JP2005283318A - 満孔管路深度測定システム - Google Patents

Abstract

【課題】管路にケーブルが入線された満孔管路についてその管とケーブルとの小さな間隙（クリアランス）を利用するために、小型水圧センサを使用した満孔管路深度測定システムを提供すること。
【解決手段】水が注入されたウォータチューブ１２ａと信号用ケーブル１２ｂが装填され、満孔管路１８内の空隙に挿入可能な押込みパイプ１２と、ウォータチューブとケーブルとに接続され、ウォータチューブ内の水圧を計る、押込みパイプの先端に支持された小型水圧センサ１０と、該管路内を介して押込みパイプが押込まれ移動するその先端の押込み長さを測る距離計測器１３，１３ｃと、距離計測器と水圧センサとの各出力値を読み取り該パイプ先端にかかる管路の基点からの距離とその深度を演算するデータ処理装置１６とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、満孔管路深度測定システムに関し、詳しくは人孔（マンホール）から人孔（マンホール）までの長距離、例えば１５０ｍにわたるその地中管路の縦断深度測定システムに関する。

地中に埋設された送電管路の深度位置は、地表形態の変化や変更により、建設当時の施工図面とは必ずしも整合していない。一方、インフラの整備等で地中に埋設される管路や構造物は年々増加し輻輳する傾向にある。各企業体が行う地中に管路を埋設する工事計画や施工に際し、自社が施工した埋設管（物）の埋設位置、とくに深度位置を正確に明示することにより他企業の設備への技術的影響や、外傷などの事故が未然に防止できる。

満孔管路はケーブルが入線されており、管とケーブルとの間隙が小さく、せいぜい３０ｍｍ程しかない。この小さな間隙を利用して長距離にわたる縦断深度測定の施工は知られていない。下水道等に使う推進管の敷設工事においては、管口が３００ｍｍ未満を対象とした推進管の位置計測装置は知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００３−２４７８２６号公報（図１など）

地中送電管路における埋設位置の深度測定は、入線ケーブルが全くない空孔管が存在する場合については、ジャイロスコープにより測定が可能であるが、すべての管路にケーブルが入線された満孔管路は管とケーブルとの間隙（クリアランス）が小さく、上記したようにせいぜい３０ｍｍ程しかないので、ジャイロスコープの使用が不可能で、したがってそのような測定が不可能とされていた。

本発明の課題は、管路にケーブルが入線された満孔管路についてその管とケーブルとの小さな間隙（クリアランス）を利用するために、小型水圧センサを使用した満孔管路深度測定システムを提供することである。

前記した課題は、水が注入されたウォータチューブと信号用ケーブルが装填され、満孔管路内の空隙に挿入可能な押込みパイプと、ウォータチューブとケーブルとに接続され、ウォータチューブ内の水圧を計る、押込みパイプの先端に支持された小型水圧センサと、該管路内を介して押込みパイプが押込まれ移動するその先端の押込み長さを測る距離計測器と、距離計測器と水圧センサとの各出力値を読み取り該パイプ先端にかかる管路の基点からの距離とその深度を演算するデータ処理装置とを具備することにより、解決される。

本発明によれば、ジャイロスコープを使わなくても、小型水圧センサとこれに接続したパソコンを利用でき、長距離、例えば１５０ｍにわたる満孔管路の縦断深度を単位距離毎に連続的に測定できる。

水が注入されたウォータチューブと信号用ケーブルが装填され、満孔管路内の空隙に挿入可能な押込みパイプと、ウォータチューブとケーブルとに接続され、ウォータチューブ内の水圧を計る、押込みパイプの先端に支持された小型水圧センサと、該管路内を介して押込みパイプが押込まれ移動するその先端の押込み長さを測る距離計測器と、距離計測器と水圧センサとの各出力値を読み取り該パイプ先端にかかる管路の基点からの距離とその深度を演算するデータ処理装置とを具備し、その際に注水用タンクが取り付けられており、押込みパイプを収納、繰り出す回転収納具を付設することが好ましい。

また、押込みパイプ先端が移動する単位距離毎に移動距離とその位置にかかる管路の深度をリアルタイムによりデータ処理装置のモニターに連続的に表示させる手段を具備する。なお、水圧センサの出力値が電気信号としてデータ処理装置に入力されるが、押込みパイプが手作業により押込まれるので、手ぶれ又は深度変化に相応して、その変化量が非常に激しく振幅し安定するのにかなりの時間がかかる。そこでデータ処理装置のコンピュータ内部に信号安定化処理手段を設ける。

さらに、模擬管路を使って単位距離毎の深度について各真値とデータ処理装置による各演算値とを比較して誤差を求め、真値に近似するよう補正式を設定して演算させる補正手段をデータ処理装置に具備させる。

データ処理装置にはパソコン、ＰＩＯボード及びＡＤボードを、また押込みパイプ先端の移動距離計測器にはローラエンコーダを、いずれも汎用的なものを使用する。

本発明の好適な実施例は図面に基づいて説明される。
図１はシステム構成機器の主にレイアウトを示したシステム全体の配置例示図、図２はシステム構成機器の接続例示図、図３は本発明による押込みパイプ先端の詳細例示図、図４は本発明による押込みパイプの回転収納具の例示図である。

図４に示す回転収納具１４には上部に水タンク１５が取り付けられている。この水が注入されたウォータチューブ１２ａと信号用ケーブル１２ｂが装填され、満孔管路１８内の空隙に挿入可能な押込みパイプ１２が地上に配置された回転収納具１４より繰り出される。
満孔管路１８は、図１に示すように、人孔（マンホール）１７Ａから人孔１７Ｂまで長距離にわたって例えば１５０ｍ程に地中に敷設されている。

押込みパイプ１２は、図３に示すように、ウォータチューブ１２ａとケーブル１２ｂとに接続され、ウォータチューブ１２ａ内の水圧を計る小型水圧センサ１０をその先端に固定支持している。小型水圧センサ１０は図示例のように厚さ２０ｍｍの固定治具に支持され、満孔管１８の僅かな空隙に押込み可能に設計されている。なお、小型水圧センサには、市販の例えば共和電業の型式がＢＰＡ−Ｄ−１００ＫＰＳ３５５３８の小型間隙水圧計が使用される。

他方、作業員により満孔管路１８内を介して押込みパイプ１２が押込まれ、移動するその先端の押込み長さを測る距離計測器が、ローラエンコーダ１３と可逆カウンタ１３ｃとにより構成され、データ処理装置１６に接続されている。データ処理装置１６はアンプ、ＰＩＯボード、ＡＤボード、パソコンＰＣなどにより構成されている。
これにより、データ処理装置１６は距離計測器１３，１３ｃと水圧センサ１０との各出力値を読み取り、押込みパイプ１２の先端にかかる管路の基点からの距離とその深度を演算して、例えば図１の右上部に示すモニター画面のように、押込みパイプ先端が移動する単位距離毎に移動距離とその位置にかかる管路の深度がリアルタイムにより連続的に表示される。

水圧センサ１０からデータ処理装置１６へ入力される電気信号は、押込みパイプ１２が手作業により押込まれるのでその中のウォータチューブ内の水は手ぶれ又は深度変化に相応して、その変化量が非常に激しく振幅し安定するのにかなりの時間がかかる。そこでデータ処理装置のコンピュータ内部に信号安定化処理手段を設けて、これにより迅速で正確な測定値が得られ、図５に示すように、急峻な入力波形は直線状の出力波形（測定値）に処理される。その処理の概要は次のように説明される。

水圧の測定値については、大気圧や気温、水温の変化によって測定値と真値とに誤差が生じるので、これを補正する。図６のように模擬管路２８を敷設して、単位距離ごとの真値と実測値とを図７のように表わし、単位距離毎の深度について誤差を求め、定数係数βと比例係数αを設定した、式Ｙ＝αｘ＋β（Ｙは補正後のデータ、ｘは補正前の測定データ）が演算される補正手段をデータ処理装置に設ける。これによりその誤差を最小限に抑制する。

なお、模擬管路２８は長さ３５ｍで直径１２５ｍｍのものを制作し、空管のままで参考のためにジャイロスコープを使って測定し、そのあとにケーブルを入線し、間隙を２８ｍｍに設定して、本発明によるシステムが使用された。これらの測定データ例が図７に示されている。

システム構成機器の主にレイアウトを示したシステム全体の配置例示図。 システム構成機器の接続例示図。 本発明による押込みパイプ先端の詳細例示図。 本発明による押込みパイプの回転収納具の例示図。 信号安定化処理手段が用いられた入出力値の態様例示図。 模擬管路の敷設平面図と一部縦断面図。 模擬管路の一部における測定データ例示図。

符号の説明

１０ 水圧センサ １２ 押込みパイプ
１２ａ ウォータチューブ １２ｂ 信号用ケーブル
１３ ローラエンコーダ １３ｃ 可逆カウンタ
１４ 押込みパイプ収納具 １５ 水タンク
１６ データ処理装置 １８ 満孔管
２８ 模擬満孔管

Claims (7)

1. 水が注入されたウォータチューブと信号用ケーブルが装填され、満孔管路内の空隙に挿入可能な押込みパイプと、ウォータチューブとケーブルとに接続され、ウォータチューブ内の水圧を計る、押込みパイプの先端に支持された小型水圧センサと、該管路内を介して押込みパイプが押込まれ移動するその先端の押込み長さを測る距離計測器と、距離計測器と水圧センサとの各出力値を読み取り該パイプ先端にかかる管路の基点からの距離とその深度を演算するデータ処理装置とを具備していることを特徴とする、満孔管路深度測定システム。
2. 注水用タンクが取り付けられており、押込みパイプを収納、繰り出す回転収納具を具備していることを特徴とする、請求項１に記載の満孔管路深度測定システム。
3. 押込みパイプ先端が移動する単位距離毎に移動距離とその位置にかかる管路の深度をリアルタイムによりデータ処理装置のモニターに連続的に表示させる手段を具備していることを特徴とする、請求項１及び２に記載の満孔管路深度測定システム。
4. 手ぶれ又は深度変化に相応してデータ処理装置に入力される信号の変化量が非常に激しく振幅するために、出力直前の一定時間幅における平均値と許容しきい値をパラメータにして演算出力させる振幅安定化処理手段をデータ処理装置に設けていることを特徴とする、請求項１，２及び３に記載の満孔管路深度測定システム。
5. 模擬管路を使って単位距離毎の深度について誤差を求め、定数係数βと比例係数αを設定した、式Ｙ＝αｘ＋β（Ｙは補正後のデータ、ｘは補正前のデータ）を演算させる補正手段をデータ処理装置に設けていることを特徴とする、請求項１，２，３及び４に記載の満孔管路深度測定システム。
6. データ処理装置が少なくともパソコン、ＰＩＯボード及びＡＤボードからなることを特徴とする、請求項１，２、３、４及び５に記載の満孔管路深度測定システム。
7. 押込みパイプ先端の移動距離計測器がローラエンコーダよりなることを特徴とする、請求項１，２，３、４、５及び６に記載の満孔管路深度測定システム。

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