JP2016117996A - グラウチングマップ表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダムサイトにおけるグラウチング改良効果を良好に視認することのできるグラウチングマップ表示装置を提供する。【解決手段】グラウチングマップ表示装置１０を構成する入力部には、グラウチングサイトごとのグラウチングの際の単位セメント注入量およびグラウチング後のルジオン値が少なくとも入力され、格納部には、単位セメント注入量がその大きさごとに球体の大きさで分けられた単位セメント注入量規定データと、ルジオン値がその大きさごとに色分けされたルジオン値規定データとが格納されており、入力部に入力された各グラウチングポイントにおける単位セメント注入量に基づいて、グラウチングの際の単位セメント注入量に固有の大きさでグラウチング後のルジオン値に固有の色で着色された球体が画面表示部にて作成され、球体の大きさと色で単位セメント注入量とルジオン値が表現されてなるグラウチングマップがコンピュータ画面に表示される。【選択図】図１

Description

本発明は、ダムサイトにおけるグラウチング改良効果の視認性が良好なグラウチングマップ表示装置に関するものである。

ダムの基礎地盤においては、堤体の安全性の確保とダムの貯水機能の確保を図る上で遮水性を有することが極めて重要である。所望の遮水性をダムに付与する方法として、ダムサイトにグラウチング改良をおこない、このグラウチング改良によって所望の遮水性の確保や基礎地盤内における弱部補強を図る方法が一般に適用されている。

グラウチングの施工は、ボーリングマシンにて地盤を削孔してグラウト（セメントミルク）を注入するものであり、削孔と孔内洗浄、水押し、グラウト注入の順で実行される。

ダムサイトにおけるグラウチングに際しては、まずダムサイトの調査をおこない、調査結果に基づいてダムサイト全体の地形や地質、地盤の透水性、グラウチングによる改良特性等を特定し、この特定結果に基づいてグラウチング改良範囲や改良目標値、孔の配置等をそれぞれ決定し、注入圧や配合の設定がおこなわれる。

ダムサイトの調査後、一般にはダムサイトのルジオンマップが作成される。ここで、ルジオンマップとはダムサイトの各部位における透水性能をルジオン値(Lu)で表現したマップのことである。このルジオン値は、パッカーによって閉鎖されたボーリング孔内の一定区間に圧力水を注入し、試験区間の有効注入圧力と試験区間１ｍ当たりの注入量から地盤の透水性を測定し、その結果で得られる圧力水頭１００ｍ相当時の注水量のことである。

ところで、特許文献１には、注入情報と地質情報とを関連付け、注入効果判定解析を適切に支援可能な注入効果判定支援装置が開示されている。この支援装置では、グラウチングの際の注入セメント量やグラウチング改良後のルジオン値がパソコン画面上に表示されるとあり、その詳細は定かではないが、それぞれが単独で表示されるものと推察される。

このように、グラウチング改良効果の指標として、注入セメント量と改良後のルジオン値が挙げられるが、ダムサイトには多数のグラウチングポイントが存在し、各グラウチングポイントともに、改良深度ごとにルジオン値の異なる複数の地層を貫通するのが一般的であることから、改良深度ごとに注入セメント量が相違し、改良後のルジオン値も相違する。

このように多数のグラウチングサイトにおいて、各グラウチングサイトがその深度ごとに存在するグラウチングポイントに固有の注入セメント量と改良後のルジオン値を有していることから、従来のグラウチングマップは、たとえば、注入セメント量を半円もしくは円形の大きさで表現し、ルジオン値も同様に半円もしくは円形の大きさで表現する等して作成されている。すなわち、注入セメント量に固有のグラウチングマップと改良後のルジオン値に固有のグラウチングマップが作成されており、したがって作成されるグラウチングマップが膨大になるとともに、注入セメント量に関するグラウチングマップとルジオン値に関するグラウチングマップという、二種類のグラウチングマップを管理者が同時に視認したり、それらの関連性を確認するのが容易ではなかった。

また、ダムサイトにおける同一の地盤内においては、施工断面の異なる二種類のグラウト工として、コンソリデーショングラウト工（水平断面におけるグラウト工）とカーテングラウト工（鉛直断面におけるグラウト工）が存在するが、それぞれのグラウチングマップも当然に別々に作成されることから、水平断面の改良効果と鉛直断面の改良効果を同時に視認したり、双方の改良効果の関連性等を確認することもまた容易ではなかった。

特開平９−１３７４４２号公報

本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、ダムサイトにおけるグラウチング改良効果を良好に視認することのできるグラウチングマップ表示装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成すべく、本発明によるグラウチングマップ表示装置は、コンピュータに内蔵される入力部と、格納部と、画面表示部と、中央演算処理部(CPU)と、を少なくとも備え、コンピュータ画面上にダムサイトにおけるグラウチング後のグラウチングマップを表示する、グラウチングマップ表示装置であって、前記入力部には、ダムサイトにおける複数のグラウチングサイトの調査段階におけるルジオン値と、グラウチングサイトごとのグラウチングの際の単位セメント注入量と、グラウチング後のルジオン値と、が少なくとも入力され、前記格納部には、単位セメント注入量がその大きさごとに球体の大きさで分けられた単位セメント注入量規定データと、ルジオン値がその大きさごとに色分けされたルジオン値規定データと、が格納されており、前記入力部に入力された各グラウチングサイトの深度ごとのグラウチングポイントにおける単位セメント注入量に基づいて、グラウチングの際の単位セメント注入量に固有の大きさで、かつグラウチング後のルジオン値に固有の色で着色された球体が前記画面表示部にて作成され、球体の大きさと色で単位セメント注入量とルジオン値が表現されてなるグラウチングマップが前記コンピュータ画面に表示されるものである。

本発明のグラウチングマップ表示装置は、ダムサイト内の各グラウチングサイトの深度ごとのグラウチングポイントにおけるグラウチングの際の単位セメント注入量とグラウチング後のルジオン値をコンピュータ画面上に同時に表示するものであり、より詳細には、単位セメント注入量に応じた大きさを有し、かつルジオン値に応じた色を有した球体として各グラウチングポイントにおけるグラウチング改良効果を表現し、コンピュータ画面上に表示するものである。

なお、本明細書において「グラウチングマップ」とは、グラウチング改良効果を示す指標である、グラウチングの際の単位セメント注入量とグラウチング後のルジオン値を同時に示したマップのことであり、ルジオン値のみを示す従来のルジオンマップとは異なるものである。

ここで、「単位セメント注入量」は、削孔孔１ｍ当たりのセメント注入量のことを意味する。

このように球体の色と大きさでルジオン値と単位セメント注入量を表現することで、多数のグラウチングサイトが存在し、各グラウチングサイトにおいて深度ごとに多数のグラウチングポイントが存在する場合でも、一つのコンピュータ画面上にてダムサイトにおけるグラウチング改良効果を良好に視認すること、言い換えれば、管理値であるルジオン値と単位セメント注入量をコンピュータ画面上で見易い態様で表現することが可能になる。

そして、このように管理値である単位セメント注入量とルジオン値がコンピュータ画面上で見易く表示されることにより、たとえば追加施工等に対する効果判定も迅速におこなうことができる。

グラウチングマップ表示装置は、入力部と、格納部と、画面表示部と、中央演算処理部(CPU)と、を少なくとも備えており、これらの他にRAMやROMを備えており、各部がバス等で繋がって各部の制御が実行できるようになっている。

グラウチング改良前のダムサイト調査段階では、ダムサイトの各箇所のルジオン試験で得られたデータから調査段階におけるルジオン値を特定し、各調査箇所の調査段階でのルジオン値が入力部に入力される。

一方、格納部には、ルジオン値がその大きさごとに色分けされたルジオン値規定データと、単位セメント注入量がその大きさごとに球体の大きさで分けられた単位セメント注入量規定データが格納されている。入力部にダムサイトの各調査箇所のルジオン値が入力されると、画面表示部では、ダムサイトの各調査箇所のルジオン値を格納部のルジオン値規定データに基づいてたとえばＲＧＢ変換等によって色分けをおこなう。したがって、グラウチングマップ表示装置を使用して、グラウチング改良前のダムサイトにおけるルジオンマップをコンピュータ画面上で視認することができる。

既述するように、調査結果に基づいて、ダムサイトにおけるグラウチングサイト（たとえば、ダムサイトの鉛直断面において鉛直線で表示されるグラウチングライン）が決定され、グラウチングサイトごとに、その深度方向におけるグラウチングポイント（鉛直線で表示されたグラウチングラインにおいて、深度○○ｍ、△△ｍ、□□ｍ、・・・等の実際のグラウチングポイント）が決定される。

ダムサイトにおける各グラウチングサイトの深度ごとのグラウチングポイントにおいて、計画段階で決定された単位セメント注入量のセメント（セメントミルク）を注入するグラウチング改良をおこない、その実績データを入力部に入力するとともに、グラウチング改良後の各グラウチングポイントの透水性、すなわちルジオン値も入力部に入力する。

画面表示部では、ダムサイトの各グラウチングサイトの各グラウチングポイントにおける単位セメント注入量とルジオン値を読み出し、格納部におけるルジオン値規定データと単位セメント注入量規定データと照合する。そして、単位セメント注入量に応じた大きさを有し、かつルジオン値に応じた色を有した球体が画面表示部にて作成され、各グラウチングポイントに固有の球体を鉛直方向に有する複数のグラウチングサイトから構成されたダムサイトにおけるグラウチングマップが作成される。

ここで、単位セメント注入量に応じた大きさの球体を作成する方法としては、単位セメント注入量（ｋｇ／ｍ）とセメントの単位体積重量（ｋｇ／ｍ^３）を使用して割り出される半径を有する球体の体積に換算することができる。

また、本発明によるグラウチングマップ表示装置の他の実施の形態として、前記グラウチングマップ表示装置はさらに球体補正部を備えており、深度ごとに作成された球体がラップする場合、前記球体補正部にてラップ体積を算出し、後施工される球体の体積に該ラップ体積を付加して該後施工される球体の半径を補正し、補正後の球体を前記コンピュータ画面に表示するものである。

深度方向に球体が連なる場合に、球体の大きさによっては鉛直方向上方の球体（たとえば前施工の球体）と、鉛直方向下方の球体（たとえば後施工の球体）がラップする場合があり得る。

本実施の形態の装置は、このような場合にも実際に注入されたセメント量に基づく改良範囲を精度よく表示することを保障するものであり、球体補正部にてラップ体積を算定し、このラップ体積を後施工の球体に付加して半径を換算し直し、補正された半径の球体（したがって、補正前の球体に比して体積が大きくなり、表示される球の体積もしくは円の面積が大きくなる）を再表示するものである。このようにラップ体積が加味された球体を再表示することで、実施工に即した大きさの球体（実際に注入されたセメント量に応じて造成され、かつ前施工の球体とのラップ部分を除いた領域に造成された後施工の球体）を表現することが可能になる。

さらに、本発明によるグラウチングマップ表示装置は、ダムサイトにおいて、施工断面の異なる二種類のグラウト工である、コンソリデーショングラウト工（水平断面におけるグラウト工）とカーテングラウト工（鉛直断面におけるグラウト工）のそれぞれのグラウチングマップをコンピュータ画面上で同時に表示することを可能としたものである。

同一画面上において、たとえばその上方にコンソリデーショングラウト工のグラウチングマップ、その下方にカーテングラウト工のグラウチングマップを表示することができる。そして、双方のグラウチングマップともに、単位セメント注入量に応じた大きさを有し、かつルジオン値に応じた色を有した球体が連なる複数のグラウチングサイトを表示していることから、二種のグラウト工を同時に、しかも見易い態様で視認することができる。

以上の説明から理解できるように、本発明のグラウチングマップ表示装置によれば、球体の色と大きさでルジオン値と単位セメント注入量を表示することで、多数のグラウチングサイトが存在し、各グラウチングサイトに深度ごとに多数のグラウチングポイントが存在する場合でも、一つのコンピュータ画面上にてダムサイトにおけるグラウチング改良効果を良好に視認することができる。

本発明のグラウチングマップ表示装置の内部構成図である。 球体の凡例を示した模式図である。 ダムサイトの三次元画像図である。 グラウチングマップの一例を示した模式図である。 球体補正部による球体補正を説明した模式図である。 コンソリデーショングラウト工とカーテングラウト工それぞれのグラウチングマップがコンピュータ画面上で同時に表示されているのを示した模式図である。

以下、図面を参照して、本発明のグラウチングマップ表示装置の実施の形態を説明する。

（グラウチングマップ表示装置の実施の形態）
図１は本発明のグラウチングマップ表示装置の内部構成図であり、図２は球体の凡例を示した模式図である。図１で示すように、グラウチングマップ表示装置１０は、入力部、格納部、画面表示部、球体補正部と、これら各部の制御を実行するＣＰＵ（中央演算処理部）、さらに、ＲＡＭやＲＯＭが内蔵され、これらがバスで繋がれている。

入力部には、ダムサイトにおけるダムと地盤の三次元データ、地盤を構成する各地層の地質データなど、サイトの物理的および地質的データが入力されている。さらに、複数のグラウチングサイトの調査段階におけるルジオン試験データと、グラウチングサイトごとのグラウチングの際の単位セメント注入量と、グラウチング後のルジオン値も入力されている。

ダムサイトでは、予め設定されている調査ポイントごとにボーリングをおこない、各調査ポイントの深度方向でルジオン試験（もしくは透水試験）を実施し、地層データと照合しながら、ダムサイトの地盤における各箇所が所定の遮水性を有するように、グラウチングサイト（およびその深度方向の複数のグラウチングポイント）が決定される。

調査結果に基づいてグラウチングポイントごとに所要の単位セメント量のグラウチング改良が実施され、ルジオン試験がおこなわれ、特定されたグラウチング後のルジオン値が入力部に入力されることになる。

格納部では、単位セメント注入量がその大きさごとに球体の大きさで分けられた単位セメント注入量規定データと、ルジオン値がその大きさごとに色分けされたルジオン値規定データが格納されている。

画面表示部では、入力部に入力された各グラウチングサイトの深度ごとのグラウチングポイントにおける単位セメント注入量とグラウチング後のルジオン値を読み出し、それぞれの値を格納部における単位セメント注入量規定データとルジオン値規定データと照合して、グラウチングの際の単位セメント注入量に固有の大きさで、かつグラウチング後のルジオン値に固有の色で着色された球体を作成する。

図２で示すように、画面表示部で作成された球体は、その大きさが単位セメント量（Ｃ）で設定され、その色がルジオン値（Ｌｕ）で設定される。ここで、注入される単位セメント量（Ｃ）と球体の大きさには予め相関を持たせておく。たとえば、５ｋｇ／ｍ未満に対応する球体は最も小さな球体、５ｋｇ／ｍ〜１０ｋｇ／ｍ未満に対応する球体は次に小さな球体、１０ｋｇ／ｍ〜２０ｋｇ／ｍ未満に対応する球体はさらに次に小さな球体、２０ｋｇ／ｍ〜５０ｋｇ／ｍに対応する球体は最も大きな球体といった具合である。一方、ルジオン値と色にも予め相関を持たせておく。たとえば、１未満は緑、１〜２未満は青、２〜５未満は黄、５〜１０は赤といった具合である。したがって、同じ大きさの球体でもルジオン値の相違によって色が違う球体が存在し、一方で、同じ色でも単位セメント量（Ｃ）の相違によって大きさの違う球体が存在する。

同図の凡例では、単位セメント量に関し、５０ｋｇ／ｍ〜２０ｋｇ／ｍ、２０ｋｇ／ｍ未満〜１０ｋｇ／ｍ、１０ｋｇ／ｍ未満〜５ｋｇ／ｍ、５ｋｇ／ｍ未満の範囲等で分け、その大きさは、セメントの単位体積重量（ｋｇ／ｍ^３）を勘案して半径を換算し、球体の体積を割り出して各単位セメント量に応じた大きさの球体を割り出すことができる。一方、ルジオン値（Ｌｕ）は、１０〜５の範囲を赤色、５未満〜２の範囲を黄色、２未満〜１の範囲を青色、１未満を緑色などに設定することができる。

したがって、図２で示すような凡例をマップに示しておくことで、一つの球体から、そのグラウチングポイントにおけるグラウチングの際の単位セメント注入量（の範囲）とグラウチング後のルジオン値（の範囲）が一目で特定することができる。

ダムサイトには多数のグラウチングサイト（地表面上のポイント）があり、各グラウチングサイトには、その鉛直方向の深度ごとに多数のグラウチングポイントが存在する。画面表示部では、ダムサイトの全てのグラウチングポイントにおいて単位セメント注入量（の範囲）とグラウチング後のルジオン値（の範囲）を表現する球体をグラウチングポイントごとに作成する。

コンピュータ画面上には、ダムサイトにおける複数の鉛直断面や水平断面が二次元画面として、さらには多方向からダムと地盤内を透視した三次元画面として、各画面に画面表示部で作成された球体が表示され、ダム図や地層図と球体図からなるグラウチングマップが表示される。

ここで、図３はダムサイトの三次元画像図であり、図４はグラウチングマップの一例を示した模式図である。

入力部に入力されたダムサイトＤＳのダムＤに関する物理データやダムＤ直下およびその周辺の地盤Ｇに関する地質データが画面表示部にて読み出され、所定の角度からの三次元表示を選択することにより、図３で示すような三次元のダムサイト画像が作成され、コンピュータ画面上に表示される。なお、同図では、ダムＤ直下およびその周辺の地盤Ｇが、透水性をはじめとする地質の異なる地層Ｇ１〜地層Ｇ１１までの多層構造になっていることを示している。

このダムサイトＤＳに対してグラウチングマップが作成される。作成されたグラウチングマップのうち、ダムサイトＤＳにおける任意の鉛直断面（二次元断面）のグラウチングマップを図４に示す。

同図で示すように、図示するグラウチングマップＧＭでは、多数のグラウチングサイトＧＳごとに、その鉛直方向の各深度位置に多数のグラウチングポイントＧＰが存在しており、各グラウチングポイントＧＰにおいて、単位セメント注入量（の範囲）とグラウチング後のルジオン値（の範囲）を表現する球体が表示されている。

このように、グラウチングマップＧＭにおいて、多数のグラウチングポイントＧＰが存在する場合でも、一つの画面で、各グラウチングポイントＧＰにおける単位セメント注入量（の範囲）とグラウチング後のルジオン値（の範囲）を容易に確認することができる。

このような鉛直二次元断面図は、鉛直方向に切る位置を任意に選択することで多数の鉛直二次元断面を表示することができる。また、ダムサイトを水平方向に切る選択をすることで、水平二次元断面図を表示することもできる（図示略）。またさらに、任意の方向から見た多数の三次元画像を表示することも可能である（図示略）。

ところで、図４で示すグラウチングマップＧＭには、同じグラウチングサイトＧＳにおいて、上下の球体が一部ラップしている箇所が多数確認できる。これは、上下の球体の半径がともにある程度大きく（単位セメント量がある程度多く）、したがって画面表示の関係から双方がラップしたものである。

この場合、図１で示すグラウチングマップ表示装置１０内の球体補正部にて一方の球体の半径が補正され、補正後の大きさを有する球体を表示するようにしている。

図５は球体補正部による球体補正を説明した模式図である。図５の左図で示すように、ラップする球体の上方に前施工の球体Ｃ１、下方に後施工の球体Ｃ２があり、ラップ部分の体積がＶ’、ラップ部分の上端ラインをａ、２つの球体Ｃ１，Ｃ２の交差ラインをｂ、ラップ部分の下端ラインをｃとし、球体Ｃ２の体積をＶ（ｒ）とする。

後施工される球体Ｃ２は、ラップ部分には注入セメントが存在しないことから、ラップ部分の体積Ｖ’分だけその半径はラップを見込まない当初の半径ｒよりも大きなｒ＋α（図５の右図）となる。この半径ｒ＋αを換算し、球体の体積を補正し、補正データを球体補正部から画面表示部に送り、画面表示部にて図５の右図のように補正後の球体に表示し直すことにより、球体同士がラップする場合を勘案したグラウチングマップが作成される。

このようにラップ体積が加味された球体を再表示することで、実施工に即した大きさの球体（実際に注入されたセメント量に応じて造成され、かつ前施工の球体とのラップ部分を除いた領域に造成された後施工の球体）を表現することが可能になる。

また、図６は、コンソリデーショングラウト工とカーテングラウト工それぞれのグラウチングマップがコンピュータ画面上で同時に表示されているのを示した模式図である。

同図で示すように、一つのコンピュータ画面において、その上方にコンソリデーショングラウト工のグラウチングマップ、その下方にカーテングラウト工のグラウチングマップを表示することができる。そして、双方のグラウチングマップともに、単位セメント注入量に応じた大きさを有し、かつルジオン値に応じた色を有した球体が連なる複数のグラウチングサイトを表示していることから、二種のグラウト工を同時に、しかも見易い態様で視認することができる。

以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。

１０…グラウチングマップ表示装置、ＤＳ…ダムサイト、Ｄ…ダム、Ｇ…地盤、Ｇ１〜Ｇ１１…地層、ＧＳ…グラウチングサイト、ＧＰ…グラウチングポイント、ＧＭ…グラウチングマップ

Claims (3)

1. コンピュータに内蔵される入力部と、格納部と、画面表示部と、中央演算処理部(CPU)と、を少なくとも備え、コンピュータ画面上にダムサイトにおけるグラウチング後のグラウチングマップを表示する、グラウチングマップ表示装置であって、
   前記入力部には、ダムサイトにおける複数のグラウチングサイトの調査段階におけるルジオン値と、グラウチングサイトごとのグラウチングの際の単位セメント注入量と、グラウチング後のルジオン値と、が少なくとも入力され、
   前記格納部には、単位セメント注入量がその大きさごとに球体の大きさで分けられた単位セメント注入量規定データと、ルジオン値がその大きさごとに色分けされたルジオン値規定データと、が格納されており、
   前記入力部に入力された各グラウチングサイトの深度ごとのグラウチングポイントにおける単位セメント注入量に基づいて、グラウチングの際の単位セメント注入量に固有の大きさで、かつグラウチング後のルジオン値に固有の色で着色された球体が前記画面表示部にて作成され、球体の大きさと色で単位セメント注入量とルジオン値が表現されてなるグラウチングマップが前記コンピュータ画面に表示される、グラウチングマップ表示装置。
2. 前記グラウチングマップ表示装置はさらに球体補正部を備えており、
   深度ごとに作成された球体がラップする場合、前記球体補正部にてラップ体積を算出し、後施工される球体の体積に該ラップ体積を付加して該後施工される球体の半径を補正し、補正後の球体を前記コンピュータ画面に表示する請求項１に記載のグラウチングマップ表示装置。
3. ダムサイトにおいて、施工断面の異なる二種類のグラウト工である、コンソリデーショングラウト工（水平断面におけるグラウト工）とカーテングラウト工（鉛直断面におけるグラウト工）のそれぞれのグラウチングマップをコンピュータ画面上で同時に表示する請求項１または２に記載のグラウチングマップ表示装置。

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