JP2602818B2 - Inspection method for abnormalities such as cavities and cracks in tunnel structures - Google Patents

Inspection method for abnormalities such as cavities and cracks in tunnel structures

Info

Publication number
JP2602818B2
JP2602818B2 JP61286673A JP28667386A JP2602818B2 JP 2602818 B2 JP2602818 B2 JP 2602818B2 JP 61286673 A JP61286673 A JP 61286673A JP 28667386 A JP28667386 A JP 28667386A JP 2602818 B2 JP2602818 B2 JP 2602818B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tunnel
cracks
lining
gamma ray
observation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP61286673A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS63140945A (en
Inventor
春視 荒木
Original Assignee
朝日航洋 株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 朝日航洋 株式会社 filed Critical 朝日航洋 株式会社
Priority to JP61286673A priority Critical patent/JP2602818B2/en
Publication of JPS63140945A publication Critical patent/JPS63140945A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2602818B2 publication Critical patent/JP2602818B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G07CHECKING-DEVICES
    • G07CTIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C3/00Registering or indicating the condition or the working of machines or other apparatus, other than vehicles

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、トンネル構造物の空洞・亀裂等の異常を検
査する方法に係る。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for inspecting a tunnel structure for abnormalities such as cavities and cracks.

[従来の技術] 道路、鉄道等の土木構造物は、地滑り、崩壊等の災害
多発地区及び危険地区では、これらの災害による破壊を
回避するために、地表を避けて基盤岩に、トンネルを掘
削して建設する傾向にある。
[Prior art] In civil engineering structures such as roads and railways, tunnels are excavated in basement rocks avoiding the surface of the earth to avoid destruction due to these disasters in disaster prone areas such as landslides and collapses and in dangerous areas. And tend to build.

然しながら、このようなトンネル構造物も、経年変形
により劣化し、そのまま放置しておくと最後には破壊し
てしまうことを避け得なかった。
However, such a tunnel structure also deteriorated due to secular deformation, and it was inevitable that the tunnel structure would eventually break if left as it is.

トンネル構造物の経年変化は、現象面からみて、力学
的な変形、物理的な変化、化学的な変化に分類される。
The secular change of the tunnel structure is classified into mechanical deformation, physical change, and chemical change in terms of phenomena.

力学的な変形は、応力場の変化が原因となってトンネ
ル断面形状に変形を生じ、これが覆工面の亀裂、落盤、
剥離、圧挫、盤膨れ、目地切れ、食い違い等となって現
われる。
Mechanical deformation causes deformation in the tunnel cross-sectional shape due to the change in the stress field, which causes cracks on the lining surface,
It appears as peeling, crushing, board swelling, joint breakage, discrepancy, etc.

物理的な変化には、覆工背面の土砂流出、粘土鉱物の
膨潤、凍結膨脹等があり、これらの進行は力学的な変形
を来たす。
Physical changes include runoff of soil behind the lining, swelling of clay minerals, freezing expansion, and the like, and the progress of these causes mechanical deformation.

化学的な変化には、風化作用による岩質変化、鉱泉、
温泉を含めての地下水による腐食等があり、これらの進
行は同様に力学的な変形を齎らす。
Chemical changes include rock changes due to weathering, mineral springs,
Corrosion due to groundwater including hot springs, etc., also causes mechanical deformation.

そのため、トンネル構造物の安全性に決定的な影響を
及ぼすような前記変形に因る破壊に至る前に、覆工面の
亀裂、水漏れ、または覆工背面の周囲の地質構造を検査
し、これらの関係を解読して、適切な補修・補強をする
必要がある。
Therefore, before the destruction due to the deformation that has a decisive effect on the safety of the tunnel structure, cracks in the lining surface, water leaks, or the geological structure around the lining back surface are inspected, and It is necessary to decipher the relationship and to perform appropriate repairs and reinforcements.

定点的な観測を行なう方法として、特開昭61−72169
号公報、特公昭60−213854号公報、特開昭52−125401号
公報に示されるような発明が提案されたが、このような
技術は、何れも、観測点を定めて観測及び検知を行なう
関係で、交通の頻繁な道路やトンネル等の長距離に亘る
場合、その都度観測点を変更移動し、観測点の設定ごと
に、器材を配備しなければならず、観測や検査の実施中
は、交通を阻害し、渋滞を来たすといった問題があっ
て、現実の観測、検査には著しく不利益がある。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-72169 discloses a method for performing fixed point observation.
JP, JP-B-60-213854, and JP-A-52-125401 have proposed the inventions, but all of these techniques perform observation and detection by defining an observation point. Due to this, if the vehicle travels over long distances such as roads and tunnels with frequent traffic, the observation point must be changed and moved each time, and equipment must be deployed for each observation point setting. However, there are problems such as obstructing traffic and congestion, and there is a significant disadvantage in actual observation and inspection.

交通を比較的妨げず、渋滞を軽減して観測や検査を行
なう方法として、車輛の走行中に、連続して、検査目的
を遂げるために、必要な機材を走行車輛に搭載し、走行
中に連続して観測、検査を行なう技術が、特開昭60−12
2306号公報に示されるように提案されてはいるが、この
開示された発明では、発明の目的が、路面のクラックの
検出という限定されたものである為、レーザー光を使用
して投光方向とは異る方向で路面からのレーザー反射光
を受光する受光器と、投光方向と同一方向で路面からの
反射光を受光する受光器との夫々の出力の相対レベルの
比較と位置検出器の出力とを距離変化に対応して記録し
てゆくといった方法が採られている。
As a method of performing observation and inspection while reducing traffic congestion without relatively obstructing traffic, necessary equipment is mounted on the traveling vehicle to achieve the inspection purpose continuously while the vehicle is running, and Technology for continuous observation and inspection is disclosed in
Although proposed as disclosed in Japanese Patent No. 2306, in this disclosed invention, since the object of the invention is limited to detection of cracks on the road surface, the projection direction using laser light Comparison of the relative level of the output of the receiver that receives the laser reflected light from the road surface in a different direction from that of the road, and the position detector that receives the reflected light from the road surface in the same direction as the projection direction Is recorded in correspondence with the change in distance.

こうした方法は、道路面を対象とするが故に、それは
それなりに所期の効果を奏するとしても、トンネル内の
ように、そしてまたトンネル覆工の厚さやその背後の奥
深い部分の状況までを知得検査するのには適していな
い。
Because these methods are intended for road surfaces, they will have the intended effect, but they will be able to understand the depth of the tunnel lining and the depth behind it, as in a tunnel. Not suitable for testing.

つまり、覆工表面の状態測知に適合させることはでき
ても、本発明が意図しているような覆工の厚さやその背
後の状態まで観測するのには不向きであり、況して、レ
ーザー光のトンネル覆光表面での反射が、殆んど減衰す
ることなしに作業者に対して降り注ぎ、作業者がレーザ
ー反射光の被曝にあって危険極まりなく、開放環境にあ
る路面での路面クラックの検出の役には立っても、これ
をトンネル構造物の空洞・亀裂等の異を検知する目的に
は到底活用し得るものではなかった。
In other words, although it can be adapted to measuring the condition of the lining surface, it is not suitable for observing the thickness of the lining and the state behind it as intended by the present invention. Reflection on the tunnel light-covered surface falls down to the worker with almost no attenuation, and the worker is exposed to the laser reflected light, which is extremely dangerous and detects a road crack on a road surface in an open environment. However, this method could not be used at all to detect differences such as cavities and cracks in tunnel structures.

[発明が解決しようとする課題] 従来の検知方法では、連続的な検査ができないので、
トンネルのような長い構造物を検知するには時間が掛か
り過ぎていた。そのため、特に交通が絶える間のない自
動車用トンネルの検知は困難であった。
[Problems to be solved by the invention] With the conventional detection method, continuous inspection cannot be performed.
It took too long to detect long structures such as tunnels. For this reason, it has been particularly difficult to detect an automobile tunnel where traffic is continuous.

そこで本発明は、トンネル構造物の力学的な変形の直
接観測、検知の他、力学的変形を齎らす要因となる物理
的、化学的な変化をも広範囲に亘って検出し、作業者の
安全も考慮した上で、連続的に検査できる検査方法を提
供しようとするものである。
Accordingly, the present invention provides a direct observation and detection of the mechanical deformation of a tunnel structure, as well as a wide range of physical and chemical changes that cause a mechanical deformation. It is an object of the present invention to provide an inspection method that allows continuous inspection in consideration of safety.

[課題を解決するための手段] 本発明の検査方法では、赤外線やガンマー線、レーザ
ー光等を測定器材から発して、その反射光を測定対象と
するのではなく、トンネル構造物の覆工それ自体から、
または覆工を通して発せられる赤外線及び放射線を、車
輛に搭載した検知装置によって、移動しながら観測・記
録し、その観測結果、または観測値の分布状況によっ
て、空洞、亀裂等の異常を判定することとした。
[Means for Solving the Problems] In the inspection method of the present invention, infrared rays, gamma rays, laser light, etc. are emitted from a measuring instrument, and the reflected light is not measured, but the tunnel structure is covered. From itself,
In addition, the infrared and radiation emitted through the lining are observed and recorded while moving by the detection device mounted on the vehicle, and the abnormality of cavities, cracks, etc. is determined based on the observation result or the distribution of the observed values. did.

[作用] このような本発明の検査方法によれば、トンネル内を
移動しながら連続的に広範囲の被検部を検査することが
できるので、トンネル構造物の安全性に決定的な影響を
及ぼすような変化・変形に先立って、亀裂、漏水、空洞
等の異常発生状況を定期的に且つ容易に検査することが
できる。
[Operation] According to such an inspection method of the present invention, a wide range of inspected portions can be inspected continuously while moving in the tunnel, and thus has a decisive effect on the safety of the tunnel structure. Prior to such change / deformation, it is possible to regularly and easily inspect the occurrence of abnormalities such as cracks, water leakage, and cavities.

[実施例] 以下、添付図面に基づいて本発明の実施例を説明す
る。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

第1図及び第2図は、本発明の検査方法に使用する検
知装置を具えた観測車の要部を模式的に示した図であっ
て、第1図には側面を、第2図には平面を夫々示してあ
る。
FIG. 1 and FIG. 2 are diagrams schematically showing a main part of an observation vehicle equipped with a detecting device used in the inspection method of the present invention. FIG. 1 shows a side view, and FIG. Indicates a plane.

観測車10の床には、前後方向に延びる平行なレールを
取り付け、このレールに架台12の車輪付案内部を挿入
し、前後動自在に架台12を装着してある。この架台12
は、観測車10の背部ドアを開けて車外に突出させること
ができる。
A parallel rail extending in the front-rear direction is attached to the floor of the observation vehicle 10, and a guide portion with wheels of the gantry 12 is inserted into the rail, and the gantry 12 is mounted to be able to move back and forth. This stand 12
Can open the back door of the observation vehicle 10 and protrude out of the vehicle.

この架台12にはまた、赤外線装置20の熱赤外線ビデオ
カメラ22及びガンマ線装置30のガンマ線検知装置32を搭
載してある。従って、熱赤外線ビデオカメラ22及びガン
マ線検知装置32は、必要に応じて観測車10内に収容また
は車外に露出させることができる。また、架台12は、ガ
ンマ線検知装置32が乗る部分を刳り抜いてあり、この刳
り抜き部分には、センサを保護するために、路上からの
跳ね上がり土砂による影響を受けないように、ネットが
張られている。
The gantry 12 is also equipped with a thermal infrared video camera 22 of the infrared device 20 and a gamma ray detecting device 32 of the gamma ray device 30. Therefore, the thermal infrared video camera 22 and the gamma ray detecting device 32 can be accommodated in the observation vehicle 10 or exposed outside the vehicle as required. The gantry 12 has a hollowed portion where the gamma ray detection device 32 rides, and a net is formed in the hollowed portion so as to protect the sensor so as not to be affected by the soil that jumps up from the road. ing.

なお、ここで、赤外線装置20とは、物体の表面から放
出されている熱線をビデオカメラで映像として捉え、モ
ニタテレビに白黒濃淡像またはカラーサーモグラフとし
て表示し、且つその映像を記録として残すことができる
装置全般をいう。
Here, the infrared device 20 means that a heat ray emitted from the surface of an object is captured as an image by a video camera, displayed on a monitor television as a black-and-white gradation image or a color thermograph, and the image is recorded. Refers to any device that can

また、ガンマ線装置30とは、自然の環境ガンマ線を捕
捉し、これをスペクトル分析部でカリウム40、ビスマス
214、タリウム208の三成分に分離し、ペンレコーダで記
録するとともに、他の記録装置に記録できる装置全般を
いう。
Further, the gamma ray device 30 captures natural environmental gamma rays, and the captured
214, thallium 208, which can be separated into three components, recorded by a pen recorder, and recorded on other recording devices.

観測車10のシャーシ底面中央には、距離計40を作動さ
せる為の車輪42が装着されており、これにより観測車10
の走行距離を正確に計ることができる。距離精度が悪く
てもよい場合には、観測車10の車軸の回転数を計測して
距離を算出する距離計(トリップメータ)を利用しても
よい。
At the center of the bottom of the chassis of the observation vehicle 10, wheels 42 for operating a distance meter 40 are mounted.
Mileage can be measured accurately. When the distance accuracy may be poor, a distance meter (trip meter) that calculates the distance by measuring the rotation speed of the axle of the observation vehicle 10 may be used.

観測車10内にはまた、赤外線装置20及びガンマ線装置
30に関連する各種装置が搭載されている。即ち、赤外線
装置20は、熱赤外線ビデオカメラ22の他にモニタテレビ
24、ビデオテープを駆動し録画するビデオレコーダ26、
及びそれを制御する制御部28aを具えており、ガンマ線
装置30は、ガンマ線検知装置32の他にスペクトル分析装
置34、ペンレコーダ36、他の記録装置としてのデジタル
・データレコーダ38及びその制御部28bを具えている。
The observation vehicle 10 also includes an infrared device 20 and a gamma ray device.
Various devices related to 30 are installed. That is, in addition to the thermal infrared video camera 22, the infrared
24, Video recorder 26 for driving and recording video tape
The gamma ray device 30 includes a gamma ray detector 32, a spectrum analyzer 34, a pen recorder 36, a digital data recorder 38 as another recording device, and a controller 28b for controlling the same. It has.

熱赤外線ビデオカメラ22は、28゜×15゜(ワイド)か
ら7゜×3.25゜(ナロウ)の視野角を有し、瞬間視野角
は夫々1.87mrad(ワイド)、0.47mrad(ナロウ)であ
る。その分解能は、最小検知温度差0.1℃(ワイド)〜
0.15℃(ナロウ)であり、5m離れた被験体の温度を幅2m
mごとに0.1℃単位で観測できる。なおこの視野角は、当
然にこの範囲に限定されるものではなく、もっと広くて
もまたは狭くてもよい。
The thermal infrared video camera 22 has a viewing angle of 28 ° × 15 ° (wide) to 7 ° × 3.25 ° (narrow), and the instantaneous viewing angles are 1.87 mrad (wide) and 0.47 mrad (narrow), respectively. The resolution is from the minimum detection temperature difference of 0.1 ° C (wide) to
0.15 ° C (narrow), 5m away subject temperature 2m wide
It can be observed in 0.1 ° C units per meter. The viewing angle is not naturally limited to this range, but may be wider or narrower.

また、この熱赤外線ビデオカメラ22のカメラアングル
は、覆工面の総てをカバーできるように、垂直軸に対し
て左右105゜、水平軸に対して上方90゜、下方30゜の範
囲で任意に変えることができるように構成してある。
The camera angle of the thermal infrared video camera 22 is arbitrarily set within a range of 105 ° left and right with respect to the vertical axis, 90 ° above the horizontal axis, and 30 ° below, so that the entire lining surface can be covered. It is configured so that it can be changed.

また、本実施例では熱赤外線ビデオカメラ22を1台だ
け示してあるが、2台以上装備してもよい。
In this embodiment, only one thermal infrared video camera 22 is shown, but two or more thermal infrared video cameras 22 may be provided.

モニタテレビ24は、熱赤外線ビデオカメラ22が捉えた
温度分布を白黒濃淡像またはカラーサーモグラフとして
ブラウン管に表示するので、温度の分布と変化を映像と
して目視することができ、時系列でも追跡できる。
The monitor television 24 displays the temperature distribution captured by the thermal infrared video camera 22 on a CRT as a black-and-white grayscale image or a color thermograph, so that the temperature distribution and changes can be visually observed as an image and can be tracked in time series.

モニタテレビ24の映像は、ビデオレコーダ26により1/
2インチ幅テープのビデオカセットに収録される。従っ
て、後に研究室等でこのビデオカセットの映像を分析す
ることもできる。
The video of the monitor TV 24 is divided into 1 /
Recorded on a video cassette with a 2-inch tape. Therefore, the video of the video cassette can be analyzed later in a laboratory or the like.

制御部28aは、熱赤外線ビデオカメラ22の視野角と映
像の解像度(瞬間視野角)の切り換え、映像の焦点距離
の調節及び、装置全般のスイッチ機能をもっている。
The control unit 28a has a function of switching the viewing angle of the thermal infrared video camera 22 and the resolution of the image (instantaneous viewing angle), adjusting the focal length of the image, and switching functions of the entire apparatus.

ガンマ線装置30は、自然の環境ガンマ線をガンマ線検
知装置32で捕捉し、これをスペクトル分析装置34によ
り、カリウム40、ビスマス214、タリウム208に分離検出
し、計量してペンレコーダ36により連続用紙上に折れ線
グラフで記録する一方、デジタル・データレコーダ38に
はデジタル信号でその実態を記録する。
The gamma ray device 30 captures natural environmental gamma rays with the gamma ray detection device 32, separates and detects this into potassium 40, bismuth 214, and thallium 208 by the spectrum analyzer 34, weighs it, and weighs it on continuous paper by the pen recorder 36. While the data is recorded in the form of a line graph, the digital data recorder 38 records the actual state by a digital signal.

ガンマ線検知装置32は、自然のガンマ線をエネルギー
レベルで検出するもので、直径5インチ×高さ5インチ
のNa Iシンチレータを4本以上用いてある。データの再
現性を高めるには、シンチレータの容量を可能な限り大
きなものにすることが好ましい。なお、この場合、エネ
ルギー分解能は10%である。
The gamma ray detecting device 32 detects natural gamma rays at an energy level, and uses four or more NaI scintillators having a diameter of 5 inches and a height of 5 inches. In order to improve the reproducibility of data, it is preferable to make the capacity of the scintillator as large as possible. In this case, the energy resolution is 10%.

スペクトル分析装置34は、所定のエネルギーレベルの
ガンマ線のみを選別し、線量をカウントするもので、3
本のシングルチャンネル・アナライザが使われ、カリウ
ム40、ビスマス214、タリウム208の各ガンマ線を計測で
きるようにする。
The spectrum analyzer 34 selects only gamma rays having a predetermined energy level and counts the dose.
A single channel analyzer will be used to measure gamma rays of potassium 40, bismuth 214, and thallium 208.

ペンレコーダ36は5ペン式で、スペクトル分析装置34
から出力されたカリウム40、ビスマス214、タリウム20
8、ビスマス214対カリウム40、タリウム208対ビスマス2
14のガンマ線の線量及び線量比を連続的に出力する。
The pen recorder 36 is a 5-pen type, and the spectrum analyzer 34
Potassium 40, Bismuth 214, Thallium 20 output from
8, bismuth 214 vs potassium 40, thallium 208 vs bismuth 2
It continuously outputs the dose and dose ratio of 14 gamma rays.

制御部28bは、ガンマ線の検出、分析、出力、記録の
指示命令を出す機能をもつ。
The control unit 28b has a function of issuing a command to detect, analyze, output, and record gamma rays.

デジタル−データレコーダ38は、スペクトル分析装置
34から出力されたデータをカセットテープ等に記録する
ものである。データ取り込み間隔は0.5秒置きで、日・
時・分・秒の時刻の記録と共にデジタル入力で16チャン
ネル、アナログ入力で64チャンネルを収録する能力をも
っている。
The digital-data recorder 38 is a spectrum analyzer.
The data output from 34 is recorded on a cassette tape or the like. The data capture interval is 0.5 seconds,
It has the ability to record 16 channels of digital input and 64 channels of analog input along with the recording of hours, minutes and seconds.

距離計40は、車輪42の回転数を距離のデータである電
気信号に変え、この距離データは、ビデオレコーダ26、
ペンレコーダ36、デジタル−データレコーダ38に送られ
て、これらに記録される。制御部28cは、距離計40及び
赤外線装置20とガンマ線装置30に同期信号を送り、各種
データ間のシーケンスをとる機能をもつ。
The distance meter 40 converts the number of revolutions of the wheel 42 into an electric signal which is distance data.
The data is sent to the pen recorder 36 and the digital-data recorder 38 and recorded therein. The control unit 28c has a function of transmitting a synchronization signal to the distance meter 40, the infrared device 20, and the gamma ray device 30, and taking a sequence between various data.

また、観測車10には赤外線装置20、ガンマ線装置30、
及び観測車10の計測系に電力を供給する機能をもつバッ
テリーの集合体からなる電源装置44が搭載されている。
The observation vehicle 10 has an infrared device 20, a gamma ray device 30,
Also, a power supply device 44 composed of an assembly of batteries having a function of supplying power to the measurement system of the observation vehicle 10 is mounted.

熱赤外線ビデオカメラ22及びガンマ線検知装置32の取
り付け構造は任意であるが、トンネルの天井からできる
だけ離れ、且つ揺れが少ないという点で上記構造が好ま
しい。
The mounting structure of the thermal infrared video camera 22 and the gamma ray detecting device 32 is optional, but the above-described structure is preferable in that it is separated from the ceiling of the tunnel as much as possible and the shaking is small.

次に、上記観測車10を使った検査方法について、以下
説明する。
Next, an inspection method using the observation vehicle 10 will be described below.

本実施例では、赤外線及びガンマ線の観測も共に、観
測車10を一定速度、例えば時速5kmで走行させながら所
定の測定を行なう。観測車10を走行させながら熱赤外線
ビデオカメラ22でトンネル覆工表面を撮影し、その温度
分布をモニタテレビ24に映し出すと同時に、その映像を
ビデオレコーダ26によってビデオカセットに記録する。
撮影角度は、垂直上方から後方に60゜傾斜させた範囲が
好ましい。この場合、ビデオカメラの瞬間視野角が1.87
mradのときは、5m離れた被験体の分解能は0.935cmとな
る。
In the present embodiment, both the observation of infrared rays and gamma rays are performed while the observation vehicle 10 is traveling at a constant speed, for example, 5 km / h. While the observation vehicle 10 is running, the surface of the tunnel lining is photographed by the thermal infrared video camera 22 and its temperature distribution is displayed on the monitor television 24, and at the same time, the image is recorded on a video cassette by the video recorder 26.
The photographing angle is preferably in a range in which the photographing angle is inclined backward by 60 ° from the vertical upper side. In this case, the instantaneous viewing angle of the video camera is 1.87
At mrad, the resolution of a subject 5m away is 0.935cm.

同様に観測車10を走行させながら、トンネル覆工から
出るガンマ線を0.5秒間隔でガンマ線装置30によって、
観測する。ガンマ線検知装置32で捕捉したガンマ線は、
スペクトル分析装置34でカリウム40、ビスマス214、タ
リウム208の各ガンマ線に分離してペンレコーダ36及び
デジタル−データレコーダ38で記録する。時速5kmで走
行しているとすれば、0.7m間隔でのガンマ線スペクトル
データが記録される。
Similarly, while running the observation vehicle 10, the gamma rays coming out of the tunnel lining by the gamma ray device 30 at 0.5 second intervals,
Observe. The gamma ray captured by the gamma ray detector 32 is
The gamma rays of potassium 40, bismuth 214, and thallium 208 are separated by the spectrum analyzer 34 and recorded by the pen recorder 36 and the digital-data recorder 38. If the vehicle is running at 5 km / h, gamma ray spectrum data is recorded at 0.7 m intervals.

上記観測車10の速度は一例であって、被験体までの距
離、必要な現地の制約に応じて変更できる。
The speed of the observation vehicle 10 is an example, and can be changed according to the distance to the subject and necessary local restrictions.

このようにして得られたデータは、距離データで位置
を確認しながら次のように分析される。
The data thus obtained is analyzed as follows while confirming the position with the distance data.

(1)空洞 トンネル覆工背面にできる空洞は、主として地下水に
よる土砂の流出が原因である。地下水温は、四季を通じ
て変動が小さいので、夏季は気温より低く、冬季は気温
より高くなるのが一般的である。そのため地下水の通路
となっている空洞部では、地下水と同じ温度パターン現
象が見られる。従って、トンネル覆工面では坑内空気と
熱収支を保っているが、空洞化の生じている場所では、
地下水と熱とのやりとりも起こるので、トンネル覆工面
の温度分布を計ると、空洞のある所には低温域または高
温域の温度パターンが現われる。これを熱赤外線ビデオ
カメラ22で捉えると、他の部分とは異なった温度パター
ンの映像が現われるので、その部分には空洞があること
が判る。なお、判読の基礎となる坑内空気の温度は現場
で、地下水温度は覆工部の亀裂からの湧き水の温度を参
考にする。
(1) Cavities The cavities behind the tunnel lining are mainly due to the outflow of sediment by groundwater. Since groundwater temperature fluctuates little throughout the four seasons, it is generally lower than the temperature in summer and higher than the temperature in winter. Therefore, the same temperature pattern phenomenon as groundwater can be seen in the cavity that serves as the groundwater passage. Therefore, while maintaining the underground air and heat balance on the tunnel lining surface, where cavitation occurs,
Since the exchange of heat with groundwater also occurs, measuring the temperature distribution on the tunnel lining surface reveals a temperature pattern in the low or high temperature region where there is a cavity. When this is captured by the thermal infrared video camera 22, an image having a temperature pattern different from that of the other portions appears, and it is understood that the portion has a cavity. The temperature of underground air, which is the basis for interpretation, is on site, and the temperature of groundwater is based on the temperature of spring water from cracks in the lining.

(2)亀裂 地中に空間(トンネル)が生ずると、空間周辺の応力
場に変化が生ずる。応力場の変化は変形のエネルギー源
となり、変形を抑止する力が反作用として働き、その結
果、岩石や土の組織構造に微細な空隙が形成される。
(2) Cracks When a space (tunnel) is created in the ground, the stress field around the space changes. The change in the stress field serves as a source of energy for deformation, and the force for suppressing the deformation acts as a reaction, resulting in the formation of fine voids in the rock or soil tissue structure.

その空隙は、初期には気体しか通れない狭いものであ
っても、時間の経過につれて拡大し、水も通れるように
なる。同時に変形も進行し、大きなものとなり、亀裂形
成に至る。但し、亀裂部から常に地下水が滲み出ている
とは限らない。何故なら、亀裂の形成要因と形成時期と
の関連で、または地下水脈が有るか否かで乾いていた
り、濡れていたりする場合があるからである。
Even if the gap is narrow, which initially allows only gas to pass through, it expands over time to allow water to pass. At the same time, the deformation also progresses, becomes large, and leads to crack formation. However, groundwater does not always seep from the crack. This is because it may be dry or wet depending on the factors and the timing of crack formation, or depending on the presence or absence of groundwater veins.

ここで亀裂部を形態的に詳しく見ると、重なるように
ずれているもの、開くようにしてずれているものとがあ
る。前者は圧縮力、後者は引張りの力によって形成され
たものである。これを熱赤外線ビデオカメラ22で捉える
と、坑内温度と地山温度とに差がある限り、亀裂の形態
を反映した温度分布が現われるので、それを亀裂部と判
定することができる。
Here, when the cracks are morphologically viewed in detail, there are those that are shifted so as to overlap and those that are shifted so as to open. The former is formed by compressive force, and the latter is formed by tensile force. When this is captured by the thermal infrared video camera 22, as long as there is a difference between the underground temperature and the ground temperature, a temperature distribution reflecting the form of the crack appears, and this can be determined as a crack.

(3)漏水 トンネル覆工背面に「みず道」と「地下水タンク」が
あり、そこにトンネル内に通じる「通路」が存在すると
きに漏水現象が見られる。漏水量は漏水の幅、厚さ、流
下速度の積で表わすことが出来る。漏水量の多少は「み
ず道」「地下水タンク」「通路」等の規模と関連してお
り、空洞探知、亀裂発生要因の評価に際して、重要な情
報を提供してくれる。
(3) Water leakage Water leakage is observed when there is a “water path” and “groundwater tank” on the back of the tunnel lining, and there is a “passageway” leading into the tunnel. The amount of leakage can be represented by the product of the width, thickness, and flow velocity of the leakage. The amount of water leakage is related to the size of the waterways, groundwater tanks, passages, etc., and provides important information when detecting cavities and evaluating the factors that cause cracks.

ここで漏水の幅は、その部分の温度が周囲の温度と異
なるので、赤外線装置20で温度分布を調べれば、簡単に
計測できる。また、漏水の厚さと流下速度の積が大きい
ほど地下水タンクの水温に近くなる。従って、この関係
を前もって調べておくことにより、漏水部の温度分布が
判れば、漏水の厚さと流下速度の積、即ち、漏水量が判
る。
Here, the width of the water leakage can be easily measured by examining the temperature distribution with the infrared device 20, since the temperature of that portion is different from the surrounding temperature. Also, the larger the product of the thickness of the leak and the flow velocity, the closer to the water temperature of the groundwater tank. Therefore, by examining this relationship in advance, if the temperature distribution at the water leaking portion is known, the product of the thickness of the water leak and the flow velocity, that is, the amount of water leak can be known.

(4)地質・岩質・構造・地震動との関連 トンネル覆工背面の空洞化、覆工面の亀裂、漏水の原
因としては、風化作用、地震活動、火山活動等による地
震動がある。これを判定するのには、岩質、断層、ラド
ン、トロンの挙動、地熱と熱水、等の情報を得る必要が
ある。その情報としては、カリウム40、ビスマス214、
タリウム208といった自然ガンマ線のスペクトル分布が
適している。従って、ガンマ線装置30でこれらのスペク
トル分布を観察し、分析することにより、それらの問題
を評価解析できる。例えば、膨潤性の蛇紋岩では極端に
ガンマ線が少なく、活断層についてはガンマ線の成分変
化から、また高温熱水ではガンマ線の成分量と成分比に
特徴がでる、といった現象を基に、時系列観測の中での
評価判定に使える。
(4) Relationship with geology, rock quality, structure, and seismic motion The causes of cavitation in the back of the tunnel lining, cracks in the lining surface, and water leakage include earthquake motion due to weathering, seismic activity, and volcanic activity. To determine this, it is necessary to obtain information such as lithology, faults, radon, behavior of thoron, geothermal and hydrothermal water, and the like. The information includes potassium 40, bismuth 214,
A natural gamma ray spectral distribution such as thallium 208 is suitable. Therefore, by observing and analyzing these spectral distributions with the gamma ray device 30, those problems can be evaluated and analyzed. For example, swelling serpentine has extremely few gamma rays, and time series observations are based on phenomena such as gamma ray component changes in active faults and gamma ray component amounts and component ratios in high-temperature hot water. It can be used for evaluation judgment in.

このように、観測車10で得たデータを分析することに
より、トンネル構造物の亀裂・空洞物等の異常を発見で
きるので、必要により問題個所を再度綿密に検査した
り、補修、補強したりできる。
In this way, by analyzing the data obtained by the observation vehicle 10, abnormalities such as cracks and cavities in the tunnel structure can be found, so that if necessary, the problem areas can be inspected again, repaired, and reinforced. it can.

以上の判定は、走行中の観測車10の中でも行えるが、
総てのデータは、ビデオレコーダ26、ペンレコーダ36、
デジタル・データレコーダ38に記載されているので、研
究室に持ち帰ってから行なうこともできる。
The above determination can be made even in the traveling observation vehicle 10,
All data is stored in video recorder 26, pen recorder 36,
Since it is described in the digital data recorder 38, it can be carried out after taking it back to the laboratory.

以上本発明の検査方法についての一実施例について説
明したが、観測・記録するガンマ線も上記実施例に限定
されるものではなく、本発明がこの実施例に拘わるもの
でなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、適
宜変更して実施し得ることは云うまでもない。
Although one embodiment of the inspection method according to the present invention has been described above, the gamma rays to be observed and recorded are not limited to the above embodiment, and the present invention is not limited to this embodiment, and the present invention is not limited thereto. It goes without saying that the present invention can be practiced with appropriate modifications within the scope of the described invention.

[発明の効果] 以上の説明から明らかな通り、本発明の検査方法によ
れば、トンネル内を移動しながら連続的に広範囲の被検
部を検査することができるので、トンネル構造物の安全
性に決定的な影響を及ぼすような変化・変形に先立っ
て、漏水、空洞、亀裂等の発生状況を定期的に且つ容易
に検査することができる。従って、トンネル構造物の保
守、補修といった安全管理を確実に行なって災害を未然
に防止するとができる。
[Effects of the Invention] As is clear from the above description, according to the inspection method of the present invention, it is possible to continuously inspect a wide range of inspected parts while moving in the tunnel, so that the safety of the tunnel structure is improved. Prior to a change or deformation that has a decisive influence on the condition, the occurrence of water leaks, cavities, cracks, and the like can be regularly and easily inspected. Therefore, safety management such as maintenance and repair of the tunnel structure can be reliably performed to prevent a disaster.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明の検査方法の実施に使用する観測車の
一実施例の要部を概略的に示した側面図、第2図は、同
実施例に係る観測車の概略平面図、第3図は、同実施例
に係る観測車によるトンネル内検査の実態を示す側面
図、第4図は同背面図、第5図は、本発明の検査方法の
概略をブロックで示したダイアグラムである。 10……観測車、20……赤外線装置 22……熱赤外線ビデオカメラ、24……モニタテレビ 26……ビデオテープレコーダ、30……ガンマ線装置 32……ガンマ線検知装置、34……スペクトル分析装置 36……ペンレコーダ、38……デジタル・データレコーダ 40……距離計
FIG. 1 is a side view schematically showing an essential part of an embodiment of an observation vehicle used for carrying out the inspection method of the present invention. FIG. 2 is a schematic plan view of the observation vehicle according to the embodiment. FIG. 3 is a side view showing the actual condition of the inspection inside the tunnel by the observation vehicle according to the embodiment, FIG. 4 is a rear view of the same, and FIG. 5 is a block diagram schematically showing the inspection method of the present invention. is there. 10 ... observation vehicle, 20 ... infrared device 22 ... thermal infrared video camera, 24 ... monitor television 26 ... video tape recorder, 30 ... gamma ray device 32 ... gamma ray detector, 34 ... spectrum analyzer 36 …… Pen recorder, 38 …… Digital data recorder 40 …… Distance meter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−72169(JP,A) 特開 昭60−213854(JP,A) 特開 昭52−125401(JP,A) 特開 昭60−122306(JP,A) 特開 昭53−149058(JP,A) 特開 昭61−38099(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-61-72169 (JP, A) JP-A-60-213854 (JP, A) JP-A-52-125401 (JP, A) JP-A 60-213 122306 (JP, A) JP-A-53-149058 (JP, A) JP-A-61-38099 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】トンネル構造物の覆工から発せられる赤外
線及び同覆工を通して発せられるカリウム40、ビスマス
214、タリウム208等のガンマ線を、車輛に搭載した赤外
線検知装置及びガンマ線装置その他の放射線検知装置に
よる検出手段をもって、移動しながら、距離的若しくは
経時的変化とともに観測して記録し、赤外線検出による
観測結果からは覆工の亀裂状態を、ガンマ線検出による
観測結果からは覆工背後の空洞状況を夫々把握し、判定
することを特徴とするトンネル構造物の空洞・亀裂等の
異常を検査する方法。
1. Infrared rays emitted from the lining of a tunnel structure and potassium 40 and bismuth emitted through the lining.
Gamma rays such as 214, thallium 208, etc. are detected by means of infrared detectors mounted on the vehicle and gamma ray detectors and other radiation detectors. A method for inspecting for abnormalities such as cavities and cracks in tunnel structures, characterized by grasping and judging the crack state of the lining from the results and the state of the cavity behind the lining from the observation results by gamma ray detection.
JP61286673A 1986-12-03 1986-12-03 Inspection method for abnormalities such as cavities and cracks in tunnel structures Expired - Lifetime JP2602818B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61286673A JP2602818B2 (en) 1986-12-03 1986-12-03 Inspection method for abnormalities such as cavities and cracks in tunnel structures

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61286673A JP2602818B2 (en) 1986-12-03 1986-12-03 Inspection method for abnormalities such as cavities and cracks in tunnel structures

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP491895A Division JP2721314B2 (en) 1995-01-17 1995-01-17 A traveling vehicle that inspects for abnormalities such as cavities and cracks in tunnel structures

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63140945A JPS63140945A (en) 1988-06-13
JP2602818B2 true JP2602818B2 (en) 1997-04-23

Family

ID=17707480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61286673A Expired - Lifetime JP2602818B2 (en) 1986-12-03 1986-12-03 Inspection method for abnormalities such as cavities and cracks in tunnel structures

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2602818B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3524752B2 (en) 1998-03-10 2004-05-10 帝都高速度交通営団 Wall inspection equipment

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4588901B2 (en) * 2001-03-02 2010-12-01 株式会社竹中工務店 Defect inspection method for concrete and defect inspection apparatus for concrete
CN103729908A (en) * 2014-01-09 2014-04-16 中南大学 Intelligent inspection device of railway tunnel and application method thereof
CN111852560A (en) * 2020-06-24 2020-10-30 中铁十一局集团第四工程有限公司 System for controlling automatic driving of carrying equipment of tunnel secondary lining hole detection instrument
CN111766369B (en) * 2020-07-01 2021-02-12 中国科学院地质与地球物理研究所 Visual system for simulating deep roadway deformation under underground water freeze-thaw cycle effect
CN112945096B (en) * 2021-02-02 2022-06-10 中铁隧道局集团有限公司 Tunnel disease monitoring system and method for high-speed train
CN113074694B (en) * 2021-03-31 2022-11-04 中煤科工集团重庆研究院有限公司 Automatic monitoring device for tunnel section deformation

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1515092A (en) * 1976-02-25 1978-06-21 Schlumberger Ltd Shaly sand evaluation by gamma ray spectrometry
JPS60213854A (en) * 1984-04-09 1985-10-26 Ricoh Co Ltd Non-destructive internal inspection
JPS6172169A (en) * 1984-09-14 1986-04-14 三和テッキ株式会社 Detection of surface peeling of concrete wall

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3524752B2 (en) 1998-03-10 2004-05-10 帝都高速度交通営団 Wall inspection equipment

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63140945A (en) 1988-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Angeli et al. A critical review of landslide monitoring experiences
US4910593A (en) System for geological defect detection utilizing composite video-infrared thermography
JP2721314B2 (en) A traveling vehicle that inspects for abnormalities such as cavities and cracks in tunnel structures
Thompson et al. Muon tomography for railway tunnel imaging
CN106224007A (en) Safety for tunnel engineering monitoring and warning management system
Chen Laser scanning technology for bridge monitoring
MX2007011513A (en) System of subterranean anomaly detection and repair.
CN107085235A (en) A kind of earthquake forward probe system and method applied to development machine
JP2602818B2 (en) Inspection method for abnormalities such as cavities and cracks in tunnel structures
Monsberger et al. Large-scale distributed fiber optic sensing network for short and long-term integrity monitoring of tunnel linings
CN112943261A (en) Tunnel surrounding rock excavation construction method
Domaneschi et al. Structural health monitoring of in-service tunnels
EP2965124B1 (en) A system and method for evaluating a dam state
Minardo et al. Soil slope monitoring by use of a Brillouin distributed sensor
Fabritius et al. Distributed fibre optic temperature measurements for dam safety monitoring: current state of the art and further developments
CN107300721A (en) A kind of goods carrying vehicle three-dimensional imaging detecting system based on ray
Williams Nondestructive testing of rail tunnel linings
Haack et al. Report to ITA working group on maintenance and repair of underground structures: State-of-the-art of non-destructive testing methods for determining the state of a tunnel lining
Shigeta et al. Tunnel deformation evaluation by mobile mapping system
D’Angiò et al. Multisensor monitoring for detecting rock wall instabilities from precursors to failures: the Acuto test-site (Central Italy)
Wyllie Movement monitoring
Dornstädter et al. Online alarming for internal erosion
Salamon et al. Monitoring of Dams Suffering from ASR at the Bureau of Reclamation
Kononov Pre-feasibility investigation of infrared thermography for the identification of loose hanging wall and impending falls of ground.
Truffert et al. First results of muon tomography of a giant cliff—The Maido rampart

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term