JPH0626298A - Indication method for tunnel drilling position - Google Patents

Indication method for tunnel drilling position

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JPH0626298A
JPH0626298A JP14789891A JP14789891A JPH0626298A JP H0626298 A JPH0626298 A JP H0626298A JP 14789891 A JP14789891 A JP 14789891A JP 14789891 A JP14789891 A JP 14789891A JP H0626298 A JPH0626298 A JP H0626298A
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JP
Japan
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tunnel
face
laser beam
facing
camera
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Takashi Okayama
孝 岡山
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Dainippon Doboku Kk
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable a tunnel drilling section at a facing to be indicated accurately and in a short time. CONSTITUTION:A TV camera 5 for photographing a facing 3, and a plurality of laser beam transmitters 6 emitting laser beams in parallel to the axial line of a tunnel, are arranged in the tunnel at the rear side of the facing 3. The image of the facing 3 photographed with the camera 5 is displayed on a monitor screen 8. Also, the drilling position of the facing 3 is displayed on the screen 8 on the basis of a positional relationship between an established tunnel drilling section and each laser beam luminous point, with reference to the facing irradiation points 10a to 10b of the laser beams photographed with the camera 5.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、トンネルの切羽におい
て掘削断面や削孔位置を指示する手段に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to means for indicating an excavation cross section or a drilling position in a face of a tunnel.

【0002】[0002]

【従来の技術】トンネル掘削工においては掘削をあらか
じめ定められた断面と方向に従って精度良く行うため
に、切羽を掘削ないし削孔する作業機械のオペレータに
掘削位置や削孔位置を正確に指示する必要がある。
2. Description of the Related Art In a tunnel excavator, it is necessary to accurately instruct an operator of a working machine that excavates or drills a face with a drilling position or a drilling position in order to perform the drilling accurately in accordance with a predetermined cross section and direction. There is.

【0003】このような指示は、従来はトンネル断面の
各部が切羽のどの位置に相当するかをテープやレベル、
トランシットなどを用いて測量し、求めた位置を手作業
で切羽に直接マーキングすることで行っていた。
Conventionally, such an instruction indicates to which position on the face each portion of the tunnel cross section corresponds to the tape or level,
This was done by surveying with a transit or the like and manually marking the obtained position directly on the face.

【0004】[0004]

【発明の課題】けれども、テープによる距離測量や手作
業によるマーキングは誤差や間違いを生じやすく、さら
に切羽の凹凸や傾斜によりこれらの誤差が一層大きくな
るため、この方法では正確なマーキングは困難であっ
た。また、切羽に直接マーキングするので作業の危険性
が高いという問題があった。
However, it is difficult to perform accurate marking by this method, because the distance measurement by tape and the marking by hand are prone to errors and mistakes, and further, these errors become larger due to the unevenness and inclination of the face. It was Further, since the face is directly marked, there is a problem that the work is dangerous.

【0005】これに対して、近年では光学的な測距儀な
どを用いて3次元の距離測量を行い、レーザー光による
マーキング装置で掘削断面要部の位置や削孔位置を切羽
に照射する方法も行われている。
On the other hand, in recent years, a method of performing three-dimensional distance measurement using an optical distance measuring device or the like and irradiating the face with the position of the main part of excavation cross section and the drilling position with a marking device using laser light Has also been done.

【0006】しかしながら、この方法の場合には大がか
りな測量装置を必要とする上に、3次元的に位置出しを
行うために測量や計算に要する時間が長くなるという問
題があった。
However, this method has the problems that a large-scale surveying device is required and that the time required for surveying and calculation for positioning in three dimensions becomes long.

【0007】本発明は、以上の問題点を解決すべくなさ
れたもので、切羽におけるトンネルの掘削断面や削孔位
置を短時間で正確に指示することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to accurately indicate the excavated cross section and the drilled position of a tunnel in a face in a short time.

【0008】[0008]

【課題を達成するための手段】本発明は、切羽後方のト
ンネル内に切羽を撮影するテレビカメラとトンネルの軸
線と平行にレーザービームを発射する複数のレーザービ
ーム発光機とを配置し、テレビカメラが撮影した切羽を
モニターテレビに映すとともに、テレビカメラが撮影し
たレーザービームの切羽照射点位置を基準として、トン
ネル掘削断面と各レーザービームの発光点との位置関係
から切羽の掘削位置をこのモニターテレビ上に表示する
ようにしている。
According to the present invention, a television camera for photographing a face and a plurality of laser beam emitters for emitting a laser beam parallel to an axis of the tunnel are arranged in a tunnel behind the face, and a television camera is provided. The face of the face that was taken by the TV is displayed on the monitor TV, and the position of the face of the face of the laser beam taken by the TV camera is used as a reference to determine the excavation position of the face based on the positional relationship between the tunnel cross section and the emission point of each laser beam I am trying to display it above.

【0009】[0009]

【作用】レーザビームはトンネルの軸線に平行に発射さ
れるため、レーザービームの切羽照射点と周囲のトンネ
ル断面の各部とのトンネル横断方向の位置関係は、レー
ザビームの発光点とその地点のトンネル掘削断面との位
置関係に等しい。
[Operation] Since the laser beam is emitted parallel to the axis of the tunnel, the positional relationship in the tunnel crossing direction between the laser beam facet irradiation point and each part of the surrounding tunnel cross section is determined by the laser beam emission point and the tunnel at that point. It is equal to the positional relationship with the excavated section.

【0010】レーザビームの発光点とその地点のトンネ
ル掘削断面との位置関係は既知であるため、モニターテ
レビに映し出されたレーザービームの切羽照射点を基準
としてモニターテレビにトンネル掘削断面を表示するこ
とができる。
Since the positional relationship between the emission point of the laser beam and the tunnel excavation cross section at that point is known, the tunnel excavation cross section should be displayed on the monitor TV with the face irradiation point of the laser beam projected on the monitor TV as a reference. You can

【0011】切羽の掘削を行う作業機械のオペレータは
モニターテレビに指示された断面に重なるように掘削を
行うことにより、トンネル掘削を精度良く行える。
An operator of a work machine for excavating a face can excavate a tunnel with high accuracy by performing excavation so as to overlap a cross section indicated on a monitor television.

【0012】[0012]

【実施例】図1〜図4に本発明の実施例を示す。1 to 4 show an embodiment of the present invention.

【0013】図1において1はトンネルの掘削面、2は
切羽3を削孔するビット4を備えた削孔機械である。
In FIG. 1, reference numeral 1 is a tunnel excavation surface, and 2 is a drilling machine provided with a bit 4 for drilling a face 3.

【0014】切羽3の後方のトンネルの壁面にはテレビ
カメラ5が固定され、信号ケーブルにより同じくトンネ
ル内に配置されたマイクロコンピュータ7に接続され
る。
A television camera 5 is fixed to the wall surface of the tunnel behind the face 3 and is connected by a signal cable to a microcomputer 7 also arranged in the tunnel.

【0015】また、3基のレーザービーム発光機6がレ
ーザービームがトンネルの中心軸と平行になるようにト
ンネル壁面に固定される。
Further, three laser beam emitters 6 are fixed to the wall surface of the tunnel so that the laser beams are parallel to the central axis of the tunnel.

【0016】マイクロコンピュータ7は信号ケーブルを
介して削孔機械2に搭載したモニターテレビ8に接続さ
れる。このモニターテレビ8はテレビカメラ5が撮影し
た切羽3の映像にマイクロコンピュータ7による画像処
理を加えて映し出すものである。なお、マイクロコンピ
ュータ7からモニターテレビ8への画像の送信は電波を
介して行うことも可能である。
The microcomputer 7 is connected to a monitor television 8 mounted on the drilling machine 2 via a signal cable. The monitor television 8 displays the image of the face 3 photographed by the television camera 5 by applying image processing by the microcomputer 7. It is also possible to transmit an image from the microcomputer 7 to the monitor television 8 via radio waves.

【0017】マイクロコンピュータ7の内部にはトンネ
ル掘削断面とレーザービーム発光機6の発光位置との関
係がトンネル横断面に沿って展開する2次元座標値とし
てあらかじめ設定される。さらに、トンネル掘削断面と
穿孔位置との関係が同様の2次元座標値としてあらかじ
め設定される。
Inside the microcomputer 7, the relationship between the tunnel excavation cross section and the light emitting position of the laser beam emitter 6 is preset as two-dimensional coordinate values developed along the tunnel cross section. Furthermore, the relationship between the tunnel excavation cross section and the drilling position is preset as the same two-dimensional coordinate value.

【0018】そして、マイクロコンピュータ7はテレビ
カメラ5から信号入力される図2に示すような切羽3の
画像に基づき、画像上のレーザービームの照射点10a
〜10cを基準位置として、これと同一縮尺となるよう
に上記の2次元座標値から画像上に図3に示すようにト
ンネル掘削断面12と削孔位置9を表示する。
The microcomputer 7 receives the laser beam irradiation point 10a on the image based on the image of the face 3 as shown in FIG.
With 10 to 10c as the reference position, the tunnel excavation cross section 12 and the drilling position 9 are displayed on the image from the above two-dimensional coordinate values so that the scale is the same as the reference position.

【0019】次に作用を説明する、切羽3を削孔する際
は、レーザービーム発光機6がレーザービームを切羽3
に照射する。切羽3の映像はテレビカメラ5に撮影さ
れ、画像は信号ケーブルを通じてマイクロコンピュータ
7に信号入力される。
Next, the operation will be described. When the face 3 is drilled, the laser beam emitting device 6 emits the laser beam.
To irradiate. The image of the face 3 is captured by the television camera 5, and the image is input to the microcomputer 7 through a signal cable.

【0020】この場合に切羽3が図1に示すように傾斜
していたり、あるいは切羽3に凹凸があっても、レーザ
ービーム発光機6の発射する各レーザービームがトンネ
ル掘削面1の中心線と平行であるため、テレビカメラ5
が捕らえた画像上のレーザービーム照射点10a〜10
cはマイクロコンピュータ7に設定されたレーザービー
ム発光機6の発光位置に対応する。
In this case, even if the cutting face 3 is inclined as shown in FIG. 1 or the cutting face 3 has irregularities, each laser beam emitted by the laser beam emitter 6 becomes the center line of the tunnel excavation surface 1. TV camera 5 because it is parallel
Laser beam irradiation points 10a to 10 on the image captured by
c corresponds to the light emitting position of the laser beam emitting device 6 set in the microcomputer 7.

【0021】そこで、マイクロコンピュータ7は画像上
の照射点10a〜10cを基準として、内部に設定され
たレーザービーム発光機6とトンネル掘削面1との位置
関係を示す2次元座標値からトンネル掘削断面12の座
標を演算し、演算結果に基づき画像にトンネル掘削断面
12を書き入れる。さらに内部に設定された削孔位置9
の2次元座標値に基づき、画像に削孔位置9をマーキン
グしてモニターテレビ8に出力する。
Therefore, the microcomputer 7 refers to the irradiation points 10a to 10c on the image as a reference, and determines the tunnel excavation cross section from the two-dimensional coordinate value indicating the positional relationship between the laser beam emitter 6 and the tunnel excavation surface 1 set inside. The coordinates of 12 are calculated, and the tunnel excavation section 12 is written in the image based on the calculation result. Drilling position 9 set inside
Based on the two-dimensional coordinate value of, the drilling position 9 is marked on the image and output to the monitor TV 8.

【0022】削孔機械2のオペレータは図4に示すよう
にモニターテレビ8に映し出された削孔位置9にビット
4の先端が重なるようモニターテレビ8を見ながらビッ
ト4の位置を調整し、切羽3に向けてビット4を前進さ
せてビット4が切羽3に達した地点13で削孔を開始す
る。
The operator of the drilling machine 2 adjusts the position of the bit 4 while watching the monitor TV 8 so that the tip of the bit 4 overlaps the drilling position 9 displayed on the monitor TV 8 as shown in FIG. The bit 4 is advanced toward 3 to start drilling at the point 13 where the bit 4 reaches the face 3.

【0023】このようにして、切羽3の凹凸や傾斜によ
らず正確な位置で削孔を行うことができる。
In this way, drilling can be performed at an accurate position regardless of the unevenness or inclination of the face 3.

【0024】また、発破作業の後に切羽に残った岩盤を
取り除くこそく作業においてはモニターテレビ8の画像
中に示されるトンネル掘削断面12にショベルの先端が
重なるようにして切羽3を掘削すれば、削孔作業と同様
に精度良く掘削を行うことができる。
Further, in the scooping work for removing the bedrock left on the face after the blasting work, if the face 3 is excavated so that the tip of the excavator overlaps the tunnel excavation cross section 12 shown in the image of the monitor TV 8, Excavation can be performed with high precision as in the drilling work.

【0025】さらに、モニターテレビ8をトンネルの後
方に配置することにより、削孔機械2を遠隔操作するこ
ともできる。
Further, by disposing the monitor television 8 behind the tunnel, the drilling machine 2 can be operated remotely.

【0026】なお、トンネルの曲線部の掘削において
も、各レーザービーム発光機6とその実際の照射点11
a〜11cの距離を測定して、画像中のトンネル掘削面
12と各削孔位置9とをこれらの測定距離に応じてモニ
ターテレビ8の画面上で移動して表示することで、切羽
3への直接のマーキングを行わずに正確な削孔と掘削と
を行うことができる。
Even in the excavation of the curved portion of the tunnel, each laser beam emitting device 6 and its actual irradiation point 11
By measuring the distances a to 11c and moving and displaying the tunnel excavation surface 12 and each drilling position 9 in the image on the screen of the monitor TV 8 according to these measurement distances, the face 3 is cut. Accurate drilling and excavation can be performed without direct marking of.

【0027】なお、テレビカメラ5の固定位置は切羽3
全体を撮影できる位置であれば良く、特定位置に限定さ
れない。
The fixed position of the TV camera 5 is the face 3
The position is not limited to a specific position as long as it can capture the entire image.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上のように本発明は、テレビカメラと
トンネルの軸線と平行にレーザービームを発射する複数
のレーザービーム発光機とを切羽後方のトンネル内に配
置し、モニターテレビに映し出されたレーザービームの
切羽照射位置と、各レーザービームの発光位置と、あら
かじめ設定されたトンネルの掘削断面とに基づき切羽の
掘削位置をモニターテレビ上に表示するようにしたの
で、モニターテレビに表示された掘削位置に合わせて切
羽を掘削することによりトンネルを正確に掘削すること
ができる。
As described above, according to the present invention, a television camera and a plurality of laser beam emitters for emitting a laser beam in parallel with the axis of the tunnel are arranged in the tunnel behind the face and projected on the monitor television. The excavation position of the cutting face is displayed on the monitor TV based on the face irradiation position of the laser beam, the emission position of each laser beam, and the preset excavation cross section of the tunnel. The tunnel can be accurately excavated by excavating the face according to the position.

【0029】また、レーザービームの照射距離の測定を
必要としないので、特別の測量器械も不要である。
Further, since it is not necessary to measure the irradiation distance of the laser beam, no special measuring instrument is required.

【0030】このため、トンネル掘削位置の指示を容易
かつ効率良く行うことができる。
Therefore, the tunnel excavation position can be easily and efficiently instructed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例を示すトンネル掘削部の概略縦
断面図である。
FIG. 1 is a schematic vertical sectional view of a tunnel excavation part showing an embodiment of the present invention.

【図2】テレビカメラの撮影する切羽の画像である。FIG. 2 is an image of a face shot by a television camera.

【図3】モニターテレビに映し出される切羽の画像であ
る。
FIG. 3 is an image of a face projected on a monitor TV.

【図4】モニターテレビに映し出される削孔作業の画像
である。
FIG. 4 is an image of drilling work displayed on a monitor TV.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 トンネル掘削面 2 削孔機械 3 切羽 5 テレビカメラ 6 レーザービーム発光機 7 マイクロコンピュータ 8 モニターテレビ 10a〜10c 切羽照射点(画像上) 1 Tunnel excavation surface 2 Drilling machine 3 Face 5 TV camera 6 Laser beam emitter 7 Microcomputer 8 Monitor TV 10a-10c Face irradiation point (on image)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 切羽後方のトンネル内に切羽を撮影する
テレビカメラとトンネルの軸線と平行にレーザービーム
を発射する複数のレーザービーム発光機とを配置し、テ
レビカメラが撮影した切羽をモニターテレビに映すとと
もに、テレビカメラが撮影したレーザービームの切羽照
射点位置を基準として、トンネル掘削断面と各レーザー
ビームの発光点との位置関係から切羽の掘削位置をこの
モニターテレビ上に表示することを特徴とするトンネル
掘削位置の指示方法。
1. A television camera for photographing a face in a tunnel behind the face and a plurality of laser beam emitters for emitting a laser beam parallel to an axis of the tunnel are arranged, and the face taken by the television camera is used as a monitor TV. In addition to displaying, the excavation position of the cutting face is displayed on this monitor TV from the positional relationship between the tunnel excavation cross section and the emission point of each laser beam, with the position of the irradiation point of the laser beam taken by the TV camera as a reference. How to indicate the tunnel excavation position.
JP14789891A 1991-05-23 1991-05-23 Instruction method of tunnel excavation position Expired - Fee Related JPH0686798B2 (en)

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JPH0626298A true JPH0626298A (en) 1994-02-01
JPH0686798B2 JPH0686798B2 (en) 1994-11-02

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009205119A (en) * 2008-02-28 2009-09-10 Tsushin Hoso Kokusai Kenkyusho:Kk Signal processing system having singular point, and information storage medium
JP2012184568A (en) * 2011-03-04 2012-09-27 Kajima Corp Tunnel construction information projection method
JP2017190587A (en) * 2016-04-12 2017-10-19 大成建設株式会社 Mucking operation management device

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