JP2008139195A - 地滑り測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで、しかも、精度良く、一定領域内の地盤の変状を測定することができる地滑り測定方法を提供することを目的としている。
【解決手段】地滑り測定対象領域Ｗ内に、複数の測点Ａ１，Ａ２，…Ａ９を設定すると共に、地滑り測定対象領域Ｗ内又は領域外に一つ又は複数の不動基点Ｂを設定する。前記不動基点Ｂには、前記各測点Ａ１，Ａ２，…Ａ９に向けてレーザー光を発するレーザー距離測定器１及び無線通信装置２を設置する。一つ又は複数の測点Ａ1等に、他の測点Ａ2等との距離を測定するレーザー距離測定器５-1等及び無線通信装置６を設置し、該測点Ａ1等のレーザー距離測定器５-1等により、すべての測点について少なくとも他のいずれか一つの測点との距離を測定する。上記距離測定作業を、所定周期毎に実施し、測定した距離を、無線通信装置により一つのデータ集合部３に入力し、前記各測定距離の時系列的変化に基づき、各測点の変位を求める。
【選択図】図２

Description

本発明は、地滑りの状況を面的に測定する地滑り測定方法に関する。

近年、度重なる地震や集中豪雨による地盤災害の経験から、公共機関を中心とし、ハザードマップや災害時の対処マニュアル等が作成されているが、ハザードマップの作成には、地盤に関する最新の正確なデータを得ることが必要である。

たとえば、高速道路沿いの法面等は、速やかに災害危険情報を提供する必要性があり、地盤に関する重要なデータの一つとして、地盤の面的な変状、すなわち、地滑りの情報を得ることが重要となる。

面的に地滑りを測定する従来方法の一つとして、地滑り測定対象領域内に複数の測点を設定し、各測点に、ＧＰＳ、加速度計及び傾斜計等を内蔵する測定装置を設置し、測点毎に地盤の変位、振動及び傾斜を測定する方法がある。この測定方法を実施する場合、観測者は、年に幾度か、定期的に各測点を巡り、測定記録を収集している（従来例１、特許文献１）。

上記従来例１の測定方法に対し、最近では、地滑り測定対象領域内に複数の測点を設定し、すべての測点を視認可能な箇所に３Ｄ計測器を設置し、該３Ｄ計測器により各測点の三次元的座標を測定する方法も実施されている。このような測定作業を周期的に行うことにより、各測点の変位を検出し、三次元的な地盤の変化を観測している（従来例２）。
特開２００４−４５１５８号公報

従来例１では次のような課題がある。
（１）すべての測点に、ＧＰＳ、加速度計及び傾斜計等を内蔵する測定装置を設置するために、物品購入費が高価になる。

（２）観測者は各測点を巡って測定記録を収集しなければならないので、定期的にデータを収集する場合、データ収集作業に手間がかかる。

（３）測定装置には加速度計等を作動させるためにバッテリを備えているが、加速度計等は、継続的に作動させる必要があるため、バッテリの消耗が速く、頻繁にバッテリを取り換えなければならず、メンテナンスに手間がかかる。

従来例２では次のような課題がある。
（１）３Ｄ計測器は、複数の測点の三次元座標位置を直接測定できるが、非常に高価であり、しかも、計測毎に３Ｄ計測器を現地に運送し、設置しなければならず、作業コストも高くなる。ちなみに、大形の３Ｄ計測器は数千万円を要する。

本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、地滑りによる地盤の変化を面的に精度良く測定出来ると共に、各測点にバッテリを有する装置を配置していても、バッテリの消耗が少なく、長期間、メンテナンスフリーの状態で測定でき、物品購入コスト、作業コスト及び管理コストを低減できる地滑りの測定方法を提供する。

上記課題を解決するため、本発明は、地滑り測定対象領域内に、複数の測点を設定すると共に、地滑り測定対象領域内又は該領域外に一つ又は複数の不動基点を設定し、前記不動基点には、前記各測点に向けてレーザー光を発するレーザー距離測定器及び無線通信装置を設置し、前記レーザー距離測定器により不動基点と各測点との距離を測定し、一つ又は複数の測点に、他の測点との距離を測定するレーザー距離測定器及び無線通信装置を設置し、該測点のレーザー距離測定器により、すべての測点について少なくとも他のいずれか一つの測点との距離を測定し、測定した各距離を、無線通信装置により一つのデータ集合部に入力し、前記各測定距離の時系列的変化に基づき、各測点の変位を求めることを特徴としている。

上記方法によると、（１）レーザー光を利用して、不動基点と各測点との距離、並びに各測点間の距離を、定期的に測定し、測定距離の変化により、地滑り測定対象領領域の面的な変化（変状）を求めるので、簡単に、かつ、精度良く地盤の変化を測定できる。

（２）不動基点及び各測点に、レーザー距離測定器及び無線通信装置を設置するので、３Ｄ計測器を使用する方法と比べ、物品購入コストを大幅に削減でき、また、各測点に加速度計等を設置する方法と比べても、バッテリ等のエネルギーの消費が少なくて済み、経済的である。

（３）不動基点及び各測点での測定値を、無線通信により一箇所のデータ集合部に集合させるので、観測者が各測点を巡って測定データを収集する必要性はなく、データ収集作業に手間がかからない。

本発明は、上記測定方法において、上記データ集合部を前記不動基点に設けることができる。

上記方法によると、同一場所に不動基点用のレーザー距離測定器及び無線通信装置と、データ集合部を設置できるので、それらの設置作業及びメンテナンスが容易になる。

本発明は、上記方法において、前記不動基点又は前記測点に設置されるレーザー距離測定装置として、縦軸芯回りに所定の角度範囲でレーザー光を発振する装置を設置することができる。

上記方法によると、一台のレーザー距離測定装置により複数の測点との距離を測定することができ、製品コストを一層低減することができる。

図１〜図３は、本発明にかかる地滑り測定方法の一例を示したものであり、これらの図面に基づいて本発明の一実施の形態を説明する。

図１は地滑り測定対象領域の一具体例を示しており、高速道路Ｒに沿って形成された法面を、地滑り測定対象領域Ｗとしている。この地滑り測定対象領域Ｗの全域に、概ね均一に分布するように複数の測点Ａ１，Ａ２，…Ａ９を設定すると共に、地滑り測定対象領域Ｗ外であって、経験的に地盤が変位しない箇所に、不動基点Ｂを設定している。不動基点Ｂは、該実施の形態では一箇所であるが、２箇所以上に設定することも可能である。ただし、一箇所に設定する場合には、一箇所の不動基点Ｂから、すべての測点Ａ１，Ａ２，…Ａ９が観測可能な箇所に設定される。

図２は図１を平面的に描いた模式図であり、不動基点Ｂには、すべての測点Ａ１，Ａ２，…Ａ９に向けて距離測定用のレーザー光Ｌ１，Ｌ２，…Ｌ９を発する基点用レーザー距離測定装置１、無線通信装置２及びデータ集合部３を設置している。一方、各測点Ａ１，Ａ２，…Ａ９には、他の任意の測点に対してレーザー光を発するレーザー距離測定装置５-1, ５-2, ５-3, ５-4, ５-5, ５-6, ５-7, ５-8, ５-9及び無線通信装置６がそれぞれ設置されると共に、前記基点用レーザー距離測定装置１からのレーザー光Ｌ１，Ｌ２，…Ｌ９を反射して不動基点Ｂのレーザー距離測定装置１に戻す測標体並びに他の測点のレーザー距離測定装置５-1等から発せられるレーザー光を同じレーザー距離測定装置５-1等へと反射する測標体７-1, ７-2, ７-3, ７-4, ７-5, ７-6, ７-7, ７-8, ７-9が設けられている。

図２の例では、各測点Ａ１，Ａ２，…Ａ9には、次のような方向にレーザー光を発する測点用レーザー距離測定装置５-1,５-2,…５-9が設定されている。すなわち、測点Ａ1及び測点Ａ3には、測点Ａ2に向かってレーザー光を発するレーザー距離測定装置５-1,５-3が設けられている。測点Ａ2には、測点Ａ1、測点Ａ3及び測点Ａ5に向かってレーザー光を発するレーザー距離測定装置５-2が設けられている。測点Ａ4には、測点Ａ5及び測点Ａ7に向かってレーザー光を発するレーザー距離測定装置５-4が設けられている。測点Ａ5には、測点Ａ2、測点Ａ4、測点Ａ6及び測点Ａ8に向かってレーザー光を発するレーザー距離測定装置５-5が設けられている。測点Ａ6には、測点Ａ5及び測点Ａ9に向かってレーザー光を発するレーザー距離測定装置５-6が設けられている。測点Ａ7には、測点Ａ4及び測点Ａ8に向かってレーザー光を発するレーザー距離測定装置５-7が設けられている。測点Ａ8には、測点Ａ5, 測点Ａ7及び測点Ａ9に向かってレーザー光を発するレーザー距離測定装置５-8が設けられている。測点Ａ9には、測点Ａ6及び測点Ａ8に向かってレーザー光を発するレーザー距離測定装置５-8が設けられている。

したがって、図２の測定システムにおいては、不動基点Ｂのレーザー距離測定装置１により、不動基点Ｂと、各測点Ａ１，Ａ２，…Ａ９との各距離Ｌ１，Ｌ２，…Ｌ９を測定すると同時に、各測点Ａ１，Ａ２，…Ａ９のレーザー距離測定装置５-1, ５-2,… ５-9により、測点Ａ1Ａ2間の距離Ｌ12、測点Ａ2Ａ3間の距離Ｌ23, 測点Ａ2Ａ5間の距離Ｌ25, 測点Ａ4Ａ5間の距離Ｌ45, 測点Ａ5Ａ6間の距離Ｌ56, 測点Ａ4Ａ7間の距離Ｌ47, 測点Ａ5Ａ8間の距離Ｌ58, 測点Ａ6Ａ9間の距離Ｌ69, 測点Ａ7Ａ8間の距離Ｌ78及び測点Ａ8Ａ9間の距離Ｌ89を測定する。しかも、上記各測点間の距離Ｌ12、Ｌ23,Ｌ25,Ｌ45,Ｌ56,Ｌ47,Ｌ58,Ｌ69,Ｌ78,Ｌ89は、いずれも互いに対向する測点の両レーザー距離測定装置５-1,５-2…５=9等により二重に測定し、精度を上げている。

図３は、測点間距離の測定の一例として、測点Ａ1Ａ2間の距離Ｌ12を測定している状態を略図的に示している。測点Ａ１のレーザー距離測定装置５-1は周知の構造であり、レーザー発振器１１と、反射鏡又はプリズム１２等から構成されると共にバッテリ１３を備えており、レーザー発振器１１から発振されるレーザー光は、反射鏡１２にて反射して、投光口１３から測点Ａ2の測標体７-2に向けて発信され、該測標体７-2で反射して測点Ａ1のレーザー距離測定装置５-1に戻る。これにより、測点Ａ1と測点Ａ2の測標体７-2との距離Ｌ12を測定し、無線装置６により、データ集合部１３に送信する。図３の構造では、測点Ａ2の測標体７-2は測点Ａ2から一定距離ｄだけ測点Ａ1寄りに設置されているので、実際の測定値は(Ｌ12−ｄ)となるが、この実際の測定値（Ｌ12−ｄ）にｄを加えることより、測地値Ｌ12として無線通信装置６によりデータ集合部３に送信してもよく、また、実際の測定値（Ｌ12−ｄ）の状態で、データ集合部３に送信し、データ集合部３又は管理センターなどでＬ12に補正してもよい。勿論、測標体７-2の設置位置を測点Ａ2の垂直線上に設定して、実質的に測点Ａ1Ａ2間の距離を直接測定することも可能である。

なお、測標体７-2の形状は、たとえば、直径の異なる複数の円柱体を、大径の円柱体か順次積み重ねた形状となっており、設置時には、最も小径の円柱体にレーザー光が衝突するように位置決めし、地盤の変化により測標体７-2が傾いた時には、たとえば次ぎの径の円柱体にレーザー光が衝突することにより、測標体７-2の傾きによる測定距離の狂いを大まかに修正できるようになっている。

一方、測点Ａ2のレーザー距離測定装置５−2から発せられるレーザー光によっても、前記測点Ａ1のレーザー距離測定装置５-1による測定と同様に測点Ａ1Ａ2間の距離Ｌ12を測定し、無線通信装置６により、データ集合部３に発信する。このように、測点Ａ1及び測点Ａ2の各レーザー距離測定装置５-1,５-2により、測点Ａ1Ａ2間の距離Ｌ12を二重に測定し、測定精度を向上させているのである。

なお、図３では、レーザー距離測定装置５-1、５-2の投光口１３と、測標体７-1,７-2の中心とが重なるように見えるが、実際は、異なる位置に設定してあり、相手側のレーザー距離測定装置５-1又は５-2から発せられるレーザー光は、必ず測標体７-2,７-1に衝突して、反射される構成となっている。

前記測点Ａ1Ａ2間以外の測点間距離についても、測点Ａ1Ａ2間の距離の測定と同様に、対向する２つのレーザー距離測定装置によって二重に測定し、それらの測定値をデータ収集部３に無線通信装置６により送信するようになっている。

図２の不動基点Ｂのレーザー距離測定装置１も測点用のレーザー距離測定装置５-1等と同様な構成なっているが、不動基点Ｂと各測点Ａ１，Ａ２，…Ａ９との距離Ｌ１，Ｌ２，…Ｌ９の測定については、不動基点Ｂのレーザー距離測定装置１のみにより行われる。

［地滑り測定対象領域の全体の測定作業］
図１において、地滑り測定対象領域Ｗの状況及び危険度等により、測定頻度は異なるが、たとえば２〜３ヶ月毎に各距離の測定を行い、測定距離のデータを収集し、該データに基づき、地滑り測定対象領域Ｗの面点な変位（変状）を観察する。

具体的には、図２において、不動基点Ｂに設置したレーザー距離測定装置１により、不動基点Ｂと各測点Ａ１，Ａ２，…Ａ９との距離Ｌ１，Ｌ２，…Ｌ９を測定すると同時に、各測点Ａ１，Ａ２，…Ａ９に設置されたレーザー距離測定装置５-1,５-2,…５-9により、各測点間距離Ｌ12，23，…Ｌ89を測定し、それらの測定値を、無線通信装置６等によりデータ集合部３に集合し、該データ集合部３からコンピュータ等を備えた管理センター又は研究所等に無線で送信する。

管理センター等では、前記測定した各距離Ｌ１，Ｌ２，…Ｌ９及びＬ12，Ｌ23，…Ｌ89の時系列的な変化から、地滑り測定対象領域Ｗの面的な変状を求め、地滑りの動向を推測する。

［実施の形態の効果］
（１）このように、レーザー光を利用して、不動基点Ｂと各測点Ａ１，Ａ２，…Ａ９との距離Ｌ１，Ｌ２，…Ｌ９、並びに各測点間の距離Ｌ12，23，…Ｌ89を定期的に測定し、測定距離の時系列的な変化により、地滑り測定対象領領域の面的な変位（変状）を求めるので、容易に、かつ、精度良く地盤の変化を観察できる。

（２）不動基点Ｂ及び各測点Ａ１，Ａ２，…Ａ９には、レーザー距離測定器１，５-1,５-2,…５-9及び無線通信装置２、６を設置するので、３Ｄ計測器を使用する方法と比べ、物品購入コストを大幅に削減でき、また、各測点に加速度計等を設置する方法と比べても、バッテリ等のエネルギーの消費が少なくて済み、経済的である。

（３）不動基点Ｂ及び各測点Ａ１，Ａ２，…Ａ９での測定値を、無線通信により一箇所のデータ集合部３に集合させるので、観測者が各測点Ａ１，Ａ２，…Ａ９を巡って測定データを収集する必要性はなく、観測作業及びデータ収集作業に手間がかからない。

（４）同一場所に不動基点用のレーザー距離測定器１及び無線通信装置２と、データ集合部３を設置しているので、それらの設置作業及びメンテナンスが容易になる。

［その他の実施の形態］
（１）図４は測点間距離の測定に関し、一方の測点に設置したレーザー距離測定装置のみで測点間距離を測定する例を示している。たとえば、測点Ａ2Ａ3間の距離Ｌ23を測定する場合に、測点Ａ3には測標体７-3のみを設置し、測点Ａ2に設置したレーザー距離測定装置５-1のみで測点Ａ2Ａ3の距離Ｌ23を測定する。

（２）図５は、レーザー光Ｔを、縦軸芯Ｏ1回りの全方位（３６０°）に発するレーザー距離測定装置５０であり、このようなレーザー距離測定装置５０を用いて、不動基点と測点との距離又は測点間の距離を測定することも可能である。図５に示すレーザー距離測定装置５０は、円筒状の装置本体５４内に、上下にレーザー光線を発振するレーザー発振器５１と、該レーザー発振器５１から上向きに発振されたレーザー光線を水平なレーザーリングビームＢに変換するロッドプリズム（円筒状のリングビーム生成光学素子）５２等を内蔵している。装置本体５４の上端部には、前記レーザーリングビームＢを構成する多数のレーザー光線Ｔが全方位（３６０°の範囲）に向けて放射される窓孔５３が形成されている。このようなレーザー距離測定装置５０を利用することにより、測定が必要な複数の測点間距離又は不動基点と測点間との距離を、一つのレーザー距離測定装置５０により測定でき、一層の物品購入費のコストダウンが図れる。なお、図５のレーザー距離測定装置５０は、３６０°の範囲でレーザー光を発するが、たとえば１８０°、９０°又は６０°の範囲等、必要に応じて適宜の扇形範囲内でレーザー光を発する構成とすることも可能である。

（３）図１及び図２の実施の形態では、不動基点Ｂを、地滑り測定対象領域外に設定しているが、地滑り測定対象領域内であっても、経験または観測により、略不動の箇所であれば、不動基点Ｂを設定することも可能である。

（４）図１及び図２の実施の形態では、不動基点Ｂを、一箇所に設定しているが、複数箇所に設定することも可能である。この場合は、必ずしも、一つの不動基点によって全測点との距離を測定する必要はなく、複数の不動点により測定する測点を分担することが可能となる。

本発明にかかる測定方法を実施する地滑り測定対象領域の一具体例を示す斜視図である。 図１を平面的に描いた模式図である。 測点間の距離を測定する方法を示す図である。 測点間の距離を測定する別の方法を示す図である。 レーザー距離測定装置の別の例を示す斜視図である。

符号の説明

１ 不動基点用のレーザー距離測定装置
２ 不動基点用の無線通信装置
３ データ集合部
５-1,５-2,…５-9 測点用のレーザー距離測定装置
６ 測点用の無線通信装置

Claims (3)

1. 地滑り測定対象領域内に、複数の測点を設定すると共に、地滑り測定対象領域内又は該領域外に一つ又は複数の不動基点を設定し、
   前記不動基点には、前記各測点に向けてレーザー光を発するレーザー距離測定器及び無線通信装置を設置し、前記レーザー距離測定器により不動基点と各測点との距離を測定し、
   一つ又は複数の測点に、他の測点との距離を測定するレーザー距離測定器及び無線通信装置を設置し、該測点のレーザー距離測定器により、すべての測点について少なくとも他のいずれか一つの測点との距離を測定し、
   測定した各距離を、無線通信装置により一つのデータ集合部に入力し、
   前記各測定距離の時系列的変化に基づき、各測点の変位を求めることを特徴とする地滑り測定方法。
2. 上記データ集合部は前記不動基点に設けられていることを特徴とする請求項１記載の地滑り測定方法。
3. 前記不動基点又は前記測点に設置されたレーザー距離測定装置は、縦軸芯回りに所定の角度範囲でレーザー光を発することを特徴とする請求項１又は２記載の地滑り測定方法。

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