JPH06331353A - トンネル内空断面の変位連続測定方法およびその装置 - Google Patents
トンネル内空断面の変位連続測定方法およびその装置Info
- Publication number
- JPH06331353A JPH06331353A JP12138593A JP12138593A JPH06331353A JP H06331353 A JPH06331353 A JP H06331353A JP 12138593 A JP12138593 A JP 12138593A JP 12138593 A JP12138593 A JP 12138593A JP H06331353 A JPH06331353 A JP H06331353A
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- JP
- Japan
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- tunnel
- displacement
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 トンネル下方に水が溜まっていても、トンネ
ル内空断面の長手方向凹凸変位を正確に、かつ連続的
に、しかも迅速に測定できるようにする。 【構成】 トンネル長手方向に走行可能な点検台車１
に、トンネル壁面の各部分に向かう多数の自動伸縮測定
器２と、定置したレーザ発信器からのレーザ光を受ける
３本の電子スタッフ３を設ける。自動伸縮測定器２は、
トンネル壁面に対して付勢されたアーム６と、このアー
ム先端に取り付けられた点検台車走行方向に転動するロ
ーラ７と、アーム６の変位を検出する変位検出器１１か
ら構成する。自動伸縮測定器２から出力されるトンネル
壁面各位置での変位量と、電子スタッフ３から出力され
るレーザ発信器に対する点検台車１の３次元位置とか
ら、トンネル内空断面の長手方向の凹凸状況を把握でき
る。
ル内空断面の長手方向凹凸変位を正確に、かつ連続的
に、しかも迅速に測定できるようにする。 【構成】 トンネル長手方向に走行可能な点検台車１
に、トンネル壁面の各部分に向かう多数の自動伸縮測定
器２と、定置したレーザ発信器からのレーザ光を受ける
３本の電子スタッフ３を設ける。自動伸縮測定器２は、
トンネル壁面に対して付勢されたアーム６と、このアー
ム先端に取り付けられた点検台車走行方向に転動するロ
ーラ７と、アーム６の変位を検出する変位検出器１１か
ら構成する。自動伸縮測定器２から出力されるトンネル
壁面各位置での変位量と、電子スタッフ３から出力され
るレーザ発信器に対する点検台車１の３次元位置とか
ら、トンネル内空断面の長手方向の凹凸状況を把握でき
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、導水路トンネルなど
の内空断面のトンネル長手方向変位を連続的に測定する
方法およびこの測定方法に使用する装置に関するもので
ある。
の内空断面のトンネル長手方向変位を連続的に測定する
方法およびこの測定方法に使用する装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】水力発電所等の導水路トンネルにおいて
は、安全保持のため、トンネル内壁面の変位の有無を点
検調査することが必要とされている。従来、この点検調
査を行う場合は、トンネル内を断水状態とした後、数日
経過して水位が下がったところで、壁面のひび割れや剥
離剥落等の各種の点検調査を行っていた。しかも、その
点検調査の手段としては、点検調査員によって直接的に
点検調査する方法や、電波、超音波、光波などの計測機
器による方法や、あるいは写真測量による方法などによ
って行っていた。
は、安全保持のため、トンネル内壁面の変位の有無を点
検調査することが必要とされている。従来、この点検調
査を行う場合は、トンネル内を断水状態とした後、数日
経過して水位が下がったところで、壁面のひび割れや剥
離剥落等の各種の点検調査を行っていた。しかも、その
点検調査の手段としては、点検調査員によって直接的に
点検調査する方法や、電波、超音波、光波などの計測機
器による方法や、あるいは写真測量による方法などによ
って行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記直
接的な点検調査の方法においては、手数がかかり、きわ
めて非能率である欠点があった。また、断水状態とし、
トンネル内の水位を下げても完全には抜水ができず、イ
ンバート部の凹凸箇所には堆水が残り、その結果、電
波、超音波、光波などの計測機器による方法では、この
溜まっている水により大きな誤差が生ずるという問題点
があった。さらに写真測量による方法においては、解析
に時間がかかるという問題点があった。
接的な点検調査の方法においては、手数がかかり、きわ
めて非能率である欠点があった。また、断水状態とし、
トンネル内の水位を下げても完全には抜水ができず、イ
ンバート部の凹凸箇所には堆水が残り、その結果、電
波、超音波、光波などの計測機器による方法では、この
溜まっている水により大きな誤差が生ずるという問題点
があった。さらに写真測量による方法においては、解析
に時間がかかるという問題点があった。
【０００４】この発明は、このような問題点を解消すべ
くなされたもので、その目的は、トンネル下方に水が溜
まっていても、正確に、かつ連続的に、しかも迅速にト
ンネル内空断面の変位を測定することのできる変位連続
測定方法およびその装置を提供することにある。
くなされたもので、その目的は、トンネル下方に水が溜
まっていても、正確に、かつ連続的に、しかも迅速にト
ンネル内空断面の変位を測定することのできる変位連続
測定方法およびその装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明に係るトンネル
内空断面の変位連続測定方法は、トンネル内を長手方向
に走行する点検台車からトンネル壁面の各部分に向けて
自動伸縮測定器を突設し、点検台車を走行させつつ前記
各自動伸縮測定器によりトンネル壁面の各部分における
変位を検出するように構成した。一方、点検台車に突設
した電子スタッフに、点検台車外に配置したレーザ発信
器からのレーザ光を照射して点検台車の３次元位置を検
出し、前記各部分の変位と前記３次元位置からトンネル
内空断面の長手方向の凹凸変化を把握するようにしたこ
とにある。
内空断面の変位連続測定方法は、トンネル内を長手方向
に走行する点検台車からトンネル壁面の各部分に向けて
自動伸縮測定器を突設し、点検台車を走行させつつ前記
各自動伸縮測定器によりトンネル壁面の各部分における
変位を検出するように構成した。一方、点検台車に突設
した電子スタッフに、点検台車外に配置したレーザ発信
器からのレーザ光を照射して点検台車の３次元位置を検
出し、前記各部分の変位と前記３次元位置からトンネル
内空断面の長手方向の凹凸変化を把握するようにしたこ
とにある。
【０００６】また、このトンネル内空断面の長手方向の
凹凸変化を把握する手段として、トンネル内を長手方向
に走行可能な点検台車と、前記自動伸縮測定器と、前記
点検台車上に立設され、定置したレーザ発信器からのレ
ーザ光を受ける３本の電子スタッフからなる変位連続測
定装置をもって計測把握するように構成したことにあ
る。なお、前記自動伸縮測定器は、点検台車からトンネ
ル壁面の各部分に向けて進退移動可能に突設し、かつト
ンネル壁面に対して圧接力を付勢されたアームと、この
アームの先端に取り付けた点検台車の走行方向に転動す
るローラと、前記アームの変位を検出するポテンショメ
ータ等の変位検出器をもって構成した。
凹凸変化を把握する手段として、トンネル内を長手方向
に走行可能な点検台車と、前記自動伸縮測定器と、前記
点検台車上に立設され、定置したレーザ発信器からのレ
ーザ光を受ける３本の電子スタッフからなる変位連続測
定装置をもって計測把握するように構成したことにあ
る。なお、前記自動伸縮測定器は、点検台車からトンネ
ル壁面の各部分に向けて進退移動可能に突設し、かつト
ンネル壁面に対して圧接力を付勢されたアームと、この
アームの先端に取り付けた点検台車の走行方向に転動す
るローラと、前記アームの変位を検出するポテンショメ
ータ等の変位検出器をもって構成した。
【０００７】
【作用】この発明は前記のように構成したので、点検台
車の後方（坑口側）にレーザ発信器を設置し、点検台車
をトンネル長手方向に走行させる。すると、前記各自動
伸縮装置のローラは、トンネル壁面に対して押圧され、
トンネル壁面の凹凸に追随し、その変位をアームを介し
て変位検出器により検出する。一方、測定中、３本の電
子スタッフにはレーザ発信器からレーザ光が照射され、
３本の電子スタッフからの出力信号により、レーザ発信
器に対する点検台車の３次元位置が検出される。以上の
各自動伸縮装置の変位と点検台車の３次元位置からトン
ネル内空断面の長手方向凹凸変化が把握できる。
車の後方（坑口側）にレーザ発信器を設置し、点検台車
をトンネル長手方向に走行させる。すると、前記各自動
伸縮装置のローラは、トンネル壁面に対して押圧され、
トンネル壁面の凹凸に追随し、その変位をアームを介し
て変位検出器により検出する。一方、測定中、３本の電
子スタッフにはレーザ発信器からレーザ光が照射され、
３本の電子スタッフからの出力信号により、レーザ発信
器に対する点検台車の３次元位置が検出される。以上の
各自動伸縮装置の変位と点検台車の３次元位置からトン
ネル内空断面の長手方向凹凸変化が把握できる。
【０００８】
【実施例】以下、この発明を図面に示す実施例に基づい
て詳細に説明する。なお、図示は、導水路トンネルのト
ンネル長手方向の形状変化を連続的に測定する例を示
し、図１、図２は、変位連続測定装置の正面図、平面
図、図３は自動伸縮測定器の一例を示す断面図である。
て詳細に説明する。なお、図示は、導水路トンネルのト
ンネル長手方向の形状変化を連続的に測定する例を示
し、図１、図２は、変位連続測定装置の正面図、平面
図、図３は自動伸縮測定器の一例を示す断面図である。
【０００９】図１、図２に示すように、この発明の変位
連続測定装置は、主として点検台車１、多数の自動伸縮
測定器２、３本の電子スタッフ（標尺）３、水平回転レ
ーザ発信器４をもって構成している。点検台車１は、下
部に４つの走行車輪５を取り付けてトンネルＴ内を長手
方向に走行可能とし、点検台車自体に動力源を設けて自
走させ、もしくは動力車に連結して走行させ、またはウ
インチなどにより牽引走行させるように構成している。
連続測定装置は、主として点検台車１、多数の自動伸縮
測定器２、３本の電子スタッフ（標尺）３、水平回転レ
ーザ発信器４をもって構成している。点検台車１は、下
部に４つの走行車輪５を取り付けてトンネルＴ内を長手
方向に走行可能とし、点検台車自体に動力源を設けて自
走させ、もしくは動力車に連結して走行させ、またはウ
インチなどにより牽引走行させるように構成している。
【００１０】自動伸縮測定器２は、トンネル壁面に向か
って突出するアーム６の先端にローラ７を回転自在に取
り付け、アーム６をトンネル壁面に押し付けてトンネル
壁面の凹凸に追随させ、アーム６に設けた変位検出器に
よりトンネル壁面の凹凸を測定するものである。各アー
ム６は各測定箇所でトンネル壁面に直交するように配設
し、ローラ７は点検台車１の走行方向に転動するように
取り付けている。
って突出するアーム６の先端にローラ７を回転自在に取
り付け、アーム６をトンネル壁面に押し付けてトンネル
壁面の凹凸に追随させ、アーム６に設けた変位検出器に
よりトンネル壁面の凹凸を測定するものである。各アー
ム６は各測定箇所でトンネル壁面に直交するように配設
し、ローラ７は点検台車１の走行方向に転動するように
取り付けている。
【００１１】測定箇所はトンネル断面の天端・肩・下端
における任意の箇所とし、天端および肩の自動伸縮測定
器２−１〜２−５は点検台車１上に設置した半円状の支
柱８に取り付け、下端の自動伸縮測定器２−６〜２−８
は点検台車１から下方へ向けて垂設した。なお、これら
自動伸縮測定器２−１〜２−８は、同一垂直面内に配設
するのが好ましい。
における任意の箇所とし、天端および肩の自動伸縮測定
器２−１〜２−５は点検台車１上に設置した半円状の支
柱８に取り付け、下端の自動伸縮測定器２−６〜２−８
は点検台車１から下方へ向けて垂設した。なお、これら
自動伸縮測定器２−１〜２−８は、同一垂直面内に配設
するのが好ましい。
【００１２】図３に示すのは、自動伸縮測定器２の一例
である。アーム６の基部を支柱８あるいは点検台車１に
案内筒９などを介して取り付け、トンネル壁面に向かっ
て進退移動自在とし、圧縮スプリング１０などによりト
ンネル壁面に対して圧接付勢される構成とした。変位検
出器１１は、ポテンショメータ、差動変圧器、光学式・
磁気式スケールなどを用い、アーム６には被検出体１１
ａを設け、支柱８あるいは点検台車１に固定した検出ヘ
ッド１１ｂで検出するように構成した。
である。アーム６の基部を支柱８あるいは点検台車１に
案内筒９などを介して取り付け、トンネル壁面に向かっ
て進退移動自在とし、圧縮スプリング１０などによりト
ンネル壁面に対して圧接付勢される構成とした。変位検
出器１１は、ポテンショメータ、差動変圧器、光学式・
磁気式スケールなどを用い、アーム６には被検出体１１
ａを設け、支柱８あるいは点検台車１に固定した検出ヘ
ッド１１ｂで検出するように構成した。
【００１３】電子スタッフ３は、多数の受光素子が１次
元に配列され、光が照射されるとその素子から信号が出
力され、この位置信号により高さが自動的にわかるリニ
アイメージセンサである。このような電子スタッフ３を
点検台車１上に３本配設し、水平回転レーザ発信器４と
組み合わせることにより、点検台車１のトンネル内にお
ける３次元自己位置を検出することができるように構成
した。
元に配列され、光が照射されるとその素子から信号が出
力され、この位置信号により高さが自動的にわかるリニ
アイメージセンサである。このような電子スタッフ３を
点検台車１上に３本配設し、水平回転レーザ発信器４と
組み合わせることにより、点検台車１のトンネル内にお
ける３次元自己位置を検出することができるように構成
した。
【００１４】すなわち、水平回転レーザ発信器４からの
回転するレーザ光が３台の電子スタッフ３に順次照射さ
れ、３台の電子スタッフ３から出力信号ｈ1,ｈ2,ｈ3 が
出力される。水平回転レーザ発信器４の水平回転数は既
知なので、出力信号の時間差により角度θ1,θ2 が得ら
れる。この角度と３台の電子スタッフ３の位置関係（ス
タッフ間距離Ｌ1,Ｌ2,Ｌ3 ）より水平回転レーザ発信器
４からのトンネル長手方向の位置Ｘが算出される。
回転するレーザ光が３台の電子スタッフ３に順次照射さ
れ、３台の電子スタッフ３から出力信号ｈ1,ｈ2,ｈ3 が
出力される。水平回転レーザ発信器４の水平回転数は既
知なので、出力信号の時間差により角度θ1,θ2 が得ら
れる。この角度と３台の電子スタッフ３の位置関係（ス
タッフ間距離Ｌ1,Ｌ2,Ｌ3 ）より水平回転レーザ発信器
４からのトンネル長手方向の位置Ｘが算出される。
【００１５】また、電子スタッフ３の出力信号ｈ1,ｈ2,
ｈ3 により、点検台車１の上下方向の位置を得ることが
できると共に、点検台車１の傾きを算出することができ
る。点検台車１の位置と傾きにより、各自動伸縮測定器
２の測定位置を正確に把握でき、プロッタ等により各自
動伸縮測定器２の変位量と測定位置をプロットするなど
して、トンネル長手方向の凹凸変化を把握する。
ｈ3 により、点検台車１の上下方向の位置を得ることが
できると共に、点検台車１の傾きを算出することができ
る。点検台車１の位置と傾きにより、各自動伸縮測定器
２の測定位置を正確に把握でき、プロッタ等により各自
動伸縮測定器２の変位量と測定位置をプロットするなど
して、トンネル長手方向の凹凸変化を把握する。
【００１６】水平回転レーザ発信器４は点検台車１の後
方（坑口側）に設置し、常時レーザ光を発信するが、ト
ンネルの線形などでレーザ光が電子スタッフ３に届かな
い場合には、その都度、水平回転レーザ発信器４を移動
させて盛り換える。
方（坑口側）に設置し、常時レーザ光を発信するが、ト
ンネルの線形などでレーザ光が電子スタッフ３に届かな
い場合には、その都度、水平回転レーザ発信器４を移動
させて盛り換える。
【００１７】以上のように構成したので、測定を行う場
合は、次のような手順により行う。 (1) 水平回転レーザ発信器４を点検台車１の後方に設置
する。 (2) 点検台車１を走行させながら、自動伸縮測定器２−
１〜２−８によりトンネル壁面の変位を検出する。 (3) ３本の電子スタッフ３の出力信号から点検台車１の
水平回転レーザ発信器４に対する３次元位置を検出す
る。
合は、次のような手順により行う。 (1) 水平回転レーザ発信器４を点検台車１の後方に設置
する。 (2) 点検台車１を走行させながら、自動伸縮測定器２−
１〜２−８によりトンネル壁面の変位を検出する。 (3) ３本の電子スタッフ３の出力信号から点検台車１の
水平回転レーザ発信器４に対する３次元位置を検出す
る。
【００１８】(4) 自動伸縮測定器２−１〜２−８の出力
信号である変位量と点検台車１の３次元位置を対応させ
てプロットすることにより、トンネル内空断面の凹凸状
況を連続してリアルタイムで把握することができる。
信号である変位量と点検台車１の３次元位置を対応させ
てプロットすることにより、トンネル内空断面の凹凸状
況を連続してリアルタイムで把握することができる。
【００１９】なお、以上は導水路トンネルについて説明
したが、これに限らず、その他のトンネルの計測にも適
用できることはいうまでもない。
したが、これに限らず、その他のトンネルの計測にも適
用できることはいうまでもない。
【００２０】
【発明の効果】前述の通り、この発明は、点検台車を走
行させつつ点検台車から複数突設した自動伸縮測定器に
よりトンネル壁面の各部分における変位を検出し、一
方、点検台車に突設した電子スタッフと、点検台車外に
配置したレーザ発信器とにより点検台車の３次元位置を
検出し、前記各部分の変位と前記３次元位置からトンネ
ル内空断面の長手方向の凹凸変化を検知するようにした
ため、トンネル下方に水が溜まっている状態でも、トン
ネル内空断面の変位を正確に、かつ連続的に、しかも迅
速に測定することができる。
行させつつ点検台車から複数突設した自動伸縮測定器に
よりトンネル壁面の各部分における変位を検出し、一
方、点検台車に突設した電子スタッフと、点検台車外に
配置したレーザ発信器とにより点検台車の３次元位置を
検出し、前記各部分の変位と前記３次元位置からトンネ
ル内空断面の長手方向の凹凸変化を検知するようにした
ため、トンネル下方に水が溜まっている状態でも、トン
ネル内空断面の変位を正確に、かつ連続的に、しかも迅
速に測定することができる。
【図１】この発明の変位連続測定装置を示す正面図であ
る。
る。
【図２】図１の変位連続測定装置の平面図である。
【図３】変位連続測定装置の自動伸縮測定器の一例を示
す断面図である。
す断面図である。
１ 点検台車 ２ 自動伸縮測定器 ３ 電子スタッフ ４ 水平回転レーザ発信器 ５ 走行車輪 ６ アーム ７ ローラ ８ 支柱 ９ 案内筒 １０ 圧縮スプリング １１ 変位検出器 １１ａ 被検出体 １１ｂ 検出ヘッド
Claims (2)
- 【請求項１】 トンネルの内空断面のトンネル長手方向
変位を連続的に測定する方法において、 トンネル内を長手方向に走行する点検台車からトンネル
壁面に向けて自動伸縮測定器を突設し、点検台車を走行
させつつ前記各自動伸縮測定器によりトンネル壁面の各
部分における変位を検出し、点検台車に突設した電子ス
タッフに、点検台車外に配置したレーザ発信器からのレ
ーザ光を照射して点検台車の３次元位置を検出し、前記
各部分の変位と前記３次元位置からトンネル内空断面の
長手方向の凹凸変化を把握することを特徴とするトンネ
ル内空断面の変位連続測定方法。 - 【請求項２】 トンネルの内空断面のトンネル長手方向
変位を連続的に測定する装置において、 トンネル内を長手方向に走行可能な点検台車と、 この点検台車からトンネル壁面の各部分に向けて進退移
動可能に突設し、かつトンネル壁面に対して圧接力を付
勢されたアームと、このアームの先端に取り付けられ点
検台車走行方向に転動するローラと、前記アームの変位
を検出する変位検出器からなる自動伸縮測定器と、 前記点検台車上に立設され、定置したレーザ発信器から
のレーザ光を受ける３本の電子スタッフを備えているこ
とを特徴とするトンネル内空断面の変位連続測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12138593A JPH06331353A (ja) | 1993-05-24 | 1993-05-24 | トンネル内空断面の変位連続測定方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12138593A JPH06331353A (ja) | 1993-05-24 | 1993-05-24 | トンネル内空断面の変位連続測定方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06331353A true JPH06331353A (ja) | 1994-12-02 |
Family
ID=14809898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12138593A Pending JPH06331353A (ja) | 1993-05-24 | 1993-05-24 | トンネル内空断面の変位連続測定方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06331353A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108362323A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-08-03 | 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所 | 隧道衬砌检测机械手臂 |
| CN112268797A (zh) * | 2020-10-09 | 2021-01-26 | 武汉威思顿环境系统有限公司 | 一种隧道全方位综合检测仪 |
| CN112525092A (zh) * | 2018-09-19 | 2021-03-19 | 成都理工大学 | 一种隧道施工监测系统 |
| CN113932787A (zh) * | 2021-11-03 | 2022-01-14 | 山东省地质矿产勘查开发局第七地质大队（山东省第七地质矿产勘查院） | 一种固体矿产勘查组合式地质罗盘 |
-
1993
- 1993-05-24 JP JP12138593A patent/JPH06331353A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108362323A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-08-03 | 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所 | 隧道衬砌检测机械手臂 |
| CN108362323B (zh) * | 2018-02-11 | 2021-08-20 | 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所 | 隧道衬砌检测机械手臂 |
| CN112525092A (zh) * | 2018-09-19 | 2021-03-19 | 成都理工大学 | 一种隧道施工监测系统 |
| CN112525092B (zh) * | 2018-09-19 | 2022-06-03 | 成都理工大学 | 一种基于双护盾tbm工艺的隧道施工监测系统 |
| CN112268797A (zh) * | 2020-10-09 | 2021-01-26 | 武汉威思顿环境系统有限公司 | 一种隧道全方位综合检测仪 |
| CN112268797B (zh) * | 2020-10-09 | 2022-07-19 | 武汉威思顿环境系统有限公司 | 一种隧道全方位综合检测仪 |
| CN113932787A (zh) * | 2021-11-03 | 2022-01-14 | 山东省地质矿产勘查开发局第七地质大队（山东省第七地质矿产勘查院） | 一种固体矿产勘查组合式地质罗盘 |
| CN113932787B (zh) * | 2021-11-03 | 2024-05-03 | 山东省地质矿产勘查开发局第七地质大队（山东省第七地质矿产勘查院） | 一种固体矿产勘查组合式地质罗盘 |
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