JP7372003B2

JP7372003B2 - 丁張方法及び丁張システム

Info

Publication number: JP7372003B2
Application number: JP2019149243A
Authority: JP
Inventors: 亮介清水; 基広宮嶋; 崇田中
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 2019-08-16
Filing date: 2019-08-16
Publication date: 2023-10-31
Anticipated expiration: 2039-08-16
Also published as: WO2021033394A1; JP2021031850A; US20220333926A1

Description

本発明は、切土又は盛土の法面を示す法型丁張装置を設置する丁張方法及び丁張システムに関する。

土木工事では、切土や盛土によって仕上がる法面（以下、計画法面という。）の傾斜を示すために、切土を始める位置（切土肩）や盛土を始める位置（盛土尻）に法型丁張装置が設置される。

法型丁張装置は、例えば特許文献１に示されるように、地面に２本の杭を立設させ、当該杭に水平方向に延びる横貫を架設して、当該横貫に設計法面に沿って延びる法貫が設けられる。

特開２００４－２３８８０４号公報

しかしながら、特許文献１に示すような法型丁張装置では、杭を垂直に立設したり、横貫を水平に設置したり、杭、横貫、法貫の形状を考慮して設置作業を行わなければならず、これらの作業には精度が求められ、設置作業の効率が悪かった。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは法型丁張装置の設置作業の効率を向上させることのできる丁張方法及び丁張システムを提供することにある。

上記した目的を達成するために、本発明に係る丁張方法では、杭、横貫、法貫を有する法型丁張装置を設置する丁張方法であって、現況地面上にて設計法面を含む面上との交点近傍に杭を設置する杭設置工程と、設置された前記杭に、当該杭と交差する横貫を設置する横貫設置工程と、測量装置を用いて前記横貫上の所定位置と前記設計法面を含む面との高さ差分を算出し、高さ差分が０となる位置を探索する探索工程と、前記探索工程にて判明した当該高さ差分が０となる位置から、現況地面上にて設計法面を含む面上との交点に向けて傾斜した法貫を前記横貫に設置する法貫設置工程と、を備える。

また、上述した丁張方法において、前記測量装置は、ターゲットまでの測角及び測距が可能なトータルステーションであり、前記差分計測工程では、ターゲットを前記横貫上の所定位置に配置することで、当該所定位置の座標を算出してもよい。

また、上述した丁張方法において、前記探索工程では、前記高さ差分が０となったときに報知部により報知されてもよい。

また、上記した目的を達成するために、本発明に係る丁張システムでは、丁張装置の横貫上の所定位置の座標を測量する測量部と、前記横貫上の所定位置の座標と設計法面を含む面上との高さ差分を算出する座標演算部と、前記座標演算部により算出された高さ差分を表示する表示部と、を備える。

上記手段を用いる本発明によれば、法型丁張装置の設置作業の効率を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る丁張システムの全体概略構成図である。本実施形態の丁張方法の手順を示すフローチャートである。（ａ）図２のステップＳ１、Ｓ２の段階、（ｂ）図２のステップＳ３の段階、（ｃ）図２のステップＳ４～Ｓ６の段階、（ｄ）図２のステップＳ７の段階、を示す法型丁張装置の構成図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。図１には本発明の一実施形態に係る丁張システムの構成図が示されている。

同図に示すように本実施形態の丁張システム１は、法型丁張装置２、測量装置３（測量部）、情報端末４を有している。

法型丁張装置２は、主に第１の杭１０、第２の杭１１、第１の横貫１２、第２の横貫１３、法貫１４を備えている。

第１の杭１０及び第２の杭１１は現況地面Ｇと設計法面ｓを含む面Ｓとの交点Ｃの近傍に立設される板状又は柱状の木材である。なお、交点Ｃに近い方の杭を第１の杭１０とする。

第１の横貫１２、第２の横貫１３は、それぞれ第１の杭１０及び第２の杭１１に対して交差して、且つ第１の杭１０及び第２の杭１１に亘って設けられた板状又は柱状の木材である。なお。上側に設置されるのが第１の横貫１２であり、下側に設置されるのが第２の横貫１３である。

法貫１４は、第１の横貫１２及び第２の横貫１３に亘って設けられ、設計法面ｓを含む面Ｓ上に延びる板状又は柱状の木材である。具体的には、法貫１４は、長手方向に延びている下面が、設計法面ｓの延長線上に位置するように配置される。

なお、これら第１の杭１０、第２の杭１１、第１の横貫１２、第２の横貫１３、法貫１４の寸法は統一されている必要はない。

測量装置３は、既知である位置座標上に設けられているトータルステーションであり、ターゲットであるプリズム３０を自動追尾して、ターゲットが設けられた所定位置を測量することが可能である。測量装置３は、三脚２０に支持された水平方向に回転駆動可能な水平回転駆動部２１と、水平回転駆動部２１上にて鉛直方向に回転可能な鉛直回転駆動部２２を介して望遠鏡部２３が設けられている。図示しないが、水平回転駆動部２１には水平方向の回転角を検出する水平角検出部が設けられており、鉛直回転駆動部２２には鉛直方向の回転角を検出する鉛直角検出部が設けられている。これら水平角検出部及び鉛直角検出部により、望遠鏡部２３で視準している方向の鉛直角及び水平角を測角可能である。さらに、望遠鏡部２３には、プリズム３０までの斜距離を測定する、例えば光波距離計等の測距部２４が設けられている。また望遠鏡部２３には図示しないが、追尾光を照射及び受光可能な追尾部が設けられている。

また、測量装置３は、測量制御部２５、追尾制御部２６、測量記憶部２７、測量通信部２８を有している。

測量制御部２５は、測量装置３による測量を制御する機能を有している。具体的には、自動又は手動でプリズム３０を視準し、上述した水平角検出部、鉛直角検出部、測距部２４により水平角、鉛直角、斜距離を検出する。なお、プリズム３０は棒状のポール３１に取り付けられ、プリズム３０からポール３１の先端までの距離は既知であり、測量制御部２５は水平角検出部、鉛直角検出部、測距部２４により検出された水平角、鉛直角、斜距離を補正して、ポール３１の先端位置を測量結果として算出する。

追尾制御部２６は、追尾部により追尾光を照射し、プリズム３０により反射された追尾光を受光し続けるよう水平回転駆動部２１及及び鉛直回転駆動部２２を制御することでプリズム３０を追尾する。

測量記憶部２７は、予め上述の測量制御や追尾制御等の各種プログラムや、切土、盛土を行う土地のデータ（標高等）や設計データ等が記憶されている。ここでの設計データは例えば、切土又は盛土の断面情報であり、切土又は盛土によって仕上がる設計法面の勾配、傾斜長さ（法足ともいう）、設計法面の上端位置（法肩、切土肩ともいう）の座標、設計法面の下端位置（法尻、盛土尻ともいう）の座標が含まれる。また、測量記憶部２７は、測量装置３により測量した測量結果（ポール３１先端までの水平角、鉛直角、斜距離等）を記憶可能である。

測量通信部２８は、情報端末４等の外部機器と通信可能な部分であり、例えば無線通信手段である。

また情報端末４は、例えばタブレットやスマートフォン等の携帯端末、又はパーソナルコンピュータ等であり、通信部４０、記憶部４１、座標演算部４２、表示部４３を有している。

通信部４０は、測量装置３の測量通信部２８と通信可能であり、測量装置３によりプリズム３０を測量した測量結果（ポール３１先端までの水平角、鉛直角、斜距離）等を受信可能である。

記憶部４１は、通信部４０にて受信した測量結果を記憶可能である。また、記憶部４１には、切土又は盛土を行う土地のデータ（標高等）や設計データ等が記憶されている。

座標演算部４２は、記憶部４１に記憶された測量結果から設計データ上でのポール３１先端位置の座標を演算可能である。また座標演算部４２は、ポール３１先端位置と設計法面ｓを含む面Ｓとの高さ差分Δｈを算出する。具体的には、ポール３１先端位置の鉛直線上と、設計法面ｓを含む面Ｓ上との交点の座標を算出し、この交点座標とポール３１先端位置座標との差分を高さ差分Δｈとする。

表示部４３は、例えばディスプレイであり、座標演算部４２にて演算した結果（ポール３１先端座標）や高さ差分Δｈ等の情報を表示可能である。なお、図示しないが、情報端末４はスピーカを有しており、表示部４３による表示やスピーカから発せられる音声により作業者に報知を行うことも可能である。

このように構成された丁張システム１では、測量装置３によるプリズム測量の結果を情報端末４で確認しつつ、法型丁張装置２の設置作業が可能である。

詳しくは、図２に本実施形態の丁張方法の手順を示すフローチャートが示され、図３には図２の各ステップに応じた法型丁張装置の構成図が示されており、以下図２のフローチャートに沿って、図３を参照しつつ本実施形態の丁張方法について説明する。なお、ここでは切土肩に法型丁張装置２を設置する場合を例に説明する。

まず、ステップＳ１では、図３（ａ）に示すように、作業者が測量装置３とプリズム３０を使用して、現況地面Ｇに対して設計法面ｓを含む面Ｓとの交点Ｃを探索し、当該交点Ｃ地点に目印として鋲１５を打つ。

続くステップＳ２では、作業者が第１の杭１０及び第２の杭１１を交点Ｃの近傍に設置する（杭設置工程）。このとき、第１の杭１０及び第２の杭１１は現況地面に対して垂直に設置する必要はない。

ステップＳ３では、図３（ｂ）に示すように、作業者が第１の杭１０及び第２の杭１１に対して第１の横貫１２及び第２の横貫１３を架設する（横貫設置工程）。このとき第１の横貫１２及び第２の横貫１３は、第１の杭１０及び第２の杭１１に亘って設けられればよく、水平に設置する必要はない。

ステップＳ４では、図３（ｃ）に示すように、作業者が第１の横貫上にプリズム３０を設置する。具体的には、プリズム３０が取り付けられたポール３１の先端を第１の横貫１２の上面に当てる。

そしてステップＳ５では、測量装置３により第１の横貫１２上に設置されたプリズム３０の測量を行う。測量結果は測量記憶部２７に記憶されるとともに、測量通信部２８及び通信部４０を介して情報端末４に送られて座標演算部４２にてポール３１先端の位置の座標が算出される。

続くステップＳ６では、情報端末４の座標演算部４２により、ポール３１先端位置と設計法面ｓを含む面Ｓとの高さ差分Δｈを算出し、算出された高さ差分Δｈが０であるか否かを判別する。ここでの高さ差分Δｈが０であるか否かの判別は、作業者が情報端末４の表示部４３に表示された高さ差分Δｈの数値を閲覧して判断してもよいし、座標演算部４２が判別して高さ差分Δｈが０となったときに情報端末４の表示部４３又はスピーカによる報知を行ってもよい。

ステップＳ６の判別結果が偽（Ｎｏ）である場合は、ステップＳ４に戻り、第１の横貫１２上にて前回とは異なる位置にプリズム３０を設置して、ステップＳ５、Ｓ６を再度実施する。つまり、高さ差分Δｈが０となる地点が見つかるまでステップＳ４～Ｓ６を繰り返すことで高さ差分Δｈが０となる位置を探索する（探索工程）。

例えば図３（ｃ）では、第１の横貫１２上の３か所を探索した場合を示しており、中央のプリズム３０ａが取り付けられたポール３１ａの先端位置が高さ差分Δｈが０となる位置である。この位置よりも第１の横貫１２の先端側に設置したプリズム３０ｂでは、ポール３１ｂの先端位置は設計法面ｓを含む面Ｓよりも鉛直方向において高い位置を示す高さ差分Δｈｂとなり、第１の横貫１２の基端側に設置したプリズム３０ｃでは、ポール３１ｃの先端位置は設計法面ｓを含む面Ｓよりも鉛直方向において低い位置を示す高さ差分Δｈｃとなる。

そして、ステップＳ６の判別結果が真（Ｙｅｓ）となった場合、つまり第１の横貫１２上にて高さ差分Δｈが０となる位置が判明したときには、次のステップＳ７に進む。

ステップＳ７では、作業者が、第１の横貫１２及び第２の横貫１３に、高さ差分Δｈが０となる位置から、交点Ｃに向かって法貫１４を設置する（法貫設置工程）。

このように、本実施形態に係る丁張方法及び丁張システムでは、法型丁張装置２の設置に際して、第１の杭１０、第２の杭１１、第１の横貫１２、第２の横貫１３を特に垂直や水平にする必要はなく、第１の横貫１２上において設計法面ｓを含む面Ｓとの高さ差分Δｈが０となる位置を探索するだけで法貫１４の設置位置を定めることができる。

また、プリズム測量可能な測量装置３を用い、第１の横貫１２上にてプリズム３０が取り付けられたポール３１を当てる位置を変えていくことで、容易に高さ差分Δｈが０となる位置を探索することができる。

さらに、ステップＳ６において、高さ差分Δｈが０と判別された際に、情報端末４の表示部４３又はスピーカ等の報知部より報知されることで、作業者はプリズム３０の設置位置の変更作業を行いながら、容易に高さ差分Δｈが０の位置を認識することができる。

本実施形態における丁張システム１では、法型丁張装置２の第１の横貫１２上の所定位置の座標を測量可能な測量装置３と、情報端末４において第１の横貫１２上の所定位置の座標と設計法面ｓを含む面Ｓ上との高さ差分Δｈを算出する座標演算部４２と、この高さ差分Δｈを表示する表示部４３と、を備えていることで、上述の丁張方法を実施でき、作業者は容易に法型丁張装置２の設置を行うことができる。

以上のことから本実施形態に係る丁張方法及び丁張システムによれば、法型丁張装置の設置作業の効率を向上させることができる。

以上で本発明の実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。

上記実施形態では、法型丁張装置２を切土肩に設置する場合を例に説明しているが、盛土の盛土尻に設置する場合にも本発明を適用可能である。

また、上記実施形態では、測量装置３はプリズム測量可能なトータルステーションであるが、測量装置はこれに限られるものではない。例えばプリズムに代えて、ＧＰＳ（Global Positioning System）等のＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）を用いて、横貫上の座標を測量してもよい。

また、上記実施形態の法型丁張装置２は、一対の杭（第１の杭１０、第２の杭１１）と、一対の横貫（第１の横貫１２、第２の横貫１３）を有しているが、杭や横貫の数はこれに限られるものではない。例えば、横貫は１本としてもよい。

また、上記実施形態では、測量装置３のターゲットとしてプリズム３０を用いているが、ターゲットとしてその他の再帰反射体を用いてもよい。

１丁張システム
２法型丁張
３測量装置（測量部）
４情報端末
１０第１の杭
１１第２の杭
１２第１の横貫
１３第２の横貫
１４法貫
２０三脚
２１水平回転駆動部
２２鉛直回転駆動部
２３望遠鏡部
２４測距部
２５測量制御部
２６追尾制御部
２７測量記憶部
２８測量通信部
３０プリズム
３１ポール
４０通信部
４１記憶部
４２座標演算部
４３表示部
Ｃ交点
Ｇ現況地面
ｓ設計法面
Ｓ設計法面を含む面
Ｍ鋲

Claims

杭、横貫、法貫を有する法型丁張装置を設置する丁張方法であって、
現況地面上にて設計法面を含む面上との交点近傍に杭を設置する杭設置工程と、
設置された前記杭に、当該杭と交差する横貫を設置する横貫設置工程と、
測量装置を用いて前記横貫上の所定位置と前記設計法面を含む面との高さ差分を算出し、高さ差分が０となる位置を探索する探索工程と、
前記探索工程にて判明した当該高さ差分が０となる位置から、現況地面上にて設計法面を含む面上との交点に向けて傾斜した法貫を前記横貫に設置する法貫設置工程と、を備え、
前記測量装置は、ターゲットまでの測角及び測距が可能なトータルステーションであり、
前記探索工程では、ターゲットを前記横貫上の所定位置に配置することで、当該所定位置の座標を算出する丁張方法。
ターゲットまでの測角及び測距が可能なトータルステーションである測量装置により前記ターゲットを測量した測量結果を、前記測量装置から受信し、記憶部に記憶された設計法面の勾配、傾斜長さ、上端位置の座標、及び下端位置の座標を含む設計データと、受信した前記測量結果とに基づいて、前記設計データ上での前記ターゲットの座標を算出し、前記ターゲットの座標と前記設計法面を含む面との高さ差分を算出する算出工程と、
前記高さ差分が０となったときに報知部により報知する判別工程と、
を情報処理端末のコンピュータに実行させるためのプログラム。
杭、横貫、法貫を有する法型丁張装置を設置する丁張方法であって、
現況地面上にて設計法面を含む面上との交点近傍に杭を設置する杭設置工程と、
設置された前記杭に、当該杭と交差する横貫を設置する横貫設置工程と、
測量装置を用いて前記横貫上の所定位置と前記設計法面を含む面との高さ差分を算出し、高さ差分が０となる位置を探索する探索工程と、
前記探索工程にて判明した当該高さ差分が０となる位置から、現況地面上にて設計法面を含む面上との交点に向けて傾斜した法貫を前記横貫に設置する法貫設置工程と、を備え、
前記探索工程では、前記高さ差分が０となったときに報知部により報知される丁張方法。