地震探査法には大きく分けて屈折法と反射法とがある。従来土木の分野では主に屈折法が用いられてきたが，屈折法は通常火薬を震源として用いるため，市街地近傍での実施に制限がある。さらに，屈折法は深度とともに地盤が硬くなり弾性波速度が大きくなる地質条件を前提としているため，このような条件以外の地盤においては原理的に有効な探査ができないこともある。

このような状況下で，最近注目されているのが反射法による地震探査である。反射法地震探査は，従来地下資源探査（石油・石炭・鉱物）に多く用いられてきたが^１），コンピュータの高速・大容量・小型化に伴い，近年土木の分野にも利用されるようになってきた。

本論文では，土木工学を対象とした浅層反射法地震探査およびVSP（PS検層データを波形処理したもの）の概念と調査事例について述べる。

＜浅層反射法地震探査＞

浅層反射法地震探査の特徴は，概略以下のようである。

浅層反射法地震探査に使用している装置を図ー１に示す。また，浅層反射法地震探査に用いる測定機器は表ー１のようである。

SH波を発生させる震源としては板叩き震源，コイルバネ式SH波震源，S大砲などがあるが，作業性や土木分野での探査深度（50m程度）からすると板叩き震源で十分である。板叩き震源は，地表面に圧着させた板をカケヤで叩くことによって地震波を発生させるものである。道路上での作業性を向上させるために図ー２に示すように，２～４tonのユニック車のアウトリガーに震源用の板を取り付け，板の移動と板の圧着を容易にしている。

地震計は28Hzの固有周期を持つMoving Coil型の地震計を用いている。

地震計と起振点の配置（展開）は，図ー３のように起震点と受震点の中点が同一地点となるような配置が最も良く用いられる。これは，地表で起震した波動が地下の境界面で反射して再び地表に戻る反射波だけを強調し，他の不必要な波の影響を取り除く方法として開発されたものである（CDP重合法）^２）。

観測データは，表ー１に示す収録装置でモニター記録しフロッピーディスクにデータを収録する。

データの処理は室内にてコンピュータ処理する。

＜VSP（鉛直地震探査）＞

VSPは，ボーリング孔を利用したPS検層の波形を処理し，反射法地震探査により得られた反射面の有為性をチェックするとともに，S波速度を求めることができる。このS波速度を用いることによって反射面の深度を精度よく求め得ることができる。

調査地は，海岸に面した河口付近の沖積低地である。ここでは，既にボーリング調査が４箇所で実施され，図ー７(a)の地質断面図が作成されていた。しかし，隣接地の施工実績によると事前調査で予測されていない基盤岩に遭遇して大幅な設計変更を余儀なくされた事例があり，本調査地においても同じような問題が提起された。基盤岩の分布をボーリング調査のみで把握することは，精度的にも経済的にも限界がある。そこで，地下線状構造物の路線に沿って線的な調査が可能な浅層反射法地震探査とVSPを併用して調査を実施した。

＜観測の諸元＞

表ー２に観測条件を示す。

測線は，図ー４のように，下水道敷設計画沿いの道路・歩道上に設けた。震源は，４tonユニック車のアウトリガーに幅30cm，長さ３mの板を取り付け，板の横を叩く板叩き震源とした。

＜探査結果＞

ボーリングB－５孔（図ー４，図ー７(a)参照）を利用してPS検層を実施した。地質は未固結の砂質土層である。PS検層で得られた速度分布は図ー５に示すように，P波：1850m／s，S波：深度０～６m間は145m／s，深度６~20m間は230m／sである。

図ー５の右側に示した波形は，B－５孔沿いのPS検層結果を用いてVSP処理した波形である。

図ー６は有為な反射面を抽出するためにB－５孔のVSPによって得られた合成反射波記録とB－５孔周辺の浅層反射法地震探査結果とを対比して示したものである。地表からの地震波が境界面で反射し地表にもどるまでの時間でみると，0.1秒，0.3秒，0.4秒，0.45秒付近に顕著な反射面が読みとれる。0.1秒の反射面は，PS検層から得られたS波速度を用いて深度に換算すると，およそ深度７m付近であり，B－５孔の柱状図でN値が３～５の土質とN値20以上の土質の境界に位置している。0.3秒の反射面は，同じように換算すると深度約25mとなり，B－５孔の孔底よりも深い位置から反射して来たものである。基盤岩に対応する反射波は，全体の波形記録からみて0.45秒の反射面であると推定され，PS検層で得られた速度を用いて深度換算すると約45mに位置するものである。

図ー７(b)は測線全体の浅層反射法地震探査による時間断面である。ここでは，前述のB－５孔のVSPと，B－２孔の深度９mで基盤岩が確認されている事実をもとにして基盤岩に対応する反射面を追跡した。図ー７(c)は，図ー７(b)の反射面をVSP結果を用いて深度に変換し，既往ボーリング調査結果を加えて作成した地質断面図である。

図ー７(c)に示したように，既往ボーリングB－２孔で確認されていた基盤岩は山状に突出した部分で，これに近接しているＡ地点ではさらに施工基面より高い位置まで基盤岩が突出している状況が認められた。また，これ以外の区間では施工基面に基盤岩が分布しないことが判明した。その他，図ー７(c)より次のことが解釈できる。

①　基盤岩上面の形状は，当初予想した以上に凹凸に富む。Ｂ区間は埋没谷と考えられ，深さは約40m,各底幅は約160mである。

②　未固結層の部分では，N値３～５の土質とN値20以上の土質の境界に反射面が検出された他，ボーリング深度よりも深い位置においても反射面が認められ，特にＢ区間の埋没谷に多い。ボーリングで確認された深度までは砂質土層が分布するが，強い反射波は砂質土の下位に分布するレキ質土からのものと推定される。

Ｃ区間では，空洞特有のパターン波形が認められる（○印で示す箇所）。さらに，この特有のパターン波形の上部では基盤岩上面と未固結層にも反射面に窪みがみられる。本地域は旧炭坑跡の多い地区であり，過去にも旧坑道が原因とみられる地表の陥没を起こした経緯があることから，○印の位置にある凹形の地形は旧坑道によって陥没した部分と推察される。

＜チェックボーリングによる検証＞

チェックボーリングは，図ー７(c)のＡ地点で施工基面より上部に基盤岩が存在すると予想された位置にて行った。ボーリングで確認した基盤岩の深度は5.5mで，反射法地震探査で推定された深度は4.6mであった。両者の差は約0.9mである。

＜施工実績による検証＞

施工は，ホリゾンタルオーガー工法にて行われた。浅層反射法地震探査の結果によって予想した通り，Ａ地点（チェックボーリング地点）のみ基盤岩が分布し，その他には分布しなかった。施工基面に現われる基盤岩の延長は約19mと予想したのに対し，施工実績では延長20mであり，一致した結果となった。

今回の下水道調査においては，複雑な基盤岩の形状を高精度で把握することができた。このような形状の把握は他の調査手法では，非常に困難である。

反射法地震探査は，現在までの実績によれば深度50～70mまで探査が可能であり，しかも構造分解能が高く，土木工学の精度に耐え得る実用的なものと考える。また探査結果を映像化して表示できること，市街地での測定が可能なことなども大きな特徴である。

今回のような基盤岩上面の形状探査の他に，沖積・洪積地盤の地質構造探査，土木・建築基礎調査，および地下水理構造調査等に有効に利用できるものと考える。