JP2852691B2 - パイプ等の変形量測定方法とその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は土冠りが浅く、しかもその上に鉄道や道路
その他地上構造物がある場合や、埋設物などの地中構造
物に近接して掘削工事を行うような場合、それら構造物
等を保護するためにとられるパイプルーフ工法等におけ
るパイプの変形量を測定する方法とその装置に関するも
のである。

（従来の技術） 例えば地上に構造物があるような場合、その周辺で掘
削工事を行うと、その掘削工事にともなって地盤が緩み
構造物に影響を与える。

そこで、その影響を防止するために複数本の鋼製パイ
プを水平に挿入し、その挿入したパイプの列によって上
部の荷重を支えて掘削による前記地盤の緩みを防止する
いわゆるパイプルーフ工法は公知である。

ところで、このパイプルーフ工法の施工に際し、前記
水平に挿入したパイプの変形量を計測管理することは施
工の安全上きわめて重要な管理項目である。

ところで従来は、この計測管理を第４図で例示するよ
うな方法によって行っている。すなわち水平に挿入した
パイプ20の内部にピアノ線21を張っておく。そして計測
員がそのパイプ20の中にもぐり込み、計測用のスケール
22を用いて前記ピアノ線21とパイプ20の内周面までの高
さＨを計測するようにしている。すなわち負荷重にとも
なう撓み等の変位量を計測することによってパイプの変
形量を測定するようにしている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、パイプルーフ工法等に用いられるパイプの
口径は、前記例示したように計測員がもぐり込んで計測
作業ができるようなものばかりではない。ちなみに計測
作業の可能なパイプの口径はせいぜい600mm位が限度で
ある。

このような理由から、従来の計測方法には次のような
大きな問題点があった。

（１） 測定可能なパイプ口径に限界がある。

（２） 測定場所が狭隘なところであるため計測作業に
苦渋が伴う。

（３） 連続測定ができない。

（４） 計測姿勢に無理があるため、読み取り誤差が生
じやすい。

以上のような問題点があり、安全な施工管理を維持し
ていく上で不都合があり、より精度の高い、しかも連続
的かつ経時的な測定が簡単にできる測定方法とその測定
装置の開発が要請されていた。

この発明は、このような要請に応えるため、下記のよ
うな新しい測定方法と装置を提供することを目的とする
ものである。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成する手段として、この発明は、優れた
直進性を有するレーザビームを応用した計測方法をとっ
たことを特徴とするものである。

すなわち、被測定対象であるパイプの内部に移動自在
な台車を配備し、この台車上にレーザビームを受光する
受光位置計測機を、その受光面が上面を向くようにし、
しかも水平な状態にあるようにして装備させ、さらにこ
の装備したレーザビームの位置検出器の受光面に対し45
゜の傾斜角をなす反射鏡を組み付けた。

他方、前記被測定対象の対応するパイプの軸線方向の
外側に、水平回転レーザ発振するレーザ発振器を設定し
た。

そして前記台車を移動させながら前記レーザ発振器よ
り水平方向に発振されたビームを反射鏡を介して光路変
更させ、前記台車上に装備した位置検出器で検出し、も
って前記パイプの変形量を検出するようにしたことにあ
る。

また前記計測方法を実施する装置として、パイプ内を
移動する台車上に装備するレーザビームの位置検出器
は、その受光面が台車に対して常に水平状態に保持され
るようレベル調整装置を介して装備させた構成としたこ
とを特徴とするものである。

（作用） この発明によるパイプ等の変形量測定方法とその装置
は、以上説明したように構成しているため適時被測定対
象であるパイプの軸線方向の外側に設定したレーザ発振
器より水平回転レーザを発振させるとともに、パイプ内
の台車を移動させながら反射鏡を介して位置検出器の受
光面をもって検出すれば、自動的かつリアルタイムにパ
イプ自体の変形量を計測することが可能である。

すなわちパイプ自体に撓み等があれば、パイプ内を移
動する台車はその分降下する。台車が下降すれば、台車
上に装備した位置検出器の受光面によって検出されるビ
ーム位置はズレることになる。

ちなみにレーザビームの位置検出器によって検出した
ビーム位置が、当初に設定した位置検出器における受光
面の中心、すなわちＸ、Ｙ軸の交点位置よりズレない場
合は、パイプ自体の変形がないことを意味する。パイプ
自体の変形がないことは掘削工事による影響がないこと
であり、安心して工事の推進が可能であることを示すも
のである。

（実施例） 次に本発明の実施例を示す図面に基づいて、さらに具
体的に説明する。

第１図は被測定対象であるパイプ１の内部に、レーザ
ビームの位置検出器２を搭載した台車３を装備し、この
台車３の対応する前記パイプ１の軸線方向の外側に、水
平回転レーザを発振するレーザ発振器４を設定し、測定
作業を行っている状態を示す概念図である。

台車３上に搭載したレーザビームの位置検出器２は、
その位置検出器２の受光窓2a、すなわち受光面を台車３
上において水平に保持させておくためレベル調整装置５
を介して台車３上に装備させている。第２図は、その装
備要領を例示するものである。図示のように実施例で
は、位置検出器２自体のほぼ中央部を台車３上に設けた
ブラケット６を介して揺動自在に枢軸７をもって枢支さ
せている。そしてその枢支した位置検出器２の片側に、
ステッピングモータ等からなる制御モータ８を配し、こ
の制御モータ８をギャー伝導機構を介して位置検出器２
に連繋させている。すなわち制御モータ８を遠隔制御方
式によって操作することにより、位置検出器２自体のレ
ベリングを行うことができる構成としている。

９および10、11は、前記ギャー伝導機構を構成する歯
車およびドライブシャフトである。なお12は位置検出器
２自体に一体的に装備させたレベル表示計であり、13は
反射鏡である。これはすでに説明したように水平回転レ
ーザの発振器４よりのビームを位置検出器２の受光窓2
a、すなわち受光面に反転させるためのもので、受光面
に対し45゜の角度をもって組み付けてある。

第３図は前記レーザビームの位置検出器２と、そのレ
ベルを調整するレベル調整装置５と反射鏡13との取り合
い部分を示す斜視図である。

実施例で位置検出器２は、図示のように横長の受光窓
2aすなわち受光面を有し、その受光面の内部に受光素子
を内蔵した通称電子スタッフと呼ばれる位置検出器を前
記レベル調節装置５を介して水平状態に設定するように
構成したものである。すなわち前記反射鏡13を介するこ
とにより、中心点０を基準に垂直方向の変位を検出する
ことのできるように構成したものである。

なお台車３を移動操作する手段については、図面上に
表示していないが、実施例においては、台車３の一端に
ワイヤを連結し、このワイヤを巻き取り装置をもって操
作し、いわゆる牽引方式によって移動操作できるように
構成している。もちろん台車３に走行用の駆動モータを
装備し、モータ駆動方式によって移動操作するようにし
てもよい。この方式をとると、遠隔制御によって台車３
を移動操作でき、より計測作業が効率的にできる。次に
前記レーザビームの位置検出器２を装備した台車３に対
応し、パイプ１の軸線方向の外側に設置する水平回転レ
ーザ発振器４は、一般的に使用されているバッテリー内
蔵式の通称レーザレベルと呼ばれる発振器を使用した。
図示における4aは発振器４自体のレベル調節ねじであ
る。

この発明は、以上実施例に基づいて説明したように構
成しているため、被測定対象であるパイプの軸線方向の
外側に設置した水平回転レーザ発振器４より、パイプ内
に配備した台車上の反射鏡にレーザビームを投射すると
ともに、台車を移動させると、自動的かつ即時に前記被
測定対象であるパイプ等の撓みないし変形量を連続的に
かつ経時的に計測することができる。

その結果、この発明による方法および装置を用いる
と、従来の計測方法に比較し、次のような作用効果を期
待することができる。

（発明の効果） （１） パイプ内部に計測員がもぐり込むことなく計測
できる。特に口径が小さいパイプの変形量も計測するこ
とができる。

（２） パイプの全長にわたって連続的に計測すること
ができる。

（３） また経時変化の計測もできる。

（４） さらに直進性に優れたレーザビームを利用した
計測であるため測定精度が高く、バラツキがない。

（５） レーザビームの位置検出器の検出データをコン
ピュータにインプットできるように構成していわゆるコ
ンピュータ処理による測定を行うこともできる。

以上の作用効果により、パイプの変形を適確に、しか
も即時に把握することができるため、すなわちパイプル
ーフ工法等におけるパイプの変形をリアルタイムに知る
ことができるため、工事の安全管理が徹底し、安心した
施工が可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の方法およびその装置の実施例を示すもの
で、第１図は測定方法を示す概念図である。第２図はレ
ーザビームの位置検出器を搭載装備させた台車の側面
図、第３図はその斜視図である。なお第４図は従来の計
測方法を示す概念図である。 １……パイプ（被測定対象） ２……レーザビームの位置検出器（受光位置検出器） 2a……受光窓 ３……台車 ４……水平回転レーザ発振器（投光器） ５……レベル調整装置 ６……ブラケット ７……枢軸 ８……制御モータ ９、10、11……ギヤ伝導機構 12……レベル表示計 13……反射鏡

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被測定対象であるパイプの内部に移動自在
   な台車を配備し、この台車上にレーザビームの位置検出
   器を、受光面が上面を向くようにし、しかも水平状態に
   あるようにして装備させ、さらにこの装備したレーザビ
   ームの位置検出器の前記受光面に対し45゜の傾斜角をな
   す反射鏡を組み付け、 他方、前記被測定対象であるパイプの軸線方向の外側
   に、水平回転レーザ発振器を設定し、 前記台車を移動させながらレーザ発振器より水平方向に
   発振されたビームを前記反射鏡を介して光路変更させ、
   前記台車上に装備した位置検出器で検出し、もってパイ
   プの変形量を検出することを特徴とするパイプ等の変形
   量測定方法。
2. 【請求項２】被測定対象のパイプ内を移動する台車と、
   レーザビームの位置検出器と、反射鏡と、水平回転レー
   ザ発振器とを有し、 前記レーザビームの位置検出器は、前記台車上にレベル
   調整装置を介して受光面が上面を向くようにして装備さ
   れ、 前記反射鏡は、前記レーザビームの位置検出器における
   受光面に対し45゜の傾斜角をもって組み付けられている
   ことを特徴とするパイプ等の変形量測定装置。