JP2002089184A - 山岳トンネル用マーキング装置の制御方法 - Google Patents
山岳トンネル用マーキング装置の制御方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 後方からの測量を容易にし、施工能率を向上
させること。 【解決手段】 マーキング装置１０は、切羽に穿孔位置
パターンや掘削断面形状をレーザ光線Ｌの照射により表
示するものであって、ガントリージャンボ１の前端に配
置されている。装置１０で、切羽に穿孔位置パターンや
掘削断面形状を表示させる場合には、現在の切羽の位置
座標が求められる。この位置座標の演算では、ジャンボ
１の位置が位置，方位演算装置１４により求められる。
ジャンボ１の方位とターゲット１４ａ，１４ｂの設置位
置座標が求められると、これにマーキング装置１０との
間の既知座標と、距離計１２で測定した切羽までの距離
値とを加算して、現在の切羽の位置座標が確定される。
マーキング制御部１０ｄは、演算で求められた切羽位置
に設定されている穿孔位置パターンないしは掘削断面形
状を選択し、選択した穿孔位置パターンないしは掘削断
面形状を、ヘッド部１０ｂに送出し、切羽面にこれを照
射表示する。
させること。 【解決手段】 マーキング装置１０は、切羽に穿孔位置
パターンや掘削断面形状をレーザ光線Ｌの照射により表
示するものであって、ガントリージャンボ１の前端に配
置されている。装置１０で、切羽に穿孔位置パターンや
掘削断面形状を表示させる場合には、現在の切羽の位置
座標が求められる。この位置座標の演算では、ジャンボ
１の位置が位置，方位演算装置１４により求められる。
ジャンボ１の方位とターゲット１４ａ，１４ｂの設置位
置座標が求められると、これにマーキング装置１０との
間の既知座標と、距離計１２で測定した切羽までの距離
値とを加算して、現在の切羽の位置座標が確定される。
マーキング制御部１０ｄは、演算で求められた切羽位置
に設定されている穿孔位置パターンないしは掘削断面形
状を選択し、選択した穿孔位置パターンないしは掘削断
面形状を、ヘッド部１０ｂに送出し、切羽面にこれを照
射表示する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、山岳トンネル用
マーキング装置の制御方法に関し、特に、ガントリージ
ャンボを用いる山岳トンネル工事に好適なマーキング装
置の制御方法に関するものである。
マーキング装置の制御方法に関し、特に、ガントリージ
ャンボを用いる山岳トンネル工事に好適なマーキング装
置の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】山岳トンネルの施工現場では、切羽に穿
孔する場合や、ロードヘッダーで切羽を掘削する場合、
穿孔位置や掘削形状を作業員に示す必要がある。一般的
には、このような穿孔位置や掘削形状の表示は、レーザ
光線を切羽に照射してこれらを表示するマーキング装置
が使用されている。
孔する場合や、ロードヘッダーで切羽を掘削する場合、
穿孔位置や掘削形状を作業員に示す必要がある。一般的
には、このような穿孔位置や掘削形状の表示は、レーザ
光線を切羽に照射してこれらを表示するマーキング装置
が使用されている。
【０００３】ところで、このような穿孔位置や掘削形状
は、トンネル計画線形，設計断面に合わせて表示しなけ
ればならないので、掘削の進行に伴って、マーキング装
置を移動する度に、装置の座標，姿勢を測量して調整す
る必要がある。
は、トンネル計画線形，設計断面に合わせて表示しなけ
ればならないので、掘削の進行に伴って、マーキング装
置を移動する度に、装置の座標，姿勢を測量して調整す
る必要がある。
【０００４】この場合、通常の山岳トンネルの施工現場
では、切羽後方の施工設備が比較的少ないので、マーキ
ング装置の制御に必要な測量空間を確保することが可能
である。
では、切羽後方の施工設備が比較的少ないので、マーキ
ング装置の制御に必要な測量空間を確保することが可能
である。
【０００５】しかしながら、コンクリート吹付け機や穿
孔機などの各種トンネル施工機械類を搭載し、トンネル
軸方向に沿って移動可能なガントリージャンボを採用し
たトンネル工事には、以下に説明する技術的な課題があ
った。
孔機などの各種トンネル施工機械類を搭載し、トンネル
軸方向に沿って移動可能なガントリージャンボを採用し
たトンネル工事には、以下に説明する技術的な課題があ
った。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、マーキング
装置をガントリージャンボと切羽との間に設置すると、
ガントリージャンボには、コンクリート吹付け機や穿孔
機などの各種トンネル施工機械類が搭載されているの
で、後方より切羽までを見通せる空間が極めて制限され
ていて、ガントリージャンボを通過して、その前方のマ
ーキング装置を視準する後方からの測量が極めて困難な
状況になっていた。
装置をガントリージャンボと切羽との間に設置すると、
ガントリージャンボには、コンクリート吹付け機や穿孔
機などの各種トンネル施工機械類が搭載されているの
で、後方より切羽までを見通せる空間が極めて制限され
ていて、ガントリージャンボを通過して、その前方のマ
ーキング装置を視準する後方からの測量が極めて困難な
状況になっていた。
【０００７】また、マーキング装置を掘削の進行に伴っ
て、順次前方に移動させる方式では、測量回数が多くな
り、施工能率の低下要因となっていた。
て、順次前方に移動させる方式では、測量回数が多くな
り、施工能率の低下要因となっていた。
【０００８】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的とするところは、後
方からの測量が容易で、施工能率を向上させることがで
きる山岳トンネル用マーキング装置の制御方法を提供す
ることにある。
てなされたものであって、その目的とするところは、後
方からの測量が容易で、施工能率を向上させることがで
きる山岳トンネル用マーキング装置の制御方法を提供す
ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、切羽に穿孔位置パターンや掘削断面形状
をレーザ光線の照射により表示するマーキング装置を備
え、コンクリート吹付け機や穿孔機などの各種トンネル
施工機械類を搭載し、トンネル軸方向に沿って移動可能
なガントリージャンボを用いる山岳トンネルの構築工法
において、前記ガントリージャンボの切羽側の前端に、
前記マーキング装置と、切羽までの距離を測定する距離
計とを搭載し、前記ガントリージャンボの後方の既知座
標点に設置した追尾型測距儀から視準が可能なターゲッ
トを少なくとも１つ備え、前記ガントリージャンボの位
置座標と方位とを演算する位置，方位演算装置を設置
し、トンネル掘削位置毎に穿孔位置パターンおよび掘削
断面形状を予め設定し、前記追尾型測距儀から前記ター
ゲットを視準して、前記位置，方位演算装置により、前
記ガントリージャンボの現在位置座標と方位とを求める
とともに、前記距離計により前記ガントリージャンボの
現在位置と切羽との間の距離を求め、これらの、位置座
標，方位，距離と、前記ターゲットと前記マーキング装
置との間の位置関係とに基づいて、現在の切羽位置を演
算し、この演算で求められた切羽位置に設定されている
前記穿孔位置パターンないしは掘削断面形状を選択し、
選択した穿孔位置パターンないしは掘削断面形状を前記
マーキング装置で切羽面に照射表示するようにした。上
記構成の山岳トンネル用マーキング装置の制御方法によ
れば、マーキング装置を、切羽近傍に配置されるガント
リージャンボの前端側に搭載するので、マーキング装置
から発射されるレーザ光線を遮ることなく、切羽に照射
することができる。また、上記構成の制御方法では、ガ
ントリージャンボの後方の既知座標点に設置した追尾型
測距儀から視準が可能なターゲットを少なくとも１つ備
えいればよく、しかも、このターゲットは、マーキング
装置との間の相互位置が既知であれば、その設置場所を
任意に選択できるので、後方からの測量を阻害しない位
置に、容易に設置することができる。さらに、上記構成
の制御方法では、追尾型測距儀からターゲットを視準し
て、位置，方位演算装置により、ガントリージャンボの
現在位置座標と方位とを求めるとともに、距離計により
ガントリージャンボの現在位置と切羽との間の距離を求
め、これらの、位置座標，方位，距離と、ターゲットと
マーキング装置との間の位置関係とに基づいて、現在の
切羽位置を演算し、この演算で求められた切羽位置に設
定されている穿孔位置パーンないしはトンネル断面図を
選択し、選択した穿孔位置パターンないしはトンネル断
面図をマーキング装置で切羽面に照射表示するので、大
幅な工期短縮が可能になる。前記位置，方位演算装置
は、前記ガントリージャンボに搭載される第１および第
２ターゲットと、傾斜計と、演算制御器とを備え、前記
第１および第２ターゲットは、前記マーキング装置との
間の相互位置が既知で、かつ、前記ガントリージャンボ
の後方の既知座標点に設置した前記追尾型測距儀から視
準が可能な個所に設置するとともに、前記傾斜計を前記
第１および第２ターゲットの中心間を結ぶ線分に対して
平行に設置することができる。前記位置，方位演算装置
は、前記ガントリージャンボに搭載される第１ターゲッ
トと、直交する３軸の捩れを検出するセンサと、演算制
御器とを備え、前記第１ターゲットは、前記マーキング
装置との間の相互位置が既知で、かつ、前記ガントリー
ジャンボの後方の既知座標点に設置した前記追尾型測距
儀から視準が可能な個所に設置することができる。前記
位置，方位演算装置は、前記ガントリージャンボに搭載
される第１〜第３ターゲットと、演算制御器とを備え、
前記第１〜第３ターゲットは、前記マーキング装置との
間の相互位置が既知で、かつ、前記ガントリージャンボ
の後方の既知座標点に設置した前記追尾型測距儀から視
準が可能な個所に設置することができる。
に、本発明は、切羽に穿孔位置パターンや掘削断面形状
をレーザ光線の照射により表示するマーキング装置を備
え、コンクリート吹付け機や穿孔機などの各種トンネル
施工機械類を搭載し、トンネル軸方向に沿って移動可能
なガントリージャンボを用いる山岳トンネルの構築工法
において、前記ガントリージャンボの切羽側の前端に、
前記マーキング装置と、切羽までの距離を測定する距離
計とを搭載し、前記ガントリージャンボの後方の既知座
標点に設置した追尾型測距儀から視準が可能なターゲッ
トを少なくとも１つ備え、前記ガントリージャンボの位
置座標と方位とを演算する位置，方位演算装置を設置
し、トンネル掘削位置毎に穿孔位置パターンおよび掘削
断面形状を予め設定し、前記追尾型測距儀から前記ター
ゲットを視準して、前記位置，方位演算装置により、前
記ガントリージャンボの現在位置座標と方位とを求める
とともに、前記距離計により前記ガントリージャンボの
現在位置と切羽との間の距離を求め、これらの、位置座
標，方位，距離と、前記ターゲットと前記マーキング装
置との間の位置関係とに基づいて、現在の切羽位置を演
算し、この演算で求められた切羽位置に設定されている
前記穿孔位置パターンないしは掘削断面形状を選択し、
選択した穿孔位置パターンないしは掘削断面形状を前記
マーキング装置で切羽面に照射表示するようにした。上
記構成の山岳トンネル用マーキング装置の制御方法によ
れば、マーキング装置を、切羽近傍に配置されるガント
リージャンボの前端側に搭載するので、マーキング装置
から発射されるレーザ光線を遮ることなく、切羽に照射
することができる。また、上記構成の制御方法では、ガ
ントリージャンボの後方の既知座標点に設置した追尾型
測距儀から視準が可能なターゲットを少なくとも１つ備
えいればよく、しかも、このターゲットは、マーキング
装置との間の相互位置が既知であれば、その設置場所を
任意に選択できるので、後方からの測量を阻害しない位
置に、容易に設置することができる。さらに、上記構成
の制御方法では、追尾型測距儀からターゲットを視準し
て、位置，方位演算装置により、ガントリージャンボの
現在位置座標と方位とを求めるとともに、距離計により
ガントリージャンボの現在位置と切羽との間の距離を求
め、これらの、位置座標，方位，距離と、ターゲットと
マーキング装置との間の位置関係とに基づいて、現在の
切羽位置を演算し、この演算で求められた切羽位置に設
定されている穿孔位置パーンないしはトンネル断面図を
選択し、選択した穿孔位置パターンないしはトンネル断
面図をマーキング装置で切羽面に照射表示するので、大
幅な工期短縮が可能になる。前記位置，方位演算装置
は、前記ガントリージャンボに搭載される第１および第
２ターゲットと、傾斜計と、演算制御器とを備え、前記
第１および第２ターゲットは、前記マーキング装置との
間の相互位置が既知で、かつ、前記ガントリージャンボ
の後方の既知座標点に設置した前記追尾型測距儀から視
準が可能な個所に設置するとともに、前記傾斜計を前記
第１および第２ターゲットの中心間を結ぶ線分に対して
平行に設置することができる。前記位置，方位演算装置
は、前記ガントリージャンボに搭載される第１ターゲッ
トと、直交する３軸の捩れを検出するセンサと、演算制
御器とを備え、前記第１ターゲットは、前記マーキング
装置との間の相互位置が既知で、かつ、前記ガントリー
ジャンボの後方の既知座標点に設置した前記追尾型測距
儀から視準が可能な個所に設置することができる。前記
位置，方位演算装置は、前記ガントリージャンボに搭載
される第１〜第３ターゲットと、演算制御器とを備え、
前記第１〜第３ターゲットは、前記マーキング装置との
間の相互位置が既知で、かつ、前記ガントリージャンボ
の後方の既知座標点に設置した前記追尾型測距儀から視
準が可能な個所に設置することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１か
ら図４は、本発明にかかる山岳トンネル用マーキング装
置の制御方法の一実施例を示している。
について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１か
ら図４は、本発明にかかる山岳トンネル用マーキング装
置の制御方法の一実施例を示している。
【００１１】同図に示した制御方法は、ガントリージャ
ンボ１を用いる山岳トンネルの構築方法に適用されるも
のであって、ガントリージャンボ１は、門形鉄鋼構造物
であって、トンネルインバートに敷設される一対のレー
ル２上を、トンネル軸方向に沿って移動自在に設置され
る。
ンボ１を用いる山岳トンネルの構築方法に適用されるも
のであって、ガントリージャンボ１は、門形鉄鋼構造物
であって、トンネルインバートに敷設される一対のレー
ル２上を、トンネル軸方向に沿って移動自在に設置され
る。
【００１２】ガントリージャンボ１の下部には、複数の
走行装置３が取付けられていて、各走行装置３の側部に
伸縮自在なアウトリガー４が設けられている。このアウ
トリガー４を着底させて伸長させることで、ガントリー
ジャンボ１は、レール２から走行装置３を上方に離間さ
せた状態で支持され、この状態でレール２を前方に移動
させて敷設することができる。
走行装置３が取付けられていて、各走行装置３の側部に
伸縮自在なアウトリガー４が設けられている。このアウ
トリガー４を着底させて伸長させることで、ガントリー
ジャンボ１は、レール２から走行装置３を上方に離間さ
せた状態で支持され、この状態でレール２を前方に移動
させて敷設することができる。
【００１３】ガントリージャンボ１は、上部作業床５と
下部作業床６とを備えた２階構造になっていて、上部作
業床５には、クレーン昇降式で伸長可能な一対のマンケ
ージ７と、穿孔機８およびコンクリート吹付けロボット
９や、グラウト充填用機材などの各種トンネル施工機械
類が搭載されている。
下部作業床６とを備えた２階構造になっていて、上部作
業床５には、クレーン昇降式で伸長可能な一対のマンケ
ージ７と、穿孔機８およびコンクリート吹付けロボット
９や、グラウト充填用機材などの各種トンネル施工機械
類が搭載されている。
【００１４】マーキング装置１０は、切羽に穿孔位置パ
ターンや掘削断面形状をレーザ光線Ｌの照射により表示
するものであって、本実施例の場合には、ガントリージ
ャンボ１の上部作業床５のトンネル軸方向のほぼ中心軸
上にあって、前端（切羽側）に取付けられている。
ターンや掘削断面形状をレーザ光線Ｌの照射により表示
するものであって、本実施例の場合には、ガントリージ
ャンボ１の上部作業床５のトンネル軸方向のほぼ中心軸
上にあって、前端（切羽側）に取付けられている。
【００１５】マーキング装置１０は、図３にその詳細を
示すように、レーザ光線Ｌを発射するヘッド部１０ａ、
ヘッド部１０ａを垂直面内で上下方向に移動させる揺動
機構部１０ｂと、ヘッド部１０ａを水平面内で左右方向
に回動させる回動機構部１０ｃと、これらの各部の作動
を制御するマーキング制御部１０ｄとを備えている。
示すように、レーザ光線Ｌを発射するヘッド部１０ａ、
ヘッド部１０ａを垂直面内で上下方向に移動させる揺動
機構部１０ｂと、ヘッド部１０ａを水平面内で左右方向
に回動させる回動機構部１０ｃと、これらの各部の作動
を制御するマーキング制御部１０ｄとを備えている。
【００１６】マーキング制御部１０ｄには、メモリが設
けられており、このメモリには、トンネル掘削位置毎に
予め設定される穿孔位置パターンおよび掘削断面形状
が、トンネル掘削位置をパラメータとして記憶されてい
る。
けられており、このメモリには、トンネル掘削位置毎に
予め設定される穿孔位置パターンおよび掘削断面形状
が、トンネル掘削位置をパラメータとして記憶されてい
る。
【００１７】また、マーキング装置１０の後部側には、
切羽までの距離を測定するノンプリズム式の距離計１２
が、マーキング装置１０の近傍（距離が既知）に位置す
るようにして、ガントリージャンボ１の上部作業床５の
前端（切羽側）に取付けられている。
切羽までの距離を測定するノンプリズム式の距離計１２
が、マーキング装置１０の近傍（距離が既知）に位置す
るようにして、ガントリージャンボ１の上部作業床５の
前端（切羽側）に取付けられている。
【００１８】さらに、本実施例の場合には、ガントリー
ジャンボ１の位置座標と方位とを求めるための位置，方
位演算装置１４が設置されている。この位置，方位演算
装置１４は、一対の第１および第２ターゲット１４ａ，
１４ｂと、傾斜計１４ｃと、演算制御器（パーソナルコ
ンピュータ）１４ｄとを有している。
ジャンボ１の位置座標と方位とを求めるための位置，方
位演算装置１４が設置されている。この位置，方位演算
装置１４は、一対の第１および第２ターゲット１４ａ，
１４ｂと、傾斜計１４ｃと、演算制御器（パーソナルコ
ンピュータ）１４ｄとを有している。
【００１９】図３は、これらの位置，方位演算装置１４
の配置関係を、模式的に示したガントリージャンボ１上
に表示したものである。一対の第１および第２ターゲッ
ト１４ａ，１４ｂは、マーキング装置１０との間の相互
位置が既知の個所である、ガントリージャンボ１の下部
作業床６の下面側に配置されている。
の配置関係を、模式的に示したガントリージャンボ１上
に表示したものである。一対の第１および第２ターゲッ
ト１４ａ，１４ｂは、マーキング装置１０との間の相互
位置が既知の個所である、ガントリージャンボ１の下部
作業床６の下面側に配置されている。
【００２０】第１および第２ターゲット１４ａ，１４ｂ
間の相互位置関係は、既知であって、ガントリージャン
ボ１の後方に設置される自動追尾型の測距儀（トータル
ステーション）１６から、それぞれ視準が可能な状態に
なっている。
間の相互位置関係は、既知であって、ガントリージャン
ボ１の後方に設置される自動追尾型の測距儀（トータル
ステーション）１６から、それぞれ視準が可能な状態に
なっている。
【００２１】測距儀１６は、座標値が既知の地点に設置
される。なお、図３に符号１４ｅで示した部材は、第１
および第２ターゲット１４ａ，１４ｂに電力を供給する
電源である。
される。なお、図３に符号１４ｅで示した部材は、第１
および第２ターゲット１４ａ，１４ｂに電力を供給する
電源である。
【００２２】傾斜計１４ｃは、ガントリージャンボ１の
ローリングとピッチングとを計測するためのものであっ
て、第１および第２ターゲット１４ａ，１４ｂの中心間
を結ぶ線分に対して平行になるように上部作業床５の前
端に設置されている。
ローリングとピッチングとを計測するためのものであっ
て、第１および第２ターゲット１４ａ，１４ｂの中心間
を結ぶ線分に対して平行になるように上部作業床５の前
端に設置されている。
【００２３】演算制御器１４ｄは、ガントリージャンボ
１の下部作業床６のほぼ中央に設けられた中央操作室１
８内に設置されていて、演算制御器１４ｄには、インタ
ーフェイス１４ｆが接続されている。
１の下部作業床６のほぼ中央に設けられた中央操作室１
８内に設置されていて、演算制御器１４ｄには、インタ
ーフェイス１４ｆが接続されている。
【００２４】このインターフェイス１４ｆには、マーキ
ング装置１０の制御部１０ｄと、距離計１２と、傾斜計
１４ｃとが接続され、演算制御器１４ｄには、インター
フェイス１４ｆを介して、距離計１２と傾斜計１４ｃの
出力信号が入力される。
ング装置１０の制御部１０ｄと、距離計１２と、傾斜計
１４ｃとが接続され、演算制御器１４ｄには、インター
フェイス１４ｆを介して、距離計１２と傾斜計１４ｃの
出力信号が入力される。
【００２５】また、インターフェイス１４ｆには、上部
作業床５の後端側に搭載された無線通信ユニット１４ｇ
が接続されており、無線通信ユニット１４ｇは、自動追
尾型の測距儀１６で、第１および第２ターゲット１４
ａ，１４ｂをそれぞれ視準した際の、各ターゲット１４
ａ，１４ｂまでの距離値と角度とを受信し、これらの測
定値が演算制御器１４ｄに入力される。
作業床５の後端側に搭載された無線通信ユニット１４ｇ
が接続されており、無線通信ユニット１４ｇは、自動追
尾型の測距儀１６で、第１および第２ターゲット１４
ａ，１４ｂをそれぞれ視準した際の、各ターゲット１４
ａ，１４ｂまでの距離値と角度とを受信し、これらの測
定値が演算制御器１４ｄに入力される。
【００２６】なお、図４に符号１４ｈで示した部品は、
トンネル工事全体を管理する図外の中央管理室にデータ
を送出するためのパーソナルコンピュータである。
トンネル工事全体を管理する図外の中央管理室にデータ
を送出するためのパーソナルコンピュータである。
【００２７】次に、上記構成の位置，方位演算装置１４
などを用いて、マーキング装置１０で、切羽に穿孔位置
パターンや掘削断面形状を表示させる方法について説明
する。
などを用いて、マーキング装置１０で、切羽に穿孔位置
パターンや掘削断面形状を表示させる方法について説明
する。
【００２８】マーキング装置１０により、切羽に穿孔位
置パターンや掘削断面形状をレーザ光線の照射により表
示させようとする場合には、現在の切羽の位置座標が求
められる。
置パターンや掘削断面形状をレーザ光線の照射により表
示させようとする場合には、現在の切羽の位置座標が求
められる。
【００２９】この位置座標の演算では、まず、切羽の近
傍に設置されたガントリージャンボ１の位置が位置，方
位演算装置１４により求められる。この場合の演算は、
まず、既知座標点に設置されている自動追尾型の測距儀
１６で、第１および第２ターゲット１４ａ，１４ｂまで
の距離値をそれぞれ求め、これとともに、既知座標点を
原点とする座標系に対する第１および第２ターゲット１
４ａ，１４ｂの偏角を測定し、これらの値を演算制御器
１４ｄに取り込む。
傍に設置されたガントリージャンボ１の位置が位置，方
位演算装置１４により求められる。この場合の演算は、
まず、既知座標点に設置されている自動追尾型の測距儀
１６で、第１および第２ターゲット１４ａ，１４ｂまで
の距離値をそれぞれ求め、これとともに、既知座標点を
原点とする座標系に対する第１および第２ターゲット１
４ａ，１４ｂの偏角を測定し、これらの値を演算制御器
１４ｄに取り込む。
【００３０】また、演算制御器１４ｄには、距離計１２
で測定した切羽までの距離値と、傾斜計１４ｃを介し
て、ガントリージャンボ１のピッチング角とローリング
角とが取り込まれる。
で測定した切羽までの距離値と、傾斜計１４ｃを介し
て、ガントリージャンボ１のピッチング角とローリング
角とが取り込まれる。
【００３１】演算制御器１４ｄでは、これらの各測定値
に基づいで、第１および第２ターゲット１４ａ，１４ｂ
が設置されている個所の３次元座標値と、現在ガントリ
ージャンボ１の長手軸がどの方向を向いている（方位）
のかが演算される。
に基づいで、第１および第２ターゲット１４ａ，１４ｂ
が設置されている個所の３次元座標値と、現在ガントリ
ージャンボ１の長手軸がどの方向を向いている（方位）
のかが演算される。
【００３２】このようにして、ガントリージャンボ１の
方位とターゲット１４ａ，１４ｂの設置位置座標が求め
られると、これにマーキング装置１０との間の既知座標
と、距離計１２で測定した切羽までの距離値とを加算し
て、現在の切羽の位置座標が確定される。
方位とターゲット１４ａ，１４ｂの設置位置座標が求め
られると、これにマーキング装置１０との間の既知座標
と、距離計１２で測定した切羽までの距離値とを加算し
て、現在の切羽の位置座標が確定される。
【００３３】このようにして、切羽の位置座標が演算制
御器１４ｄで求められると、その情報信号は、マーキン
グ制御部１０ｄに送出される。この信号を受けたマーキ
ング制御部１０ｄは、演算で求められた切羽位置に設定
されている穿孔位置パターンないしは掘削断面形状を選
択し、選択した穿孔位置パターンないしは掘削断面形状
を、ヘッド部１０ｂに送出し、切羽面にこれを照射表示
する。
御器１４ｄで求められると、その情報信号は、マーキン
グ制御部１０ｄに送出される。この信号を受けたマーキ
ング制御部１０ｄは、演算で求められた切羽位置に設定
されている穿孔位置パターンないしは掘削断面形状を選
択し、選択した穿孔位置パターンないしは掘削断面形状
を、ヘッド部１０ｂに送出し、切羽面にこれを照射表示
する。
【００３４】以上の操作は、トンネルの掘削が進行し、
ガントリージャンボ１を前方移動させると順次行われ
る。図１および図２に符号２０で示した装置は、切羽の
掘削に用いられるロードヘッダーであり、また、符号２
２は、ロードヘッダー２０で掘削された土砂を掻き寄せ
るホイルローダーである。
ガントリージャンボ１を前方移動させると順次行われ
る。図１および図２に符号２０で示した装置は、切羽の
掘削に用いられるロードヘッダーであり、また、符号２
２は、ロードヘッダー２０で掘削された土砂を掻き寄せ
るホイルローダーである。
【００３５】さて、以上のように構成した山岳トンネル
用マーキング装置１０の制御方法によれば、マーキング
装置１０を、切羽近傍に配置されるガントリージャンボ
１の前端側に搭載するので、マーキング装置１０から発
射されるレーザ光線Ｌを遮ることなく、切羽に照射する
ことができる。
用マーキング装置１０の制御方法によれば、マーキング
装置１０を、切羽近傍に配置されるガントリージャンボ
１の前端側に搭載するので、マーキング装置１０から発
射されるレーザ光線Ｌを遮ることなく、切羽に照射する
ことができる。
【００３６】また、上記構成の制御方法では、ガントリ
ージャンボ１の後方の既知座標点に設置した追尾型測距
儀１６から視準が可能なターゲット１４ａ，１４ｂは、
マーキング装置１０との間の相互位置が既知であれば、
その設置場所を任意に選択できるので、後方からの測量
を阻害しない位置に設置することができる。
ージャンボ１の後方の既知座標点に設置した追尾型測距
儀１６から視準が可能なターゲット１４ａ，１４ｂは、
マーキング装置１０との間の相互位置が既知であれば、
その設置場所を任意に選択できるので、後方からの測量
を阻害しない位置に設置することができる。
【００３７】さらに、上記構成の制御方法では、追尾型
測距儀１６からターゲット１４ａ，１４ｂを視準して、
位置，方位演算装置１４により、ガントリージャンボ１
の現在位置座標と方位とを求めるとともに、距離計１２
によりガントリージャンボ１の現在位置と切羽との間の
距離を求め、これらの、位置座標，方位，距離と、ター
ゲット１４ａ，１４ｂとマーキング装置１０との間の位
置関係とに基づいて、現在の切羽位置を演算し、この演
算で求められた切羽位置に設定されている穿孔位置パー
ンないしはトンネル断面図を選択し、選択した穿孔位置
パターンないしはトンネル断面図をマーキング装置１０
で切羽面に照射表示するので、大幅な工期短縮が可能に
なる。
測距儀１６からターゲット１４ａ，１４ｂを視準して、
位置，方位演算装置１４により、ガントリージャンボ１
の現在位置座標と方位とを求めるとともに、距離計１２
によりガントリージャンボ１の現在位置と切羽との間の
距離を求め、これらの、位置座標，方位，距離と、ター
ゲット１４ａ，１４ｂとマーキング装置１０との間の位
置関係とに基づいて、現在の切羽位置を演算し、この演
算で求められた切羽位置に設定されている穿孔位置パー
ンないしはトンネル断面図を選択し、選択した穿孔位置
パターンないしはトンネル断面図をマーキング装置１０
で切羽面に照射表示するので、大幅な工期短縮が可能に
なる。
【００３８】なお、上述した位置，方位演算装置１４
は、一対の第１および第２ターゲット１４ａ，１４ｂを
用いる構成に限ることはなく、以下の構成で代替するこ
とができる。
は、一対の第１および第２ターゲット１４ａ，１４ｂを
用いる構成に限ることはなく、以下の構成で代替するこ
とができる。
【００３９】すなわち、ガントリージャンボ１に搭載さ
れる第１ターゲットと、直交する３軸の捩れを検出する
センサと、演算制御器とを備え、第１ターゲットは、マ
ーキング装置１０との間の相互位置が既知で、かつ、ガ
ントリージャンボ１の後方の既知座標点に設置した追尾
型測距儀１６から視準が可能な個所に設置する位置，方
位演算装置。
れる第１ターゲットと、直交する３軸の捩れを検出する
センサと、演算制御器とを備え、第１ターゲットは、マ
ーキング装置１０との間の相互位置が既知で、かつ、ガ
ントリージャンボ１の後方の既知座標点に設置した追尾
型測距儀１６から視準が可能な個所に設置する位置，方
位演算装置。
【００４０】また、ガントリージャンボ１に搭載される
第１〜第３ターゲットと、演算制御器とを備え、第１〜
第３ターゲットは、マーキング装置１０との間の相互位
置が既知で、かつ、ガントリージャンボ１の後方の既知
座標点に設置した追尾型測距儀１６から視準が可能な個
所に設置する位置，方位演算装置。
第１〜第３ターゲットと、演算制御器とを備え、第１〜
第３ターゲットは、マーキング装置１０との間の相互位
置が既知で、かつ、ガントリージャンボ１の後方の既知
座標点に設置した追尾型測距儀１６から視準が可能な個
所に設置する位置，方位演算装置。
【００４１】以上の２つの異なる構成の位置，演算装置
を採用しても、上記実施例と同等の作用効果が得られ、
特に、ターゲットを１つだけ用いる位置，方位演算装置
では、追尾型測距儀１６からの後方視準が困難なガント
リージャンボ１には、より有効になる。
を採用しても、上記実施例と同等の作用効果が得られ、
特に、ターゲットを１つだけ用いる位置，方位演算装置
では、追尾型測距儀１６からの後方視準が困難なガント
リージャンボ１には、より有効になる。
【００４２】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
かかる山岳トンネル用マーキング装置の制御方法によれ
ば、後方からの測量が容易で、施工能率を向上させるこ
とができる。
かかる山岳トンネル用マーキング装置の制御方法によれ
ば、後方からの測量が容易で、施工能率を向上させるこ
とができる。
【図１】本発明にかかる山岳トンネル用マーキング装置
の制御方法を適用したトンネルの施工状態の平面説明図
である。
の制御方法を適用したトンネルの施工状態の平面説明図
である。
【図２】図１の側面説明図である。
【図３】図１に示したマーキング装置の制御系の説明図
である。
である。
【図４】図３のＡ部拡大図である。
１ ガントリージャンボ ３ 走行装置 ５ 上部作業床 ６ 下部作業床 １０ マーキング装置 １０ａ ヘッド部 １０ｄ マーキング制御部 １２ 距離計 １４ 位置，方位演算装置 １４ａ 第１ターゲット １４ｂ 第２ターゲット １４ｃ 傾斜計 １４ｄ 演算制御器 １６ 追尾型測距儀
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阪本 公明 大阪府枚方市招提大谷１−１−１ 株式会 社大林組大阪機械工場内 (72)発明者 上田 尚輝 東京都港区港南２丁目15番２号 株式会社 大林組本社内 Ｆターム(参考） 2D054 AC20 GA06 GA25 GA62 GA65 GA82
Claims (4)
- 【請求項１】 切羽に穿孔位置パターンや掘削断面形状
をレーザ光線の照射により表示するマーキング装置を備
え、コンクリート吹付け機や穿孔機などの各種トンネル
施工機械類を搭載し、トンネル軸方向に沿って移動可能
なガントリージャンボを用いる山岳トンネルの構築工法
において、 前記ガントリージャンボの切羽側の前端に、前記マーキ
ング装置と、切羽までの距離を測定する距離計とを搭載
し、 前記ガントリージャンボの後方の既知座標点に設置した
追尾型測距儀から視準が可能なターゲットを少なくとも
１つ備え、前記ガントリージャンボの位置座標と方位と
を演算する位置，方位演算装置を設置し、 トンネル掘削位置毎に穿孔位置パターンおよび掘削断面
形状を予め設定し、 前記追尾型測距儀から前記ターゲットを視準して、前記
位置，方位演算装置により、前記ガントリージャンボの
現在位置座標と方位とを求めるとともに、前記距離計に
より前記ガントリージャンボの現在位置と切羽との間の
距離を求め、これらの、位置座標，方位，距離と、前記
ターゲットと前記マーキング装置との間の位置関係とに
基づいて、現在の切羽位置を演算し、この演算で求めら
れた切羽位置に設定されている前記穿孔位置パターンな
いしは掘削断面形状を選択し、選択した穿孔位置パター
ンないしは掘削断面形状を前記マーキング装置で切羽面
に照射表示することを特徴とする山岳トンネル用マーキ
ング装置の制御方法。 - 【請求項２】 前記位置，方位演算装置は、前記ガント
リージャンボに搭載される第１および第２ターゲット
と、傾斜計と、演算制御器とを備え、 前記第１および第２ターゲットは、前記マーキング装置
との間の相互位置が既知で、かつ、前記ガントリージャ
ンボの後方の既知座標点に設置した前記追尾型測距儀か
ら視準が可能な個所に設置するとともに、前記傾斜計を
前記第１および第２ターゲットの中心間を結ぶ線分に対
して平行に設置することを特徴とする請求項１記載の山
岳トンネル用マーキング装置の制御方法。 - 【請求項３】 前記位置，方位演算装置は、前記ガント
リージャンボに搭載される第１ターゲットと、直交する
３軸の捩れを検出するセンサと、演算制御器とを備え、 前記第１ターゲットは、前記マーキング装置との間の相
互位置が既知で、かつ、前記ガントリージャンボの後方
の既知座標点に設置した前記追尾型測距儀から視準が可
能な個所に設置することを特徴とする請求項１記載の山
岳トンネル用マーキング装置の制御方法。 - 【請求項４】 前記位置，方位演算装置は、前記ガント
リージャンボに搭載される第１〜第３ターゲットと、演
算制御器とを備え、 前記第１〜第３ターゲットは、前記マーキング装置との
間の相互位置が既知で、かつ、前記ガントリージャンボ
の後方の既知座標点に設置した前記追尾型測距儀から視
準が可能な個所に設置することを特徴とする請求項１記
載の山岳トンネル用マーキング装置の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000287076A JP3780836B2 (ja) | 2000-09-21 | 2000-09-21 | 山岳トンネル用マーキング装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2000287076A JP3780836B2 (ja) | 2000-09-21 | 2000-09-21 | 山岳トンネル用マーキング装置の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002089184A true JP2002089184A (ja) | 2002-03-27 |
| JP3780836B2 JP3780836B2 (ja) | 2006-05-31 |
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Cited By (13)
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|---|---|---|---|---|
| JP2014515827A (ja) * | 2011-04-15 | 2014-07-03 | ファロ テクノロジーズ インコーポレーテッド | 情報を伝えるために遠隔プロジェクタと協働する６自由度レーザトラッカ |
| US9164173B2 (en) | 2011-04-15 | 2015-10-20 | Faro Technologies, Inc. | Laser tracker that uses a fiber-optic coupler and an achromatic launch to align and collimate two wavelengths of light |
| US9188430B2 (en) | 2013-03-14 | 2015-11-17 | Faro Technologies, Inc. | Compensation of a structured light scanner that is tracked in six degrees-of-freedom |
| US9377885B2 (en) | 2010-04-21 | 2016-06-28 | Faro Technologies, Inc. | Method and apparatus for locking onto a retroreflector with a laser tracker |
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| US9400170B2 (en) | 2010-04-21 | 2016-07-26 | Faro Technologies, Inc. | Automatic measurement of dimensional data within an acceptance region by a laser tracker |
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| US9686532B2 (en) | 2011-04-15 | 2017-06-20 | Faro Technologies, Inc. | System and method of acquiring three-dimensional coordinates using multiple coordinate measurement devices |
| US9772394B2 (en) | 2010-04-21 | 2017-09-26 | Faro Technologies, Inc. | Method and apparatus for following an operator and locking onto a retroreflector with a laser tracker |
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| JP2000110488A (ja) * | 1998-10-02 | 2000-04-18 | Toda Constr Co Ltd | 切羽マーキング装置および掘削方法 |
-
2000
- 2000-09-21 JP JP2000287076A patent/JP3780836B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US9482746B2 (en) | 2011-04-15 | 2016-11-01 | Faro Technologies, Inc. | Six degree-of-freedom laser tracker that cooperates with a remote sensor |
| US9448059B2 (en) | 2011-04-15 | 2016-09-20 | Faro Technologies, Inc. | Three-dimensional scanner with external tactical probe and illuminated guidance |
| US9157987B2 (en) | 2011-04-15 | 2015-10-13 | Faro Technologies, Inc. | Absolute distance meter based on an undersampling method |
| US9453717B2 (en) | 2011-04-15 | 2016-09-27 | Faro Technologies, Inc. | Diagnosing multipath interference and eliminating multipath interference in 3D scanners using projection patterns |
| US10578423B2 (en) | 2011-04-15 | 2020-03-03 | Faro Technologies, Inc. | Diagnosing multipath interference and eliminating multipath interference in 3D scanners using projection patterns |
| US9164173B2 (en) | 2011-04-15 | 2015-10-20 | Faro Technologies, Inc. | Laser tracker that uses a fiber-optic coupler and an achromatic launch to align and collimate two wavelengths of light |
| US9494412B2 (en) | 2011-04-15 | 2016-11-15 | Faro Technologies, Inc. | Diagnosing multipath interference and eliminating multipath interference in 3D scanners using automated repositioning |
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| US9482529B2 (en) | 2011-04-15 | 2016-11-01 | Faro Technologies, Inc. | Three-dimensional coordinate scanner and method of operation |
| US10267619B2 (en) | 2011-04-15 | 2019-04-23 | Faro Technologies, Inc. | Three-dimensional coordinate scanner and method of operation |
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| US9482514B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-11-01 | Faro Technologies, Inc. | Diagnosing multipath interference and eliminating multipath interference in 3D scanners by directed probing |
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