JP3434207B2 - トンネル壁面の周方向歪測定のための光ファイバセンサの敷設方法 - Google Patents
トンネル壁面の周方向歪測定のための光ファイバセンサの敷設方法Info
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- JP3434207B2 JP3434207B2 JP17287498A JP17287498A JP3434207B2 JP 3434207 B2 JP3434207 B2 JP 3434207B2 JP 17287498 A JP17287498 A JP 17287498A JP 17287498 A JP17287498 A JP 17287498A JP 3434207 B2 JP3434207 B2 JP 3434207B2
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- optical fiber
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は鉄道および道路のト
ンネル壁面の歪測定のための光ファイバセンサの敷設方
法に関する。
ンネル壁面の歪測定のための光ファイバセンサの敷設方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術を図２〜図３に示す。
【０００３】図２は光フアイバセンサを用いたトンネル
壁面の歪測定方法の説明図、図３は従来のトンネル壁面
の歪測定法の説明図である。 （１）図３に示す従来のトンネル壁面の歪測定法では、
中央通路上の任意の位置に測点を挟んで２台のデジタル
トランジット２１、２２を７〜８ｍ離れて水平に設置
し、デジタルトランジット２１、２２の前面に貼付した
視準標２３をお互いに視準させて視準線を一致させ、基
準尺２４の両端に貼付した視準標２３を望遠鏡を正反の
位置でそれぞれ視準の後、更にお互いを視準する。
壁面の歪測定方法の説明図、図３は従来のトンネル壁面
の歪測定法の説明図である。 （１）図３に示す従来のトンネル壁面の歪測定法では、
中央通路上の任意の位置に測点を挟んで２台のデジタル
トランジット２１、２２を７〜８ｍ離れて水平に設置
し、デジタルトランジット２１、２２の前面に貼付した
視準標２３をお互いに視準させて視準線を一致させ、基
準尺２４の両端に貼付した視準標２３を望遠鏡を正反の
位置でそれぞれ視準の後、更にお互いを視準する。
【０００４】これにより任意に設置した２台のデジタル
トランジットの位置座標が決定される。
トランジットの位置座標が決定される。
【０００５】測点２５を視準する事によって測点２５の
座標が定まり、すべての測点２５の視準が終了すると、
パソコン等２６で座標計算を行い各測点の間隔を算出す
る。
座標が定まり、すべての測点２５の視準が終了すると、
パソコン等２６で座標計算を行い各測点の間隔を算出す
る。
【０００６】この作業を各断面で定期的に計測し、トン
ネルの内空断面の変化を調べる。
ネルの内空断面の変化を調べる。
【０００７】また、インバール尺などによる直接トンネ
ルの横断面変化を調べる方法もある。 （２）また、トンネル壁面の歪を直接測定する方法で
は、歪の測定装置として通常の電気抵抗式歪センサが従
来から用いられているが、測定したい点数だけの数の歪
センサを設置する必要があるため、コストがかる。 （３）そこで、敷設した部分の歪を連続的に測定するこ
とができる光ファイバセンサを用いることが考えられて
いる。
ルの横断面変化を調べる方法もある。 （２）また、トンネル壁面の歪を直接測定する方法で
は、歪の測定装置として通常の電気抵抗式歪センサが従
来から用いられているが、測定したい点数だけの数の歪
センサを設置する必要があるため、コストがかる。 （３）そこで、敷設した部分の歪を連続的に測定するこ
とができる光ファイバセンサを用いることが考えられて
いる。
【０００８】光ファイバセンサでは、１本の光ファイバ
で多数の点の歪の計測をすることが可能なため、計測コ
ストが少なくてすむ。
で多数の点の歪の計測をすることが可能なため、計測コ
ストが少なくてすむ。
【０００９】図２に示す光フアイバセンサを用いたトン
ネル壁面の歪測定方法では、光ファイバ２はトンネルの
壁面３に敷設される。そのため、壁面に歪を生じた場合
には光ファイバも歪を生じる。
ネル壁面の歪測定方法では、光ファイバ２はトンネルの
壁面３に敷設される。そのため、壁面に歪を生じた場合
には光ファイバも歪を生じる。
【００１０】このとき、光フアイバセンサ１から入射し
たパルス光の散乱を検出することにより、光ファイバの
歪分布を検知することができる。
たパルス光の散乱を検出することにより、光ファイバの
歪分布を検知することができる。
【００１１】光フアイバの敷設方法としては、図２に示
すように光フアイバ２をトンネルの壁面３の周方向に敷
設して周方向の歪を測定する方法と、トンネルの長さ方
向に直線的に敷設して長さ方向の歪を測定する方法があ
るが、トンネルの保守上、周方向の歪を検出することを
要求される場合がある。
すように光フアイバ２をトンネルの壁面３の周方向に敷
設して周方向の歪を測定する方法と、トンネルの長さ方
向に直線的に敷設して長さ方向の歪を測定する方法があ
るが、トンネルの保守上、周方向の歪を検出することを
要求される場合がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術には、次の
ような問題がある。 （１）図３に示す従来のトンネル壁面の歪測定方法で
は、列車の間合いを利用したり、車両通行止めをするこ
となどが必要である。そのため、効率的とは言えず、時
間と、コストがかかかる。 （２）前記トンネル壁面の歪を直接測定する方法では、
測定したい点数だけの数の歪センサを設置する必要があ
るため、コストがかかる。 （３）前記光ファイバセンサをトンネルの壁面３の周方
向に敷設して周方向の歪を測定する方法では、ある長さ
ごとに光フアイバを周方向に敷設して歪を検出すること
が要求されるが、このとき以下のような問題点が発生す
る。
ような問題がある。 （１）図３に示す従来のトンネル壁面の歪測定方法で
は、列車の間合いを利用したり、車両通行止めをするこ
となどが必要である。そのため、効率的とは言えず、時
間と、コストがかかかる。 （２）前記トンネル壁面の歪を直接測定する方法では、
測定したい点数だけの数の歪センサを設置する必要があ
るため、コストがかかる。 （３）前記光ファイバセンサをトンネルの壁面３の周方
向に敷設して周方向の歪を測定する方法では、ある長さ
ごとに光フアイバを周方向に敷設して歪を検出すること
が要求されるが、このとき以下のような問題点が発生す
る。
【００１３】トンネルの壁面は、一般的に長さ１０〜
１２メートルずつ建設される。このようにして建設され
た壁面の１単位を打設（だせつ）と呼ぶ。
１２メートルずつ建設される。このようにして建設され
た壁面の１単位を打設（だせつ）と呼ぶ。
【００１４】トンネルの壁面の歪を測定しようとする場
合、打設の境界部分は内部構造が不連続であることか
ら、表面の変形状態も不連続となっている。
合、打設の境界部分は内部構造が不連続であることか
ら、表面の変形状態も不連続となっている。
【００１５】このような部分で歪を計測すると、トンネ
ル壁面の一般的な歪状態を得ることができないため、打
設の境界部分を避けて歪の測定装置を敷設することが必
要となる。
ル壁面の一般的な歪状態を得ることができないため、打
設の境界部分を避けて歪の測定装置を敷設することが必
要となる。
【００１６】その際、新たに建設されるトンネルなどは
打設を避けることは比較的容易であるが、表面の補修な
どを行った後には打設の境界を判別することが困難とな
る。 また、トンネルの天井部分に光ファイバを敷設する際
には、トンネルの壁面全体に手が届くような作業台を用
いる必要がある。
打設を避けることは比較的容易であるが、表面の補修な
どを行った後には打設の境界を判別することが困難とな
る。 また、トンネルの天井部分に光ファイバを敷設する際
には、トンネルの壁面全体に手が届くような作業台を用
いる必要がある。
【００１７】作業台は光ファイバの敷設につれて移動さ
せる必要があるため、１本の光ファイバを敷設する際に
はその長さ分だけ作業台を移動させる必要があり、敷設
に多大な時間を要する。
せる必要があるため、１本の光ファイバを敷設する際に
はその長さ分だけ作業台を移動させる必要があり、敷設
に多大な時間を要する。
【００１８】本発明は、これらの問題を解決することが
できるトンネル壁面の周方向歪測定のための光ファイバ
センサの敷設方法を提供することを目的とする。
できるトンネル壁面の周方向歪測定のための光ファイバ
センサの敷設方法を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】（第１の手段）本発明に
係るトンネル壁面の周方向歪測定のための光ファイバセ
ンサの敷設方法は、（Ａ）光ファイバ歪センサを交互に
間隔ＸおよびＹでトンネル壁面の周方向に敷設して１本
に連結した状態にし、（Ｂ）前記間隔ＸおよびＹを、式
（１）および（２） Ｚ＜Ｘ＜Ｙ （１） Ｙ＋２Ｘ＝Ｌ （２） ただし、 Ｌ：歪検出間隔の要求値 Ｚ：打設境界の歪測定が有効でない部分の幅 を満たすように敷設することを特徴とする。 （第２の手段）本発明に係るトンネル壁面の周方向歪測
定のための光ファイバセンサの敷設方法は、第１の手段
において、前記間隔Ｘを、１ｍ±０．３ｍ、としたこと
を特徴とする。
係るトンネル壁面の周方向歪測定のための光ファイバセ
ンサの敷設方法は、（Ａ）光ファイバ歪センサを交互に
間隔ＸおよびＹでトンネル壁面の周方向に敷設して１本
に連結した状態にし、（Ｂ）前記間隔ＸおよびＹを、式
（１）および（２） Ｚ＜Ｘ＜Ｙ （１） Ｙ＋２Ｘ＝Ｌ （２） ただし、 Ｌ：歪検出間隔の要求値 Ｚ：打設境界の歪測定が有効でない部分の幅 を満たすように敷設することを特徴とする。 （第２の手段）本発明に係るトンネル壁面の周方向歪測
定のための光ファイバセンサの敷設方法は、第１の手段
において、前記間隔Ｘを、１ｍ±０．３ｍ、としたこと
を特徴とする。
【００２０】すなわち、本発明は、トンネルの周方向の
歪を検出するための光ファイバ歪センサ１をトンネル内
に敷設する方法において、隣り合う一対の光フアイバセ
ンサの間隔Ｘを１ｍ程度としたことを特徴とする。
歪を検出するための光ファイバ歪センサ１をトンネル内
に敷設する方法において、隣り合う一対の光フアイバセ
ンサの間隔Ｘを１ｍ程度としたことを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）本発明の第
１の実施の形態を図１に示す。
１の実施の形態を図１に示す。
【００２２】図１は本発明の第１の実施の形態に係るト
ンネル壁面の周方向歪測定のための光ファイバセンサの
敷設方法の説明図である。
ンネル壁面の周方向歪測定のための光ファイバセンサの
敷設方法の説明図である。
【００２３】図１において、１は光ファイバ歪センサ、
２は光ファイバ（トンネル壁面に固定）、３はトンネル
壁面である。
２は光ファイバ（トンネル壁面に固定）、３はトンネル
壁面である。
【００２４】光ファイバ歪センサ１は、図１に示すよう
に、交互に間隔ＸおよびＹで周方向に敷設し、１本に連
結した状態になっている。
に、交互に間隔ＸおよびＹで周方向に敷設し、１本に連
結した状態になっている。
【００２５】したがって、次のように作用する。
【００２６】敷設した光ファイバ２が伸び歪を受けると
その位置と歪量が計測できる。
その位置と歪量が計測できる。
【００２７】しかし、敷設位置が打設の境界部である場
合には測定した歪量は有効ではない。 打設境界の歪測
定が有効でない部分の幅Ｚは、一般的には数十センチメ
ートル程度である。
合には測定した歪量は有効ではない。 打設境界の歪測
定が有効でない部分の幅Ｚは、一般的には数十センチメ
ートル程度である。
【００２８】したがって、図１に示すように、間隔Ｘ
（Ｚ＜Ｘ＜Ｙ）で平行に光フアイバ２が敷設してある場
合には、間隔Ｘで平行する光フアイバ２のどちらかは打
設の境界を避けることができる。
（Ｚ＜Ｘ＜Ｙ）で平行に光フアイバ２が敷設してある場
合には、間隔Ｘで平行する光フアイバ２のどちらかは打
設の境界を避けることができる。
【００２９】その場合の歪の測定間隔は、最長でもＹと
なる。
なる。
【００３０】ここで、（Ｙ＋２Ｘ）を歪検出間隔の要求
値のＬと等しくしておけば、すべての場所において、歪
検出間隔はＬ以下となり、歪検出間隔の要求を満たすこ
とができる。
値のＬと等しくしておけば、すべての場所において、歪
検出間隔はＬ以下となり、歪検出間隔の要求を満たすこ
とができる。
【００３１】さらに、ここでＸを１ｍ程度に設定してお
けば、光ファイバ敷設作業の際に、高所作業車などの小
型の作業台を用いて、平行する光ファイバを同時に壁面
に敷設することができるため、敷設作業が効率的に実施
できる。
けば、光ファイバ敷設作業の際に、高所作業車などの小
型の作業台を用いて、平行する光ファイバを同時に壁面
に敷設することができるため、敷設作業が効率的に実施
できる。
【００３２】
【発明の効果】本発明は前述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。 （１）間隔Ｘ（Ｚ＜Ｘ＜Ｙ）で平行に光フアイバが敷設
してある場合には、間隔Ｘで平行する光フアイバ２のど
ちらかは打設の境界を避けることができる。 （２）（Ｙ＋２Ｘ）を歪検出間隔の要求値のＬと等しく
しておけば、すべての場所において、歪検出間隔はＬ以
下となり、歪検出間隔の要求を満たすことができる。 （３）間隔Ｘを１ｍ程度に設定しておけば、光ファイバ
敷設作業の際に、高所作業車などの小型の作業台を用い
て、平行する光ファイバを同時に壁面に敷設することが
できるため、敷設作業が効率的に実施できる。
で、以下に記載するような効果を奏する。 （１）間隔Ｘ（Ｚ＜Ｘ＜Ｙ）で平行に光フアイバが敷設
してある場合には、間隔Ｘで平行する光フアイバ２のど
ちらかは打設の境界を避けることができる。 （２）（Ｙ＋２Ｘ）を歪検出間隔の要求値のＬと等しく
しておけば、すべての場所において、歪検出間隔はＬ以
下となり、歪検出間隔の要求を満たすことができる。 （３）間隔Ｘを１ｍ程度に設定しておけば、光ファイバ
敷設作業の際に、高所作業車などの小型の作業台を用い
て、平行する光ファイバを同時に壁面に敷設することが
できるため、敷設作業が効率的に実施できる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光ファイバセ
ンサ敷設方法の説明図。
ンサ敷設方法の説明図。
【図２】光フアイバセンサを用いたトンネル壁面の歪測
定方法の説明図。
定方法の説明図。
【図３】従来のトンネル壁面の歪測定法の説明図。
１ …光ファイバ歪センサ
２ …光ファイバ
３ …トンネル壁面
２１…デジタルトランジット
２２…デジタルトランジット
２３…視準標
２４…基準尺
２５…測点
２６…パソコン等
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 井上 好章
長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号
三菱重工業株式会社長崎研究所内
(72)発明者 塚野 正純
長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重
工業株式会社長崎造船所内
(56)参考文献 特開 平10−318725（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−287650（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−89000（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−4499（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01B 11/00 - 11/30
G01C 7/06
G01C 15/00
Claims (2)
- 【請求項１】トンネルの周方向の歪を検出するための光
ファイバ歪センサ１をトンネル内に敷設する方法におい
て、（Ａ）光ファイバ歪センサを交互に間隔ＸおよびＹ
でトンネル壁面の周方向に敷設して、１本に連結した状
態にし、（Ｂ）前記間隔ＸおよびＹを、 Ｚ＜Ｘ＜Ｙ （１） Ｙ＋２Ｘ＝Ｌ （２） ただし、 Ｌ：歪検出間隔の要求値 Ｚ：打設境界の歪測定が有効でない部分の幅 とすることを特徴とするトンネル壁面の周方向歪測定の
ための光ファイバセンサの敷設方法。 - 【請求項２】前記間隔Ｘを、１ｍ±０．３ｍ、としたこ
とを特徴とする請求項１に記載のトンネル壁面の周方向
歪測定のための光ファイバセンサの敷設方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17287498A JP3434207B2 (ja) | 1998-06-19 | 1998-06-19 | トンネル壁面の周方向歪測定のための光ファイバセンサの敷設方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17287498A JP3434207B2 (ja) | 1998-06-19 | 1998-06-19 | トンネル壁面の周方向歪測定のための光ファイバセンサの敷設方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000009438A JP2000009438A (ja) | 2000-01-14 |
| JP3434207B2 true JP3434207B2 (ja) | 2003-08-04 |
Family
ID=15949918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17287498A Expired - Fee Related JP3434207B2 (ja) | 1998-06-19 | 1998-06-19 | トンネル壁面の周方向歪測定のための光ファイバセンサの敷設方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3434207B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103591930B (zh) * | 2013-11-26 | 2015-07-29 | 丁勇 | 分布式光纤监测隧道沉降的装置和方法 |
| CN106441136B (zh) * | 2016-09-27 | 2019-03-12 | 上海建工集团股份有限公司 | 矩形盾构掘进阶段全断面变形监测方法 |
| CN106682267B (zh) * | 2016-11-28 | 2019-09-13 | 浙江大学城市学院 | 一种潮汐荷载下沉管隧道管节环向应变的计算方法 |
| CN110926409B (zh) * | 2019-11-21 | 2021-08-31 | 华中科技大学 | 一种隧道收敛沉降监测系统 |
| CN112484656A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-03-12 | 中国人民解放军军事科学院国防工程研究院工程防护研究所 | 一种光纤式收敛计及其使用方法 |
-
1998
- 1998-06-19 JP JP17287498A patent/JP3434207B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000009438A (ja) | 2000-01-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030422 |
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