特許7845601IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

山岳地などにおけるトンネルの出来形管理方法および装置

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

ところで、このようなトンネルの3次元形状の計測に際しては、作業員が手作業で3次元レーザースキャナーを架台と共に運搬してトンネルの坑内に配置したり、あるいは、3次元レーザースキャナーを搭載した車両(自動車)を作業員が手作業で操縦して移動させ配置したりしていることから、架台や車両といった設備が必要となり、それらの設備を取り扱う手間がかかる不利がある。 また、作業員が3次元レーザースキャナーを手作業で配置するために、トンネル坑内の現場で長時間にわたって作業する必要があるため、作業員の安全確保や作業環境の向上を図る上で改善の余地がある。 本発明は前記事情に鑑み案出されたもので、本発明の目的は、設備コストの低減を図ると共に、省人化および作業効率の向上を図り、作業員の安全確保や作業環境の向上を図る上で有利なトンネルの出来形管理方法および装置を提供することにある。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

上述した目的を達成するために、本発明の一実施の形態は、トンネルの床面に前記トンネルの長手方向に沿って敷設されたスライドセントル用のレール上に移動可能に台車装置を配置し、前記トンネルの3次元形状を計測して3次元形状データを生成する3次元レーザースキャナーを前記台車装置に取り付け、二次覆工がなされたのち、前記台車装置を前記レール上で移動させ、前記3次元レーザースキャナーによる前記3次元形状の計測・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る

発明の効果[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明の一実施の形態によれば、二次覆工を行なうために使用される既存の移動式型枠であるスライドセントル用のレール上を移動する台車装置を設け、この台車装置に3次元レーザースキャナーを取り付けるため、従来のように架台や車両といった大掛かりな設備を設ける必要がなく、また、3次元レーザースキャナーと設備の配置作業やそれらの撤去作業が不要となるため、設備コストの低減、省人化、作業効率の向上を図る上で有利となる。
また、3次元レーザースキャナーが台車装置に搭載されているため、3次元レーザースキャナーと設備の配置作業やそれらの撤去作業のために作業員がトンネル坑内の現場で長時間にわたって作業する必要がないため、作業員の安全確保や作業環境の向上を図る上で有利となる。
また、本発明の一実施の形態によれば、管理情報は、3次元形状データに基づくトンネルの断面図と、設計データに基づくトンネルの断面図とを比較した画像情報を含むものとしたので、それら2つの断面図を比較することでトンネルの施工の品質管理を的確に行なう上で有利となる。
また、本発明の一実施の形態によれば、管理情報の生成に先立って、トンネルの3次元形状データは、3次元レーザースキャナーの機械中心を原点とする機械座標系から基準ターゲットに基づいて取得された基準点を原点とするトンネルの現地座標系に変換される変換処理がなされるようにしたので、基準ターゲットを配置するといった簡単な作業でトンネルの3次元形状データを的確に取得する上で有利となる。
また、本発明の一実施の形態によれば、第1、第2台車用3次元レーザースキャナーによってトンネルの3次元形状データを計測できるため、第1、第2台車用3次元レーザースキャナーのそれぞれによってトンネルの周壁面を分割して計測することができる。そのため、トンネルの周壁面の全周にわたって3次元形状データの計測をきめ細かく正確に行なう上で有利となる。また、第1、第2台車用3次元レーザースキャナーによってトンネルの3次元形状データを計測できるため、トンネルの周壁面の3次元形状データの計測に要する計測時間の短縮化を図れ、計測動作の効率化を図る上で有利となる。また、第1、第2台車装置を別々のレール体上で走行させるので、第1、第2台車装置のコンパクト化、軽量化を図る上で有利となる。
また、本発明の一実施の形態によれば、3次元レーザースキャナーは、切羽面と反対側に位置する台車装置の長さ方向の端部に設けられているので、3次元レーザースキャナーによるトンネルの3次元形状の計測を的確に行なう上で有利となる。
また、本発明の一実施の形態によれば、各3次元レーザースキャナーがトンネルの周壁面をその周方向に沿って分割して計測するので、周壁面の全周にわたって3次元形状データの計測をきめ細かく正確に行なう上で有利となる。
また、本発明の一実施の形態によれば、駆動装置により台車装置をレールに沿って自動的に移動させることができるので、計測作業の効率化を図る上で、また、作業者の負担を軽減する上でより有利となる。
また、本発明の一実施の形態によれば、トンネルの壁面の一部が落下しても、情報処理装置を取り扱う作業者の作業員は、型枠部材で保護されるため、作業員の安全確保や作業環境の向上を図る上で有利となる。

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】 第1の実施の形態に係るトンネルの出来形管理方法が適用されるトンネルの正面断面図であり、スライドセントルを用いて二次覆工のコンクリートが打設された状態を示す。
【図2】 第1の実施の形態に係るトンネルの出来形管理方法が適用されるトンネルの正面断面図であり、台車装置に取り付けられた3次元レーザースキャナーによってトンネルの3次元形状を測定する状態を示す。
【図3】 図2の側面断面図である。
【図4】 第1の実施の形態に係るトンネルの出来形管理装置の構成を示すブロック図である。
【図5】 トンネルの基準断面図と実測断面図とを重ね合わせて表示した管理情報の一例を示す説明図である。
【図6】 第1の実施の形態に係るトンネルの出来形管理方法のフローチャートである。
【図7】 第2の実施の形態に係るトンネルの出来形管理装置の正面図である。
【図8】 図7の側面図である。
【図9】 第2の実施の形態に係るトンネルの出来形管理装置の構成を示すブロック図である。

代表図 図1本件の代表的な図

1 地山 2 トンネル 2A 切羽面 2B 周壁面 2C 床面 4 レール 4A、4B レール体 4002 底部 4004 腹部 4006 頭部 6 コンクリート(二次覆工) 10 トンネルの施工管理装置 12 スライドセントル 14 3次元レーザースキャナー 14A 第1の3次元レーザースキャナー 14B 第2の3次元レーザースキャナー 14C 第3の3次元レーザースキャナー 15 ブラケット 16 情報処理装置 18 台車部 1802 車輪 1804 台車本体 1804A 側面部 1804B 上面部 20 型枠部材 2002 天端部 2004 側部 2006 ヒンジ 22 ジャッキ 2202 天端側ジャッキ 2204 側部側ジャッキ 24 基準ターゲット 26 入力装置 28 出力装置 30 外部記憶装置 32A 記憶部 32B 座標変換部 32C 断面図生成部 32D 管理情報生成部 32E 3次元形状データ合成部 34 基準断面図 36 実測断面図 40 台車装置 40A 第1台車装置 40B 第2台車装置 41 駆動装置 42 車輪 44 台車フレーム 46A 側部フレーム 46B 上部フレーム 48 台車フレーム 4802 上部フレーム 4804 脚部フレーム 50 走行車輪 52 案内車輪 54A 第1台車用3次元レーザースキャナー 54B 第2台車用3次元レーザースキャナー MI 管理情報

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