JPH11324560A - トンネル内空断面測定システムおよび該測定システムを用いたトンネル掘削方法 - Google Patents
トンネル内空断面測定システムおよび該測定システムを用いたトンネル掘削方法Info
- Publication number
- JPH11324560A JPH11324560A JP10127398A JP12739898A JPH11324560A JP H11324560 A JPH11324560 A JP H11324560A JP 10127398 A JP10127398 A JP 10127398A JP 12739898 A JP12739898 A JP 12739898A JP H11324560 A JPH11324560 A JP H11324560A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】「余掘り」量を自動的に計測可能にするととも
に、計測断面の位置を正確に把握する。 【解決手段】トンネル７内空断面をレーザーの回転によ
り計測する内空断面計測器５、ターゲット４および内空
断面計測用制御装置３が搭載されたトンネル掘削装置９
と、切羽後方で前記ターゲットを視準可能な位置に配設
されたレーザー照射器２ａおよび位置計測用制御装置２
ｂと、前記ターゲットの視準により内空断面計測器の位
置を算出し、内空断面計測器の水準を自動設定する手段
と、前記内空断面計測器によりトンネルの余掘り量を算
出する手段とを備えたシステム。
に、計測断面の位置を正確に把握する。 【解決手段】トンネル７内空断面をレーザーの回転によ
り計測する内空断面計測器５、ターゲット４および内空
断面計測用制御装置３が搭載されたトンネル掘削装置９
と、切羽後方で前記ターゲットを視準可能な位置に配設
されたレーザー照射器２ａおよび位置計測用制御装置２
ｂと、前記ターゲットの視準により内空断面計測器の位
置を算出し、内空断面計測器の水準を自動設定する手段
と、前記内空断面計測器によりトンネルの余掘り量を算
出する手段とを備えたシステム。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル内空断面
測定システムおよび該測定システムを用いたトンネル掘
削方法の技術分野に属する。
測定システムおよび該測定システムを用いたトンネル掘
削方法の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】トンネ
ルの掘削において、設計断面の通り正確に掘削すること
は困難であり、大きく掘削されて「余掘り」が出たり、
逆に小さく掘削されて「あたり」が出たりする。「余掘
り」量はそのまま、吹付けコンクリートや二次覆工コン
クリートのロスにつながり、逆に「あたり」は設計断面
を侵さないようにあたりとり（こそく）が必要となり、
掘削サイクルのロスとなる。従って、この「余掘り」、
「あたり」の量を正確に把握することにより、掘削方法
の改善を行い、その量を削減してコストの低減を図るこ
とが必要になる。また、現在のコストダウンの流れの中
では、これらのロスを減らすための「余掘り」の管理は
重要な課題となっている。
ルの掘削において、設計断面の通り正確に掘削すること
は困難であり、大きく掘削されて「余掘り」が出たり、
逆に小さく掘削されて「あたり」が出たりする。「余掘
り」量はそのまま、吹付けコンクリートや二次覆工コン
クリートのロスにつながり、逆に「あたり」は設計断面
を侵さないようにあたりとり（こそく）が必要となり、
掘削サイクルのロスとなる。従って、この「余掘り」、
「あたり」の量を正確に把握することにより、掘削方法
の改善を行い、その量を削減してコストの低減を図るこ
とが必要になる。また、現在のコストダウンの流れの中
では、これらのロスを減らすための「余掘り」の管理は
重要な課題となっている。
【０００３】従来から「余掘り」については常に問題に
なる割には、目視により「多い」、「少ない」程度のラ
フな管理が行われ、近年になって内空断面計測器が出回
るようになり、掘削後の断面形状が計測できるようにな
ったところである。
なる割には、目視により「多い」、「少ない」程度のラ
フな管理が行われ、近年になって内空断面計測器が出回
るようになり、掘削後の断面形状が計測できるようにな
ったところである。
【０００４】しかしながら、いくら「余掘り」があるの
か、どの部分が「余掘り」となっているのか、トンネル
延長のどの位置を計測しているのか等々、全てが計測者
の手作業となり、多くの断面を計測管理するには非常な
労力を要するという問題を有している。また、切羽作業
中は切羽近傍の計測はできず、逆に計測中は掘削作業が
待機となってしまう。
か、どの部分が「余掘り」となっているのか、トンネル
延長のどの位置を計測しているのか等々、全てが計測者
の手作業となり、多くの断面を計測管理するには非常な
労力を要するという問題を有している。また、切羽作業
中は切羽近傍の計測はできず、逆に計測中は掘削作業が
待機となってしまう。
【０００５】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
であって、「余掘り」量を自動的に計測可能にするとと
もに、計測断面の位置を正確に把握することができるト
ンネル内空断面測定システムを提供することを目的と
し、さらに、該測定システムを用いて計測中にも掘削作
業を行うことができるトンネル掘削方法を提供すること
を目的とする。
であって、「余掘り」量を自動的に計測可能にするとと
もに、計測断面の位置を正確に把握することができるト
ンネル内空断面測定システムを提供することを目的と
し、さらに、該測定システムを用いて計測中にも掘削作
業を行うことができるトンネル掘削方法を提供すること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のトンネル内空断面測定システムは、トンネ
ル内空断面をレーザーの回転により計測する内空断面計
測器、ターゲットおよび内空断面計測用制御装置が搭載
されたトンネル掘削装置と、切羽後方で前記ターゲット
を視準可能な位置に配設されたレーザー照射器および位
置計測用制御装置と、前記ターゲットの視準により内空
断面計測器の位置を算出し、内空断面計測器の水準を自
動設定する手段と、前記内空断面計測器によりトンネル
の余掘り量を算出する手段とを備えたことを特徴とし、
また、本発明のトンネル内空断面測定システムを用いた
トンネル掘削方法は、得られた余掘り量のデータに基づ
いて、発破パターンあるいは掘削方法を修正することを
特徴とする。
に、本発明のトンネル内空断面測定システムは、トンネ
ル内空断面をレーザーの回転により計測する内空断面計
測器、ターゲットおよび内空断面計測用制御装置が搭載
されたトンネル掘削装置と、切羽後方で前記ターゲット
を視準可能な位置に配設されたレーザー照射器および位
置計測用制御装置と、前記ターゲットの視準により内空
断面計測器の位置を算出し、内空断面計測器の水準を自
動設定する手段と、前記内空断面計測器によりトンネル
の余掘り量を算出する手段とを備えたことを特徴とし、
また、本発明のトンネル内空断面測定システムを用いた
トンネル掘削方法は、得られた余掘り量のデータに基づ
いて、発破パターンあるいは掘削方法を修正することを
特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１および図２は、本発明のト
ンネル内空断面測定システムの１実施形態を示し、図１
は、全体構成図、図２は測定方法を説明するための図で
ある。
を参照しつつ説明する。図１および図２は、本発明のト
ンネル内空断面測定システムの１実施形態を示し、図１
は、全体構成図、図２は測定方法を説明するための図で
ある。
【０００８】図１において、トンネル７の切羽７ａの近
傍にはドリルジャンボ９が設置され、切羽に対して穿孔
作業が行われる。ドリルジャンボ９には、プロフィーラ
ー（内空断面計測器）５、ターゲット４、プロフィーラ
ー制御パソコン（内空断面計測用制御装置）３が搭載さ
れている。トンネル７の切羽後方には、レーザー照射器
２ａと位置計測用制御装置２ｂを有するトータルステー
ション２が配設され、プロフィーラー制御パソコン３お
よびターゲット４との間で無線通信により信号の授受を
行う。また、作業員はハンディターミナル１を携帯して
おり、トータルステーション２に無線通信により信号を
出力する。さらに、プロフィーラー制御パソコン３の信
号は事務所パソコン（管理用制御装置）６と無線通信に
よりデータの送受信を行う。
傍にはドリルジャンボ９が設置され、切羽に対して穿孔
作業が行われる。ドリルジャンボ９には、プロフィーラ
ー（内空断面計測器）５、ターゲット４、プロフィーラ
ー制御パソコン（内空断面計測用制御装置）３が搭載さ
れている。トンネル７の切羽後方には、レーザー照射器
２ａと位置計測用制御装置２ｂを有するトータルステー
ション２が配設され、プロフィーラー制御パソコン３お
よびターゲット４との間で無線通信により信号の授受を
行う。また、作業員はハンディターミナル１を携帯して
おり、トータルステーション２に無線通信により信号を
出力する。さらに、プロフィーラー制御パソコン３の信
号は事務所パソコン（管理用制御装置）６と無線通信に
よりデータの送受信を行う。
【０００９】プロフィーラー５は、レーザー照射器、該
照射器を回転させる回転機構および自動水準機構を有
し、レーザー光を回転させながら設定角度でトンネル７
の内空断面の距離を測定する装置である。また、ターゲ
ット４には反射鏡が前後２枚ついておりレーザー照射器
２ａからのレーザー光を受ける位置の違いでプロフィー
ラー５の位置とドリルジャンボ９の傾斜を計測可能にし
ている。従って、ターゲット４とレーザー照射器２ａ
は、作業重機等によりレーザーが遮られない見通しのよ
い位置に設置され、トータルステーション２は三次元の
座標を有している。
照射器を回転させる回転機構および自動水準機構を有
し、レーザー光を回転させながら設定角度でトンネル７
の内空断面の距離を測定する装置である。また、ターゲ
ット４には反射鏡が前後２枚ついておりレーザー照射器
２ａからのレーザー光を受ける位置の違いでプロフィー
ラー５の位置とドリルジャンボ９の傾斜を計測可能にし
ている。従って、ターゲット４とレーザー照射器２ａ
は、作業重機等によりレーザーが遮られない見通しのよ
い位置に設置され、トータルステーション２は三次元の
座標を有している。
【００１０】次に、図２により、上記構成からなる本発
明のトンネル内空断面測定システムの計測方法について
説明する。作業員はハンディターミナル１によりトータ
ルステーション２の位置計測用制御装置２ｂに命令を送
り、これによりレーザー照射器２ａによりターゲット４
を視準する。この動作によりターゲット４の三次元座
標、およびこれを搭載しているドリルジャンボ９の上下
左右の傾き、回転角度を計測する。さらに、ターゲット
４とプロフィーラー５の相対位置を把握しているため、
プロフィーラー５についてもプロフィラー５に上下左右
の傾き、回転角度を計算することができ、これを基に、
プロフィーラー５の水準設定を自動で行う。これで計測
準備が完了する。
明のトンネル内空断面測定システムの計測方法について
説明する。作業員はハンディターミナル１によりトータ
ルステーション２の位置計測用制御装置２ｂに命令を送
り、これによりレーザー照射器２ａによりターゲット４
を視準する。この動作によりターゲット４の三次元座
標、およびこれを搭載しているドリルジャンボ９の上下
左右の傾き、回転角度を計測する。さらに、ターゲット
４とプロフィーラー５の相対位置を把握しているため、
プロフィーラー５についてもプロフィラー５に上下左右
の傾き、回転角度を計算することができ、これを基に、
プロフィーラー５の水準設定を自動で行う。これで計測
準備が完了する。
【００１１】次に、ハンディターミナル１からプロフィ
ーラー制御パソコン３に計測開始の命令を送ると、指定
した計測断面の計測が行われる。この計測から得られた
データをプロフィーラー制御パソコン３で処理し、余掘
り量を算出し、計測断面形状を設計断面形状とともに表
示する。
ーラー制御パソコン３に計測開始の命令を送ると、指定
した計測断面の計測が行われる。この計測から得られた
データをプロフィーラー制御パソコン３で処理し、余掘
り量を算出し、計測断面形状を設計断面形状とともに表
示する。
【００１２】穿孔作業が終わりドリルジャンボ９が退避
すると、事務所パソコン６から計測データ転送の命令を
プロフィーラー制御パソコン３に送る。データの管理に
ついては、プロフィーラー制御パソコン３と事務所パソ
コン６の間でＰＨＳ等を介してデータの送受信を行い、
事務所側にて管理する。さらに、このデータをもとに、
以降の掘削で余掘り量を減らすように、発破掘削におけ
る発破パターン、あるいは機械掘削における目標掘削ラ
イン、掘削方法等を修正し、計測結果を反映させて効率
的な管理を行うようにしている。
すると、事務所パソコン６から計測データ転送の命令を
プロフィーラー制御パソコン３に送る。データの管理に
ついては、プロフィーラー制御パソコン３と事務所パソ
コン６の間でＰＨＳ等を介してデータの送受信を行い、
事務所側にて管理する。さらに、このデータをもとに、
以降の掘削で余掘り量を減らすように、発破掘削におけ
る発破パターン、あるいは機械掘削における目標掘削ラ
イン、掘削方法等を修正し、計測結果を反映させて効率
的な管理を行うようにしている。
【００１３】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変
更が可能である。例えば、上記実施形態においてはドリ
ルジャンボに適用しているが、ＴＭＢ等その他のトンネ
ル掘削装置に適用可能である。
たが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変
更が可能である。例えば、上記実施形態においてはドリ
ルジャンボに適用しているが、ＴＭＢ等その他のトンネ
ル掘削装置に適用可能である。
【００１４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、下記の特有な作用効果が奏される。 （イ）余掘り量が自動的に計測、算出することができる
とともに、計測した断面の正確な位置を把握することが
できる。 （ロ）設計断面と計測断面を表示することができ、どの
部分が余掘りとなっているのかを把握することができ
る。 （ハ）トータルステーションおよびターゲットを用いる
ことにより内空断面計測器の水準設定が自動的に行わ
れ、計測器設置の手間がなくなる。 （ニ）計測器の据え付け作業が不要で、余掘り計測の操
作がリモコンによる簡単な操作で行えるため、従来に比
べて大幅に労力を削減することができる。 （ホ）計測器を掘削装置に搭載することにより、切羽作
業中に計測することができ、掘削と計測の同時作業が可
能となる。 （ヘ）無線通信により切羽・掘削装置上のパソコンと現
場事務所とで、計測データのやりとりが行え、リアルタ
イムなデータ管理が可能である。 （ト）計測データをリアルタイムに得ることにより、以
降の掘削に対して、迅速に発破パターン、あるいは機械
掘削における目標掘削ラインの修正ができ、これによ
り、余掘り削減の対応が、掘削作業後すぐに以降の掘削
に反映させることができる。
によれば、下記の特有な作用効果が奏される。 （イ）余掘り量が自動的に計測、算出することができる
とともに、計測した断面の正確な位置を把握することが
できる。 （ロ）設計断面と計測断面を表示することができ、どの
部分が余掘りとなっているのかを把握することができ
る。 （ハ）トータルステーションおよびターゲットを用いる
ことにより内空断面計測器の水準設定が自動的に行わ
れ、計測器設置の手間がなくなる。 （ニ）計測器の据え付け作業が不要で、余掘り計測の操
作がリモコンによる簡単な操作で行えるため、従来に比
べて大幅に労力を削減することができる。 （ホ）計測器を掘削装置に搭載することにより、切羽作
業中に計測することができ、掘削と計測の同時作業が可
能となる。 （ヘ）無線通信により切羽・掘削装置上のパソコンと現
場事務所とで、計測データのやりとりが行え、リアルタ
イムなデータ管理が可能である。 （ト）計測データをリアルタイムに得ることにより、以
降の掘削に対して、迅速に発破パターン、あるいは機械
掘削における目標掘削ラインの修正ができ、これによ
り、余掘り削減の対応が、掘削作業後すぐに以降の掘削
に反映させることができる。
【図１】本発明のトンネル内空断面測定システムの１実
施形態を示す全体構成図である。
施形態を示す全体構成図である。
【図２】図１の測定方法を説明するための図である。
２ａ…レーザー照射器 ２ｂ…位置計測用制御装置 ３…内空断面計測用制御装置 ４…ターゲット ５…内空断面計測器 ７…トンネル ９…トンネル掘削装置
Claims (5)
- 【請求項１】トンネル内空断面をレーザーの回転により
計測する内空断面計測器、ターゲットおよび内空断面計
測用制御装置が搭載されたトンネル掘削装置と、切羽後
方で前記ターゲットを視準可能な位置に配設されたレー
ザー照射器および位置計測用制御装置と、前記ターゲッ
トの視準により内空断面計測器の位置を算出し、内空断
面計測器の水準を自動設定する手段と、前記内空断面計
測器によりトンネルの余掘り量を算出する手段とを備え
たことを特徴とするトンネル内空断面測定システム。 - 【請求項２】トンネルの設計断面と計測断面を表示する
ことを特徴とする請求項１記載のトンネル内空断面測定
システム。 - 【請求項３】前記内空断面計測用制御装置および位置計
測用制御装置をリモコンで動作させることを特徴とする
請求項１又は２記載のトンネル内空断面測定システム。 - 【請求項４】内空断面計測用制御装置を無線通信で現場
事務所の管理用制御装置と接続したことを特徴とする請
求項１ないし３のいずれかに記載のトンネル内空断面測
定システム。 - 【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載のトンネル
内空断面測定システムを用い、得られた余掘り量のデー
タに基づいて、発破パターンあるいは掘削方法を修正す
ることを特徴とするトンネル掘削方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10127398A JPH11324560A (ja) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | トンネル内空断面測定システムおよび該測定システムを用いたトンネル掘削方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10127398A JPH11324560A (ja) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | トンネル内空断面測定システムおよび該測定システムを用いたトンネル掘削方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11324560A true JPH11324560A (ja) | 1999-11-26 |
Family
ID=14959015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10127398A Pending JPH11324560A (ja) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | トンネル内空断面測定システムおよび該測定システムを用いたトンネル掘削方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11324560A (ja) |
Cited By (12)
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|---|---|---|---|---|
| JP2002168617A (ja) * | 2000-12-01 | 2002-06-14 | Shinei Denshi Keisokki Kk | トンネル等の管状物計測装置及びシステム |
| WO2007000492A1 (en) * | 2005-06-29 | 2007-01-04 | Sandvik Mining And Construction Oy | Arrangement for positioning rock drilling rig on drilling site |
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-
1998
- 1998-05-11 JP JP10127398A patent/JPH11324560A/ja active Pending
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Legal Events
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