JP5213163B2 - Concrete placement management method in tunnel construction - Google Patents
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Description
本発明は、主に山岳トンネル施工において、トンネルの覆工を精度良くかつ高効率に行うためのトンネル施工におけるコンクリートの打設管理方法に関する。 The present invention relates to a concrete placement management method in tunnel construction for performing tunnel lining with high accuracy and high efficiency mainly in mountain tunnel construction.
従来より、トンネルの覆工において、断面アーチ形からなる型枠を有する移動式のセントルが用いられている。このセントルを用いたトンネルの覆工方法は、地山を掘削した後、この掘削部分にトンネル内空断面より小さな断面形状を有するセントルを配設し、セントルに設けられたコンクリート打設口からトンネル内壁面とセントルとの間にコンクリートを打設し、順次セントルを移動してコンクリートを覆工していくというものである。 Conventionally, in the tunnel lining, a movable centle having a mold having an arcuate cross section has been used. The tunnel lining method using this centle is that after excavating a natural ground, a centle having a cross-sectional shape smaller than the hollow cross section in the tunnel is arranged in this excavated portion, and the tunnel is opened from the concrete placement opening provided in the centle. Concrete is placed between the inner wall surface and the centle, and the centle is moved sequentially to cover the concrete.
このように、セントルの設置位置は、トンネルの覆工厚さを決定する重要な要素となるため、その設置位置を測量するために種々の技術が開発されている。このセントルの設置位置の測量方法としては、従来より、覆工コンクリートの継ぎ目位置付近において、予めトンネル断面の中心点を測量しておき、トンネル天端や床面に釘などの目印を明示しておき、セントルの中心をその目印に合わせる方法が用いられている。また近年では、下記特許文献1に示されるように、レーザー発生器を作動させて、セントルの建込み位置をトンネルの内壁面に照射表示することによって、セントルの建込み位置を決定する方法が開示されている。
上記特許文献1記載の方法では、トンネルの内壁面にセントルの適正位置が表示されるため、セントルの設置位置と表示位置との間にズレが生じた場合、その表示位置に従ってセントルの建込み位置を修正すれば良いことになるが、現状の設置位置から適正位置までの修正量が定量的に把握できないため、修正作業が面倒であった。また、セントルがトンネル断面に対して、水平軸周りの回転(ピッチ)や垂直軸周りの回転(ヨー)が生じた状態、すなわちトンネル線形の適正な位置に設置されなくても、セントル端面の偏倚量としては極めて小さいため、目視では認識しにくいという問題があった。
In the method described in
また、セントルを配設する前に予めトンネル中心を測量しておく前述の方法では、セントルを建て込む前の事前測量に多大な手間が掛かるという欠点があった。さらに、その事前測量の際に坑内車両を通行させなければならない場合があり、交通の確保などの手間がかかるとともに、測量を行うための作業員を坑内に常駐させておく必要があるなどの欠点もあった。 In addition, the above-described method of surveying the center of the tunnel in advance before arranging the centle has a drawback in that it takes a lot of time and effort to pre-measure before the centle is installed. In addition, there are cases where it is necessary to pass the underground vehicle during the preliminary survey, and it takes time and effort to secure traffic, and it is necessary to have a worker to perform surveying resident in the mine. There was also.
一方、従来より、打設するコンクリート量の管理には、セントルに設けられた検査窓や妻部における検測の結果に基づいて行われていた。ところが、トンネル掘削後の内空断面は、場所によってアタリや余掘が発生しているため、コンクリート量が不足したり、余ったりすることがあり、コンクリート打設量の管理が困難であった。 On the other hand, conventionally, the amount of concrete to be placed has been managed based on the result of inspection at an inspection window or a wife part provided at the center. However, since the inner air cross section after tunnel excavation has attrition or extra excavation depending on the location, the amount of concrete may be insufficient or surplus, making it difficult to manage the amount of concrete placement.
そこで、本発明の主たる課題は、セントル設置位置の修正量を定量的に把握するとともに、セントルをトンネル線形の適正な位置に設置し、且つセントルの建込み作業を簡略化するとともに、打設するコンクリート量を精度良く管理できるトンネル施工におけるコンクリートの打設管理方法を提供することにある。 Therefore, a main object of the present invention is to quantitatively assess the amount of correction of Sentoru installation position, established the Sentoru in the correct position of the tunnel linear, and thereby simplify the construction inclusive work Sentoru and pouring An object of the present invention is to provide a concrete placement management method in tunnel construction that can accurately manage the amount of concrete .
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、少なくともトンネル線形情報及びトンネル断面情報が記憶されたコンピュータと、トンネル坑内に設置された測距及び測角が可能な測量機器と、セントルの中心位置及び周方向位置に複数取り付けられた視準ターゲットと、前記コンピュータによる演算結果をモニタ表示可能な携帯情報通信端末とから構成され、
前記セントルに設けた各視準ターゲットを前記測量機器で視準し、それらの三次元座標を計測することにより、セントルの位置座標を特定し、前記コンピュータにおいて前記トンネル線形情報及びトンネル断面情報に基づき、セントルの位置座標の測量値と設計値との差を前記携帯情報通信端末のモニタに表示するようにするとともに、前記セントルをトンネル線形の適正な位置に設置し、
予めセントル設置前に、前記測量機器によりトンネル掘削断面形状の測量を行っておき、前記トンネル掘削断面形状とセントル型枠形状とに基づき、コンクリート打設区間を対象とするスパン毎の計画コンクリート量及び平均覆工厚を算出し、前記携帯情報通信端末のモニタに表示し、
かつコンクリートの打設に当たり、前記携帯情報通信端末のモニタに、これまでの実績値として生コン車の累計台数と、現在までの打設量の履歴の一覧と、これらの合計である累計コンクリート量を表示するとともに、コンクリート打設残量を表示するようにしたことを特徴とするトンネル施工におけるコンクリートの打設管理方法が提供される。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention according to
Each collimation target provided in the centle is collimated with the surveying instrument, and the three-dimensional coordinates thereof are measured to identify the position coordinates of the centle. Based on the tunnel linear information and the tunnel cross-section information in the computer In addition to displaying the difference between the survey value and the design value of the position coordinates of the centle on the monitor of the portable information communication terminal , the centle is installed at an appropriate position of the tunnel alignment,
Prior to the installation of the centle, the surveying instrument is used to measure the tunnel excavation cross-sectional shape, and based on the tunnel excavation cross-sectional shape and the centle mold shape, the planned concrete amount per span for the concrete placement section and Calculate the average lining thickness and display it on the monitor of the portable information communication terminal,
In addition, when placing concrete, on the monitor of the portable information communication terminal, the cumulative number of ready-mixed vehicles, a list of the history of the amount of placement up to now, and the total amount of concrete, which is the total of these, A concrete placement management method in tunnel construction is provided, in which the remaining concrete placement amount is displayed .
上記請求項1記載の発明は、セントルに設けた各視準ターゲットを前記測量機器で視準し、それらの三次元座標を計測することにより、セントルの位置座標を特定し、コンピュータにおいてトンネル線形情報及びトンネル断面情報に基づき、セントルの位置座標の測量値と設計値との差を携帯情報通信端末のモニタに表示するようにしたため、セントル設置位置の修正量を定量的に把握することができるようになり、これによりセントルの位置座標を高精度に把握できるため、セントルをトンネル線形の適正な位置に設置することができるようになる。さらに、セントルを建て込む前にトンネル中心を測量するなどの事前測量の必要が無くなり、セントルの建込み作業が大幅に簡略化できる。 In the first aspect of the invention, the collimation target provided on the centre is collimated by the surveying instrument, and the three-dimensional coordinates thereof are measured to identify the position coordinates of the centle. Since the difference between the survey value of the center position coordinates and the design value is displayed on the monitor of the portable information communication terminal based on the tunnel cross-section information, the correction amount of the center installation position can be grasped quantitatively. Thus, since the position coordinates of the centle can be grasped with high accuracy, the centle can be installed at an appropriate position of the tunnel alignment. In addition, the need for prior surveying, such as surveying the center of the tunnel before the construction of the centle, is eliminated, and the construction work of the centle can be greatly simplified.
また、本発明では、予めセントル設置前に、前記測量機器によりトンネル掘削断面形状の測量を行っておき、コンクリート打設区間を対象とするスパン毎に、トンネル掘削断面とセントル型枠形状(計画断面)との差から、予め計画コンクリート量及び平均覆工厚を算出しておくようにしてあるため、トンネル掘削断面のアタリや余掘を考慮した正確なコンクリート量が把握でき、打設するコンクリート量を精度良く管理することができるようになる。 In the present invention, pre Sentoru installed previously, the surveying advance by performing a survey of the tunnel boring sectional shape by the device, between concrete設区for each target and to Luz pan, tunnel boring section and Sentoru mold shape Since the planned amount of concrete and the average lining thickness are calculated in advance from the difference from the (planned section), it is possible to grasp the exact amount of concrete taking into account the digging and surplus digging of the tunnel excavation and placing It becomes possible to manage the amount of concrete to be accurately controlled.
さらに、本発明では、コンクリートの打設に当たり、前記携帯情報通信端末のモニタに、これまでの実績値として生コン車の累計台数と、現在までの打設量の履歴の一覧と、これらの合計である累計コンクリート量を表示するとともに、コンクリート打設残量を表示するようにしたため、打設するコンクリートを精度良く管理することができる。 Further, in the present invention, when placing concrete, the monitor of the portable information communication terminal has a cumulative number of ready-mixed vehicles as a past performance value, a list of past placement history, and the total of these. Since a certain amount of concrete is displayed and the remaining amount of concrete is displayed, the concrete to be placed can be managed with high accuracy.
以上詳説のとおり本発明によれば、セントル設置位置の修正量が定量的に把握できるとともに、セントルをトンネル線形の適正な位置に設置でき、且つセントルの建込み作業が簡略化できるとともに、打設するコンクリート量を精度良く管理できる。 According to the present invention as detailed above, the correction amount of Sentoru installation position can be quantitatively determined, can be installed Sentoru in the correct position of the tunnel linear, and with construction inclusive work Sentoru can be simplified, pouring The amount of concrete to be used can be managed with high accuracy.
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.
本トンネル坑内における測量システムでは、例えば図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1と通信基地局2とが情報伝送可能なように通信ケーブル3により接続されている。前記管理用コンピュータ1には、予め少なくともトンネル線形情報およびトンネル断面情報が入力されている。
In the survey system in the tunnel mine, for example, as shown in FIG. 1, a
一方、切羽S付近で掘削作業を行っている坑内作業員等が携帯情報通信端末4を常時携帯し、前記無線通信基地局2と双方向に無線通信可能となっており、前記情報通信端末4から発信された情報が前記無線通信基地局2を経由して前記管理コンピュータ1に伝送されるようになっている。なお、本例では前記管理コンピュータ1と無線通信基地局2との間の通信を有線通信、無線通信基地局2と携帯情報通信端末4との間の通信を無線通信としたが、各間の通信は無線または有線のいずれであってもよい。
On the other hand, a mine worker or the like performing excavation work in the vicinity of the face S always carries the portable information communication terminal 4 and can wirelessly communicate with the wireless
一方、切羽後方には測距及び測角の基本機能の他、レーザー照射、自動視準機能、視準の追尾機能、自動整準補正機能を備えるトータルステーション5が配置され、コントロールボックス6を介して前記通信基地局2と接続されている。前記コントロールボックス6は、携帯情報通信端末4との通信機能の他、トータルステーション5との通信機能、トータルステーション5の水平角、仰角制御機能を備えるものである。
On the other hand, a
切羽S近傍では、ホイールジャンボ7、吹付け機8、ホイールローダ等のトンネル施工用重機が配置され、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、上半及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→セントル9の建込み→二次覆工コンクリートの打設の手順にて掘削作業が1サイクル毎に行われる。
In the vicinity of the face S, heavy equipment for tunnel construction such as a wheel jumbo 7, a
前記セントル9は、前記トンネル施工用重機の後方に設置され、図2に示されるように、トンネルTの内壁面T1との間に隙間を形成するように配設される型枠部材10と、この型枠部材10を支持する支持フレーム11と、この支持フレーム11が走行可能でトンネルTの下面に敷設される走行レール12とから主に構成される。
The
前記型枠部材10は、トンネルTの内壁面に沿って設けられ、その外面は平滑に形成されるとともに、コンクリートとの剥離性に優れる材質で構成されている。また、前記型枠部材10は、トンネルTの周方向に対して複数個のパーツに分割して設けられ、各パーツが連結して構成されている。さらに、前記型枠部材10上部の坑口側近傍には、コンクリートを打設するためのコンクリート打設口13が設けられている。
The
前記型枠部材10は、図2及び図3に示されるように、前記支持フレーム11に、油圧シリンダ11Aなどの連結部材を介して、トンネルTの断面に対して左右方向及び上下方向に移動自在に取り付けられている。また、この移動量は、前述の測量システムによって自動的に、又は作業員が手動で、適宜調整できるようになっている。さらに、セントル9の中心位置及び周方向位置に複数の視準ターゲット14、14…が設置されている。図示例では、前記型枠部材10の切羽S側の端面内周に沿って、5個の視準ターゲット14、14…が設置されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
前記支持フレーム11は、略門型の鉄骨材などからなる門型フレーム11Bと、前記型枠部材10が取り付けられる前記油圧シリンダ11Aなどの連結部材とから構成されている。
The
前記走行レール12は、前記門型フレーム11Bを走行可能に支持し、トンネルTの下面に長手方向に沿って2本敷設されている。
The
次に、上記測量システムを用いてセントル9の設置位置を測量する方法について説明する。
Next, a method for surveying the installation position of the
前述の通り掘削後の一次吹付けが終了したら、既設の二次覆工コンクリートの継ぎ目と一部重なるようにセントル9を設置する。このとき、セントル9に設けた各視準ターゲット14…をトータルステーション5で視準し、それらの三次元座標を計測することにより、セントル9の位置座標を特定する。計測データは、コンピュータ1に送られた後、コンピュータ1において前記トンネル線形情報及びトンネル断面情報に基づき、セントル9の位置座標の測量値と設計値との差を携帯情報通信端末4のモニタに表示する。
When the primary spraying after excavation is completed as described above, the
携帯情報通信端末4では、図4に示される表示形式によって「セントル位置出しガイダンス」と題した端末画面4Aがモニタ表示される。 In the portable information communication terminal 4, a terminal screen 4 </ b> A titled “Centre positioning guidance” is displayed on the monitor according to the display format shown in FIG. 4.
前記端末画面4Aでは、上側にトンネルの断面図20が表示されるとともに、該断面図20内に、視準ターゲット14の設置位置に対応する位置に○印が表示されている。また、前記○印の近傍には夫々表示ボックス21…が表示され、各視準ターゲット14の位置の測定値と設計値(図3中に一点鎖線で示されるトンネルの計画断面に対応する位置)との差が数値表示されるようになっている。さらに、視準ターゲット14の位置の測定値と設計値との差がマイナスの場合、すなわち視準ターゲット14の測定位置が設計位置よりトンネル中心側に位置する場合には、当該視準ターゲット14の設置位置と対応する位置に表示された丸印は、●(赤丸)で表示されるようになっている。
On the terminal screen 4A, a tunnel
また、前記端末画面4Aでは、下側に情報表示枠22が表示され、その枠内にはアーチコンクリートの識別番号、妻部における掘進距離TD(Total Distance)、計画天端高、計画のトンネル高さ方向基準線SLの高さが表示されるようになっている。
In addition, an
このように、端末画面4Aに表示された計測結果に基づいて、セントル9の修正量が決定される。
In this way, the correction amount of the
次に、携帯情報通信端末4の操作により、図5に示される表示形式によって「コンクリート量打設管理システム」と題した端末画面4Bがモニタ表示されるようになっている。この端末画面4Bには、指定された所定のスパン毎に、計画コンクリート量が算出され、「1スパン計画コンクリート量」が情報表示枠25に表示されるようになっている。この計画コンクリート量の算出には、先ずセントル9を設置する前に、トータルステーション5によって予めトンネル内空断面の形状、すなわち余掘及びアタリの量を計測しておく。これにより、セントル9を設置したときのセントル9とトンネル内壁面との間隔を精度良く把握でき、そこに覆工するコンクリートの量を高精度に算出できるようになる。
Next, by operating the portable information communication terminal 4, a terminal screen 4 </ b> B entitled “Concrete placement control system” is displayed on the monitor in the display format shown in FIG. 5. On the
前記端末画面4Bでは、アーチコンクリートの識別番号、1スパン当たりの計画コンクリート量及び平均覆工厚が表示されるようになっている。これにより、コンクリート量の数量管理が可能になる。
On the
さらに前記端末画面4Bの下側には、これまでの実績値として、生コン車の累計台数、アーチコンクリートの識別番号毎の現在までの打設量の履歴の一覧が表示されるとともに、これらの合計である累計コンクリート量が表示されるようになっている。
Further, a list of the total number of ready-mixed vehicles and a history of the amount of placement up to the present for each arch concrete identification number are displayed as the past actual values at the lower side of the
また、コンクリート打設完了数量の入力によって、コンクリート打設残量を携帯情報通信端末4のモニタに表示するようにしてもよい。前述の通り1スパンの計画コンクリート量が予め算出されるようになっているため、打設が完了したコンクリート量を入力することによって、容易にコンクリート打設残量が把握できる。 Further, the concrete placement remaining amount may be displayed on the monitor of the portable information communication terminal 4 by inputting the concrete placement completion quantity. Since the planned concrete amount for one span is calculated in advance as described above, the remaining amount of concrete placement can be easily grasped by inputting the amount of concrete for which placement has been completed.
〔他の形態例〕
(1)上記形態例では、トンネルの覆工においてセントルを設置する場合についてのものであったが、インバートコンクリート打設のために、スライディングフォームなどを設置する場合にも同様にして適用することができる。
[Other examples]
(1) In the above embodiment, the case where the centle is installed in the tunnel lining is applied, but the same applies to the case where a sliding form is installed for invert concrete placement. it can.
1…管理コンピュータ、2…無線通信基地局、3…通信ケーブル、4…携帯情報通信端末、4A・4B…端末画面、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…セントル、10…型枠部材、11…支持フレーム、12…走行レール、13…コンクリート打設口、14…視準ターゲット
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記セントルに設けた各視準ターゲットを前記測量機器で視準し、それらの三次元座標を計測することにより、セントルの位置座標を特定し、前記コンピュータにおいて前記トンネル線形情報及びトンネル断面情報に基づき、セントルの位置座標の測量値と設計値との差を前記携帯情報通信端末のモニタに表示するようにするとともに、前記セントルをトンネル線形の適正な位置に設置し、
予めセントル設置前に、前記測量機器によりトンネル掘削断面形状の測量を行っておき、前記トンネル掘削断面形状とセントル型枠形状とに基づき、コンクリート打設区間を対象とするスパン毎の計画コンクリート量及び平均覆工厚を算出し、前記携帯情報通信端末のモニタに表示し、
かつコンクリートの打設に当たり、前記携帯情報通信端末のモニタに、これまでの実績値として生コン車の累計台数と、現在までの打設量の履歴の一覧と、これらの合計である累計コンクリート量を表示するとともに、コンクリート打設残量を表示するようにしたことを特徴とするトンネル施工におけるコンクリートの打設管理方法。 A computer storing at least tunnel alignment information and tunnel cross-section information, a surveying instrument installed in a tunnel mine capable of ranging and angle measurement, and a plurality of collimation targets attached to the center position and circumferential position of the center , And composed of a portable information communication terminal capable of monitoring and displaying the calculation result by the computer,
Each collimation target provided in the centle is collimated with the surveying instrument, and the three-dimensional coordinates thereof are measured to identify the position coordinates of the centle. Based on the tunnel linear information and the tunnel cross-section information in the computer In addition to displaying the difference between the survey value and the design value of the position coordinates of the centle on the monitor of the portable information communication terminal , the centle is installed at an appropriate position of the tunnel alignment,
Prior to the installation of the centle, the surveying instrument is used to measure the tunnel excavation cross-sectional shape, and based on the tunnel excavation cross-sectional shape and the centle mold shape, the planned concrete amount per span for the concrete placement section and Calculate the average lining thickness and display it on the monitor of the portable information communication terminal,
In addition, when placing concrete, on the monitor of the portable information communication terminal, the cumulative number of ready-mixed vehicles, a list of the history of the amount of placement up to now, and the total amount of concrete, which is the total of these, A concrete placement management method in tunnel construction , characterized by displaying a concrete placement remaining amount .
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