JPS58137704A

JPS58137704A - 地下垂直孔の変位測定方法およびその装置

Info

Publication number: JPS58137704A
Application number: JP1889582A
Authority: JP
Inventors: Masaji Sekigawa; 関河　正次
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 1982-02-10
Filing date: 1982-02-10
Publication date: 1983-08-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、主として地下に垂直に穿孔されている孔の変
位或いはねじれ等を測定する方法および装置に関する。

地下連続壁工事などでは地下掘削機を吊りワイヤで重力
方向に吊り下げ、下げ振りの効果で鉛直方向に掘削する
工法が行われている。

この工法は掘削機の自重による鉛直性により掘削精度を
たもとうとするものであるが、掘削地層の硬軟や掘削機
の回転刃の反力等により掘削機に水平方向のずれ、傾斜
およびねじれを生じ掘削が設定掘削位置から外れる場合
がある。

これに対処するために、従来より掘削機の位置すなわち
孔の変位を検出し、掘削機が設定掘削位置から外れると
掘削機の位置修正を行って、穿孔の掘削制御を′行うこ
とが試みられている。

しかしながら、従来の方法の多くは掘削機に傾斜計を取
付は単に掘削機の傾斜を検出して掘削機の位置修正を行
うものであり、一方掘削機には傾斜のほか水平方向のず
れ、さらにはねじれを生じ従来の方法ではこれらの変位
については充分に対処できなかった。また傾斜計の他に
変位量を測定し、これらの測定値を演算器で処理して掘
削機の変位、ねじれ等を検出する方法も本出順人によっ
て提案されているが、この方法は重錘を掘削機と掘削機
との相対位置を測定して変位量を測定し、また傾斜計で
掘削機の鉛直方向に対する傾斜量を測定するなどの複雑
な手段によっているので、演算器などを必要とするとい
う欠点がある。

本発明の目的は、上記したような煩しい手段或いは方法
を用いることなく、簡単な手段によって垂直孔の変位量
を直接読み取ることの出来る垂直孔の変位量測定方法お
よびその装置を提供しようとするものである。

以下図面を参照して本発明の実施例について説明する。

第１図に示すように、下端に光Ｉ１１を有する下げ振り
光源体２をユニバーサルジヨイント部３を介して基準点
からリール４によってワイヤのような紐体５で吊り下げ
る。一方光源１に対向して設けられている座標６を有す
るカメラ部７の上方端部を、光源体２の中心よりやや下
方に設けられている球状の軸受体８にユニバーサルシミ
インド的に全方向に屈曲できるように取付ける。また第
１図に図示はされていないが測定すべき孔に沿って上下
動する検査素子体にカメラ部７を固定する。

今孔が垂直方向にまっすぐであるとすると、検査素子体
、従ってカメラ部７は鉛直方向を示し、光源体２も第２
図に示されているように鉛直方向を示す。従ってカメラ
９で座標６を読むと、光源は座標６の中心０を示し、孔
が変位していないことを読みとることができる。

ところで孔が基準点（基準線）Ｃ１−から変位している
と、検査素子体従ってカメラ部７も、ｗＡ３図に示すよ
うに変位する。というのは光源体２はユニバサルジョイ
ント部３を介して吊られており、またカメラ部７は球状
軸受８によって光源体２と連結されているからである。

従って、この場合カメラ９で座標を読むと、光源１は第
４図に示すように中心点Ｏから左の方へＯ′だ【ブ変位
している。

この変位１ｉｘは、ユニバーサルジヨイント部Ｊ３と球
状軸受体８までの距離をａ１重畳体８と光源１との距離
をｂとすると、相似三角形の定理によりｂ）従って目盛６にはａ／ｂの比で同心的に目盛を付けてお
けば、カメラによって直接孔の変位−Ｊ）よび方向を読
み取ることかできる。

５− ところで、この座標で読みとった変位量は、一般にはき
わめてまれではあるが、ねじれ量を含むことがある。そ
こで実際の測定に当っては、純粋な変位とねじれとを別
々に測定するために、上記した装置を２個圓隔をおいて
設ける。すなわち第５図に示すように、検査素子体に間
隔Ｓをおいて２個のカメラ部７．が固定される。なお図
示の例では、孔りに沿って移動する検査素子体として掘
削１１Ｍが示され、こ、の掘削機Ｍは吊りワイヤＷによ
り下げ振りの原理により図示されていない櫓のシープよ
り吊り下げられており、掘削機の自重と吊りワイヤＷの
張力の差に相当する力で、かつ下げ振りの効果により鉛
直方向に掘削されるようになっている。

このように間隔Ｓをおいて設置されていると、２つの目
盛を読むことによって、孔すなわち検査素子体或いは掘
削機の変位量を直接知ることができる。例えば第６図に
示すように同一方向（図面において上方）に、同一大き
さ変位していれば、単純変位でねじれは含まれていない
。そしてその−〇− 変位量×は、記述したように目盛６から直接読み取るこ
とができる。なお、変位している位置（深さ）は、光源
体２を吊っている紐体の繰り出し長さで知ることができ
る。また第７図に示すように変位の方向が反対になって
いるときは、検査素子体Ｍの中心Ｏを軸としてねじれて
いる。そのねじれ角はｔａｎθ−Ｘ／　（ｓ／２）　＝
２．　　ｘ／　’ｓを満たす角であり、Ｓは既知で、×
は直接読みとれるので、簡単にねじれ角を篩用すること
ができる。更に第８図に示すように、変位の方向が逆で
かつ大きさが異なる（　Ｘ＞　Ｘ−）ときは、ねじれの
中心は検査素子体Ｍの中心Ｏから０へと移動しているこ
とになる。そしてその移動量００は（ｘ−ｘ′）／（Ｘ
＋　Ｘ−）Ｘ　（ｓ／２）で、またねじれ角θは　ｔａ
ｎθ＝　　ｘ／　（（ｓ／２＋７？））＝　　（ｘ＋　
ｘ′）／Ｓをみたす角であるが、Ｓは既知であり、また
ｘ１×′は直接読みとることでできるので、ねじれの中
心点およびねじれ角は簡単に知ることができる。

以上説明したように、本発明の測定方法によると、鉛直
孔の基準線からの変位およびねじれ量が直接に読みとれ
るので１．実用上の効果は大きく、例えばビットの回転
によって地下孔を切削する掘削機に適用されると、掘削
機の位置の修正が簡単に出来る。また本発明に係る測定
方法が鋼管杭の垂直精度の測定にそのまま適用できるこ
とは明らかである。なおこの場合はカメラ部が固定され
るのは、掘削機ではなく、別に用意される検査素子体で
奏ることは勿論である。

次に本発明を実施した測定装置の好ましい例を第９図を
参照して説明する。この測定装置は、吊り下げ光源体２
０と、カメラ部４０とから成っている。

吊り下げ光源体２０は、先端に光１１２２を有する棒状
の下げ振り休２３と、この下げ振り体を案内する管状体
２４とから概略構成されている。下げ振り体２３は、上
方部にユニバーサルジヨイント部２５を有し紐状体２６
によって基準点から吊られ、上下動の微調整ができるよ
うになっている。

また下げ振り体２３の管状体２４に位置する部分には、
オイルの通路２６．２６・・・を有するガイド２７．２
７が固定され、管状体に固着されている上下の一対のス
トッパ２８．２８と協働するようになっている。

本発明を実施した測定装置は、一般に泥水中【・用いら
れるので、泥水圧とバランスさせるために、＠置内には
透明オイルが封入される。そのために管状体２４の上方
端はフレキシブルカバー２９を介してキャップ体３０に
結合され、）端部分も同様にフレキシブルカバー３１を
介して後述するカメラ部の上方端に結合されている。な
おキトツノ体３０は、上部球座３２を下部球座３３を有
し、その上方にキャップ３４を有する。また管状体２４
は下方部分で縮径されて、この縮径された部分３５に上
部球座３６と下部球座３７とから成る球状軸受体３８が
取付けられている。なお縮径された部分の下端にはウェ
イト３９が固着されている。

カメラ部４０は、その全体は箱状体を呈しでいる。そし
て筋はされていないが適当な手段に五つ９− て掘削機或いは検査素子体に固定され得るようになって
いる。カメラ部の箱状体４１の底部には工業用テレビカ
メラ４２と、座標４３を照明するための照明装置４４と
が設けられている。座標４３は、光源２２或いはレンズ
２１と対向して設けられ、全体としては略椀状に形成さ
れ、本発明の方法のところで述べたように、同心的に目
盛が施されている。輪状体４１の上方部分は小径になっ
ていて、この小径部分４５によって、球状軸受体３８に
ユニバーサルジヨイント的に取付けられている。なおこ
の輪状体４１内にも透明なオイルが封入されている。ま
箱状体４１と小径部分４５とはフレキシブルカバー４８
で仕切られているが、これらの闇の圧力バランスをとる
ため輻！４９で連絡されている。なお４７はベロフラム
シリンダを、４６はプラグをそれぞれ示す。

本発明に係る測定装置は、以上のように構成されている
ので、光源２２を上下動させて、焦点を合わせて、測定
に供されるが、下げ振り光源体２０には、光１１２２と
上方のユニバーサルジョイン１０− ト部２５と、管状体２４の縮径部分３５には球状軸受体
３８を有し、座標４３とカメラ４２とを備えたカメラ部
４０は球状軸受体３８に全方向に自由に結合されている
ので、記述した本発明の測定方法に、説明するまでもな
く使用され得ることは明らかである。なおテレビカメラ
４２座標の下側すなわち光源の反対側に設けられるので
、座標は一般に透明材質によって形成される。しかしカ
メラを光源側に設置するときは、透明座標を使用する必
要はない。なおこのときはカメラは下げ振り光源体と共
にその向きを変更するように、例えばウェイト３９の近
くに設けるのが望ましい。また掘削機と共に使用される
ときは、切削土砂が泥水にして排出される関係上、泥水
圧とバランスさせるためにオイルが封入されるが、用途
によっ工はこの透明オイルは必要でなく、耐圧構造にす
れば掘削機に使用するときでもオイルは不要である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第８図は本発明に係る測定方法を説明する
ための図であって、第１図、第３図はその原理を説明す
るための模式図、第２図、第４図は第１図、第３図にそ
れぞれ相当する座標の平面図、第５図は本発明の詳細な
説明するための側面図、第６図、第７図、第８図は第５
図において矢ｍＡ−Ａでみた座標部分を示す図で色々な
興った変位状態を示す平面図、第９図は本発明の測定方
法に使用する測定装置の１実施例を示す断面正向図であ
る。２０−・・下げ振り光源体　　２２−・・光Ｉ！２３・
・・下げ振り体　　２４・・・管状体　　２５・・・ユ
ニバーサルジヨイント部　　３８・・・球状軸受体　　
４０・・・カメラ部　　４２・・・カメラ　　４３・・
・座標特許出願人　鹿島建設株式会社第１図　　　　　第３図第２図　　　　第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　下端に光源を有する下げ振り光源体を上方端の
ユニバーサルジヨイント部を介して基準点から吊り下げ
、前記光源に対向する位置に設けられている座標を読み
とるようになっているカメラ部の端部を前記光源体の略
中閤部にユニバーサルジヨイント的に連結し、そして該
カメラ部を被測定孔に沿って上下動する検査素子体に取
付け、該検査素子体の基準点からの変位およびねじれを
、前記座標から直接読み取ることを特徴とする地下垂直
孔の変位測定。
（２）　検査素子体として掘削機本体を用いる特許請求
の範囲の第１項記載の測定方法。
（３）　基準点からユニバーサルジヨイント部を介して
吊り下げられる下げ振り光源体と、被測定孔に沿って上
下動される検査素子体に取付けられ前記光源体の光源に
対向して設けられている座標を働えたカメラ部とから成
り、前記光１体は、先端に光源を有し上下動の微調整が
可能な下げ振り体と、内部に前記下げ振り体を案内する
ための通路を有する管状体と、鎖管状体の下方部の外周
に取付けられている球状軸受体とより成り、前記カメラ
部は、その下方端に前記座標の目盛を読みとるためのカ
メラを有し、その上方端は前記球状軸受体にユニバーサ
ルジヨイント的に取付けられ、前記座標の目盛は、前記
下げ振り体の光源が垂直位置を示す点を中心として同心
的に形成されていることを特徴とする地下垂直孔の変位
測定＠瞳。