applied to an in-situ tunnelling site. The 3-dimensional migration was performed using measured TSP data and its results were compared with the geological investigation results that were monitored during tunnel construction. This comparison revealed that the proposed migration technique could reconstruct the discontinuity planes reasonably well.

본 연구에서는 터널내 탄성파 탐사로부티 터널막장 전방 파쇄대를 예측하기 위한 두 가지의 3차원 구조보정 기법을 제안하였다. 첫 번째 해석기법은 타원체의 원리에 기초한 것으로 터널 양쪽 벽면에서 각각 독립적으로 탄성파 탐사를 수행하여 얻은 2차원 해석 결과를 이용하여 3차원 구조보정을 수행할 수 있다. 두 번째 해석기법은 파전파 평면의 개념을 도입한 것으로 터널내 탄성파탐사를 터널 한쪽 벽면에서만 송신을 수행한 반면, 수진기는 양쪽 벽면에 설치한 경우에 적용할 수 있는 기법이다. 새로운 구조보정 기법을 현장 터널내 탄성파 탐사 자료에 적용해 보았다. TSP 시험자료를 이용하여 3차원 구조보정을 수행한 후, 그 결과를 터널 굴착과정 중 조사된 지질정보와 비교해 보았다. 그 결과 제안된 구조보정 기법을 통하여 불연속면의 형상을 비교적 정확히 예측할 수 있음을 확인하였다.