JP7294025B2 - Protective container, measurement system and measurement method - Google Patents

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Description

本発明は、トンネル等の工事に用いる鋼製支保工における計測値を取得するための防護容器、計測システム及び計測方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a protective container, a measuring system, and a measuring method for obtaining measured values in steel shoring used in construction of tunnels and the like.

山岳トンネル工事では、掘削に伴い地山の安定性を確認するため、日常の観察・計測項目として内空変位計測や地表面沈下測定等が実施される(A計測)。地山条件に応じ、鋼製支保工の適合性を判断する必要が生じた場合は、地中変位測定やロックボルトの軸力測定等が実施される(B計測)。土被りが小さく地山強度比が小さい場合や膨張性を有する地山の場合には、鋼製支保工に大きな土圧が生じる可能性がある。このため、鋼製支保工の安定性と妥当性を寸法やピッチ等で確認することを目的とした鋼製支保工のひずみ計測(応力測定)を実施することもある。 In mountain tunnel construction, in order to confirm the stability of the ground during excavation, measurements such as inner space displacement measurement and ground subsidence measurement are carried out as daily observation and measurement items (A measurement). When it becomes necessary to judge the suitability of steel shoring according to ground conditions, underground displacement measurement, rock bolt axial force measurement, etc. are carried out (B measurement). If the soil cover is small and the ground strength ratio is small, or if the ground is expansive, there is a possibility that a large earth pressure will be generated on the steel shoring. For this reason, strain measurement (stress measurement) of steel shoring is sometimes carried out for the purpose of confirming the stability and validity of steel shoring in terms of dimensions, pitch, etc.

例えば、トンネル等の構造物の内空変位を計測し、構造物の変状を監視する技術が検討されている(例えば、特許文献1参照。)。この文献に開示された技術においては、構造物の内側に内空変位センサである梁の一端を固定し、梁の表面にひずみ計測が可能な装置を設置し、計測されたひずみから、構造物の鉛直方向および水平方向の変位を算出する。そして、内空変位センサに取り付けられたひずみ検出用デバイスの信号をひずみ計測装置が取得する。 For example, a technique for measuring the inner space displacement of a structure such as a tunnel and monitoring the deformation of the structure has been studied (see, for example, Patent Document 1). In the technique disclosed in this document, one end of a beam, which is a hollow displacement sensor, is fixed inside the structure, a device capable of measuring strain is installed on the surface of the beam, and the measured strain is used to determine the structure. Calculate the vertical and horizontal displacements of Then, the strain measuring device acquires the signal of the strain detecting device attached to the hollow displacement sensor.

また、地震時のトンネルの覆工挙動をリアルタイムに把握するための計測システムも検討されている(例えば、特許文献2参照。)。この文献に開示されたトンネル覆工挙動の計測システムでは、トンネルの覆工表面に歪みゲージを有するセンサと、このセンサに接続される無線送信装置とを配置する。そして、無線送信装置からのトンネルの覆工表面の変状情報をトンネルの外で無線受信装置により受信し、トンネル覆工変状情報解析装置で覆工表面の変状情報を解析する。 Also, a measurement system for grasping the behavior of the tunnel lining during an earthquake in real time is being studied (see, for example, Patent Document 2). In the tunnel lining behavior measurement system disclosed in this document, a sensor having a strain gauge on the surface of the tunnel lining and a wireless transmitter connected to the sensor are arranged. Then, the tunnel lining surface deformation information from the wireless transmitting device is received by the wireless receiving device outside the tunnel, and the tunnel lining surface deformation information is analyzed by the tunnel lining deformation information analyzing device.

特開2013-047629号公報JP 2013-047629 A 特開2009-300323号公報JP 2009-300323 A

鋼製支保工のひずみ計測を行なう場合、鋼製支保工に設置されたひずみゲージをデータロガーに接続する。鋼製支保工建込み直後からひずみ計測を開始する場合、掘削の影響が及ばない後方まで配線を養生しながら伸ばして、データロガーに接続する必要がある。この場合、手間と費用を要していた。また、掘削した直後の切羽での作業となるため、肌落ち等の対策も必要である。鋼製支保工建込み直後から、大きなひずみが発生することがあり、ひずみの計測が遅れた場合、追加のロックボルトの打設等、迅速な対策が困難であった。また、鋼製支保工の変形は目視では判断し難いため、坑内からの緊急退避等の対策も難しかった。 When measuring the strain of steel shoring, the strain gauge installed on the steel shoring is connected to the data logger. When starting strain measurement immediately after erecting a steel shoring, it is necessary to extend the wiring while curing it to the rear where it will not be affected by excavation, and connect it to the data logger. In this case, labor and cost are required. In addition, since the work will be done in the face immediately after excavation, measures such as skin fall-off are required. Immediately after the erection of the steel shoring, a large strain may occur, and if the measurement of the strain is delayed, it is difficult to quickly take countermeasures such as installing additional rock bolts. In addition, since deformation of the steel shoring is difficult to determine visually, measures such as emergency evacuation from the pit were also difficult.

上記課題を解決するための防護容器は、鋼製支保工に取り付けられたセンサからの計測値を取得する通信装置を収納する。そして、地下空間を支持し、吹付けコンクリートに埋設される鋼製支保工に密接可能な防護側面と、前記防護側面で囲まれ、前記通信装置を収納可能な内部空間と、前記防護側面に一部が接続され、前記内部空間から前記通信装置を取り出し可能な蓋部とを備える。 A protective container for solving the above problem houses a communication device that acquires measurements from sensors attached to the steel shoring. Then, a protective side that supports the underground space and can be in close contact with the steel shoring embedded in the shotcrete, an internal space that is surrounded by the protective side and can accommodate the communication device, and a space that is integrated with the protective side. a lid portion to which a portion is connected and which allows the communication device to be taken out from the internal space.

上記課題を解決するための計測システムは、鋼製支保工に取り付けられたセンサからの計測値を出力する。そして、地下空間を支持し、吹付けコンクリートに埋設される鋼製支保工に密接する防護側面と、前記防護側面で囲まれ、通信装置を収納可能な内部空間と、前記防護側面に一部が接続され、前記内部空間から前記通信装置を取り出し可能な蓋部とを備えた防護容器と、前記通信装置から取得した情報を出力する評価装置とを備える。 A measurement system for solving the above problems outputs measurement values from a sensor attached to a steel shoring. Then, a protective side that supports the underground space and is in close contact with the steel shoring embedded in the shotcrete, an internal space that is surrounded by the protective side and can accommodate a communication device, and a part of the protective side The protective container is connected to the protective container and includes a cover that allows the communication device to be taken out from the internal space, and an evaluation device that outputs information acquired from the communication device.

上記課題を解決するための計測方法は、鋼製支保工に取り付けられたセンサからの計測値を出力する計測システムを用いる。そして、地下空間を支持し、吹付けコンクリートに埋設される鋼製支保工に密接可能な防護側面と、前記防護側面で囲まれ、通信装置を収納可能な内部空間と、前記防護側面に一部が接続され、前記内部空間から前記通信装置を取り出し可能な蓋部とを備えた防護容器を、前記鋼製支保工の隙間に挿入し、前記センサにより計測値を前記通信装置に送信させ、前記計測値の計測後に、前記蓋部を開放して前記通信装置を前記内部空間から取り出し、前記内部空間に間詰め材を挿入する。 A measurement method for solving the above problems uses a measurement system that outputs measurement values from sensors attached to the steel shoring. Then, a protective side that supports the underground space and can be in close contact with the steel shoring embedded in the shotcrete, an internal space that is surrounded by the protective side and can accommodate communication equipment, and a part of the protective side is connected, and a protective container having a lid that allows the communication device to be taken out from the internal space is inserted into the gap of the steel shoring, the sensor transmits the measured value to the communication device, and the After the measurement value is measured, the lid is opened, the communication device is taken out from the internal space, and a filler material is inserted into the internal space.

本発明によれば、鋼製支保工における計測値を効率的かつ安全に取得することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the measured value in steel shoring can be acquired efficiently and safely.

本実施形態の防護容器の斜視図。The perspective view of the protective container of this embodiment. 本実施形態の防護容器の六面図であって、(a)は正面図、(b)は左側面図、(c)は右側面図、(d)は上面図、(e)は背面図、(f)は底面図、(g)はA-A線切断における断面図。6A and 6B are six views of the protective container of the present embodiment, in which (a) is a front view, (b) is a left side view, (c) is a right side view, (d) is a top view, and (e) is a rear view. , (f) is a bottom view, and (g) is a sectional view taken along line AA. 本実施形態の防護容器の使用方法の説明図であって、(a)はH形鋼への挿入前、(b)は挿入後の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of how to use the protective container of the present embodiment, where (a) is before insertion into H-shaped steel and (b) is after insertion. 本実施形態の防護容器を取り付けた鋼製支保工の説明図。Explanatory drawing of the steel shoring to which the protective container of this embodiment was attached. 本実施形態の計測システムの説明図。Explanatory drawing of the measurement system of this embodiment. 本実施形態の計測作業の説明図であって、(a)はひずみゲージの取付、(b)はひずみ計測装置の収納、(c)は防護容器の取付の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of the measurement work of the present embodiment, where (a) is an explanatory diagram of mounting a strain gauge, (b) is an explanatory diagram of housing a strain measuring device, and (c) is an explanatory diagram of mounting a protective container. 本実施形態の計測作業の説明図であって、(a)は計測後の防護容器の開口、(b)はひずみ計測装置の取り出し及び間詰めブロックの収納、(c)は工事終了後の状態の説明図。It is an explanatory diagram of the measurement work of this embodiment, (a) is the opening of the protective container after measurement, (b) is the removal of the strain measuring device and the storage of the stuffing block, and (c) is the state after the completion of the work. Illustration of .

以下、図1~図7を用いて、防護容器、計測システム及び計測方法を具体化した一実施形態を説明する。本実施形態では、地下空間としてのトンネルの工事に用いる鋼製支保工のひずみを計測するための防護容器、計測システム、計測方法として説明する。 An embodiment embodying a protective container, a measurement system, and a measurement method will be described below with reference to FIGS. 1 to 7. FIG. In this embodiment, a protective container, a measuring system, and a measuring method for measuring the strain of a steel shoring used in construction of a tunnel as an underground space will be described.

図1に示すように、本実施形態では、ひずみの計測時に防護容器10を用いる。この防護容器10は、吹付けコンクリートと同じ強度を有する筐体(例えば、コンクリート材料製)からなり、防護側面としての側面部11,12、底面部13、蓋部14、背面部15を備える。そして、側面部11~背面部15により、内部空間16が形成される。 As shown in FIG. 1, in this embodiment, a protective container 10 is used when strain is measured. The protective container 10 is composed of a housing (made of concrete material, for example) having the same strength as shotcrete, and includes side portions 11 and 12, a bottom portion 13, a lid portion 14, and a rear portion 15 as protective side surfaces. An internal space 16 is formed by the side surface portion 11 to the rear surface portion 15 .

図2は、防護容器10の六面図であり、図2(a)は正面図、図2(b)は左側面図、図2(c)は右側面図、図2(d)は上面図、図2(e)は背面図、図2(f)は底面図である。
側面部11,12は、高さ:約140mm、奥行:約180.5mm、厚さ:約50mmである。
2 is a six-sided view of the protective container 10, FIG. 2(a) is a front view, FIG. 2(b) is a left side view, FIG. 2(c) is a right side view, and FIG. 2(d) is a top view. 2(e) is a rear view, and FIG. 2(f) is a bottom view.
The side portions 11 and 12 have a height of approximately 140 mm, a depth of approximately 180.5 mm, and a thickness of approximately 50 mm.

底面部13は、側面部11,12の間に設けられており、幅:約160mm、奥行:約100mm、厚さ:約20mmである。
蓋部14は、側面部11,12の間に設けられており、背面部15に接続する。蓋部14の大きさは、幅:約150mm、奥行:約60mm、厚さ:約10mmである。この蓋部14と、側面部11,12の間には、内部空間16の両端辺に沿って、幅:約5mmのスリット14aが設けられている。
The bottom portion 13 is provided between the side portions 11 and 12 and has a width of approximately 160 mm, a depth of approximately 100 mm, and a thickness of approximately 20 mm.
The lid portion 14 is provided between the side portions 11 and 12 and connected to the back portion 15 . The size of the lid portion 14 is approximately 150 mm in width, approximately 60 mm in depth, and approximately 10 mm in thickness. Slits 14 a having a width of about 5 mm are provided along both sides of the internal space 16 between the lid portion 14 and the side portions 11 and 12 .

図2(g)は、A-A線切断における断面図である。蓋部14の背面部15側には、切欠き14bが設けられている。
背面部15は、側面部11,12に接続して設けられており、高さ:約140mm、幅:約160mm、厚さ:約50mmである。
FIG. 2(g) is a cross-sectional view taken along line AA. A notch 14b is provided on the rear surface portion 15 side of the lid portion 14 .
The back portion 15 is connected to the side portions 11 and 12 and has a height of approximately 140 mm, a width of approximately 160 mm, and a thickness of approximately 50 mm.

図3(a)に示すように、この防護容器10は、高さ150mmのH形鋼40からなる鋼製支保工に対して用いられる。防護容器10の内部空間16には、ひずみ計測装置20を収納する。このひずみ計測装置20は、H形鋼40(鋼製支保工)のウェブに取り付けられたひずみゲージ30と、配線により接続される。このひずみゲージ30は、H形鋼40の表面において、印加された応力(ひずみ)に応じて物性値(本実施形態では抵抗値)が変化するセンサである。 As shown in FIG. 3(a), this protective container 10 is used for a steel shoring made of H-section steel 40 with a height of 150 mm. A strain measuring device 20 is housed in the inner space 16 of the protective container 10 . This strain measuring device 20 is connected by wiring to a strain gauge 30 attached to a web of H-shaped steel 40 (steel shoring). The strain gauge 30 is a sensor whose physical property value (resistance value in this embodiment) changes according to the applied stress (strain) on the surface of the H-section steel 40 .

防護容器10の内部空間16にひずみ計測装置20を収納するため、内部空間16の高さh1は、ひずみ計測装置20の高さより僅かに高い。また、蓋部14の奥行d1は、ひずみ計測装置20の奥行よりも長い。また、側面部11,12において、蓋部14よりも正面側の奥行d2は、H形鋼40のフランジの片側長d4よりも僅かに短い。また、側面部11,12において、蓋部14よりも正面側の高さh3は、H形鋼40のウェブの高さh4よりも僅かに低い。この形状により、防護容器10を、H形鋼の上下フランジ、ウェブにほぼ密着させることができる。 Since the strain measuring device 20 is housed in the inner space 16 of the protective container 10 , the height h1 of the inner space 16 is slightly higher than the height of the strain measuring device 20 . Also, the depth d1 of the lid portion 14 is longer than the depth of the strain measuring device 20 . Further, in the side portions 11 and 12, the depth d2 on the front side of the lid portion 14 is slightly shorter than the one-side length d4 of the flange of the H-section steel 40. As shown in FIG. Moreover, in the side portions 11 and 12 , the height h3 on the front side of the lid portion 14 is slightly lower than the height h4 of the web of the H-section steel 40 . This shape allows the protective container 10 to be substantially adhered to the upper and lower flanges and webs of the H-beam.

そして、図3(b)に示すように、ひずみ計測装置20を収納した防護容器10を、H形鋼40のフランジ間に挿入すると、側面部11,12の先端部がH形鋼40のウェブに当接する。また、底面部13を、フランジ内面に当接させると、蓋部14の先端面が一方のフランジの側面に当接する。 Then, as shown in FIG. 3(b), when the protective container 10 containing the strain measuring device 20 is inserted between the flanges of the H-section steel 40, the tips of the side portions 11 and 12 are the webs of the H-section steel 40. abut. Further, when the bottom surface portion 13 is brought into contact with the inner surface of the flange, the tip surface of the lid portion 14 is brought into contact with the side surface of one of the flanges.

図4に示すように、H形鋼40は、コンクリートで覆工するまで掘削面が崩れないように土圧を支えるため、トンネルの形状に合わせて配置される。そして、ひずみ計測装置20を収納した防護容器10を、トンネル内に設けるH形鋼40に複数箇所に配置する。配置場所としては、例えば、天井側、両側面の3ヶ所を用いる。この場合、図4において、矢印の方向に、防護容器10の蓋部14が配置されるように挿入する。なお、防護容器10は、トンネル工事における切羽の反対側(入口側)に配置する。 As shown in FIG. 4, the H-shaped steel 40 is arranged according to the shape of the tunnel in order to support the earth pressure so that the excavated surface does not collapse until it is lined with concrete. Then, the protective container 10 containing the strain measuring device 20 is arranged at a plurality of locations on the H-section steel 40 provided in the tunnel. For example, three locations, one on the ceiling side and the other on both sides, are used as the placement locations. In this case, in FIG. 4, the protective container 10 is inserted so that the lid portion 14 is arranged in the direction of the arrow. The protective container 10 is arranged on the opposite side (entrance side) of the face of the tunnel construction.

(計測システム)
図5を用いて、ひずみ計測装置20を用いた計測システムS1を説明する。計測システムS1は、ひずみ計測装置20、ひずみゲージ30、評価装置50を備える。
(measurement system)
A measuring system S1 using the strain measuring device 20 will be described with reference to FIG. The measurement system S1 includes a strain measuring device 20, a strain gauge 30, and an evaluation device 50.

ひずみ計測装置20は、ブリッジ21、アンプ22、通信制御ユニット23、無線ユニット24、バッテリ25を備える。
ブリッジ21は、ひずみゲージ30を1つの抵抗として用いて、ひずみの変化に応じた抵抗値を計測する回路(例えば、ホイートストンブリッジ)である。
The strain measuring device 20 includes a bridge 21 , an amplifier 22 , a communication control unit 23 , a radio unit 24 and a battery 25 .
The bridge 21 is a circuit (for example, a Wheatstone bridge) that uses the strain gauge 30 as one resistor to measure a resistance value according to changes in strain.

アンプ22は、ブリッジ21の出力信号の強度を増幅する。
通信制御ユニット23は、出力信号を無線信号に変換する。
無線ユニット24は、アンテナを介して、無線信号を送信する。本実施形態では、920MHz帯の周波数を用いることにより、約20m程度の通信距離を確保する。
Amplifier 22 amplifies the strength of the output signal of bridge 21 .
The communication control unit 23 converts the output signal into a radio signal.
Radio unit 24 transmits radio signals via an antenna. In this embodiment, a communication distance of about 20 m is ensured by using a frequency of 920 MHz band.

バッテリ25は、アンプ22、通信制御ユニット23、無線ユニット24に電源を供給する。本実施形態では、ひずみ計測装置20の設置から24時間後までは1分間隔、24時間以降は10分間隔で無線信号を送信し、1ヵ月以上の持続時間を確保できる容量のバッテリを用いる。
なお、ひずみ計測装置20の筐体は、防塵性能・防水性能としてIP67対応とする。
A battery 25 supplies power to the amplifier 22 , the communication control unit 23 and the wireless unit 24 . In this embodiment, the wireless signal is transmitted at 1-minute intervals until 24 hours after installation of the strain measuring device 20, and at 10-minute intervals after 24 hours.
It should be noted that the housing of the strain measuring device 20 is IP67 compliant in terms of dustproof performance and waterproof performance.

評価装置50は、無線ユニット51、通信制御ユニット52、解析ユニット53を備える。この評価装置50は、例えば、ドリルジャンボ(登録商標)等のトンネル工事用機械等の掘削装置に設置される。 The evaluation device 50 comprises a radio unit 51 , a communication control unit 52 and an analysis unit 53 . This evaluation device 50 is installed, for example, in a drilling device such as a tunnel construction machine such as a drill jumbo (registered trademark).

ひずみ計測装置20から送信された無線信号は、評価装置50の無線ユニット51で受信する。この無線ユニット51は、ひずみ計測装置20の無線ユニット24から20m以内の位置に設けられる。そして、通信制御ユニット52は、無線信号を、ひずみ強度に関わる出力信号に変換する。 A wireless signal transmitted from the strain measuring device 20 is received by the wireless unit 51 of the evaluation device 50 . This wireless unit 51 is provided within 20 m from the wireless unit 24 of the strain measuring device 20 . The communication control unit 52 then converts the radio signal into an output signal related to strain intensity.

解析ユニット53は、出力信号に基づいて、鋼製支保工(H形鋼40)のひずみ状況を解析するコンピュータ端末である。解析ユニット53は、ひずみ状況が基準値を超えた場合には、アラームを出力する。 The analysis unit 53 is a computer terminal that analyzes the strain condition of the steel shoring (H-section steel 40) based on the output signal. The analysis unit 53 outputs an alarm if the strain situation exceeds the reference value.

(計測方法)
まず、図6(a)に示すように、鋼製支保工の建込前に、H形鋼40の所望の位置に、ひずみゲージ30を取り付ける。そして、ひずみゲージ30からの配線をひずみ計測装置20に接続する。
(Measurement method)
First, as shown in FIG. 6(a), the strain gauge 30 is attached to the desired position of the H-section steel 40 before erecting the steel shoring. Then, the wiring from the strain gauge 30 is connected to the strain measuring device 20 .

次に、図6(b)に示すように、ひずみ計測装置20を、防護容器10の内部空間16に収納する。この場合、ひずみ計測装置20の電源を入れて起動させておく。
次に、図6(c)に示すように、側面部11,12を、H形鋼40のフランジ間に挿入する。そして、側面部11,12の先端部を、H形鋼40のウェブに当接させる。この場合、蓋部14の先端部をH形鋼40のフランジに当接させる。更に、防護容器10の脱落を防止するために、結束バンド等を用いて、防護容器10をH形鋼40に固定する。
Next, as shown in FIG. 6(b), the strain measuring device 20 is housed in the internal space 16 of the protective container 10. Next, as shown in FIG. In this case, the strain measuring device 20 is turned on and activated.
Next, as shown in FIG. 6(c), the side portions 11 and 12 are inserted between the flanges of the H-shaped steel 40. Then, as shown in FIG. Then, the tip portions of the side portions 11 and 12 are brought into contact with the web of the H-section steel 40 . In this case, the tip of the lid portion 14 is brought into contact with the flange of the H-section steel 40 . Furthermore, in order to prevent the protective container 10 from falling off, the protective container 10 is fixed to the H-section steel 40 using a binding band or the like.

トンネル工事では、削孔、装薬、発破、ずり出し、支保工建込、吹付けコンクリート、コンクリートによる覆工が、順次、行なわれる。そして、ひずみ計測装置20が固定されたH形鋼40を、鋼製支保工として坑内に建て込む。この建込み段階から、計測システムS1により、ひずみの計測を開始する。この場合、ひずみ計測装置20は、吹付けコンクリートにより、蓋部14の表面以外はコンクリートに埋め込まれる。 In tunnel construction, drilling, charging, blasting, sliding, erection of shoring, shotcrete, and concrete lining are carried out in sequence. Then, the H-section steel 40 to which the strain measuring device 20 is fixed is built into the pit as a steel support. From this erection stage, measurement of strain is started by the measurement system S1. In this case, the strain measuring device 20 is embedded in concrete except for the surface of the lid portion 14 by shotcrete.

所定期間の計測を終了した場合、ひずみ計測装置20を回収する。この場合、蓋部14をハンマ等で打撃し、切欠き14bを破断する。
図7(a)に示すように、スリット14a、破断した切欠き14bによって、防護容器10から蓋部14が分離されるので、蓋部14を取り外し、内部空間16のひずみ計測装置20を露出させる。
When the measurement for the predetermined period is finished, the strain measuring device 20 is collected. In this case, the lid portion 14 is hit with a hammer or the like to break the notch 14b.
As shown in FIG. 7A, the lid 14 is separated from the protective container 10 by the slit 14a and the broken notch 14b. .

図7(b)に示すように、内部空間16からひずみ計測装置20を取り出す。次に、内部空間16に間詰めブロック60を挿入する。この間詰めブロック60は吹付けコンクリートと同じ強度を備えている。間詰めブロック60の高さh5は、間詰めブロック60の挿入時に、上面が防護容器10の底面部13から蓋部14の上端(H形鋼40のフランジの上面)で、高さh2(図3)と同じになるように構成される。間詰めブロック60の奥行きは、蓋部14の奥行きと同じである。間詰めブロック60は、先端から後端に高くなった返し部61を備える。 As shown in FIG. 7(b), the strain measuring device 20 is taken out from the internal space 16. As shown in FIG. Next, the stuffing block 60 is inserted into the internal space 16 . This interfilling block 60 has the same strength as shotcrete. The height h5 of the interstitial block 60 is such that when the interstitial block 60 is inserted, the upper surface is from the bottom surface portion 13 of the protective container 10 to the upper end of the lid portion 14 (the upper surface of the flange of the H-shaped steel 40), and the height h2 (Fig. 3) is configured to be the same. The depth of the interstitial blocks 60 is the same as the depth of the lid portion 14 . The stuffing block 60 has a return portion 61 that rises from the front end to the rear end.

図7(c)に示すように、内部空間16に間詰めブロック60を挿入した場合、この返し部61がH形鋼40のフランジに掛かって固定される。この間詰めブロック60の上面、防護容器10の側面部11,12、背面部15の上面は、吹付けコンクリートと同じ高さとなる。 As shown in FIG. 7( c ), when the interstitial block 60 is inserted into the internal space 16 , the return portion 61 is hooked to the flange of the H-section steel 40 and fixed. The upper surface of the interstitial block 60, the upper surfaces of the side portions 11 and 12 of the protective container 10, and the upper surface of the rear portion 15 are at the same height as the shotcrete.

本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)本実施形態では、ひずみ計測装置20を収納した防護容器10を、H形鋼40のフランジ間に挿入する。これにより、ひずみ計測装置20について、発破時の防爆や、重機からの防護、吹付けコンクリートからの防護を確保することができる。この防護容器10は、吹付けコンクリートと同じ材質で構成することにより、吹付けコンクリートと同等の強度を有するとともに、吹付けコンクリートになじみやすい。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In this embodiment, the protective container 10 containing the strain measuring device 20 is inserted between the flanges of the H-section steel 40 . As a result, the strain measuring device 20 can be protected from explosions during blasting, protection from heavy machinery, and protection from shotcrete. Since the protective container 10 is made of the same material as the shotcrete, it has a strength equivalent to that of the shotcrete and is easily compatible with the shotcrete.

(2)本実施形態では、ひずみ計測装置20は、H形鋼40のウェブに取り付けられたひずみゲージ30で計測したひずみに関する情報を無線送信する。これにより、鋼製支保工の建込み直後からひずみ計測を開始できる。ひずみ計測装置20からの評価装置50までの配線が不要であるため、効率的に計測を行なうことができる。また、ひずみ計測装置20の設置や配線の作業時の肌落ち災害等も防止できる。従って、鋼製支保工の妥当性を早期に判断できる。そして、鋼製支保工が不安定化すると判断した場合、追加のロックボルトを打設する等の対策を図ることができる。 (2) In this embodiment, the strain measuring device 20 wirelessly transmits information about strain measured by the strain gauge 30 attached to the web of the H-section steel 40 . As a result, strain measurement can be started immediately after erecting the steel shoring. Since wiring from the strain measuring device 20 to the evaluation device 50 is unnecessary, measurement can be performed efficiently. In addition, it is possible to prevent the skin from falling off during installation of the strain measuring device 20 and wiring work. Therefore, the adequacy of steel shoring can be judged early. If it is determined that the steel shoring will become unstable, countermeasures such as driving additional rock bolts can be taken.

(3)本実施形態では、蓋部14と、側面部11,12の間には、内部空間16の両端辺に沿ってスリット14aが設けられている。これにより、ひずみ計測装置20の電波を送出し易くできる。 (3) In the present embodiment, slits 14 a are provided along both sides of the internal space 16 between the lid portion 14 and the side portions 11 and 12 . This makes it easier to transmit radio waves from the strain measuring device 20 .

(4)本実施形態では、蓋部14の背面部15側には、切欠き14bが設けられている。これにより、蓋部14の固定のための突起物がないため、効率的にコンクリートの吹き付け作業を行なうことができる。 (4) In the present embodiment, the notch 14b is provided on the back portion 15 side of the lid portion 14 . Accordingly, since there is no protrusion for fixing the lid portion 14, the concrete spraying work can be efficiently performed.

更に、計測終了後に、スリット14a、切欠き14bにより、蓋部14を容易に開放できる。ボルト締め等で蓋部14を閉じると、吹付けコンクリートが付着するとボルトが回せなくなる可能性があるが、打撃等で蓋部14を取り外すことができ、ひずみ計測装置20を容易に回収できるので、コスト軽減を図ることができる。 Furthermore, after the measurement is completed, the lid portion 14 can be easily opened by the slit 14a and the notch 14b. If the cover 14 is closed by bolting or the like, the bolt may not be able to turn if the shotcrete adheres. Cost can be reduced.

(5)本実施形態では、鋼製支保工の建込前に、H形鋼40へのひずみゲージ30を取り付け、ひずみ計測装置20を収納した防護容器10の固定を行なう。これにより、天井付近でひずみを計測する場合にも、高所作業を減らすことができる。 (5) In this embodiment, the strain gauge 30 is attached to the H-shaped steel 40 and the protective container 10 containing the strain measuring device 20 is fixed before the steel shoring is erected. As a result, high-place work can be reduced even when strain is measured near the ceiling.

(6)本実施形態では、防護容器10の内部空間16からひずみ計測装置20を取り出し、内部空間16に間詰めブロック60を挿入する。これにより、覆工時の巻き厚を確保することができる。更に、間詰めブロック60は返し部61を備えるので、強固に固定できる。 (6) In this embodiment, the strain measuring device 20 is taken out from the internal space 16 of the protective container 10 and the stuffing block 60 is inserted into the internal space 16 . Thereby, it is possible to secure the winding thickness at the time of lining. Furthermore, since the interstitial block 60 has the return portion 61, it can be firmly fixed.

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、地下構造物はトンネルに限定されるものではない。コンクリートに埋め込まれる鋼製支保工を用いる構造物であればよい。
This embodiment can be implemented with the following modifications. This embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
- In the above embodiment, the underground structure is not limited to a tunnel. Any structure using steel shoring embedded in concrete may be used.

・上記実施形態では、支保工としてH形鋼40を用いるが、支保工の形状はH形鋼に限定されるものではなく、コンクリートに埋設される鋼製支保工に適用することができる。例えば、溝形鋼に用いてもよい。
・上記実施形態では、無線ユニット24は、アンテナを介して、無線信号を送信する。これに代えて、鋼製支保工を通信媒体として利用してもよい。この場合には、ひずみ計測装置20の出力信号の出力部を鋼製支保工に電気的に接続し、この鋼製支保工を介して、出力信号を外部に出力する。
- In the above embodiment, the H-shaped steel 40 is used as the shoring, but the shape of the shoring is not limited to the H-shaped steel, and can be applied to a steel shoring embedded in concrete. For example, it may be used for channel steel.
• In the above embodiments, the radio unit 24 transmits radio signals via an antenna. Alternatively, steel shoring may be used as a communication medium. In this case, the output signal output section of the strain measuring device 20 is electrically connected to the steel shoring, and the output signal is output to the outside via this steel shoring.

・上記実施形態では、計測対象は工事時に計測可能な情報であれば、ひずみに限定されない。
・上記実施形態では、防護容器10は、吹付けコンクリートと同じ強度を有する筐体(例えば、コンクリート材料製)からなる。この筐体は、吹付けコンクリートと同等以上の強度を有する材料であれば、コンクリートに限定されるものではない。例えば、鋼製や樹脂製の筐体を用いることも可能である。
- In the above embodiment, the object to be measured is not limited to strain as long as it is information that can be measured during construction.
- In the above embodiment, the protective container 10 consists of a housing (for example, made of a concrete material) having the same strength as shotcrete. The housing is not limited to concrete as long as it is made of a material having strength equal to or greater than that of shotcrete. For example, it is possible to use a steel or resin housing.

10…防護容器、11,12…側面部、13…底面部、14…蓋部、14a…スリット、14b…切欠き、15…背面部、16…内部空間、20…ひずみ計測装置、21…ブリッジ、22…アンプ、23…通信制御ユニット、24…無線ユニット、25…バッテリ、30…ひずみゲージ、40…H形鋼、50…評価装置、51…無線ユニット、52…通信制御ユニット、53…解析ユニット、60…間詰めブロック、61…返し部、S1…計測システム。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Protective container, 11, 12... Side part, 13... Bottom part, 14... Lid part, 14a... Slit, 14b... Notch, 15... Back part, 16... Internal space, 20... Strain measuring device, 21... Bridge , 22... amplifier, 23... communication control unit, 24... wireless unit, 25... battery, 30... strain gauge, 40... H-shaped steel, 50... evaluation device, 51... wireless unit, 52... communication control unit, 53... analysis Unit, 60 -- Stuffing block, 61 -- Return part, S1 -- Measuring system.

Claims (6)

鋼製支保工に取り付けられたセンサからの計測値を取得する通信装置を収納する防護容器であって、
地下空間を支持し、吹付けコンクリートに埋設される前記鋼製支保工に密接可能な防護側面と、
前記防護側面で囲まれ、前記通信装置を収納可能な内部空間と、
前記防護側面に一部が接続され、前記内部空間から前記通信装置を取り出し可能な蓋部とを備えたことを特徴とする防護容器。
A protective container containing a communication device that acquires measurements from sensors attached to steel shoring,
a protective side supporting the underground space and capable of close contact with said steel shoring embedded in shotcrete;
an internal space surrounded by the protective side and capable of accommodating the communication device;
A protective container, comprising: a lid part that is partially connected to the protective side surface and that allows the communication device to be taken out from the internal space.
前記防護側面の側面部は、H形鋼からなる前記鋼製支保工のフランジ間の距離に応じた高さを有することを特徴とする請求項1に記載の防護容器。 2. The protective container according to claim 1, wherein the side portion of the protective side has a height corresponding to the distance between the flanges of the steel shoring made of H-section steel. 前記蓋部は、切欠きを備え、前記切欠きを破断させることにより前記内部空間を開口可能にしたことを特徴とする請求項1又は2に記載の防護容器。 3. The protective container according to claim 1, wherein the lid has a notch, and the inner space can be opened by breaking the notch. 前記防護側面を、前記吹付けコンクリートの強度以上のコンクリート材料で構成したことを特徴とする請求項1~3の何れか一項に記載の防護容器。 The protective container according to any one of claims 1 to 3, wherein the protective side surface is made of a concrete material having a strength equal to or higher than that of the shotcrete. 鋼製支保工に取り付けられたセンサからの計測値を出力する計測システムであって、
地下空間を支持し、吹付けコンクリートに埋設される鋼製支保工に密接可能な防護側面と、
前記防護側面で囲まれ、通信装置を収納可能な内部空間と、
前記防護側面に一部が接続され、前記内部空間から前記通信装置を取り出し可能な蓋部とを備えた防護容器と、
前記通信装置から取得した情報を出力する評価装置とを備えたことを特徴とする計測システム。
A measurement system that outputs measurements from sensors attached to steel shoring,
a protective flank capable of supporting the underground space and close to the steel shoring embedded in the shotcrete;
an internal space surrounded by the protective side and capable of accommodating a communication device;
a protective container including a lid portion partially connected to the protective side surface and capable of taking out the communication device from the internal space;
and an evaluation device that outputs information acquired from the communication device.
鋼製支保工に取り付けられたセンサからの計測値を出力する計測システムを用いた計測方法であって、
地下空間を支持し、吹付けコンクリートに埋設される鋼製支保工に密接可能な防護側面と、前記防護側面で囲まれ、通信装置を収納可能な内部空間と、前記防護側面に一部が接続され、前記内部空間から前記通信装置を取り出し可能な蓋部とを備えた防護容器を、前記鋼製支保工の隙間に挿入し、
前記センサにより計測値を前記通信装置に送信させ、
前記計測値の計測後に、前記蓋部を開放して前記通信装置を前記内部空間から取り出し、
前記内部空間に間詰め材を挿入することを特徴とする計測方法。
A measurement method using a measurement system that outputs a measurement value from a sensor attached to a steel shoring,
A protective side that supports an underground space and can be in close contact with a steel shoring embedded in shotcrete, an internal space that is surrounded by the protective side and that can accommodate a communication device, and a part of which is connected to the protective side. and inserting a protective container having a lid that allows the communication device to be taken out from the internal space into the gap of the steel shoring,
causing the sensor to transmit a measured value to the communication device;
After measuring the measured value, opening the lid and taking out the communication device from the internal space;
A measuring method characterized by inserting a filling material into the internal space.
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