JP7449209B2 - Method and device for detecting the connection port position of existing pipes - Google Patents
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Description
本発明は、既設管において分岐管を接続するための接続口の位置を、既設管の内壁に更生管をライニングした後で更生管の内側から検出する方法および装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for detecting the position of a connection port for connecting a branch pipe in an existing pipe from inside the rehabilitated pipe after lining the inner wall of the existing pipe with the rehabilitated pipe.
下水道管等の既設管には接続口が形成され、この接続口に分岐管が接続されている。既設管が老朽化した時には、既設管を更生管でライニングすることによって更生するが、更生管をライニングすると既設管の接続口が更生管で塞がれるため、更生管に接続口に連なる連通口を形成する必要がある。 A connection port is formed in an existing pipe such as a sewer pipe, and a branch pipe is connected to this connection port. When an existing pipe becomes obsolete, it can be rehabilitated by lining it with a rehabilitation pipe, but when the rehabilitation pipe is lined, the connection port of the existing pipe is blocked by the rehabilitation pipe, so a communication port connected to the connection port is added to the rehabilitation pipe. need to be formed.
更生管の内側から連通口を形成する場合には、予め更生管で塞がれた接続口の位置を正確に検出する必要がある。特許文献1に開示された接続口位置の検出装置は、更生管に振動を付与し、接続口に対応した箇所と接続口に対応しない箇所での振動の伝播の相違に起因した検出出力の変化に基づいて、接続口の位置を検出するようになっている。 When forming a communication port from the inside of a rehabilitated pipe, it is necessary to accurately detect the position of the connection port blocked by the rehabilitated pipe in advance. The connection port position detection device disclosed in Patent Document 1 applies vibration to a rehabilitated pipe and detects a change in detection output due to a difference in propagation of vibration between a location corresponding to the connection port and a location not corresponding to the connection port. The position of the connection port is detected based on the
特許文献1の検出装置では振動を利用するため、既設管と更生管との間に隙間があると、更生管において接続口に対応する箇所と接続口に対応する箇所で、検出出力の相違が生じず、接続口の位置を検出することができない。 Since the detection device of Patent Document 1 uses vibration, if there is a gap between the existing pipe and the rehabilitated pipe, there will be a difference in detection output between the location corresponding to the connection port and the location corresponding to the connection port in the rehabilitation pipe. The position of the connection port cannot be detected.
前記課題を解決するため、本発明は、分岐管を接続するための接続口を有する鉄筋コンクリート構造の既設管に、更生管がライニングされ、前記更生管により前記接続口が塞がれた状態で、前記更生管の内側から前記接続口の位置を検出する方法において、
前記既設管の鉄筋の切断箇所を、前記更生管の内側に配置された電磁検出手段により検出し、この切断箇所の検出情報に基づいて前記接続口の位置を決定する。
上記構成によれば、電磁検出手段を用いることにより、更生管と既設管との間に隙間が形成されていても接続口の位置を検出することができる。
In order to solve the above problems, the present invention provides a method in which an existing pipe of a reinforced concrete structure having a connection port for connecting a branch pipe is lined with a rehabilitation pipe, and the connection port is blocked by the rehabilitation pipe. In the method of detecting the position of the connection port from inside the rehabilitated pipe,
A cut point of the reinforcing bar of the existing pipe is detected by electromagnetic detection means arranged inside the rehabilitated pipe, and the position of the connection port is determined based on the detected information of the cut point.
According to the above configuration, by using the electromagnetic detection means, the position of the connection port can be detected even if a gap is formed between the rehabilitated pipe and the existing pipe.
好ましくは、前記電磁検出手段を前記鉄筋に沿って移動させ、少なくとも1本の鉄筋の前記切断箇所における2つの切断点の位置の検出情報に基づいて、前記接続口の位置を決定する。
上記構成によれば、接続点の位置に基づき正確に接続口の位置を検出できる。
Preferably, the electromagnetic detection means is moved along the reinforcing bars, and the position of the connection port is determined based on detection information of the positions of two cutting points at the cutting location of at least one reinforcing bar.
According to the above configuration, the position of the connection port can be accurately detected based on the position of the connection point.
好ましくは、前記接続口の径が既知であり、少なくとも1本の鉄筋の2つの切断点の検出位置と、前記接続口の径に基づいて、前記接続口の位置を決定する。
さらに好ましくは、前記鉄筋が管軸方向または管周方向に既知の間隔をおいて配筋され、少なくとも1本の鉄筋の2つの切断点の検出位置と、前記接続口の径と、前記鉄筋の間隔の情報に基づいて、前記接続口の位置を決定する。
上記構成により、接続点の位置検出の精度を高めることができる。
Preferably, the diameter of the connection port is known, and the position of the connection port is determined based on the detected positions of two cutting points of at least one reinforcing bar and the diameter of the connection port.
More preferably, the reinforcing bars are arranged at known intervals in the axial direction or the circumferential direction of the pipe, and the detected positions of two cutting points of at least one reinforcing bar, the diameter of the connection port, and the The position of the connection port is determined based on the spacing information.
With the above configuration, the accuracy of detecting the position of the connection point can be improved.
一つの具体的態様では、前記接続口の径をDとし前記鉄筋の間隔をLとしたとき、L<D<2Lの条件を満たす場合に、前記接続口が1本の鉄筋だけを切断し、前記接続口の周縁が当該1本の鉄筋と隣り合う鉄筋のいずれか一方に接する状態を想定した時に、当該1本の鉄筋に形成される切断点間の距離を基準距離として設定し、前記2つの切断点間の距離が前記基準距離以上の場合には、前記2つの切断点間の中央の位置を、前記接続口の位置として決定する。
切断点間の距離が前記基準距離以上の場合には、隣り合う両側の鉄筋に切断点が形成されない。そのため接続口の中心位置を1つに特定できないので、可能性がある2つの接続口形成領域の重なり部の中心を接続口の位置として決定する。これにより、穿孔を確実に行うことができる。
In one specific aspect, when the diameter of the connection port is D and the interval between the reinforcing bars is L, the connection port cuts only one reinforcing bar when the condition L<D<2L is satisfied; Assuming that the peripheral edge of the connection port is in contact with one of the reinforcing bars adjacent to the one reinforcing bar, the distance between the cutting points formed on the one reinforcing bar is set as the reference distance, and If the distance between the two cutting points is greater than or equal to the reference distance, the center position between the two cutting points is determined as the position of the connection port.
If the distance between the cutting points is greater than or equal to the reference distance, no cutting points are formed on the reinforcing bars on both sides of the adjacent reinforcing bars. Therefore, since the center position of the connection port cannot be specified as one, the center of the overlapping portion of two possible connection port formation regions is determined as the connection port position. Thereby, drilling can be performed reliably.
上記具体的態様において、好ましくは、前記2つの切断点間の距離が前記基準距離より短い場合には、前記隣り合う鉄筋のうちの一方の鉄筋が切断されていないことを条件として、前記隣り合う鉄筋のうちの他方の鉄筋の切断箇所を検出することなく、前記2つの切断点の検出位置と前記接続口の径Dにより、前記他方の鉄筋寄りに前記接続口の中心位置を算出し、この算出された中心位置を前記接続口の位置として決定する。
切断点間の距離が前記基準距離より短い場合には、隣り合う鉄筋の一方に切断点が形成されていない場合には、他方にも切断点が形成されていることになる。この場合、検出済の鉄筋の切断点の位置と接続口の径により接続口の中心位置を決定することができ、他方の鉄筋の切断点の検出工程を省略できるので、接続口の位置検出作業を効率良く行うことができる。
In the specific aspect described above, preferably, when the distance between the two cutting points is shorter than the reference distance, on the condition that one of the adjacent reinforcing bars is not cut, Without detecting the cut point of the other of the reinforcing bars, the center position of the connection port is calculated closer to the other reinforcing bar based on the detected positions of the two cut points and the diameter D of the connection port, and this The calculated center position is determined as the position of the connection port.
When the distance between the cutting points is shorter than the reference distance, if a cutting point is not formed on one of the adjacent reinforcing bars, a cutting point is also formed on the other. In this case, the center position of the connection port can be determined based on the detected position of the cut point of the reinforcing bar and the diameter of the connection port, and the process of detecting the cut point of the other reinforcing bar can be omitted, so the work of detecting the location of the connection port can be omitted. can be done efficiently.
他の具体的態様では、前記接続口の径をDとし前記鉄筋の間隔をLとした時、D>2Lの条件を満たす場合に、1本の鉄筋で2つの切断点が検出された場合には、当該1本の鉄筋と隣り合う鉄筋のうちの一方の鉄筋が切断されていないことを条件として、前記隣り合う鉄筋のうちの他方の鉄筋の切断箇所を検出することなく、前記2つの切断点の検出位置と前記接続口の径Dにより、前記他方の鉄筋寄りに前記接続口の中心位置を算出し、この算出された中心位置を前記接続口の位置として決定する。
この構成によれば、隣り合う鉄筋のうちの他方の鉄筋の切断点の検出工程を省略できるので、接続口の位置検出作業を効率良く行うことができる。
In another specific aspect, when the diameter of the connection port is D and the interval between the reinforcing bars is L, when two cutting points are detected in one reinforcing bar when the condition D>2L is satisfied. is, on the condition that one of the reinforcing bars adjacent to the one reinforcing bar in question is not cut, the two cuts are made without detecting the cut point of the other of the adjacent reinforcing bars. Based on the detected position of the point and the diameter D of the connection port, the center position of the connection port is calculated closer to the other reinforcing bar, and this calculated center position is determined as the position of the connection port.
According to this configuration, the process of detecting the cutting point of the other of the adjacent reinforcing bars can be omitted, so that the work of detecting the position of the connection port can be performed efficiently.
正確な接続位置検出のために、2本の鉄筋のそれぞれの2つの切断点の検出位置に基づいて、前記接続口の中心位置を算出し、この算出された中心位置を前記接続口の位置として決定することもできる。 In order to accurately detect the connection position, the center position of the connection port is calculated based on the detected positions of the two cutting points of each of the two reinforcing bars, and this calculated center position is used as the position of the connection port. You can also decide.
前記電磁検出手段の一態様は電磁誘導型検出手段からなる。この電磁誘導型検出手段は、励磁コイルと、検出コイルと、前記励磁コイルに交流電流を供給することにより前記励磁コイルに鉄筋を通る磁束を発生させるとともに前記検出コイルの電流又は電圧の変化に基づいて、前記鉄筋の切断箇所を検出する制御演算部と、を備えている。 One embodiment of the electromagnetic detection means is an electromagnetic induction type detection means. This electromagnetic induction type detection means includes an excitation coil, a detection coil, and an alternating current supplied to the excitation coil to generate a magnetic flux passing through the reinforcing steel in the excitation coil, and based on changes in the current or voltage of the detection coil. and a control calculation unit that detects a cutting location of the reinforcing steel.
前記電磁検出手段の他の態様は、電磁波レーダーからなる。この電磁波レーダーは、前記既設管に向けて電磁波を放射し、前記鉄筋からの電磁波の反射を受けることにより、鉄筋の切断箇所を検出する。 Another aspect of the electromagnetic detection means is an electromagnetic wave radar. This electromagnetic wave radar radiates electromagnetic waves towards the existing pipe and detects the cut point of the reinforcing bars by receiving the reflection of the electromagnetic waves from the reinforcing bars.
本発明の他の態様は、分岐管を接続するための接続口を有する鉄筋コンクリート構造の既設管に更生管がライニングされ、前記更生管により前記接続口が塞がれた状態で、前記更生管の内側から前記接続口の位置を検出する装置において、
前記更生管の管軸に沿って移動する走行体と、
前記走行体に菅軸方向に延びる軸線を中心に回転可能に支持された回転部と、
前記回転部に支持された電磁検出手段と、
前記走行体の走行距離を検出する距離センサと、
前記電磁検出手段の回転角度を検出する回転角度センサと、
演算部と、
を備え、前記演算部は、前記電磁検出手段が前記回転部により前記既設管の環状の鉄筋に沿って周方向に移動する過程で、前記電磁検出手段からの検出出力の変化に基づき、前記鉄筋の切断点を検出し、前記距離センサと前記回転角度センサから前記切断点の管軸方向の位置と管周方向の角度位置の検出情報を得、前記切断点の検出情報に基づき前記接続口の管軸方向の位置、管周方向の角度位置を決定する。
Another aspect of the present invention is that a rehabilitated pipe is lined with an existing pipe having a reinforced concrete structure having a connection port for connecting a branch pipe, and that the rehabilitation pipe is In a device for detecting the position of the connection port from inside,
a traveling body that moves along the pipe axis of the rehabilitated pipe;
a rotating part rotatably supported by the traveling body around an axis extending in the tube axis direction;
an electromagnetic detection means supported by the rotating part;
a distance sensor that detects a travel distance of the traveling body;
a rotation angle sensor that detects the rotation angle of the electromagnetic detection means;
an arithmetic unit;
The calculation unit detects the reinforcing bars based on a change in the detection output from the electromagnetic detecting unit during the process in which the electromagnetic detecting unit moves in the circumferential direction along the annular reinforcing bars of the existing pipe by the rotating unit. detect the cutting point, obtain detection information of the position of the cutting point in the tube axis direction and the angular position in the tube circumferential direction from the distance sensor and the rotation angle sensor, and detect the connection port based on the detection information of the cutting point. Determine the position in the tube axis direction and the angular position in the tube circumferential direction.
好ましくは、前記回転部には、前記更生管に対して径方向に移動可能に穿孔部が設けられている。
この構成によれば、接続口の位置検出に続いて、更生管を穿孔して連通口を形成することができる。
Preferably, the rotary part is provided with a perforation part so as to be movable in a radial direction with respect to the rehabilitation pipe.
According to this configuration, following the detection of the position of the connection port, the rehabilitation pipe can be bored to form the communication port.
本発明によれば、接続口位置検出の新規の手段を提供することができる。また、更生管と既設管との間に隙間が形成されていても接続口の位置を検出することができる。 According to the present invention, a new means for detecting the position of the connection port can be provided. Further, even if a gap is formed between the rehabilitated pipe and the existing pipe, the position of the connection port can be detected.
以下、本発明の一実施形態を図面を参照しながら説明する。
既設管の更生作業の概略
図1に示すように、更生対象の既設管1は、例えば、地中の老朽化した下水道管であり、鉄筋コンクリート構造である。すなわち、図1、図5に示すように所定間隔で管軸方向に沿って配筋された円形リング(環状)の鉄筋2と、周方向に所定間隔で配筋された直線状の鉄筋3(図5にのみ示す)が、格子状に連結された状態でコンクリート4に埋設されることにより、既設管1が構築されている。既設管1の内径は、人が直に入れない大きさであり、例えば800mm以下である。既設管1の中途部には、1又は複数の接続口5が形成されており、各接続口5には分岐管6が接続されている。既設管1の両端はマンホール(図示しない)に連なっている。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
Outline of existing pipe rehabilitation work
As shown in FIG. 1, an existing pipe 1 to be rehabilitated is, for example, an old underground sewer pipe, and has a reinforced concrete structure. That is, as shown in FIGS. 1 and 5, there are circular ring (annular) reinforcing
既設管1の内壁には、更生管8がライニングされる。更生管8は、例えば合成樹脂製の帯状部材を螺旋状に巻き、隣接する巻き部分の縁どうしを嵌合することにより構成される。更生管8は、種々の態様が可能であり、環状の帯板を連ねることにより構成してもよいし、形状記憶性を有する樹脂チューブや不織布やガラス繊維シートなどの多層シートを樹脂で硬化させたものであってもよい。既設管1の接続口5は、更生管8をライニングすることにより塞がれる。
The inner wall of the existing pipe 1 is lined with a
更生管8のライニングの後、更生管8を既設管1の接続口5と対応した位置で穿孔することにより、接続口5に連なる連通口(図示しない)が形成される。これにより、分岐管3が、更生管8の内部と連通される。
After lining the rehabilitated
移動撮像装置および移動穿孔装置の構成
更生管8によって覆われた接続口5の位置を正確に検出し、更生管8を穿孔して連通口を形成するために、図1に示す移動撮像装置10と移動穿孔装置20(接続口位置の検出装置)が用いられる。
移動撮像装置10(位置検出装置)は、走行体11と、走行体11に搭載されたビデオカメラ12(撮像手段)とを備えている。
Configuration of Mobile Imaging Device and Mobile Perforation Device In order to accurately detect the position of the
The mobile imaging device 10 (position detection device) includes a traveling
移動穿孔装置20は、走行体21と、走行体21に設けられた定着ジャッキ22と、走行体21に、前後方向(管軸方向)に延びる軸線を中心に回転可能に支持された回転部23と、回転部23に昇降可能に支持された昇降部24と、昇降部24に立設された支柱25と、支柱25の上端に設けられた穿孔部26とを基本構成として備えている。定着ジャッキは、X字状になっており、上下に伸縮可能である。
The
本実施形態の移動穿孔装置20はさらに、支柱25に上下方向に回動可能に支持された支持アーム27と、支持アーム27の先端に設けられたセンサプローブ28と、センサプローブ28に取り付けられた距離センサ29と、センサボックス30とを備えている。距離センサ29は例えば、更生管8の内面に接し走行体21の走行に伴い回転するローラと、このローラの回転を検出するロータリエンコーダにより構成されている。センサボックス30の前面にはディスプレイ31が設けられている。制御ボックス30には、回転角度センサ35等のセンサも内蔵されている。
The
移動穿孔装置20には、図6に示すように、鉄筋2の切断箇所を検出するための電磁誘導型検出手段40(電磁検出手段)が装備されている。この電磁誘導型検出手段40は、センサプローブ28に内蔵された励磁コイル41および検出コイル42と、制御ボックス30に内蔵された励磁回路43、検出回路44および制御演算部45(演算部)と、を有している。励磁回路43は制御演算部45からの指令信号に応答して励磁回路41に交流電流を供給することにより鉄筋2に磁束を通し、この鉄筋2の磁束の変化に対応した検出コイル42を流れる電流または電圧を、検出回路44で検出し、その検出信号を制御演算部45に送るようになっている。
制御演算部45には、上記検出回路44からの検出出力の他に、距離センサ29からの走行距離の情報や回転角度センサ35からの回転角度情報も入力されるようになっている。
As shown in FIG. 6, the
In addition to the detection output from the
接続口の位置検出作業
本実施形態では、鉄筋2の間隔Lは一定であり配筋設計図等で既知である。接続口5の径Dは事前の移動撮像装置10による調査等で既知である。接続口5の大まかな位置も予め移動撮像装置10で測定することにより既知である。本実施形態では既設管1の右側の管端からの距離として既知である。
本実施形態では、移動撮像装置10と移動穿孔装置20(位置検出装置)の操作者が地上の基地局において連携して接続口5の位置検出作業を実行する。以下、詳述する。
Connection Port Position Detection Work In this embodiment, the spacing L between the reinforcing
In this embodiment, operators of the
図1に示すように、既設管1の右側の管端から移動撮像装置10を走行させ、ビデオカメラの視野範囲に、接続口5の中心位置から測定開始位置(具体的には接続口5の中心位置から図中左方向に距離(2L+D/2)だけ離れた位置)までの範囲の更生管8の映像を収める位置に到達した時に、移動撮像装置10を停止させる。
As shown in FIG. 1, the
次に既設管1の左側の管端から移動穿孔装置20を走行させる。移動撮像装置10のビデオカメラ12の映像を基地局のモニターで監視し、図1に示すようにセンサプローブ28が上記検出開始位置に達した時に、移動穿孔装置20を停止させる。なお、移動穿孔装置20は、移動撮像装置10からの映像情報に頼らず、既設管1の左端からの走行距離情報に基づいて走行を制御してもよい。
Next, the
図1において、鉄筋2のうち測定開始位置より前進方向(図中右方向)に位置する4つの鉄筋については、後述の説明の便宜のために、符号「2」の後に「a」~「d」の符号を追加する。なお、これら鉄筋2a~2dを区別しないで説明する場合には、符号「2」を用いる。
鉄筋2aは接続口5により切断されている可能性が殆どない。鉄筋2cは上記接続口5の中心に最も近く切断されていることが想定され、その両側の鉄筋2b、2dも切断されている可能性がある。
In FIG. 1, four reinforcing bars located in the forward direction (to the right in the figure) from the measurement start position among the reinforcing
There is almost no possibility that the reinforcing
移動穿孔装置20を検出開始位置から前進させると、センサプローブ28が鉄筋2aを検出する。図5に示すように、回転部23を駆動して、所定角度範囲にわたりセンサプローブ28を周方向に鉄筋2aに沿ってスイングさせ、この過程で、電磁誘導型検出手段40の制御演算部45は検出回路43からの検出出力(検出コイル44の検出電流又は電圧の振幅)を監視し、この検出出力に基づき鉄筋2aの切断の有無を判断し、切断されている場合には切断点の位置を検出する。
次に、移動穿孔装置20を図2、図3に示すように、距離センサ29の情報に基づき鉄筋間隔Lずつ前進させ、上記と同様に回転部23を駆動して、センサプローブ28を鉄筋2b、2c、2dに沿ってスイングさせ、この過程で電磁誘導型検出手段40により鉄筋2b、2c、2dの切断の有無を判断し、切断されている場合には切断点を検出する。
When the
Next, as shown in FIGS. 2 and 3, the
鉄筋2が接続口5により切断されている場合、2つの切断点が形成される。鉄筋2での検出出力は一定であるが、切断箇所の検出出力は変化する。スイング速度が低い場合には、切断点間の中央が最大の変化量となる。制御演算部45はこの変化した検出出力を閾値(鉄筋2での検出出力に近い値)と比較し、閾値を越えた点を切断点として認識する。なお、スイング速度が速い場合には2つの切断点が検出出力の変化量の最大値として検出される。制御演算部45は、上記検出出力に基づいて鉄筋2までの距離を演算してもよい。この場合、演算された距離は鉄筋が存在している場合には一定であるが、切断箇所では増大する。この演算された距離が閾値を越えた点を切断点として検出する。
When the reinforcing
鉄筋2が切断されると必ず2つの切断点が形成されるが、この切断点が極めて近い場合には検出出力は1つの切断点を表しているように見える。この場合には、制御演算部45は近接する2つの切断点が存在するものと認識する。
電磁誘導型検出手段40は、磁束を利用するので、既設管1と更生管2との間に隙間(空気層)が形成されていても、磁束を鉄筋2に通すことができ、鉄筋の切断点を検出することができる。
When the reinforcing
Since the electromagnetic induction detection means 40 uses magnetic flux, even if a gap (air layer) is formed between the existing pipe 1 and the rehabilitated
制御演算部45は、切断点を検出した時に、回転角度センサ35により検出されるセンサプローブ28の回転角度を、切断点の角度位置として認識する。また、切断点が検出された鉄筋2の管軸方向の位置(すなわち切断点の管軸方向の位置)を距離センサ29から距離情報に基づき認識する。制御演算部45は、切断点の角度位置および管軸方向の位置に基づき、鉄筋2が配筋された円筒面上における切断点の位置を演算する。
When the
以下、制御演算部45が鉄筋2の切断点の位置から接続口5の位置を検出する工程を詳細に説明する。最初に接続口5の既知の径Dと鉄筋2の既知の間隔Lが、L<D<2Dの条件を満たす場合について、図7A~図7Dを参照しながら説明する。
Hereinafter, a process in which the
上記のL<D<2Dの条件を満たす場合には、接続点2x、2x間の距離Xに応じて検出方法が異なる。なお、この距離Xは下記式から求められる。
X=2Rsin(Θ/2)
ただし、Rは鉄筋2が配筋される円筒面の半径であり、既設管1の内周の半径とコンクリート4のかぶり厚さの和である。Θは切断点2x、2x間の角度間隔である。
When the above condition of L<D<2D is satisfied, the detection method differs depending on the distance X between the connection points 2x and 2x. In addition, this distance X is calculated|required from the following formula.
X=2Rsin(Θ/2)
However, R is the radius of the cylindrical surface on which the reinforcing
接続口5の位置検出に先立ち、次のようにして基準距離XRを設定しておく。図7Aは、接続口5により1本の鉄筋例えば鉄筋2cだけが切断され、隣り合う鉄筋2b、2dが切断されず、しかも接続口5の周縁が隣り合う鉄筋2b、2dのいずれかに接している場合(より具体的には、鉄筋2b、2cが接続口5により一部削れている場合)を示す。図7Aにおいて、鉄筋2dに接している接続口5を実線で示し、鉄筋2bに接している接続口5を破線で示す。この場合の鉄筋2bの2つの切断点2x,2x間の距離Xを基準距離XRとする。基準距離XRは、次式で表すことができる。
切断点2x,2x間の距離Xが基準距離XRである場合には、隣り合う鉄筋2b、2dでは切断点が無い。そのため、切断点2x,2xの位置情報だけでは、接続口5が実線で示すように鉄筋2d寄りに形成されているのか、破線で示すように鉄筋2b寄りに形成されているのか判断できない。この場合には、切断点2x,2x間の中央(すなわち2つの円の領域が重なる部分の中心)を接続口5の位置Pとして決定する。この位置Pは後述する穿孔の中心となる。接続口5を表す実線の円と破線の円に内接する円5aは、穿孔可能な最大の領域を示し、内接円5aの径は、穿孔可能な径の最大値を表している。したがって、穿孔部26の径は、この内接円5aの径より小さくする必要がある。
なお、内接円5aの半径dは次式から求めることができる。
d=2(D-L)
When the distance X between the cutting
Note that the radius d of the inscribed
d=2(DL)
図7Bに示すように、接続口5が鉄筋2bまたは2dに接した位置から離れ、その中心が鉄筋2cに近づいている場合には、切断点2x、2x間の距離Xは基準距離XRより長くなる。この場合も、切断点2x,2xは1本の鉄筋2cにしか形成されない。したがって、図7Aと同様に、切断点2x、2x間の中央の点Pを接続口5の位置として決定する。なお、この場合の接続口5を表す2つの円に内接する円の径は次式で表すことができる。
鉄筋2bで切断点を検出せず、図7A,図7Bに示すように鉄筋2cで切断点2x、2xを検出し、この切断点2x、2x間の距離Xが基準距離XR以上である場合には、接続口5の位置を上記のようにして決定し、鉄筋2dでの切断点検出工程を実行しない。
As shown in FIG. 7B, when the
When the cutting point is not detected with the reinforcing
図7Cに示すように、接続口5の中心が鉄筋2bの延長線上にある場合には、鉄筋2bの切断点2x、2x間の距離Xは基準距離XRより長く、最大値となる(接続口5の径Dと等しい)。この場合には、上記と同様に切断点2x、2x間の中央を接続口5の位置Pとして決定する。位置Pは接続口5の中心と一致する。
As shown in FIG. 7C, when the center of the
図7Dに示すように接続口5が2本の鉄筋例えば鉄筋2c、2dを切断する場合、鉄筋2cの切断点2x、2x間の距離Xと、鉄筋2dの切断点2x、2x間の距離Xは、いずれも基準距離XRより短い。この場合、鉄筋2bが切断されていないことを確認した後、鉄筋2cに2つの切断点2x、2xを検出し、その切断点2x、2x間の距離Xが基準距離XRより短いと判断した段階で、接続口5の位置を次のようにして決定することができ、それ以降の鉄筋2dの切断点の検出を省くことができる。
As shown in FIG. 7D, when the
図7Dに示すように、距離Xが基準距離XRより短い場合には、2つの切断点2x、2xと鉄筋径Dにより、接続口5の位置を決定することができる。すなわち、鉄筋2bで切断を検出せずに鉄筋2cで切断点2x、2xを検出した場合、必ず鉄筋2dに切断点2x、2xが存在するはずである。換言すれば接続口5の中心は必ず鉄筋2cより鉄筋2d側にあるはずである。そのため、鉄筋2cの2つの切断点2x、2xと径Dの情報から接続口5を特定でき、その中心位置を接続口5の位置として決定することができる。具体的には、切断点2x、2x間の中央点から接続口5の中心までの距離Aを次式から求める。
図7Dの場合に、さらに鉄筋2dの切断点2x、2xを検出し、合計4つの切断点2x・・の位置により、接続口5の中心を接続口5の位置Pとして決定してもよい。なお、既知の径Dを用いることより、さらに正確に接続口5の位置Pを決定することができる。
In the case of FIG. 7D, the cutting
切断点の検出位置の誤差が大きい場合には、1本の鉄筋だけで切断点を検出し、次の鉄筋で切断点を検出できない場合には、前述した同様に2つの切断点の中央を接続口5の位置として決定し、2つの鉄筋で切断点を検出した場合には、鉄筋間隔の中央を接続口5の中心とみなすようにしてもよい。
If the error in the detection position of the cutting point is large, the cutting point is detected with only one reinforcing bar, and if the cutting point cannot be detected with the next reinforcing bar, the center of the two cutting points is connected in the same way as described above. When the position of the
次に、鉄筋径Dと鉄筋間隔LがD>2Lの関係を有する場合について図8を参照しながら説明する。この場合には、必ず2本の鉄筋例えば鉄筋2c、2dが接続口5により切断されている。前述と同様に、鉄筋2bで切断点が検出されず、鉄筋2cで検出された場合には、次の鉄筋2dが切断され接続口5の中心が鉄筋2d寄りに位置していることが明らかであるので、鉄筋2cの2つの切断点2x、2xの位置と鉄筋径Dにより、次の鉄筋2dの切断状況を検出することなく、接続口5の中心を接続口5の位置Pとして決定することができる。
Next, a case where the reinforcing bar diameter D and the reinforcing bar spacing L have a relationship of D>2L will be described with reference to FIG. 8. In this case, two reinforcing bars, for example, reinforcing
図8の場合に、さらに鉄筋2dの切断点2x、2xを検出し、合計4つの切断点2x・・の位置により、接続口5の中心を接続口5の位置Pとして決定してもよい。既知の径Dを用いることより、さらに正確に接続口5の位置Pを決定することができる。
In the case of FIG. 8, the cutting
穿孔作業
次に、図4に示すように、検出された接続口5の位置に合わせて更生管8を穿孔することにより、連通口を形成する。詳述すると、制御演算部45は、接続口5の位置Pを、管軸方向の位置および周方向の角度位置として、ディスプレイ31に表示する。移動撮像装置10の操作者は、このディスプレイ31で表示された接続口5の位置情報を撮像し、移動穿孔装置20の操作者に伝える。この操作者は、遠隔操作により、距離センサ29による走行距離情報をモニターで見ながら、穿孔部26の中心位置が接続口5の管軸方向の位置と一致するまで走行体21を走行させる。次に、定着ジャッキ22を伸長させて更生管5の頂壁に突き当てることによって、移動穿孔装置20を更生管5ひいては既設管1に定着させる。次に、回転角度センサ29の周方向角度情報をモニターでみながら、回転部23を遠隔操作し、穿孔部26の中心を接続口5の周方向角度位置に合わせる。最後に昇降部24を駆動して穿孔部16を更生管8に向けて移動し、穿孔する。この穿孔作業は移動撮像手段10による監視下で実行される。
Drilling operation Next, as shown in FIG. 4, a communication port is formed by drilling a hole in the rehabilitated
本発明は、上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。
図9に示すように、電磁誘導型検出手段40Aは、上記実施形態の電磁誘導型検出手段40の励磁コイル41と検出コイル42を兼用した(すなわち両者を実質的に備えた)励磁・検出コイル49を用いてもよい。この場合、励磁・検出コイル49に励磁回路43と検出回路44が接続される。
電磁検出手段は、電磁レーダー手段であってもよい、この電磁レーダー手段は、既設管の鉄筋に向けて電磁波を放射し、前記鉄筋からの電磁波の反射を受けることにより、鉄筋の切断箇所、切断点を検出する。
環状の鉄筋は、円形のリング形状の鉄筋でもよいし、螺旋状に巻かれた鉄筋の一巻き分の鉄筋でもよい。
環状の鉄筋の代わりに、管周方向に間隔をおいて配置され菅軸方向に直線状に延びる鉄筋の切断点を検出するようにしてもよい。
既設管は、下水道管に限られず、上水道管、農業用水管、ガス管等であってもよい。
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made without departing from the spirit thereof.
As shown in FIG. 9, the electromagnetic induction type detection means 40A is an excitation/detection coil that doubles as the
The electromagnetic detection means may be an electromagnetic radar means. This electromagnetic radar means emits electromagnetic waves toward the reinforcing bars of the existing pipe, and detects where the reinforcing bars are cut by receiving the reflection of the electromagnetic waves from the reinforcing bars. Detect points.
The annular reinforcing bar may be a circular ring-shaped reinforcing bar, or may be one spirally wound reinforcing bar.
Instead of the annular reinforcing bars, the cutting points of reinforcing bars arranged at intervals in the pipe circumferential direction and extending linearly in the tube axis direction may be detected.
The existing pipe is not limited to a sewer pipe, but may be a water pipe, an agricultural water pipe, a gas pipe, or the like.
本発明は、例えば老朽化した下水道管の更生施工に適用できる。 The present invention can be applied, for example, to rehabilitation of aging sewer pipes.
1 既設管
2,2a~2d 環状の鉄筋
2x 切断点
3 直線状の鉄筋
4 コンクリート
5 接続口
6 分岐管
8 更生管
20 移動穿孔装置(接続口位置の検出装置)
21 走行体
23 回転部
26 穿孔部
29 距離センサ
35 回転角度センサ
40 電磁誘導型検出手段(電磁検出手段)
41 励磁コイル
42 検出コイル
45 制御演算部(演算部)
1 Existing
21 Traveling
41
Claims (11)
前記更生管の内側に配置された電磁検出手段を前記既設管の鉄筋に沿って移動させ、少なくとも1本の鉄筋の切断箇所における2つの切断点の位置の検出情報に基づいて、前記接続口の位置を決定することを特徴とする既設管の接続口位置の検出方法。 A rehabilitated pipe is lined with an existing pipe of reinforced concrete structure that has a connection port for connecting a branch pipe, and the connection port is blocked by the rehabilitated pipe, and the location of the connection port is determined from inside the rehabilitated pipe. In the method of detecting
The electromagnetic detection means disposed inside the rehabilitated pipe is moved along the reinforcing bars of the existing pipe, and based on the detection information of the positions of two cutting points at the cut point of at least one reinforcing bar, the A method for detecting the position of a connection port of an existing pipe, the method comprising determining the position.
少なくとも1本の鉄筋の2つの切断点の検出位置と、前記接続口の径に基づいて、前記接続口の位置を決定することを特徴とする請求項1に記載の既設管の接続口位置の検出方法。 the diameter of the connection port is known;
2. The position of the connection port of an existing pipe according to claim 1 , wherein the position of the connection port is determined based on the detected positions of two cutting points of at least one reinforcing bar and the diameter of the connection port. Detection method.
少なくとも1本の鉄筋の2つの切断点の検出位置と、前記接続口の径と、前記鉄筋の間隔の情報に基づいて、前記接続口の位置を決定することを特徴とする請求項2に記載の既設管の接続口位置の検出方法。 The reinforcing bars are arranged at known intervals in the axial direction or circumferential direction of the pipe,
3. The position of the connection port is determined based on information about detected positions of two cutting points of at least one reinforcing bar, a diameter of the connection port, and an interval between the reinforcing bars. A method for detecting the connection port position of existing pipes.
前記接続口が1本の鉄筋だけを切断し、前記接続口の周縁が当該1本の鉄筋と隣り合う鉄筋のいずれか一方に接する状態を想定した時に、当該1本の鉄筋に形成される切断点間の距離を基準距離として設定し、
前記2つの切断点間の距離が前記基準距離以上の場合には、前記2つの切断点間の中央の位置を、前記接続口の位置として決定することを特徴とする請求項3に記載の既設管の接続口位置の検出方法。 When the diameter of the connection port is D and the interval between the reinforcing bars is L, when the condition L<D<2L is satisfied,
A cut formed in one reinforcing bar when the connection port cuts only one reinforcing bar, and the peripheral edge of the connection port is in contact with one of the reinforcing bars adjacent to the one reinforcing bar. Set the distance between points as the reference distance,
If the distance between the two cutting points is equal to or greater than the reference distance, a central position between the two cutting points is determined as the position of the connection port. Method for detecting the position of a pipe connection port.
1本の鉄筋で2つの切断点が検出された場合には、当該1本の鉄筋と隣り合う鉄筋のうちの一方の鉄筋が切断されていないことを条件として、前記隣り合う鉄筋のうちの他方の鉄筋の切断箇所を検出することなく、前記2つの切断点の検出位置と前記接続口の径Dにより、前記他方の鉄筋寄りに前記接続口の中心位置を算出し、この算出された中心位置を前記接続口の位置として決定することを特徴とする請求項3に記載の既設管の接続口位置の検出方法。 When the diameter of the connection port is D and the interval between the reinforcing bars is L, if the condition D>2L is satisfied,
When two cutting points are detected in one reinforcing bar, on the condition that one of the reinforcing bars adjacent to the one reinforcing bar is not cut, the other of the neighboring reinforcing bars is not cut. Without detecting the cut point of the reinforcing bar, calculate the center position of the connection port closer to the other reinforcing bar based on the detected positions of the two cut points and the diameter D of the connection port, and calculate the calculated center position. 4. The method for detecting the position of a connection port of an existing pipe according to claim 3 , characterized in that the position of the connection port is determined as the position of the connection port.
前記更生管の管軸に沿って移動する走行体と、
前記走行体に菅軸方向に延びる軸線を中心に回転可能に支持された回転部と、
前記回転部に支持された電磁検出手段と、
前記走行体の走行距離を検出する距離センサと、
前記電磁検出手段の回転角度を検出する回転角度センサと、
演算部と、
を備え、前記演算部は、前記電磁検出手段が前記回転部により前記既設管の環状の鉄筋に沿って周方向に移動する過程で、前記電磁検出手段からの検出出力の変化に基づき、前記鉄筋の切断点を検出し、前記距離センサと前記回転角度センサから前記切断点の管軸方向の位置と管周方向の角度位置の検出情報を得、前記切断点の検出情報に基づき前記接続口の管軸方向の位置、管周方向の角度位置を決定することを特徴とする既設管の接続口位置の検出装置。 A rehabilitated pipe is lined with an existing pipe of reinforced concrete structure having a connection port for connecting a branch pipe, and with the connection port blocked by the rehabilitated pipe, the position of the connection port is determined from inside the rehabilitated pipe. In the detecting device,
a traveling body that moves along the pipe axis of the rehabilitated pipe;
a rotating part rotatably supported by the traveling body around an axis extending in the axial direction;
an electromagnetic detection means supported by the rotating part;
a distance sensor that detects a travel distance of the traveling body;
a rotation angle sensor that detects the rotation angle of the electromagnetic detection means;
an arithmetic unit;
The calculation unit detects the reinforcing bars based on a change in the detection output from the electromagnetic detecting unit during the process in which the electromagnetic detecting unit moves in the circumferential direction along the annular reinforcing bars of the existing pipe by the rotating unit. detect the cutting point, obtain detection information of the position of the cutting point in the tube axis direction and the angular position in the tube circumferential direction from the distance sensor and the rotation angle sensor, and detect the connection port based on the detection information of the cutting point. A detection device for the position of a connection port of an existing pipe, characterized by determining the position in the pipe axis direction and the angular position in the pipe circumferential direction.
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