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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023013661
(43)【公開日】2023-01-26
(54)【発明の名称】トンネル用注入システム
(51)【国際特許分類】
E21D 11/00 20060101AFI20230119BHJP
E21D 9/00 20060101ALI20230119BHJP
【ＦＩ】
E21D11/00 A
E21D9/00 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021118010
(22)【出願日】2021-07-16
(71)【出願人】
【識別番号】591029921
【氏名又は名称】フジモリ産業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100085556
【弁理士】
【氏名又は名称】渡辺 昇
(74)【代理人】
【識別番号】100115211
【弁理士】
【氏名又は名称】原田 三十義
(72)【発明者】
【氏名】坂根 一聡
【テーマコード（参考）】
2D155
【Ｆターム（参考）】
2D155BA05
2D155BA09
2D155JA05
2D155LA12
2D155LA13
2D155LA15
2D155LA16
2D155LA17
(57)【要約】
【課題】トンネルの周りの空間や地山へ充填材を注入するシステムにおいて、安価な構成で作業管理の利便性を高める。
【解決手段】トンネル用注入システム６のリモートコントロールユニット４０のポンプ操作入力部４１によって、運転開始、停止等のポンプ操作入力を受け付ける。制御基板３１のポンプ制御部３２ａによって、ポンプ操作入力に応じて注入ポンプ１１を制御する。
制御系２０の注入センサ２１，２２によって、注入装置１０における注入量又は注入圧を含む注入データを取得する。制御基板３１のデータ中継部３５を介して、スマートフォン等のコンピューターデバイス５０によって、注入データをシリアルに受け取り、蓄積注入データとして記憶するとともに、蓄積注入データを所定タイミング又は出力指令に応じて出力する。
【選択図】図２
【解決手段】トンネル用注入システム６のリモートコントロールユニット４０のポンプ操作入力部４１によって、運転開始、停止等のポンプ操作入力を受け付ける。制御基板３１のポンプ制御部３２ａによって、ポンプ操作入力に応じて注入ポンプ１１を制御する。
制御系２０の注入センサ２１，２２によって、注入装置１０における注入量又は注入圧を含む注入データを取得する。制御基板３１のデータ中継部３５を介して、スマートフォン等のコンピューターデバイス５０によって、注入データをシリアルに受け取り、蓄積注入データとして記憶するとともに、蓄積注入データを所定タイミング又は出力指令に応じて出力する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
トンネルの周りの空間又は地山へ充填材を注入するシステムであって、
注入ポンプと、該注入ポンプから延びる注入管と、該注入管の先端部に設けられたノズルを含む注入装置と、
前記注入装置を制御する制御系と、を備え、前記制御系が、
前記注入装置における注入量又は注入圧を含む注入データを取得する１又は複数の注入センサと、
前記注入ポンプの運転開始及び停止を含むポンプ操作入力を受け付けるポンプ操作入力部と、
前記ポンプ操作入力に応じて前記注入ポンプを制御するポンプ制御部と、前記注入データを受け取り、シリアルに出力するデータ中継部とを有する制御基板と、
前記データ中継部からの注入データをシリアルに受け取り、蓄積注入データとして記憶するとともに、前記蓄積注入データを所定タイミング又は出力指令に応じて出力するコンピューターデバイスと、
を含むことを特徴とするトンネル用注入システム。
注入ポンプと、該注入ポンプから延びる注入管と、該注入管の先端部に設けられたノズルを含む注入装置と、
前記注入装置を制御する制御系と、を備え、前記制御系が、
前記注入装置における注入量又は注入圧を含む注入データを取得する１又は複数の注入センサと、
前記注入ポンプの運転開始及び停止を含むポンプ操作入力を受け付けるポンプ操作入力部と、
前記ポンプ操作入力に応じて前記注入ポンプを制御するポンプ制御部と、前記注入データを受け取り、シリアルに出力するデータ中継部とを有する制御基板と、
前記データ中継部からの注入データをシリアルに受け取り、蓄積注入データとして記憶するとともに、前記蓄積注入データを所定タイミング又は出力指令に応じて出力するコンピューターデバイスと、
を含むことを特徴とするトンネル用注入システム。
【請求項2】
前記コンピューターデバイスが、前記制御基板と接続されたスマートフォン又はタブレットであることを特徴とする請求項１に記載のトンネル用注入システム。
【請求項3】
前記制御基板又は前記コンピューターデバイスが、前記注入量又は注入圧が設定値に達したか否かを前記注入データに基づいて判定する判定部と、前記設定値に達したと判定されたとき発報指令を出す発報指令部とを含み、
前記ポンプ操作入力部と、前記発報指令を受けて作動する発報部とが、携行可能なリモートコントロールユニットに設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のトンネル用注入システム。
前記ポンプ操作入力部と、前記発報指令を受けて作動する発報部とが、携行可能なリモートコントロールユニットに設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のトンネル用注入システム。
【請求項4】
前記コンピューターデバイスが、前記設定値の設定入力部を含む請求項３に記載のトンネル用注入システム。
【請求項5】
前記リモートコントロールユニットには、前記注入量のリセット指令を受け付けるリセット入力部が設けられ、
前記コンピューターデバイスが、前記制御基板を介して受け取った時間的に隣接する２つのリセット指令の間の注入データを一群の蓄積注入データとして区画することを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載のトンネル用注入システム。
前記コンピューターデバイスが、前記制御基板を介して受け取った時間的に隣接する２つのリセット指令の間の注入データを一群の蓄積注入データとして区画することを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載のトンネル用注入システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、充填材を注入するシステムに関し、特に、トンネルの周りの空間又は地山への注入システムに関する。
【背景技術】
【0002】
施工から長い年月が経ったトンネルにおいては、覆工背面に空洞が形成されている場合がある。新築トンネルにおいても工法によっては掘削孔と覆工との間に空隙が形成され得る。このようなトンネルの周りの空間（空洞、空隙）をそのままにすると、地山の崩落などを招くおそれがある。そこで、モルタルや発泡ウレタン等の充填材を前記空間に注入する作業が行われる（特許文献１、２等参照）。
【0003】
具体的には、注入ポンプから延びる注入管の先端のノズルを前記空間に臨ませて、注入ポンプを駆動する。注入作業中、流量計によって注入量を計測し、圧力計によって注入圧を計測する。計測信号は、チャートレコーダーに出力されてチャート紙に記録される。注入量や注入圧の計測値が所定に達したら、注入ポンプを停止する。
【0004】
山岳トンネル施工の補助工法においてトンネルの周りの地山に充填材を注入することも知られている（特許文献３等参照）。特許文献３においては。プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）を用いて注入作業の管理を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第６３６０９２２号公報
【特許文献2】特開２００３－３５０９５号公報
【特許文献3】特開２０２１－０８０６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
前記計測信号を記録したチャート紙は、作業日報の作成や作業内容の管理に利用できる。しかし、保存、解析、編集等には不便である。運転中にチャート紙やインクを使い切ったり、チャート紙が歪んでいて送紙不能になったりする等の出力エラーも起きやすい。一方、特許文献３に開示されたＰＬＣ等を備えた高価な管理システムは、経済的に導入しづらい面もある。
本発明は、かかる事情に鑑み、トンネルの周りの空間や地山へ充填材を注入するシステムにおいて、安価な構成で作業管理の利便性を高めることを目的とする。
本発明は、かかる事情に鑑み、トンネルの周りの空間や地山へ充填材を注入するシステムにおいて、安価な構成で作業管理の利便性を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記課題を解決するため、本発明は、トンネルの周りの空間又は地山へ充填材を注入するシステムであって、
注入ポンプと、該注入ポンプから延びる注入管と、該注入管の先端部に設けられたノズルを含む注入装置と、
前記注入装置を制御する制御系と、を備え、前記制御系が、
前記注入装置における注入量又は注入圧を含む注入データを取得する１又は複数の注入センサと、
前記注入ポンプの運転開始及び停止を含むポンプ操作入力を受け付けるポンプ操作入力部と、
前記ポンプ操作入力に応じて前記注入ポンプを制御するポンプ制御部と、前記注入データを受け取り、シリアルに出力するデータ中継部とを有する制御基板と、
前記データ中継部からの注入データをシリアルに受け取り、蓄積注入データとして記憶するとともに、前記蓄積注入データを所定タイミング又は出力指令に応じて出力するコンピューターデバイスと、を含むことを特徴とする。これによって、安価な構成で作業管理の利便性を高めることができる。
注入ポンプと、該注入ポンプから延びる注入管と、該注入管の先端部に設けられたノズルを含む注入装置と、
前記注入装置を制御する制御系と、を備え、前記制御系が、
前記注入装置における注入量又は注入圧を含む注入データを取得する１又は複数の注入センサと、
前記注入ポンプの運転開始及び停止を含むポンプ操作入力を受け付けるポンプ操作入力部と、
前記ポンプ操作入力に応じて前記注入ポンプを制御するポンプ制御部と、前記注入データを受け取り、シリアルに出力するデータ中継部とを有する制御基板と、
前記データ中継部からの注入データをシリアルに受け取り、蓄積注入データとして記憶するとともに、前記蓄積注入データを所定タイミング又は出力指令に応じて出力するコンピューターデバイスと、を含むことを特徴とする。これによって、安価な構成で作業管理の利便性を高めることができる。
【0008】
前記コンピューターデバイスが、前記制御基板と接続されたスマートフォン又はタブレットであることが好ましい。これによって、安価なコンピューターデバイスを提供できる。ひいては注入システムを安価に構築できる。更に、コンピューターデバイスによる蓄積注入データの表示や設定値の設定入力が可能になる。
【0009】
前記制御基板又は前記コンピューターデバイスが、前記注入量又は注入圧が設定値に達したか否かを前記注入データに基づいて判定する判定部と、前記設定値に達したと判定されたとき発報指令を出す発報指令部とを含むことが好ましい。
前記ポンプ操作入力部と、前記発報指令を受けて作動する発報部とが、携行可能なリモートコントロールユニットに設けられていることが好ましい。
好ましくは、注入管の先端ノズルを操作する作業者が、リモートコントロールユニットを携行する。前記作業者は、リモートコントロールユニットによって、注入ポンプを遠隔操作できる。さらに、発報部の作動によって、注入量又は注入圧が設定値に達したことを把握できる。
前記ポンプ操作入力部と、前記発報指令を受けて作動する発報部とが、携行可能なリモートコントロールユニットに設けられていることが好ましい。
好ましくは、注入管の先端ノズルを操作する作業者が、リモートコントロールユニットを携行する。前記作業者は、リモートコントロールユニットによって、注入ポンプを遠隔操作できる。さらに、発報部の作動によって、注入量又は注入圧が設定値に達したことを把握できる。
【0010】
前記コンピューターデバイスが、前記設定値の設定入力部を含むことが好ましい。
前記リモートコントロールユニットには、前記注入量のリセット指令を受け付けるリセット入力部が設けられていることが好ましい。
前記リセット指令は、１の注入対象箇所への注入作業の開始又は終了の合図となる。
前記コンピューターデバイスが、前記制御基板を介して受け取った時間的に隣接する２つのリセット指令の間の注入データを一群の蓄積注入データとして区画することが好ましい。前記一群の蓄積注入データを、前記１の注入対象箇所に対するデータとして特定することができる。
前記リモートコントロールユニットには、前記注入量のリセット指令を受け付けるリセット入力部が設けられていることが好ましい。
前記リセット指令は、１の注入対象箇所への注入作業の開始又は終了の合図となる。
前記コンピューターデバイスが、前記制御基板を介して受け取った時間的に隣接する２つのリセット指令の間の注入データを一群の蓄積注入データとして区画することが好ましい。前記一群の蓄積注入データを、前記１の注入対象箇所に対するデータとして特定することができる。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、トンネルの周りの空間や地山へ充填材を注入するシステムにおいて、安価な構成で作業管理の利便性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の一実施形態を図面にしたがって説明する。
図１は、施工から長い年月が経過して、補修が必要となったトンネル１を示す。トンネル１の覆工３の背面と地山２との間には空洞４（トンネルの周りの空間）が形成されている。空洞４に充填材５を注入して、空洞４を埋めることによって、トンネル１を補修する。
図１は、施工から長い年月が経過して、補修が必要となったトンネル１を示す。トンネル１の覆工３の背面と地山２との間には空洞４（トンネルの周りの空間）が形成されている。空洞４に充填材５を注入して、空洞４を埋めることによって、トンネル１を補修する。
【0014】
図１に示すように、補修には、トンネル用注入システム６が用いられている。注入システム６は、注入装置１０と、制御系２０を備えている。注入装置１０は、注入ポンプ１１と、注入管１２と、ノズル１３を含む。注入ポンプ１１は、作業車７Ａの荷台に搭載されている。注入ポンプ１１の出口ポートからフレキシブルホースからなる注入管１２が延びている。注入管１２の先端部にノズル１３が設けられている。充填材５が、注入ポンプ１１から圧送され、注入管１２を通って、ノズル１３から吐出される。
【0015】
充填材５としては、例えば発泡ウレタンが用いられている。発泡ウレタンの原料のＡ液とＢ液が互いに別の注入ポンプから圧送されて合流される。図１においては、片方の液用の注入管だけ、ないしは合流後の注入管だけを図示する。
【0016】
注入装置１０は制御系２０によって制御される。図１に示すように、制御系２０は、１又は複数の注入センサ２１，２２と、制御ユニット３０と、リモートコントロールユニット４０を含む。注入センサ２１，２２によって、充填材５の注入量、注入圧、注入流速等の注入データが取得される。注入センサ２１，２２は、注入管１２に設けられているが、注入ポンプ１１と注入管１２との間に介在されていてもよく、ノズル１３に設けられていてもよい。
【0017】
注入センサとしては、充填材５の注入流量（ｋｇ／ｍｉｎ）ひいては注入量（ｋｇ）を計測する流量計２１と、充填材５の注入圧（ＭＰａ）を計測する圧力計２２が含まれる。Ａ液用の注入管とＢ液用の注入管にそれぞれ注入センサが設けられていてもよい。注入管の流れ方向に離れて２つ以上の圧力計が設けられていてもよい。図示は省略するが、更に注入センサとして、充填材５の注入流速を計測する流速計が含まれていてもよい。
【0018】
図１に示すように、制御ユニット３０は、作業車７Ａの荷台に搭載された架台８に収容されている。好ましくは、制御ユニット３０は、注入ポンプ１１の駆動電流等の影響を受けないよう、注入ポンプ１１から離して配置されている。図２に示すように、制御ユニット３０は、制御基板３１と、スマートフォン５０（コンピューターデバイス）を含む。制御基板３１は、マイクロコントローラユニット（以下「ＭＣＵ」と称す）３２と、信号変換器３３，３４を含む。
【0019】
図２に示すように、ＭＣＵ３２は、ポンプ制御部３２ａとしての機能と、判定部３２ｂとしての機能と、発報指令部３２ｃとしての機能と、データ中継部３５の主要部としての機能とを有している。ポンプ制御部３２ａとしてのＭＣＵ３２には、リモートコントロールユニット４０と、注入ポンプ１１とが接続されている。ＭＣＵ３２（ポンプ制御部３２ａ）は、リモートコントロールユニット４０によるポンプ操作入力に応じて、注入ポンプ１１を制御する。
【0020】
判定部３２ｂとしてのＭＣＵ３２は、充填材５の注入量及び注入圧の少なくとも一方が設定値に達したか否かを注入データに基づいて判定する。ＭＣＵ３２（判定部３２ｂ）のメモリーには、設定注入量（注入量の設定値）及び設定注入圧（注入圧の設定値）が記憶されている。設定注入量及び設定注入圧は、上書き、修正可能である。
発報指令部３２ｃとしてのＭＣＵ３２は、判定部３２ｂによって注入量又は注入圧が設定値に達したと判定されたとき、発報指令を出す。
発報指令部３２ｃとしてのＭＣＵ３２は、判定部３２ｂによって注入量又は注入圧が設定値に達したと判定されたとき、発報指令を出す。
【0021】
図１に示すように、リモートコントロールユニット４０は、作業者Ａ，Ｂが携行可能である。好ましくは、高所作業車７Ｂに乗ってノズル１３を操作する作業者Ｂがリモートコントロールユニット４０を携行する。
図２に示すように、リモートコントロールユニット４０には、入切ボタン４１（ポンプ操作入力部）、リセットボタン４２（リセット入力部）、ブザー４３（発報部）等が設けられている。入切ボタン４１は、注入ポンプ１１の運転開始及び停止を含むポンプ操作入力を受け付ける。入切ボタン４１は、好ましくはフリップフロップ式である。入切ボタン４１に連なる信号線４１ｃは、ポンプ制御部３２ａとしてのＭＣＵ３２と接続されている。
図２に示すように、リモートコントロールユニット４０には、入切ボタン４１（ポンプ操作入力部）、リセットボタン４２（リセット入力部）、ブザー４３（発報部）等が設けられている。入切ボタン４１は、注入ポンプ１１の運転開始及び停止を含むポンプ操作入力を受け付ける。入切ボタン４１は、好ましくはフリップフロップ式である。入切ボタン４１に連なる信号線４１ｃは、ポンプ制御部３２ａとしてのＭＣＵ３２と接続されている。
【0022】
リセットボタン４２は、リセット指令を受け付ける。リセットボタン４２に連なる信号線４２ｃは、判定部３２ｂ及びデータ中継部３５としてのＭＣＵ３２と接続されている。
発報指令部３２ｃとしてのＭＣＵ３２からの信号線４３ｃが、ブザー４３に接続されている。
発報指令部３２ｃとしてのＭＣＵ３２からの信号線４３ｃが、ブザー４３に接続されている。
【0023】
信号線４１ｃ，４２ｃ，４３ｃは１本のケーブル４４に収容されている。ケーブル４４は、注入管１２に這わされるように配線されていてよく、注入管１２から離して配線されていてもよい。
なお、リモートコントロールユニット４０と制御基板３１とが、無線通信接続されていてもよい。
なお、リモートコントロールユニット４０と制御基板３１とが、無線通信接続されていてもよい。
【0024】
図２に示すように、データ中継部３５の主要部としてのＭＣＵ３２には、注入センサ２１，２２と、スマートフォン５０とが接続されている。注入センサ２１，２２とＭＣＵ３２との間には、Ａ／Ｄ変換器３３が介在されている。ＭＣＵ３２とスマートフォン５０とは、例えばＵＡＲＴ／ＲＳ２３２Ｃ変換器３４及びＲＳ２３２Ｃ／ＵＳＢ変換ケーブル３６を介して、有線接続されている。ＭＣＵ３２と変換器３３，３４とによって、データ中継部３５が構成されている。データ中継部３５は、注入センサ２１，２２からの注入データを受け取り、スマートフォン５０へシリアルに出力する。
【0025】
図３に示すように、スマートフォン５０は、ＣＰＵ５１と、記憶部５２と、ディスプレイ５３（表示入力部）と、通信部５４を含む。記憶部５２には、注入作業管理のためのプログラムの格納部５２ｐと、蓄積注入データの格納部５２ｄとが設けられている。ＣＰＵ５１が各プログラムにしたがって処理を実行する。プログラムとしては、注入データを受け取って蓄積するためのプログラム５５ａ、設定注入量及び設定注入圧を設定するためのプログラム５５ｂ、蓄積注入データのリアルタイム表示、閲覧、送信などの出力のためのプログラム５５ｃ等を含む。
表示入力部５３には、例えば注入状況表示５３ａ、データ蓄積開始・終了ボタン５３ｂ、設定メニューボタン５３ｃ、閲覧メニューボタン５３ｄ等が表示される。
表示入力部５３には、例えば注入状況表示５３ａ、データ蓄積開始・終了ボタン５３ｂ、設定メニューボタン５３ｃ、閲覧メニューボタン５３ｄ等が表示される。
【0026】
トンネル用注入システム６によって、次のようにして、トンネル１の補修が行われる。
＜事前処理＞
予め、トンネル１を点検して、空洞４の位置（注入対象箇所）を確認する。
トンネル用注入システム６のスマートフォン５０の表示入力部５３の設定メニューボタン５３ｃをタッチして、設定画面を表示させ、トンネル１の名称や場所等のトンネル特定情報、空洞４の位置等の注入対象箇所特定情報等を入力し、更には、空洞４に注入すべき充填材５の設定注入量及び設定注入圧の設定入力を行う。設定注入量は、空洞４の大きさの実測値又は推定値、並びに充填材５となる発泡ウレタンの発泡倍率から設定できる。このとき、スマートフォン５０は設定入力部として機能する。設定注入量及び設定注入圧は、スマートフォン５０からＭＣＵ３２へ送られて、ＭＣＵ３２のメモリーに記憶される。
その後、作業者Ａは、データ蓄積開始・終了ボタン５３ｂをタッチする。これに応じて、スマートフォン５０は、データ蓄積開始指令を受け付け、注入データの取得・蓄積モードに入る。
＜事前処理＞
予め、トンネル１を点検して、空洞４の位置（注入対象箇所）を確認する。
トンネル用注入システム６のスマートフォン５０の表示入力部５３の設定メニューボタン５３ｃをタッチして、設定画面を表示させ、トンネル１の名称や場所等のトンネル特定情報、空洞４の位置等の注入対象箇所特定情報等を入力し、更には、空洞４に注入すべき充填材５の設定注入量及び設定注入圧の設定入力を行う。設定注入量は、空洞４の大きさの実測値又は推定値、並びに充填材５となる発泡ウレタンの発泡倍率から設定できる。このとき、スマートフォン５０は設定入力部として機能する。設定注入量及び設定注入圧は、スマートフォン５０からＭＣＵ３２へ送られて、ＭＣＵ３２のメモリーに記憶される。
その後、作業者Ａは、データ蓄積開始・終了ボタン５３ｂをタッチする。これに応じて、スマートフォン５０は、データ蓄積開始指令を受け付け、注入データの取得・蓄積モードに入る。
【0027】
＜注入工程＞
ノズル１３側の作業者Ｂは、覆工３に開けた穴３ｃにノズル１３を挿し込み、ノズル１３の先端を空洞４に臨ませる。続いて、リモートコントロールユニット４０の入切ボタン４１を押下する。
入切ボタン４１の押下によって、注入開始を指令するポンプ操作信号がリモートコントロールユニット４０からＭＣＵ３２へ出される。ＭＣＵ３２は、前記ポンプ操作信号に応じて、注入ポンプ１１へ運転開始の制御信号を出す。これに応じて、注入ポンプ１１が駆動される。これによって、充填材５が、注入ポンプ１１から圧送され、注入管１２を経て、ノズル１３から空洞４内に注入される。
ノズル１３側の作業者Ｂは、覆工３に開けた穴３ｃにノズル１３を挿し込み、ノズル１３の先端を空洞４に臨ませる。続いて、リモートコントロールユニット４０の入切ボタン４１を押下する。
入切ボタン４１の押下によって、注入開始を指令するポンプ操作信号がリモートコントロールユニット４０からＭＣＵ３２へ出される。ＭＣＵ３２は、前記ポンプ操作信号に応じて、注入ポンプ１１へ運転開始の制御信号を出す。これに応じて、注入ポンプ１１が駆動される。これによって、充填材５が、注入ポンプ１１から圧送され、注入管１２を経て、ノズル１３から空洞４内に注入される。
【0028】
＜注入データ取得工程＞
注入工程の実施期間中、流量計２１によって瞬時の注入流量（ｋｇ／ｍｉｎ）ひいては積算の注入量（ｋｇ）が計測されるとともに、圧力計によって注入圧（ＭＰａ）が計測される。これらの計測信号は、制御基板３１へ送られ、Ａ／Ｄ変換器３３によってデジタル変換されたうえで、ＭＣＵ３２に入力される。ＭＣＵ３２（データ中継部３５）は、これら注入量及び注入圧からなる注入データを現在時間の情報とともに、スマートフォン５０へ送られる。スマートフォン５０のＣＰＵ５１は、受け取った注入データ及び時間情報を蓄積注入データとして、記憶部５２の蓄積注入データ格納部５２ｄに蓄積する。
注入工程の実施期間中、流量計２１によって瞬時の注入流量（ｋｇ／ｍｉｎ）ひいては積算の注入量（ｋｇ）が計測されるとともに、圧力計によって注入圧（ＭＰａ）が計測される。これらの計測信号は、制御基板３１へ送られ、Ａ／Ｄ変換器３３によってデジタル変換されたうえで、ＭＣＵ３２に入力される。ＭＣＵ３２（データ中継部３５）は、これら注入量及び注入圧からなる注入データを現在時間の情報とともに、スマートフォン５０へ送られる。スマートフォン５０のＣＰＵ５１は、受け取った注入データ及び時間情報を蓄積注入データとして、記憶部５２の蓄積注入データ格納部５２ｄに蓄積する。
【0029】
＜蓄積注入データ出力（リアルタイム注入状況表示）＞
好ましくは、ＣＰＵ５１は、注入作業中のトンネル１ないしは空洞４の蓄積注入データを用いて、リアルタイムの注入状況表示５３ａを作成して、ディスプレイ５３に表示出力する。例えば、注入状況表示５３ａは、注入量及び注入圧の経時変化を表したグラフや、注入量及び注入圧等の注入データの数値を表記した表などを含む。これによって、作業者Ａは、注入状況をリアルタイムで的確に把握することができる。スマートフォン５０がチャートレコーダーの代わりになるから、従来のアナログ式のチャートレコーダーが不要となる。チャート紙やインクが切れて記録不能等となるおそれを解消できる。
好ましくは、ＣＰＵ５１は、注入作業中のトンネル１ないしは空洞４の蓄積注入データを用いて、リアルタイムの注入状況表示５３ａを作成して、ディスプレイ５３に表示出力する。例えば、注入状況表示５３ａは、注入量及び注入圧の経時変化を表したグラフや、注入量及び注入圧等の注入データの数値を表記した表などを含む。これによって、作業者Ａは、注入状況をリアルタイムで的確に把握することができる。スマートフォン５０がチャートレコーダーの代わりになるから、従来のアナログ式のチャートレコーダーが不要となる。チャート紙やインクが切れて記録不能等となるおそれを解消できる。
【0030】
＜注入管理＞
併行して、判定部３２ｂとしてのＭＣＵ３２が、注入量及び注入圧の少なくとも一方が設定値に達したか否かを、注入データに基づいて判定する。注入量及び注入圧の何れかが設定値に達したときは、発報指令部３２ｃとしてＭＣＵ３２から発報指令がリモートコントロールユニット４０のブザー３５へ送られる。これを受けたブザー４３が報知音を出力する。
併行して、判定部３２ｂとしてのＭＣＵ３２が、注入量及び注入圧の少なくとも一方が設定値に達したか否かを、注入データに基づいて判定する。注入量及び注入圧の何れかが設定値に達したときは、発報指令部３２ｃとしてＭＣＵ３２から発報指令がリモートコントロールユニット４０のブザー３５へ送られる。これを受けたブザー４３が報知音を出力する。
【0031】
これによって、作業者Ｂは、注入量又は注入圧が設定値に達したことを把握できる。
好ましくは、注入量が設定値に達したときの報知音（出力）と、注入圧が設定値に達したときの報知音（出力）とを異ならせる。これによって、作業者Ｂは、注入量及び注入圧のうち、どれが設定値に達したのかを認識することができる。
好ましくは、注入量が設定値に達したときの報知音（出力）と、注入圧が設定値に達したときの報知音（出力）とを異ならせる。これによって、作業者Ｂは、注入量及び注入圧のうち、どれが設定値に達したのかを認識することができる。
【0032】
＜注入終了工程＞
作業者Ｂは、ブザー３５の作動に応じて、入切ボタン４１を押下する。これによって、注入停止のポンプ操作指令がリモートコントロールユニット４０からＭＣＵ３２へ出される。ＭＣＵ３２は、前記ポンプ操作指令に応じて、注入ポンプ１１へ運転停止の制御信号を出す。これに応じて、注入ポンプ１１の運転が停止され、充填材５の圧送が停止される。このようにして、空洞４を適量の充填材５で埋めることができる。充填材５の注入不足や過剰注入を防止できる。
作業者Ｂは、ブザー３５の作動に応じて、入切ボタン４１を押下する。これによって、注入停止のポンプ操作指令がリモートコントロールユニット４０からＭＣＵ３２へ出される。ＭＣＵ３２は、前記ポンプ操作指令に応じて、注入ポンプ１１へ運転停止の制御信号を出す。これに応じて、注入ポンプ１１の運転が停止され、充填材５の圧送が停止される。このようにして、空洞４を適量の充填材５で埋めることができる。充填材５の注入不足や過剰注入を防止できる。
【0033】
＜リセット工程＞
さらに、作業者Ｂは、リセットボタン４２を押下する。これによって、リセット指令が、リモートコントロールユニット４０からＭＣＵ３２へ送られる。これを受けたＭＣＵ３２は、メモリーの注入量の積算値をゼロにリセットする。
さらに、リセット指令信号は、データ中継部３５を介して、スマートフォン５０へ送られる。スマートフォン５０のＣＰＵ５１は、リセット指令信号をも蓄積注入データの１つとして記憶部５２に記憶させる。
さらに、作業者Ｂは、リセットボタン４２を押下する。これによって、リセット指令が、リモートコントロールユニット４０からＭＣＵ３２へ送られる。これを受けたＭＣＵ３２は、メモリーの注入量の積算値をゼロにリセットする。
さらに、リセット指令信号は、データ中継部３５を介して、スマートフォン５０へ送られる。スマートフォン５０のＣＰＵ５１は、リセット指令信号をも蓄積注入データの１つとして記憶部５２に記憶させる。
【0034】
トンネル１に複数の空洞４がある場合、前記事前処理の空洞特定情報入力、注入工程～注入終了・リセット工程を空洞４ごとに繰り返す。
スマートフォン５０のＣＰＵ５１は、時間的に隣接する２つのリセット指令の間に受け取った注入データを一群の蓄積注入データとして区画する。つまり、前回のリセット指令から今回のリセット指令までに取得した注入データは、空洞特定情報で特定された１の空洞４への注入データとして管理する。
スマートフォン５０のＣＰＵ５１は、時間的に隣接する２つのリセット指令の間に受け取った注入データを一群の蓄積注入データとして区画する。つまり、前回のリセット指令から今回のリセット指令までに取得した注入データは、空洞特定情報で特定された１の空洞４への注入データとして管理する。
【0035】
＜データ蓄積終了工程＞
トンネル１のすべての補修対象の空洞４への注入作業が終了したら、作業者Ａが、スマートフォン５０の表示入力部５３のデータ蓄積開始・終了ボタン５３ｂをタッチする。これによって、スマートフォン５０のＣＰＵ５１は、データ蓄積終了指令を受け付け、注入データの取得・蓄積モードを閉じる。
トンネル１のすべての補修対象の空洞４への注入作業が終了したら、作業者Ａが、スマートフォン５０の表示入力部５３のデータ蓄積開始・終了ボタン５３ｂをタッチする。これによって、スマートフォン５０のＣＰＵ５１は、データ蓄積終了指令を受け付け、注入データの取得・蓄積モードを閉じる。
【0036】
＜蓄積注入データ出力（閲覧）＞
作業者Ａや作業管理者が、表示入力部５３の閲覧メニューボタン５３ｄをタッチすると、閲覧メニュー（詳細図示省略）が開き、蓄積注入データを閲覧したいトンネル１及び空洞４を指定できる。指定は、トンネルの名称、場所、作業日時などの入力によって行うことができる。
作業者Ａや作業管理者が、表示入力部５３の閲覧メニューボタン５３ｄをタッチすると、閲覧メニュー（詳細図示省略）が開き、蓄積注入データを閲覧したいトンネル１及び空洞４を指定できる。指定は、トンネルの名称、場所、作業日時などの入力によって行うことができる。
【0037】
指定を受け付けたＣＰＵ５１は、記憶部５２の蓄積注入データ格納部５２ｄから、指定されたトンネル１及び空洞４に関する蓄積注入データを読み込んで、ディスプレイ表示する。表示は、前記リアルタイムの注入状況表示５３ａと同様のグラフや表を含んでいてもよい。これによって、作業者Ａや作業管理者は、補修済みのトンネル１及び空洞４についての注入作業状況を迅速かつ的確に把握して管理することができる。
【0038】
さらに好ましくは、閲覧メニューには、蓄積注入データを作業日報等の所定フォーマットの帳票形式で出力するメニューが設けられている。注入データをデジタルデータとして取得できるから編集が容易である。これによって、手作業で作業日報等を作成する必要が無く、作業者の負担を軽減できる。また、作業管理者は、作業状況を的確に管理することができる。
【0039】
＜蓄積注入データ出力（送信）＞
好ましくは、スマートフォン５０のＣＰＵ５１は、送信指令を受けて、又は所定タイミングで、記憶部５２の蓄積注入データを管理パソコン６０へ送信出力する。これによって、蓄積注入データを管理パソコン６０にも記憶させて、管理パソコン６０においても蓄積注入データを閲覧、編集等することができる。
所定タイミングとしては、リセット指令の受け取り時でもよく、データ蓄積終了指令の受け取り時でもよく、決まった時刻であってもよい。
管理パソコン６０は、ノートパソコンでもよく、デスクトップパソコンでもよく、クラウドコンピューティングでもよい。
好ましくは、スマートフォン５０のＣＰＵ５１は、送信指令を受けて、又は所定タイミングで、記憶部５２の蓄積注入データを管理パソコン６０へ送信出力する。これによって、蓄積注入データを管理パソコン６０にも記憶させて、管理パソコン６０においても蓄積注入データを閲覧、編集等することができる。
所定タイミングとしては、リセット指令の受け取り時でもよく、データ蓄積終了指令の受け取り時でもよく、決まった時刻であってもよい。
管理パソコン６０は、ノートパソコンでもよく、デスクトップパソコンでもよく、クラウドコンピューティングでもよい。
【0040】
＜データ消去＞
好ましくは、スマートフォン５０のＣＰＵ５１は、管理パソコン６０への蓄積データの送信出力後、消去指令を受けて、又は自動的に、記憶部５２の蓄積注入データを消去する。これによって、スマートフォン５０の動作を軽くできる。
好ましくは、スマートフォン５０のＣＰＵ５１は、管理パソコン６０への蓄積データの送信出力後、消去指令を受けて、又は自動的に、記憶部５２の蓄積注入データを消去する。これによって、スマートフォン５０の動作を軽くできる。
【0041】
トンネル用注入システム６によれば、コンピューターデバイスとしてスマートフォン５０を用いることによって、安価な構成で的確に作業管理可能な注入システムを構築でき、作業管理の利便性を高めることができる。
【0042】
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変をなすことができる。
例えば、本システムは、トンネルの躯体内の空隙やトンネルの周りの地山に充填材を注入する作業にも適用できる。トンネルの補修に限らず、新設中のトンネルの裏込めや、注入式フォアポーリングその他の補助工法等にも適用可能である。矢板工法で施工されたトンネルやシールドトンネルにおいて、掘削孔と覆工との間に形成された空隙（空間）に充填材を裏込めする作業にも適用可能である。
充填材は、ウレタン等の発泡性樹脂に限らず、モルタル、グラウト等であってもよい。
例えば、本システムは、トンネルの躯体内の空隙やトンネルの周りの地山に充填材を注入する作業にも適用できる。トンネルの補修に限らず、新設中のトンネルの裏込めや、注入式フォアポーリングその他の補助工法等にも適用可能である。矢板工法で施工されたトンネルやシールドトンネルにおいて、掘削孔と覆工との間に形成された空隙（空間）に充填材を裏込めする作業にも適用可能である。
充填材は、ウレタン等の発泡性樹脂に限らず、モルタル、グラウト等であってもよい。
【0043】
判定部及び発報指令部の機能をスマートフォン５０に持たせてもよい。すなわち、スマートフォン５０が注入量又は注入圧が設定値に達したか否かを判定し、達したと判定されたときは、発報指令信号が、スマートフォン５０からＭＣＵ３２ひいてはデータ中継部３５を経由して、ブザー４３へ送られるようにしてもよい。
発報部は、ブザーに限らず、発光器であってもよい。
コンピューターデバイスは、スマートフォン５０に限らず、タブレットでもよく、ノートパソコンでもよく、デスクトップパソコンでもよく、クラウドコンピューティングでもよい。
制御基板３１とスマートフォン５０等のコンピューターデバイスとは、有線接続に限らず無線接続されていてもよい。
リモートコントロールユニット４０にポンプ操作入力部として、注入流量の調整つまみが設けられていてもよい。該調整つまみによって指定したボリュームのポンプ操作信号が、リモートコントロールユニット４０からＭＣＵ３２へ出され、これに応じて、ＭＣＵ３２が注入ポンプ１１へ回転数の制御信号を出すようにしてもよい。注入ポンプ１１には回転数を調整可能なインバーターが設けられていてもよい。
発報部は、ブザーに限らず、発光器であってもよい。
コンピューターデバイスは、スマートフォン５０に限らず、タブレットでもよく、ノートパソコンでもよく、デスクトップパソコンでもよく、クラウドコンピューティングでもよい。
制御基板３１とスマートフォン５０等のコンピューターデバイスとは、有線接続に限らず無線接続されていてもよい。
リモートコントロールユニット４０にポンプ操作入力部として、注入流量の調整つまみが設けられていてもよい。該調整つまみによって指定したボリュームのポンプ操作信号が、リモートコントロールユニット４０からＭＣＵ３２へ出され、これに応じて、ＭＣＵ３２が注入ポンプ１１へ回転数の制御信号を出すようにしてもよい。注入ポンプ１１には回転数を調整可能なインバーターが設けられていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0044】
本発明は、例えば覆工背面等に空洞が出来た古いトンネルの補修に適用できる。
【符号の説明】
【0045】
１ トンネル
２ 地山
４ 空洞（トンネルの周りの空間）
５ 充填材
６ トンネル用注入システム
１０ 注入装置
１１ 注入ポンプ
１２ 注入管
１３ ノズル
２０ 制御系
２１ 流量計（注入センサ）
２２ 圧力計（注入センサ）
３０ 制御ユニット
３１ 制御基板
３２ マイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）
３２ａ ポンプ制御部
３２ｂ 判定部
３２ｃ 発報指令部
３５ データ中継部
４０ リモートコントロールユニット
４１ 入切ボタン（ポンプ操作入力部）
４２ リセットボタン（リセット入力部）
４３ ブザー（発報部）
５０ スマートフォン（コンピューターデバイス）
５３ 表示入力部（ディスプレイ）
５３ａ 注入状況表示
５３ｂ データ蓄積開始・終了ボタン
５３ｃ 設定メニューボタン
５３ｄ 閲覧メニューボタン
６０ 管理パソコン
２ 地山
４ 空洞（トンネルの周りの空間）
５ 充填材
６ トンネル用注入システム
１０ 注入装置
１１ 注入ポンプ
１２ 注入管
１３ ノズル
２０ 制御系
２１ 流量計（注入センサ）
２２ 圧力計（注入センサ）
３０ 制御ユニット
３１ 制御基板
３２ マイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）
３２ａ ポンプ制御部
３２ｂ 判定部
３２ｃ 発報指令部
３５ データ中継部
４０ リモートコントロールユニット
４１ 入切ボタン（ポンプ操作入力部）
４２ リセットボタン（リセット入力部）
４３ ブザー（発報部）
５０ スマートフォン（コンピューターデバイス）
５３ 表示入力部（ディスプレイ）
５３ａ 注入状況表示
５３ｂ データ蓄積開始・終了ボタン
５３ｃ 設定メニューボタン
５３ｄ 閲覧メニューボタン
６０ 管理パソコン
【図1】
【図2】
【図3】