JP2004316117A - 切羽前方地山変位の測定装置及び測定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ボアホール9内に設置固定可能な変位ロッド2と、ボアホール9内に設置固定可能なケーシング6に、変位ロッド2を介して伝達される地山の変位を検出し変位量を電気信号に変換する変位検出部3、及び変位検出部3から送られる電気信号を変位データとして記録する記録部5を収納した変位記録計1とで切羽前方地山変位の測定装置を構成する。切羽前方地山変位を測定する場合には、切羽から切羽前方地山に掘削による影響範囲外の十分離れた位置まで、測定用のボアホール9をさく孔し、ボアホール9の最深部に変位記録計1を設置してボアホール9に固定する。この変位記録計1から切羽側に変位ロッド2を設置し後端をボアホール9に固定する。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネルやその他の地下空間を掘削する際に、掘削に伴う前方地山変位を測定するための測定装置及び測定方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
トンネル等の地下空間を掘削する際の地山の変位には、切羽前方地山コアのトンネル軸方向の変形である押出し変位、切羽前方地山のトンネル中心方向への変形である先行変位、切羽通過後の地山のトンネル断面形状に対するトンネル中心方向への変形である内空変位がある。
【0003】
NATM工法では地山変位の制御を目的としたコンクリート吹付けとロックボルトの打設を行う。
切羽前方地山の補強工法には、固結剤注入、先受けボルト打設、鏡止めボルト打設等がある(特許文献1、特許文献2参照)。
これらの地山補強による効果を把握し、工事の安全性を確保するため、トンネル支保に発生する応力状況、深度方向の地山変位状況がロックボルト軸力計、地中変位計、内空変位計等で測定されている。
【0004】
最近、掘削による影響範囲から十分離れた切羽前方位置からの切羽前方コア地山の経時的な変形状況を測定し、そのデータに基づき適切な補強対策を施して切羽前方コアの変形をコントロールすることにより、安定した掘削が可能となることが明らかになってきている。
切羽前方コアの変形の測定には、スライディングミクロメーターが用いられている。スライディングミクロメーターは、図5に示すように、メジャリングマーク51付きのジョイント52で接続されるメジャメントケーシング53と、両端にプローブヘッド54、内部に差動トランス55を備えたプローブ56とで構成されている。メジャリングマーク51はジョイント52の内周上に等間隔で4箇所に設けられている。プローブヘッド54の外周上には、メジャリングマーク51に当接させるためのリブ57が等間隔で4箇所に設けられている。
【0005】
前後のメジャリングマーク51間、及び前後のプローブヘッド54間の距離は1.00mとなっている。
測定を行う場合には、切羽から掘削による影響範囲外の十分離れた位置まで、測定用のボアホール58をさく孔し、ボアホール58内にメジャメントケーシング53を挿入してグラウト59で地山に固定する。
【0006】
所定時間経過後、メジャメントケーシング53内にプローブ56をガイドロッド60を用いて挿入し、前後のプローブヘッド54を前後のメジャリングマーク51に当接させる。メジャリングマーク51に対するプローブヘッド54の挿通と当接は、図5(b)、(c)に示すように、プローブ56を45度回転させることで行うことができる。
【0007】
地山が変位して前後のメジャリングマーク51間の距離が変化していれば、ガイドロッド60に張力を与えて前後のプローブヘッド54を前後のメジャリングマーク51に当接させたときプローブ56に軸方向への変形が生じ、差動トランス55から測定データが読取り装置(図示略)に送られる。
図6に示すように、この手順を順次繰り返すことで、各メジャリングマーク51間の距離がそれぞれ測定され、測定用のボアホール58の軸方向の地山変位データが得られる。
【0008】
【特許文献1】
特開平6−341287号公報
【特許文献2】
特開2002−194985号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このスライディングミクロメーターは、手動でプローブ56を操作しながら各メジャリングマーク51間の距離を測定するものであるため、隔時的なデータしか得られず、掘削時の変位データを連続的に得ることはできない。
より良い切羽前方地山変位データを得るためには、1m掘削する毎に、切羽面から露出した部分のメジャメントケーシング53をジョイント52から取外し、プローブ56を挿入して、切羽前方地山変位測定作業を行わねばならない。
【0010】
1サイクルの切羽前方地山変位測定作業には約1時間を要するため、メジャメントケーシング53の口元付近の保護と測定作業中の安全対策が必要である。
このため、切羽前方地山変位を連続的に自動測定可能な、切羽前方地山変位の測定装置及び測定方法の開発が望まれていた。
本発明は、切羽前方地山変位の測定における上記問題を解決するものであって、切羽前方地山変位を連続的に自動測定可能な切羽前方地山変位の測定装置及び測定方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記課題を解決するため、ボアホール内に設置固定可能な変位ロッドと、ボアホール内に設置固定可能なケーシングに、変位ロッドを介して伝達される地山の変位を検出し変位量を電気信号に変換する変位検出部、及び変位検出部から送られる電気信号を変位データとして記録する記録部を収納した変位記録計とで切羽前方地山変位の測定装置を構成している。
【0012】
この測定装置を用いて切羽前方地山変位を測定する場合には、切羽から切羽前方地山に、掘削による影響範囲外の十分離れた位置まで、測定用のボアホールをさく孔し、ボアホールの最深部に変位記録計を設置してボアホールに固定する。この変位記録計から切羽側に変位ロッドを設置し後端をボアホールに固定する。変位ロッドの前端は変位記録計の変位検出部に固定されている。
【0013】
切羽前方地山変位が生ずると、これに伴って変位ロッドも変位し、地山の変位が変位検出部に伝達される。この変位は変位検出部で検出されて変位量が電気信号に変換され、この電気信号が記録部に送られて連続して自動的に変位データとして記録される。
変位記録計は、切羽から十分離れ、掘削により地山が影響を受けない位置に設置されるので、非変位点に対する変位ロッド後端の測定点のトンネル軸方向の変位が正確に測定される。測定作業により掘削作業に支障を来すこともない。
【0014】
変位検出部を多点変位計として構成し、長さの異なる変位ロッドを固定すれば、切羽前方地山の多数の測定点の変位を同時に自動的に測定可能である。
なお、変位検出部における変位−電気信号の変換手段としては、ポテンショメータ方式、歪みゲージ方式、差動トランス方式、圧力変換方式、磁気変換方式、容量変換方式等を用いることができる。
【0015】
掘削により切羽が進行すると、変位ロッドが切羽面から露出する。変位ロッドを掘削機により切断可能な材質で構成しておけば、掘削時に掘削機が変位ロッドを切断するので、特に除去作業を行う必要がない。
変位ロッドの測定点アンカーは、水圧式アンカーとすることにより、前後何れの方向にも移動しないよう強固に固定することが可能であり、正確な測定結果が得られる。
【0016】
変位ロッドを、測定点アンカーに割りピンで連結された挿入位置決めロッドを用いて位置決めし、測定点アンカーを固定した後、挿入位置決めロッドを測定点アンカーから切り離して回収するようにすると、変位ロッドの挿入と位置決め作業が容易となる。
変位記録計から信号ケーブルを切羽側へ引出してモニターに接続すれば、切羽側で水圧アンカーの設定時の位置確認やトンネル掘進時の地山変位状況の観測が可能である。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施の一形態を示す切羽前方地山変位の測定装置の全体配置図、図2は切羽前方地山変位の測定装置の構成の説明図、図3は図2のA−A線断面図である。
この切羽前方地山変位の測定装置は、変位記録計1と変位ロッド2とで構成されている。変位ロッド2には測定点アンカー10が設けられている。
【0018】
変位記録計1は、変位ロッド2の変位を検出し変位量を電気信号に変換する変位検出部3、及び変位検出部から送られる電気信号を変位データとして記録する記録部5を備えており、この変位検出部3と記録部5とは、円筒形のケーシング6内に収納されている。
変位検出部3は、筒型の多点変位計であり、複数の変位ロッド2の軸方向の変位を検出することができる。記録部5にはケーシング6内に収納可能な小型のデータロガが用いられている。
【0019】
ケーシング6は防水構造で、後端部には加圧チューブ7から供給される高圧水で後方が拡開される記録計固定アンカー8が設けられていて、ボアホール9内に設置固定可能となっている。
変位ロッド2には、掘削機により切断可能な材質のFRPロッドが用いられている。変位ロッド2は前端(図1上で左端)が変位記録計1の変位検出部3に固定され、後端は測定点アンカー10でボアホール9に固定される。ここでは、長さの異なる6本の変位ロッド2が設けられており、6箇所の測定点Pl 〜P6 の測定ができるようになっている。
【0020】
測定点アンカー10には、断面形状を小さく変形させた真鍮管を加圧チューブ7からの水圧により膨張させ、前後何れの方向にも移動しないよう強固に地山へ固定することが可能な水圧式アンカーが用いられている。測定点アンカー10には割りピン11で挿入位置決めロッド12が連結される。
この測定装置を用いて切羽前方地山変位を測定する場合には、切羽14から切羽前方地山に掘削による影響範囲外の十分離れた位置まで、測定用のボアホール9をさく孔する。
【0021】
ボアホール9の最深部に変位記録計1を設置して、記録計固定アンカー8でボアホール9に固定する。この変位記録計1から切羽14側に変位ロッド2を設置し後端をボアホール9に測定点アンカー10で固定する。変位ロッド2の前端は変位記録計1の変位検出部3に固定されている。変位ロッド2は、挿入位置決めロッド12で挿入位置決めする。変位ロッド2を挿入位置決めし固定した後、挿入位置決めロッド12は回収する。
【0022】
挿入位置決めロッド12は、測定点アンカー10に割りピン11で連結して、位置決め固定した後、回収するようにしているので、変位ロッド2の挿入と位置決め作業が容易である。
図1に示すように、測定点Pl 〜P6 は、切羽14からそれぞれ距離Ll 〜L6 に位置決めされている。変位記録計1の変位検出部3は切羽14から距離L0 の不変位点P0 に位置している。
【0023】
従って、各変位ロッド2の測定点Pl 〜P6 と変位検出部3の設置されている不変位点P0 との間の距離は、ln =L0 −Ln (n=1〜6)となっている。変位検出部3は各変位ロッド2を介して不変位点P0 と測定点Pn 間の距離ln の変化を検出することで、測定点Pn の変位を連続して自動的に測定する。
切羽前方地山変位が生ずると、これに伴って変位ロッド2が変位し地山の変位が変位記録計1の変位検出部3に伝達される。この変位は変位検出部3で検出されて変位量が電気信号に変換され、この電気信号が記録部5に送られて連続して自動的に変位データとして記録される。
【0024】
変位記録計1は、切羽14から十分離れ、掘削により地山が影響を受けない位置に設置されるので、不変位点P0 に対する変位ロッド2後端の測定点Pl 〜P6 のトンネル軸方向の変位が正しく測定される。測定定作業により掘削作業に支障を来すこともない。
図4はこの切羽前方地山変位の測定装置による切羽前方地山変位の測定結果の一例を示すグラフである。
【0025】
ここで、測定点Pl 〜P6 は切羽14からの初期設定距離が、Ll =19m、L2 =16m、L3 =13m、L4 =10m、L5 =7m、L6 =4mである。掘削は上半先進で行われているので、図上には、時間の経過に対する各測定点Pl 〜P6 の変位と共に、上半切羽14U、下半切羽14Bの進行距離も合わせて示している。
【0026】
このように、変位のデータが連続的に得られ、切羽前方コア地山の経時的な変形状況が容易に把握できるので、このデータに基づいて適切な補強対策を施して切羽前方コアの変形をコントロールすることにより、安定した掘削が可能となる。即ち、切羽前方地山の応力状況、変位を把握することで、安定化工法の設計を可能とし、トンネル施工の工期を短縮し、コストを低減できる。
【0027】
掘削により切羽が進行すると、変位ロッド2が切羽面から露出する。変位ロッド2は掘削機により切断可能な材質のFRPで構成されており、掘削時に掘削機が変位ロッド2を切断するので、特に除去作業を行う必要がない。
変位ロッド2の測定点アンカー10、水圧式の加圧アンカーであるので、前後何れ方向にも移動しないよう強固に固定することが可能であり、正確な測定結果が得られる。
【0028】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の切羽前方地山変位の測定装置及び測定方法によれば、切羽前方地山変位を連続的に自動測定することができる。従って、羽前方地山の応力状況、変位を把握することで、安定化工法の設計を可能とし、トンネル施工の工期を短縮し、コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態を示す切羽前方地山変位の測定装置の全体配置図である。
【図2】切羽前方地山変位の測定装置の構成の説明図である。
【図3】図2のA−A線断面図である。
【図4】切羽前方地山変位の測定装置による切羽前方地山変位の測定結果の一例を示すグラフである。
【図5】従来の切羽前方地山変位の測定に用いられたスライディングミクロメーターの構成図である。
【図6】従来のスライディングミクロメーターを用いた測定の説明図である。
【符号の説明】
1 変位記録計
2 変位ロッド
3 変位検出部
5 記録部
6 ケーシング
7 加圧チューブ
8 記録計固定アンカー
9 ボアホール
10 測定点アンカー
11 割りピン
12 挿入位置決めロッド
14 切羽
Claims (5)
- ボアホール内に設置固定可能な変位ロッドと、ボアホール内に設置固定可能なケーシングに、変位ロッドを介して伝達される地山の変位を検出し変位量を電気信号に変換する変位検出部、及び変位検出部から送られる電気信号を変位データとして記録する記録部を収納した変位記録計とからなる切羽前方地山変位の測定装置。
- 変位ロッドが掘削機により切断可能な材質で構成されていることを特徴とする請求項1記載の切羽前方地山変位の測定装置。
- 変位ロッドを測定点に固定する測定点アンカーが、水圧式アンカーであることを特徴とする請求項1又は2記載の切羽前方地山変位の測定装置。
- 切羽前方地山にボアホールをさく孔して、ボアホールの最深部に変位記録計を設置固定し、変位記録計から切羽側に変位ロッドを設置固定することを特徴とする請求項1記載の測定装置を用いた切羽前方地山変位の測定方法。
- 変位ロッドを、測定点アンカーに割りピンで連結される挿入位置決めロッドで位置決めして固定した後、挿入位置決めロッドを回収することを特徴とする請求項4記載の切羽前方地山変位の測定方法。
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Cited By (11)
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---|---|---|---|---|
EP1662225A1 (de) * | 2004-11-30 | 2006-05-31 | GLÖTZL GESELLSCHAFT FÜR BAUMESSTECHNIK mbH | Bohrloch-Streckenmesssonde |
JP2007308990A (ja) * | 2006-05-19 | 2007-11-29 | Oyo Corp | トンネルの施工方法及びこれが実施されるトンネル |
JP2009299316A (ja) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Kajima Corp | 変位測定装置及び変位測定方法 |
JP2013053444A (ja) * | 2011-09-02 | 2013-03-21 | Taisei Corp | 傾斜計設置方法および傾斜計測装置 |
CN104061844A (zh) * | 2014-06-09 | 2014-09-24 | 长江勘测规划设计研究有限责任公司 | 钻孔内埋式任意球径向灌浆抬动变形观测方法 |
JP2016000933A (ja) * | 2014-06-12 | 2016-01-07 | 清水建設株式会社 | トンネル切羽の安定性予測/判定方法 |
JP2016044431A (ja) * | 2014-08-21 | 2016-04-04 | 五洋建設株式会社 | 地盤の変位測定装置及び変位測定方法 |
CN107024575A (zh) * | 2017-06-08 | 2017-08-08 | 浙江工业大学 | 模拟全断面隧道施工引发地表变形的试验装置及试验方法 |
CN107036515A (zh) * | 2017-06-08 | 2017-08-11 | 浙江工业大学 | 模拟台阶法隧道施工引发地表变形的试验装置及试验方法 |
WO2021093123A1 (zh) * | 2019-11-15 | 2021-05-20 | 山东科技大学 | 一种巷道帮部位移测量设备及方法 |
CN116295076A (zh) * | 2023-02-13 | 2023-06-23 | 长江水利委员会长江科学院 | 用于串联式多点位移测量计的安装导向及锁定装置 |
-
2003
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Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1662225A1 (de) * | 2004-11-30 | 2006-05-31 | GLÖTZL GESELLSCHAFT FÜR BAUMESSTECHNIK mbH | Bohrloch-Streckenmesssonde |
JP2007308990A (ja) * | 2006-05-19 | 2007-11-29 | Oyo Corp | トンネルの施工方法及びこれが実施されるトンネル |
JP2009299316A (ja) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Kajima Corp | 変位測定装置及び変位測定方法 |
JP2013053444A (ja) * | 2011-09-02 | 2013-03-21 | Taisei Corp | 傾斜計設置方法および傾斜計測装置 |
CN104061844B (zh) * | 2014-06-09 | 2017-01-25 | 长江勘测规划设计研究有限责任公司 | 钻孔内埋式任意球径向灌浆抬动变形观测方法 |
CN104061844A (zh) * | 2014-06-09 | 2014-09-24 | 长江勘测规划设计研究有限责任公司 | 钻孔内埋式任意球径向灌浆抬动变形观测方法 |
JP2016000933A (ja) * | 2014-06-12 | 2016-01-07 | 清水建設株式会社 | トンネル切羽の安定性予測/判定方法 |
JP2016044431A (ja) * | 2014-08-21 | 2016-04-04 | 五洋建設株式会社 | 地盤の変位測定装置及び変位測定方法 |
CN107024575A (zh) * | 2017-06-08 | 2017-08-08 | 浙江工业大学 | 模拟全断面隧道施工引发地表变形的试验装置及试验方法 |
CN107036515A (zh) * | 2017-06-08 | 2017-08-11 | 浙江工业大学 | 模拟台阶法隧道施工引发地表变形的试验装置及试验方法 |
WO2021093123A1 (zh) * | 2019-11-15 | 2021-05-20 | 山东科技大学 | 一种巷道帮部位移测量设备及方法 |
CN116295076A (zh) * | 2023-02-13 | 2023-06-23 | 长江水利委员会长江科学院 | 用于串联式多点位移测量计的安装导向及锁定装置 |
CN116295076B (zh) * | 2023-02-13 | 2024-03-26 | 长江水利委员会长江科学院 | 用于串联式多点位移测量计的安装导向及锁定装置 |
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