JP2017115388A - Tunnel face plane displacement monitoring device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To promptly notify displacement of a tunnel face plane on the basis of accurate and appropriate information without relying on a sense of an operator or a watchman in tunnel excavation work.SOLUTION: A tunnel face plane displacement monitoring device comprises: initial shape data acquisition means 11 which acquires initial shape data of a constructed face plane; initial shape data storage means 12 which stores the acquired initial shape data of the face plane; current shape data acquisition means 13 which acquires current shape data of the face plane; face plane displacement information creation means 14 which creates face plane displacement information showing a difference between the initial shape data and the current shape data on the basis of comparison of the stored initial shape data of the face plane with the acquired current shape data; and face plane displacement information projection means 15 which projects an image on the basis of the face plane displacement information on the face plane in a manner that enables an operator to distinguish the difference.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、トンネル切羽面の変位監視装置に関するものであり、詳しくは、掘削直後の切羽面を監視して変位が発生した場合には、作業員に対して、変位発生位置や変位の程度をいち早く報知することが可能な技術に関するものである。   The present invention relates to a displacement monitoring device for a tunnel face. Specifically, when displacement occurs by monitoring the face immediately after excavation, the position of the displacement and the degree of displacement are indicated to the worker. The present invention relates to a technique capable of promptly informing.

トンネル工事において、未固結地山や断層破砕帯等の軟弱地山を掘削する際に、切羽が崩落することがある。このような切羽の崩壊は、安全な作業を行う上で支障となる場合があるため、事前にその兆候を察知して適切な処置を施す必要がある。そこで、切羽の状態を監視して、崩落の危険性が高まった場合に警告を発生するシステムが開発されている(特許文献1、特許文献2参照)。   In tunnel construction, when excavating soft ground such as unconsolidated ground and fault fracture zone, the face may collapse. Such collapse of the face may hinder safe work, so it is necessary to detect the signs in advance and take appropriate measures. Therefore, a system has been developed that monitors the condition of the face and generates a warning when the risk of collapse increases (see Patent Document 1 and Patent Document 2).

特許文献1に記載された技術は、切羽観察記録を作成する際にフリーハンドのスケッチではなく、常に一定の方向や位置から見た正確な切羽観察記録を容易に作成するための装置及び方法に関するものである。この技術は、切羽近似平面がトンネル切羽に対して所定の位置に形成され、互いの位置関係が既知である複数の基準点を切羽近似平面に対してマーキングする。そして、基準点とともに、トンネル切羽を撮影平面上に撮影して得た写真画像に基づいて切羽観察記録を作成するようになっている。   The technique described in Patent Document 1 relates to an apparatus and a method for easily creating an accurate face observation record always viewed from a certain direction and position, not a freehand sketch when creating a face observation record. Is. In this technique, the face approximate plane is formed at a predetermined position with respect to the tunnel face, and a plurality of reference points whose positions are known are marked on the face approximate plane. Then, together with the reference point, a face observation record is created based on a photographic image obtained by photographing the tunnel face on the photographing plane.

特許文献2に記載された技術は、トンネルなどの切羽面の不連続面検出や切羽面における地質境界検出を行うための測量システムに関するものである。この技術は、測量すべきトンネル切羽面について、デジタルカメラで撮影を行ってトンネル切羽面の中心投影画像を取得する。そして、少なくともデジタルカメラ撮影におけるカメラ位置、カメラ姿勢及び焦点距離の値、さらに、カメラレンズのゆがみ、カメラレンズ中心位置のずれの値を使用した中心投影画像から正射投影画像への変換式を用いて解析し、トンネル切羽面の正射投影画像を取得することにより、切羽面の測量を行うようになっている。   The technique described in Patent Document 2 relates to a surveying system for detecting a discontinuous surface of a face such as a tunnel or detecting a geological boundary on the face. In this technique, a tunnel face to be surveyed is photographed with a digital camera to obtain a central projection image of the tunnel face. Then, using a conversion formula from a central projection image to an orthographic projection image using at least the values of the camera position, camera posture and focal length in digital camera shooting, as well as the distortion of the camera lens and the deviation of the camera lens center position. By analyzing the above and obtaining an orthographic projection image of the tunnel face, the face is surveyed.

また、トンネルの切羽後方に取り付けたレーザー変位計により、切羽の押出変位を連続的に測定する方法がある。この方法では、計測データに基づいて、変位速度や崩落に至るまでの予測時間等のデータを算出する。そして、累積変位量や変位速度が、予め設定した管理基準値を超えると、警告灯を点滅して警報を発生するようになっている。   There is also a method of continuously measuring the pushing displacement of the face by a laser displacement meter attached to the rear face of the tunnel. In this method, based on the measurement data, data such as the displacement speed and the predicted time until collapse is calculated. When the accumulated displacement amount or displacement speed exceeds a preset management reference value, a warning lamp blinks to generate an alarm.

特開平8−285583号公報JP-A-8-285583 特開2008−267843号公報JP 2008-267843 A

しかし、監視員により目視で切羽面を監視する方法では、常時監視することが困難であり、監視員の感覚に頼った管理となってしまう。また、特許文献1に記載された技術では、自動的に切羽観察記録を作成することはできるが、切羽面の変位に対する判断は人手に頼っており、崩落等の危険を瞬時に報知することはできない。また、特許文献2に記載された技術では、画像に基づいて切羽面の測量を行うことはできるが、切羽面の変位に対する判断は人手に頼ることになり、特許文献1と同様の問題があった。   However, the method of visually monitoring the face by the monitor is difficult to constantly monitor, and management depends on the sense of the monitor. In addition, the technique described in Patent Document 1 can automatically create a face observation record, but the judgment on the displacement of the face depends on human hands, and it is not possible to immediately notify the danger of collapse or the like. Can not. Further, with the technique described in Patent Document 2, it is possible to survey the face surface based on an image, but the determination of the displacement of the face surface depends on humans, and there is a problem similar to that of Patent Document 1. It was.

さらに、レーザー変位計を用いて切羽の押出変位を連続的に測定する方法では、警告灯を用いて崩落等の危険を報知することはできるが、どの位置で変位が発生しているのかを報知することはできないため、適切な待避を行うことができない場合があった。   Furthermore, in the method of continuously measuring the pushing displacement of the face using a laser displacement meter, it is possible to report the danger of collapse etc. using a warning light, but it is also notified where the displacement is occurring. Because it was not possible to do so, there was a case where it was not possible to properly save.

本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、作業者や監視員の感覚に頼らずに、正確かつ適切な情報に基づいて、迅速に切羽面の変位を報知することが可能なトンネル切羽面の変位監視装置を提供することを目的とする。   The present invention has been proposed in view of the above-described circumstances, and is a tunnel capable of promptly informing the displacement of the faceted surface based on accurate and appropriate information without depending on the sense of the operator or the monitoring staff. An object of the present invention is to provide a displacement monitoring device for a face surface.

本発明のトンネル切羽面の変位監視装置は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を有している。すなわち、本発明のトンネル切羽面の変位監視装置置は、初期形状データ取得手段と、初期形状データ記憶手段と、現形状データ取得手段と、切羽面変位情報作成手段と、切羽面変位情報投影手段とを備えたことを特徴とするものであり、さらに、警報発生手段を備えることが可能である。   In order to achieve the above-mentioned object, the displacement monitoring device for a tunnel face according to the present invention has the following features. That is, the displacement monitoring device for a tunnel face according to the present invention includes an initial shape data acquisition means, an initial shape data storage means, a current shape data acquisition means, a face face displacement information creation means, and a face face displacement information projection means. And, further, an alarm generating means can be provided.

初期形状データ取得手段は、形成した切羽面の初期形状データを取得するための手段である。初期形状データ記憶手段は、取得した切羽面の初期形状データを記憶するための手段である。現形状データ取得手段は、切羽面の現形状データを取得するための手段である。切羽面変位情報作成手段は、初期形状データ記憶手段に記憶した切羽面の初期形状データと、現形状データ取得手段により取得した現形状データとの比較に基づいて、初期形状データと現形状データとの差違を示す切羽面変位情報を作成するための手段である。切羽面変位情報投影手段は、作業者が識別可能となるように、切羽面に対して切羽面変位情報に基づく画像を投影するための手段である。   The initial shape data acquisition means is means for acquiring initial shape data of the formed face. The initial shape data storage means is means for storing the acquired initial shape data of the face surface. The current shape data acquisition means is means for acquiring current shape data of the face. The face surface displacement information creating means is based on a comparison between the initial shape data of the face surface stored in the initial shape data storage means and the current shape data acquired by the current shape data acquisition means. This is means for creating face surface displacement information indicating the difference between the two. The face surface displacement information projecting means is a means for projecting an image based on the face surface displacement information onto the face surface so that the operator can identify the face surface displacement information.

上述した構成からなるトンネル切羽面の変位監視装置において、切羽面変位情報投影手段は、投影する画像の色相、彩度、明度の少なくとも一つにより、初期形状データと現形状データとの差違を表現することが可能である。   In the displacement monitoring apparatus for a tunnel face having the above-described configuration, the face face displacement information projection means expresses the difference between the initial shape data and the current shape data by at least one of hue, saturation, and brightness of the projected image. Is possible.

また、上述した構成からなるトンネル切羽面の変位監視装置において、警報発生手段は、切羽面変位情報における初期形状データと現形状データとの差違が閾値を超えた場合に警報を発生するための手段である。   Further, in the tunnel face displacement monitoring apparatus having the above-described configuration, the alarm generation means is means for generating an alarm when the difference between the initial shape data and the current shape data in the face face displacement information exceeds a threshold value. It is.

上述した構成からなるトンネル切羽面の変位監視装置では、掘削機械により掘削を行い、支保工を建て込み、鏡面へコンクリートを吹き付け、ロックボルトを施工して切羽面を形成する。そして、初期形状データ記憶手段の機能により、トンネル掘削完了時(鏡面へのコンクリート吹き付け終了時)におけるトンネル切羽面の初期形状データを記憶しておく。   In the tunnel face face displacement monitoring device having the above-described configuration, excavation equipment is used for excavation, a support is built, concrete is sprayed onto the mirror surface, and a lock bolt is applied to form the face face. Then, by the function of the initial shape data storage means, the initial shape data of the tunnel face when the tunnel excavation is completed (concrete spraying on the mirror surface) is stored.

切羽面を形成した後(鏡面へのコンクリート吹き付けを終了した後)、現形状データ取得手段の機能により、形成した切羽面の現形状データを取得する。そして、切羽面変位情報作成手段の機能により、初期形状データと現形状データとを比較して、初期形状データと現形状データとの差違を示す切羽面変位情報を作成する。切羽面変位情報とは、形成したトンネル切羽面が初期形状とどの程度相違しているかを示す情報(変位情報)であり、トンネル切羽面の膨らみ、亀裂の発生、崩落等による形状変化を示している。作成された切羽面変位情報は、切羽面変位情報投影手段の機能により、作業者が識別可能となるよう、トンネル切羽面に対して投影する。   After forming the face surface (after finishing concrete spraying on the mirror surface), the current shape data of the formed face surface is acquired by the function of the current shape data acquisition means. Then, by the function of the face surface displacement information creation means, the initial shape data and the current shape data are compared, and face face displacement information indicating the difference between the initial shape data and the current shape data is created. The face face displacement information is information (displacement information) that indicates how much the formed tunnel face face differs from the initial shape, and shows the shape change due to the swell of the tunnel face, occurrence of cracks, collapse, etc. Yes. The created face face displacement information is projected onto the tunnel face face so that the operator can identify the face face displacement information projection means.

切羽面変位情報の投影では、投影画像の色を変化させたり、明るさを変化させたりして、トンネル切羽面の形成状態の変化を表現する。例えば、トンネル切羽面の形成に伴い、現形状データと基準データとの差違が生じると、その度合いに応じて投影色を変化させる。そして、初期形状データと現形状データとの差違が閾値を超えた場合には、切羽面の崩落等の危険が発生する可能性があるため、崩落危険箇所等における投影画像の明るさを一気に増すとともに赤色表示し、あるいは、スピーカーから警報音を発生して、作業者に対して切羽面の変位状況を報知する。   In the projection of the face face displacement information, the change in the formation state of the tunnel face face is expressed by changing the color of the projected image or changing the brightness. For example, if a difference between the current shape data and the reference data occurs with the formation of the tunnel face, the projection color is changed according to the degree. If the difference between the initial shape data and the current shape data exceeds the threshold value, there is a possibility that the face surface will collapse, so the brightness of the projected image at the collapse risk location etc. will increase at a stretch. At the same time, it is displayed in red, or an alarm sound is generated from the speaker to notify the operator of the displacement state of the face.

本発明のトンネル切羽面の変位監視装置によれば、トンネル切羽面の初期形状データを記憶しておき、トンネル掘削工程におけるトンネル切羽面に対して、初期形状データと現形状データとの差違を示す切羽面変位情報を投影する。これにより、作業者は、切羽面の形状が初期形状と一致しているか否かを瞬時に認識することができるので、万が一、切羽面の崩落等の危険が発生した場合には、現場待避等、適切な行動を起こすことができる。   According to the displacement monitoring device for a tunnel face according to the present invention, the initial shape data of the tunnel face is stored, and the difference between the initial shape data and the current shape data is shown for the tunnel face in the tunnel excavation process. Project face face displacement information. As a result, the operator can instantly recognize whether or not the shape of the face surface matches the initial shape, so in the unlikely event that the face surface collapses, etc. Can take appropriate action.

また、投影する画像の色相、彩度、明度の少なくとも一つにより、初期形状データと現形状データとの差違を表現することにより、作業者は、正確かつ適切な情報を瞬時に認識することができるので、迅速に切羽面の状態を把握することができる。   Also, by expressing the difference between the initial shape data and the current shape data by at least one of the hue, saturation, and brightness of the projected image, the operator can instantly recognize accurate and appropriate information. Since it is possible, it is possible to quickly grasp the state of the facet.

さらに、初期形状データと現形状データとの差違が閾値を超えて、切羽面の崩落等の危険が発生する可能性がある場合には、警報手段により警報を発生することにより、作業者は、いち早く切羽面の変位に気付くことができるので、さらに一層、適切な対処を行うことができる。   Furthermore, when the difference between the initial shape data and the current shape data exceeds the threshold and there is a possibility that the face surface collapses, etc., by generating an alarm by the alarm means, Since it is possible to notice the displacement of the face face as soon as possible, it is possible to take further appropriate measures.

本発明の実施形態に係るトンネル切羽面の変位監視装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the displacement monitoring apparatus of the tunnel face surface which concerns on embodiment of this invention. トンネル切羽面に対する変位情報の投影状態を示す模式図。The schematic diagram which shows the projection state of the displacement information with respect to a tunnel face.

以下、図面を参照して、本発明に係るトンネル切羽面の変位監視装置(以下、変位監視装置と略記する)の実施形態を説明する。図1及び図2は本発明の実施形態に係る変位監視装置を説明するもので、図1は変位監視装置の構成を示すブロック図、図2はトンネル切羽面に対する変位情報の投影状態を示す模式図である。   Hereinafter, an embodiment of a displacement face monitoring device (hereinafter abbreviated as displacement monitoring device) according to the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 illustrate a displacement monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the displacement monitoring apparatus, and FIG. 2 is a schematic diagram showing a projection state of displacement information on a tunnel face. FIG.

<変位監視装置の概要>
本発明の実施形態に係る変位監視装置は、トンネル切羽面の状態を常時監視し、作業員や監視員に対してトンネル切羽面の状態を認識させるとともに、崩落等の危険が発生する可能性がある場合には、いち早く作業員にその旨を報知して、待避等、適切な処置を行うことができるようにした技術である。
<Outline of displacement monitoring device>
The displacement monitoring device according to the embodiment of the present invention constantly monitors the state of the tunnel face and makes the worker or the monitor recognize the state of the tunnel face and may cause danger such as collapse. In some cases, this is a technique that promptly informs the worker of that fact and can take appropriate measures such as evacuation.

<変位監視装置の詳細>
本発明の実施形態に係る変位監視装置10は、図1に示すように、初期形状データ取得手段11、初期形状データ記憶手段12、現形状データ取得手段13、切羽面変位情報作成手段14、切羽面変位情報投影手段15を備えており、さらに警報発生手段16を備えることが可能である。以下、各手段について詳述する。
<Details of displacement monitoring device>
As shown in FIG. 1, the displacement monitoring apparatus 10 according to the embodiment of the present invention includes an initial shape data acquisition unit 11, an initial shape data storage unit 12, a current shape data acquisition unit 13, a face surface displacement information generation unit 14, and a face. Surface displacement information projection means 15 is provided, and alarm generation means 16 can be further provided. Hereinafter, each means will be described in detail.

<初期形状データ取得手段>
初期形状データ取得手段11は、形成した切羽面の初期形状データを取得するための手段であり、例えば、ビデオカメラ等の撮像装置及び照明装置等からなる。この初期形状データ取得手段11は、例えば、トンネルの天端等に設置して、トンネル切羽面を撮像対象とする。この際、照度が不足していれば、投光器やLEDライト等の照明装置によりトンネル切羽面に撮影光を照射することが好ましい。初期形状データ取得手段11により取得した初期形状データは、初期形状データ記憶手段12に記憶する。なお、形成した切羽面の初期形状データとは、掘削機械により掘削を行い、支保工を建て込み、鏡面へコンクリートを吹き付けた時点における切羽面の形状データである。
<Initial shape data acquisition means>
The initial shape data acquisition unit 11 is a unit for acquiring the initial shape data of the formed face, and includes, for example, an imaging device such as a video camera and an illumination device. For example, the initial shape data acquisition unit 11 is installed at the top of a tunnel or the like, and uses the face of the tunnel as an imaging target. At this time, if the illuminance is insufficient, it is preferable to irradiate the tunnel face with photographing light by an illumination device such as a projector or an LED light. The initial shape data acquired by the initial shape data acquisition means 11 is stored in the initial shape data storage means 12. The initial shape data of the formed face is the shape data of the face when the excavation machine is excavated, a support is built, and concrete is sprayed onto the mirror surface.

<初期形状データ記憶手段>
初期形状データ記憶手段12は、例えば、HDD等の大容量記憶装置からなる。この初期形状データ記憶手段12に、トンネル掘削完了時(鏡面へのコンクリート吹き付け終了時)におけるトンネル切羽面の初期形状データ(断面形状、地山状況等のデータ)を記憶しておく。初期形状データは、切羽面変位情報作成手段14に送信されて、現形状データとともにトンネル切羽面変位情報の作成に使用する。
<Initial shape data storage means>
The initial shape data storage unit 12 includes a large capacity storage device such as an HDD. The initial shape data storage means 12 stores initial shape data (data such as cross-sectional shape and ground condition) of the tunnel face when tunnel excavation is completed (concrete spraying onto the mirror surface). The initial shape data is transmitted to the face surface displacement information creating means 14 and used to create the tunnel face surface displacement information together with the current shape data.

この初期形状データ記憶手段12は、トンネルの掘削現場に設置したコンピュータに内蔵(付帯)していてもよいが、データ通信回線を介してデータ通信可能に設置されていてもよい。例えば、管理施設に設置したサーバー(図示せず)を初期形状データ記憶手段12として機能させるとともに、サーバーと、初期形状データ取得手段11、現形状データ取得手段13、切羽面変位情報作成手段14、切羽面変位情報投影手段15とをデータ通信回線を介して接続することにより、情報を送受信してもよい。この場合、サーバーはクラウドシステム上に構築した仮想サーバーであってもよい。   The initial shape data storage means 12 may be built in (attached) to a computer installed at the excavation site of the tunnel, or may be installed so that data communication is possible via a data communication line. For example, a server (not shown) installed in the management facility is caused to function as the initial shape data storage unit 12, and the server, the initial shape data acquisition unit 11, the current shape data acquisition unit 13, the face surface displacement information generation unit 14, Information may be transmitted and received by connecting the face surface displacement information projection means 15 via a data communication line. In this case, the server may be a virtual server constructed on a cloud system.

また、データ通信回線は、データの送受信を行うことができればどのような回線であってもよく、インターネット、公衆電話回線、専用データ通信回線、無線LAN回線、有線LAN回線等を、単独であるいは組み合わせて用いることができる。このように、初期形状データ記憶手段12をサーバーの機能とすることにより、湿度が高く、あるいは粉塵が存在して、コンピュータ等の精密機械にとって環境が良いとは言えない施工現場においても本発明に係る変位監視装置10を使用することができる。   The data communication line may be any line as long as it can transmit and receive data, and the Internet, a public telephone line, a dedicated data communication line, a wireless LAN line, a wired LAN line, etc., alone or in combination. Can be used. Thus, by making the initial shape data storage means 12 a server function, the present invention can be applied to a construction site where the humidity is high or dust is present and the environment is not good for a precision machine such as a computer. Such a displacement monitoring device 10 can be used.

<現形状データ取得手段>
現形状データ取得手段13は、トンネル掘削工程において形成したトンネル切羽面の現形状データを取得するための手段であり、例えば、ビデオカメラ等の撮像装置及び照明装置等からなる。この現形状データ取得手段13は、例えば、トンネルの天端等に設置して、トンネル切羽面を撮像対象とする。この際、照度が不足していれば、投光器やLEDライト等の照明装置によりトンネル切羽面に撮影光を照射することが好ましい。現形状データ取得手段13により取得した現形状データは、切羽面変位情報作成手段13に送信されて、初期形状データとともに切羽面変位情報の作成に使用する。なお、現形状データ取得手段13は、初期形状データ取得手段11と兼用の手段として構成してもよい。
<Current shape data acquisition means>
The current shape data acquisition unit 13 is a unit for acquiring current shape data of the tunnel face formed in the tunnel excavation process, and includes, for example, an imaging device such as a video camera, an illumination device, and the like. This current shape data acquisition means 13 is installed, for example, at the top end of the tunnel, and the tunnel face is taken as an imaging target. At this time, if the illuminance is insufficient, it is preferable to irradiate the tunnel face with photographing light by an illumination device such as a projector or an LED light. The current shape data acquired by the current shape data acquisition means 13 is transmitted to the face surface displacement information creation means 13 and used to create face face displacement information together with the initial shape data. The current shape data acquisition unit 13 may be configured as a unit that also serves as the initial shape data acquisition unit 11.

<切羽面変位情報作成手段>
切羽面変位情報作成手段13は、初期形状データ記憶手段12に記憶したトンネル切羽面の初期形状データと、取得した現形状データとの比較に基づいて、初期形状データと現形状データとの差違を示す切羽面変位情報を作成するための手段であり、例えば、コンピュータ及びその付帯装置と、コンピュータにインストールすることによりハードウェアと協同して動作するアプリケーションプログラムとからなる。
<Cut face displacement information creation means>
The face surface displacement information creation means 13 determines the difference between the initial shape data and the current shape data based on the comparison between the initial shape data of the tunnel face and the acquired current shape data stored in the initial shape data storage means 12. It is a means for creating the face face displacement information shown, and comprises, for example, a computer and its associated devices, and an application program that operates in cooperation with hardware by being installed in the computer.

なお、初期形状データ記憶手段12と同様に、切羽面変位情報作成手段14は、トンネルの掘削現場に設置したコンピュータに内蔵(付帯)していてもよいが、データ通信回線を介してデータ通信可能に設置されていてもよい。   As with the initial shape data storage means 12, the face face displacement information creation means 14 may be built in (attached) to a computer installed at the excavation site of the tunnel, but data communication is possible via a data communication line. It may be installed in.

<切羽面変位情報投影手段>
切羽面変位情報投影手段15は、作業者が識別可能となるように、トンネル切羽面に対して切羽面変位情報に基づく画像を投影するための手段であり、例えば、液晶プロジェクタからなる。この切羽面変位情報投影手段15は、例えば、トンネルの天端等に設置して、トンネル切羽面を投影対象面とする。
<Face displacement information projection means>
The face surface displacement information projection means 15 is a means for projecting an image based on the face face displacement information onto the tunnel face so that the operator can identify the face face displacement information, and is composed of, for example, a liquid crystal projector. This face surface displacement information projection means 15 is installed, for example, at the top of a tunnel, and the tunnel face surface is set as a projection target surface.

液晶プロジェクタは、図示しないが、光源、液晶パネル、投影レンズ系等を主要な構成要素とする機器であり、切羽面変位情報作成手段14で作成した切羽面変位情報を映像化してトンネル切羽面に投影する。この際、トンネル切羽面に投影する情報を三次元的に表現することが好ましい。情報を三次元的に表現するには、プロジェクションマッピングの技術を用いればよい。なお、プロジェクションマッピングには、映像を三次元的に表現するためのハードウェア及びソフトウェアが必要となる。   Although not shown, the liquid crystal projector is a device having a light source, a liquid crystal panel, a projection lens system, and the like as main components, and visualizes the face surface displacement information created by the face surface displacement information creating means 14 and displays it on the tunnel face. Project. At this time, it is preferable to three-dimensionally express the information projected on the tunnel face. In order to express information three-dimensionally, a projection mapping technique may be used. Note that the projection mapping requires hardware and software for expressing a video three-dimensionally.

<警報発生手段>
警報発生手段16は、初期形状データと現形状データとの差違が閾値を超えた場合に警報を発生するための手段である。例えば、切羽面変位情報投影手段15によりトンネル切羽面に投影する画像の態様(色相、彩度、明度の少なくとも一つ)を、正常な状態と比較して極端に変化させることにより、切羽面変位情報投影手段15を警報発生として機能させてもよいし、警報を発生するための装置を別途設けてもよい。
<Alarm generating means>
The alarm generation unit 16 is a unit for generating an alarm when the difference between the initial shape data and the current shape data exceeds a threshold value. For example, the face surface displacement is changed by extremely changing the mode (at least one of hue, saturation, and lightness) of the image projected onto the tunnel face by the face surface displacement information projection unit 15 as compared with the normal state. The information projection means 15 may function as an alarm generation, or a device for generating an alarm may be provided separately.

警報発生装置としては、例えば、図2に示すように、アンプ及びスピーカーや回転灯を挙げることができる。すなわち、スピーカーから警報音を発生したり、回転灯を点灯、点滅させたりして、警報を発生する。また、上述した投影画像による警報と警報発生装置による警報との双方を行ってもよい。   Examples of the alarm generating device include an amplifier, a speaker, and a rotating lamp as shown in FIG. That is, an alarm is generated by generating an alarm sound from a speaker or turning on or blinking a rotating lamp. Moreover, you may perform both the warning by the projection image mentioned above, and the warning by an alarm generator.

<切羽面変位情報の投影>
以下、本実施形態の変位監視装置10を用いて、トンネル切羽面に対して切羽面変位情報を投影する手順を説明する。切羽面変位情報を作成するには、初期形状データ取得手段11の機能により、鏡面へのコンクリート吹き付け終了時における切羽面の初期形状データを取得する。例えば、ビデオカメラにより、形成したトンネル切羽面を撮影して初期形状データを取得する。取得した初期形状データは、初期形状データ記憶手段12に記憶しておく。
<Projection of face displacement information>
Hereinafter, a procedure for projecting face face displacement information on the tunnel face face using the displacement monitoring apparatus 10 of the present embodiment will be described. In order to create the face surface displacement information, the initial shape data acquisition unit 11 acquires the initial shape data of the face surface at the end of spraying of concrete onto the mirror surface. For example, the formed face of the tunnel is photographed with a video camera to obtain initial shape data. The acquired initial shape data is stored in the initial shape data storage unit 12.

一方、その後のトンネル切羽面の現形状データは、現形状データ取得手段13の機能により取得する。例えば、ビデオカメラにより、トンネル切羽面の現状を撮影して現形状データを取得する。この現形状データは、コンピュータの一時記憶領域に記憶しておく。   On the other hand, the current shape data of the subsequent tunnel face is acquired by the function of the current shape data acquisition means 13. For example, the current shape data is acquired by photographing the current state of the tunnel face with a video camera. This current shape data is stored in a temporary storage area of the computer.

そして、切羽面変位情報作成手段14の機能により、初期形状データと現形状データとを用いて、両データの差違を演算し、切羽面変位情報を作成する。演算結果である切羽面変位情報は、切羽面変位情報投影手段15の機能により、画像としてトンネル切羽面に投影する。当該投影する画像は、色相、彩度、明度の少なくとも一つにより、初期形状データと現形状データとの差違を表現する。   Then, the function of the face surface displacement information creating means 14 calculates the difference between both data using the initial shape data and the current shape data, and creates face surface displacement information. The face surface displacement information as the calculation result is projected as an image on the tunnel face by the function of the face surface displacement information projection means 15. The projected image represents the difference between the initial shape data and the current shape data by at least one of hue, saturation, and brightness.

図2を参照して、上述した手順について説明する。図2(a)はトンネル切羽面を形成した当初の投影状態、図2(b)はトンネル切羽面の形成から時間が経過した時点の投影状態、図2(c)は警告発生を行う時点の投影状態を示す。   The procedure described above will be described with reference to FIG. 2A is an initial projection state when the tunnel face is formed, FIG. 2B is a projection state when time has elapsed since the formation of the tunnel face, and FIG. 2C is a time when a warning is generated. Indicates the projection state.

トンネル掘削によりトンネル切羽面を形成した当初には、トンネル切羽面に初期形状データを投影する。そして、トンネル切羽面の形状が変化するに従い、初期形状データと現形状データとの差違を、投影画像の色相、彩度、明度の少なくとも一つにより表現する。さらに、初期形状データと現形状データとの差違が閾値を超えてトンネル切羽面の崩落等が生じる可能性がある場合には、投影画像の色彩を変化させたり、一気に明るさを増したりして、作業者に対してトンネル切羽面の形状変化が異常であることを報知する。また、同時に、警報発生装置であるスピーカーから警報音を発生する。切羽面変位情報として、等高線を用いて、トンネル切羽面の状態を表現してもよい。   When the tunnel face is formed by tunnel excavation, initial shape data is projected onto the tunnel face. Then, as the shape of the tunnel face changes, the difference between the initial shape data and the current shape data is expressed by at least one of hue, saturation, and brightness of the projected image. Furthermore, if there is a possibility that the difference between the initial shape data and the current shape data will exceed the threshold and the face of the tunnel face will collapse, change the color of the projected image or increase the brightness at once. The operator is informed that the shape change of the tunnel face is abnormal. At the same time, an alarm sound is generated from a speaker which is an alarm generation device. As the face face displacement information, a contour face may be used to express the state of the tunnel face face.

<他の実施形態>
上述した実施形態は、本発明に係るトンネル切羽面の変位監視装置の基本的な態様であるが、他の技術を組み合わせることにより、より一層多面的に、トンネル切羽面の変位監視を行うことができる。例えば、ボーリング調査や弾性波を用いた解析技術等によりトンネル地山の地質を把握し、各地質に対してトンネル切羽面がどのような変位を来した場合に、トンネル切羽面の崩壊や出水等が発生するのかをデータとして蓄積しておく。そして、トンネル地山とトンネル切羽面との変位との関係に基づいて、崩落や出水が発生する危険性や、その発生予想時刻等を演算して、警報を発生することが可能である。このような技術を用いることにより、より一層迅速にトンネル切羽面の変位を報知することが可能となる。
<Other embodiments>
The above-described embodiment is a basic aspect of the displacement monitoring device for a tunnel face according to the present invention, but the displacement of the tunnel face can be monitored in a more multifaceted manner by combining other techniques. it can. For example, the geology of the tunnel ground is grasped by means of boring surveys or analysis techniques using elastic waves, and what kind of displacement the face of the tunnel faces in relation to the quality of each location, collapse of the tunnel face, flooding, etc. Is stored as data. Then, based on the relationship between the displacement of the tunnel ground and the face of the tunnel face, it is possible to generate a warning by calculating the risk of collapse or flooding, the expected time of occurrence, and the like. By using such a technique, it becomes possible to notify the displacement of the tunnel facet more rapidly.

10 変位監視装置
11 初期形状データ取得手段
12 初期形状データ記憶手段
13 現形状データ取得手段
14 切羽面変位情報作成手段
15 切羽面変位情報投影手段
16 警報発生手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Displacement monitoring apparatus 11 Initial shape data acquisition means 12 Initial shape data storage means 13 Current shape data acquisition means 14 Face face displacement information creation means 15 Face face displacement information projection means 16 Alarm generation means

Claims (3)

形成した切羽面の初期形状データを取得する初期形状データ取得手段と、
前記取得した切羽面の初期形状データを記憶する初期形状データ記憶手段と、
前記切羽面の現形状データを取得する現形状データ取得手段と、
前記記憶した切羽面の初期形状データと、前記取得した現形状データとの比較に基づいて、前記初期形状データと前記現形状データとの差違を示す切羽面変位情報を作成する切羽面変位情報作成手段と、
作業者が識別可能となるように、前記切羽面に対して前記切羽面変位情報に基づく画像を投影する切羽面変位情報投影手段と、
を備えたことを特徴とするトンネル切羽面の変位監視装置。
Initial shape data acquisition means for acquiring initial shape data of the formed face surface;
Initial shape data storage means for storing the acquired initial shape data of the face surface;
Current shape data acquisition means for acquiring current shape data of the face surface;
Face face displacement information creation for creating face face displacement information indicating a difference between the initial shape data and the current shape data based on a comparison between the stored initial face shape data and the acquired current shape data Means,
Face face displacement information projection means for projecting an image based on the face face displacement information onto the face face so that an operator can identify the face face;
A displacement monitoring device for a tunnel face, characterized by comprising:
前記切羽面変位情報投影手段は、投影する画像の色相、彩度、明度の少なくとも一つにより、初期形状データと現形状データとの差違を表現する、
ことを特徴とする請求項1に記載のトンネル切羽面の変位監視装置。
The face surface displacement information projection means expresses the difference between the initial shape data and the current shape data by at least one of hue, saturation, and brightness of the image to be projected.
The displacement monitoring device for a tunnel face according to claim 1.
前記切羽面変位情報における前記初期形状データと前記現形状データとの差違が閾値を超えた場合に警報を発生する警報発生手段を備えた、
ことを特徴とする請求項1または2に記載のトンネル切羽面の変位監視装置。
An alarm generating means for generating an alarm when a difference between the initial shape data and the current shape data in the face face displacement information exceeds a threshold;
The displacement monitoring device for a tunnel face according to claim 1 or 2.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019015040A (en) * 2017-07-04 2019-01-31 株式会社福田組 Excavation support system
JP2019066368A (en) * 2017-10-03 2019-04-25 株式会社フジタ System and method for detecting displacement of structure
JP2019199708A (en) * 2018-05-15 2019-11-21 株式会社竹中土木 Method for monitoring tunnel working face
JP2019203328A (en) * 2018-05-24 2019-11-28 株式会社安藤・間 Monitoring system of tunnel working face, and monitoring method of tunnel working face
JP2020197389A (en) * 2019-05-30 2020-12-10 株式会社安藤・間 Excavation surface geological evaluation method
JP2021096140A (en) * 2019-12-17 2021-06-24 株式会社安藤・間 Method for evaluating geology of drilled surface
JP2021095716A (en) * 2019-12-16 2021-06-24 鹿島建設株式会社 Management method of concrete spray thickness and management system of concrete spray thickness
CN117495967A (en) * 2023-12-29 2024-02-02 四川高速公路建设开发集团有限公司 Tunnel face displacement field monitoring method

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000155855A (en) * 1998-06-30 2000-06-06 Tobishima Corp Operation support information system using sense of virtual reality
JP2001194112A (en) * 2000-01-14 2001-07-19 Taisei Corp Alarm method and apparatus for displacement of tunnel working face
JP2005083893A (en) * 2003-09-09 2005-03-31 Enzan Kobo:Kk Method for displaying cross section measurement result and its program
JP2005331363A (en) * 2004-05-20 2005-12-02 Taisei Corp Method for monitoring cutting face of tunnel, and instrument for measuring the cutting face of tunnel
JP2007003380A (en) * 2005-06-24 2007-01-11 Taisei Corp Object monitoring system, object monitoring method, and object monitoring program
JP2013023960A (en) * 2011-07-25 2013-02-04 Sooki:Kk Tunnel construction information projection system
WO2014053669A1 (en) * 2012-10-01 2014-04-10 Acciona Infraestructuras, S.A. Projection device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000155855A (en) * 1998-06-30 2000-06-06 Tobishima Corp Operation support information system using sense of virtual reality
JP2001194112A (en) * 2000-01-14 2001-07-19 Taisei Corp Alarm method and apparatus for displacement of tunnel working face
JP2005083893A (en) * 2003-09-09 2005-03-31 Enzan Kobo:Kk Method for displaying cross section measurement result and its program
JP2005331363A (en) * 2004-05-20 2005-12-02 Taisei Corp Method for monitoring cutting face of tunnel, and instrument for measuring the cutting face of tunnel
JP2007003380A (en) * 2005-06-24 2007-01-11 Taisei Corp Object monitoring system, object monitoring method, and object monitoring program
JP2013023960A (en) * 2011-07-25 2013-02-04 Sooki:Kk Tunnel construction information projection system
WO2014053669A1 (en) * 2012-10-01 2014-04-10 Acciona Infraestructuras, S.A. Projection device

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019015040A (en) * 2017-07-04 2019-01-31 株式会社福田組 Excavation support system
JP2019066368A (en) * 2017-10-03 2019-04-25 株式会社フジタ System and method for detecting displacement of structure
JP2019199708A (en) * 2018-05-15 2019-11-21 株式会社竹中土木 Method for monitoring tunnel working face
JP7018355B2 (en) 2018-05-24 2022-02-10 株式会社安藤・間 Tunnel face monitoring system and tunnel face monitoring method
JP2019203328A (en) * 2018-05-24 2019-11-28 株式会社安藤・間 Monitoring system of tunnel working face, and monitoring method of tunnel working face
JP2020197389A (en) * 2019-05-30 2020-12-10 株式会社安藤・間 Excavation surface geological evaluation method
JP7296250B2 (en) 2019-05-30 2023-06-22 株式会社安藤・間 Excavation surface geological evaluation method
JP2021095716A (en) * 2019-12-16 2021-06-24 鹿島建設株式会社 Management method of concrete spray thickness and management system of concrete spray thickness
JP7409857B2 (en) 2019-12-16 2024-01-09 鹿島建設株式会社 Concrete spraying thickness management method and concrete spraying thickness management system
JP2021096140A (en) * 2019-12-17 2021-06-24 株式会社安藤・間 Method for evaluating geology of drilled surface
JP7315449B2 (en) 2019-12-17 2023-07-26 株式会社安藤・間 Excavation surface geological evaluation method
CN117495967A (en) * 2023-12-29 2024-02-02 四川高速公路建设开发集团有限公司 Tunnel face displacement field monitoring method
CN117495967B (en) * 2023-12-29 2024-04-05 四川高速公路建设开发集团有限公司 Tunnel face displacement field monitoring method

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