ダムサイトなどの基礎岩盤調査は，岩盤の力学的あるいは水理学的性質の分布を把握することを主な目的として実施しているが，従来の調査方法は，地表地質踏査を基本に主としてボーリング調査や横坑調査，およびこれらを利用した各種試験が行われてきた。しかし，これらの調査や試験で得られる情報は，点あるいは線上の情報であるため，断面や平面上の岩盤の力学的，水理学的性質の分布は，得られた情報を基に地質学的推定に基づいて内挿あるいは外挿するという手法がとられている。しかし，変質帯や複雑な岩盤状況を有する風化帯のような場合は，地質学的手法では，精度や客観性の面で充分とはいい難い場合も少なくない。

こうした従来の調査方法に対して，近年多くの機関で開発。実用化が進められているジオトモグラフィーは，岩盤の構造や物性値の分布状況を二次元断面で直接画像化し面的に把握する技術として注目されている。

ジオトモグラフィーには，弾性波や電滋波などの波動現象を扱うものや電気比抵抗を用いるものなど各種の方法があるが，本報文では弾性波トモグラフィーをダムサイトの岩盤調査に適用した例について述べる。

弾性波トモグラフィーは，対象とする岩盤の周囲を取り囲むように起振点・受振点を配置し，この間を伝播した弾性波の初動走時（弾性波到達時間）を多方向から多数測定し，そのデータを解析することによって岩盤内部の詳細な弾性波速度分布断面を画像化する技術である。

この弾性波トモグラフィーは従来からダムの岩盤調査などで実施されてきた各種弾性波探査手法と比較すると次のような特徴を有している。

①　屈析法弾性波探査は，地下の速度層境界で屈析した波を地表で測定するため，各速度層は深度が大きいものほど弾性波速度が大きいことを大前提としている。また，各速度層が深度に比して充分な層厚を持たない場合，解析精度は低下する。これに対して弾性波トモグラフィーの場合，対象とする地盤を取り囲むように起振点・受振点を配置することにより，上述のような仮定を設けずに解析できるため，より複雑な速度層構造にも対応できる。

②　ボーリング孔を利用する速度検層や横坑を利用する坑内速度測定はボーリング孔あるいは横坑周辺での値が得られるにすぎないが，弾性波卜モグラフィーは断面内を透過してきた弾性波を測定することにより速度分布を面的にとらえることができる。

③　従来実施されてきた横坑間あるいはボーリング孔間速度測定は，各データの平均速度を利用し，断面内の大局的な速度分布を把握するものであったが，弾性波トモグラフィーは，より多数のデータを解析することにより，詳細な速度分布断面を描くことができる。

すなわち，弾性波トモグラフィーは，複雑な速度構造を有する地盤の詳細な速度分布断面を描くことができる。

今回，弾性波トモグラフィーを実施したのは，現在，嘉瀕川水系嘉顧川に多目的ダムとして計画が進められている嘉顛川ダム（堤高100m級）のダムサイトである。

ダムサイトの地質は，中生代白亜紀の花崗岩類を基盤岩とし，これを覆う新生代第四紀の段丘堆積物，崖錐堆積物および現河床堆積物より成る。

当サイトの岩盤は，大局的には地表から深度方向にＤ岩盤，Ｃ_Ｌ岩盤，Ｃ_ＭおよびＣ_Ｈ岩盤に区分される。Ｄ岩盤は右岸部においてやや厚いが，Ｄ・Ｃ_Ｌ岩盤の厚さは最大でも約40mであり比較的浅所にダム基礎岩盤として適当な岩盤が分布している。

但し，ダムサイトの左岸アバットメントには，数条の小規模な断層破砕帯にはさまれ沸石脈が密集した幅40～60mの変質帯が上下流方向に連続して分布している。この変質帯は調査の初期段階では大規模な断層破砕帯と想定されていたがその後のボーリング調査や横坑調査の結果，変質帯であることが明らかとなった。また，この変質は，鉱物分析（Ｘ線分析・化学分析）の結果，低～中温度のアルカリ熱水変質であることが判明している。

変質帯の岩盤は，一般的な風化岩盤と異なり，次のような性状を有している。

こうした，変質帯の岩盤状況から，当ダムにおいては，変質帯の岩盤区分と各岩盤等級の分布状況の把握および強度評価がダム築造上の最大の課題となっている。

変質帯の岩盤区分は，以下の手順で実施し，より客観的な区分が可能となった。

但し，ダムサイトの岩盤区分を行うためには，上記の横坑間の各岩盤等級の面的な拡がり（分布）を把握する必要がある。

しかし，変質帯では硬質な岩盤や軟質な岩盤が複雑かつ不規則に分布するため，各岩盤等級の分布は，横坑，ボーリングコア観察に基づく地質的手法のみでは，推定が困難である。

このため，横坑内の岩盤区分による各岩盤等級の分布と物性分布を把握するため，同一標高に平行して穿れた調査横坑および既存のボーリング孔を利用して弾性波トモグラフィーを実施することとした。

弾性波トモグラフィーの起振点，受振点は，図ー3に示した通り同一標高に平行して位置する２坑の横坑と，これらの横坑坑口を結ぶ地表部に配置した。また，横坑間に位置する既存のボーリング孔にも受振点を配置した。

起振点・受振点の配置間隔は６mとし，両者を交互に配置した。また，既存ボーリング孔中の受振点は，横坑と同一標高となる深度に配置し，多方からのデータを効率的に収集できるように計画した。起振点数は42点，受振点数は63点である。図ー４に測定系の概要を示す。

データ収録には，48チャンネルのデジタル・データ収録システム（ＭＣＳＥＩＳ－1600）を使用した。なお，Ａ／Ｄ変換のサンプリング間隔は0.05m sec，ワード数は，2048とし，各チャンネルとも約10m sec長の波形記録を収録した。

測定によって得られた波形記録のうち，Ｓ／Ｎ比が良好な1285データの初動走時を読み取り，解析のための入カデータとしたが，図ー３の観測パターン図に示した通り，最も山側の一部で波線の方向性が限られている部分があるものの，波線は対象領域を十分にカバーする多方向，多数のデータとなっていることがわかる。

弾性波トモグラフィーの再構成手法，即ち，測定された初動走時から岩盤内部の弾性波速度分布を求める手法は，各種考案されているが，解析は図ー５に示した反復法アルゴリズムにより行った。

解析の際には，対象とする断面を小さな正方形セルに分割し，各セル内の速度は一定として，各セルの速度値を求めた。収束の判定には，走時残差の平均値や標準偏差を用いた。

弾性波トモグラフィーの解析結果は速度値に応じたカラーコンターで表示・表現した。図ー６に速度分布断面像を示す。解析では，図ー５の反復計算を行い収束と判断した。このときの走時残差の平均値は，ー0.3m·sec，標準偏差は1.1m·secとなり，全データの80％が±１m·sec以内の走時残差におさまっている。走時残差が非常に小さいことや，波線データが断面を十分にカバーしていることから，解析結果の信頼性は高いといえる。

これまでに実施されたボーリング調査，横坑調査結果に基づく岩盤区分図を図ー７（a）に示す。図ー６に示した速度分布図と比較すると両者の整合性は，以下に示すようにかなり良いと言える。

先に述べたように横坑内の岩盤区分は，坑道沿い弾性波探査の結果を１つの指標として行っている。そこで弾性波トモグラフィー結果の解釈に先立ち両者の比較検討を行った。

図ー８に両者の弾性波速度の比較を示す。図から明らかなように，弾性波トモグラフィー結果と坑道沿い弾性波探査の結果は良く一致しており，同一位置における両者の速度の差は，平均0.05km／secである。

従って，坑道沿い弾性波探査で得られた弾性波速度と岩盤区分との対応関係は，弾性波トモグラフィー結果に適用でき，横坑間全体の岩盤区分の推定に適用することに問題がないことを意味する。

弾性波トモグラフィー結果に基づく横坑間の岩盤区分結果を図ー７(a)に示す。

先に記述した既往岩盤区分（図ー７(a)）との相違点については以下のように解釈した。

なお，島状に分布する高速度部は，既往ボーリングで確認されているＣ_Ｈ岩盤の分布と同様な岩盤の分布を示すものと解釈される。

弾性波トモグラフィー結果により再検討した岩盤区分図を基に調査を計画・実施した。新たに実施したボーリングは，10孔有りそのうち６孔が両横坑沿いに位置し，残り４孔が両横坑の中央部に配置されている。これらの調査結果を加え再検討した横坑間の岩盤区分図を図ー７（c）に示す。先に示した弾性波トモグラフィーに基づく岩盤区分図（図ー７（b））と比較すると大きな相違点はない。ボーリング調査により確認された特徴的な点は以下の通りである。

なお，図ー７（b）と図ー７（c）の相違点としてＦ－10断層に収れんする新たな断層（Ｆ－12）の分布がある。この断層はL－３坑よりも下流側のボーリング２孔で確認されたものである。弾性波トモグラフィーの速度分布を見るとこの位置には低速度ゾーンの谷状の分布が認められ，これまで見た地質，岩盤状況と速度分布の対応の関係から見ると推定した断層の延びと位置はかなり確度が高いものと評価できる。

今回，ダム基礎岩盤調査，特に岩盤状況が複雑な変質帯の岩盤区分を行うために弾性波トモグラフィーを実施した。弾性波トモグラフィーの速度分布に基づく岩盤区分の結果は，その後のボーリング調査結果により把握され妥当なものであることが確認された。

この調査から弾性波トモグラフィーは，岩盤内部の状況を弾性波速度分布により面的に把握することができ，岩盤の工学的な評価の基礎となる岩盤区分との対応もつけやすく，従来の調査手法に比べ岩盤を評価する上で有益な情報が得られることがわかった。特に，面的な情報が得られることから，調査の中間段階に有効に利用することによって効果的な調査を行うことができ，その利用価値は高いと云える。

一方，弾性波トモグラフィーにより得られた速度分布は，ボーリング調査や横坑調査からの地質情報により解釈されるが，今後の課題としては，条件の異なる多くのサイトで適用事例を積み重ねていくとともに，解釈技術の向上を計っていくことが重要と考える。