JPH09287905A

JPH09287905A - 管路測定方法および管路測定装置

Info

Publication number: JPH09287905A
Application number: JP12233496A
Authority: JP
Inventors: Tatsuhiro Osawa; 達宏大澤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-04-19
Filing date: 1996-04-19
Publication date: 1997-11-04

Abstract

(57)【要約】【課題】地下埋設管路の位置経路を効率よく、確実に
測定する。【解決手段】埋設管路の曲折に追従して撓曲可能な可
撓性部材（例えば樹脂チューブ）１１を測定対象である
管路内に挿入し、該管路内を移動させることにより配管
経路を測定する管路測定方法又は装置であって、チュー
ブ１１の移動距離から管路長を測定する一方、チューブ
の長手方向に亙って且つチューブ壁面に沿って線状部材
（例えばワイヤ）２１〜２４を配設し、ワイヤの一端部
２１ａ〜２４ａをチューブ壁面に固定し、チューブの撓
曲に伴うワイヤ他端部とチューブ壁面との相対変位を検
出して該変位量から管路の曲折方向を検出する。ワイヤ
は、鉛直及び水平の各方向について少なくとも１本ずつ
設けることが望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は管路測定方法および
管路測定装置に係り、とくに地下に埋設された管路の位
置経路を測定する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、地上空間の有効利用や景観保全等
の観点から、電話線や送電線の敷設には、従来の架空方
式に代わり、地下管路による埋設方式を利用する場合が
増えており、既設の埋設管路も相当距離に及んでいる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる埋設
管路を各種の土木建築工事において誤って損傷し、例え
ば電話線を切断してしまう事故が発生することがある。
このような事故は単純に施工者の不注意に起因するもの
だけでなく、管路の埋設位置が記録に残されていないこ
とがその原因であることが少なくない。

【０００４】地下管路の設置にあたっては、その保守管
理のためにも、管路の埋設位置を地図上に記録しておく
のが通常であり、地中掘削を伴う各種の工事を行う場合
にはこれを確認するのが原則であるが、特に急速に宅地
造成が行われた都市部の新興住宅地等においては、正確
な埋設位置がわからない管路が相当数存在しているのが
現状であり、埋設後、区画整理や道路の路線変更が行わ
れることもあって、地面を掘り起こしてみて初めて管路
の存在に気付くケースも珍しくない。

【０００５】一方、このような埋設位置が不明な管路に
ついてその測定調査が進められてはいる。しかしながら
現在実施されている調査は、地中に電波を放射し、その
反射波や誘導波を捉えて管の存在を逐一検出してゆくい
わゆる地中レーダ方式によっているため、作業効率が悪
く、調査にはかなりの手間と時間を要している。また地
下には目標とする管路のほかにも、例えばガス管や水道
管、下水管等、様々な埋設構造物が存在するから、従来
の電磁気的な探査方法ではどれが測定対象の管か識別が
容易ではなく、測定結果の信頼性の点でも難があった。

【０００６】そこで本発明の目的は、地下に埋設された
配管経路を効率よく、しかも確実に測定することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成して課題
を解決するため、本発明に係る管路測定方法は、埋設管
路の曲折に追従して撓曲可能な可撓性部材を測定対象で
ある管路内に挿入し、該管路内を移動させることにより
配管経路を測定する管路測定方法であって、前記可撓性
部材の移動距離から管路長を測定する一方、該可撓性部
材とともに撓曲する線状部材を可撓性部材の長手方向に
亙って且つ可撓性部材の壁面に沿って配設し、この線状
部材の一端部を可撓性部材の壁面に固定し、可撓性部材
の撓曲に伴う線状部材他端部と可撓性部材壁面との相対
変位を検出して、該変位量から管路の曲折方向を検出す
る。

【０００８】また、本発明に係る管路測定装置は、測定
対象である埋設管路の曲折に追従して撓曲できる可撓性
部材に、該部材の移動距離を検出する距離測定手段と、
該部材の撓曲から管路の曲折方向を検出する方向測定手
段とを設けた管路測定装置であって、前記方向測定手段
は、一端部を可撓性部材の壁面に固定し、可撓性部材の
長手方向に亙って且つ可撓性部材の壁面に沿って配設し
た、可撓性部材とともに撓曲可能な線状部材と、可撓性
部材の撓曲に伴う線状部材他端部と可撓性部材壁面との
相対変位を検出するセンサ手段とを備え、該センサ手段
により検出された変位量から管路の曲折方向を検出す
る。

【０００９】さらに前記方向測定手段は、鉛直および水
平の各方向について少なくとも１本ずつ線状部材を備
え、これら線状部材の変位から、鉛直および水平方向に
関する管路の曲折を検出する場合がある。

【００１０】

【作用】本発明は、測定すべき管路内に所定長を有する
可撓性部材を挿入し、この部材を管路に沿って移動させ
ることで、該部材の移動距離から管路長を、また該部材
の撓曲状態から管路の曲折方向を検出するもので、これ
により配管経路、例えばあるマンホールから他のマンホ
ールまでどのような経路で管路が設置されているかを連
続的に測定するものである。

【００１１】管路内おける可撓性部材の移動は、例えば
測定を開始する任意のあるマンホール（始点マンホー
ル）から別のマンホール（終点マンホール）まで先ずロ
ープを圧搾空気を利用するなどして圧送し挿通させ、始
点マンホール側のロープ端に可撓性部材を取り付けた
後、終点マンホール側からロープを手繰り寄せて牽引す
ることにより行うことが出来る。尚、可撓性部材自身が
管路内を自走できるよう走行駆動機構（例えばモータや
駆動車輪等）を設けることも可能であるが、装置構造の
複雑化や故障を防ぎ、管路内で該部材を確実に移動させ
るには、かかるロープによる牽引方式によることが望ま
しい。

【００１２】可撓性部材としては、中空の管状部材（チ
ューブ）や柱状部材等を使用することができ、該部材の
長手方向に亙って且つ部材壁面に沿って該部材とともに
撓曲可能な線状部材を設ける。この線状部材としては、
例えばワイヤや金属線、樹脂ロープ、可撓性を有する棒
状部材その他を使用できる。線状部材の一端部は、可撓
性部材の壁面に固定しておく。従って管路の曲折に応じ
て可撓性部材が撓むと、かかる線状部材も撓んで、線状
部材の他端部（固定した一端部と反対側）において、可
撓性部材と線状部材との間に変位（ずれ）が生じる。す
なわち、可撓性部材が撓んだ場合、撓みの外周側では該
部材壁面は伸張する一方、撓みの内周側では該部材壁面
は縮むこととなるから、例えば可撓性部材が線状部材の
配設側に撓んだ場合には、その撓み程度に応じて線状部
材が相対的に（見かけ上）伸びることとなる。また線状
部材配設側と反対側に撓んだ場合には、線状部材は相対
的に縮むこととなる。本発明では、かかる変位量をセン
サ手段により検出し、該検出値に基づいて可撓性部材
（管路）の曲折方向（向きと曲折程度）を測定する。

【００１３】また管路長は、可撓性部材の移動距離から
測定が可能である。具体的測定方法は特に問わないが、
例えば前記センサ手段からの出力データを始点マンホー
ル側で取り出すために可撓性部材の後方側（始点マンホ
ール側）にケーブルを設けた場合には、該ケーブルの送
出長さから移動距離を知ることが出来る。また前に述べ
たように終点マンホール側から可撓性部材をロープで牽
引する場合には、該牽引ロープの巻取り長さからも移動
距離がわかる。

【００１４】可撓性部材に配設する線状部材としては、
鉛直および水平の各方向について少なくとも１本ずつ
（少なくとも計２本）設けることが望ましい。鉛直およ
び水平の両方向に関し、管路の曲折を検出するためであ
る。

【００１５】さらに鉛直および水平の各方向について対
向する位置にそれぞれ線状部材を設け、計４本の部材を
可撓性部材の中心線（中立軸）を中心として放射状に配
設することとしても良く、このような構成によれば、上
位置と下位置とに配した各線状部材の変位から鉛直方向
に関する管路の曲折を、また左位置と右位置とに配した
各線状部材の変位から水平方向に関する管路の曲折をそ
れぞれ確実に検出することが可能となる。

【００１６】

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明の実施例を
説明する。図１は本発明の管路測定装置の一例を示す斜
視図である。図示のようにこの測定装置１０は、管路内
に挿入する可撓性部材として樹脂チューブを用い、該チ
ューブからなる装置本体１１の両端に、フック１２，１
３を介してロープ１４，１５を取付けてなるもので、フ
ック１２側を先頭として管路内に挿入し、ロープ１４で
牽引することにより管路内を移動させ測定を行うもので
ある。先頭側のフック１２は装置本体１１に対し回動自
在に取り付けてある。牽引ロープ１４の捻れが装置本体
１１に伝わり、管路内での移動中に装置本体が回転する
ことを防ぐためである。また、後尾側のロープ１５には
装置本体内部に収容されたセンサ手段（後述する）に対
する給電ケーブルや、センサ手段からの出力信号を送信
するケーブル類１６を内装してあり、さらに装置本体１
１の移動距離を計測するためのスケールを付してある。

【００１７】装置本体１１の内部には、同図（ｂ）およ
び図２に示すように、鉛直および水平の各方向について
対向位置に計４本のワイヤ（線状部材）２１〜２４を設
けてあり、各ワイヤはチューブ１１の内壁面に設置した
ガイド２５により、チューブの長手方向に且つチューブ
内壁面に沿って摺動可能に支持してある。また、各ワイ
ヤ２１〜２４は一端部２１ａ〜２４ａをチューブ壁面に
固定する一方、他端部は、チューブの撓曲に伴うワイヤ
の変位を検出するために、ロータリエンコーダ２７，３
１のスリット円板２８，３２にそれぞれ接続してある。
尚、４１は装置本体１１の回転誤差を検出するためのセ
ンサ装置である。これについては後述する。

【００１８】各スリット円板２８，３２は、それぞれチ
ューブ内に設けた鉛直枢軸２９および水平枢軸３３によ
り回転可能に設置してあり、チューブ１１の撓曲量（ワ
イヤ２１〜２４の変位量）に応じて回転する。例えばチ
ューブ１１が右（図１の紙面手前側）に曲がると、左ワ
イヤ２１は撓みの外周側になって固定端２１ａにより引
っ張られ、右ワイヤ２２は内周側になって固定端２２ａ
により押し出されるから、スリット円板２８は矢印Ａ方
向に回転する。尚、このとき、上ワイヤ２３および下ワ
イヤ２４は変化せず、スリット円板３２は回転しない。
また、チューブ１１が下方に曲がった場合には、上ワイ
ヤ２３が固定端２３ａにより引っ張られ、下ワイヤ２４
が固定端２４ａにより押し出されるから、スリット円板
３２は矢印Ｂ方向に回転する。

【００１９】スリット円板２８，３２の回転角および回
転方向の検出方法は、既存のエンコーダ装置と同様であ
って構わない。すなわち、回転検出器３５で光電素子３
０（エンコーダ３１側は図示せず）からの出力パルスを
計数して回転角を、また出力パルスの位相差から回転方
向を検出する。検出結果は、測定者が監視する表示器１
７に表示する。尚、光電素子３０は、透過型、反射型い
ずれであっても構わない。

【００２０】図３乃至図４に基づいて本装置による測定
原理をより具体的に説明する。まず、図３に示すように
ワイヤ２１〜２４の配設長さをｌ、チューブ１１の内径
（チューブ中心線からワイヤまでの距離）をｒ、管路５
０の曲率半径をＲ_i、中心角をθ（ラジアン）、チュー
ブ１１の撓曲によるワイヤ２１〜２４の伸び又は縮み変
位量をΔｌとすると、チューブの中心線、撓みの外周側
および内周側の各状態から、次式が成立する。

【００２１】ｌ＝Ｒ_i・θ…（式１）ｌ＋Δｌ＝（Ｒ_i＋ｒ）θ…（式２）ｌ−Δｌ＝（Ｒ_i−ｒ）θ…（式３）

【００２２】これらの式に基づいて、ワイヤの変位Δｌ
と管路の曲率半径Ｒ_iの関係式が得られる。Ｒ_i＝ｒ・ｌ／Δｌ…（式４）

【００２３】ワイヤの変位Δｌと、スリット円板２８，
３２の回転角α（ラジアン）との関係は、スリット円板
の半径をｒ₀とすれば、Δｌ＝ｒ₀・αとなるから、スリ
ット円板の回転角αと管路の曲率半径Ｒ_iとの関係は次
式の通りとなる。Ｒ_i＝ｒ・ｌ／ｒ₀・α…（式５）

【００２４】また、スリット円板の半径がチューブの内
径にほぼ等しければ（ｒ₀＝ｒ）、Ｒ_iは次式の通りとな
る。Ｒ_i＝ｌ／α…（式６）

【００２５】図４は測定結果の一例を示す線図である。
今、始点マンホールＰ₁から、終点マンホールＰ₆までの
管路を測定することとすれば、まず、牽引ロープ（１
４）をＰ₁からＰ₆まで挿通させ、該ロープをＰ₆側から
引っ張って管路内で装置本体（１１）を移動させる。Ｐ
₁からＰ₂まではワイヤの変位（スリット円板の回転）は
検出されず、従ってこの間は直線路であることがわか
る。この間の管路長Ｓ₁は後尾側のロープ（１５）のス
ケールにより計測できる。

【００２６】Ｐ₂でワイヤに変位が検出されることによ
り、管路が曲折していることがわかる。そして当該曲折
部Ｐ₂Ｐ₃の曲率半径Ｒ₁は、スリット円板の回転角αか
ら前記式５または式６を用いて算出することができ、管
路長Ｓ₂（Ｐ₂Ｐ₃間の距離）はＳ₁同様、後尾ロープ（１
５）の送出長から計測できるから、管路が再び変化する
地点Ｐ₃（Ｐ₃では管路が再び直線となるからα＝０とな
る）の位置が決定できる。同様にして、管路長Ｓ₃から
管路の変化点Ｐ₄の位置を決定することができ、曲率半
径Ｒ₂および管路長Ｓ₄から点Ｐ₅が、さらに管路長Ｓ₅か
ら点Ｐ₆が決定できる。このように管路の曲率半径Ｒと
管路長Ｓから管路の変化点Ｐを順次決定することによ
り、配管経路を測定することが出来る。

【００２７】尚、鉛直方向に関する管路の曲折（管路の
埋設深度の変化）についても同様にして上下各ワイヤ２
３，２４の変位（スリット円板３２の回転）および管路
長から測定を行えば良い。また、管路が鉛直方向と水平
方向に同時に曲折している場合（例えば左斜め下方や右
斜め上方等）であっても、左右ワイヤと上下ワイヤの両
方の変位検出により、測定が可能である。

【００２８】また、管路移動中に装置本体に回転誤差が
生じた場合には、例えば次のようにして補正を行うこと
が出来る。すなわち、本測定装置では前記フック１２と
装置本体１１間に回転自在な接続機構を設けており、さ
らに装置本体底部１１ａに適当な重りを設置することに
より、各ワイヤが常に鉛直軸Ｖおよび水平軸Ｈ上に位置
するよう装置本体の回転ズレを防止することが出来る。
しかしながらこれらの機構にもかかわらず装置本体１１
が回転ズレを生じた場合に検出データの補正を行うため
に前記センサ装置４１を設けることが出来る。

【００２９】このセンサ装置４１は、図１（ｂ）に示す
ように重り４２を取付けるとともに、装置本体１１の中
心軸と平行な枢軸４４により回転自在に支持したスリッ
ト円板４３を備えたもので、重力作用によりスリット円
板４３は、常に重り４２の配設方向が鉛直方向に一致す
るよう回転するから、この回転を光電センサ（図示せ
ず）により検出し、装置本体の回転を検出できる。今、
図５に示すように装置本体がβだけ回転ズレを起こした
とすると、前記式１〜式３は次式の通りとなる。

【００３０】ｌ＝Ｒ_i・θ…（式７）ｌ＋Δｌ＝（Ｒ_i＋ｒ・ｃｏｓβ）θ…（式８）ｌ−Δｌ＝（Ｒ_i−ｒ・ｃｏｓβ）θ…（式９）

【００３１】従って式４は、Ｒ_i＝ｒ・ｃｏｓβ・ｌ／Δｌ…（式１０）となり、

【００３２】式５および式６は、それぞれ次の通りとな
って、同式に基づいて管路の曲率を算出すれば良いこと
となる。Ｒ_i＝ｒ・ｃｏｓβ・ｌ／ｒ₀・α…（式１１）Ｒ_i＝ｌ・ｃｏｓβ／α…（式１２）

【００３３】本発明は前記実施例に限定されるものでは
ない。特にワイヤの変位を検出するセンサ手段として
は、前記実施例のほかにも様々なセンサ装置を使用する
ことが出来る。例えば、実施例ではスリット円板の回転
を光学的に検出することとしたが、スリット円板の代わ
りに磁石を配列した回転円板を用い、磁気センサにより
該円板の回転を検出するようにしても良い。また、ポテ
ンショメータにより円板の回転を電気抵抗値（出力電
圧）の変化として検出することも可能である。

【００３４】また回転円板によらず、図６に示すように
ワイヤ２１〜２４の変位を、固定端２１ａ〜２４ａの他
端側に設けたセンサ５１により検出することとしても良
い。このセンサ５１としては、例えば図７（ａ）に示す
ようなリニアエンコーダを使用することが出来る。５５
はワイヤ２１（２２〜２４）の変位に伴って移動する平
行スリット板、５６は光電素子である。また、同図
（ｂ）に示すように、ワイヤの変位により摺動する可動
接点５８と、巻線枠５９を備えた直線状のポテンショメ
ータによっても構わない。また、同図（ｃ）に示すよう
にワイヤの端部にバネ６０を取付け、例えば歪ゲージを
利用した圧力センサ６１によりワイヤの変位を張力変化
として検出することも可能である。さらにワイヤの変位
を検出できるものであればこの他にも、既存の各種セン
サを使用して構わない。

【００３５】また、線状部材としてワイヤのほかにも、
例えばピアノ線のような金属線や樹脂製ロープ、棒状部
材その他を使用することも可能である。可撓性部材（チ
ューブ１１）の材質形状も実施例に限定されず、例えば
装置本体の耐久性を高めるためにチューブ壁内に金属線
や樹脂線を巻装配設した樹脂チューブを使用することも
出来る。ただし、管路内には水や塵埃が溜まっているこ
とも多いから、ケーブル１６の導出部を含め装置本体は
密閉構造とし、防水性および防塵性を確保することが望
ましい。

【００３６】チューブ１１の管径および長さ寸法は、測
定対象となる管路に応じて適宜設定することが出来る。
具体的には、管路内に挿入可能で且つ管路の曲折に従っ
て撓曲できるサイズであれば良く、電話ケーブルを収容
した管路を測定する場合には、例えば直径５ｃｍ、全長
５０ｃｍ程度とすることが出来る。尚、本発明はかかる
通信ケーブル用の管路を測定するのに好適なものである
が、これに限られず、他の管路、例えばガス管や上下水
道管路、送電管路等の測定を行うことも勿論可能であ
る。

【００３７】また、方向測定手段（ワイヤ、センサ手
段）は、管路内での移動に伴う損傷を防ぐ等の観点から
実施例のようにチューブ内に配することが望ましいが、
チューブの外側に設けることを禁止するものではない。
例えば可撓性部材（装置本体）として中実部材（柱状
体）を使用し、ワイヤ（線状部材）をチューブ外壁面に
配設することも可能である。尚、この場合には、ワイヤ
を含め装置本体を防水シート材等により被覆し水密を図
れば良い。

【００３８】また、前記実施例では測定データを、ロー
プ１５内に配したケーブル１６を通じて取り出すことと
したが、データの送信を無線で行っても構わない。さら
に、管路の曲率半径および管路長データをコンピュータ
に自動的に取り込んで、配管経路を画像表示するシステ
ムを構成することも可能である。この場合、配管経路を
三次元的に立体表示させることも出来る。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、地
下に埋設された配管経路を効率よく、確実に測定するこ
とが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明に係る管路測定装置の一例を示
す斜視図、（ｂ）は該測定装置の装置本体の斜視断面図
である。

【図２】ワイヤ（線状部材）の配設位置を示す断面図で
ある。

【図３】本発明の測定原理を説明する図である。

【図４】本発明による測定結果の一例を示す線図であ
る。

【図５】装置本体が回転ズレを起こした場合の補正方法
を例示する図である。

【図６】装置本体の別の構成例を示す斜視図である。

【図７】センサ手段を例示する図である。

【符号の説明】

１０管路測定装置１１装置本体（樹脂チューブ）１２，１３フック１４，１５ロープ１６給電及び送信ケーブル類１７表示器２１〜２４ワイヤ２１ａ〜２４ａワイヤの固定部２５ガイド２７，３１ロータリエンコーダ２８，３２，４３スリット円板２９鉛直枢軸３０，５６光電素子３３水平枢軸３５回転検出器４１回転誤差検出用センサ装置４２重り４４枢軸５０管路５１ワイヤ変位検出センサ５５平行スリット板５８可動接点５９巻線枠６０バネ６１圧力センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】埋設管路の曲折に追従して撓曲可能な可撓
性部材を測定対象である管路内に挿入し、該管路内を移
動させることにより配管経路を測定する管路測定方法で
あって、前記可撓性部材の移動距離から管路長を測定する一方、該可撓性部材とともに撓曲する線状部材を可撓性部材の
長手方向に亙って且つ可撓性部材の壁面に沿って配設
し、この線状部材の一端部を可撓性部材の壁面に固定
し、可撓性部材の撓曲に伴う線状部材他端部と可撓性部
材壁面との相対変位を検出して、該変位量から管路の曲
折方向を検出することを特徴とする管路測定方法。
【請求項２】測定対象である埋設管路の曲折に追従して
撓曲できる可撓性部材に、該部材の移動距離を検出する
距離測定手段と、該部材の撓曲から管路の曲折方向を検
出する方向測定手段とを設けた管路測定装置であって、前記方向測定手段は、一端部を可撓性部材の壁面に固定し、可撓性部材の長手
方向に亙って且つ可撓性部材の壁面に沿って配設した、
可撓性部材とともに撓曲可能な線状部材と、可撓性部材の撓曲に伴う線状部材他端部と可撓性部材壁
面との相対変位を検出するセンサ手段とを備え、該センサ手段により検出された変位量から管路の曲折方
向を検出することを特徴とする管路測定装置。
【請求項３】前記方向測定手段は、鉛直および水平の各方向について少なくとも１本ずつ線
状部材を備え、これら線状部材の変位から、鉛直および水平方向に関す
る管路の曲折を検出するものである請求項２に記載の管
路測定装置。