JP7123230B2 - injection management system - Google Patents
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Description
本発明は、トンネルの施工の管理システム及び方法、並びにプログラムに関し、特にNATM(New Austrian Tunneling Method)工法などによる山岳トンネルの施工中に周辺の地山に注入材を注入する際における注入管理システムに関する。 The present invention relates to a tunnel construction management system, method, and program, and more particularly to an injection management system for injecting injection material into the surrounding natural ground during construction of a mountain tunnel by the NATM (New Austrian Tunneling Method) method or the like. .
山岳トンネルの施工においては、その補助工法として、掘削した地山の周辺に長尺鋼管や中空ボルトなどの補強管を多数打ち込み、各補強管の内部を注入孔として、ウレタン系発泡樹脂やモルタル等の注入材を周辺の地山に注入することが行われている(特許文献1など参照)。これによって、周辺地山が安定化される。
通常、作業者は、現場での施工中、どの注入孔に注入材をどれだけ注入し、注入圧がいくらになったかなどの注入データを作業日誌に手書きで記録する。その後、作業日誌の手書き情報をパソコンに入力して管理している。
In the construction of mountain tunnels, as a supplementary construction method, a large number of reinforcing pipes such as long steel pipes and hollow bolts are driven into the surroundings of the excavated ground. (see
Normally, during construction at the site, the worker manually records injection data such as which injection hole and how much injection material was injected and what the injection pressure was in a work diary. After that, the handwritten information of the work diary is input into a personal computer and managed.
作業内容を手書きで記録したりそれをパソコンに入力し直したりする作業は手間がかかり、書き間違いや入力間違いも起こり得る。
そこで、注入機の注入ポンプなどを制御するプログラマブルロジックコントローラ(以下、適宜「PLC」と称す)を含む注入管理システムで得られる制御データから注入孔ごとの注入量、注入圧その他の注入データを自動的に作成することが考えられる。その場合でも、どの注入孔に注入しているか等の自動取得不能又は困難な情報については、作業者が注入管理システムに入力する必要がある。ここで入力を間違えると、正確な状況を注入管理システムが認識できないまま注入作業が進み、作成された注入データが実状と異なる状況が生まれる可能性がある。そのようなデータでは正確な帳票を作成して適確な分析をすることができない。
本発明は、かかる事情に鑑み、施工中のトンネルの周辺の地山に注入材を注入する注入工法における注入管理において、注入データの信頼度を高めることを目的とする。
It takes a lot of time and effort to manually record the work content and re-enter it into a computer, and mistakes in writing and input may occur.
Therefore, the injection amount, injection pressure, and other injection data for each injection hole can be automatically calculated from control data obtained by an injection management system including a programmable logic controller (hereinafter referred to as "PLC") that controls the injection pump of the injection machine. It is conceivable to create Even in that case, the operator needs to input into the injection management system information that cannot or is difficult to obtain automatically, such as which injection hole is being injected. If you make a mistake in the input here, the injection work proceeds without the injection management system being able to recognize the correct situation, and there is a possibility that the produced injection data will differ from the actual situation. With such data, it is impossible to create an accurate report and perform an appropriate analysis.
SUMMARY OF THE INVENTION In view of such circumstances, an object of the present invention is to improve the reliability of injection data in injection management in an injection method of injecting an injection material into the natural ground around a tunnel under construction.
前記課題を解決するため、本発明のシステムは、注入系統からの注入材を施工中のトンネルの周辺の地山に形成した複数の注入孔から前記地山に注入する注入工法における注入管理を行う注入管理システムであって、
注入開始済の注入孔又は注入順番を示す孔管理情報を保持する保持部と、
注入管理する注入孔を指定した孔指定情報を受け付ける孔指定受付部と、
注入開始指令を受け付ける注入指令受付部と、
前記孔指定情報によって指定された注入孔が、注入開始済のものでないか否か又は注入順番にしたがったものであるか否かを前記孔管理情報に基づいて判定する判定部と、
否と判定されたときは、報知又は注入開始拒否若しくは注入開始指令の受付拒否を含む否時対応を行う否時対応部と、
を備えたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the system of the present invention performs injection management in an injection method in which injection material from an injection system is injected into the natural ground around a tunnel under construction through a plurality of injection holes formed in the natural ground. An injection management system comprising:
a holding unit that holds hole management information indicating injection holes that have already started injection or the order of injection;
a hole designation reception unit that receives hole designation information designating an injection hole to be injected and managed;
an injection command reception unit that receives an injection start command;
a determination unit that determines, based on the hole management information, whether or not the injection hole designated by the hole designation information has not started injection or is in accordance with the order of injection;
When it is determined to be no, a failure response unit that performs failure response including notification, refusal to start injection, or refusal to accept injection start command;
characterized by comprising
前記注入系統は、注入機に搭載された1又は複数台の注入ポンプ及び前記注入ポンプから注入孔へ延びる注入管を含む。
前記注入管理は、例えば操作盤の操作に応じた注入ポンプの運転開始及び運転停止、注入量の演算、注入圧の読み込み、操作盤の表示部への注入量や注入圧の表示処理、注入量や注入圧が所定を越えたときの注入ポンプの自動停止処理、注入データの蓄積、該注入データを可視化した作業日誌その他の帳票の作成などを含むことが好ましい。
前記注入データは、例えば注入孔ごとの注入量や注入圧の情報、すなわちどの注入孔に注入材をどれだけ注入し、注入圧がいくらになったかの情報が含まれる。
作業者が、注入中の注入孔を重複して指定したり、注入済の注入孔を指定したり、指定の順番を誤ったり、指定をし忘れたままで注入開始指令を行ったりしたときは、指定過誤の報知がなされる。又は注入ポンプが駆動されず注入が行われない。注入孔を正しく指定したうえで注入開始指令をすれば、注入が行われる。これによって、注入管理システムで得られる注入データの信頼性が高まる。
The injection system includes one or more injection pumps mounted on an injection machine and an injection tube extending from the injection pump to an injection hole.
The injection management includes, for example, starting and stopping the operation of the injection pump according to the operation of the operation panel, calculating the injection amount, reading the injection pressure, displaying the injection amount and injection pressure on the display section of the operation panel, and the injection amount. and automatic stop processing of the injection pump when the injection pressure exceeds a predetermined value, accumulation of injection data, and creation of a work diary or other form that visualizes the injection data.
The injection data includes, for example, information on the injection amount and injection pressure for each injection hole, that is, information on how much of the injection material was injected into which injection hole and what the injection pressure was.
If the operator designates an injection hole that is being injected more than once, designates an injection hole that has already been injected, makes a mistake in the order of designation, or issues an injection start command while forgetting to designate an injection hole, A designation error is notified. Or the infusion pump is not driven and no infusion occurs. If the injection start command is given after specifying the injection hole correctly, the injection will be performed. This increases the reliability of the injection data obtained by the injection management system.
前記注入管理システムにおいて、互いに異なる注入系統の注入管理を行う第1制御手段及び第2制御手段と、情報共有化手段とを備え、前記第1制御手段及び前記第2制御手段が、前記保持部、前記孔指定受付部、前記注入指令受付部、前記判定部及び前記否時対応部を個別に有し、
前記注入開始済の注入孔を示す孔管理情報が、前記情報共有化手段を介して、前記第1、第2制御手段の保持部において共有されていることが好ましい。
注入機が複数台有り、注入機ごとに1つの注入系統が構築されていてもよい。1つの注入機が、複数の注入系統を有していてもよい。
前記第1制御手段及び第2制御手段は、それぞれプログラマブルロジックコントローラ(PLC)によって構成されていることが、より好ましい。
好ましくは、本発明に係る注入管理システムは、注入系統からの注入材を施工中のトンネルの周辺の地山に形成した複数の注入孔から前記地山に注入する注入工法における注入管理を行う注入管理システムであって、
注入済の注入孔を示す孔管理情報を保持する保持部と、
注入管理する注入孔を指定した孔指定情報を受け付ける孔指定受付部と、
注入開始指令を受け付ける注入指令受付部と、
前記孔指定情報によって指定された注入孔が、注入済のものでないか否かを前記孔管理情報に基づいて判定する判定部と、
否と判定されたときは、報知又は注入開始拒否若しくは注入開始指令の受付拒否を含む否時対応を行う否時対応部と、
前記注入管理中であった注入孔への注入完了を示す注入完了情報を含むリセット指令を出すリセットボタンと、を備え、
前記リセット指令に応じて、前記注入管理していた注入孔を注入済の注入孔の1つとして前記孔管理情報に加えることを特徴とする。
好ましくは、前記注入管理システムは、1のトンネル断面のすべての注入孔への注入完了を示すトータルリセット指令を出すトータルリセットボタンを備え、前記トータルリセット指令に応じて、前記保持部に保持された孔管理情報を消去する。
The injection management system includes first control means and second control means for performing injection management of injection systems different from each other, and information sharing means, wherein the first control means and the second control means are connected to the holding unit. , the hole designation reception unit, the injection command reception unit, the determination unit, and the failure response unit,
It is preferable that the hole management information indicating the injection hole that has already started injection is shared by the holding units of the first and second control means via the information sharing means.
There may be a plurality of injection machines, and one injection system may be constructed for each injection machine. A single injector may have multiple injection systems.
More preferably, the first control means and the second control means are each configured by a programmable logic controller (PLC).
Preferably, the injection management system according to the present invention performs injection management in an injection method in which an injection material from an injection system is injected into the natural ground around a tunnel under construction through a plurality of injection holes formed in the natural ground. a management system,
a holding unit that holds hole management information indicating injection holes that have been injected;
a hole designation reception unit that receives hole designation information designating an injection hole to be injected and managed;
an injection command reception unit that receives an injection start command;
a determination unit that determines whether or not the injection hole designated by the hole designation information has not been injected based on the hole management information;
When it is determined to be no, a failure response unit that performs failure response including notification, refusal to start injection, or refusal to accept injection start command;
a reset button for issuing a reset command including injection completion information indicating completion of injection into the injection hole that was under injection management;
According to the reset command, the injection hole that has been injection-managed is added to the hole management information as one of injection holes that have been injected.
Preferably, the injection management system includes a total reset button for issuing a total reset command indicating completion of injection into all injection holes of one tunnel section, and the Delete hole management information.
本発明方法は、注入系統からの注入材を施工中のトンネルの周辺の地山に形成した複数の注入孔から前記地山に注入する注入工法における注入管理方法であって、
注入開始済の注入孔又は注入順番を示す孔管理情報を保持する工程と、
注入管理する注入孔を指定した孔指定情報を受け付ける工程と、
注入開始指令を受け付ける工程と、
前記孔指定情報によって指定された注入孔が、注入開始済のものでないか否か又は注入順番にしたがったものであるか否かを前記孔管理情報に基づいて判定する工程と、
否と判定されたときは、報知又は注入開始拒否若しくは注入開始指令の受付拒否を含む否時対応を行う工程と、
を備えたことを特徴とする。
The method of the present invention is an injection management method in an injection construction method in which an injection material from an injection system is injected into the natural ground around a tunnel under construction through a plurality of injection holes formed in the natural ground,
a step of holding hole management information indicating an injection hole that has already started injection or an injection order;
a step of receiving hole designation information designating an injection hole to be injected and managed;
a step of receiving an injection start command;
a step of determining, based on the hole management information, whether or not the injection hole designated by the hole designation information has not started injection or is in accordance with the order of injection;
When it is determined to be negative, a step of responding to the negative including notification, refusal to start injection, or refusal to accept an instruction to start injection;
characterized by comprising
前記注入管理方法の前記判定工程において否でないと判定されたときは、前記注入開始指令に応じる処理を行うとともに、前記孔指定情報によって指定された注入孔の識別情報を前記孔管理情報に加えることが好ましい。
当該注入管理方法は、複数の注入系統の注入管理を別々の制御手段で行う注入管理システムに好適である。例えば、第1注入系統の第1制御手段によって、第1注入孔の孔指定情報が受け付けられ、第1注入孔への注入が開始されたときは、第1注入孔が孔管理情報に加えられる。好ましくは、該孔管理情報は、第1制御手段だけが保有するのではなく、第2系統の第2制御手段等にも共有される。したがって、第1制御手段の管理下で第1注入孔への注入中、第2制御手段の孔指定受付部に対して前記第1注入孔が指定されたときは、第2制御手段の判定部による判定工程において「否」と判定され、報知、注入開始指令の受付拒否、注入開始拒否等の否時対応が行われる。
When the determining step of the injection management method determines that it is not negative, performing processing according to the injection start command, and adding identification information of the injection hole designated by the hole designation information to the hole management information. is preferred.
The injection management method is suitable for an injection management system in which injection management of a plurality of injection systems is performed by separate control means. For example, when the hole designation information of the first injection hole is accepted by the first control means of the first injection system and injection into the first injection hole is started, the first injection hole is added to the hole management information. . Preferably, the hole management information is shared not only by the first control means but also by the second control means of the second system. Therefore, during injection into the first injection hole under the control of the first control means, when the first injection hole is designated to the hole designation reception section of the second control means, the judgment section of the second control means In the determination step by , it is determined to be "no", and response to failure such as notification, refusal to accept the injection start command, refusal to start injection, etc. is performed.
本発明方法が、1の注入孔に関する注入管理のリセット指令を受け付ける工程と、
前記リセット指令を受けたときは直前まで注入管理していた注入孔の識別情報を前記孔管理情報に加える工程を更に備えたことが好ましい。
注入ポンプの運転中は、前記リセット指令及び前記孔指定情報が受付不能であることが
好ましい。
注入ポンプの運転停止指令を受けたり自動停止があったりしても前記リセット指令を受けるまでは、前記孔指定情報が受付不能であり、注入管理する注入孔を指定変更できないことが好ましい。
注入ポンプの運転停止指令を受けたり自動停止があったりしても前記リセット指令を受けるまでは、注入管理中の注入孔の注入が未完了とすることが好ましい。これによって、注入ポンプが一度運転停止された後に再度運転して1の注入孔への注入量を微調整した場合、前記再度運転時は次の注入孔に注入していると誤って処理するのを回避できる。
the method of the present invention receiving a reset command for injection management relating to one injection hole;
It is preferable to further include the step of adding, to the hole management information, the identification information of the injection hole that was being injected and managed until immediately before when the reset command was received.
It is preferable that the reset command and the hole designation information cannot be accepted while the injection pump is in operation.
Even if a command to stop the operation of the injection pump is received or an automatic stop is received, it is preferable that the hole designation information cannot be accepted and the designation of the injection hole to be controlled cannot be changed until the reset command is received.
Even if a command to stop the operation of the injection pump is received or an automatic stop is received, it is preferable that the injection of the injection hole under injection control is not completed until the reset command is received. As a result, when the injection pump is restarted after being stopped and the injection amount to the injection hole is finely adjusted, it is erroneously treated as injecting to the next injection hole when the injection pump is operated again. can be avoided.
本発明に係るプログラムは、前記注入管理システム又は前記注入管理方法における注入管理を行うコンピュータに、
注入開始済の注入孔又は注入順番を示す孔管理情報を保持する処理と、
注入管理する注入孔を指定した孔指定情報を受け付ける処理と、
注入開始指令を受け付ける処理と、
前記孔指定情報によって指定された注入孔が、注入開始済のものでないか否か又は注入順番にしたがったものであるか否かを前記孔管理情報に基づいて判定する処理と、
否と判定されたときは、報知又は注入開始拒否若しくは注入開始指令の受付拒否を含む否時対応を行う処理と、
を実行させることを特徴とする。
前記制御手段(前記第1制御手段、第2制御手段など)が、前記コンピュータを構成していてもよい。
A program according to the present invention is provided in a computer that performs injection management in the injection management system or the injection management method,
a process of holding hole management information indicating an injection hole that has already started injection or an injection order;
a process of receiving hole designation information designating an injection hole to be injected and managed;
a process of accepting an injection start command;
a process of determining, based on the hole management information, whether or not the injection hole designated by the hole designation information has not started injection or is in accordance with the order of injection;
When it is determined to be negative, a process of responding to the negative including notification, refusal to start injection, or refusal to accept the injection start command;
is characterized by executing
The control means (the first control means, the second control means, etc.) may constitute the computer.
本発明によれば、施工中のトンネルの周辺の地山に注入材を注入する注入工法のための注入管理における注入データの信頼度を高めることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the reliability of the injection|pouring data in injection|pouring management for the injection|pouring construction method which injects a injection|pouring material into the natural ground around the tunnel under construction can be improved.
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図1は、例えばNATM工法によって施工中の山岳トンネル1において、周辺の地山に注入材2を注入する様子を示したものである。注入材2としては、シリカレジン等のウレタン系発泡樹脂が用いられている。該注入材2は、A液とB液を出発物質とする。これら2液が混合されて発泡しながら地山に注入されて硬化する。これによって、トンネル周辺の地山が安定化される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows, for example, a
図1及び図2に示すように、トンネル1の周辺の地山には、長尺の先受け鋼管20が多数打設されている。図においては、注入工程を実施中のトンネル断面の先受け鋼管20だけを図示する。先受け鋼管20は、トンネル軸に対して斜めに打設されている。先受け鋼管20の内部空間が、注入孔21を構成している。各先受け鋼管20ひいては各注入孔21は、直線状に延びている。
なお、注入孔21の長さによっては、長さ方向に複数(例えば3つ)の注入領域が設定され、注入領域ごとに注入材2の注入がなされる。
As shown in FIGS. 1 and 2, a large number of long
Depending on the length of the
図2に示すように、複数の先受け鋼管20からなる複数の注入孔21がトンネル1のアーチ部1aの周方向に間隔を置いて配置されている。図2において一部の注入孔21内に丸囲み数字にて例示するように、施工管理上、注入孔21には、前記周方向の並び順に、例えば向かって左端のものから順次1番、2番、3番…等のように孔番号が付されている。
As shown in FIG. 2 , a plurality of injection holes 21 made up of a plurality of
図1に示すように、前記注入材2のための注入機10と注入材供給源15がトラック4に搭載されて、トンネル1内に配置されている。
注入機10には、1又は複数の注入ポンプ11と、操作盤13と、プログラマブルロジックコントローラ(PLC)30が設けられている。注入材供給源15が注入ポンプ11の供給ポートに接続されている。
なお、図においては図示の都合上、注入ポンプ11及び注入材供給源15はそれぞれ1つであるが、実際の2液混合の注入材用の場合、注入ポンプ11及び注入材供給源15はそれぞれA液用とB液用の組になっている。場合によっては、前記注入領域ごとに1組(2台)の注入ポンプ11が設けられている。注入領域が3つの場合、6台の注入ポンプが設けられている。
As shown in FIG. 1, an
The
For convenience of illustration, only one
注入ポンプ11の吐出ポートから注入管16が延び出ている。注入ポンプ11及び注入管16によって注入系統が構築されている。注入管16は、注入工程を行う注入孔21に挿し入れられている。
注入管16の先端部には、歪センサなどの注入圧センサ17が設けられている。
図において、注入孔21の口径は、軸長に対して誇張されている。
An
An
In the drawing, the diameter of the
操作盤13には、操作つまみ13a~13e、設定部13f、表示部13gなどが設けられている。
操作つまみ13aは、注入ポンプ11の運転開始ひいては注入開始指令を出す運転開始ボタンである。
操作つまみ13bは、注入ポンプ11の運転停止ひいては注入停止指令を出す運転停止ボタンである。
操作つまみ13cは、1の注入孔21に関する注入管理をリセット(完了)するリセットボタンである。
操作つまみ13dは、次に注入管理する注入孔21を指定する孔指定つまみである。
操作つまみ13eは、1のトンネル断面におけるすべての注入孔21に関する注入管理をリセット(完了)するトータルリセットボタンである。
図示は省略するが、操作盤13には、更にA液用の注入ポンプとB液用の注入ポンプを個別に操作するか両方の注入ポンプをまとめて同時に操作するかを選択するための操作つまみなどが設けられていてもよい。
The
The
The
The
The
The
Although illustration is omitted, the
詳細な図示は省略するが、設定部13fは、ボリュームつまみ、タッチパネル、テンキーなどで構成され、注入流速(注入ポンプ11の回転数)の設定値、最終注入量の目標値、注入圧の上限値などの設定入力に用いられる。
表示部13gには、前記設定内容や注入データが表示される。
Although not shown in detail, the
The setting contents and injection data are displayed on the
図3は、前記注入材2の注入工法のための注入管理システム3を示したものである。注入管理システム3は、3つのコンピュータすなわちPLC30と記憶端末31と遠隔無線端末32を含む。これらコンピュータ30,31,32が、ハブ33を介した有線又は無線のローカルエリアネットワーク(LAN)によって相互にデータ通信可能に接続されている。
FIG. 3 shows an
PLC30(制御手段)は、演算処理部30aと、入出力部30bと、保持部30m(記憶部)を含む。演算処理部30aは、マイクロプロセッサやマイクロコントロールユニットによって構成されている。入出力部30bには、操作盤13及び注入圧センサ17等の入力機器、注入ポンプ11及び報知部34等の出力機器、並びにハブ33が接続されている。PLC30によって注入ポンプ11が制御される。
The PLC 30 (control means) includes an
図4に示すように、保持部30mは、注入管理プログラム35、注入管理データ36、注入データ37などを保持する記憶装置である。注入管理プログラム35は、注入作業プログラム35a、注入量算出プログラム35b、孔指定対応プログラム35cなどを含む。
As shown in FIG. 4, the holding
注入作業プログラム35aは、運転開始ボタン13aによる運転開始指令を受けたときは、更に所定の運転開始許容条件が満たされていれば注入ポンプ11に対し駆動信号を出力し、運転停止ボタン13bによる運転停止指令を受けたときは、注入ポンプ11に対し停止信号を出力する等、注入作業を実行するためのメインプログラムである。
The injection work program 35a outputs a drive signal to the
注入量算出プログラム35bは、注入孔21ごとの注入量(注入データ)を算出する。
注入量(kg)は注入流速と注入時間とによって算出される。
注入流速(kg/min)としては、設定部13fで設定した値が用いられる。注入管16に流量計を設けて注入流速を検知してもよい。該注入流速の時間積分によって注入量(kg)を算出してもよい。注入ポンプ11の1回転あたりの吐出流量と回転回数とによって注入量(kg)を算出してもよい。
算出中の注入量がどの注入孔21のものであるかは、孔指定つまみ13dによる孔指定情報に基づく。
The injection amount calculation program 35 b calculates the injection amount (injection data) for each
The injection volume (kg) is calculated from the injection flow rate and the injection time.
A value set by the
Which
孔指定対応プログラム35cは、前記孔指定情報の当否を判定し、判定結果に応じてアラーム発報の要否、注入ポンプ11の運転の許否など所定の対応を実行するためのプログラムである。
The hole designation correspondence program 35c is a program for judging whether or not the hole designation information is correct, and depending on the judgment result, executing a predetermined correspondence such as necessity of issuing an alarm and permission or denial of operation of the
注入管理データ36としては、前記設定部13fによる各種設定データ36a、注入済データ36b(孔管理情報)、孔指定データ36c(孔指定情報)などが挙げられる。設定データ36aとしては、注入流速設定値、最終注入量目標値、注入圧上限値などが挙げられる。注入済データ36bは、注入済の注入孔21の孔番号等の識別情報である。注入済と判定され次第、その注入孔21の例えば孔番号が注入済データ36bに加えられる。
なお、注入済の注入孔21は当然に注入開始済であり、注入済データ36bは注入開始済の注入孔21の情報でもある。
孔指定データ36cは、前記孔指定つまみ13dによって指定された注入孔21の孔番
号等の識別情報である。
注入データ37は、注入孔21ごとの最終注入量(kg)及び最終注入圧(MPa)のデータである。その他、注入データ37は、注入開始日時、注入終了日時などを含んでいてもよい。
The injection management data 36 includes various setting data 36a by the
It should be noted that the
The hole designation data 36c is identification information such as the hole number of the
The injection data 37 is data of the final injection amount (kg) and the final injection pressure (MPa) for each
図3に示すように、注入機10の収容スペース内に記憶端末31(データロガー)が収容されている。記憶端末31は、ノートパソコンなどのパーソナルコンピュータ(PC)によって構成されている。記憶端末31の記憶部31mには、PLC30と同じ注入データ37がバックアップ保存されている。さらに記憶部31mには、PLC30と同じ注入管理データ36a,36b,36cが保存されていてもよい。
As shown in FIG. 3, a storage terminal 31 (data logger) is accommodated within the accommodation space of the
遠隔無線端末32は、タブレットやノートPCなどの携帯可能な無線通信機能付きのPCによって構成されている。注入機10に設置されたアンテナ39を介して、遠隔無線端末32とPLC30及び記憶端末31との間で無線通信可能である。好ましくは、遠隔無線端末32は、操作盤13と同じ機能を持ち、注入機10を遠隔操作できる。更に好ましくは、遠隔無線端末32の記憶部32mには、記憶端末31の保存データと同じデータが保存されている。
The
詳細な図示は省略するが、報知部34は、例えば警告灯などの光出力部、スピーカなどの音声出力部、ディスプレイなどの画像表示部などを含む。これら光出力部、音声出力部、画像表示部のうち少なくとも1つがあればよい。操作盤13の表示部13gが、報知部34の画像表示部を兼ねていてもよい。
Although detailed illustration is omitted, the
トンネル1は次のようにして施工される。
トンネル1をあるスパンだけ掘進して覆工(図示せず)を構築するとともに、ドリルジャンボ(図示せず)によって先受け鋼管20を打設することで注入孔21を形成する。
その後、前記ドリルジャンボを後退させ、入れ替わりにトラック4を切羽1e側へ前進させる。
トラック4の注入機10から延びる注入管13を注入孔21に差し入れる。続いて、注入ポンプ11を駆動することによって、注入材2を注入孔21から地山に注入する。
一般に先ず奇数番の注入孔21へ順に注入を行い、次に偶数番の注入孔21へ順に注入を行う。つまり、例えば1番、3番、5番…、2番、4番、6番…の順に注入を行う。
The
The
After that, the drill jumbo is retracted, and the
An
Generally, the odd-numbered injection holes 21 are injected in order, and then the even-numbered injection holes 21 are injected in order. That is, for example, injection is performed in the order of No. 1, No. 3, No. 5, . . . , No. 2, No. 4, No. 6, .
図5のフローチャートに示すように、前記注入工程において、注入機10及び注入管理システム3は次のように動作し、又は使用される。
いま、孔番号1番(図2において左下端)の注入孔21への注入が終了したものとする。孔指定つまみ13dによって孔番号1番が指定されている。
<運転停止工程>
作業者は、運転停止ボタン13bを押す。
これによって、操作盤13から注入停止指令が出される(ステップ101)。これを受けたPLC30は、注入ポンプ11を停止させる(ステップ102)。
As shown in the flowchart of FIG. 5, in the injection process, the
Assume now that the injection into the
<Operation stop process>
The operator presses the
As a result, an injection stop command is issued from the operation panel 13 (step 101). The
<リセット指令受付工程>
次に、作業者は、リセットボタン13cを押す。
これによって、操作盤13からリセット指令が出される(ステップ103)。これを受付けたPLC30(リセット受付部)は、直前まで積算した注入量(kg)を最終注入量とし、かつ圧力センサ17による検出圧力(MPa)を最終注入圧とし、さらに日時などのメタデータをも含め、孔番号1番の注入孔21の注入データ37を保持部30m及び記憶部31m,32mに記憶させる(ステップ104)。
かつ、前記注入量の積算をリセットして0に戻す(ステップ105)。
要するに、前記リセット指令は、直前まで注入管理中であった注入孔の注入完了情報ないしは注入管理終了情報に相当する。
<Reset command reception process>
Next, the operator presses the
As a result, a reset command is issued from the operation panel 13 (step 103). The PLC 30 (reset reception unit) that has received this sets the injection amount (kg) accumulated until immediately before as the final injection amount, and the pressure (MPa) detected by the
In addition, the integration of the injection amount is reset to 0 (step 105).
In short, the reset command corresponds to injection completion information or injection control end information for the injection hole that was under injection control until immediately before.
<注入済情報保持工程>
さらに、PLC30は、直前まで注入管理していた注入孔21の識別情報(孔番号1番)を注入済データ36bの1つとして保持部30mに保持させる(ステップ106)。同じ情報を記憶部31m,32mにも記憶させてもよい。
注入済情報保持ステップ106は、他のリセット処理ステップ104,105の前に行ってもよく、リセット処理ステップ104,105と同時併行して行ってもよい。
<Injected information holding process>
Further, the
The injected
<孔指定情報受付工程>
次に、作業者は、孔指定つまみ13dによって、次に注入しようとする注入孔21の孔番号を指定する。
これによって、操作盤13から注入孔の孔指定情報が出される(ステップ107)。該孔指定情報は、PLC30(孔指定受付部)によって受け付けられ、孔指定データ36cとして、保持部30mに一時記憶される(ステップ108)。
<Process for accepting hole designation information>
Next, the operator designates the hole number of the
As a result, information specifying the injection hole is output from the operation panel 13 (step 107). The hole designation information is received by the PLC 30 (hole designation reception unit) and temporarily stored in the holding
<次の注入準備>
前述したように、一般に孔番号1番の次に注入すべき注入孔21は孔番号3番である。
作業者は、3番の注入孔21に注入管16を挿し入れる等、次の注入の準備を行う。
<Preparing for the next injection>
As described above, the
The operator prepares for the next injection, such as inserting the
<注入指令受付工程>
準備完了後、作業者は、運転開始ボタン13aを押す。
これによって、操作盤13から注入開始指令が出され、PLC30(注入指令受付部)がこれを受け付ける(ステップ109)。
<Injection order reception process>
After completion of the preparation, the operator presses the
As a result, an injection start command is issued from the
<判定工程>
PLC30(判定部)は、前記注入開始指令に応じるのに先立ち、孔指定つまみ13dによって指定された注入孔が注入済のものでないか否かを保持部30mの保持データ36b,36cに基づいて判定する(ステップ110)。つまり、孔指定データ36cが注入済データ36bに含まれていないか否かを判定する。
PLC30自体の記憶データによって判定できるから、即応性が高い。
<注入開始工程>
作業者が次の孔番号(3番)を正しく指定していた場合、注入済のものでないと判定される。このとき、PLC30は、注入ポンプ11の運転を開始させる(ステップ110)。
<Judgment process>
Prior to responding to the injection start command, the PLC 30 (determination unit) determines whether or not the injection hole designated by the
Since it can be judged by the stored data of the
<Injection start process>
If the operator has correctly specified the next hole number (No. 3), it is determined that the hole has not been injected. At this time, the
<否時対応工程>
作業者が孔指定つまみ13dによる次の孔番号の指定を失念していた場合、孔指定データ36cは孔番号1番のままになっている。一方、孔番号1番は注入済データ36bに挙げられているから、前記判定工程において否と判定される。このときPLC30(否時対応部)は、否時対応として(ステップ111)、報知部34からアラームを発報することで、孔番号指定の誤りを作業者に報知させる。警告灯を作動させてもよく、スピーカから警報音を出力してもよく、孔番号指定の誤りの旨の自動音声を出力してもよく、ディスプレイに孔番号指定の誤りの旨を表示してもよい。
<Response process when not in use>
If the operator forgets to designate the next hole number with the
かつ、PLC30(否時対応部)は、否時対応として、注入開始処理を拒否して、注入ポンプ11の停止状態を維持する。アラーム発報及び注入開始拒否の両方を行うことに限らず、アラーム発報(報知)をせずに注入開始拒否(注入ポンプの停止維持)だけを行ってもよい。
作業者が、前記アラームや注入開始拒否を受けて、孔指定つまみ13dによって次の孔番号(3番)を正しく指定し(ステップ107)、再度運転開始ボタン13aを押したときは(ステップ109)、PLC30は、当否判定工程(ステップ110)を経て、注入ポンプ11の運転を開始させる(ステップ120)。
In addition, the PLC 30 (non-time response unit) rejects the injection start process as a non-time response, and maintains the stop state of the
When the operator receives the alarm or refusal to start injection, correctly designates the next hole number (No. 3) with the
<注入工程>
注入ポンプ11の運転によって、次の孔番号(3番)の注入孔21に注入材2が注入される。PLC30(注入データ取得部)は、孔指定つまみ13dで正しく指定された孔番号(3番)の注入量を積算していく。これによって、注入データの信頼性を高めることができる。
操作盤13の表示部13gには、注入量や注入圧がリアルタイムで表示される。
注入ポンプ11の運転中は、リセットボタン13cを押してもリセット処理されず、孔指定つまみ13dで孔指定情報を変更できない。
<Injection process>
By operating the
A
While the
注入ポンプ11の運転中、PLC3が注入量及び注入圧を監視する。注入量又は注入圧が所定を越えたときは、PLC3によって注入ポンプ11が自動停止される。また、運転停止ボタン13bを押すことで(ステップ101)、注入ポンプ11を手動停止できる(ステップ102)。
During operation of the
注入ポンプ11が停止されても、リセットボタン13cが押されてリセット処理されない限り、孔指定つまみ13dで孔指定情報を変更できない。つまり、リセットボタン13cが押されない限り、注入管理中の注入孔の注入が未完了とされる。これによって、注入ポンプ11が一度運転停止された後に再度運転して、1の注入孔21への注入量を微調整する場合(ステップ102→103→119→120)、次の注入孔21に注入していると誤って処理するのを回避できる。
Even if the
前述したように、注入データ37(注入孔ごとの注入量及び注入圧など)は、PLC30の保持部30m及び記憶端末31の記憶部31m等に保存される。該注入データ37を用いて、作業日報などの帳票を作成できる。一般的な表計算ソフトウェアで編集可能な帳票を出力することもできる。
As described above, the injection data 37 (such as the injection amount and injection pressure for each injection hole) are stored in the holding
1のトンネル断面のすべての注入孔21について注入材2の注入を完了したとき、作業者はトータルリセットボタン13eを押す。これによって、操作盤13からトータルリセット指令が出される(ステップ130)。これを受付けたPLC30(トータルリセット受付部)は、前記1のトンネル断面全体の注入管理をリセット(完了)する。すなわちトータルリセット処理を行う(ステップ131)。
トータルリセット処理は、保持部30mの注入済データ36bをすべて消去する処理を含む。これによって、次のトンネル断面の注入孔への注入を行う際、孔指定つまみ13dによって前回のトンネル断面と同じ孔番号を指定可能となる。
When the injection of the
The total reset process includes a process of erasing all the injected data 36b in the holding
次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において既述の形態と重複する構成に関しては、図面に同一符号を付して説明を省略する。
<第2実施形態>
図6及び図7は、本発明の第2実施形態を示したものである。
図6に示すように、第2実施形態では、注入機10(図1参照)を2台(複数)用意して2つ(複数)の注入系統を構築し、若しくは1台で複数の注入系統を有する注入機を用意して、1のトンネル断面の幅方向の中央部を挟んで両側の2つ(複数)の断面領域1x,1yにおいて注入操作を同時併行して行う。
Next, another embodiment of the present invention will be described. In the following embodiments, the same reference numerals are given to the drawings to duplicate the configurations already described, and the description thereof will be omitted.
<Second embodiment>
6 and 7 show a second embodiment of the invention.
As shown in FIG. 6, in the second embodiment, two (plural) injectors 10 (see FIG. 1) are prepared to construct two (plural) injection systems, or one injection system has a plurality of injection systems. is prepared, and injection operations are simultaneously performed in two (plurality)
図7に示すように、第2実施形態に係る注入管理システム3Bは、2つ(複数)のPLC30X,30Yと、PLC30X,30Yごとの操作盤13X,13Yを備えている。第1PLC30X(第1制御手段)は、第1の注入系統による第1断面領域1x(一部)の注入孔21の注入管理を行う。第2PLC30Y(第2制御手段)は、第2の注入系統による第2断面領域1y(他の一部)の注入孔21の注入管理を行う。各PLC30X,30Yが、演算処理部30a、入出力部30b及び保持部30mを有し、リセット受付部、孔指定受付部、注入指令受付部、判定部、否時対応部として機能する。
As shown in FIG. 7, an
2つのPLC30X,30Yは、ハブ33及び2本のLANケーブル38a,38bからなる情報共有化手段38を介してイーサネット(登録商標)接続されている。
注入管理システム3Bでは、情報共有化手段38を介して、注入済データ36cが2つのPLC30X,30Yにおいて共有されている。すなわち、第1PLC30Xが注入管理する第1断面領域1xにおいて1の注入孔21の注入管理が完了したときは、該1の注入孔21の孔番号が第1PLC30Xの保持部30mに注入済データ36bとして保持されることはもちろんのこと、情報共有化手段38を介して、第2PLC30Yの保持部30mにも注入済データ36bとして保持される。
The two
In the
第2PLC30Yが注入管理する第2断面領域1yにおいて1の注入孔21の注入管理が完了したときは、該第2断面領域1yの1の注入孔21の孔番号が第2PLC30Yの保持部30mに注入済データ36bとして保持されることはもちろんのこと、情報共有化手段38を介して、第1PLC30Xの保持部30mにも注入済データ36bとして保持される。
When the injection management of one
注入管理システム3Bにおいては、第1PLC30Xと対応する操作盤13Xの孔指定つまみ13dで、第2断面領域1yにおける注入済の注入孔21の孔番号を指定したときは、アラームが発報される。同様に、第2PLC30Yと対応する操作盤13Yの孔指定つまみ13dで、第1断面領域1xにおける注入済の注入孔21の孔番号を指定したときは、アラームが発報される。これによって、注入データの信頼性を高めることができる。
In the
同時注入可能な注入系統の数及び断面領域の数は、2つに限らず3つ以上であってもよい。トンネル断面を3つ以上の断面領域に分けて、これら3つ以上の断面領域で注入操作を同時併行して行ってもよい。好ましくは3つ以上の注入系統ひいては断面領域ごとにPLCが設けられ、より好ましくは情報共有化手段を介してこれら3つ以上のPLCが互いに孔管理情報を共有する(第3実施形態参照)。 The number of injection systems and the number of cross-sectional areas that can be injected simultaneously is not limited to two, and may be three or more. The tunnel cross-section may be divided into three or more cross-sectional areas, and the injection operations may be performed concurrently in these three or more cross-sectional areas. Preferably, a PLC is provided for each of three or more injection systems and thus for each cross-sectional area, and more preferably these three or more PLCs share hole management information with each other via information sharing means (see the third embodiment).
<第3実施形態>
第3実施形態では、注入系統ひいては断面領域の数が3つであり、同時に3つの注入孔に注入可能である。
図8に示すように、第3実施形態に係る注入管理システム3Cは、3つの注入系統に対応する3つのPLC30X,30Y,30Zと、PLC30X,30Y,30Zごとの操作盤13X,13Y,13Zを備えている。各PLC30X,30Y,30Zが、演算処理部30a、入出力部30b及び保持部30mを有し、リセット受付部、孔指定受付部、注入指令受付部、判定部、否時対応部として機能する。3つのPLC30X,30Y,30Zは、ハブ33及び3本のLANケーブル38a,38b,38cからなる情報共有化手段38を介してイーサネット(登録商標)接続されている。注入管理システム3Cでは、情報共有化手段38を介して、注入済データ36cが3つのPLC30X,30Y,30Zにおいて共有されている。
PLC30X,30Y,30Zの何れか1つが「第1制御手段」を構成し、他の1つが「第2制御手段」を構成する。
<Third Embodiment>
In the third embodiment, the number of injection systems and thus the number of cross-sectional areas is three, and three injection holes can be injected at the same time.
As shown in FIG. 8, an injection management system 3C according to the third embodiment includes three
Any one of the
<第4実施形態>
図9及び図10は、本発明の第4実施形態を示したものである。
図9に示すように、第4実施形態の保持部30mには、注入済データ36b(図4)に代えて、注入開始済データ36dが記憶される。注入開始済データ36dは、注入開始済の注入孔21を孔番号で表したデータである。つまり、第4実施形態では、注入済の注入孔21だけでなく、注入開始後、注入未完了すなわち注入中の注入孔21の識別情報をも孔管理情報として含む。
<Fourth Embodiment>
9 and 10 show a fourth embodiment of the invention.
As shown in FIG. 9, the holding
図10に示すように、第4実施形態においては、リセット処理時に注入済情報保持(図5のステップ106参照)を行っていない。その代わりに、注入ポンプ11の運転開始時(ステップ121)に注入開始済情報保持(ステップ122)を行っている。
詳しくは、注入しようとする注入孔21の孔番号が指定されたときは(ステップ107)、判定工程(ステップ110)において、指定の注入孔21の孔番号が注入開始済データ36dに登録されていないかが判定される。指定の注入孔21が注入中でもなく注入済でもないときは、「否でない」と判定され、注入開始指令が受け入れられることで、注入ポンプ11の運転が開始される(ステップ121、123)。これと同時に、前記指定の注入孔21の孔番号が、注入開始済データ36dに加えられる(ステップ122)。
As shown in FIG. 10, in the fourth embodiment, injection completion information is not retained (see
Specifically, when the hole number of the
第4実施形態は、複数の注入系統の注入管理を別々のPLCで行うとともに、これらPLCどうし間で情報共有する、前記第2、第3実施形態などのシステム(図7、図8)に好適である。
例えば、第1の注入系統の第1PLC30Xにおいて第1の注入孔21の指定が受け付けられ、注入が開始されたとする。このとき、第1の注入孔21の孔番号が、第1PLC30Xの保持部30mの注入開始済データ36dに登録される。同時に、情報共有化手段38を介して、他の注入系統のPLC30Y,30Zの保持部30mの注入開始済データ36dにも、前記第1の注入孔21の孔番号が登録される。
したがって、第1PLC30Xの管理下で前記第1の注入孔21への注入中に、例えば第2PLC30Yに付属の操作盤13Yの孔指定つまみ13dで前記第1の注入孔21が指定され、更に注入開始ボタン13aが押下されたときは、第2PLC30Yにおける判定工程(ステップ110)において「否」と判定され、アラーム発報や注入開始拒否(注入ポンプの非駆動)などの否時対応が行われる(ステップ111)。
これによって、複数の注入系統で同時注入するシステムにおける注入データの信頼性を一層高めることができる。
The fourth embodiment is suitable for systems such as the second and third embodiments (FIGS. 7 and 8) in which injection management of a plurality of injection systems is performed by separate PLCs and information is shared between these PLCs. is.
For example, assume that the
Therefore, during injection into the
This can further improve the reliability of injection data in a system in which multiple injection systems are used for simultaneous injection.
<第5実施形態>
図11は、本発明の第5実施形態を示したものである。
第5実施形態においては、PLC30の保持部30mに、注入済データ36bに代えて、複数の注入孔21への注入順番を示す注入順番データ36e(孔管理情報)が保持されている。注入順番データ36eは、操作盤13の設定部13f(図3)によって事前に設定入力される。
PLC30(判定部)は、注入開始指令(ステップ109)に応じるのに先立ち、孔指定つまみ13dによって指定された注入孔が、注入順番にしたがったものであるか否かを注入順番データ36eに基づいて判定する。これによって、注入データの信頼性を高めることができる。
<Fifth Embodiment>
FIG. 11 shows a fifth embodiment of the invention.
In the fifth embodiment, the holding
Prior to responding to the injection start command (step 109), the PLC 30 (judgment unit) determines whether or not the injection hole designated by the
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変をなすことができる。
例えば、判定工程は、注入開始指令に応じて注入ポンプ11を駆動させる前に行えばよく、図12に示すように、ステップ107の孔指定情報の受け付け後、ステップ112の注入開始指令の受け付け前に判定工程(ステップ110)を行ってもよい。当該判定工程において「否」と判定されたときの否時対応(ステップ111)としては、孔指定過誤を
報知するアラーム発報)の他、注入開始指令(ステップ112)の受付拒否を行ってもよい。
第5実施形態(図11)の注入順番データ36eは、個々の注入孔の順番に限らず、先に奇数番の注入孔に注入し、続いて偶数番の注入孔に注入するとの情報であってもよい。
注入材2は、ウレタン系発泡樹脂に限らず、モルタル、セメントなどであってもよい。
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
For example, the determination step may be performed before driving the
The injection order data 36e of the fifth embodiment (FIG. 11) is not limited to the order of the individual injection holes, and is information that the odd-numbered injection holes are injected first, followed by the even-numbered injection holes. may
The
本発明は、例えば山岳トンネルの施工に適用できる。 The present invention can be applied, for example, to the construction of mountain tunnels.
1 山岳トンネル
1e 切羽
2 注入材
3 注入管理システム
3B 注入管理システム
10 注入機
11 注入ポンプ
13 操作盤
13X,13Y 操作盤
13a 運転開始ボタン(操作つまみ)
13b 運転停止ボタン(操作つまみ)
13c リセットボタン(操作つまみ)
13d 孔指定つまみ(操作つまみ)
13e トータルリセットボタン(操作つまみ)
13f 設定部
13g 表示部
21 注入孔
30 プログラマブルロジックコントローラ(PLC)(制御手段)
30X,30Y,30Z PLC(第1制御手段又は第2制御手)
30m 保持部(記憶部)
31 記憶端末
31m 記憶部
32 遠隔無線端末
32m 記憶部
33 ハブ
34 報知部
35 注入管理プログラム
36 注入管理データ
36b 注入済データ(孔管理情報)
36c 孔指定データ(孔指定情報)
36d 注入開始済データ(孔管理情報)
36e 注入順番データ(孔管理情報)
37 注入データ
38 情報共有化手段
1
13b Operation stop button (operation knob)
13c Reset button (operation knob)
13d Hole designation knob (operation knob)
13e Total reset button (operation knob)
13f setting
30X, 30Y, 30Z PLC (first controller or second controller)
30m holding part (storage part)
31
36c hole designation data (hole designation information)
36d Injection start data (hole management information)
36e Injection order data (hole management information)
37
Claims (2)
注入済の注入孔を示す孔管理情報を保持する保持部と、
注入管理する注入孔を指定した孔指定情報を受け付ける孔指定受付部と、
注入開始指令を受け付ける注入指令受付部と、
前記孔指定情報によって指定された注入孔が、注入済のものでないか否かを前記孔管理情報に基づいて判定する判定部と、
否と判定されたときは、報知又は注入開始拒否若しくは注入開始指令の受付拒否を含む否時対応を行う否時対応部と、
前記注入管理中であった注入孔への注入完了を示す注入完了情報を含むリセット指令を出すリセットボタンと、
前記リセット指令に応じて、前記注入管理していた注入孔を注入済の注入孔の1つとして前記孔管理情報に加えるリセット受付部と、
を備えたことを特徴とする注入管理システム。 An injection management system for performing injection management in an injection construction method in which an injection material from an injection system is injected into the natural ground from a plurality of injection holes formed in the natural ground around a tunnel under construction,
a holding unit that holds hole management information indicating injection holes that have been injected;
a hole designation reception unit that receives hole designation information designating an injection hole to be injected and managed;
an injection command reception unit that receives an injection start command;
a determination unit that determines whether or not the injection hole designated by the hole designation information has not been injected based on the hole management information;
When it is determined to be no, a failure response unit that performs failure response including notification, refusal to start injection, or refusal to accept injection start command;
a reset button for issuing a reset command including injection completion information indicating completion of injection into the injection hole that was being managed;
a reset reception unit that adds the injection hole that has been injection managed as one of the injection holes that have been injected to the hole management information in response to the reset command;
An injection management system comprising:
前記トータルリセット指令に応じて、前記保持部に保持された孔管理情報を消去するトータルリセット受付部とを更に備えたことを特徴とする請求項1に記載の注入管理システム。 a total reset button for issuing a total reset command indicating the completion of injection into all injection holes of tunnel section 1;
2. The injection management system according to claim 1, further comprising a total reset reception section for erasing the hole management information held in said holding section according to said total reset command.
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