JPH0821728A - 高低差測定装置および高低差測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 計測地点側の機器寸法を小さくし、計測地点
の振動の影響を無くし、外気温を影響を受けないように
する。 【構成】 測点水槽１１は水平方向に点在する地点(１)
〜(Ｎ)に設置する。不動箇所に設置された基準水槽１２
の下部と各測点水槽１１の下部とをパイプ１３,１４で
連通する。浮き部材２６は基準水槽１２内の水面に浮設
する。レーザ距離計２８は浮き部材２６の位置を表す信
号を出力する。こうして、基準水槽１２側で測点水槽１
１側の水位を計測することによって、計測地点側の機器
寸法を小さくする。また、不動箇所で水位を計測するこ
とによって、計測地点の振動の影響を無くす。また、基
準水槽１２と給水タンク１７とを同一温度に管理し、測
点水槽１１内の水を水位測定の都度入れ替えて基準水槽
１２の水温と同じ水温にすることによって、外気温を影
響を受けずに各地点の高低差を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、水平方向に点在する
地点の高低差を測定する高低差測定装置および高低差測
定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄道線路下に地下道を建設する際には、
鉄道線路下の地盤を掘削する必要がある。その際に、掘
削によって鉄道線路が沈下したり、掘削機の推力や薬剤
の注入によって鉄道線路が上昇したりする場合がある。
そこで、従来は、鉄道線路の枕木等に水盛式の沈下計を
設置して掘削時に常時レールの高さの変化量を測定し、
上述のような鉄道線路の沈下や上昇の際に即座に対処で
きるようにしている。

【０００３】ところで、水盛式沈下計による測定は、図
８に示すような原理に基づいて実施される。掘削によっ
て移動しない不動点に基準水槽１を設置する。一方、各
測定点Ａ,Ｂ,Ｃの夫々には沈下計２を設置し、各沈下計
２のスタンドパイプ３の下側と基準水槽１の下側とを連
通管４とその分岐管５とで連通する。そうすると、基準
水槽１の水面と各スタンドパイプ３の水面とは同一レベ
ルとなる。

【０００４】ここで、例えば測定点Ｂの地盤が沈下する
と測定点Ｂに設置された沈下計２_Bのスタンドパイプ３_B
も沈下する。ところが、各スタンドパイプ３内の水面の
レベルは基準水槽１内の水面と常に同じレベルになるた
めに、スタンドパイプ３_Ｂ内の水面のスタンドパイプ３
_Ｂに対する相対レベルは他のスタンドパイプ３の相対レ
ベルに比して高くなる。地盤が上昇する場合には、逆に
相対レベルは低くなる。そこで、各スタンドパイプ３夫
々の相対レベル差を各スタンドパイプ３に付設された水
位計測手段(図示せず)によって計測すれば、沈下点と沈
下量あるいは上昇点と上昇量を検知できるのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の水盛式沈下計には以下のような問題がある。上述の
ような掘削工事は長期間に亘って実施される。その際に
は、特に夏季と冬季とにおいて、基準水槽１内の水と各
スタンドパイプ３内の水とに温度差に起因する比重差が
生ずる。したがって、正確な測定値が得られないという
問題がある。さらに、掘削箇所上の鉄道線路を通常ダイ
ヤで列車が通過できる状態で掘削工事を実施する必要が
ある。ところが、上述のように、各沈下計２にはスタン
ドパイプ３内の水面の相対レベルを計測するための水位
計測手段が付設されている。したがって、高価になると
共に、寸法が大きくなり過ぎて枕木上に取り付けられな
いという問題がある。また、列車が通過する際の振動が
もろに計測結果に現れるので、真値が得られないという
問題もある。

【０００６】そこで、この発明の目的は、計測地点側の
機器寸法が小さく、計測地点の振動の影響がなく、外気
温を影響を受けずに各測定位置の高低差を測定できる安
価な高低差測定装置、および、外気温を影響を受けずに
各測定位置の高低差を測定できる高低差測定方法を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明の高低差測定装置は、供給口を
下方に有すると共に,液体がオーバーフローするオーバ
ーフロー口を上方に有して,測定位置に設置される測定
液槽と、連通管によって上記測定液槽の供給口に連通さ
れる排液口を有して,上記測定液槽の液面と同じ高さの
液柱を形成する基準液槽槽と、上記基準液槽の液面の基
準位置からの距離を計測する距離計を備えたことを特徴
としている。

【０００８】又、請求項２に係る発明は、請求項１に係
る発明の高低差測定装置において、上記測定液槽は複数
の測定位置の夫々に複数個設置され、上記基準液槽の排
液口と上記測定液槽の供給口とを連通する連通管は,一
端が上記基準液槽の排液口に接続される元管とこの元管
から分岐して夫々の測定液槽の供給口に接続される分岐
管とから構成されると共に、上記夫々の分岐管に介設さ
れたバルブを備えて、上記各バルブを一つずつ開放して
各測定液槽に順次液体を供給し,液体が供給された測定
液槽の液面の高さを上記基準液槽側で測定することによ
って,各測定位置の高低差を測定するようにしたことを
特徴としている。

【０００９】又、請求項３に係る発明は、請求項１また
は請求項２に係る発明の高低差測定装置において、上記
距離計は、上記基準液槽の断面積と略同一断面積を有す
る平面板と,この平面板の裏面周囲に取り付けられた複
数のフロートを有して,上記基準液槽内の液面に浮設さ
れる浮き部材と、上記基準液槽の中央部上方に設置され
て,上記浮き部材の平面板の中央部までの距離を測定す
る距離測定手段を有することを特徴としている。

【００１０】又、請求項４に係る発明は、請求項１乃至
請求項３の何れか一つに係る発明の高低差測定装置にお
いて、警報手段と、上記距離計から上記距離を表す信号
を受けて上記距離が所定値を越えた際に上記警報手段に
警報を発せさせる制御手段を備えたことを特徴としてい
る。

【００１１】又、請求項５に係る発明は、請求項１乃至
請求項４の何れか一つに係る発明の高低差測定装置を用
いた高低差測定方法であって、上記基準液槽から測定液
槽に液体を供給する際に、上記測定液槽のオーバーフロ
ー口から液体をオーバーフローさせることによって、上
記測定液槽内および上記測定液槽に係る連通管内の液体
を入れ替えることを特徴としている。

【００１２】

【作用】請求項１に係る発明では、測定位置に設置され
た測定液槽に基準液槽から連通管を介して液体が供給さ
れ、やがて上記測定液槽のオーバーフロー口から液体が
オーバーフローする。こうして、上記基準液槽には、当
該測定液槽の液面と同じ高さの液柱が形成される。そう
すると、距離計によって、上記基準液槽の液面における
基準位値からの距離が計測される。こうして、各測定位
置における上記測定液槽内の液面の高さが上記基準液槽
側で計測されて、各測定位置の高低差が測定される。

【００１３】また、請求項２に係る発明では、貯液槽か
ら放出された液体は上記基準液槽の排液口から元管に流
出する。そして、この元管から分岐する複数の分岐管に
介設された各バルブが一つずつ開放されると、バルブが
開放された分岐管から供給口を介して一つの測定液槽に
液体が供給される。こうして、複数の測定位置に設置さ
れた複数の測定液槽に順次液体が供給されて、液体が供
給された測定液槽の液面の高さが上記基準液槽側で測定
されて、各測定位置の高低差が測定される。

【００１４】また、請求項３に係る発明では、上記距離
計によって上記基準液槽の液面における基準位値からの
距離を計測するに際して、上記基準液槽の中央部上方に
設置された距離測定部によって、上記基準液槽内の液面
に浮設された浮き部材の平面板における中央部までの距
離が計測される。こうして、上記信号に基づいて、上記
液面の揺れに影響されずに安定して上記液面の高さが計
測される。

【００１５】また、請求項４に係る発明では、上記距離
計からの上記距離を表す信号が制御手段によって受けら
れ、上記制御手段によって、上記距離が所定値を越えた
際には警報手段に警報が発せさせられる。こうして、各
測定位置の高低差が所定値を越えた際には警報が発せら
れる。

【００１６】また、請求項５に係る発明では、請求項１
乃至請求項４の何れか一つに係る発明の高低差測定装置
における上記基準液槽から測定液槽に液体を供給する際
に、上記当該測定液槽のオーバーフロー口から液体がオ
ーバーフローされて、上記測定液槽内および上記測定液
槽に係る連通管内の液体が入れ替えられる。したがっ
て、上記基準液槽内と測定液槽内とには同一時点に上記
貯液槽から同じ液体が供給され、両槽内の液体の温度が
同じになり両比重も同じとなる。こうして、上記基準液
槽内の液面の高さすなわち上記測定液槽内の液面の高さ
が精度よく計測される。

【００１７】

【実施例】以下、この発明を図示の実施例により詳細に
説明する。本実施例においては、鉄道線路下に地下道を
建設する際における鉄道線路の沈下や上昇の計測を例に
説明する。図１は本実施例の高低差測定装置における動
作系の構成図である。工事区間における鉄道線路に一定
間隔に計測点(１)〜(Ｎ)を設け、各計測点(１)〜(Ｎ)の
夫々に水槽(以下、測点水槽と言う)１１₁〜１１_Nを設置
する。

【００１８】上記計測点(１)〜(Ｎ)の近傍における不動
箇所に、各測点水槽１１と同程度の高さの水位が得られ
る基準水槽１２を設置する。そして、一端が基準水槽１
２の下部に接続された親パイプ１３を、各計測点に設け
られた測点水槽１１の近傍を通るように配設する。そし
て、上記親パイプ１３と各測点水槽１１の下部とを子パ
イプ１４₁〜１４_Nで接続し、親パイプ１３の基準水槽１
２側に電磁バルブ１５を介設する一方、各子パイプ１４
₁〜１４_Nにも電磁バルブ１６₁〜１６_Nを介設する。その
際に、上記基準水槽１２の横断面と測点水槽１１の横断
面との面積比を、約１０：１にしておく。

【００１９】上記基準水槽１２近傍には給水タンク１７
を設置し、この給水タンク１７の下部と基準水槽１２と
を電動ポンプ１８および電磁バルブ１９が介設された給
水パイプ２０で接続する。ここで、上記基準水槽１２,
給水タンク１７および給水パイプ２０を一つの覆いで囲
って、基準水槽１２内の水温と給水タンク１７内の水温
とが同じになるようにしておく。

【００２０】本実施例における各測点水槽１１の水位測
定方法の特徴は、基準水槽１２側で行うことである。図
２は、上記基準水槽１２の部分断面図である。円筒形の
基準水槽１２の下部には親パイプ１３が接続される排水
口２１、側部には給水パイプ２０が接続される給水口２
２、および、上部にオーバーフロー口２３が設けてあ
る。そして、基準水槽１２内の水面には、基準水槽１２
の内径に略等しい外径の金属の円板で成る反射板２４の
周囲に複数の球形フロート２５を円形に取り付けて成る
浮き部材２６を浮設する。

【００２１】上記基準水槽１２の蓋２７における中央に
はレーザ距離計２８を設置する。このレーザ距離計２８
は、下部中央の発光部(図示せず)から発射されて水面上
の反射板２４によって反射されたレーザ光を発光部に隣
接する受光部で受光し、受光したことを表す電流信号を
出力する。尚、上述のように、上記基準水槽１２の内径
に略等しい外径の円板で成る反射板２４の周囲に球形フ
ロート２５を設置して浮き部材２６を構成することによ
って、水面が揺れても反射板２４の中心部は安定する。
したがって、レーザ距離計２８からのレーザ光を反射板
２４の中央部を狙って発射すれば、安定した反射光(つ
まりは、安定した電流信号)を得ることができるのであ
る。

【００２２】図３は上記測点水槽１１の詳細図である。
この測点水槽１１は函体を成し、側壁下部には上記子パ
イプ１４が接続される給水口３１を有し、側壁上部には
オーバーフロー孔３２を有する。そして、測点水槽１１
は金属板３３の表面に取り付けられている。上記構成の
測点水槽１１は、次のようにして鉄道線路の３８枕木に
取り付けられる。すなわち、孔３７,３７が穿たれた取
付板３４の裏面が枕木３８の表面に接着剤で固定され
る。そして、その取付板３４の表面に立設された３本の
ボルト(図３では２本が現れている)３５に、上記金属板
３３をナット３６,３６で上下位置が調整可能に取り付
けるのである。

【００２３】ここで、上記測点水槽１１の高さ“Ｈ"
は、金属板３３がボルト３５における最上位に位置した
際に、測点水槽１１がレールから突出しない程度の高さ
に設定しておく。これは、本側点水槽１１には水位測定
手段を付設する必要がないので十分可能である。こうす
ることによって、列車が通過可能な状態で水位測定を実
行できるのである。その際に、上述のように、基準水槽
１２の横断面と測点水槽１１の横断面との面積比を約１
０：１にすることによって、測点水槽１１内の水面の揺
れの影響が基準水槽１２内の水面に達しないようにす
る。

【００２４】図４は、上記測点水槽１１の枕木３８に対
する取り付け状態を示す図である。尚、図４(a)は軌道
及び道床の断面図であり、図４(b)は平面図であり、図
４(c)は図４(a)におけるＡ−Ａ断面矢視図である。ボル
ト３５,３５によって側点水槽１１が取り付けられた取
付板３４は、上述のように枕木３８上に接着剤で固定さ
れると同時に、孔３７(図３参照)を貫通したフックボル
ト４１とナット４２とで枕木３８に確実に取り付けられ
るのである。

【００２５】こうして、上記枕木３８に取り付けられた
側点水槽１１には、上述のように、電磁バルブ１６を動
作させることによって、親パイプ１３および子パイプ１
４を介して基準水槽１２内の水が供給される。その状態
における上記側点水槽１１の高さは、図４(a)に示すよ
うに、レール４３の高さよりも低く、側点水槽１１は建
物限界(つまり、列車限界)外に位置することになり、列
車は安全に通過できるのである。

【００２６】図５は、上記測点水槽１１,基準水槽１２
および給水タンク１７等によって構成される動作系を制
御する制御系のブロック図である。パーソナルコンピュ
ータ(以下、パソコンと略称する)４５は、リレー出力ボ
ード４６を介して各測点水槽１１の電磁バルブ１６およ
び基準水槽１２の電磁バルブ１５,１９の開閉動作と電
動ポンプ１８の動作とを制御して、水位測定処理を実行
する。そして、レーザ距離計２８から送出されてくる上
記電流信号を電流入力型Ａ/Ｄ変換器４７でディジタル
変換して取り込み、レーザ距離計２８の発光部からレー
ザ光が発射されてから受光部で受光されるまでの時間を
得て、基準水槽１２内の水位を算出するのである。

【００２７】こうして得られた上記基準水槽１２内の水
位に基づいて、各計測点(１)〜(Ｎ)における測点水槽１
１の水位差を求め、カラーディスプレイ４８に数値表示
したり、グラフ表示したりする。また、カラーディスプ
レイ４８とキーボード４９とで、対話的にパラメータの
設定を行う。得られた測定データはプリンタ５０で印刷
し、さらにハードディスク５１に保存する。

【００２８】上記構成の高低差測定装置による水位測定
処理はパソコン４５の制御の下に、図６および図７に示
す水位測定処理動作のフローチャートに従って次のよう
に実行される。上記パソコン４５の制御の下に、リレー
出力ボード４６を介して総ての測点水槽１１₁〜１１_Nの
電磁バルブ１６₁〜１６_Nおよび基準水槽１２の電磁バル
ブ１５,１９がオフされて水位測定処理動作がスタート
する。

【００２９】ステップＳ1で、上記パソコン４５内の記
憶部(図示せず)にセットされた測点水槽１１の番号ｉ
(ｉ＝１〜Ｎ)に初期値“０"がセットされる。ステップ
Ｓ2で、上記番号ｉの内容がインクリメントされる。ス
テップＳ3で、上記リレー出力ボード４６を介して電磁
バルブ１９がオンされると共に、電動ポンプ１８が駆動
される。こうして、給水タンク１７から基準水槽１２内
に給水される。

【００３０】ステップＳ4で、上記基準水槽１２内の水
位がレーザ距離計２８からの電気信号に基づいて計測さ
れ、この計測結果が基準水位に至ったか否かが判別され
る。その結果、基準水位に至っていればステップＳ5に
進む。ここで、上記基準水槽１２における基準水位と
は、測定の対象となる測点水槽１１_iに基準水槽１２か
ら水を供給した際にオーバーフローする量に、当該測点
水槽１１_iの容積に当該測点水槽１１_iと基準水槽１２と
を連通するパイプ１３,１４の容積とを加えた量の水
が、基準水槽１２に満たされた際の水位のことである。

【００３１】ステップＳ5で、上記リレー出力ボード４
６を介して電動ポンプ１８が停止されると共に、電磁バ
ルブ１９がオフされる。こうして、基準水槽１２への給
水が停止される。ステップＳ6で、ｉ番目の側点水槽１
１_iの電磁バルブ１６iと基準水槽１２の電磁バルブ１５
とが開放されて、側点水槽１１_iに給水される。その際
に、上記基準水槽１２には、当該測点水槽１１_iの容積
と基準水槽１２に連通するパイプ１３,１４の容積分だ
け余分の水量が給水されているので、前回の測定の際に
当該側点水槽１１_iに給水された水はオーバーフロー孔
３２から押し出されてオーバーフローし、当該側点水槽
１１_i内の水は基準水槽１２内の水と同じ温度の水に置
き換えられるのである。こうして、外気温の影響によっ
て基準水槽１２内の水と各側点水槽１１内の水とに温度
差が生じて比重差が生ずることを防止するのである。

【００３２】ステップＳ7で、上記基準水槽１２内の水
位が低下したか否かがレーザ距離計２８からの電気信号
に基づいて判断される。そして、水位が低下した場合に
はステップＳ8に進み、そうでなければステップＳ20に
進む。ここで、上記基準水槽１２内の水位によって各測
点水槽１１内の水位を計測する際には、基準水槽１２内
の水位が測点水槽１１におけるオーバーフロー孔３２の
位置と測点水槽１１の底の位置との間に位置する必要が
在る。そして、電磁バルブ１５,１６iが故障していない
限り、当該側点水槽１１_iの電磁バルブ１６_iと基準水槽
１２の電磁バルブ１５とが開放された際には基準水槽１
２内の水は当該側点水槽１１_iに供給されるために、基
準水槽１２内の水位は低下するはずである。したがっ
て、上記基準水槽１２内の水位が低下しない場合には、
電磁バルブ１５,１６iの故障等の原因で当該測点水槽１
１iに給水されず測定不可能であると判定するのであ
る。ステップＳ8で、当該側点水槽１１_iから水がオーバ
ーフローし、当該側点水槽１１_i内の水が入れ替わる。

【００３３】ステップＳ9で、上記基準水槽１２内の水
位がレーザ距離計２８からの電気信号に基づいて計測さ
れ、計測値Ｗ₁が上記記憶部に記憶される。ステップＳ1
0で、上記ステップＳ9において基準水槽１２内の水位が
計測されてから所定時間が経過したか否かが判別され
る。その結果、所定時間が経過すればステップＳ11に進
む。ステップＳ11で、上記基準水槽１２内の水位がレー
ザ距離計２８からの電気信号に基づいて計測され、計測
値Ｗ₂が上記記憶部に記憶される。ステップＳ12で、計
測値Ｗ₂と計測値Ｗ₁との差の絶対値が、予め上記記憶部
に登録されている基準値より小さいか否かが判別され
る。その結果、上記基準値より小さければ基準水槽１２
の水面は静止状態に入ったとして、上記計測値Ｗ₂を測
定値であると確定する。一方、上記基準値以上であれ
ば、未だ静止状態に至っていないので上記ステップＳ9
に戻って、静止状態の判定を続行する。

【００３４】ステップＳ13で、上記ステップＳ12におい
て確定された測定値Ｗ₂が上記記憶部に登録されている
下限値より低いか否かが判断される。そして、下限値よ
り低い場合にはステップＳ20に進み、そうでなければス
テップＳ14に進む。ここで、上記基準水槽１２内の水位
が上記下限値より低い場合には、各測点水槽１１内の水
位は測点水槽１１の底より低いために、当該側点水槽１
１i内の水位は計測できないと判定するのである。

【００３５】ステップＳ14で、上記ステップＳ12におい
て確定された測定値Ｗ₂が、当該測点水槽１１_iの測定値
Ｗ_iとして上記記憶部に格納される。ステップＳ15で、
上記記憶部に格納されている総ての測定値Ｗ₁〜Ｗ_iに係
る最大差の値Ｄが算出される。ステップＳ16で、上記ス
テップＳ15において算出された最大差Ｄが上記記憶部に
登録されている２次管理値より大きいか否かが判定され
る。その結果、２次管理値より大きければステップＳ21
に進み、そうでなければステップＳ17に進む。ここで、
上記２次管理値とは、即刻工事を停止する必要がある沈
下量あるいは上昇量である。ステップＳ17で、上記ステ
ップＳ15において算出された最大差Ｄが上記記憶部に登
録されている１次管理値より大きいか否かが判定され
る。その結果、１次管理値より大きければステップＳ22
に進み、そうでなければステップＳ18に進む。ここで、
上記１次管理値とは、工事を中止して、沈下や上昇の原
因を調査し、必要に応じて工事の変更を行う必要がある
沈下量あるいは上昇量である。

【００３６】ステップＳ18で、当該測点水槽１１_iの電
磁バルブ１６_iと基準水槽１２の電磁バルブ１５とが閉
鎖されて、当該測点水槽１１_iに係る水位測定が終了さ
れる。ステップＳ19で、上記番号ｉの内容が最大値
“Ｎ"以上であるか否かが判別される。その結果、“Ｎ"
より小さければ上記ステップＳ2に戻って、次の測点水
槽１１の水位測定処理に移行する。一方、“Ｎ"以上で
あれば水位測定処理動作を終了する。

【００３７】ステップＳ20で、当該測点水槽１１_iの水
位が不適当であるために測定不可能であることがカラー
ディスプレイ４８(図５参照)に告知されて、水位測定処
理動作を終了する。ステップＳ21で、即刻工事停止を促
す表示がカラーディスプレイ４８に表示されると共に、
警報ベル５３を動作させるために警報部５２(共に図５
参照)に駆動信号が送出される。そして、水位測定処理
動作を終了する。ステップＳ22で、工事を中止して沈下
原因や上昇原因を調査することを促す表示がカラーディ
スプレイ４８に表示されて、水位測定処理動作を終了す
る。

【００３８】このように、本実施例においては、工事区
間における鉄道線路に設定された複数の計測点(１)〜
(Ｎ)の枕木３８上に、測点水槽１１₁〜１１_Nを設置す
る。そして、不動箇所に基準水槽１２を設置し、基準水
槽１２と各測点水槽１１₁〜１１_Nとを親パイプ１３と子
パイプ１４₁〜１４_Nとで連通し、親パイプ１３の基準水
槽１２側には電磁バルブ１５を介設する一方、各子パイ
プ１４₁〜１４_Nには電磁バルブ１６₁〜１６_Nを介設す
る。そして、上記基準水槽１２内の水面には反射板２４
の周囲に複数の球形フロート２５を取り付けた浮き部材
２６を浮設し、電磁バルブ１６_iを交互に開放してレー
ザ距離計２８から発射されて浮き部材２６の反射板２４
の中央部で反射されたレーザ光の往復時間から基準水槽
１２内の水位を計測することによって、個々の測点水槽
１１₁〜１１_N内の水位を順次計測するのである。

【００３９】したがって、本実施例によれば、個々の測
点水槽１１₁〜１１_Nに水位測定手段を付設する必要がな
く、高低差測定装置を安価に構成できる。さらに、上記
測点水槽１１を金属板３３および取付板３４を介して枕
木３８に設置した際に、測点水槽１１の頂部がレール４
３から突出しないように測点水槽１１の高さ“Ｈ"を設
定できる。そして、測点水槽１１内の水位を不動箇所に
設置された基準水槽１２側(横断面の面積が測点水槽１
１の約１０倍)で測定することによって、正常ダイヤで
列車を通過させながら列車通過時における振動の影響を
受けずに各計測点(１)〜(Ｎ)の水位を正確に測定できる
のである。

【００４０】その際に、上記基準水槽１２,給水タンク
１７および給水パイプ２０を一つの覆いで囲って、基準
水槽１２内の水温と給水タンク１７内の水温とが同じに
なるようにしている。また、一つの測点水槽１１内の水
位を計測する際に、当該測点水槽１１の容積に当該測点
水槽１１と基準水槽１２とを連通するパイプ１３,１４
の容積を加算した水量分だけ多く供給するので、測点水
槽１１内の水を完全に入れ替えて測点水槽１１内の水温
を基準水槽１２内の水温とを同じにできる。したがっ
て、本実施例によれば、測点水槽１１内の水と基準水槽
１２内の水の比重を同じにして、精度よく測点水槽１１
内の水位を計測できるのである。

【００４１】また、上記基準水槽１２内の水面に浮設さ
れる浮き部材２６は、基準水槽１２の内径に略等しい外
径の金属の円板でなる反射板２４の周囲に複数の球形フ
ロート２５を取り付けて構成したので、基準水槽１２内
の水面が揺れた際には、反射板２４の周囲が揺れてもそ
の中心部は安定している。したがって、万が一基準水槽
１２内の水面が揺れても、安定して基準水槽１２内の水
位を計測できる。

【００４２】尚、上記実施例においては、各測点水槽１
１の水位を計測する毎に計測済みの測定値Ｗ₁〜Ｗ_iに係
る最大差の値Ｄを算出し、この最大差Ｄが管理値より大
きくなった時点で警告を発するようにしている。しかし
ながら、次のようにして警告状態を判定してもよい。す
なわち、マイコン４５の上記記憶部には各計測点の測定
値を総て保存しておき、何れかの計測点の測定値におけ
る測定開始からの経時変化量が管理値より大きくなった
時点で警告を発するのである。

【００４３】上記実施例は、鉄道線路下に地下道を建設
する際における鉄道線路の沈下や上昇の計測を例に説明
している。しかしながら、この発明はこれに限定される
ものではなく、水平方向に点在する各地点の高低差を測
定する場合であれば、どのような場合にも適用できる。

【００４４】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１に係
る発明の高低差測定装置は、オーバーフロー口を上方に
有する測定液槽に液体を基準液槽から連通管を介して供
給して上記基準液槽に測定液槽の液面と同じ高さの液柱
を形成し、距離計によって、各測定位置における上記測
定液槽内の液面までの距離を計測することによって各測
定位置の高低差を測定するので、計測地点に設置される
上記測定液槽側には液面の高さを測定する手段を付設す
る必要がない。したがって、この発明によれば、計測地
点側の機器寸法を小さくでき、上記寸法によって計測地
点が限定されることがない。

【００４５】さらに、上記測定液槽の液面の高さを上記
基準液槽側で測定するので、計測地点の振動に影響され
ずに計測地点の高低差を検出できる。さらに、この発明
によれば、上記測定液槽に液体を供給する際に、上記測
定液槽のオーバーフロー口から液体をオーバーフローさ
せることによって当該測定液槽および当該測定液槽に係
る連通管内の液体を入れ替えることができる。したがっ
て、外気温の影響を無くして基準液槽内の水と当該測定
液槽内の水との比重を同じにして、測定液槽の液面の高
さを精度よく測定できる。

【００４６】また、請求項２に係る発明の高低差測定装
置は、上記測定液槽を複数設置し、上記連通管を元管と
この元管から分岐する分岐管とで構成すると共に、上記
夫々の分岐管にバルブを備えたので、上記バルブを一つ
ずつ開放して測定液槽に順次液体を供給し、液体が供給
された測定液槽の液面の高さを上記基準液槽側で測定す
ることによって各測定位置の高低差を測定することがで
きる。したがって、この発明によれば、複数の測定位置
に係る高低差を連続的に測定可能となる。

【００４７】また、請求項３に係る発明の高低差測定装
置は、上記距離計を、上記基準液槽の断面積と略同一の
断面積を有する平面板における裏面周囲に複数のフロー
トが取り付けられた浮き部材と、上記浮き部材の平面板
の中央部までの距離を測定する距離測定手段で成したの
で、上記基準液槽の液面が揺れても安定状態にある上記
平面板の中央部までの距離に基づいて、安定して上記基
準液槽内の液面の高さを測定できる。

【００４８】また、請求項４に係る発明の高低差測定装
置は、制御手段によって、上記距離計から上記距離を表
す信号を受けて、上記距離が所定値を越えた際に警報手
段に警報を発せさせるので、各測定位置の高低差が所定
値を越えた際には警報を発することができる。

【００４９】また、請求項５に係る発明の高低差測定方
法は、請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の高低
差測定装置における上記基準液槽から測定液槽に液体を
供給する際に、上記測定液槽のオーバーフロー口から液
体をオーバーフローさせることによって、上記測定液槽
内および上記測定液槽に係る連通管内の液体を入れ替え
るので、上記測定液槽および上記測定液槽に係る連通管
内の液体を置き替えることができる。したがって、この
発明によれば、外気温の影響を無くして基準液槽内の水
と当該測定液槽内の水との比重を同じにして、測定液槽
の液面の高さを精度よく測定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の高低差測定装置における動作系の構
成図である。

【図２】図１における基準水槽の部分断面図である。

【図３】図１における側点水槽の詳細図である。

【図４】図３に示す側点水槽の枕木に対する取り付け状
態を示す図である。

【図５】図１に示す動作系を制御する制御系のブロック
図である。

【図６】図５におけるマイコンの制御の下に実行される
水位測定処理動作のフローチャートである。

【図７】図６に続く水位測定処理動作のフローチャート
である。

【図８】従来の水盛式沈下計における測定原理の説明図
である。

【符号の説明】

１１…測点水槽、 １２…基準水槽、
１３…親パイプ、 １４…子パイプ、
１５,１６,１９…電磁バルブ、 １８…電動ポン
プ、２４…反射板、 ２５…球形フ
ロート、２６…浮き部材、 ２８…レ
ーザ距離計、３２…オーバーフロー孔、 ３３
…金属板、３４…取付板、 ３８…
枕木、４３…レール、 ４５…パソ
コン、４８…カラーディスプレイ、 ５２…警報
部、５３…警報ベル。

【手続補正書】

【提出日】平成６年１０月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】そこで、この発明の目的は、計測地点側の
機器寸法が小さく、計測地点の振動の影響がなく、外気
温の影響を受けずに各測定位置の高低差を測定できる安
価な高低差測定装置、および、外気温の影響を受けずに
各測定位置の高低差を測定できる高低差測定方法を提供
することにある。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】また、請求項２に係る発明では、上記基準
液槽の排液口からの液体が連通管を構成する元管に流出
される。そして、この元管から分岐する複数の分岐管に
介設された各バルブが一つずつ開放されると、バルブが
開放された分岐管から供給口を介して一つの測定液槽に
液体が供給される。こうして、複数の測定位置に設置さ
れた複数の測定液槽に順次液体が供給されて、液体が供
給された測定液槽の液面の高さが上記基準液槽側で測定
されて、各測定位置の高低差が測定される。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】また、請求項５に係る発明では、請求項１
乃至請求項４の何れか一つに係る発明の高低差測定装置
における上記基準液槽から測定液槽に液体を供給する際
に、上記当該測定液槽のオーバーフロー口から液体がオ
ーバーフローされて、上記測定液槽内および上記測定液
槽に係る連通管内の液体が入れ替えられる。したがっ
て、上記基準液槽内と測定液槽内とには同一時点に同じ
液体が供給され、両槽内の液体の温度が同じになり両比
重も同じとなる。こうして、上記基準液槽内の液面の高
さすなわち上記測定液槽内の液面の高さが精度よく計測
される。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】図４は、上記測点水槽１１の枕木３８に対
する取り付け状態を示す図である。尚、図４(ａ)は軌道
及び道床の断面図であり、図４(ｂ)は平面図であり、図
４(ｃ)は図４(ａ)におけるＡ−Ａ断面矢視図である。ボ
ルト３５,３５によって測点水槽１１が取り付けられた
取付板３４は、上述のように枕木３８上に接着剤で固定
されると同時に、孔３７(図３参照)を貫通したフックボ
ルト４１とナット４２とで枕木３８に確実に取り付けら
れるのである。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】こうして、上記枕木３８に取り付けられた
測点水槽１１には、上述のように、電磁バルブ１６を動
作させることによって、親パイプ１３および子パイプ１
４を介して基準水槽１２内の水が供給される。その状態
における上記測点水槽１１の高さは、図４(ａ)に示すよ
うに、レール４３の高さよりも低く、測点水槽１１は建
物限界(つまり、列車限界)外に位置ることになり、列車
は安全に通過できるのである。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３２】ステップＳ７で、上記基準水槽１２内の水
位が低下したか否かがレーザ距離計２８からの電気信号
に基づいて判断される。そして、水位が低下した場合に
はステップＳ８に進み、そうでなければステップＳ20に
進む。ここで、上記基準水槽１２内の水位によって各測
点水槽１１内の水位を計測する際には、基準水槽１２内
の水位が測点水槽１１におけるオーバーフロー孔３２の
位置よりも高いことが必要である。そして、電磁バルブ
１５,１６_iが故障していない限り、当該測点水槽１１_i
の電磁バルブ１６_iと基準水槽１２の電磁バルブ１５と
が開放された際には基準水槽１２内の水は当該測点水槽
１１_iに供給されるために、基準水槽１２内の水位は低
下するはずである。したがって、上記基準水槽１２内の
水位が低下しない場合には、測点水槽のオーバーフロー
孔３２が基準水位よりも高く(すなわち、測点水槽をと
りつけた計測点が異状に上昇している。)なっている
か、または、電磁バルブ１５,１６_iの故障等の原因で当
該測点水槽１１_iに給水されず測定不可能であると判定
するのである。ステップＳ８で、当該測点水槽１１_iか
ら水がオーバーフローし、当該測点水槽１１_i内の水が
入れ替わる。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３４】ステップＳ13で、上記ステップＳ12におい
て確定された測定値Ｗ₂が上記記憶部に登録されている
下限値より低いか否かが判断される。そして、下限値よ
り低い場合にはステップＳ20に進み、そうでなければス
テップＳ14に進む。ここで、上記基準水槽１２内の水位
が上記下限値より低い場合には、各計測点が異状に沈下
して各測点水槽の水位が異状に低くなり、当該測点水槽
１１_i内の水位は計測できないと判定するのである。

【手続補正８】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 崇弘 大阪府大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２ 号 株式会社奥村組内 (72)発明者 岩佐 茂 大阪府大阪市福島区野田５−17−24 土木 計測株式会社大阪事務所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 供給口を下方に有すると共に、液体がオ
   ーバーフローするオーバーフロー口を上方に有して、測
   定位置に設置される測定液槽と、 連通管によって上記測定液槽の供給口に連通される排液
   口を有して、上記測定液槽の液面と同じ高さの液柱を形
   成する基準液槽と、 上記基準液槽の液面の基準位置からの距離を計測する距
   離計を備えたことを特徴とする高低差測定装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の高低差測定装置におい
   て、 上記測定液槽は複数の測定位置の夫々に複数個設置さ
   れ、 上記基準液槽の排液口と上記測定液槽の供給口とを連通
   する連通管は、一端が上記基準液槽の排液口に接続され
   る元管とこの元管から分岐して夫々の測定液槽の供給口
   に接続される分岐管とから構成されると共に、 上記夫々の分岐管に介設されたバルブを備えて、 上記各バルブを一つずつ開放して各測定液槽に順次液体
   を供給し、液体が供給された測定液槽内の液面の高さを
   上記基準液槽側で測定することによって、各測定位置の
   高低差を測定するようにしたことを特徴とする高低差測
   定装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の高低差
   測定装置において、 上記距離計は、 上記基準液槽の断面積と略同一断面積を有する平面板
   と、この平面板の裏面周囲に取り付けられた複数のフロ
   ートを有して、上記基準液槽内の液面に浮設される浮き
   部材と、 上記基準液槽の中央部上方に設置されて、上記浮き部材
   の平面板の中央部までの距離を測定する距離測定手段を
   有することを特徴とする高低差測定装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３の何れか一つに記
   載の高低差測定装置において、 警報手段と、 上記距離計から上記距離を表す信号を受けて上記距離が
   所定値を越えた際に上記警報手段に警報を発せさせる制
   御手段を備えたことを特徴とする高低差測定装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４の何れか一つに記
   載の高低差測定装置を用いた高低差測定方法であって、 上記基準液槽から測定液槽に液体を供給する際に、上記
   測定液槽のオーバーフロー口から液体をオーバーフロー
   させることによって、上記測定液槽内及び上記測定液槽
   に係る連通管内の液体を入れ替えることを特徴とする高
   低差測定方法。