JPS6124791A - トンネル工法における地山挙動自動計測処理システム - Google Patents

トンネル工法における地山挙動自動計測処理システム

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JPS6124791A
JPS6124791A JP14553284A JP14553284A JPS6124791A JP S6124791 A JPS6124791 A JP S6124791A JP 14553284 A JP14553284 A JP 14553284A JP 14553284 A JP14553284 A JP 14553284A JP S6124791 A JPS6124791 A JP S6124791A
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滋 岡田
稲垣 智彦
孝志 河田
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Shimizu Construction Co Ltd
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Shimizu Construction Co Ltd
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  • Underground Structures, Protecting, Testing And Restoring Foundations (AREA)

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、地下備蓄基地、地下発電所等の地下空洞、ト
ンネル(斜坑、立坑、横坑)その他の地下掘削工法に必
要なデータの計測を行い、作図、作表処理して出力する
地下掘削データの自動計測処理システムに関するもので
ある。
〔従来の技術〕
近年、地下掘削工法の1つとしてN A T V (N
ewAustrian Tunneling Meth
od)が注目を集めている。NA’TMは、地山のもつ
強度を有効に利用してトンネルの安定を保つという考え
方の基に、吹付はコンクリート、ロック・ボルト、鋼製
支保工等の支保材を適宜に用いて、地山と一体化したト
ンネル構造物を建設する方法である。NATMでは、現
場計測により施工管理を行い、地山挙動を把握し、力学
的な検討等も行うため、適応性、安全性、経済性に優れ
た特長をもっている。例えば主な計測事項をあげると、
0周辺地山の安定性や一次支保の設計施工の妥当性、さ
らには二次覆工の打設時期等を判断するための内空変位
測定、■トンネル天端の絶対沈下量を監視し断面の変形
状態を知ることによりトンネル天端の安定性を判断する
ための天端沈下測定、■トンネル周辺のゆるみ領域、変
位量を知ることによりロック・ボルトの長さ、設計、施
工の妥当性を判断するための地中変位測定、■ロック・
ボルトにより生じた歪みからロック・ボルト軸力、効果
の確認、ロック・ボルト長、ロック・ボルト径を判断す
るためのロック・ボルト軸力測定、■ロック・ボルトの
耐力から適正定着方法、適正ロック・ボルト長等を判断
するためのロック・ボルト引抜試験、■さらには、覆工
応力測定、地表地中の沈下測定、銅皮保工応力測定、盤
ふくれ測定等がある。この方法によれば、トンネル掘削
により発生する掘削解放応力を、吹付はコンクリート等
の支保材よりも地山に多く分担させることを基本に、安
全で経済的な支保パターン、或いは族エバターンを追求
し、他出自体がもっている支持力を積極的に活用するこ
とができる。そのため、工事中に多くのデータを収集し
、そのデータを分析、評価、さらには対策を提示する一
連の計測管理作業が非常に重要な要素となる。とりわけ
、そのなかでデータを作図、作表して出力するまでを如
何にするかが重要な課題である。しかして作図、作表し
て得られたデータの分析、評価、さらには対策を提示す
ることは、まだ現時点では人間の知能、知識、経験に基
づく高度な判断に100%顛らざるを得ない状況にある
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながらNATMでは、一般に地山条件が悪く、環
境制約条件が厳しく、またトンネル断面が大きくなると
、計測項目、計測断面、計測点、計測頻度等が大幅に増
加する。これらの計測作業やデータ処理作業において、
データ処理作業には計算機を導入することが考えられて
きたが、計測作業にはその自動化に問題があり、依然と
して人手により現場で計測データを野帳に記録してそれ
を手入力する方式が主流を占めている。そのため、これ
らの作業には多大のマン・パワーと時間を必要としてい
た。本発明は、係る点に鑑み、計測作業を自動化し、省
力化を図ると共に地下掘削工法における計測管理作業の
効率化、信幀性の向上をはかった地下掘削データの自動
計測処理システムを提供することを目的とするものであ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
そのために本発明の地下掘削データの自動計測処理シス
テムは、入力手段と出方手段とメニュー・テーブルと作
図、作表テーブルと記憶手段とデータ処理手段とを備え
、出力手段を通してパラメータ入力メニューが表示され
て所定のパラメータが入力され、該入力されたパラメー
タ及び作図、作表テーブルを参照して入力データ及び地
下掘削現場に設置された計測器の計測データについて作
図、作表その他の処理を行い、その処理データを出力す
る地下掘削データの自動計測処理システムであって、パ
ラメータとして、少なくとも各計測器に関して処理間隔
を定めた周期パターンが設定され、データ処理手段は、
該周期パターンの設定に従って各計測器による計測及び
処理を行うように構成したことを特徴とするものである
〔作用〕
本発明の地下掘削データの自動計測処理システムでは、
データ処理手段がメニュー・テーブルを参照することに
より出力手段を通して各種メニューを表示する。このメ
ニューに従ってオペレータが入力項目を選択し、所定の
パラメータ入力や処理の指示を行う。ここで入力された
パラメータ及び作図、作表テーブルを参照することによ
ってデ−タ処理手段が作図、作表処理を行って出力手段
を通して例えば掘削パターンや計測器設置情報リスト等
を出力したり、周期パターンの設定に従って地下掘削現
場の変位等、各計測器の計測データを折れ線グラフ等を
使って図形化し、出力手段を通して出力したりする。そ
して、測定データの値が異常な値を示すと判断した場合
には、その計測点に関しては格別の注意を必要とするこ
とから、それまでの周期パターンに従った計測及び処理
を短くするように周期パターンの再設定を行う。しかし
、測定データの値が異常な値を示したのが1回限りであ
りた場合には、計測ミス或いはノイズと判断してその測
定データを棄却する。
〔発明の実施例〕
以下、実施例を図面を参照しつつ説明する。
第1図は本発明の自動計測処理システムのハードウェア
構成例を示す図、第2図は本発明の1実施例を説明する
′ための機能ブロック図、第3図は掘削パターンに関す
る処理を説明する図、第4図は計器項目の追加登録処理
を説明する図、第5図は周期パターン入力・変更処理を
説明する図、第6図は計測データと周期パターンの制御
を説明する図、第7図はトンネル掘削の例を説明する図
である。図において、1はCPU (中央処理装置)、
2は外部記憶装置(補助記憶装置)、3は入力装置、4
はディスプレイ、5はプリンタ、6はXYプロッタ、7
と13は端末、9はメニュー・テーブル、10はパラメ
ータ、11は作図、作表テーブル、12はデータ処理部
、14は記憶部、15は入出力部をそれぞれ示している
第1図において、外部記憶装置2はCPUI内の主メモ
リと共に各種のプログラムやメニュー・テーブル、ファ
イル、測定データ等を格納するのに使用され、また各種
のプログラム実行のための作業領域にも使用されるもの
である。入力装置3は、キーボードやカセット入力手段
等からなり、画面上に表示されたメニューに従ワてオペ
レータが処理指令やパラメータをキー入力したり、また
、従来の如く現場で野帳に記録してきた計測データを手
入力したり、さらには現場に設けられた例えばカセット
・レコーダを備えた計測手段から取り出してきたカセッ
ト・テープをカセ・ノド入力手段にセットすることによ
り計測データを入力したりするものである。ディスプレ
イ4は、グラフィ・ツク・ディスプレイであって、入力
データその他の所望のデータを表示するものであり、プ
リンタ5及びXYプロッタ6は必要に応じて作図データ
や作表データ等を出力するものである。端末7は地下掘
削現場の各所に設置された計測器と接続され、これらの
計測器をスキャンして計測データを収集し、CPUIか
らの送信要求に応して計測データをCPUIに送出する
ものである。CPU’lは、主メモリや外部記憶装置2
に格納された各種のプログラムを実行するものであり、
まず、メニューをディスプレイ4に表示し、このメニュ
ーの指定に従って各種の処理を行う。メニューには、例
えばパラメータ入力メニュー、作図メニューその他種々
のメニューがある。パラメータ入力メニューでは、■〒
事開始年月日、測点、基点情報等の工事情報、■掘削パ
ターンに関するパラメータ、■計測断面/計測場所に関
するパラメータ、■各計器の設置位置、初期値等の計器
設置情報、■自動計測の制御に関するパラメータ等があ
る。本発明のシステムではこれらのパラメータを設定登
録し、或いは変更をしつつ、各測定データをCPU1で
取り込み、処理して作図、作表を行い、それを出力する
ことによって、これを地下掘削における工事の分析、評
価さらには対策の提示のための資料に供するものである
上述の如き本発明の地下掘削データの自動計測処理シス
テムを機能ブロックで示したのが第2図である。第2図
において、メニュー・テーブル9、パラメータ10、作
図、作表テーブル11が先に説明したメニュー、パラメ
ータ、作図、作表のアルゴリズムが格納されているもの
であり、データ処理部12は、メニュー・テーブル9を
参照して入出力部15にメニューを表示し、また、入出
力部15からの指示を解読してパラメータの設定登録、
変更、計測データの取り込み、作図、作表、入出力部1
5へのデータ出力等所定の処理を行っている。
第3図体)ないしtc)は本発明を適用した掘削パター
ンの例を示している。第3図(a)において、aは分割
線、bは掘削線、Cは吹付はコンクリート線、dは二次
覆工線を示している。このような掘削パターンでは、■
z軸に関して左右対称か否か、■トンネルの径、■掘削
線b、■吹付はコンクリート線C1■左右対称の場合に
は右半分の二次覆工線d等、非対称の場合には右半分と
左半分の両方の二次覆工線d等、についてそれぞれ入力
する。
掘削線すについては、第3図(b)図示の如く、3つの
円弧PI  P2. Pg  Pal、 P3  Pa
の区分数からなり、第3図(C)図示の如くパラメータ
を設定し、この設定が行われると、第3図[a1図示の
如き図形表示が行われる。
また、計器項目の追加登録の場合の表示例を示したのが
第4図である。
計器設置情報に関しては、例えば第4図図示の如きメニ
ューの表示に従って計器数を入力し、そして各計器毎に
位置情報を入力する。さらには、設置日付、初期値等の
設定も行う。これらは、作図、作表テーブル11を参照
することにより計器設置情報として入出力部15からプ
リンタ等を使って出力される。
さらに第5図には地下掘削現場に設置された計器により
自動計測を行うための周期パターンの設定例を示してい
る。
第5図において、Nolは初期値決定後7日以内におけ
る処理の周期を決めたものであり、具体的には12時間
毎に処理を行うことを示している。同様にNo2は初期
値決定後8日以降15日迄が24時間周期で処理を行う
ことを示し、No5に至っては初期値決定後61日以降
になると処理を行わない(60日で処理を終了する)こ
とを示している。
本発明では、先に述べた如く地下掘削現場の各部の変位
その他の地下掘削に必要なデータを自動計測して処理し
、単なる測定データの値を表にした数字の羅列ではなく
、人間が判断資料として有効に利用できるグラフや図形
にしてディスプレイやXYプロッタ、プリンタ等を駆使
して出力するものであるが、このグラフによる変位の出
力例を示したのが第6図である。
第6図において、横軸は時間T、縦軸は変位量τで表し
ている。地下掘削において、切羽付近は地山が安定して
いないため、先に述べた如く計測頻度(周期)を密にし
、時間が経過し地山が安定してくるに伴って計測頻度を
下げている。そしてこのような計測処理のもとにおいて
も、異常な状況が発生した場合には、計測頻度をあげる
ことによって監視強化をさらに図るように配慮される。
即ち、第6図図示破線の如く、計測データの値がそれま
での推移から判断して異常な値を示した場合には次の計
測データを取り込み、■それがこれまでの推移に沿った
値と同傾向のものとして得られたときは、計測データそ
のものが異常(計測ミス、ノイズ等)としてそのデータ
を棄却する。(第6図図示破線の如く推移)■しかし、
計測データの値がそれまでの推移から判断して異常な値
を示し且つ引き続きその傾向が観られる場合には、その
変位に関する計測データの値の動向は格別に注意を必要
とする状態にあると判断できる。従ってこの場合には、
周期パターンを計測頻度の高い周期に再設定しなおす処
理を行っている。(第6図図示一点鎖線の如く推移) なお、計測データは、一般には作図処理により折れ線グ
ラフにして出力されるが、グラフの種類や表示態様、表
示スケール等は、作図、作表テーブル及びパラメータの
設定により適宜選定することが可能である。
例えばトンネルの掘削においては、以上に説明した如き
データの自動計測処理を行うことによって、グラフや図
形、表にして出力された各種のデータをもとに、地山挙
動を把握し力学的な検討を行い、第7図図示地点AやB
の如く掘削幅を広めたり、また第7図図示地点Cの如く
掘削幅を狭めたりして合理的な施工管理を行うものであ
る。また、本発明は、計測を行って地山挙動を把握し力
学的な検討を行いつつ地下掘削を行う工法に適用される
ものであり、トンネル工法に特に限定されるものでない
ことは云うまでもない。
〔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、オペ
レータが表示されたメニューに従って必要なパラメータ
の設定を行うと、地下掘削データが自動計測処理される
ので、オペレータや作業員の負担が大幅に軽減され、計
測データ処理作業の大幅な省力化、迅速化を図ることが
できる。従って、地下掘削施工に際し評価、対策が直ち
に次工程に反映され、より安全で経済性の高い地下掘削
工事の施工が可能となる。また、状況に応じた計測の周
期管理を行うことができるので、悪条件の地山や断面の
変化、幅広い地質条件の変化に柔軟に対応することがで
き、地山に密着した、耐久性のある安定した構造物を作
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の自動計測処理システムのバー“ ドウ
エア構成例を示す図、第2図は本発明の1実施例を説明
するための機能ブロック図、第3図は掘削パターンに関
する処理を説明するための表示例図、同様に第4図は計
器項目の追加登録処理を説明する表示例図、第5図は周
期パターン入力・変更処理を説明する表示例図、第6図
は計測データと周期パターンの制御を説明する図、第7
図はトンネル掘削の例を説明する表示例図である。 1・・・CPU (中央処理装置)、2・・・外部記憶
袋W(補助記憶装置)、3・・・入力装置、4・・・デ
ィスプレイ、5・・・プリンタ、6・・・XYプロッタ
、7と13・・・端末、9・・・メニュー・テーブル、
10・・・パラメータ、11・・・作図、作表テーブル
、12・・・データ処理部、14・・・記憶部、15・
・・入出力部。 特許出願人  清水建設株式会社 代理人弁理士 阿 部  龍 吉 偉 1 面 イ 31!1 (α)(b) 14 図 ’f  S 図 プ 61!1 婢 71!I AB     (。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)入力手段と出力手段とメニュー・テーブルと作図
    、作表テーブルと記憶手段とデータ処理手段とを備え、
    出力手段を通してパラメータ入力メニューが表示されて
    所定のパラメータが入力され、該入力されたパラメータ
    及び作図、作表テーブルを参照して入力データ及び地下
    掘削現場に設置された計測器の計測データについて作図
    、作表その他の処理を行い、その処理データを出力する
    地下掘削データの自動計測処理システムであって、パラ
    メータとして、少なくとも各計測器に関して処理間隔を
    定めた周期パターンが設定され、データ処理手段は、該
    周期パターンの設定に従って各計測器による計測及び処
    理を行うように構成したことを特徴とする地下掘削デー
    タの自動計測処理システム。
  2. (2)周期パターンは、初期値決定後時間の経過に従っ
    て処理間隔が長くなるように周期が設定されたことを特
    徴とする特許請求の範囲第(1)項に記載の地下掘削デ
    ータの自動計測処理システム。
  3. (3)データ処理手段は、計測データの値が前回の値と
    比較し異常な値と判断した場合には周期パターンの内容
    を処理間隔が短くなるように再設定し、その後の計測デ
    ータの値が上記前回の値と比較し異常な値ではなくなっ
    たことを条件に周期パターンの再設定を解除するように
    構成したことを特徴とする特許請求の範囲第(2)項に
    記載の地下掘削データの自動計測処理システム。
JP14553284A 1984-07-13 1984-07-13 トンネル工法における地山挙動自動計測処理システム Granted JPS6124791A (ja)

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JPS6124791A true JPS6124791A (ja) 1986-02-03
JPH0543839B2 JPH0543839B2 (ja) 1993-07-02

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11519765B2 (en) 2017-05-17 2022-12-06 Fujitsu Limited Control device, communication system, and control method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5766294A (en) * 1980-10-09 1982-04-22 Hazama Gumi Position indicator for shielded excavator

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US11519765B2 (en) 2017-05-17 2022-12-06 Fujitsu Limited Control device, communication system, and control method
DE112017007555B4 (de) 2017-05-17 2024-01-11 Fujitsu Limited Steuervorrichtung, Kommunikationssystem und Steuerverfahren

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JPH0543839B2 (ja) 1993-07-02

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