JP2005326350A

JP2005326350A - 測量装置

Info

Publication number: JP2005326350A
Application number: JP2004146511A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Shibata; 佳彦柴田
Original assignee: Maeda Corp
Current assignee: Maeda Corp
Priority date: 2004-05-17
Filing date: 2004-05-17
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2024-05-17
Also published as: JP4378217B2

Abstract

【課題】支障物が存在する構造物の内部空間の中心位置を容易に測量することができる測量装置を提供する。
【解決手段】構造物内において内部空間の中心位置を求める測量装置１である。互いに反対方向へレーザー光を発振する１対のレーザー測距装置６０と、レーザー光が発振されるいずれかの方向へ移動自在に設けられ中心位置を表示する目盛表示板５０とを備える測量装置１を、構造物の内部空間のほぼ中心位置に設置し、１対のレーザー測距装置６０から左右側壁までの距離を測定し、左側のレーザー測距装置６０から左側壁までの距離Ｌ1と、右側のレーザー測距装置６０から右側壁までの距離Ｌ2とを求め、中心位置を表示する目盛表示板（スライドスケール５０）を、変位量δ＝（Ｌ1−Ｌ2）／２だけ左側壁側へ移動させることで、構造物内において内部空間の中心位置を求めることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、トンネル等の構造物内において内部空間の中心位置を求める測量装置に関する。

シールド工法によりトンネルを掘進する場合、計画線に沿ってシールドマシンを推進させながらトンネルを掘進する必要がある。シールドマシンが計画線に沿って推進しているかを確認する方法としては、例えば、シールドマシンよりも後方のトンネル内にレーザー光発振装置を設置するとともに、シールドマシンの中心部にレーザー光を受光するターゲットを取り付け、ターゲットにレーザー光を照射し、レーザー光発振装置とターゲットとの距離、及びターゲットのレーザー光が照射される点とターゲットの中心点との距離からシールドマシンの変位を求める方法がある（特許文献１参照）。

シールドマシンの中心部にターゲットを取り付けるには、シールドトンネルの中心位置を正確に求めなくてはならない。従来、シールドトンネルの中心位置を求めるには、以下に説明するセンタースタッフを用いていた。

図４に示すように、センタースタッフ３は、目盛が付された棒状の部材であり、水平気泡管４が設けられている。センタースタッフ３の両端部をシールドトンネル２の両側部のセグメントに当接させるとともに、センタースタッフ３を水平に保ち、センタースタッフ３に付された目盛の中心位置を読み取ってシールドトンネル２の中心位置を求めていた。
特許第２６２２６４１号明細書

しかし、大口径のトンネルでは、センタースタッフの両端部を支持するセグメントの勾配が小さいため、設置時におけるセンタースタッフの水平精度の確保が困難である。

また、シールドトンネルの切羽付近の中心位置には、セグメント等を供給する資材運搬装置が下部に存在するため、上記のセンタースタッフを資材運搬装置の上方に水平に配置しなくてはならない。このため、センタースタッフが長尺であることが必要となるが、狭隘なトンネル内では長尺なセンタースタッフは取り扱いが困難である。

本発明の課題は、トンネルなど、支障物が存在する構造物の内部空間の中心位置を容易に測量することができる測量装置を提供することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、構造物内において内部空間の中心位置を求める測量装置１であって、図１〜３に示すように、互いに反対方向へレーザー光を発振する１対のレーザー測距装置６０と、前記レーザー光が発振されるいずれかの方向へ移動自在に設けられ中心位置を表示する目盛表示板（スライドスケール５０）とを備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、互いに反対方向へレーザー光を発振する１対のレーザー測距装置６０と、前記レーザー光が発振されるいずれかの方向へ移動自在に設けられ中心位置を表示する目盛表示板（スライドスケール５０）とを備える測量装置１を、構造物の内部空間のほぼ中心位置に設置し、１対のレーザー測距装置６０から左右側壁までの距離を測定し、左側のレーザー測距装置６０から左側壁までの距離Ｌ1と、右側のレーザー測距装置６０から右側壁までの距離Ｌ2とを求め、中心位置を表示する目盛表示板（スライドスケール５０）を、変位量δ＝（Ｌ1−Ｌ2）／２だけ左側壁側へ移動させることで、構造物内において内部空間の中心位置を求めることができる。また、測量装置１をレーザー測距装置６０及び目盛表示板（スライドスケール５０）の長さに小型化することができるため、構造物内に支障物があっても、容易に設置して測量することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の測量装置１であって、前記レーザー測距装置６０を装置が配置される位置から所定の高さ位置に配置する支持脚１０を備えることを特徴とする。

ここで、所定の高さとは、例えばトンネル内における資材運搬装置等、レーザー測距装置６０による測距の妨げとなる支障物がある場合には、その高さよりも高い高さである。

請求項２に記載の発明によれば、レーザー測距装置６０を装置が配置される位置から所定の高さ位置に配置する支持脚１０を備えるので、レーザー測距装置６０による測距の妨げとなる支障物がある構造物内においても、支障物よりも上部の空間を用いて内部空間の中心位置を求めることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の測量装置１であって、前記レーザー測距装置６０及び前記目盛表示板（スライドスケール５０）を水平に支持する水平台２０を備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、レーザー測距装置６０及び目盛表示板（スライドスケール５０）を水平に支持する水平台２０を備えるので、装置を設置する箇所に曲率がある構造物内においても、設置箇所の曲率に影響を受けずにレーザー測距装置６０及び目盛表示板（スライドスケール５０）を水平に配置し、内部空間の中心位置を求めることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の測量装置１であって、前記レーザー測距装置６０及び前記目盛表示板（スライドスケール５０）を水平方向に回動自在に支持する回転台３０を備えることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、レーザー測距装置６０及び目盛表示板（スライドスケール５０）を水平方向に回動自在に支持する回転台３０を備えるので、構造物の内部空間の形状に合わせてレーザー光を発振する方角及び目盛表示板（スライドスケール５０）を移動する方角を任意に変更することができる。

本発明によれば、互いに反対方向へレーザー光を発振する１対のレーザー測距装置と、前記レーザー光が発振されるいずれかの方向へ移動自在に設けられ中心位置を表示する目盛表示板とを備える測量装置を、構造物の内部空間のほぼ中心位置に設置し、１対のレーザー測距装置から左右側壁までの距離を測定し、左側のレーザー測距装置から左側壁までの距離Ｌ1と、右側のレーザー測距装置から右側壁までの距離Ｌ2とを求め、中心位置を表示する目盛表示板を、変位量δ＝（Ｌ1−Ｌ2）／２だけ左側壁側へ移動させることで、構造物内において内部空間の中心位置を求めることができる。また、測量装置をレーザー測距装置及び目盛表示板の長さに小型化することができるため、構造物内に支障物があっても、容易に設置して測量することができる。

また、レーザー測距装置を装置が配置される位置から所定の高さ位置に配置する支持脚を備えるので、レーザー測距装置による測距の妨げとなる支障物がある構造物内においても、支障物よりも上部の空間を用いて内部空間の中心位置を求めることができる。

さらに、レーザー測距装置及び目盛表示板を水平に支持する水平台を備えるので、装置を設置する箇所に曲率がある構造物内においても、設置箇所の曲率に影響を受けずにレーザー測距装置及び目盛表示板を水平に配置し、内部空間の中心位置を求めることができる。

また、レーザー測距装置及び目盛表示板を水平方向に回動自在に支持する回転台を備えるので、構造物の内部空間の形状に合わせてレーザー光を発振する方角及び目盛表示板を移動する方角を任意に変更することができる。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。本発明の測量装置１は、図１〜図３に示すように、支持脚１０と、支持脚１０の上部に支持される水平台２０と、水平台２０の上部に支持される回転台３０と、回転台３０の上部に支持される本体部４０とからなる。

支持脚１０は、図１に示すように、基部１１と、基部１１から下方に伸びる３本の脚部１２とからなる。基部１１の上部には水平台２０が支持されており、脚部１２によって支持脚１０の下端から所定の高さに水平台２０を配置している。ここで、所定の高さとは、トンネル２内における資材運搬装置等、測量の妨げとなる支障物の高さよりも高い高さである。３本の脚部１２により、下部に不陸がある場所でも安定して水平台２０、回転台３０及び本体部４０を支持することができる。

基部１１の上部には、３つの調節ネジ１３が設けられている。調節ネジ１３は図２に示すように、水平台２０を３点で支持しており、調節ネジ１３を調節することにより水平台２０の傾きを調節することができる。

水平台２０の上部には、図示しない円形気泡管が設けられており、水平台２０の傾きを水平に調節するのに用いることができる。水平台２０は、回転台３０及び本体部４０を水平に支持する。支持脚１０及び水平台２０としては、例えば脚部１２を伸縮自在な三脚等を用いることができる。

回転台３０は、図３に示すように、水平台２０と一体に設けられる内側円板３１と、本体部４０を支持する外側円筒３２とからなる。内側円板３１は、水平台２０の上面に水平に固定されている。外側円筒３２は内側円板３１よりも径が大きく、下部に内側円板３１と同じ内径かつ内側円板３１の厚さと同じ深さの凹部３３が設けられている。この凹部３３に内側円板３１が嵌合しており、外側円筒３２は内側円板３１に対して周方向に回動自在である。また、外側円筒３２には、凹部３３の外周部に固定ネジ３４が設けられる。固定ネジ３４は、外側円筒３２を内側円板３１に固定する。

本体部４０は、図２に示すように、固定板４１と、基台４２と、スライドスケール５０と、１対のレーザー測距装置６０とからなる。固定板４１の下面には、外側円筒３２がネジ等で固定される。固定板４１の上面には、基台４２が固定される。

基台４２は、長方形状の水平板部４３と、水平板部４３の短手方向の両端部から上方へ鉛直に突出する１対の鉛直板部４４ａ、４４ｂとからなる。水平板部４３は、固定板４１の上部に固定される。１対の鉛直板部４４ａ、４４ｂはその高さが異なる。高い方の鉛直板部４４ａの外側面には、スライドスケール５０が取り付けられる。

スライドスケール５０は、図２に示すように、下側固定部５１と、上側固定部５２と、スライド部５３とからなる。下側固定部５１及び上側固定部５２は、高い方の鉛直板部４４ａの外側面に、上下に間隔を空けて固定される。

下側固定部５１及び上側固定部５２は、高い方の鉛直板部４４ａよりも高さが低い帯板である。下側固定部５１の上端には、高い方の鉛直板部４４ａに沿って溝５１ａが形成されている。また、上側固定部５２の下端にも、高い方の鉛直板部４４ａに沿って溝５２ｂが形成されている。

スライド部５３は、下側固定部５１と上側固定部５２との間に設けられる。スライド部５３は、下側固定部５１及び上側固定部５２と同様の帯板で形成されている。スライド部５３の上端及び下端には、下側固定部５１の溝５１ａと係合する突起部５３ａ及び上側固定部５２の溝５２ｂと係合する突起部５３ｂが設けられている。スライド部５３は、下側固定部５１及び上側固定部５２に沿って水平方向に移動させることができる。

スライド部５３には、トンネル２の中心位置を定める中心部刻み５４が設けられている。また、上側固定部５２には、必要に応じて、スライド部５３の上側固定部５２に対する変位を示す目盛が設けられる。

水平板部４３の上面から低い方の鉛直板部４４ｂの上端までの高さは、レーザー測距装置６０の高さにほぼ等しい。また、１対の鉛直板部４４ａ、４４ｂの間隔は、レーザー測距装置６０の短手方向の幅にほぼ等しい。レーザー測距装置６０は、水平板部４３の上部かつ１対の鉛直板部４４ａ、４４ｂの間に固定される。

レーザー測距装置６０は、直方体の形状をしており、上面に操作パネル６１が設けられている。また、レーザー測距装置６０の長手方向端部の側面には、レーザー発振部６２が設けられている。レーザー測距装置６０は、レーザー発振部６２が設けられた面が鉛直板部４４ａ、４４ｂと垂直となり、かつ外方向に向かってレーザー光が発振されるようにレーザー発振部６２を反対方向に向けて配置される。レーザー測距装置６０は、レーザー光を側方に向かって発振するとともに、側壁に当たって反射したレーザー光を受信し、光が往復する時間を正確に測定することによって距離を正確に測定する。

また、スライドスケール５０及びレーザー測距装置６０が水平に配置されているかを確認するために、固定板４１の上面には、低い方の鉛直板部４４ｂよりも外側の部分に、水平気泡管４５が設けられる。

次に、この測量装置１を用いて、トンネル２の中心位置を確定する方法について説明する。まず、図１に示すように、トンネル２のほぼ中心位置に測量装置１を立てる。このとき、レーザー光の発振部の高さが、資材運搬装置等の支障物よりも高くなるように、支持脚１０の高さを調整する。

次いで、水平台２０を水平に調整するとともに、回転台３０を回転させ、スライドスケール５０をトンネル２の進行方向に対して後ろ側に向けるとともに、レーザー光がトンネル２の進行方向と垂直な左右方向に発振されるように調整し、固定ネジ３４で固定する。最後に、水平気泡管４５により、スライドスケール５０及びレーザー測距装置６０が水平に配置されているかを確認する。このとき、スライドスケール５０のスライド部５３の中心部刻み５４と、上側固定部５２の目盛とを中心部で一致させておく。

以上のようにして測量装置１の設置が完了したら、測定を開始する。まず、２つのレーザー測距装置６０からトンネル２の左右側方に向かってレーザーを発振し、レーザー測距装置６０と左右両側壁との距離を測定する。次いで、スライドスケール５０のスライド部５３を左右に動かしてトンネル２の中心位置を確定する。

このとき、スライド部５３の変位量δは、左側のレーザー測距装置６０からトンネル２の左側壁までの距離をＬ1、右側のレーザー測距装置６０からトンネル２の右側壁までの距離をＬ2とすると、δ＝（Ｌ1−Ｌ2）／２となる。Ｌ1＞Ｌ2の場合はスライド部５３を左側に、Ｌ1＜Ｌ2の場合はスライド部５３を右側に移動させる。移動後のスライド部５３の中心部刻み５４により、トンネル２の中心位置を確定することができる。

なお、スライド部５３は手動で動かしてもよいが、スライド部５３にモーター等の駆動機構を設けてもよい。それとともに、レーザー測距装置６０によって測定された左右側壁までの距離Ｌ1、Ｌ2からスライド部５３の変位量δを求め、それに応じて駆動機構を駆動する演算装置を設けてもよい。また、その他具体的な細部構造についても適宜変更可能であることはもちろんである。

構造物の内部空間に配置された本発明の測量装置を示す立面図である。図１の測量装置の要部を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は背面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は側面図である。（ａ）は図１の測量装置に用いられる回転台を示す平面図であり、（ｂ）は図１の測量装置に用いられる回転台を示す鉛直断面図である。構造物の内部空間の中心位置を求める従来の測量装置を示す立面図である。

符号の説明

１測量装置
１０支持脚
２０水平台
３０回転台
５０スライドスケール
６０レーザー測距装置

Claims

構造物内において内部空間の中心位置を求める測量装置であって、互いに反対方向へレーザー光を発振する１対のレーザー測距装置と、前記レーザー光が発振されるいずれかの方向へ移動自在に設けられ中心位置を表示する目盛表示板とを備えることを特徴とする測量装置。
前記レーザー測距装置を装置が配置される位置から所定の高さ位置に配置する支持脚を備えることを特徴とする請求項１に記載の測量装置。
前記レーザー測距装置及び前記目盛表示板を水平に支持する水平台を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の測量装置。
前記レーザー測距装置及び前記目盛表示板を水平方向に回動自在に支持する回転台を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の測量装置。