JP3353291B2

JP3353291B2 - 岩盤の観測装置

Info

Publication number: JP3353291B2
Application number: JP33815898A
Authority: JP
Inventors: 稔石田; 哲雄伊藤; 秀樹太田
Original assignee: 国土交通省北陸地方整備局長; 株式会社キタック; 秀樹太田
Priority date: 1998-11-27
Filing date: 1998-11-27
Publication date: 2002-12-03
Anticipated expiration: 2018-11-27
Also published as: JP2000161957A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、岩盤の変位や移動
等を観測する岩盤の観測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のものとして、特開平９−
２５１００５号公報には、監視を要する対象物の異常を
感知するシステムにおいて、被対象物の表面下に超音波
を発生する超音波送信器及びそれを受信する受信機を埋
め込み、被対象物内で反射した当該超音波を受信する構
成と、当該受信信号を記憶した当該超音波を記憶する構
成を有し、当該受信信号の変化を検出することにより被
対象物の亀裂等を監視する岩石、防護壁、岩盤などの異
常監視システムが提案されている。

【０００３】また、岩盤の観測とは異なるが、特開平８
−３１３２５３号公報には、変動を生じる環境下にある
被測定物の測定点位置に設けたターゲットと、測点に対
する計測基線の両端部に各々設置した光波測定装置と、
前記ターゲットを各視基準線上の交差目標位置として前
記各光波距離測定装置により各々得られた直線距離、水
平角、鉛直角等の計測結果から前記ターゲットの位置座
標をリアルタイムで演算する演算手段とからなり、所定
時間間隔毎に前記ターゲットの位置座標を連続計測する
ことにより、前記ターゲットを設けた被測定物の変動を
管理する動態変動計測システムが提案されている。

【０００４】上記異常監視システムでは、岩石に穴を開
け、穴の奥に送受波器を固定し、送信器で、超音波送信
信号を発生させ、送信信号ケーブルをとおして送受波器
で送信信号を送信超音波振動に変換し、さらに、送受波
器は受信超音波振動を受信信号に変換し、受信ケーブル
をとおして受信器に受信（公報第００２８段）されるも
のであるから、岩石に設ける送受波器と送信器及び受信
器とをケーブルにより接続しなければならないため、観
測を行う岩石が監視所から遠く離れた傾斜面等にある場
合、ケーブルの引き回し作業が煩雑となる。また、同異
常監視システムでは、受信器で受信した信号はデータリ
ンク無線機により監視所にあるデータ無線機（公報第０
０３５段）に送ることが記載されており、データリンク
無線機を岩石の近傍に配置すれば、前記ケーブルの引き
回しを短くすることができるが、岩石の近傍にデータリ
ンク無線機を配置すると、この無線機の電源を確保する
ことが難しい。

【０００５】そして、上記異常監視システムでは、観測
精度は比較的高いが、送信器、送受波器及び受信器とい
った比較的複雑で高価な装置が必要となり、システム自
体のコストの削減が難しい。また、上記動態変動観測シ
ステムでも、光波測距装置と、この光波測距装置の計測
データに基いて各種の演算を行う演算手段としてのコン
ピュータ（公報第００１８段）を用いているものである
から、所定の精度は得られるが、システム自体が比較的
複雑になると共に、費用がかかるという問題があり、簡
易で実用的な観測装置の開発が望まれている。

【０００６】また、上記両システムとも測定時には、監
視所等においてはデータを得ることはできるが、実際の
測定場所において、その観測結果を視覚的に表示するこ
とができず、車両等で通行する者は測定現場であること
すら分からず通り過ぎるのが現状である。例えば、道路
には落石注意の標識が設置されているが、この標識も見
落とされる場合があり、標識だけでは表示効果が不十分
な面がある。

【０００７】そこで、本発明は、簡易な装置により岩盤
の測定を行うことができ、安価に用いることができる岩
盤の測定装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、岩盤
に設けたミラーと、このミラーにレーザー光線を照射す
るレーザー照射装置と、このレーザー照射装置側に配置
され前記ミラーに反射したレーザー反射光線を受ける観
測板と、前記ミラーの反射面の一部を覆う遮光マスクと
を備えるものである。

【０００９】この請求項１に構成によれば、岩盤に設け
たミラーにレーザー光線を照射し、そのレーザー光線の
反射光線を観測板に受け、観測板に写った反射光線の位
置により岩盤の変化を確認することができる。また、レ
ーザー光線を利用するから、夜間等においては、レーザ
ー光線が筋状に視認されると共に、ミラーでの反射が視
認され、観測現場の周囲に注意を促す表示効果をも得ら
れる。しかも、反射面の一部を覆うことにより、レーザ
ー光線が反射する面積を調整でき、反射する面積を小さ
くすれば、観測板に写った反射光線の大きさを小さくす
ることができ、観測板における反射光線の位置の確認が
容易となり、あるいは反射面の一部を遮光マスクにより
点状に覆えば、観測板に写った反射光線の中に前記遮光
マスクに対応した黒点状の影ができ、この影を基準にし
て観測することができる。そして、遠く離れた岩盤等の
測定において、レーザー光線の照度を上げなくても所定
の観測結果を得ることができる。

【００１０】また、請求項２の発明は、岩盤に設けたミ
ラーと、このミラーにレーザー光線を照射するレーザー
照射装置と、このレーザー照射装置側に配置され前記ミ
ラーに反射したレーザー反射光線を受ける観測板と、前
記観測板に当たる外光を遮る外光用遮光体とを備えるも
のである。

【００１１】この請求項２の構成によれば、岩盤に設け
たミラーにレーザー光線を照射し、そのレーザー光線の
反射光線を観測板に受け、観測板に写った反射光線の位
置により岩盤の変化を確認することができる。また、レ
ーザー光線を利用するから、夜間等においては、レーザ
ー光線が筋状に視認されると共に、ミラーでの反射が視
認され、観測現場の周囲に注意を促す表示効果をも得ら
れる。しかも、外光用遮光体により外光の影響を削減
し、観測板における反射光線が鮮明となり、視認し易く
なる。

【００１２】

【発明の実施形態】以下、本発明の実施例を添付図面を
参照して説明する。図１ないし図４は本発明の第１実施
例を示し、図１は装置の配置例を示し、岩盤１の表面に
ミラー２を設け、このミラー２に向けてレーザー光線を
照射するレーザー照射装置３を設け、前記ミラー２に反
射したレーザー反射光線を受ける観測板４を設け、この
観測板４に写ったレーザー反射光線を撮影するテレビカ
メラなどの撮影手段５を設けている。

【００１３】前記岩盤１は山６等の斜面にあり、前記レ
ーザー照射装置３と観測板４と撮影手段５とは前記ミラ
ー２とは離れた山６の麓の道路７等の平坦な場所に配置
されており、この例では、測定場所たる道路７の歩道に
前記レーザー照射装置３と観測板４と撮影手段５を配置
し、前記歩道とミラー２との間に道路７がある。

【００１４】前記ミラー２は、図２に示すように、取付
ベース11を固定手段であるアンカーボルト12により前記
岩盤１の表面に固定し、この取付ベース11に球体の自在
継手13により支持杆14を揺動可能に取付け、この支持杆
14の先端に円形の前記ミラー２を取り付け、このミラー
２の縁に短筒状のカバー15を取り付けている。さらに、
前記ミラー２は金網入りの強化鏡で、防湿加工が施さ
れ、その直径は略３０センチ程度である。さらにまた、
前記ミラー２の反射面２Ａに反射防止用の遮光マスク16
を設け、この遮光マスク16の中央には、直径が１０〜２
０ｍｍ程度の孔16Ａを穿設している。尚、ミラー２は、
その反射面２Ａを前記レーザー照射装置３と観測板４と
の中間位置に向くように設定する。

【００１５】また、前記ミラー２の近傍に、ターゲット
たる光波測定用プリズム17が配置され、このプリズム17
は前記ミラー２と同様に、取付ベース11Ａを固定手段で
あるアンカーボルト12Ａにより前記岩盤１の表面に固定
し、この取付けベース11Ａに球体の自在継手13Ａにより
支持杆14Ａを揺動可能に取付け、この支持杆14Ａの先端
に取り付けられている。そして、図示しない光波測距装
置を前記道路７に配置し、この光波測距離装置により前
記プリズム17位置までの距離、該位置の水平，鉛直角等
を補助的に測定できるようになっている。尚、以下の例
では、前記ミラー２はレーザー照射装置３から直線距離
で約２００ｍ離れた位置に設けられ、ミラー２とレーザ
ー照射装置３の高低差は略１４０ｍ程度である。

【００１６】前記レーザー照射装置３には、レーザーポ
インターなどを用い、このレーザーポインターは、バイ
モルフ振動方式であって、出力が２ｍＷ，照射するレー
ザー光線の波長が６３５ｎｍ，レーザー光線の色は赤色
系であり、１０ｍ離れた位置でレーザー光線の直径が略
１４ｍｍ程度となるものであり、スイッチの操作により
その先端からレーザー光線Ｒを照射する。また、前記レ
ーザーポインターは、三脚等の上部に固定される。

【００１７】前記観測板４は金属等の平坦なプレートか
らなり、例えば２ｍ角の大きさであって、その表面に白
色系の塗装を施し、さらに、印刷等により観測用の基準
線４Ａを縦横等間隔に複数設けている。また、前記観測
板４には、外光用遮光体たる庇18を設け、この庇18は、
観測板４近傍の街灯等に光である外光を遮って、観測板
４に影を作るためのものであり、レーザー反射光線Ｒ´
の経路には設けられていない。また、前記観測板４はス
タンド19に固定されており、このスタンド19又は前記観
測板４に、屈曲して形状保持可能な自在杆20により前記
庇18を取り付けている。

【００１８】前記撮影手段５は、撮影データを信号とし
て送信する送信機（図示せず）を備え、この送信機から
の信号を受信して画像表示するモニター手段21が前記撮
影手段５と離れた位置に配置されている。

【００１９】次に、前記観測装置の使用方法につき説明
すると、レーザー照射装置３から、ミラー２に向かって
レーザー光線Ｒを照射し、該ミラー２の反射面２Ａにレ
ーザー光線Ｒが反射し、この反射したレーザー反射光線
Ｒ´が観測板４に照射し、観測板４の所定位置に写し出
される。レーザー照射装置３と観測板４の位置は固定し
ているから、前記反射光線Ｒ´の照射位置は、ミラー２
が変位するまで変わらない。そして、ミラー２を取り付
けた岩盤１が変位すると、ミラー２の位置が変わり、レ
ーザー反射光線Ｒ´の照射位置が変化する。したがっ
て、観測板４における反射光線Ｒ´の照射位置の変化を
観測することにより、岩盤１の変位を簡易に観測するこ
とができる。また、ミラー２には遮光マスク16を施し、
この遮光マスク16に比較的小さい孔16Ａを穿設したか
ら、ミラー２のレーザー光線Ｒを反射する面２Ａの大き
さが小さくなり、これにより観測板４に写る反射光線Ｒ
´の大きさを小さくできる。尚、２００ｍ離れたミラー
２にレーザー光線Ｒを照射し、観測板４に写った反射光
線Ｒ´を観察したところ、前記孔16Ａの直径が１０ｍｍ
の場合、反射光線Ｒ´の直径が略５ｃｍとなり、１０ｍ
ｍより小さくなると、それより小さくなり且つぼやけた
ものとなり、１５ｍｍでは直径が略８ｃｍで比較的鮮明
となり、２０ｍｍを越えると不鮮明となった。

【００２０】また、夜間等では、装置の近傍において、
可視光線であるレーザー光線Ｒが筋状に視認されると共
に、レーザー光線Ｒがミラー２に反射して視認され、特
に赤色系のレーザー光線Ｒを照射するため、近傍を通過
する車両等から鮮明にその光線Ｒ，Ｒ´が視認され、近
傍で観測を行っていることを知らせることができ、標識
等に比べて測定箇所における注意を促す表示効果に優れ
たものとなる。

【００２１】また、近くに街灯等があっても、その街灯
からの外光を庇18が遮るため、観測板４に写るレーザー
反射光線Ｒ´を明確に表示することができる。

【００２２】このように本実施例では、請求項１に対応
して、岩盤１に設けたミラー２と、このミラー２にレー
ザー光線Ｒを照射するレーザー照射装置３と、このレー
ザー照射装置３側に配置されミラー２に反射したレーザ
ー反射光線Ｒ´を受ける観測板４と、ミラー２の反射面
２Ａの一部を覆う遮光マスク16とを備えるものであるか
ら、岩盤１に設けたミラー２にレーザー光線Ｒを照射
し、そのレーザー光線Ｒの反射光線Ｒ´を観測板４に受
け、この観測板４に写った反射光線Ｒ´の位置により岩
盤１の変化を確認することができ、また、レーザー光線
Ｒを利用するから、夜間等においては、レーザー光線Ｒ
が筋状に視認されると共に、ミラー２での反射が視認さ
れ、観測現場の周囲に注意を促す表示効果をも得られ
る。そして、この装置を用いた観測方法は非常に簡便で
あり、同時に観測結果が分かり易く、また、夜間にレー
ザー光線Ｒを岩盤に照射するから、視覚的に優れたもの
となる。しかも、ミラー２の反射面２Ａの一部を覆う遮
光マスク16を設けたものであるから、レーザー光線Ｒが
反射する面積を調整でき、反射する面積を小さくすれ
ば、観測板４に写った反射光線Ｒ´の大きさを小さくす
ることができ、観測板４における反射光線Ｒ´の位置の
確認が容易となる。そして、遠く離れた岩盤１等の測定
において、レーザー光線Ｒの照度を上げなくても所定の
観測結果を得ることができる。

【００２３】また、このように本実施例では、請求項２
に対応して、岩盤１に設けたミラー２と、このミラー２
にレーザー光線Ｒを照射するレーザー照射装置３と、こ
のレーザー照射装置３側に配置されミラー２に反射した
レーザー反射光線Ｒ´を受ける観測板４と、観測板４に
当たる外光を遮る庇18とを備えるものであるから、岩盤
１に設けたミラー２にレーザー光線Ｒを照射し、そのレ
ーザー光線Ｒの反射光線Ｒ´を観測板４に受け、この観
測板４に写った反射光線Ｒ´の位置により岩盤１の変化
を確認することができ、また、レーザー光線Ｒを利用す
るから、夜間等においては、レーザー光線Ｒが筋状に視
認されると共に、ミラー２での反射が視認され、観測現
場の周囲に注意を促す表示効果をも得られる。そして、
この装置を用いた観測方法は非常に簡便であり、同時に
観測結果が分かり易く、また、夜間にレーザー光線Ｒを
岩盤に照射するから、視覚的に優れたものとなる。しか
も、庇18により外光の影響を削減し、観測板４における
反射光線Ｒが鮮明となり、視認し易いものとなる。

【００２４】また、実施例上の効果として、観測板４を
撮影する撮影手段５を配置し、撮影手段５により写した
画像を、遠隔地にて表示するモニター手段21を設けたか
ら、観測現場と離れた位置での観測も可能となる。ま
た、ミラー２は自在継手13によりその向きをレーザー照
射装置３及び観測板４に合わせて自由に設定できる。さ
らに、ミラー２を設けた岩盤１に光波測定用プリズム17
を設けたから、日中等において光波測距装置により補助
的に観測を行うことができる。また、レーザー照射装置
３のレーザー光線Ｒを赤色系としたから、その観測の実
施していることを効果的に知らしめることができる。さ
らに、庇18を屈曲可能な自在杆20に取り付けたから、自
在杆20を調節して、反射光線Ｒ´位置に当る外光を遮っ
て反射光線を鮮明に表示することができる。

【００２５】図５は本発明の第２実施例を示し、上記第
１実施例と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明
を省略して詳述すると、この例では、前記遮光マスク16
Ｂは直径５〜１５ｍｍ程度の円形をなし、この円形の遮
光マスク16Ｂを前記反射面２Ａのほぼ中央に張設してい
る。尚、遮光マスク16Ｂには黒色等のシールを用いるこ
とができる。

【００２６】従って、観測板４に写った反射光線Ｒ´の
中に前記マスク16Ｂに対応した影ができ、この影の位置
を観測することにより、岩盤１の変位を簡易に観測する
ことができる。例えば、上述した略２００ｍを往復した
場合では、例えばマスク16Ｂの直径を１０ｍｍとする
と、観測板４に写った反射光線Ｒ´の全体の直径は略
１．３ｍのなり不鮮明となるが、その中央に略直径１０
ｃｍの影ができる。

【００２７】このように本実施例では、請求項１，２に
対応して、上記第１実施例と同一の作用，効果を有し、
また、この例では、請求項１に対応して、ミラー２の反
射面２Ａの一部を覆う点状の遮光マスク16Ｂを設けたも
のであるから、観測板４に写った反射光線Ｒ´の中に遮
光マスク16Ｂに対応した黒点状の影ができ、この影を基
準にして観測することができ、そして、遠く離れた岩盤
１等の測定において、レーザー光線Ｒの照度を上げなく
ても所定の観測結果を得ることができる。

【００２８】図６ないし図８は本発明の第３実施例を示
し、上記各実施例と同一部分に同一符号を付し、その詳
細な説明を省略して詳述すると、この例では、前記レー
ザー照射装置３の設置台21を示し、この設置台21は、支
柱22の下部に接地脚部23を設け、前記支柱22の上部に取
付架台24を平面回転可能に設けると共に、左右ストッパ
25により前記レーザー照射装置３の左右の向きを固定で
きるようになっており、さらに、その取付架台24の上部
に、取付ケース26を上下方向回転可能に設けると共に、
上下ストッパ27により前記レーザー照射装置３の上下の
向きを固定できるようになっており、その取付ケース26
に前記レーザー照射装置３が着脱可能に設けられ、図６
においては、レーザー照射装置３として、レーザーポイ
ンターを図示している。尚、図中28は、取付ケース26を
操作する操作ハンドルである。また、前記設置台21に
は、拡大視認手段30を取り付ける取付部31が設けられて
おり、その拡大視認手段30は、望遠鏡や双眼鏡などのレ
ンズを用いて拡大視認する光学視認装置である。前記取
付部31は、前記支柱22に略Ｌ型のアーム32を設け、この
アーム32の先端に取付枠33を設け、この取付枠33は上下
及び左右の向きが調整可能でかつ調整した位置で位置固
定可能に設けられている。また、前記岩盤１には、レー
ザー光線Ｒを照射するミラー２の他に、遮光マスク16を
設けないミラー２´を設け、上記実施例と同様に、ミラ
ー２に反射した反射光線Ｒ´が観測板４に照射するよう
に前記取付架台24を使ってレーザーポインターの向きを
設定し、一方、前記取付枠33の向きを調整して拡大視認
手段30により前記ミラー２´に前記観測板４が写って見
えるように該拡大視認手段30の向きを設定する。

【００２９】次に、前記観測装置の使用方法につき説明
すると、レーザー照射装置３による観測は、上述した実
施例と同様にして行う。一方、日中などにおいては、観
測者は、向きが固定された拡大視認手段30を通して、ミ
ラー２´に写った観測板４を視認する。そして、前記ミ
ラー２´は、ミラー２と同じ岩盤１に固定されているか
ら、その岩盤１が変異すると、ミラー２´の位置が変わ
り、拡大視認手段30を通して見える観測板４の位置が変
わり、あるいは前記変位が大であれば、観測板４が見え
なくなり、これにより岩盤１の変位の観測を行うことが
できる。

【００３０】このように本実施例においても、請求項
１，２に対応して、上記実施例と同様な作用，効果を奏
し、また、この例では、レーザー照射装置３と併用して
拡大視認手段30を用い、岩盤１に設けたミラー２´によ
り観測板４を視認する拡大視認手段30を、設置台21に設
けたものであるから、日中などでレーザー照射装置３の
観測に不向きな状態でも、拡大視認手段30により見える
観測板４位置の変化により、岩盤１の変位を観測するこ
とができる。

【００３１】尚、本発明は上記各実施例に限定されるも
のではなく、本発明の容易の範囲内において、種々の変
形実施が可能である。例えば、観測板の形状は適宜選定
可能である。また、実施例では、外光用遮光体を観測板
又はスタンドに取り付けたが、これらと別な場所に取り
付けることもできる。

【００３２】

【発明の効果】請求項１の発明は、岩盤に設けたミラー
と、このミラーにレーザー光線を照射するレーザー照射
装置と、このレーザー照射装置側に配置され前記ミラー
に反射したレーザー反射光線を受ける観測板と、前記ミ
ラーの反射面の一部を覆う遮光マスクとを備えるもので
あり、簡易な装置により岩盤の測定を行うことができ、
安価に用いることができる岩盤の測定装置を提供するこ
とができる。

【００３３】また、請求項２の発明は、岩盤に設けたミ
ラーと、このミラーにレーザー光線を照射するレーザー
照射装置と、このレーザー照射装置側に配置され前記ミ
ラーに反射したレーザー反射光線を受ける観測板と、前
記観測板に当たる外光を遮る外光用遮光体とを備えるも
のであり、簡易な装置により岩盤の測定を行うことがで
き、安価に用いることができる岩盤の測定装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す全体斜視図である。

【図２】本発明の第１実施例を示す岩盤に取り付けたミ
ラーとターゲットの斜視図である。

【図３】本発明の第１実施例を示す観測板の斜視図であ
る。

【図４】本発明の第１実施例を示すレーザー反射光線が
当った状態の観測板の要部の正面図である。

【図５】本発明の第２実施例を示すミラーの正面図であ
る。

【図６】本発明の第３実施例を示す設置台の側面図であ
る。

【図７】本発明の第３実施例を示す設置台の要部の背面
図である。

【図８】本発明の第３実施例を示す全体概略斜視図であ
る。

【符号の説明】

１岩盤２ミラー２Ａ反射面３レーザー照射装置４観測板 16，16Ｂ遮光マスク 18 庇（外光用遮光体）Ｒレーザー光線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者太田秀樹東京都目黒区東山２−15−３−705 (56)参考文献特開昭55−129704（ＪＰ，Ａ) 特開平５−10721（ＪＰ，Ａ) 特開平６−167341（ＪＰ，Ａ) 特開平７−146147（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01C 15/00 G01B 11/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】岩盤に設けたミラーと、このミラーにレ
ーザー光線を照射するレーザー照射装置と、このレーザ
ー照射装置側に配置され前記ミラーに反射したレーザー
反射光線を受ける観測板と、前記ミラーの反射面の一部
を覆う遮光マスクとを備えることを特徴とする岩盤の観
測装置。
【請求項２】岩盤に設けたミラーと、このミラーにレ
ーザー光線を照射するレーザー照射装置と、このレーザ
ー照射装置側に配置され前記ミラーに反射したレーザー
反射光線を受ける観測板と、前記観測板に当たる外光を
遮る外光用遮光体とを備えることを特徴とする岩盤の観
測装置。