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特許7491873トンネル測量用ターゲットおよびターゲット設置方法
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  • 特許-トンネル測量用ターゲットおよびターゲット設置方法 図1
  • 特許-トンネル測量用ターゲットおよびターゲット設置方法 図2
  • 特許-トンネル測量用ターゲットおよびターゲット設置方法 図3
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-05-20
(45)【発行日】2024-05-28
(54)【発明の名称】トンネル測量用ターゲットおよびターゲット設置方法
(51)【国際特許分類】
   G01C 15/06 20060101AFI20240521BHJP
   G01C 15/00 20060101ALI20240521BHJP
【FI】
G01C15/06 T
G01C15/00 104A
【請求項の数】 5
(21)【出願番号】P 2021107198
(22)【出願日】2021-06-29
(65)【公開番号】P2023005352
(43)【公開日】2023-01-18
【審査請求日】2023-09-12
(73)【特許権者】
【識別番号】000206211
【氏名又は名称】大成建設株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】八木 啓介
(72)【発明者】
【氏名】吉田 敦
(72)【発明者】
【氏名】千秋 匡宏
(72)【発明者】
【氏名】赤木 俊文
【審査官】櫻井 仁
(56)【参考文献】
【文献】特開平05-099670(JP,A)
【文献】特開2018-179651(JP,A)
【文献】韓国公開特許第2000-0042623(KR,A)
【文献】中国特許出願公開第111256672(CN,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G01C 1/00- 1/14
G01C 5/00-15/14
G01B 11/00-11/30
E21D 1/00- 9/14
G01S 7/48- 7/51
G01S 17/00-17/95
E01F 9/00-11/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
トンネル壁面に埋め込まれるアンカー部と、
中央に表面から裏面に貫通する貫通孔が形成されていて、前記トンネル壁面に添設される板状の本体部と、
前記本体部に取り付けられたプリズムと、
軸部が前記貫通孔を貫通して前記アンカー部に螺合されるボルトと、を備えるトンネル測量用ターゲットであって、
前記プリズムは、前記本体部の側面に形成された開口部を通じて露出しており、
前記本体部の前記開口部が形成された側面と前記貫通孔を挟んで対向する側面には、前記貫通孔から離れるにしたがって部材厚が小さくなる傾斜面が形成されていることを特徴とする、トンネル測量用ターゲット。
【請求項2】
前記本体部は、截頭錐体状であることを特徴とする、請求項1に記載のトンネル測量用ターゲット。
【請求項3】
前記本体部の表面に前記ボルトの頭部を収納可能な凹部が形成されていることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載のトンネル測量用ターゲット。
【請求項4】
前記本体部を貫通して、前記トンネル壁面に差し込まれるずれ止め部材をさらに備えていることを特徴とする、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のトンネル測量用ターゲット。
【請求項5】
トンネル壁面を削孔して設置孔を形成する削孔作業と、
前記設置孔にトンネル測量用ターゲットを設置する設置作業と、を備えるターゲット設置方法であって、
前記トンネル測量用ターゲットは、プリズムが取り付けられた本体部と、前記本体部を貫通したボルトと、前記本体部の一方の面にボルトを介して固定されたアンカー部と、を備えており、
前記設置作業では、前記ボルトの頭部を打撃して前記本体部の他方の面に押圧力を加えることにより、前記アンカー部を前記設置孔に押し込んで、前記本体部の一方の面を前記トンネル壁面に当接させることを特徴とする、ターゲット設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、トンネル測量用ターゲットおよびターゲット設置方法に関する。
【背景技術】
【0002】
トンネル施工では、地山や支保部材等の変位測定を定期的に行うことで、工事の安全性および品質を確保している。定期的にトンネルの状況を測定すれば、切羽前方の地山状況を予測することができるとともに、支保構造の適否を判断することができる。このような計測として、沈下計測および内空変位計測がある。
沈下計測および内空変位計測(以下、単に「変位計測」という。)は、一定間隔毎に管理断面を設定し、当該管理断面に設置されたトンネル測量用ターゲットの座標を定期的に測量することにより行う。
施工時のトンネル坑内では、限られたスペース内においてドリルジャンボ、吹き付けロボット、バックホウ等の複数の重機が稼働している。そのため、地山から突出するように設置されたトンネル測量用ターゲットは、重機に接触して破損するおそれがある。また、発破工法によるトンネル掘削では、発破時の爆風や飛来した岩石等によってターゲットが破損するおそれがある。
そのため、着脱可能な変位計測用のトンネル測量用ターゲットを測量時のみに設置することで、ターゲットの破損を防止する場合がある。
例えば、特許文献1には、下げ振りとプリズムとを備える本体部と、本体部に一体化されて支保工に対して固定可能な磁石部とからなるものが開示されている。
また、特許文献2には、トンネル壁面に埋め込まれたアンカーに装着するトンネル測量用ターゲットであって、アンカーに螺合されるボルトと、ボルトの先端に固定された外枠と、外枠の内部空間に設置されるターゲット本体と、外枠とターゲット本体との間に介設されてターゲット本体を回転可能に保持する回転軸とを備えるものが開示されている。
一方、トンネルの天端や肩部に設置されたトンネル測量用ターゲットの着脱は、高所作業となるため、着脱作業に手間がかかる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開2004-301642号公報
【文献】特開2010-217017号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このような観点から、本発明は、重機や飛来物等の接触による破損を回避することができるトンネル測量用ターゲットおよびターゲット設置方法を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記課題を解決するために、本発明のトンネル測量用ターゲットは、トンネル壁面に埋め込まれるアンカー部と、中央に表面から裏面に貫通する貫通孔が形成されていて前記トンネル壁面に添設される板状の本体部と、前記本体部に取り付けられたプリズムと、軸部が前記貫通孔を貫通して前記アンカー部に螺合されるボルトとを備えるものである。前記プリズムは、前記本体部の側面に形成された開口部を通じて露出しているため、坑口側から視認可能である。また、前記本体部の前記開口部が形成された側面と前記貫通孔を挟んで対向する側面には、前記貫通孔から離れるにしたがって部材厚が小さくなる傾斜面が形成されているため、発破時の爆風や飛来物が接触し難く、また、接触した場合であっても、衝撃を最小限に抑えることできる。
かかるトンネル測量用ターゲットによれば、板状の本体部がトンネル壁面に添設された状態で設置されるため、トンネル内空側への突出高さが小さく、重機等と接触し難く、また、発破時等の飛来物も接触し難い。そのため、トンネル測量用ターゲットを設置したまま、重機等を利用した施工や、発破による掘削を行うことができ、トンネル測量用ターゲットの着脱に要する手間を省略し、ひいては、工期短縮化を図ることができる。また、プリズムは、本体部で保護されているため、重機や飛来物が接触した場合であっても、プリズムが破損し難い。また、本体部は、ボルトを介してアンカー部に固定されているため、必要に応じて本体部を交換することも可能である。
【0006】
なお、前記本体部は、截頭錐体状であれば、飛来物や落下物等が接触した場合であっても、衝撃を最小限に抑えることができる。
また、前記本体部のトンネル内空側の表面に前記ボルトの頭部を収納可能な凹部(ザグリ)が形成されていれば、ボルトの頭部が突出することがなく、ボルトが重機や飛来物等と接触することを防止できる。
また、前記本体部を貫通して、前記トンネル壁面に差し込まれるずれ止め部材をさらに備えていれば、何らかの原因により測量ターゲットが回転することを防止できる。
【0007】
なお、前記トンネル測量用ターゲットの設置方法(ターゲット設置方法)は、トンネル壁面を削孔して設置孔を形成する削孔作業と、前記設置孔にトンネル測量用ターゲットを設置する設置作業とを備えている。前記トンネル測量用ターゲットは、プリズムが取り付けられた本体部と、前記本体部を貫通したボルトと、前記本体部の一方の面に前記ボルトを介して固定されたアンカー部と、を備えている。前記設置作業では、前記ボルトの頭部を打撃して前記本体部の他方の面に押圧力を加えることにより、前記アンカー部を前記設置孔に押し込んで、前記本体部の一方の面を前記トンネル壁面に当接させる。
かかるターゲット設置方法によれば、本体部を押し込むのみで、トンネル測量用ターゲットの設置が完了するため、施工性に優れている。また、プリズムは、本体部に取り付けられているため、本体部に打撃を加えた場合であっても、プリズムが破損することがない。
【発明の効果】
【0008】
本発明のトンネル測量用ターゲットおよびターゲット設置方法によれば、重機や飛来物等が接触することによる破損を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】(a)はトンネル測量用ターゲットが設置されたトンネルの横断図、(b)は同縦断図である。
図2】(a)トンネル測量用ターゲットを示す正面図、(b)は(a)のA-A断面図、(c)は(a)のB-B断面図である。
図3】トンネル測量用ターゲットの取付状況を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本実施形態では、トンネル1の内空変位測定に使用するトンネル測量用ターゲット2について説明する。図1にトンネル測量用ターゲット2が設置されたトンネル1を示す。内空変位測定は、トンネル1の掘進に伴い、一定間隔毎に設定された管理断面において、図1(a)および(b)に示すように、トンネル1の側壁および天端部(トンネル1の壁面11)に設置されたトンネル測量用ターゲット2を、トータルステーションTSで測定することにより行う。
本実施形態では、管理断面毎に、トンネルの天端付近と左右のSL付近の3か所にそれぞれトンネル測量用ターゲット2を設置する。
トンネル1の壁面11は、吹付けコンクリート13や鋼製支保工14などの支保工が設置されており、本実施形態のトンネル測量用ターゲット2は、吹付けコンクリート13の表面に添設されている。
【0011】
図2にトンネル測量用ターゲット2を示す。図2(a)~(c)に示すように、本実施形態のトンネル測量用ターゲット2は、アンカー部3と、本体部4と、プリズム5と、ボルト6と、ずれ止め部材7とを備えている。
アンカー部3は、図2(b)に示すように、トンネル1の壁面11に埋め込まれる。アンカー部3は、壁面11を削孔することにより形成された設置孔12に埋め込む。本実施形態のアンカー部3は、内面に雌ネジ加工が施された筒状部材からなり、ボルト6を螺合可能である。
【0012】
本体部4は、トンネル1の壁面11に添設される。本体部4は、板状部材からなる。図2(a)~(c)に示すように、本体部4の外周には、外側に向かうにしたがって部材厚が小さくなる傾斜面が形成されている。すなわち、本体部4は、截頭錐体状(本実施形態では四角錐台状)である。
本体部4の中央には、ボルト6の軸部61を挿通するための貫通孔41が形成されている。また、本体部4のトンネル内空側の表面には、ボルト6の頭部62を収納可能な凹部42が形成されている。図2(a)に示すように、本実施形態の凹部42は、正面視円形状を呈している。凹部42の内径は、ボルト6の頭部62の幅よりも大きい。また、凹部42は、図2(b)に示すように、ボルト6の頭部62の高さ以上の深さを有している。
図2(a)および(c)に示すように、本体部4には、薄肉部43,43が形成されている。薄肉部43は、貫通孔41を挟さんで対向するように、本体部4の切羽側と坑口側にそれぞれ形成されている。薄肉部43には、ずれ止め用孔44が貫通している。本実施形態では、各薄肉部43にずれ止め用孔44が2か所ずつ形成されている。
【0013】
プリズム5は、図2(a)および(c)に示すように、本体部4に取り付けられている。本体部4の坑口側の側面(薄肉部43に面する側面)には、プリズム5の位置に応じて開口部45が形成されている。プリズム5は、開口部45を通じて本体部4の坑口側において露出している。すなわち、プリズム5は、坑口側に据え付けられたトータルステーションTSによる測定が可能である。
【0014】
ボルト6は、図2(b)に示すように、軸部61と頭部62とを有している。ボルト6の軸部61は、本体部4の貫通孔41を貫通してアンカー部3に螺合されている。また、ボルト6の頭部62は、凹部42の底面に係止されている。このとき、頭部62は、本体部4の表面から突出することなく、凹部42内に収まっている。
【0015】
ずれ止め部材7は、図2(c)に示すように、本体部4のずれ止め用孔44を貫通してトンネル1の壁面11に差し込まれている。本実施形態のずれ止め部材7は、コ字状の金属部材である。ずれ止め部材7は、薄肉部43に形成されたずれ止め用孔44,44に挿入した状態で、トンネル1の壁面11に差し込まれている。二つのずれ止め用孔44,44にまたがってずれ止め部材7が差し込まれていることにより、本体部4の回転が固定される。
【0016】
次に、本実施形態のトンネル測量用ターゲット2の設置方法(ターゲット設置方法)について説明する。図3にターゲット設置方法の各施工段階を示す。本実施形態のターゲット設置方法では、まず、図3(a)に示すように、トンネル1の壁面11を削孔して設置孔12を形成する(削孔作業)。次に、図3(b)および(c)に示すように、設置孔12にトンネル測量用ターゲット2を設置する(設置作業)。
設置孔12を形成したら、図3(b)に示すように、設置孔12に接着剤が内包されたカプセル8を挿入する。続いて、図3(c)に示すように、本体部4の貫通孔41に挿通させたボルト6の軸部61にアンカー部3を螺合させた状態で、アンカー部3を設置孔12に押し込んで、本体部4をトンネル壁面に当接させる。このとき、本体部4をハンマーH等の押圧手段を利用して、トンネル測量用ターゲット2の表面に押圧力を加える。本実施形態では、ボルト6の頭部62をハンマーHで打撃することにより、トンネル測量用ターゲット2を設置孔12に押し込む。このようにボルト6を介して押圧力を直接的にアンカー部3に加えることで、本体部4への衝撃を最小限に抑え、ひいては、プリズム5の破損を抑制する。アンカー部3を設置孔12に押し込むと、カプセル8が破損することで接着剤81が流出し、設置孔12とアンカー部3との隙間に接着剤81が充填される。本体部4を壁面11に当接させたら、ずれ止め部材7をずれ止め用孔44に貫通させながら壁面11に押し込む(図2参照)。こうすることで、本体部4が複数点(本体部4中央のボルト6およびずれ止め部材7)において固定されて、本体部4の回転が防止される。また、接着剤81が固化することでアンカー部3が設置孔12に固定され、ひいては、トンネル測量用ターゲット2が、トンネル1の壁面11に固定される。
【0017】
本実施形態のトンネル測量用ターゲット2によれば、板状の本体部4がトンネル1の壁面11に添設された状態で設置されるため、トンネル内空側への突出高さが小さい。したがって、重機等と接触し難く、また、発破時等の飛来物も接触し難い。そのため、トンネル測量用ターゲット2を設置したまま、重機等を利用した施工や、発破による掘削を行うことができ、トンネル測量用ターゲット2の着脱による施工の停止時間を最小限に抑えることができ、ひいては、工期短縮化を図ることができる。
プリズム5は、本体部4で保護されているため、重機や飛来物がトンネル測量用ターゲット2に接触した場合であっても、プリズム5が破損し難い。また、本体部4は、ボルト6を介してアンカー部3に固定されているため、必要に応じて本体部4(プリズム5)を交換することも可能である。そのため、プリズム5に破損が生じた場合であっても、同じアンカー部3を利用して、本体部4を交換できる。
また、本体部4が、截頭錐体状であるため、飛来物や落下物等が接触した場合であっても、衝撃を最小限に抑えることができる。
また、本体部4のトンネル内空側の表面にボルト6の頭部62を収納可能な凹部42(ザグリ)が形成されているため、ボルト6の頭部62の本体部4の表面からの突出量を最小限に抑えることができ、ボルト6が重機や飛来物等と接触することを防止できる。そのため、重機の接触などの衝撃によりボルト6の軸部61が折れてアンカー部3に折れた軸部61が残存してしまうことがなく、ボルト6を脱着してアンカー部3を繰り返し利用できる。
また、ずれ止め部材7を利用することで、本体部4の回転が防止されているため、トンネル施工に伴う振動や衝撃によって本体部4が回転して、プリズム5の測定ができなくなることや、プリズム5の位置にずれが生じることがない。
【0018】
以上、本発明の実施形態について説明したが本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
前記実施形態では、本体部4が截頭錐体状の場合について説明したが、本体部4の形状はこれに限定されるものではなく、少なくとも切羽側に向かうにしたがって部材厚が小さくなる傾斜面が形成されていればよい。
凹部42は、必要時応じて形成すればよく、省略してもよい。また、ボルト6の頭部62は、本体部4の表面から突出していてもよい。
また、薄肉部43は、必要に応じて形成すればよい。
前記実施形態では、ボルト6を打撃してトンネル測量用ターゲット2を設置孔12に押し込むものとしたが、本体部4を打撃してもよい。また、前記実施形態では、ボルト6の頭部62を直接打撃するものとしたが、ボルト6の頭部62に保護用のカバーを付けた状態で打撃してもよい。
また、トンネル測量用ターゲット2を設置孔12に押し込む方法は打撃に限定されるものではなく、例えば、人力やジャッキ等により押し込んでもよい。
ずれ止め部材7は必要に応じて設置すればよい。
前記実施形態では、接着剤81によりアンカー部3を設置孔12に固定するものとしたが、アンカー部3の固定方法は限定されるものではなく、例えば、アンカー部3と設置孔12の内壁面との摩擦力により固定してもよい。
カプセル8は必要に応じて使用すればよく、設置孔12に接着剤81やグラウトなどを直接注入してもよい。
トンネル1の壁面11に設置するトンネル測量用ターゲット2の数および配置は限定されるものではなく、掘削工法や地山挙動に応じて適宜決定すればよい。
【符号の説明】
【0019】
1 トンネル
11 壁面
12 設置孔
2 トンネル測量用ターゲット
3 アンカー部
4 本体部
41 貫通孔
42 凹部
43 薄肉部
44 ずれ止め用孔
5 プリズム
6 ボルト
61 軸部
62 頭部
7 ずれ止め部材
図1
図2
図3