JP3842771B2 - Method for displaying cross-section measurement results and program thereof - Google Patents
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本発明は、主に山岳トンネル工事や土工事における切土及び盛土の施工において、断面測定結果を表示する方法に係り、詳しくは掘削断面変位、法面成形断面等の状況を二次元的に把握できるようにした表示方法およびそのプログラムに関する。 The present invention relates to a method for displaying cross-sectional measurement results mainly in mountain tunnel construction and earth work for cutting and embankment construction, and more specifically, two-dimensionally grasping the situation of excavation cross-section displacement, slope forming cross-section, etc. The present invention relates to a display method and a program thereof.
例えば、NATM工法に代表される山岳工事では、発破による掘進後、掘削壁面に対する吹付け工事を行った後、この吹付け壁面に対して最終的なコンクリート覆工を行う。この際、掘進から最終的な覆工が完了するまでには、壁面にある程度の変位が生ずる。したがって、掘削壁面に対する吹付けおよび吹付け壁面に対する覆工を出来るだけ均一または平滑な仕上がり面となるようにするには、これらの作業に併行して吹付け前後や覆工前後における壁面の変位を管理できることが望ましい。 For example, in mountain construction represented by the NATM method, after excavating by blasting, after performing spraying work on the excavated wall surface, final concrete lining is performed on the sprayed wall surface. At this time, a certain amount of displacement occurs on the wall surface from the excavation until the final lining is completed. Therefore, in order to ensure that the spraying on the excavation wall surface and the lining on the spraying wall surface are as uniform or smooth as possible, the displacement of the wall surface before and after spraying and before and after lining is performed in parallel with these operations. It should be manageable.
かかる内空断面の管理方法としては、図4に示されるように、トンネル31の天端や底盤に設置された光波測距儀32により内空断面33の形状を測定した後、この測定結果をコンピューターに入力し、図5に示されるように、モニタ34上において、各測定断面毎に、設計断面35を表示するとともに、この設計断面35を基準にどの程度変位が生じているかを折れ線図によって表示していた。この場合、前記設計断面35と折れ線との距離が大きいほど変位が多く生じていることを意味するものである。
As shown in FIG. 4, after measuring the shape of the
しかしながら、前記従来例に係る方法では、山岳トンネルの各断面毎の概ねの変位量は画面から容易に把握できるけれども、具体的にどの箇所にどの程度の変位が生じているかを平面的(二次元的)に把握することができなかった。その結果、迅速かつ正確に施工に反映させることが困難となり、吹付け厚や覆工厚にムラが生じ、均一または平滑な仕上がり面を得ることができなかったり、補強対策工を行う場合においても、ある一定以上の変位量が発生している箇所について、明確に把握できないために、不経済な必要以上の対策工を講じる結果となっていた。 However, in the method according to the conventional example, the approximate amount of displacement for each cross section of the mountain tunnel can be easily grasped from the screen, but how much displacement is specifically generated in which place is planar (two-dimensional). I could n’t figure out. As a result, it is difficult to quickly and accurately reflect in construction, unevenness in spraying thickness and lining thickness, and even when a uniform or smooth finished surface cannot be obtained, or when reinforcing measures are taken As a result, it is impossible to clearly grasp a location where a certain amount or more of the displacement occurs, and therefore, it has been a result of taking an unnecessarily expensive countermeasure work.
一方で、土工事においては、切土や盛土によって法面を形成した後、この切土法面や盛土法面に対してモルタル吹付けやコンクリート吹付けなどによって仕上げを行うようにしている。この法面施工においても、各施工段階毎に断面計測が行われているが、各断面毎の概ねの変位量は画面から容易に把握できるけれども、具体的にどの箇所にどの程度の変位が生じているかを平面的(二次元的)に把握することができなかった。 On the other hand, in earthwork, after a slope is formed by cutting or embankment, finishing is performed by mortar spraying or concrete spraying on the cutting slope or embankment slope. Even in this slope construction, cross-section measurement is performed at each construction stage, but the approximate displacement amount for each cross-section can be easily grasped from the screen, but how much displacement specifically occurs at which location. It was not possible to grasp whether it is flat or two-dimensional.
そこで、本発明の主たる課題は、トンネル工事においては掘削断面変位、吹付け厚、吹付け壁面変位、覆工厚、覆工壁面変位等が具体的にどの位置にどの程度生じているのか、或いは土工事における切土、盛土の施工においては、切土/盛土成形断面の設計基準線に対する偏倚量、切土/盛土成形断面変位、吹付け厚、吹付け面変位、最終成形面の設計基準線に対する偏倚量等を二次元的に一目で把握することにより、迅速かつ正確に施工に反映させることできるようにし、均一または平滑な仕上がり面を得ることができるようにするための断面測定結果の表示方法およびそのプログラムを提供することにある。 Therefore, the main problem of the present invention is that in tunnel construction, how much excavation cross-sectional displacement, spraying thickness, spraying wall surface displacement, lining thickness, lining wall surface displacement, etc. are specifically generated at which position, or For cuts and fills in earthwork, the amount of deviation from the cut / fill molding cross section design reference line, cut / fill molding cross section displacement, spray thickness, spray surface displacement, design base line for the final molding surface Display of cross-sectional measurement results so that it is possible to quickly and accurately reflect the amount of deviation with respect to the work at a glance and to obtain a uniform or smooth finished surface. It is to provide a method and a program thereof.
前記課題を解決するために請求項1に係る本発明として、測定されたトンネル内空断面測定結果を展開図によって表示するとともに、該展開図において、掘削断面変位、吹付け厚、吹付け壁面変位、覆工厚、覆工壁面変位のいずれかの項目またはこれらの組合せを対象として、その量を図形、記号又はマークの大きさで表示することを特徴とする断面測定結果の表示方法が提供される。
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention according to
上記請求項1記載の本発明においては、展開図にプロットされた図形、記号又はマークの大きさにより、壁面変位等の量を平面的に一目で把握できるようになる。その結果、これらの変位等がどの位置においてどの程度あるのかを簡単かつ正確に把握できるため、迅速かつ正確な施工への反映により均一または平滑な仕上がり面を得ることができるようになる。 In the first aspect of the present invention, the amount of wall surface displacement or the like can be grasped at a glance in a plane based on the size of the figure, symbol or mark plotted on the developed view. As a result, it is possible to easily and accurately grasp at what position these displacements and the like are, so that a uniform or smooth finished surface can be obtained by reflecting in a quick and accurate construction.
請求項2に係る本発明として、測定されたトンネル内空断面測定結果を展開図によって表示するとともに、該展開図において、掘削断面変位、吹付け厚、吹付け壁面変位、覆工厚、覆工壁面変位のいずれかの項目またはこれらの組合せを対象として、変位量又は基準値に対する偏倚量を等量線により表示するとともに、各等量線の範囲毎に色分け表示することを特徴とする断面測定結果の表示方法が提供される。
As the present invention according to
ここで、本発明において「等量線」とは、基準値に対する偏倚量を高低差として捉え、ほぼ等しい高低差を有する偏倚量の範囲を「等高線」のように括った線をいう。また、コンピューターソフトの処理で前記等量線を明確にせず、グラデーション処理を行ってもよい。このグラデーション処理も前記等量線の概念に包括されるものである。 Here, in the present invention, an “equal line” refers to a line in which a deviation amount with respect to a reference value is regarded as a height difference, and a range of deviation amounts having substantially equal height differences is bundled as a “contour line”. Further, gradation processing may be performed without clarifying the equivalence line by computer software processing. This gradation process is also encompassed by the concept of the isoline.
上記請求項2記載の本発明においては、掘削断面変位、吹付け厚、吹付け壁面変位、覆工厚、覆工壁面変位等の変位量又は基準値に対する偏倚量を展開図において「等量線」により表示し、各「等量線」の範囲毎に色分けするため、前記偏倚量を視覚的に表現することができ、偏倚量がどの位置においてどの程度あるのかを簡単かつ正確に把握できるため、迅速かつ正確な施工への反映により均一または平滑な仕上がり面を得ることができるようになる。
In the present invention described in
請求項3に係る本発明として、前記展開図の縦軸は前記トンネル中心線を基準として展開したトンネル周方向の距離とし、横軸は掘進方向の距離としてある請求項1または2いずれかに記載の断面測定結果の表示方法が提供される。
As a third aspect of the present invention according to
請求項4に係る本発明として、測定された土工事における断面測定結果を展開図によって表示するとともに、該展開図において、切土/盛土成形断面の設計基準線に対する偏倚量、切土/盛土成形断面変位、吹付け面変位、最終成形面の設計基準線に対する偏倚量のいずれかの項目またはこれらの組合せを対象として、変位量又は基準値に対する偏倚量を等量線により表示するとともに、各等量線の範囲毎に色分け表示することを特徴とする断面測定結果の表示方法が提供される。 As a fourth aspect of the present invention, the measured cross-sectional measurement result in earth work is displayed in a development view, and in the development view, the deviation amount with respect to the design reference line of the cut / fill forming section, the cut / fill forming cross displacement, spray surface displacement, targeting any item or combination of bias amount with respect to the final molding surface of the design reference line, and displays the equivalent amount line bias amount with respect to the displacement amount or the reference value, the A method of displaying a cross-sectional measurement result is provided, which is displayed in different colors for each range of the equivalence line.
請求項5に係る本発明として、前記トンネル内空断面測定又は土工事における断面測定は、光波測距儀、3次元スキャナー、精密写真測量機器のいずれかを用いる請求項1〜4いずれかに記載の断面測定結果の表示方法が提供される。
As the present invention according to
請求項6に係る本発明として、コンピューターにおいて、トンネル内空断面測定結果を展開図によって表示するとともに、該展開図において、掘削断面変位、吹付け厚、吹付け壁面変位、覆工厚、覆工壁面変位のいずれかの項目またはこれらの組合せを対象として、その量を図形、記号又はマークの大きさで表示するように実行させるための断面測定結果の表示用プログラムが提供される。
As the present invention according to
請求項7に係る本発明として、コンピューターにおいて、トンネル内空断面測定結果を展開図によって表示するとともに、該展開図において、掘削断面変位、吹付け厚、吹付け壁面変位、覆工厚、覆工壁面変位のいずれかの項目またはこれらの組合せを対象として、変位量または基準値に対する偏倚量を等量線により表示するとともに、各等量線の範囲毎に色分け表示するように実行させるための断面測定結果の表示用プログラムが提供される。
As the present invention according to
請求項8に係る本発明として、測定された土工事における断面測定結果を展開図によって表示するとともに、該展開図において、切土/盛土成形断面の設計基準線に対する偏倚量、切土/盛土成形断面変位、吹付け面変位、最終成形面の設計基準線に対する偏倚量のいずれかの項目またはこれらの組合せを対象として、変位量又は基準値に対する偏倚量を等量線により表示するとともに、各等量線の範囲毎に色分け表示するように実行させるための断面測定結果の表示用プログラムが提供される。
As the present invention according to
以上詳説のとおり本発明によれば、トンネル工事においては掘削断面変位、吹付け厚、吹付け壁面変位、覆工厚、覆工壁面変位等が具体的にどの位置にどの程度生じているのか、或いは土工事における切土、盛土の施工においては、切土/盛土成形断面の設計基準線に対する偏倚量、切土/盛土成形断面変位、吹付け面変位、最終成形面の設計基準線に対する偏倚量等を二次元的に一目で把握できるようになる。 As described in detail above, according to the present invention, in tunnel construction, how much excavation cross-sectional displacement, spraying thickness, spraying wall surface displacement, lining thickness, lining wall surface displacement, etc. are generated at which position, how much. Alternatively Cut in earthworks, in construction of embankment, the amount offset with respect to the design reference line cut / fill molding section, cut / fill molding section displacement, spray plane displacement, the biasing for the design reference line of the final molding surface The amount and the like can be grasped at a glance in two dimensions.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
〔第1形態例〕
本トンネル内空断面測定システムでは、図1に示されるように、現場事務所H内に管理用コンピューター1が設備されるとともに、トンネル坑内に通信基地局2を固定配置し、前記管理用コンピューター1と通信基地局2とが情報伝達可能なように通信ケーブル3により接続されている。
[First embodiment]
As shown in FIG. 1, in the present tunnel cross-section measurement system, a
一方、切羽後方には光波測距儀5が固定配置され、コントローラ6を介して前記通信基地局2と接続されている。なお、図示の例では前記管理コンピューター1と通信基地局2との間の通信が有線通信となっているが、これは無線または有線のいずれであってもよい。
On the other hand, a light
切羽S近傍では、ホイールジャンボ7、吹付け機8、ホイールローダなどのトンネル施工用重機が配置され、例えば図示される例では、上半及び下半の一括の併行作業により掘削を行うミニベンチ工法により、上半及び下半のそれぞれにおいてロックボルト削孔および装薬孔・装薬を併行して行った後、上半および下半を一気に切り崩し、その後ズリ出し→当り取り→一次吹付け→支保建込み→二次吹付け→ロックボルト打設の手順にて掘削作業が1サイクル毎に行われるとともに、掘削および吹付け完了後の壁面に対して、引き続きコンクリート覆工が施工される。
In the vicinity of the face S, heavy equipment for tunnel construction such as a
掘削断面、掘削断面変位、吹付け厚、吹付け壁面変位、覆工厚、覆工壁面変位計測などの各内空断面の計測は、コントローラー6による制御により光波測距儀5が自動的に内空断面の形状計測を行い、その計測データが前記通信システムによって管理コンピューター1内に自動的に取り込まれるようになっている。
Measurement of each internal section such as excavation cross section, excavation cross section displacement, spray thickness, spray wall surface displacement, lining thickness, lining wall surface displacement measurement, etc. is automatically performed by the
管理コンピューター1に取り込まれた測定結果は、図2に示される表示形式によって、コンピューター画面1Aにモニタ表示されるようになっている。
The measurement result taken into the
前記コンピューター画面1Aでは、左側に前記内空断面の展開図9が表示されているとともに、右側に測定対象の内空断面の断面図10が表示され、かつ下側に各内空断面の測定結果の一覧表11が表示されるようになっている。
On the
前記展開図9は、縦軸に前記内空断面の中心線CLを基準として展開した周方向距離を取り、横軸に掘進距離TD(Total Distance)とStation番号による距離程STAを取った図として表示され、上部側にはサイクル数が表示されている。ここで、前記横軸のTDは、前記コンピューター画面1Aの上端付近に表示されている測定断面選択ボックス11aにより選択指定されたTD位置までのものが表示されるようになっている。
FIG. 9 is a diagram in which the vertical axis represents the circumferential distance developed with reference to the center line CL of the inner cross section, and the horizontal axis represents the STA (distance according to the digging distance TD (Total Distance) and the station number). The number of cycles is displayed on the upper side. Here, the TD on the horizontal axis is displayed up to the TD position selected and designated by the measurement section selection box 11a displayed near the upper end of the
また、コンピューター画面1Aの左端側には管理項目選択ボックス12が表示されている。前記管理項目選択ボックス12に表示される項目は、上から順に吹付け厚、吹付け壁面変位、覆工厚、覆工壁面変位の4項目としてあり、これらのいずれかの項目のうち一つまたは二つ以上の組合せをマウスにてクリックして選択すると、選択された項目における内空断面の展開図9が表示されるようになっている。なお、前記管理項目選択ボックス12には掘削断面変位の項目が無いが、かかる変位をも項目として表示するようにしてもよい。
A management
前記展開図9では、測定された各断面毎の各測定点における前記管理項目ボックス12により選択された項目に関する量が、円の大きさにより表示されるようになっている。なお、対象となる項目の量の表示は、前記円以外に、任意の図形、記号またはマークとすることができる。この際、切土側への変位量または基準線からの偏倚量(+側)を色塗り図形とし、トンネル空間側への変位量または基準線からの偏倚量(−側)を白抜き図形とすればよい。
In the
一方、前記断面図10では、マウスにより指定したTD位置の内空断面形状が表示されるようになっている。内空断面形状は、基準線13をもとに折れ線14によって表示されるようになっている。また、前記断面図10の上部左側には第1上方表示枠15が表示され、上部右側には第2情報表示枠16が表示されるようになっている。前記第1情報表示枠15の枠内には、上から順に設計掘削断面を基準に実掘削断面がどの程度偏倚しているかを表す平均素掘面、設計吹付け断面を基準に実吹付け断面がどの程度偏倚しているかを表す平均吹付け面、平均吹付け厚、平均覆工厚、吹付け面の変位を表す平均吹付け変位、覆工面の変位を表す平均覆工変位が夫々数値表示されるようになっている。なお、これらはすべて周方向計測点の平均値である。
On the other hand, in the
また、前記第2情報表示枠16の枠内には、TD区間の指定欄、そのTD区間における平均余掘率、平均余巻率が夫々表示され、さらに前記第1情報表示枠15の上部には掘削サイクル数が表示されるようになっている。
Further, in the frame of the second
他方、前記一覧表11には、各内空断面測定結果について左から順に、測定断面TD位置、支保工パターン、素掘面(設計掘削断面を基準に実掘削断面の偏倚量)、吹付け面(設計吹付け断面を基準に実吹付け断面の偏倚量)、設計吹付け厚、実測吹付け厚、変位後吹付け面(設計吹付け断面を基準に変形後の実吹付け断面の偏倚量)、吹付け面変位量、覆工面(設計覆工面を基準に実覆工面の偏倚量)、設計覆工厚、実測覆工厚、供用後覆工面、覆工面変位が夫々表示されるようになっている。
On the other hand, the
前記コンピューター画面1Aの画面に、吹付け厚、吹付け壁面変位、覆工厚、覆工壁面変位のいずれかの展開図が表示された状態で、上部のコンターマップボタン17をマウスにてクリックすると、画面が変わり、指定されたTD間の変位量又は基準値に対する偏倚量を等量線により表示するとともに、各等量線の範囲毎に色分け表示された吹付壁面変位コンター図18(以下、単にコンター図という。)が表示されるようになっている。なお、図3に示される例は、吹付け壁面変位を等量線により表示したものである。
Clicking on the upper
前記コンター図18は、縦軸に前記内空断面の中心線CLを基準として展開した周方向距離を取り、横軸に掘進距離TD(括弧内に掘削サイクル番号)を取った展開図として表示され、該展開図において、掘削断面変位、吹付け厚、吹付け壁面変位、覆工厚、覆工壁面変位のいずれかの項目またはこれらの組合せを対象として、変位量又は基準値に対する偏倚量が等量線により表示されるとともに、各等量線の範囲毎に各種の色により色分けされている。 The contour diagram 18 is displayed as a developed view in which the vertical axis represents the circumferential distance developed with reference to the center line CL of the inner cross section, and the horizontal axis represents the excavation distance TD (excavation cycle number in parentheses). In the developed view, the displacement amount or the deviation amount with respect to the reference value is set for any item or combination of excavation cross-sectional displacement, spraying thickness, spraying wall surface displacement, lining thickness, lining wall surface displacement, etc. In addition to being displayed by a quantity line, the range of each equivalence line is color-coded by various colors.
具体的には、コンピューター画面1Bの右側に凡例として示されるように、変位量(又は基準値に対する偏倚量)を50mm毎にA〜Tの20段階に区分し、等量線により表示するようにし、かつA〜Tの各等量線の区分毎にその範囲を色分けするようにする。前記A〜Tの区分の内、A〜Eがマイナス区分、F〜Tがプラス区分である。また、図面上に着色表示できないため、都合上アルファベット表示をするに止めているが、実際には区分Aから区分Tに行くに従って、赤→橙→黄→緑→青→群青色のように徐々に色変化させることによって、どの位置にどのような範囲でどの程度の変位量(又は基準値に対する偏倚量)が生じているのかが一目で判るようになっている。
Specifically, as shown as a legend on the right side of the
また、前記コンピューター画面1Bの右下端には、印刷ボタン19が表示され、前記印刷ボタン19をマウスで選択すれば、コンター図18が印刷できるようになっている。
Further, a
ところで、前記光波測距儀5に代えて、3次元スキャナーを用いて内空断面測定を行うこともできる。前記光波測距儀は従来から存在する測定機器であるが、近年はセンサー技術の発達により3次元スキャナーが実用化レベルにあり、前記光波測距儀5に代えて3次元スキャナーを用いて面的に内空断面の凹凸計測を行うことができる。前記3次元スキャナーとしては、例えばパルステック社製のTDSシリーズなどを好適に使用することができる。測量誤差はスキャンエリア567×498mmの場合(TDS-1500)で、0.23〜0.83mm(Z方向)の精度が得られる。
By the way, instead of the light
更には、前記光波測距儀5に代えて、近年のコンピュータ処理技術の発達に伴って実用化されている精密写真測量によって内空断面測定を行うことができる。前記精密写真測量は、撮影位置を変えて撮影した複数枚のデジタル写真画像の視差の違いから、対象物の3次元座標をパソコンを使い画像処理によって算出するもので、測量誤差は概ね、撮影距離100mで数mmという高い精度が得られている。
Furthermore, in place of the light
〔第2形態例〕
ところで、前記断面計測結果の表示方法は、上記トンネル断面測定結果の表示以外に、土工事における断面測定結果の表示方法に対してまったく同様に適用することができる。
[Second embodiment]
By the way, the display method of the cross-sectional measurement result can be applied to the display method of the cross-sectional measurement result in earthwork in addition to the tunnel cross-sectional measurement result.
周知のとおり、土工事においては、切土や盛土によって法面を形成した後、この切土法面や盛土法面に対してモルタル吹付けやコンクリート吹付けなどによって仕上げを行うようにしている。この土工事においても、各施工段階毎に断面計測が行われている。例えば、切土/盛土成形断面の設計基準線に対する偏倚量、切土/盛土成形断面変位、吹付け面変位、最終成形面の設計基準線に対する偏倚量などである。 As is well known, in earthwork, a slope is formed by cutting or embankment, and then the cut slope or embankment slope is finished by mortar spraying or concrete spraying. In this earthwork, cross-section measurement is performed at each construction stage. For example, bias amount with respect to the design reference line cut / fill molding section, cut / fill molding section Displacement, spray surface displacement, bias amount with respect to the design reference line of the final molding surface, and the like.
本発明では上記各計測結果表示に際しても、切土法面や盛土法面を展開図上で、各測定結果の量を展開面上に図形、記号又はマークの大きさで表示したり、変位量又は基準値に対する偏倚量を等量線により表示するとともに、各等量線の範囲毎に色分け表示することが可能である。なお、前記展開図は、法面が曲面状に形成されている場合は同一面状に展開した上で、法面を法線方向又は真上から見た平面図となるが、法面が同一平面状に形成されている場合は、法面を法線方向又は真上から見た平面図を含むものとする。 In the present invention, when each measurement result is displayed, the cutting slope and the embankment slope are displayed on the development view, and the amount of each measurement result is displayed on the development surface in the form of a figure, a symbol, or a mark, or the displacement amount. Alternatively, it is possible to display the deviation amount with respect to the reference value by an equivalence line, and to display by color for each range of the equivalence line. In addition, when the slope is formed in a curved surface, the development view is a plan view in which the slope is developed in the same plane and the slope is viewed from the normal direction or directly above, but the slope is the same. In the case of being formed in a planar shape, a plan view in which the slope is viewed from the normal direction or directly above is included.
なお、具体的な手法については、前述したトンネル断面計測結果表示の場合と全く同様であるため、詳細な説明は省略する。 The specific method is exactly the same as that of the tunnel cross-section measurement result display described above, and a detailed description thereof will be omitted.
1…管理コンピュータ、1A・1B…コンピューター画面図、2…通信基地局、3…通信ケーブル、5…光波測距儀、6…コントローラ、7…ホイールジャンボ、8…吹付け機、9…展開図、10…断面図、11…一覧表、11a…測定断面選択ボックス、12…管理項目選択ボックス、15…第1情報表示枠、16…第2情報表示枠、18…コンター図
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