JP7330023B2 - Tunnel construction monitoring system and tunnel construction monitoring method - Google Patents

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Description

本発明は、トンネル施工中の切羽面の崩落を監視するトンネル施工監視システム及びトンネル施工監視方法に関する。 The present invention relates to a tunnel construction monitoring system and a tunnel construction monitoring method for monitoring collapse of a face during tunnel construction.

トンネルを山岳部においてトンネルを掘削する工法としては、NATM(New Austrian Tunneling Method)工法が知られている。NATM工法によれば、先進ボーリングなどの調査と併せてある程度の前方の地質が予測できる。NATM工法による山岳トンネルの施工においては、発破や機械掘削の直後からコンクリートの二次吹付けまでの間、掘削された領域の地山(切羽面)がほぼ露出された状態となっている。 NATM (New Austrian Tunneling Method) is known as a method of excavating a tunnel in a mountainous area. According to the NATM construction method, it is possible to predict the geological features ahead to some extent in combination with advanced boring and other investigations. In the construction of a mountain tunnel by the NATM construction method, the ground (face surface) of the excavated area is almost exposed from immediately after blasting or mechanical excavation to secondary concrete spraying.

切羽の変位計測に関しては、レーザ変位測定器を用いて、トンネルの切羽面の三次元の変位計測を行い、切羽面に所定の変位が検出された際に警報を出力するトンネル崩壊予知方法がある(例えば、特許文献1参照)。 Regarding face displacement measurement, there is a tunnel collapse prediction method that uses a laser displacement measuring device to measure three-dimensional displacement of the tunnel face and outputs an alarm when a predetermined displacement is detected on the face. (See Patent Document 1, for example).

特開平09-287948号公報JP-A-09-287948

レーザ変位測定器を用いてトンネルの切羽面の三次元の変位を計測する場合、掘削装置が邪魔となって切羽面の全体が計測できない場合があり、複数のレーザ変位測定器により切羽面を計測する必要が生じる。また、レーザ変位測定器は、トンネルの掘削が進んだ際に切羽面側に移動して設置し直す必要が生じ計測が煩雑化する。また、レーザ変位測定器は、トンネルの掘削時の発破により飛散した岩石片や吹付けにより跳ね返った砕石が直撃しないように、保護する手段が必要となる。また、レーザ変位測定器は、側壁の底部付近に設置されることから、トンネル施工に使用される施工機械や運搬機械等の移動の際に、これらの機械が接触して破損が生じる可能性がある。 When measuring the three-dimensional displacement of the face of a tunnel using a laser displacement measuring device, it is sometimes impossible to measure the entire face due to the excavation equipment, so multiple laser displacement measuring devices are used to measure the face. need to be done. In addition, the laser displacement measuring device needs to be moved to the face side and re-installed when the excavation of the tunnel progresses, which complicates the measurement. In addition, the laser displacement measuring device requires means for protecting it from being directly hit by rock fragments scattered by blasting during excavation of a tunnel or crushed stones bounced back by spraying. In addition, since the laser displacement measuring device is installed near the bottom of the side wall, there is a possibility of damage due to contact with construction machinery and transportation machinery used for tunnel construction when moving. be.

本発明は、装置を保護しつつ、トンネルの切羽面の計測及び監視を容易にすることができるトンネル施工監視システム及びトンネル施工監視方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a tunnel construction monitoring system and a tunnel construction monitoring method that can facilitate measurement and monitoring of a tunnel face while protecting equipment.

上記の目的を達するために、本発明は、トンネルの切羽面を監視するトンネル施工監視システムであって、前記トンネルの上部において前記トンネルの軸線方向に沿って設けられたレール部と、前記レール部を走行自在に設けられた支持部と、前記支持部に支持され、前記切羽面の変位を計測するレーダ部と、を備えることを特徴とする、トンネル施工監視システムである。 In order to achieve the above objects, the present invention provides a tunnel construction monitoring system for monitoring the face of a tunnel, comprising: a rail section provided along the axial direction of the tunnel in the upper part of the tunnel; and a radar section supported by the support section for measuring the displacement of the face surface.

本発明によれば、トンネルの掘削が進んで切羽面が移動してもレーダ部がレール部を走行して切羽面側に移動できるため、レーダ部を設置し直す工程を簡略化することができる。また、本発明によれば、レーダ部がトンネルの上部のレール部に設置されるため、掘削装置に邪魔されることなく切羽面の全体を計測することができると共に、トンネルの掘削時の発破により飛散した岩石片等がレーダ部に直撃することや施工機械等がレーダ部に接触することが防止される。 According to the present invention, even if the excavation of the tunnel progresses and the face moves, the radar part can travel on the rail part and move toward the face, so that the process of reinstalling the radar part can be simplified. . In addition, according to the present invention, since the radar unit is installed on the rail portion at the top of the tunnel, it is possible to measure the entire face surface without being disturbed by the excavation equipment, and the blasting during excavation of the tunnel Scattered rock fragments and the like are prevented from hitting the radar section directly, and construction machinery and the like are prevented from coming into contact with the radar section.

また、本発明は、前記支持部は、前記レール部を走行する少なくとも1個以上の車輪を備えるように構成されていてもよい。 Further, in the present invention, the support section may be configured to have at least one or more wheels that run on the rail section.

本発明によれば、支持部がレール部を車輪で移動できるため、トンネルの掘削に従ってレーダ部の移動を容易にすることができる。 According to the present invention, since the support portion can move on the rail portion with wheels, the radar portion can be easily moved as the tunnel is excavated.

また、本発明は、前記支持部を前記レール部に磁気吸着させて固定する固定部を更に備えるように構成されていてもよい。 Further, the present invention may be configured to further include a fixing portion that magnetically attracts and fixes the support portion to the rail portion.

本発明によれば、支持部が固定部の磁気吸着によりレール部に固定されるので、レーダ部の固定及び解除が容易となり、レーダ部の移動の工程を簡略化することができる。 According to the present invention, since the supporting portion is fixed to the rail portion by magnetic attraction of the fixing portion, the fixing and releasing of the radar portion is facilitated, and the process of moving the radar portion can be simplified.

また、本発明は、前記レール部は、前記トンネルの周方向を支持する複数の支保工の上部において前記トンネルの軸線方向に隣接する前記支保工同士の間に架設された複数のレール部材を備え、前記レール部材は、前記支保工の増設に従って前記切羽面側に追加されるように構成されていてもよい。 Further, according to the present invention, the rail portion includes a plurality of rail members installed between the shorings adjacent in the axial direction of the tunnel above the plurality of shorings supporting the tunnel in the circumferential direction. , the rail member may be configured to be added to the face side according to the extension of the shoring.

本発明によれば、トンネルの掘削に従って支保工が増設されると、レール部材が追加されるため、レーダ部の設置をやり直す工程を簡略化することができる。 According to the present invention, when the shoring is added along with the excavation of the tunnel, the rail member is added, so that the step of redoing the installation of the radar section can be simplified.

また、本発明は、トンネルの切羽面を監視するトンネル施工監視方法であって、前記トンネルの上部において前記トンネルの軸線方向に沿ってレール部を取り付ける工程と、前記レール部に沿って走行自在な支持部を前記レール部に取り付ける工程と、前記支持部に支持された前記切羽面の三次元の変位を計測するレーダ部を前記レール部に固定する工程と、前記レーダ部により前記切羽面の変位を監視する工程と、前記トンネルの掘削に従って移動した前記切羽面側に前記レール部を延長する工程と、前記レーダ部を前記レール部に沿って走行させ前記切羽面側に移動する工程と、を備えるように構成されていてもよい。 The present invention also provides a tunnel construction monitoring method for monitoring the face of a tunnel, comprising the steps of: attaching a rail portion along the axial direction of the tunnel at the top of the tunnel; A step of attaching a support portion to the rail portion; a step of fixing a radar portion for measuring three-dimensional displacement of the face surface supported by the support portion to the rail portion; and a step of displacing the face surface by the radar portion. a step of extending the rail portion to the face side moved along with excavation of the tunnel; and a step of moving the radar portion along the rail portion to the face side. may be configured to include

本発明によれば、本発明によれば、レーダ部がトンネルの上部のレール部に設置されるため、掘削装置に邪魔されることなく切羽面の全体を計測することができると共に、トンネルの掘削時の発破により飛散した岩石片等がレーダ部に直撃することや施工機械等がレーダ部に接触することが防止される。また、本発明によれば、トンネルの掘削が進んで切羽面が移動してもレーダ部がレール部を走行して切羽面側に移動できるため、レーダ部を設置し直す工程を簡略化することができる。 According to the present invention, since the radar section is installed on the rail section in the upper part of the tunnel, it is possible to measure the entire face surface without being disturbed by the excavating equipment, and to excavate the tunnel. Rock fragments and the like scattered by time blasting are prevented from hitting the radar section directly, and construction machinery and the like are prevented from coming into contact with the radar section. Further, according to the present invention, even if the excavation of the tunnel progresses and the face moves, the radar can travel on the rail and move toward the face, simplifying the process of reinstalling the radar. can be done.

本発明によれば、装置を保護しつつ、トンネルの切羽面の計測及び監視を容易にすることができる。 The present invention facilitates measurement and monitoring of the tunnel face while protecting the equipment.

本発明の実施形態に係るトンネル施工監視システムの全体的な構成を示す図である。1 is a diagram showing the overall configuration of a tunnel construction monitoring system according to an embodiment of the present invention; FIG. トンネル施工監視システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a tunnel construction monitoring system. レール部の取り付け方法を示す図である。It is a figure which shows the attachment method of a rail part. 比較例に係る従来技術を示す図である。It is a figure which shows the prior art which concerns on a comparative example. 比較例に係る従来技術を示す図である。It is a figure which shows the prior art which concerns on a comparative example. 比較例に係る従来技術を示す図である。It is a figure which shows the prior art which concerns on a comparative example.

以下、図面を参照しつつ、本発明に係るトンネル施工監視システム及びトンネル施工監視方法の実施形態について説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a tunnel construction monitoring system and a tunnel construction monitoring method according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1から図3に示されるように、トンネル施工監視システム1は、トンネルTの内空の上部(天端部)に設置されたレール部Rと、レール部Rに設置されたレーダ部2とを備える。レーダ部2は、トンネルTの切羽面Pを三次元計測するレーダである。レーダ部2は、レール部Rを走行自在に取り付けられている。 As shown in FIGS. 1 to 3, the tunnel construction monitoring system 1 includes a rail section R installed in the upper part (crown end) of the inner space of a tunnel T, and a radar section 2 installed in the rail section R. Prepare. The radar unit 2 is a radar that measures the face P of the tunnel T three-dimensionally. The radar section 2 is attached so as to be able to travel on the rail section R. As shown in FIG.

トンネルTは、壁面の周方向に沿って複数の支保工30が設けられている。支保工30は、トンネルTの壁面を補強する補強部材である。支保工30は、例えば、鋼製のH型鋼を用いてトンネルTの軸線L(掘削)方向から見てアーチ形に形成されている。複数の支保工30は、トンネルTの掘削が進むに従って増設され、トンネルT内にあばら骨状に構築されている。複数の支保工30は、トンネルTの掘削面に取り付けられた後、吹付けコンクリートCで覆われる。 The tunnel T is provided with a plurality of shorings 30 along the circumferential direction of the wall surface. The shoring 30 is a reinforcing member that reinforces the wall surface of the tunnel T. As shown in FIG. The shoring 30 is formed in an arch shape when viewed from the direction of the axis L (excavation) of the tunnel T using H-shaped steel, for example. A plurality of shorings 30 are added as the excavation of the tunnel T progresses, and are constructed in the tunnel T like ribs. A plurality of shorings 30 are attached to the excavated surface of the tunnel T and then covered with shotcrete C. As shown in FIG.

トンネルTの吹付けコンクリートC面は、複数の支保工30のフランジ部31が露出している。露出した支保工30の複数のフランジ部31のアーチの上部において隣接する支保工30同士の間をトンネルTの軸線L方向に沿って架設するように、レール部Rが設けられている。レール部Rは、必ずしも支保工30の内側の上部に設置されていなくてもよく、現場の状態に合わせて支保工30の内側の上部から軸線L方向から見て左右方向に向かってオフセットされた位置に設置されていてもよい。 The flange portions 31 of the plurality of shorings 30 are exposed on the shotcrete C surface of the tunnel T. As shown in FIG. A rail portion R is provided so as to extend along the direction of the axis L of the tunnel T between adjacent shorings 30 at the top of the arches of the plurality of flange portions 31 of the exposed shorings 30 . The rail portion R does not necessarily have to be installed on the upper part of the inner side of the shoring 30, and is offset from the upper part of the inner side of the shoring 30 in the left-right direction as viewed from the direction of the axis L according to the site conditions. position.

レール部Rは、複数のレール部材R1が連結されて形成されている。レール部材R1は、鋼製のH型鋼により形成されている。レール部材R1は、軸線L方向に並んだ隣接する支保工30同士の間を架設するように設置されている。レール部材R1は、レールとして機能するのであれば、H鋼以外の規格化された材料が用いられてもよい。 The rail portion R is formed by connecting a plurality of rail members R1. The rail member R1 is made of H-shaped steel. The rail member R1 is installed so as to bridge between adjacent shorings 30 aligned in the axis L direction. A standardized material other than H steel may be used for the rail member R1 as long as it functions as a rail.

支保工30とレール部材R1との間には、磁石Gが設けられている。磁石Gは、支保工30のフランジ部31とレール部材R1のフランジ部R2とを磁気吸着させ、レール部材R1を支保工30に固定させている。磁石Gは、レバー等を操作することにより固定又は解除が自在な解除機構(不図示)を備える。解除機構により、レール部材R1は、支保工30に対して取り外し及び取り付けが簡便に行われる。 A magnet G is provided between the shoring 30 and the rail member R1. The magnet G magnetically attracts the flange portion 31 of the shoring 30 and the flange portion R2 of the rail member R1 to fix the rail member R1 to the shoring 30 . The magnet G has a release mechanism (not shown) that can be fixed or released by operating a lever or the like. The rail member R1 can be easily removed and attached to the shoring 30 by the release mechanism.

レール部材R1は、トンネルTの掘削が進んで支保工30が増設されるのに従って追加される。レール部材R1は、既に計測が終了したレール部Rの一部分を外したものを再利用して追加されてもよい。レール部Rには、支持部10を介してレーダ部2が取り付けられる。 The rail member R1 is added as the excavation of the tunnel T progresses and the shoring 30 is added. The rail member R1 may be added by reusing a portion of the rail portion R that has already been measured. The radar section 2 is attached to the rail section R via the support section 10 .

レーダ部2は、幅30cm×高さ20cm×奥行き25cm程度の箱形に形成された筐体を有する計測機器である。レーダ部2は、トンネルTの切羽面Pの三次元の変位を計測するレーザスキャナである。レーダ部2は、切羽面で発破孔を削孔している状況では、切羽から15m程度後方のドリルジャンボD(施工機械)の上方の天端部に固定される。レーダ部2は、無線通信により計測した情報を端末装置(不図示)に送信する。端末装置は、切羽面Pの形状の変化をリアルタイムに監視し、切羽面Pに所定以上の動きが計測された場合、無線通信により警告灯(不図示)等に警告を生じさせる。 The radar unit 2 is a measuring instrument having a box-shaped housing of about 30 cm width×20 cm height×25 cm depth. The radar unit 2 is a laser scanner that measures three-dimensional displacement of the face P of the tunnel T. As shown in FIG. The radar unit 2 is fixed to the upper top of the drill jumbo D (construction machine) about 15 m behind the face when the blast hole is drilled on the face. The radar unit 2 transmits information measured by wireless communication to a terminal device (not shown). The terminal device monitors changes in the shape of the face P in real time, and when a movement exceeding a predetermined amount is measured on the face P, a warning light (not shown) or the like is issued by wireless communication.

支持部10は、レーダ部2をレール部Rに対して走行自在に支持する。支持部10は、レール部Rに対して走行する走行部11と、走行部11にレーダ部2を固定する把持部20とを備える。走行部11は、例えば、遠隔操作により走行、停止、レール部Rに対する固定及び解除が行われる。レーダ部2は、例えば、遠隔操作により切羽面Pの三次元の変位の計測を行う。 The support portion 10 supports the radar portion 2 so that it can travel relative to the rail portion R. As shown in FIG. The support portion 10 includes a traveling portion 11 that travels on the rail portion R, and a grip portion 20 that fixes the radar portion 2 to the traveling portion 11 . The traveling portion 11 is, for example, traveled, stopped, fixed to and released from the rail portion R by remote control. The radar unit 2 measures the three-dimensional displacement of the face P by remote control, for example.

走行部11は、レール部材R1のフランジ部R2上を走行するための複数の車輪12とレール部材R1のウェブ部R3を走行する一対の横車輪15と、複数の車輪12と一対の横車輪15とを回転自在に支持する架台18とを備える。複数の車輪12のうち少なくとも1つの車輪12は、モータMにより駆動される。モータMは、車輪12だけでなく横車輪15を駆動するものであってもよい。車輪12は、走行部11を軸線L方向に沿った前後方向への移動を可能にする。横車輪15は、直進性を確保するための方向維持用として設置される。 The traveling portion 11 includes a plurality of wheels 12 for traveling on the flange portion R2 of the rail member R1, a pair of lateral wheels 15 traveling on the web portion R3 of the rail member R1, and a plurality of wheels 12 and a pair of lateral wheels 15. and a pedestal 18 for rotatably supporting them. At least one wheel 12 among the plurality of wheels 12 is driven by a motor M. The motor M may drive the transverse wheels 15 as well as the wheels 12 . The wheels 12 enable the traveling portion 11 to move in the longitudinal direction along the axis L direction. The lateral wheels 15 are installed for direction maintenance to ensure straightness.

架台18は、複数の車輪12を回転自在に支持する一対の横フレーム18Aと、一対の横フレーム18Aを連結する中間架台18Bとを備える。一対の横フレーム18Aと中間架台18Bとは、連結部材18Cにより連結されている。 The pedestal 18 includes a pair of horizontal frames 18A that rotatably support the wheels 12, and an intermediate pedestal 18B that connects the pair of horizontal frames 18A. A pair of horizontal frames 18A and intermediate frame 18B are connected by a connecting member 18C.

横フレーム18Aは、矩形の板状体に形成されている。横フレーム18Aは、長手方向がレール部材R1の軸線方向Sに沿って配置されている。横フレーム18Aは、短手方向が鉛直方向に起立して配置されている。横フレーム18Aの中央部から下方に垂下して棒状の連結部材18Cが設けられている。一対の連結部材18Cの下端部には、中間架台18Bが支持されている。 The horizontal frame 18A is formed in a rectangular plate-like body. The horizontal frame 18A is arranged with its longitudinal direction along the axial direction S of the rail member R1. The lateral frame 18A is arranged with its short side upright in the vertical direction. A rod-shaped connecting member 18C is provided so as to hang down from the central portion of the horizontal frame 18A. An intermediate mount 18B is supported at the lower ends of the pair of connecting members 18C.

中間架台18Bは、矩形の板状体に形成されている。中間架台18Bは、フランジ部R2の下方に配置されている。中間架台18Bには、走行部11およびレーダ部2の電源Bが設置されている。中間架台18Bとフランジ部R2との間には、中間架台18Bをフランジ部R2に固定する固定部18Dが設けられている。 The intermediate mount 18B is formed in a rectangular plate-like body. The intermediate mount 18B is arranged below the flange portion R2. A power source B for the traveling unit 11 and the radar unit 2 is installed on the intermediate frame 18B. A fixing portion 18D for fixing the intermediate mount 18B to the flange portion R2 is provided between the intermediate mount 18B and the flange portion R2.

固定部18Dは、磁石Hを備え、遠隔操作することにより固定又は解除を自在とする解除機構(不図示)が設けられている。磁石Hは、例えば、永久磁石が用いられる。磁石Hは、電磁石を用いて形成されていてもよい。固定部18Dは、磁石Hの他、フランジ部R2を挟持するクランプ機構等の機械的な装置であってもよい。固定部18Dは、これに限らず、レーダ部2をレール部Rに固定できるのであれば他のものを用いてもよい。 The fixed part 18D is provided with a magnet H and a releasing mechanism (not shown) that allows fixing or releasing by remote control. A permanent magnet is used as the magnet H, for example. Magnet H may be formed using an electromagnet. The fixed portion 18D may be a mechanical device such as a clamp mechanism that clamps the flange portion R2 other than the magnet H. The fixing part 18D is not limited to this, and other parts may be used as long as the radar part 2 can be fixed to the rail part R.

一対の横フレーム18Aには、一対の車輪12が2セットで4個設けられている。一対の車輪12は、ウェブ部R3に対して対向して配置されている。2セットの一対の車輪12は、フランジ部R2にレール部材R1の軸線方向Sに沿って離間して配置されている。即ち、1つの横フレーム18Aには、2個の車輪12が回転自在に支持されている。従って、一対の横フレーム18Aに設けられた4個の車輪12は、フランジ部R2上に走行自在に載置される。4個の車輪12のうち少なくとも1つは、モータMにより駆動される。横フレーム18Aにおいて、2個の車輪12の間には、鉛直方向に回転軸を有する横車輪15が回転自在に支持されている。 Two sets of four pairs of wheels 12 are provided on the pair of horizontal frames 18A. A pair of wheels 12 are arranged to face the web portion R3. Two sets of a pair of wheels 12 are spaced apart along the axial direction S of the rail member R1 on the flange portion R2. That is, two wheels 12 are rotatably supported by one horizontal frame 18A. Accordingly, the four wheels 12 provided on the pair of horizontal frames 18A are placed on the flange portion R2 so as to be free to travel. At least one of the four wheels 12 is driven by a motor M. In the horizontal frame 18A, between the two wheels 12, a horizontal wheel 15 having a rotation axis in the vertical direction is rotatably supported.

横車輪15は、ウェブ部R3を走行するように配置されている。従って、一対の横フレーム18に配置された一対の横車輪15がウェブ部R3を挟持するように配置されている。これにより、ウェブ部R3を挟んで対向する一対の車輪12がウェブ部R3に対して所定距離を保つため、走行部11の走行中に車輪12がウェブ部R3に接触することが防止され、走行部11は安定してレール部Rを走行することができる。 The transverse wheels 15 are arranged to run on the web portion R3. Accordingly, a pair of lateral wheels 15 arranged on a pair of lateral frames 18 are arranged so as to sandwich the web portion R3. As a result, the pair of wheels 12 facing each other across the web portion R3 maintains a predetermined distance from the web portion R3, so that the wheels 12 are prevented from coming into contact with the web portion R3 while the running portion 11 is running. The portion 11 can run on the rail portion R stably.

中間架台18Bの下面には、把持部20が下方に垂下して設けられている。把持部20は、中間架台18Bの下面に支持部材21を介して回転自在に支持されている。把持部20は、軸線S方向から見てレーダ部2の両側面を把持するように形成されている。把持部20は、レーダ部2の鉛直方向の測定方向が回転自在となるように把持する。 A grip portion 20 is provided to extend downward from the lower surface of the intermediate mount 18B. The grip part 20 is rotatably supported on the lower surface of the intermediate frame 18B via a support member 21. As shown in FIG. The gripping portion 20 is formed so as to grip both side surfaces of the radar portion 2 when viewed from the axis S direction. The gripping portion 20 grips the radar portion 2 so that the measurement direction in the vertical direction is rotatable.

把持部20は、支持部材21に回転自在に支持された梁部22と、梁部22の両端から下方に垂下して設けられた一対の腕部23とを備える。腕部23の下端部24は、レーダ部2の側面を回転自在に軸支している。このような構成により、レーダ部2は、支持部材21によって水平面方向に回転すると共に、把持部20によって鉛直面方向に回転することができ、切羽面Pに対する方向を調整することができる。 The grip portion 20 includes a beam portion 22 rotatably supported by a support member 21 and a pair of arms 23 provided downwardly from both ends of the beam portion 22 . A lower end portion 24 of the arm portion 23 rotatably supports the side surface of the radar portion 2 . With such a configuration, the radar section 2 can be rotated in the horizontal direction by the support member 21 and in the vertical direction by the grip section 20, so that the direction with respect to the face plane P can be adjusted.

図3(a)に示されるように、レール部Rは、トンネルTの上部において、複数の支保工30の間を架設するように固定される。一対の支保工30の間にレール部材R1が固定される。レール部材R1は、支保工30のフランジ部31に上述した磁石を介して固定される。
As shown in FIG. 3( a ), the rail portion R is fixed in the upper part of the tunnel T so as to span between the plurality of shorings 30 . A rail member R1 is fixed between the pair of shorings 30 . The rail member R1 is fixed to the flange portion 31 of the shoring 30 via the magnet G described above.

図3(b)に示されるように、トンネルTの掘削が進むと、新たな支保工30が増設される。支保工30の増設に従ってレーダ部2を新たな切羽面Pの計測のために移動する場合、レール部Rは、切羽面P側に延梁される。レール部Rの延長において、トンネルTの坑口側のレール部材R1が1つ外され、外されたレール部材R1が切羽面P側の支保工30の上部に固定される。 As shown in FIG. 3(b), as the excavation of the tunnel T progresses, a new shoring 30 is added. When the radar section 2 is moved to measure a new face plane P in accordance with the extension of the shoring 30, the rail section R is extended to the face plane P side. In the extension of the rail portion R, one rail member R1 on the portal side of the tunnel T is removed, and the removed rail member R1 is fixed to the upper part of the shoring 30 on the face P side.

上記構成により、トンネル施工監視システム1は、切羽面Pへのコンクリートの吹付け作業時には、走行部11がレール部Rを走行して切羽面Pから離間するように坑口側に移動する。レーダ部2は、走行部11の走行により吹付け作業時、吹付けにより跳ね返った砕石が直撃しないように、コンクリート吹付機(施工機械)よりもさらに坑口側に即時に退避することができる。 With the above configuration, in the tunnel construction monitoring system 1, when concrete is sprayed onto the face P, the traveling portion 11 travels on the rail portion R and moves toward the tunnel opening away from the face P. The radar part 2 can immediately retreat further to the pit side than the concrete spraying machine (construction machine) so that the crushed stone rebounded by the spraying does not hit directly during the spraying work by traveling of the traveling part 11. - 特許庁

図4~図6に示されるように、比較例として、レーザスキャナ等のレーダ部2を用いた従来技術では、ドリルジャンボD等の施工機械等が邪魔になり切羽面Pからの反射波が観測されない部分が生じるので、トンネルTの内の壁の左右両側にレーダ部2が配置される。従来技術では、トンネルの掘削が進んだ際にレーダ部2を切羽面P側に移動して設置し直すので計測が煩雑化する。また、従来技術では、発破により飛散した岩石片や吹付けにより跳ね返った砕石がレーダ部2に直撃しないように、レーダ部2を保護する手段が必要となる。 As shown in FIGS. 4 to 6, as a comparative example, in the conventional technology using a radar unit 2 such as a laser scanner, a construction machine such as a drill jumbo D interferes with observation of reflected waves from the face surface P. Radar units 2 are arranged on both the left and right sides of the inner wall of the tunnel T because there are portions that are not covered. In the conventional technology, when the excavation of the tunnel progresses, the radar unit 2 is moved to the face plane P side and re-installed, which complicates the measurement. In addition, in the prior art, a means for protecting the radar section 2 is required so that rock fragments scattered by blasting and crushed stones rebounded by spraying do not hit the radar section 2 directly.

また、従来技術では、レーダ部2は側壁の底部付近に設置されることから、トンネル施工に使用される施工機械や運搬機械等が移動する際に、レーダ部2に接触してレーダ部2を破損させる可能性がある。 In addition, in the conventional technology, the radar unit 2 is installed near the bottom of the side wall. It can be damaged.

それに比して、トンネル施工監視システム1によれば、トンネルTの天端部(支保工30の内側)にレーダ部2を設置することから、施工機械の上方から左右に電波を発射することが可能となり、左右両側にレーダ部2を配置する必要が無くなり、レーダ部2から出力したレーザの反射波が観測されない部分を最小限に抑えることができる。 In contrast, according to the tunnel construction monitoring system 1, since the radar unit 2 is installed at the top of the tunnel T (inside the shoring 30), it is possible to emit radio waves to the left and right from above the construction machine. This eliminates the need to arrange the radar units 2 on both the left and right sides, and minimizes the portion where the reflected wave of the laser output from the radar unit 2 is not observed.

また、トンネル施工監視システム1によれば、レーダ部2がトンネルT内において、支保工30の上部に設置されたレール部Rを走行自在に取り付けられることにより、トンネルTの施工時に飛散する岩片や、吹付けにより跳ね返った砕石の直撃を避けることができる。 In addition, according to the tunnel construction monitoring system 1, the radar unit 2 is attached to the rail unit R installed on the upper part of the shoring 30 in the tunnel T so that it can travel freely, so that rock fragments scattered during construction of the tunnel T , it is possible to avoid direct hits of crushed stones bounced back by spraying.

上述したようにトンネル施工監視システム1によれば、走行部11がレール部Rを移動自在に設けられていることにより、レーダ部2の移動に関する工程を簡略化することができる。また、トンネル施工監視システム1によれば、レール部Rが支保工30の上部に磁石Hを介して固定されるため、簡便な構成により省力化と工期の短縮を図ることができる。また、トンネル施工監視システム1によれば、天端部にレーダ部2を設置することから、トンネル施工に使用される施工機械や運搬機械等の作業範囲から遠ざけることが可能となり、施工機械や運搬機械等の接触によるレーダ部2の破損を防ぐことができる。 As described above, according to the tunnel construction monitoring system 1, since the traveling section 11 is provided so as to be movable on the rail section R, the process for moving the radar section 2 can be simplified. Further, according to the tunnel construction monitoring system 1, since the rail portion R is fixed to the upper portion of the shoring 30 via the magnet H, it is possible to save labor and shorten the construction period with a simple configuration. In addition, according to the tunnel construction monitoring system 1, since the radar unit 2 is installed at the top end, it is possible to keep away from the working range of construction machines and transport machines used for tunnel construction. It is possible to prevent damage to the radar unit 2 due to contact with a machine or the like.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一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で適宜変更可能である。 An embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as appropriate without departing from the scope of the invention.

1…トンネル施工監視システム、2…レーダ部、10…支持部、11…走行部、12…車輪、15…横車輪、18…横フレーム、18…架台、18A…横フレーム、18B…中間架台、18C…連結部材、18D…固定部、20…把持部、21…支持部材、22…梁部、23…腕部、24…下端部、30…支保工、30cm…幅、31…フランジ部、B…電源、C…コンクリート、D…ドリルジャンボ、G、H…磁石、L、S…軸線、M…モータ、P…切羽面、R…レール部、R1…レール部材、R2…フランジ部、R3…ウェブ部、T…トンネル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Tunnel construction monitoring system, 2... Radar part, 10... Support part, 11... Running part, 12... Wheel, 15... Horizontal wheel, 18... Horizontal frame, 18... Mounting frame, 18A... Horizontal frame, 18B... Intermediate mounting frame, 18C... Connecting member, 18D... Fixed part, 20... Grip part, 21... Supporting member, 22... Beam part, 23... Arm part, 24... Lower end part, 30... Shoring, 30 cm... Width, 31... Flange part, B Power supply C... Concrete D... Drill jumbo G, H... Magnet L, S... Axis line M... Motor P... Face surface R... Rail part R1... Rail member R2... Flange part R3... Web part, T... Tunnel

Claims (5)

トンネルの切羽面を監視するトンネル施工監視システムであって、
前記トンネルの上部において前記トンネルの軸線方向に沿って設けられ、フランジ部およびウェブ部を有するレール部と、
前記レール部を走行自在に設けられた支持部と、
前記支持部に支持され、前記切羽面の変位を計測するレーダ部と、を備え
前記支持部は、前記レール部を走行する走行部を有し、
前記走行部は、前記フランジ部上を走行するための複数の車輪と、前記ウェブ部を走行する一対の横車輪と、を備えることを特徴とする、
トンネル施工監視システム。
A tunnel construction monitoring system for monitoring the face of a tunnel,
a rail portion provided along the axial direction of the tunnel at an upper portion of the tunnel and having a flange portion and a web portion ;
a support portion provided so as to be able to travel on the rail portion;
a radar unit that is supported by the support unit and measures displacement of the face surface ;
The support portion has a running portion that runs on the rail portion,
The running portion comprises a plurality of wheels for running on the flange portion and a pair of transverse wheels for running on the web portion,
Tunnel construction monitoring system.
トンネルの切羽面を監視するトンネル施工監視システムであって、
前記トンネルの壁面の周方向に沿って設けられた複数の支保工と、
前記トンネルの上部において前記トンネルの軸線方向に沿って設けられたレール部と、
前記レール部を走行自在に設けられた支持部と、
前記支持部に支持され、前記切羽面の変位を計測するレーダ部と、を備え
前記レール部は、前記支保工に対して磁石を介して固定されていることを特徴とする、
トンネル施工監視システム。
A tunnel construction monitoring system for monitoring the face of a tunnel,
a plurality of shorings provided along the circumferential direction of the wall surface of the tunnel;
a rail portion provided along the axial direction of the tunnel in the upper portion of the tunnel;
a support portion provided so as to be able to travel on the rail portion;
a radar unit that is supported by the support unit and measures displacement of the face surface ;
The rail portion is fixed to the shoring via a magnet ,
Tunnel construction monitoring system.
前記支持部を前記レール部に磁気吸着させて固定する固定部を更に備えることを特徴とする、
請求項1または2に記載のトンネル施工監視システム。
It further comprises a fixing part that fixes the support part to the rail part by magnetically attracting it,
The tunnel construction monitoring system according to claim 1 or 2.
前記レール部は、前記トンネルの周方向を支持する複数の支保工の上部において前記トンネルの軸線方向に隣接する前記支保工同士の間に架設された複数のレール部材を備え、
前記レール部材は、前記支保工の増設に従って前記切羽面側に追加されることを特徴とする、
請求項1から3のうちいずれか1項に記載のトンネル施工監視システム。
The rail portion includes a plurality of rail members installed between the shorings adjacent in the axial direction of the tunnel above the plurality of shorings supporting the tunnel in the circumferential direction,
The rail member is added to the face side as the shoring is added,
The tunnel construction monitoring system according to any one of claims 1 to 3.
トンネルの切羽面を監視するトンネル施工監視方法であって、
前記トンネルの上部において前記トンネルの軸線方向に沿ってレール部を取り付ける工程と、
前記レール部に沿って走行自在な支持部を前記レール部に取り付ける工程と、
前記支持部に支持された前記切羽面の三次元の変位を計測するレーダ部を前記レール部に固定する工程と、
前記レーダ部により前記切羽面の変位を監視する工程と、
前記トンネルの掘削に従って移動した前記切羽面側に前記レール部を延長する工程と、
前記レーダ部を前記レール部に沿って走行させ前記切羽面側に移動する工程と、を備え
前記支持部は、前記レール部を走行する走行部を有し、
前記走行部は、前記レール部のフランジ部上を走行するための複数の車輪と、前記レール部のウェブ部を走行する一対の横車輪と、を備えていることを特徴とする、
トンネル施工監視方法。
A tunnel construction monitoring method for monitoring a tunnel face, comprising:
attaching a rail portion along the axial direction of the tunnel at the top of the tunnel;
A step of attaching a support portion to the rail portion, the support portion being free to travel along the rail portion;
a step of fixing to the rail portion a radar portion that measures three-dimensional displacement of the face surface supported by the support portion;
a step of monitoring displacement of the face surface by the radar unit;
a step of extending the rail portion to the face side moved along with excavation of the tunnel;
A step of moving the radar unit along the rail unit to the face side ,
The support portion has a running portion that runs on the rail portion,
The running portion comprises a plurality of wheels for running on the flange portion of the rail portion and a pair of transverse wheels for running on the web portion of the rail portion,
Tunnel construction monitoring method.
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