JPS60225007A

JPS60225007A - トンネル形状計測装置

Info

Publication number: JPS60225007A
Application number: JP8240384A
Authority: JP
Inventors: Hisanori Uchino; 内野　久則
Original assignee: Yokogawa Hokushin Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1984-04-24
Filing date: 1984-04-24
Publication date: 1985-11-09

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】〈産業上の利用分野〉本発明は、トンネル掘削の際、ダイナマイトの爆発によ
って出来るトンネル穴の形状を計測し、以後の掘削予測
管理に応用しようとするためのトンネル形状計測装置に
関するものである。

〈従来技術〉第１図（イ）、（ロ）に、トンネル掘削の際、ダイナマ
イト爆破で生じた破砕後の断面を示す。

第１図（イ）は、ダイナマイト爆破模のトンネルの正面
図、第１図（ロ）は第１図（イ）に示丈Ｙ−Ｙ＝断面図
である。

ココにおいて、第１図（ロンに示プトンネル穴の先端部
Ａのその断面形状を測定することは、次に述べる理由に
より、極めて重要である。

■トンネルの最終仕上げ寸法より、必要以上に大きな穴
ができれば、余分な箇所にコンクリートを流し込まなけ
ればならず、コンクリートを余計に必要とする。

■トンネルの最終仕上げ寸法より、小さな穴ができれば
、コンクリートの必要な強度が得られないため、トンネ
ル穴を更に大きくしなければならない。

■この断面形状により、次の破砕について、仕掛けるべ
きダイナマイトの位置及び本数を決める。

次に、従来のトンネル穴の断面形状の測定について第２
図を用いて説明する。

第２図はトンネル穴の断面を示している。

初めに、トンネルの底面よりｈの高さを定め、この高さ
の水平面上に穴の径を２等分し、この点を原点Ｏと定め
る。そして、ｏＸを基線として、Ｏの回りの角度をｎ等
分する。次に各々の角度において、原点Ｏがらトンネル
の穴の壁面までの距離ｒ１をめる。

第２図においては、θｊ−ｊθの角度に対応する距１Ｉ
ＩＩｌｒ、は次のようにしてめる。即ら、原点Ｏより、
伸縮自在な棒をθｊの方向に向番ブで伸ばしていき、１
ヘンネルの壁面に接触するまで伸ばす。

この棒がトンネルの壁面に接触したことを目視で確認し
てから、この棒の長さを巻尺等で計る。

または、巻尺の一端を適当な棒の先端に固定し、原点０
からθｊの点までの距離を直接巻尺で読み取る。

このような方法で、０組の測定値（ｒ、、θ１）、（ｒ
２．θ２）、・・・、（ｒ３．θ、）、・・・・・・、
（ｒｎ　、θｎ）が得られる。これらの値により、トン
ネル穴の断面形状を決定する。

しかしながら、この測定では、多数の測定点を人手にた
よって計測するので、多くの時間を要し、また、人手が
掛かる割りには、測定精度が良くないという問題点があ
った。

〈発明の目的〉本発明は、上述した問題点についてなされたもので、ダ
イナマイト爆破によって生じたトンネル穴の断面形状の
測定を自動化し、測定精度の向上と測定時間の短縮化、
更には、それ以降の掘削管理予測を実現することを目的
とする。

〈発明の構成さ以上により本発明は、超音波送受波器を用いてトンネル
壁面までの距離を計るものであり、その構成は、回転手
段と、この回転手段の回転軸に回転可能に取り付けられ
た超音波送受波器と、前記回転手段の回転制御及び前記
超音波送受波器からトンネルの壁面に対して超音波を送
受波する時間から前記トンネルの壁面までの距離を算出
する制御測定部よりなるトンネル形状測定装置である。

〈実施例〉本発明を実施した例を第３図（ａ）、（ｂ）に示す。

第３図において、１は移動可能な台車であり、この台車
１の上には、回転手段としてのサーボモータ２が固定さ
れている。更に、このサーボモータ２の回転軸３の中心
は、高さがｈに定められ、この回転軸３には、先端部に
超音波送受波器４が設置された長さａの測定アーム５が
、測定アーム固定具６によって取り付けられている。こ
こで、高さｈ及び測定アームａの長さは任意に設定でき
る。７はサーボモーラダ１の回転量フィードバック信号
発生部であり、このフィードバック信号と超音波送受波
器５からの送受波信号は、制御測定部８において演算制
御が行なわれ、また、測定値表示が行なわれる。

第３図（ｂ）はこの装置の正面図であり、測定アーム５
は矢印θ方向に数度おきにステップ状に回転し、超音波
送受波器４により超音波が送受波され、測定が行なわれ
る。

次に、測定１ｉＩＪ御部８の構成を第４図に示す。

この測定制御部８は、タイミング回路８１、このタイミ
ング回路からのタイミング信号を受け、サーボモータ１
の回転角度を決定する位置設定回路８２、この位置設定
回路８２の信号とフィードバック信号発注部７からのフ
ィードバック信号を受けてこれを増幅しサーボモータ１
へ信号を供給するナーボ増幅器８３、タイミング回路８
１からのタイミング信号と超音波送受波器５からの信号
を受けて距離を演算する演算回路８４、この演算回路８
４の出力を表示する表示部８５よりなる。

このように構成された本発明の装置は、次のように操作
される。

初めに、第１図（ｂ）において、マニュアル動作で原点
０の位置にこの台車１を固定する。

次に、例えば、θ＝１０６と設定する。初めのタイミン
グ信号が発信されると、測定制御部８内の位置設定回路
８２の信号により、測定アーム５はθ＝０°の位置に止
まり、超音波送受波器５　／）１らトンネル壁面に向か
って超音波が送波され、トンネル壁面で反射された超音
波は再び、超音波送受波器５に戻る。音速を■、超音波
の往復の時間をＴｏｓ原点０から超音波送受波器５まで
の距離をａとすると、原点０からトンネル壁面までの距
離Ｒｏは次式で表わされる。

ＲＯ＝　ａ　＋　Ｖ　Ｔ　ｏ　／　２この演算を演算回路８４で行ない、測定された距離は、
表示部８５で表示または記録を行なう。

次のタイミング信号が発信すると、今度は、リーーボモ
ータが１０’回転し、再び、超音波送受波器４から超音
波が送波され、同様の動作によってこのときの原点０か
らトンネル壁面までの距１１１Ｒ１が測定、記録される
。

このようにして、次々にθ＝２０’　、３０’　。

・・・・・・、１８００の位置の距離Ｒ２、Ｒ３、・・
・・・・。

Ｒ＋ａの測定が行なわれる。

なお、θの大きさは任意に設定してよい。

また、測定アームの長さａはトンネルの形状に合わせて
伸縮自在に長さを設定できるようにしておく。

これらの測定を行なって、記録された距離のデータに従
ってトンネルの形状を決定することができ、次の作業工
程であるダイナマイトの位置、本数を予測することがで
きる。

〈発明の効果〉以上述べたように、本発明によれば、ダイナマイト爆破
によって生じたトンネル穴の断面形状の測定を自動化し
、測定精度の向上と測定時間の短縮化と同時に次以陪の
掘削予測管理、即ら、工程全体の作業管理をを実現する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）、（ロ）はダイナマイ］・で破砕されたト
ンネルの断面図、第２図は、従来のトンネル断面形状を測定でる方法を説
明するための図、第３図（ａ＞、（ｂ）は本発明の実施例による４・・・
超音波送受波器、５・・・測定アーム、６・・・測定ア
ーム固定部、７・・・フィードバック信号発信部、８・・・測定制御部、８１・・・測定制御部、８２・・・位ｉｌｌ定回路、８
３・・・サーボ増幅器、８４・・・演算部、８５・・・
表示部。第１図（イ２（０）第２図第３図（Ｑン（ｂ〕

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回転手段と、この回転手段の回転軸に回転可能に
取り付けられた超音波送受波器と、前記回転手段の回転
制御及び前記超音波送受波器からトンネルの壁面に対し
て超音波を送受波する時間から前記トンネルの壁面まで
の距離を算出する制御測定部よりなるトンネル形状測定
装置。