JP6401352B1 - 山留め管理システム及び山留め管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 山留め変形が発生する要因に基づいて山留め変形が増大する危険性を判定することができる山留め管理システムと方法及び山留め管理方法を提供する。【解決手段】 掘削工事現場１０において構築される山留め１を管理する山留め管理方法であって、山留め１の変形を検知するステップと、山留め１の変形を検知した場合に、軟弱地盤であるか否かを判断するステップと、軟弱地盤でないと判断した場合に、支保工（切梁２）のゆるみがあるか否かを判断するステップと、支保工（切梁２）のゆるみがないと判断した場合に、水位上昇があるか否かを判断するステップと、水位上昇がないと判断した場合に、山留め１の変形の検知異常を判断するステップと、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、山留め管理システム及び山留め管理方法に関するものである。

従来、掘削工事現場において構築される山留めの管理では、山留めの状態を計測装置（傾斜計や土圧計など）で計測し、計測したデータと危険値及び管理基準値との比較に基づいて、警報を報知することで、地下掘削工事の安全性を判定することが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−２８６９３６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の山留め管理では、山留め変形が発生する要因に基づいて山留め変形が増大する危険性を判定することができない、という問題がある。

そこで、本発明は、山留め変形が発生する要因に基づいて山留め変形が増大する危険性を判定することができる山留め管理システムと方法及び山留め管理方法を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の山留め管理方法は、掘削工事現場において構築される山留めを管理する山留め管理方法であって、前記山留めの変形を検知するステップと、前記山留めの変形を検知した場合に、軟弱地盤であるか否かを判断するステップと、前記軟弱地盤でないと判断した場合に、支保工のゆるみがあるか否かを判断するステップと、前記支保工のゆるみがないと判断した場合に、水位上昇があるか否かを判断するステップと、前記水位上昇がないと判断した場合に、前記山留めの変形の検知異常を判断するステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明の山留め管理システムは、掘削工事現場において構築される山留めを管理する山留め管理システムであって、前記山留めの変形を検知する山留め変形検知部と、前記山留めを保持する支保工の軸力を検知する軸力検知部と、前記山留めが変形し、かつ、前記支保工の軸力が増大していない場合に、前記山留めの変形が前記支保工のゆるみに起因するという判断をするゆるみ判断部と、前記ゆるみ判断部の判断に基づいて報知を実行する報知部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の山留め管理システムは、前記掘削工事現場の地下水位を検知する地下水位検知部を備え、前記山留めが変形し、かつ、前記地下水位が上昇している場合に、前記山留めの変形が前記地下水位の上昇に起因するという判断をする水位上昇判断部と、前記水位上昇判断部の判断に基づいて報知を実行する報知部と、を備えても良い。

また、本発明の山留め管理システムは、掘削機械の位置を検知する掘削機械位置検知部を備え、前記山留めが変形し、かつ、掘削中である場合に、前記山留めの変形が軟弱地盤に起因するという判断をする軟弱地盤判断部と、前記軟弱地盤判断部の判断に基づいて報知を実行する報知部と、を備えても良い。

さらに、本発明の山留め管理システムは、前記山留めが変形した場合であって、前記支保工の軸力が低下しており、前記地下水位が上昇していなく、かつ、掘削中でない場合に、前記山留めの変形が前記山留め変形検知部の検知異常に起因するという判断をする検知異常判断部と、前記検知異常判断部の判断に基づいて報知を実行する報知部と、を備えても良い。

このように構成された本発明の山留め管理方法は、山留め変形が発生する要因に基づいて山留め変形が増大する危険性を判定することができ、地下掘削工事の安全性を確保することができる。また、山留め変形測定センサの信頼性を向上させることができる。

また、本発明の山留め管理システムは、山留めが変形し、かつ、支保工の軸力が増大していない場合に、前記山留めの変形が前記支保工のゆるみに起因するという判断をするゆるみ判断部と、前記ゆるみ判断部の判断に基づいて報知を実行する報知部と、を備えることで、山留め変形の発生に対し、迅速に対応することができる。

また、本発明の山留め管理システムは、前記山留めが変形し、かつ、前記地下水位が上昇している場合に、前記山留めの変形が前記地下水位の上昇に起因するという判断をする水位上昇判断部と、前記水位上昇判断部の判断に基づいて報知を実行する報知部と、を備えることで、山留め変形の発生に対し、迅速に対応することができる。

また、本発明の山留め管理システムは、前記山留めが変形し、かつ、掘削中である場合に、前記山留めの変形が想定よりも強度が低い（弱い）地盤（軟弱地盤）に起因するという判断をする軟弱地盤判断部と、前記軟弱地盤判断部の判断に基づいて報知を実行する報知部と、を備えることで、山留め変形の発生に対し、迅速に対応することができる。

さらに、本発明の山留め管理システムは、前記山留めが変形した場合であって、前記支保工の軸力が低下しており、前記地下水位が上昇していなく、かつ、掘削中でない場合に、前記山留めの変形が前記山留め変形検知部の検知異常に起因するという判断をする検知異常判断部と、前記検知異常判断部の判断に基づいて報知を実行する報知部と、を備えることで、山留め変形測定センサの信頼性を向上させることができる。

実施例１の山留め管理システムを示す概略構成図である。 実施例１の掘削工事現場を示す概略構成図である。 実施例１の掘削機械位置測定センサを示す概略構成図である。 実施例１の管理サーバを示す概略構成図である。 支保工軸力と気温の関係を示すグラフである。 地下水位と降水量の関係を説明する説明図である。 地下水位と降水量の関係を説明する説明図である。 実施例１の山留め管理処理の手順を説明するフローチャートである。 実施例１の山留め管理処理の手順を説明するフローチャートである。 実施例１の山留め管理方法の作用を説明する説明図である。 実施例１の山留め管理方法の作用を説明する説明図である。 実施例１の山留め管理方法の作用を説明する説明図である。 実施例１の山留め管理方法の作用を説明する説明図である。 実施例１の山留め管理方法の作用を説明する説明図である。 実施例１の山留め管理方法の作用を説明する説明図である。 実施例１の山留め管理方法の作用を説明する説明図である。 実施例１の山留め管理方法の作用を説明する説明図である。 本発明の端末装置への表示について説明する説明図である。 本発明の端末装置への表示について説明する説明図である。 本発明の山留め管理について説明する説明図である。

以下、本開示による山留め管理を実現する実施形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
実施例１における山留め管理システムと方法及び山留め管理方法は、例えば、掘削工事現場で山留めを構築する際に適用される。

以下、実施例１の構成を、「山留め管理システムの構成」、「山留め管理処理の手順」、に分けて説明する。

［山留め管理システムの構成］
図１は、実施例１の山留め管理システムを示す概略構成図である。図２は、実施例１の掘削工事現場を示す概略構成図である。図３は、実施例１の掘削機械位置測定センサを示す概略構成図である。図４は、実施例１の管理サーバを示す概略構成図である。図５は、支保工軸力と気温の関係を示すグラフである。図６は、地下水位と降水量の関係を説明する説明図である。図７は、地下水位と降水量の関係を説明する説明図である。以下、図１〜図７に基づいて、山留め管理システムの構成を説明する。

実施例１における山留め管理システムは、図１に示すように、複数の測定センサ１１〜１７と、データ収集装置１８と、計測用パソコン２１と、管理パソコン３１と、管理サーバ４１と、報知部としての複数の端末装置６０と、から構成される。

複数の測定センサ１１〜１７は、掘削工事現場１０に設置され、山留め変形検知部としての山留め変形測定センサ１１と、軸力検知部としての軸力測定センサ１２と、地下水位検知部としての地下水位測定センサ１３と、外気温検知部としての外気温測定センサ１４と、掘削機械位置検知部としての掘削機械位置測定センサ１５と、稼働状況検知部としての稼働状況測定センサ１６と、降水量検知部としての降水量測定センサ１７と、から構成される。

山留め変形測定センサ１１は、例えば、傾斜計が用いられ、図２に示すように、構築される山留め１に複数設置される。山留め変形測定センサ１１は、山留め１の変形量（変位量）を測定する。山留め変形測定センサ１１は、蓄電池により稼働するようにしても良い。山留め変形測定センサ１１により測定された測定情報は、山留め変形測定センサ１１に設けられた送信手段により、データ収集装置１８へ無線送信される。

軸力測定センサ１２は、例えば、ひずみ計、圧力変換器、ロードセル等が用いられ、支保工としての切梁２に設置される。軸力測定センサ１２は、切梁２の軸力を測定する。軸力測定センサ１２は、蓄電池により稼働するようにしても良い。軸力測定センサ１２により測定された測定情報は、軸力測定センサ１２に設けられた送信手段により、データ収集装置１８へ無線送信される。

地下水位測定センサ１３は、水位計が用いられ、掘削工事現場１０の敷地内又はその周辺に設けられた観測井戸に設置される。地下水位測定センサ１３は、掘削工事現場１０の地下水位を測定する。地下水位測定センサ１３は、太陽光発電装置又は蓄電池により稼働するようにしても良い。地下水位測定センサ１３により測定された測定情報は、地下水位測定センサ１３に設けられた送信手段により、データ収集装置１８へ無線送信される。

外気温測定センサ１４は、温度計が用いられ、掘削工事現場１０の敷地内又はその周辺に設けられる。外気温測定センサ１４は、掘削工事現場１０の外気温を測定する。外気温測定センサ１４は、太陽光発電装置又は蓄電池により稼働するようにしても良い。外気温測定センサ１４により測定された測定情報は、外気温測定センサ１４に設けられた送信手段により、データ収集装置１８へ無線送信される。

掘削機械位置測定センサ１５は、図３に示すように、トータルステーション１５ａと、全周プリズム１５ｂと、を備える。トータルステーション１５ａは、切梁２の下部に設置される。全周プリズム１５ｂは、掘削機械３に設置される。トータルステーション１５ａが、全周プリズム１５ｂの位置を測定することで、掘削機械３の平面位置と、掘削機械３のレベル位置（高さ位置）と、を測定する。即ち、掘削機械位置測定センサ１５は、掘削した平面位置と、掘削高さを測定する。

掘削機械位置測定センサ１５により測定された測定情報は、トータルステーション１５ａに設けられた送信手段により、データ収集装置１８へ無線送信される。掘削機械位置測定センサ１５により測定された測定情報は、地盤レベルを色分けコンターを用いて、端末装置６０やその他の表示手段に表示しても良い。これにより、作業者は、掘削状況を把握することができる。

稼働状況測定センサ１６は、電流計が用いられ、図２に示すように、掘削機械３に設置される。稼働状況測定センサ１６は、例えば掘削機械３の稼動時に通電する箇所の電流値を測定する。この電流値に基づいて、掘削機械３の稼働状況が判断される。稼働状況測定センサ１６により測定された測定情報は、稼働状況測定センサ１６に設けられた送信手段により、データ収集装置１８へ無線送信される。なお、稼働状況測定センサ１６は、電流計に限定されず、例えば加速度計を用いても良い。

降水量測定センサ１７は、雨量計が用いられ、掘削工事現場１０の敷地内又はその周辺に設けられる。降水量測定センサ１７は、降水量を測定する。降水量測定センサ１７により測定された測定情報は、降水量測定センサ１７に設けられた送信手段により、データ収集装置１８へ無線送信される。なお、雨量計を用いる替わりに、Ｗｅｂでの公開データ（気象庁のアメダスのデータ等）を取得しても良い。

データ収集装置１８は、図１に示すように、データロガーが用いられ、掘削工事現場１０に設置される。データ収集装置１８は、各測定センサ１１〜１７の測定情報を受信し、これらの測定情報を一次的に記録する。データ収集装置１８に記録された各測定センサ１１〜１７の測定情報は、データ収集装置１８に設けられた送信手段により、計測用パソコン２１へ無線送信される。なお、データ収集装置１８は、各測定センサ１１〜１７に付随して設けられても良い。

計測用パソコン２１は、掘削工事現場の事務所２０に設置される。計測用パソコン２１は、データ収集装置１８から送信された各測定センサ１１〜１７の測定情報を記録する。計測用パソコン２１に記録された各測定センサ１１〜１７の測定情報は、計測用パソコン２１に設けられた送信手段により、管理パソコン３１と管理サーバ４１とへ無線通信される。

管理パソコン３１は、例えば本社３０に設置される。管理パソコン３１は、計測用パソコン２１から送信された各測定センサ１１〜１７の測定情報を記録する。

管理サーバ４１は、図４に示すように、制御部４２と、受信部４３と、タイマ４４と、送信部４５と、を備える。

制御部４２は、ＣＰＵ４２ａと、ＲＡＭ４２ｂと、ＲＯＭ４２ｃと、を備える。

ＣＰＵ４２ａは、演算手段であり、後述する山留め管理処理を実行する。ＲＡＭ４２ｂは、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ４２ａが情報を処理する際の作業領域として用いられる。ＲＯＭ４２ｃは、読み出し専用の不揮発性記憶媒体である。ＲＯＭ４２ｃには、予め山留め変形量が増大したとの判断の基準となる閾値と、山留め変形量の１次管理値と、山留め変形量が支保工軸力・気温との相関線Lから所定の範囲内ではないとの判断の基準となる閾値と、支保工（切梁２）の軸力が増大したとの判断の基準となる閾値と、地下水位が上昇したとの判断の基準となる閾値等が記録される。なお、これらの閾値は、掘削工事現場によって異なるものであり、各掘削工事現場に適した閾値が入力されることとなる。

支保工軸力は、気温の低下に伴い、低下する。そこで、図５に示すように、支保工軸力と気温との相関関係を相関線Ｌとし、相関線Ｌから所定の支保工軸力だけ低下した線を閾値線Ｌ‘とする。外気温測定センサ１４により測定された温度において、軸力測定センサ１２により測定された切梁２の軸力が、閾値線Ｌ‘より低い場合、支保工のゆるみと判断することができる。即ち、山留め変形量が支保工軸力・気温との相関線Lから所定の範囲内ではない場合、支保工の軸力が低下しているとし、支保工のゆるみありと判断することができる。山留め変形量が支保工軸力・気温との相関線Lから所定の範囲内である場合は、支保工の軸力が低下していないとみなし、支保工のゆるみなしと判断することができる。

地下水位の上昇量は、掘削工事現場によって異なる。そこで、図６及び図７に示すように、予め降水量と地下水位の上昇量との関係を把握しておく。この関係から、地下水位が上昇したとの判断の基準となる閾値を決定しても良い。

制御部４２の入力ポートには、受信部４３と、タイマ４４と、が接続される。制御部４２の出力ポートには、送信部４５が接続される。

制御部４２は、受信部４３で受信した各測定センサ１１〜１７の測定情報に基づいて、後述する山留め管理処理を実行し、その処理情報を送信部４５からネットワーク５０へ送信する。

端末装置６０は、ユーザが使用するスマートフォン等のモバイル端末６１や、ノートＰＣやデスクトップＰＣ等の情報端末６２である。端末装置６０は、ネットワーク５０に通信可能に接続され、山留め管理処理の処理情報をネットワーク５０から取得する。即ち、山留め管理処理の処理情報が、メール等により、端末装置６０に報知される。

［山留め管理処理の手順］
次に、山留め管理処理の手順を説明する。図８は、実施例１の山留め管理処理の手順を説明するフローチャートである。図９は、実施例１の山留め管理処理の手順を説明するフローチャートである。

図８に示すように、制御部４２は、前回の山留め計測から所定時間（例えば３０分）経過したか否かを判断する（ステップＳ１）。前回の山留め計測から３０分経過したと判断した場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、ステップＳ２に進む。一方、前回の山留め計測から３０分経過していないと判断した場合（ステップＳ１でＮＯ）、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ２では、制御部４２は、山留め変形量が増大したか否かを判断する。山留め変形量が増大したと判断した場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、ステップＳ３へ進む。一方、山留め変形量が増大していないと判断した場合（ステップＳ２でＮＯ）、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ３では、制御部４２は、支保工としての切梁２があるか否かを判断する。支保工としての切梁２があると判断した場合（ステップＳ３でＹＥＳ）、ステップＳ４に進む。一方、支保工としての切梁２がないと判断した場合（ステップＳ３でＮＯ）、ステップＳ５に進む。

ステップＳ４では、制御部４２は、山留め変形量が１次管理値未満であるか否かを判断する。山留め変形量が１次管理値未満であると判断した場合（ステップＳ４でＹＥＳ）、ステップＳ８に進む。一方、山留め変形量が１次管理値未満でないと判断した場合（ステップＳ４でＮＯ）、Ａに進む。

ステップＳ８では、制御部４２は、山留め変形量が支保工軸力・気温の相関線Lから所定の範囲内にあるか否かを判断する。山留め変形量が支保工軸力・気温の相関線Ｌから所定の範囲内にあると判断した場合（ステップＳ８でＹＥＳ）、ステップＳ１に進む。一方、山留め変形量が支保工軸力・気温の相関線Lから所定の範囲内にないと判断した場合（ステップＳ８でＮＯ）、ステップＳ９に進む。

ステップＳ９では、制御部４２は、支保工としての切梁２のゆるみの可能性があるという情報を送信部４５に送信して、ステップＳ１０に進む。

ステップＳ１０では、制御部４２は、処理を終了するか否かの判断をする。処理を終了すると判断した場合（ステップＳ１０でＹＥＳ）、山留め管理処理を終了する。一方、処理を終了しないと判断した場合（ステップＳ１０でＮＯ）、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ５では、制御部４２は、山留め変形量が１次管理値未満であるか否かを判断する。山留め変形量が１次管理値未満であると判断した場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、ステップＳ１に戻る。一方、山留め変形量が１次管理値未満でないと判断した場合（ステップＳ５でＮＯ）、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６では、制御部４２は、地盤が想定より軟弱である可能性があるという情報を送信部４５に送信して、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７では、制御部４２は、処理を終了するか否かの判断をする。処理を終了すると判断した場合（ステップＳ７でＹＥＳ）、山留め管理処理を終了する。一方、処理を終了しないと判断した場合（ステップＳ７でＮＯ）、ステップＳ１に戻る。

Ａに進むと、図９に示すように、ステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１では、制御部４２は、掘削中であるか否かを判断する。ここで、制御部４２は、掘削機械位置測定センサ１５からの掘削高さの情報から、掘削中であるか否かを判断する。また、制御部４２は、掘削機械位置測定センサ１５からの掘削高さの情報から、例えば、時間毎の掘削量を記録する。掘削中であると判断した場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）、ステップＳ１２に進む。一方、掘削中でないと判断した場合（ステップＳ１１でＮＯ）、ステップＳ１７に進む。

ステップＳ１２では、制御部４２は、掘削機械３が稼働中であるか否かを判断する。ここで、制御部４２は、稼働状況測定センサ１６の測定した電流値の情報から、掘削機械３が稼働中であるか否かを判断する。掘削機械３が稼働中であると判断した場合（ステップＳ１２でＹＥＳ）、ステップＳ１３に進む。一方、掘削機械３が稼働中でないと判断した場合（ステップＳ１２でＮＯ）、ステップＳ１５に進む。

ステップＳ１３では、制御部４２は、支保工軸力が増大したか否かを判断する。支保工軸力が増大したと判断した場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）、ステップＳ１６に進む。一方、支保工軸力が増大していないと判断した場合（ステップＳ１３でＮＯ）、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４では、制御部４２は、支保工としての切梁２のゆるみの可能性があるという情報を送信部４５に送信して、ステップＳ２６に進む。ここで、山留め変形が増大した場合（ステップＳ２でＹＥＳ）であって、支保工軸力が増大していないと判断した場合（ステップＳ１３でＮＯ）に、山留め変形が増大した原因が支保工としての切梁２のゆるみの可能性があると判断する制御部４２は、ゆるみ判断部を構成する。

ステップＳ１５では、制御部４２は、稼働状況測定センサ１６が異常の可能性があるという情報を送信部４５に送信して、ステップＳ２６に進む。

ステップＳ１６では、制御部４２は、地盤が想定より軟弱である可能性があるという情報を送信部４５に送信して、ステップＳ２６に進む。ここで、山留め変形が増大した場合（ステップＳ２でＹＥＳ）であって、掘削中であると判断した場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）に、山留め変形が増大した原因が軟弱地盤の可能性があると判断する制御部４２は、軟弱地盤判断部を構成する。なお、軟弱地盤とは、想定よりも強度が低い（弱い）地盤のことをいう。

ステップＳ１７では、制御部４２は、制御部４２は、掘削機械３が稼働中であるか否かを判断する。掘削機械３が稼働中であると判断した場合（ステップＳ１７でＹＥＳ）、ステップＳ２５に進む。一方、掘削機械３が稼働中でないと判断した場合（ステップＳ１７でＮＯ）、ステップＳ１８に進む。

ステップＳ１８では、制御部４２は、山留め変形量が支保工軸力・気温の相関線Ｌから所定の範囲内にあるか否かを判断する。山留め変形量が支保工軸力・気温の相関線Ｌから所定の範囲内にあると判断した場合（ステップＳ１８でＹＥＳ）、ステップＳ１９に進む。一方、山留め変形量が支保工軸力・気温の相関線Ｌから所定の範囲内にないと判断した場合（ステップＳ１８でＮＯ）、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１９では、制御部４２は、地下水位が上昇したか否かを判断する。地下水位が上昇したと判断した場合（ステップＳ１９でＹＥＳ）、ステップＳ２３に進む。一方、地下水位が上昇していないと判断した場合（ステップＳ１９でＮＯ）、ステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０では、制御部４２は、降雨があるか否かを判断する。降雨があると判断した場合（ステップＳ２０でＹＥＳ）、ステップＳ２２に進む。一方、降雨がないと判断した場合（ステップＳ２０でＮＯ）、ステップＳ２１に進む。

ステップＳ２１では、制御部４２は、山留め変形測定センサ１１の異常の可能性があるという情報を送信部４５に送信して、ステップＳ２６に進む。ここで、山留め変形が増大した場合（ステップＳ２でＹＥＳ）であって、掘削中でないと判断し（ステップＳ１１でＮＯ）、山留め変形量が支保工軸力・気温の相関線Ｌから所定の範囲内にあると判断し（ステップＳ１８でＹＥＳ）、地下水位が上昇していないと判断した場合（ステップＳ１９でＮＯ）に、山留め変形が増大した原因が山留め変形測定センサ１１の検知異常の可能性があると判断する制御部４２は、検知異常判断部を構成する。

ステップＳ２２では、制御部４２は、山留め変形測定センサ１１の異常の可能性があるという情報と、地下水位測定センサ１３の異常の可能性があるという情報とを送信部４５に送信して、ステップＳ２６に進む。

ステップＳ２３では、降雨があったか否かを判断する。降雨があると判断した場合（ステップＳ２３でＹＥＳ）、ステップＳ２４に進む。一方、降雨がないと判断した場合（ステップＳ２３でＮＯ）、ステップＳ２２に進む。

ステップＳ２４では、制御部４２は、地下水位が上昇したという情報を送信部４５に送信して、ステップＳ２６に進む。ここで、山留め変形が増大した場合（ステップＳ２でＹＥＳ）であって、地下水位が上昇したと判断した場合（ステップＳ１９でＹＥＳ）に、山留め変形が増大した原因が地下水位の上昇にあると判断する制御部４２は、水位上昇判断部を構成する。

ステップＳ２５では、制御部４２は、掘削機械位置測定センサ１５の異常の可能性があるという情報を送信部４５に送信して、ステップＳ２６に進む。

ステップＳ２６では、制御部４２は、処理を終了するか否かの判断をする。処理を終了すると判断した場合（ステップＳ２６でＹＥＳ）、山留め管理処理を終了する。一方、処理を終了しないと判断した場合（ステップＳ２６でＮＯ）、Ｂに進む。Ｂに進むと、図８に示すように、ステップＳ１に戻る。

次に、作用を説明する。
実施例１の山留め管理システム及び山留め管理方法における作用を説明する。

［比較作用］
例えば、軸力測定センサと山留め変形測定センサとによって山留めを管理する場合を比較例とする。

比較例の場合、以下のような課題がある。
山留め変形が発生する要因に基づいて山留め変形が増大する危険性を検知することができない。例えば、急激な外気温の低下等により切梁がゆるんだ場合、山留め変形が増大する危険性があるが、この危険性を検知することができない。また、事前に計算した地下水位を上回る地下水位の上昇があった場合、山留め変形が増大する危険性があるが、この危険性を検知することができない。また、事前に計算した地盤強度より軟弱な地盤であった場合、山留め変形が増大する危険性があるが、この危険性を検知することができない。また、人為的なミスにより掘削し過ぎてしまった場合、山留め変形が増大する危険性があるが、この危険性を検知することができない。さらに、山留め管理において、センサの検知異常の場合、正しい判断をすることができない。

これに対し、実施例１では、掘削工事現場１０において構築される山留め１を管理する山留め管理方法であって、山留め１の変形を検知するステップと、山留め１の変形を検知した場合に、軟弱地盤であるか否かを判断するステップと、軟弱地盤でないと判断した場合に、支保工（切梁２）のゆるみがあるか否かを判断するステップと、支保工（切梁２）のゆるみがないと判断した場合に、水位上昇があるか否かを判断するステップと、水位上昇がないと判断した場合に、山留め１の変形の検知異常を判断するステップと、を含む（図８及び図９）。

これにより、急激な外気温の低下等により支保工（切梁２）がゆるんだ可能性があることを検知することができる。また、地下水位の上昇を検知することができる。また、事前に計算した地盤強度より軟弱な地盤である可能性、又は、人為的なミスにより掘削し過ぎてしまった可能性があることを検知することができる。そのため、山留め変形が発生する要因に基づいて山留め変形が増大する危険性を検知することができ、地下掘削工事の安全性を確保することができる。また、山留め変形測定センサ１１の検知異常の可能性を検知することができる。そのため、山留め変形測定センサの信頼性を向上させることができる。

また、山留め変形の発生に対し、緊急性を要するものか否かの判断をすることができる。また、山留め管理者による判断の差をなくすことが可能となるため、経験の浅い山留め管理者でも安全に施工管理を実施することができる。また、単なるデータ表示や管理基準値超えの警報だけでない情報を山留め管理者に提供することが可能になる。そのため、より精度が高く安全な施工管理を実現できる。特に、鉄道等の近接施工で山留め変形を最小限としたい工事の施工管理に有効である。

実施例１では、掘削工事現場１０において構築される山留め１を管理する山留め管理システムであって、山留め１の変形を検知する山留め変形測定センサ１１と、山留め１を保持する支保工（切梁２）の軸力を検知する軸力測定センサ１２と、山留め１が変形し、かつ、支保工（切梁２）の軸力が増大していない場合に、山留め１の変形が支保工（切梁２）のゆるみに起因するという判断をするゆるみ判断部４２と、ゆるみ判断部４２の判断に基づいて報知を実行する端末装置６０と、を備える（図８及び図９）。

ここで、実施例１の山留め管理方法の作用を、フローチャートと対応させて具体例を示して説明する。図１０は、実施例１の山留め管理方法の作用を説明する説明図である。図１１は、実施例１の山留め管理方法の作用を説明する説明図である。

図８及び図９に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ１１→ステップＳ１２→ステップＳ１３→ステップＳ１４に進んだとする。

この場合、図１０に示すように、ゆるみ判断部４２は、山留め変形測定センサ１１により取得した山留めの変形が、例えば２４時間前と比較して増大したと判断する。また、ゆるみ判断部４２は、軸力測定センサ１２により取得した軸力が、例えば２４時間前と比較して増大していないと判断する。

そして、図１１に示すように、山留め変形が増大した情報と、山留め変形が増大した原因が切梁２のゆるみである可能性があるという情報と、をモバイル端末６１や情報端末６２が取得する。

これにより、山留め変形の発生の原因が支保工（切梁２）のゆるみの可能性があることを知ることができる。そのため、山留め変形の発生に対し、迅速に対応することができる。

実施例１では、掘削工事現場１０の地下水位を検知する地下水位測定センサ１３を備え、山留め１が変形し、かつ、地下水位が上昇している場合に、山留め１の変形が地下水位の上昇に起因するという判断をする水位上昇判断部４２と、水位上昇判断部４２の判断に基づいて報知を実行する端末装置６０と、を備える（図８及び図９）。

ここで、実施例１の山留め管理方法の作用を、フローチャートと対応させて具体例を示して説明する。図１２は、実施例１の山留め管理方法の作用を説明する説明図である。図１３は、実施例１の山留め管理方法の作用を説明する説明図である。

図８及び図９に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ１１→ステップＳ１７→ステップＳ１８→ステップＳ１９→ステップＳ２３→ステップＳ２４に進んだとする。

この場合、図１２に示すように、水位上昇判断部４２は、山留め変形測定センサ１１により取得した山留め変形が、例えば２４時間前と比較して増大したと判断する。また、水位上昇判断部４２は、地下水位測定センサ１３により取得した地下水位が、例えば２４時間前と比較して上昇したと判断する。

そして、図１３に示すように、山留め変形が増大した情報と、山留め変形が増大した原因が、地下水位の上昇である可能性があるという情報と、をモバイル端末６１や、情報端末６２が取得する。

これにより、山留め変形の発生の原因が地下水位の上昇である可能性があることを知ることができる。そのため、山留め変形の発生に対し、迅速に対応することができる。

実施例１では、掘削機械３の位置を検知する掘削機械位置測定センサ１５を備え、山留め１が変形し、かつ、掘削中である場合に、山留め１の変形が軟弱地盤に起因するという判断をする軟弱地盤判断部４２と、軟弱地盤判断部４２の判断に基づいて報知を実行する端末装置６０と、を備える（図８及び図９）。

ここで、実施例１の山留め管理方法の作用を、フローチャートと対応させて具体例を示して説明する。図１４は、実施例１の山留め管理方法の作用を説明する説明図である。図１５は、実施例１の山留め管理方法の作用を説明する説明図である。

図８及び図９に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ１１→ステップＳ１２→ステップＳ１３→ステップＳ１６に進んだとする。

この場合、図１４に示すように、軟弱地盤判断部４２は、山留め変形測定センサ１１により取得した山留め変形が、例えば２４時間前と比較して増大したと判断する。また、軟弱地盤判断部４２は、掘削機械位置測定センサ１５からの掘削高さの情報から、掘削中であり、例えば２４時間前と比較して、所定の高さ（例えば１メートル）より低くなったと判断する。

そして、図１５に示すように、山留め変形が増大した情報と、山留め変形が増大した原因が軟弱地盤である情報と、をモバイル端末６１や、情報端末６２が取得する。

これにより、山留め変形の発生の原因が、軟弱地盤である又は予定より深く掘削した可能性があることを知ることができる。そのため、山留め変形の発生に対し、迅速に対応することができる。

実施例１では、山留め１が変形した場合であって、支保工（切梁２）の軸力が低下しており、地下水位が上昇していなく、かつ、掘削中でない場合に、山留め１の変形が山留め変形測定センサ１１の検知異常に起因するという判断をする検知異常判断部４２と、検知異常判断部４２の判断に基づいて報知を実行する端末装置６０と、を備える（図８及び図９）。

ここで、実施例１の山留め管理方法の作用を、フローチャートと対応させて具体例を示して説明する。図１６は、実施例１の山留め管理方法の作用を説明する説明図である。図１７は、実施例１の山留め管理方法の作用を説明する説明図である。

図８及び図９に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ１１→ステップＳ１７→ステップＳ１８→ステップＳ１９→ステップＳ２０→ステップＳ２１に進んだとする。

この場合、図１６に示すように、検知異常判断部４２は、山留め変形測定センサ１１により取得した山留め変形が、例えば２４時間前と比較して一部増大したと判断する。また、検知異常判断部４２は、軸力測定センサ１２により取得した軸力が、例えば２４時間前と比較して増大していないと判断する。また、検知異常判断部４２は、地下水位測定センサ１３により取得した地下水位が、例えば２４時間前と比較して上昇していないと判断する。また、検知異常判断部４２は、掘削機械位置測定センサ１５により取得した掘削機械３の高さ位置が、例えば２４時間前と比較して、変化していないと判断する。

この場合、図１７に示すように、山留め変形の一部が増大した情報と、山留め変形測定センサ１１が誤検知した可能性がある情報と、をモバイル端末６１や、情報端末６２が取得する。

これにより、山留め変形測定センサ１１の検知異常の可能性を知ることができる。そのため、山留め変形測定センサの信頼性を向上させることができる。

以上、本開示の山留め管理システム及び山留め管理方法を実施例１に基づき説明してきた。しかし、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、端末装置６０には、メール等により、山留め管理処理の処理情報が報知される例を示した。しかし、図１８に示すように、山留め管理処理の処理情報を現場の平面図に統合して、ｗｅｂアプリケーションを利用して、端末装置６０に表示しても良い。これにより、山留め管理処理の処理情報が報知されるメールの内容の理解が深まり、計測システムが正常に稼働していない状況に対し、即座に対応することが可能となる。

また、山留め変形測定センサ１１や軸力測定センサ１２の測定情報に対する管理値を、端末装置６０に表示しても良い。この場合、図１９に示すように、これらの測定情報が、１次管理値の範囲内の場合（図１９（ａ））、青色で示し、２次管理値の範囲内の場合（図１９（ｂ））、黄色で示し、限界値の場合（図１９（ｃ））、赤色で示す。これにより、測定情報が管理値を超過した場所を把握することができる。

また、メール等により、山留め管理処理の処理情報が端末装置６０に報知されると共に、掘削工事現場１０の警報装置を作動させても良い。

実施例１では、山留め管理処理に必要な計測項目は、図２０に示す通り、山留め変形、支保工の軸力、外気温、地下水位、掘削機械のバッテリー電流値、掘削深さ、降水量とした。しかし、これらの計測項目は、最低限必要となるものであり、精度の高い判断をするために、計測項目を増やしても良い。

実施例１では、各測定センサ１１〜１７による測定情報は、データ収集装置１８と、計測用パソコン２１を経由して、管理サーバ４１に送信される例を示した。しかし、各測定センサ１１〜１７による測定情報は、管理サーバ４１に直接送信されても良い。

実施例１では、各測定センサ１１〜１７による測定情報は、無線通信によって送信される例を示した、しかし、各測定センサ１１〜１７による測定情報は、有線通信によって送信されても良い。

山留めは、親杭横矢板壁やソイルセメント溝壁等、いずれの方法にて構築されるものでもあっても良い。

実施例１では、支保工として切梁２を例にして示した。しかし、支保工としては、山留めに打ち込まれた地盤アンカーであっても良い。

実施例１では、計測用パソコン２１、管理パソコン３１、管理サーバ４１を個別に設ける例を示した。しかし、これらの機能を有するものであれば、パソコン等の台数に限定されず、１台のパソコンとしても良いし、複数台のパソコンとしても良い。

１ 山留め
２ 切梁（支保工の一例）
３ 掘削機械
１０ 掘削工事現場
１１ 山留め変形測定センサ（山留め変形検知部の一例）
１２ 軸力測定センサ（軸力検知部の一例）
１３ 地下水位測定センサ（地下水位検知部の一例）
１４ 外気温測定センサ（外気温検知部の一例）
１５ 掘削機械位置測定センサ（掘削機械位置検知部の一例）
１６ 稼働状況測定センサ（稼働状況検知部の一例）
１７ 降水量測定センサ（降水量検知部の一例）
４２ ゆるみ判断部（制御部）
４２ 水位上昇判断部（制御部）
４２ 軟弱地盤判断部（制御部）
４２ 検知異常判断部（制御部）
６０ 端末装置（報知部の一例）

Claims (5)

1. 掘削工事現場において構築される山留めを管理する山留め管理方法であって、
   前記山留めの変形を検知するステップと、
   前記山留めの変形を検知した場合に、軟弱地盤であるか否かを判断するステップと、
   前記軟弱地盤でないと判断した場合に、支保工のゆるみがあるか否かを判断するステップと、
   前記支保工のゆるみがないと判断した場合に、水位上昇があるか否かを判断するステップと、
   前記水位上昇がないと判断した場合に、前記山留めの変形の検知異常を判断するステップと、を含む
   ことを特徴とする山留め管理方法。
2. 掘削工事現場において構築される山留めを管理する山留め管理システムであって、
   前記山留めの変形を検知する山留め変形検知部と、
   前記山留めを保持する支保工の軸力を検知する軸力検知部と、
   前記山留めが変形し、かつ、前記支保工の軸力が増大していない場合に、前記山留めの変形が前記支保工のゆるみに起因するという判断をするゆるみ判断部と、
   前記ゆるみ判断部の判断に基づいて報知を実行する報知部と、を備える
   ことを特徴とする山留め管理システム。
3. 前記掘削工事現場の地下水位を検知する地下水位検知部を備え、
   前記山留めが変形し、かつ、前記地下水位が上昇している場合に、前記山留めの変形が前記地下水位の上昇に起因するという判断をする水位上昇判断部と、
   前記水位上昇判断部の判断に基づいて報知を実行する報知部と、を備える
   ことを特徴とする、請求項２に記載の山留め管理システム。
4. 掘削機械の位置を検知する掘削機械位置検知部を備え、
   前記山留めが変形し、かつ、掘削中である場合に、前記山留めの変形が軟弱地盤に起因するという判断をする軟弱地盤判断部と、
   前記軟弱地盤判断部の判断に基づいて報知を実行する報知部と、を備える
   ことを特徴とする、請求項３に記載の山留め管理システム。
5. 前記山留めが変形した場合であって、前記支保工の軸力が低下していなく、前記地下水位が上昇していなく、かつ、掘削中でない場合に、前記山留めの変形が前記山留め変形検知部の検知異常に起因するという判断をする検知異常判断部と、
   前記検知異常判断部の判断に基づいて報知を実行する報知部と、を備える
   ことを特徴とする、請求項４に記載の山留め管理システム。