JP7340427B2 - トンネルにおけるロックボルト端部定着装置及び状態判断方法 - Google Patents
トンネルにおけるロックボルト端部定着装置及び状態判断方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7340427B2 JP7340427B2 JP2019208652A JP2019208652A JP7340427B2 JP 7340427 B2 JP7340427 B2 JP 7340427B2 JP 2019208652 A JP2019208652 A JP 2019208652A JP 2019208652 A JP2019208652 A JP 2019208652A JP 7340427 B2 JP7340427 B2 JP 7340427B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tunnel
- rock bolt
- fixing device
- expansion
- expandable member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Description
本発明は、かかる事情に鑑み、トンネルの施工中、ロックボルトに加えられた張力や地山が崩れようとしている兆候などを視覚的に容易に把握できるようにすることを目的とする。
トンネルの周辺の地山に打ち込まれたロックボルトにおけるトンネル内へ突出された突出端部をトンネル壁面に定着させるロックボルト端部定着装置であって、
前記突出端部を通す挿通穴を有して、前記トンネル壁面に当接される受圧板と、
前記突出端部に螺合されたナットと、
前記受圧板と前記ナットとの間に挟まれ、前記ロックボルトの軸線に沿う圧縮力に応じて前記軸線と直交する径方向へ膨張変形される樹脂又はゴムからなる膨張性部材と、
を備えたことを特徴とする。
トンネルの周辺の地山に打ち込まれたロックボルトにおけるトンネル内へ突出された突出端部をロックボルト端部定着装置によってトンネル壁面に定着させる際に、
前記ロックボルト端部定着装置における、前記突出端部を通す挿通穴を有して前記トンネル壁面に当接される受圧板と、前記突出端部に螺合されたナットとの間に、前記ロックボルトの軸線に沿う圧縮力に応じて、前記軸線と直交する径方向へ膨張変形される樹脂又はゴムからなる膨張性部材を挟み、
前記膨張性部材の膨張度合いによって前記ロックボルトの張力又は地山の状態を判断することを特徴とする。
実際の施工中のトンネル壁面を撮影した実画像データを取得し、
前記学習済みモデルに前記実画像データを入力して前記実画像データ中の膨張性部材の膨張度合いを判定させることが好ましい。
<第1実施形態(図1)>
図1は、NATM工法によって施工中のトンネル1を示したものである。地山2が掘削されて、掘削面に吹付けコンクリート3が吹付けられている。該吹付けコンクリート3からなるトンネル壁面3aから周辺の地山2に多数(図においては1つだけ図示)のロックボルト4が打ち込まれている。
なお、図示は省略するが、ロックボルト4の設置後、トンネル壁面3a上に防水シートが張設され、更にそのトンネル内側に二次覆工が構築される。したがって、吹付けコンクリート3によってトンネル壁面3aが構成されている期間は一時的である。
膨張性部材20の材料として、スチレン・ブタジエンゴム、エチレン・プロピレンゴムなどの一般的な合成ゴムや、天然ゴムを用いることができる。
図示は省略するが、ナット12と膨張性部材20との間にワッシャが設けられていてもよい。
地山2を掘削し、ロックボルト4をトンネル壁面3aから周辺の地山2に打ち込んだ後、ロックボルト4の突出端部4aに定着装置10を設置する。すなわち、突出端部4aの外周に受圧板11、膨張性部材20、ナット12の順に嵌める。言い換えると、受圧板11とナット12との間に膨張性部材20を挟む。
図1の二点鎖線にて示すように、ナット12の締め付けトルクが規定の大きさ(適正値)以上になったとき、膨張性部材20が径方向に所定量以上膨張される。これによって、前記作業者は、ロックボルト4に作用する張力が所要の大きさ以上となったことを目視によって容易に判断できる。トルクゲージなどで締め付けトルクを測定する場合、測定値の読み間違いがあっても簡単に確認できる。この結果、ナット12を過不足なく締め付けることができ、締め付け作業を容易化できる。
その後、作業状況の点検の際も、膨張性部材20の膨張度合いを目視観察することによって、ロックボルト4に所要の張力が作用しているか否かを容易に判断できる。要するに、ロックボルト端部定着装置10によれば、ロックボルト4に作用する張力を「見える化」できる。
詳しくは、ロックボルト4の設置後、地山2が崩れようとしているときは、受圧板11が地山2からの力によって変形され、膨張性部材20に前記既定の締め付けトルクの印加時よりも大きな軸方向圧縮力が働く。それに応じて、膨張性部材20の径方向への膨張度合いが大きくなる。作業者は、該膨張度合いを目視観察することで、地山2が崩れようとする兆候を把握することができる。言い換えると、ロックボルト端部定着装置10によれば、地山2が崩れようとする兆候を「見える化」できる。これによって、事前に適切な対応を行なうことができる。
<第2実施形態(図2)>
図2に示すように、本発明の第2実施形態のロックボルト端部定着装置10Bにおいては、膨張性部材20Bが、2つ(複数)の膨張材層21,22を含んでいる。受圧板11側に第1膨張材層21が配置され、ナット12側に第2膨張材層22が配置されている。これら膨張材層21,22がロックボルト4の軸方向に積層されている。第1膨張材層21は相対的に薄肉であり、第2膨張材層22は相対的に厚肉である。
好ましくは、図2の二点鎖線にて示すように、第1膨張材層21は、ナット12の規定締付トルク以上の第1圧縮力で径方向へ大きく膨張される。第2膨張材層22は、前記第1圧縮力ではあまり膨張されず、第1圧縮力より大きな第2圧縮力で径方向へ大きく膨張される。
このとき、膨張性部材20Bへの軸方向圧縮力は第2圧縮力未満であるから、第2膨張材層22はあまり膨張されていない。作業者は、該第2膨張材層22をも目視観察することで、締め付けトルクが過度ではないことを把握できる。
地山2が崩れようとしているときは、受圧板11が地山2からの力によって変形される。このため、膨張性部材20Bへの軸方向圧縮力が第2圧縮力以上になり、第2膨張材層22が径方向へ大きく膨張される。該第2膨張材層22の膨張度合いを目視観察することで、地山2が崩れようとする兆候を把握でき、事前に適切な対応を行なうことができる。要するに、ロックボルト端部定着装置10Bによれば、ロックボルト4の締め付けトルクによる張力状態に加えて、地山2の状態をも「見える化」できる。
第2膨張材層22を厚肉に形成しておくことで、定着装置10Bから離れた場所からでも、第2膨張材層22の膨張変形を容易に確認できる。
第2膨張材層22を第1膨張材層21よりナット12側に配置しておくことで、定着装置10Bから離れた場所から第2膨張材層22の膨張変形を一層容易に確認できる。
図3は、本発明の第3実施形態に係る状態判断システム5を示したものである。状態判断システム5は、第2実施形態と同様のロックボルト端部定着装置10Bと、カメラ機能6c(撮影手段)を有する携帯通信端末6と、機械学習システム30を含む。携帯通信端末6は、スマートフォンによって構成されているが、カメラ機能及び通信機能を有する携帯可能なコンピュータ(PC)であればノートパソコンであってもよい。携帯通信端末6に照明機能が付属されていてもよい。
学習の結果、判定部32には、確度の高い学習済みモデル33が格納されている。
ロックボルト4の設置工程後、現場点検者Aが、携帯通信端末6のカメラ機能6cによって、トンネル壁面3aを撮影する。これによって、施工中のトンネル壁面3aの実画像データ6dが取得される。好ましくは、実画像データ6dには1又は複数のロックボルト端部4aひいては膨張性部材20Bを含むロックボルト端部定着装置10Bの画像が含まれている。トンネル壁面3aの各所をスキャンするように撮影することで、多数の画像データ6dを取得してもよい。
機械学習システム30においては、受信した実画像データ6dを判定部32の学習済みモデル33に入力して、該実画像データ6d内の膨張性部材20Bの膨張度合いを判定する。特に第2膨張材層22の膨張度合いを判定する。
判定結果は、機械学習システム30から携帯通信端末6へ送信され、携帯通信端末6のディスプレイに表示される。判定結果を携帯通信端末6から音声出力してもよい。
例えば、第2実施形態において、第1膨張材層21がナット12側に配置され、第2膨張材層22が受圧板11側に配置されていてもよい。膨張材層21,22の厚みが同程度でもよい。膨張性部材が、軸方向の圧縮力に応じた膨張度合いが互いに異なる膨張材層を3つ以上含んでいてもよい。
機械学習システム30による判断結果は、現場点検者Aの携帯通信端末6に送信されるだけでなく、地上の管理コンピュータにも送信されるようにしてもよい。
第3実施形態では、状態判断システム5によって、ロックボルト4の設置工程後の地山状態を判断していたが、ナット12の締め付けトルクひいてはロックボルト4の張力状態を状態判断システム5によって判断してもよい。機械学習システム30の学習部31によって、膨張性部材20又は第1膨張材層21の膨張度合いを判定する学習済みモデル33を生成し、該学習済みモデル33を判定部32に格納してもよい。
第3実施形態(図3)において、第2実施形態と同様のロックボルト端部定着装置10Bを、第1実施形態と同様のロックボルト端部定着装置10に置換してもよい。
ロックボルトは鏡ボルトであってもよい。
1 トンネル
2 地山
3 吹付けコンクリート
3a トンネル壁面
4 ロックボルト
4a 突出端部
5 状態判断システム
6 携帯通信端末
6c カメラ機能(撮影手段)
6d 実画像データ
7 通信回線
10,10B ロックボルト端部定着装置
11 受圧板
11c 挿通穴
12 ナット
20,20B 膨張性部材
20c 中心穴
21 第1膨張材層
22 第2膨張材層
30 機械学習システム
31 学習部
32 判定部
Claims (3)
- トンネルの周辺の地山に打ち込まれたロックボルトにおけるトンネル内へ突出された突出端部をトンネル壁面に定着させるロックボルト端部定着装置であって、
前記突出端部を通す挿通穴を有して、前記トンネル壁面に当接される受圧板と、
前記突出端部に螺合されたナットと、
前記受圧板と前記ナットとの間に挟まれ、前記ロックボルトの軸線に沿う圧縮力に応じて前記軸線と直交する径方向へ膨張変形される樹脂又はゴムからなる膨張性部材と、
を備え、前記膨張性部材が、前記圧縮力に応じた膨張度合いが互いに異なる複数の膨張材層を積層してなることを特徴とするトンネルのロックボルト端部定着装置。 - トンネルの周辺の地山に打ち込まれたロックボルトにおけるトンネル内へ突出された突出端部をロックボルト端部定着装置によってトンネル壁面に定着させる際に、
前記ロックボルト端部定着装置における、前記突出端部を通す挿通穴を有して前記トンネル壁面に当接される受圧板と、前記突出端部に螺合されたナットとの間に、前記ロックボルトの軸線に沿う圧縮力に応じて、前記軸線と直交する径方向へ膨張変形される樹脂又はゴムからなる膨張性部材を挟み、
前記膨張性部材の膨張度合いによって前記ロックボルトの張力又は地山の状態を判断し、
前記膨張性部材が、前記圧縮力に応じた膨張度合いが互いに異なる複数の膨張材層を積層してなることを特徴とするトンネルの状態判断方法。 - 圧縮力を印加された膨張性部材の画像を含む学習用画像データから前記膨張度合いを機械学習システムに学習させて生成した学習済みモデルを用意し、
実際の施工中のトンネル壁面を撮影した実画像データを取得し、
前記学習済みモデルに前記実画像データを入力して前記実画像データ中の膨張性部材の膨張度合いを判定させることを特徴とする請求項2に記載の状態判断方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019208652A JP7340427B2 (ja) | 2019-11-19 | 2019-11-19 | トンネルにおけるロックボルト端部定着装置及び状態判断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019208652A JP7340427B2 (ja) | 2019-11-19 | 2019-11-19 | トンネルにおけるロックボルト端部定着装置及び状態判断方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021080731A JP2021080731A (ja) | 2021-05-27 |
JP7340427B2 true JP7340427B2 (ja) | 2023-09-07 |
Family
ID=75964419
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019208652A Active JP7340427B2 (ja) | 2019-11-19 | 2019-11-19 | トンネルにおけるロックボルト端部定着装置及び状態判断方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7340427B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022174776A (ja) | 2021-05-12 | 2022-11-25 | 株式会社日立製作所 | 類義語判定システム、および類義語判定方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002181019A (ja) | 2000-12-19 | 2002-06-26 | Topy Ind Ltd | 軸力視認装置 |
JP3669765B2 (ja) | 1996-03-29 | 2005-07-13 | 株式会社フジタ | 荷重検出装置 |
JP2007046934A (ja) | 2005-08-08 | 2007-02-22 | Aoi Neon Kk | アンカーボルト必要付着耐力確認装置とアンカーボルト必要付着耐力確認方法 |
JP2013545044A (ja) | 2010-10-29 | 2013-12-19 | ヒルティ アクチエンゲゼルシャフト | 荷重表示ワッシャ |
JP2014122499A (ja) | 2012-12-21 | 2014-07-03 | Kajima Corp | 地山変状検出構造、地山変状検出システム及び地山変状検出用ワッシャー |
JP2018199982A (ja) | 2017-05-30 | 2018-12-20 | 藤森工業株式会社 | トンネル用防水シート |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5658438U (ja) * | 1979-10-08 | 1981-05-19 | ||
JPH11101695A (ja) * | 1997-09-25 | 1999-04-13 | Fujita Corp | 荷重検出用ゴム製部材 |
-
2019
- 2019-11-19 JP JP2019208652A patent/JP7340427B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3669765B2 (ja) | 1996-03-29 | 2005-07-13 | 株式会社フジタ | 荷重検出装置 |
JP2002181019A (ja) | 2000-12-19 | 2002-06-26 | Topy Ind Ltd | 軸力視認装置 |
JP2007046934A (ja) | 2005-08-08 | 2007-02-22 | Aoi Neon Kk | アンカーボルト必要付着耐力確認装置とアンカーボルト必要付着耐力確認方法 |
JP2013545044A (ja) | 2010-10-29 | 2013-12-19 | ヒルティ アクチエンゲゼルシャフト | 荷重表示ワッシャ |
JP2014122499A (ja) | 2012-12-21 | 2014-07-03 | Kajima Corp | 地山変状検出構造、地山変状検出システム及び地山変状検出用ワッシャー |
JP2018199982A (ja) | 2017-05-30 | 2018-12-20 | 藤森工業株式会社 | トンネル用防水シート |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
AI活用ブログ ディープラーニングとは[Online],株式会社インキュビットのホームページ,2018年12月12日,http://www.incubit.co.jp/blog/6532 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021080731A (ja) | 2021-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ni et al. | Distributed fibre optic sensing of strains on buried full-scale PVC pipelines crossing a normal fault | |
KR100210256B1 (ko) | 응력을 받는 역학적 구조물에 사용하기 위한 스트레인 감시장치 및 방법 | |
US9429485B1 (en) | Bolt shear force sensor | |
Pellegrini et al. | Modal analysis of historical masonry structures: Linear perturbation and software benchmarking | |
US20020178665A1 (en) | Method and apparatus for providing a visual indication of the tension applied to a tendon of a post-tension system | |
Moffat et al. | Estimating tunnel wall displacements using a simple sensor based on a Brillouin optical time domain reflectometer apparatus | |
JP5181213B2 (ja) | 線材の変状検知装置 | |
CN109282738B (zh) | 一种隧道及地下工程复合式衬砌接触面相对位移监测方法 | |
CN106442541A (zh) | 一种基于长标距光纤光栅传感器的索结构监测方法 | |
CN103411713B (zh) | 大量程基于光纤光栅传感技术的钢筋锈蚀监测传感器 | |
JP7340427B2 (ja) | トンネルにおけるロックボルト端部定着装置及び状態判断方法 | |
JP5369027B2 (ja) | 土留構造物の安全性評価方法 | |
Yu et al. | Experimental investigations of bolted segmental grey cast iron lining behaviour | |
Bullock | Pile friction freeze: A field and laboratory study | |
Xiao et al. | Compression-shear behavior of a scaled immersion joint with steel shear keys | |
Saiyar et al. | Post-failure fracture angle of brittle pipes subjected to differential ground movements | |
Guan et al. | Web‐based structural health monitoring of an FRP composite bridge | |
JP7321063B2 (ja) | トンネルにおけるロックボルト端部定着装置及び状態判断方法 | |
JP2019210727A (ja) | 地山補強構造及びその施工方法、引抜試験装置 | |
US20180266128A1 (en) | Structural repair and remote monitoring system and method | |
Huston | Smart civil structures: an overview | |
Lombillo et al. | Minor destructive techniques applied to the mechanical characterization of historical rubble stone masonry structures | |
Sharma et al. | Instrumentation and monitoring of tunnel T2 (Between KM. 33+ 212 TO KM. 38+ 375) of Katra to Dharam Section of Udhampur-Srinagar Baramulla New BG Railway Project | |
CN203396522U (zh) | 大量程基于光纤光栅传感技术的钢筋锈蚀监测传感器 | |
Edkins et al. | Seismic Performance of PVC-U Pipe and Design Prediction Tool |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220818 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230418 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230425 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230619 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230704 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230720 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230808 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230828 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7340427 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |