JP2014181948A - Reception sensor mounting fixture - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トンネルの切り羽前方探査を行う際に、受信センサーをロックボルトに装着するのに好適な受信センサー装着具に関する。 The present invention relates to a receiving sensor mounting tool that is suitable for mounting a receiving sensor on a lock bolt when searching forward of a tunnel face.
トンネルの切り羽前方探査方法等において実施される坑内弾性波測定では、岩盤中を伝搬する弾性波を、トンネル壁面や路盤に設置した加速度センサー等の受信センサーにより受信して、弾性波速度分布や受信波形の分析により岩盤強度等の状況を推定する。 In the underground elastic wave measurement performed in the tunnel front face exploration method, etc., the elastic wave propagating in the rock is received by a receiving sensor such as an acceleration sensor installed on the tunnel wall or road bed, and the elastic wave velocity distribution and Estimate conditions such as rock mass strength by analysis of received waveform.
坑内弾性波測定においては、受信センサーの設置の良否が良好なデータを得るための重要なポイントとなる。受信センサーは、従来技術ではトンネル壁面もしくは路盤面に浅い孔を掘り、センサーに直結した金属棒を差し込むことによって設置する方法が一般的である。 In the measurement of underground elastic waves, the quality of receiving sensor installation is an important point for obtaining good data. Conventionally, a receiving sensor is generally installed by digging a shallow hole in a tunnel wall surface or a roadbed surface and inserting a metal rod directly connected to the sensor.
この方法は簡便ではあるが、発破を用いて掘削されたトンネルでは、壁面近傍に形成されたゆるみ領域が比較的深くなる傾向があるため、センサーをゆるみ領域外の真の岩盤状況が反映される深度に設置することが困難な場合が多い。 This method is simple, but in tunnels excavated using blasting, the loose area formed near the wall tends to be relatively deep, so the sensor reflects the true rock mass outside the loose area. It is often difficult to install at a depth.
このため、例えばTSP法などの既往探査方法では、数m程度の深さを有する孔を壁面に削孔し内部に受信センサーを設置している。しかし、この方法では、削孔のためにボーリングマシンが必要となるだけでなく、受信センサー自体も孔内に設置できる特別な仕様のものでなければならない。また、削孔作業を必要とすることから設置に時間がかかり、かつ受信感度を上げるために複数の受信センサーを同時に設置するような方法を適用することも時間・コスト面から困難になると考えられる。 For this reason, for example, in a conventional exploration method such as the TSP method, a hole having a depth of about several meters is drilled in a wall surface and a receiving sensor is installed inside. However, this method requires not only a boring machine for drilling, but also the receiving sensor itself must have a special specification that can be installed in the hole. In addition, it takes time for installation because it requires drilling work, and it is considered difficult to apply a method in which a plurality of receiving sensors are installed at the same time in order to increase reception sensitivity. .
これらの問題点を解決する方法の1つとして、NATM工法によるトンネルの支保として用いられているロックボルトをセンサー部材の一部として利用することが考えられる。ロックボルトは地山に直接固着する必要があるので、ゆるみ領域より深い深度まで削孔した孔にモルタル等で固着されている。 As one of the methods for solving these problems, it is conceivable to use a lock bolt used as a tunnel support by the NATM method as a part of the sensor member. Since the lock bolt needs to be directly fixed to the natural ground, it is fixed to the hole drilled to a depth deeper than the loosened region with a mortar or the like.
例えば、特許文献1(特開2001−335384号公報)には、地山を安定させるために一定の深さで埋設されているロックボルトにAEセンサーを取り付け、このAEセンサーで測定されたAEに基づいてトンネル崩壊の判断を行う技術が開示されている。
しかしながら、特許文献1に開示された技術においては、センサーを具体的にどのようにロックボルトに取り付けるかに係る構成については、何ら開示されておらず、問題であった。 However, in the technique disclosed in Patent Document 1, there is no disclosure about the configuration relating to how the sensor is specifically attached to the lock bolt, which is a problem.
この発明は、上記課題を解決するものであって、請求項1に係る発明は、トンネルに打設されたロックボルトを締結するナットを収容する収容基台部と、前記ナットを前記収容基台部の内壁面に押圧する固着ねじと、前記収容基台部から立設する装着ねじと、を有するソケットと、前記装着ねじを挿通する貫通穴と、受信センサーが固定される固定面と、を有するセンサー固定プレートと、前記センサー固定プレートを、前記収容基台部に固着
する締結部材と、からなることを特徴とする受信センサー装着具である。
This invention solves the said subject, The invention which concerns on Claim 1 is the accommodation base part which accommodates the nut which fastens the lock bolt laid in the tunnel, and the said nut is said accommodation base. A socket having a fixing screw that presses against the inner wall surface of the unit, a mounting screw standing from the housing base, a through hole through which the mounting screw is inserted, and a fixing surface to which the receiving sensor is fixed. A receiving sensor mounting tool comprising: a sensor fixing plate having a sensor fixing plate; and a fastening member that fixes the sensor fixing plate to the housing base.
また、請求項2に係る発明は、請求項1に記載の受信センサー装着具において、前記固着ねじを2つ有することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the receiving sensor mounting tool according to the first aspect of the present invention, the two fixing screws are provided.
また、請求項3に係る発明は、請求項1又は請求項2に記載の受信センサー装着具において、1つ乃至3つの前記受信センサーが前記センサー固定プレートに固定されることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is characterized in that, in the receiving sensor mounting device according to claim 1 or 2, one to three receiving sensors are fixed to the sensor fixing plate.
また、請求項4に係る発明は、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の受信センサー装着具において、前記締結部材が、ナットであることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the receiving sensor mounting tool according to any one of the first to third aspects, the fastening member is a nut.
また、請求項5に係る発明は、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の受信センサー装着具において、前記受信センサーは、切り羽での作業に起因する振動が、地盤の境界面で反射することで発生する弾性波を受信することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the receiving sensor mounting tool according to any one of the first to fourth aspects, wherein the receiving sensor is subjected to vibration caused by work on the face, and the boundary of the ground. The elastic wave generated by reflecting on the surface is received.
本発明に係る受信センサー装着具10によれば、ロックボルト締結用ナットNと受信センサーとを一体的に固定する金属製の固定具を用いることにより、受信センサーを簡便かつ確実にロックボルトBに連結させることができる。
According to the receiving
また、本発明に係る受信センサー装着具10によれば、ロックボルトBを受信センサーの部材として利用することにより、トンネル壁面周辺のゆるみ領域の影響がより少なく真の岩盤状況に近い測定データが得られる。
Moreover, according to the receiving
また、本発明に係る受信センサー装着具10によれば、受信センサー装着具10の装着は、装着ねじ150と締結部材300とよるので簡単であり、ロックボルトBの位置やさび・漏れなどボルトの状態にほとんど左右されない。また取り外しも簡単であるので、工事の施工ステップなどに合わせて何度でも脱着できる。
Further, according to the receiving
また、ロックボルトBのロックボルト締結用ナットNに合わせたソケット100の窪み(収容部115)は比較的容易に製作することができるので、どのような種類のボルトにも対応することができる。製作費も安価であり、多数の受信センサー設置を必要とする場合にも対応できる。
In addition, since the recess (accommodating portion 115) of the
また、本発明に係る受信センサー装着具10によれば、1軸方向のみの振動を受信する安価な受信センサー3個を使用することにより、高価な3軸センサーと同等の計測が可能である。
Moreover, according to the receiving
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図1は本発明の実施形態に係る受信センサー装着具10の分解斜視図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an exploded perspective view of a receiving
一般にトンネルの掘削工事では、トンネル切り羽に穿孔をして火薬を装薬し、***した後、ズリ出し、当たり取り、支保工、一次覆工、ロックボルト(岩盤とコンクリートとを固定する特殊なボルト)の打設を行う。これを1サイクルとして、大体1.5m前後のピッチで掘削の施工サイクルを繰り返し行って掘進する。 Generally, in tunnel excavation work, tunnel face is drilled and charged with gunpowder, blown up, then slid, scraped, supported, primary lining, rock bolt (specialized for fixing bedrock and concrete) Bolt). With this as one cycle, the excavation work cycle is repeated at a pitch of about 1.5 m.
一定の間隔に打設されるロックボルトは、岩盤奥深くにまで打ち込むことにより、地山自体の保持力を利用してトンネルを保持することができるようになっている。本発明に係る受信センサー装着具10においては、トンネルの支保として用いられている、このようなロックボルトをセンサー部材の一部として利用することを想定している。
Rock bolts that are driven at regular intervals can be used to hold the tunnel using the holding power of the natural ground itself by driving deep into the rock. In the receiving
そのために、本発明に係る受信センサー装着具10では、埋設されているロックボルトBと、このロックボルトBに対応して設けられているロックボルト締結用ナットNとに、一体的に受信センサー231、232、233を装着する簡略な構成が採用されている。
Therefore, in the receiving
図1において、ソケット100は、収容基台部110と、この収容基台部110から立設されるようにして形成されている装着ねじ150と、からなる金属製の部材である。
In FIG. 1, a
収容基台部110には、ロックボルトBの露出部とロックボルト締結用ナットNとを収容する空間である収容部115が設けられている。図2は本発明の実施形態に係る受信センサー装着具10の収容基台部110底面側から見た図である。収容部115は、ロックボルト締結用ナットNの外周囲より若干大きい、断面六角形状を有する空間であり、6つの内壁面117を有している。
The
6つの内壁面117のうち、相隣る2つの内壁面117には、ねじ穴120が設けられており、このねじ穴120には、固着ねじ130が螺着されている。
Two
金属製のセンサー固定プレート200は、装着ねじ150を挿通する貫通穴210と、受信センサー231、232、233が固定される固定面221、222、223と、を有している。受信センサー231、232、233としては、例えば、加速度センサーなどを用いることができる。また、受信センサー231、232、233は、有線(不図示)または無線などにより、不図示のデータ収集装置に接続されている。
The metal
本実施形態では、それぞれ直交する固定面221、222、223に設けられた3つの受信センサー231、232、233によって、それぞれ1軸方向の加速度などを検出することで、3軸方向の加速度成分を間出することが可能となる。このような構成によれば、1軸方向のみの振動を受信する安価な受信センサー3個を使用することにより、高価な3軸センサーと同等の計測が可能である。
In the present embodiment, the acceleration components in the three-axis directions are detected by detecting the acceleration in the one-axis direction by the three
なお、本実施形態では、センサー固定プレート200の、互いに垂直の関係にある3つの固定面221、222、223のそれぞれに、受信センサー231、232、233を設け、3次元データを取得する構成で説明を行っているが、センサー固定プレート200に設ける受信センサーの数は任意とすることができる。
In the present embodiment,
締結部材300は、例えば、ナットなどの部材であり、締結部材300を装着ねじ150に螺着することで、受信センサーを有するセンサー固定プレート200を、ソケット100の収容基台部110に固着することができるようになっている。
The fastening
図3は本発明の実施形態に係る受信センサー装着具10をロックボルト締結用ナットNに装着した状態を示す図であり、また、図4は受信センサー装着具10の装着時の様子を示す図である。
3 is a view showing a state in which the receiving
本発明に係る受信センサー装着具10は、トンネル坑内に突き出たロックボルトBの露出部とロックボルト締結用ナットNと受信センサーを確実に連結させる金属製固定具である。金属固定具としては、ロックボルトBの露出部とロックボルト締結用ナットNに受信センサーを取り付ける台となるソケット100、センサー固定プレート200、およびこれらを固定する締結部材300とからなる。
The receiving
ソケット100は、ロックボルトBを締め付けるために用いられているロックボルト締結用ナットNと同形状でやや寸法の大きな窪み(収容部115)を有しており、この窪み(収容部115)をロックボルト締結用ナットNに合わせて被せ、2本の固着ねじ130により、ソケット100とロックボルト締結用ナットNとを3点以上で確実に固着する。
The
なお、トンネルの掘削工事で用いられるロックボルトの規格に合わせて窪み(収容部115)の大きさ・形状を変えたソケット100を複数種用意することによりどのようなロックボルトにも対応させることができる。
In addition, by preparing a plurality of types of
ソケット100の上面には、センサー固定プレート200を固着するための装着ねじ150が設けられている。
A mounting
センサー固定プレート200の略中央には、ソケット100上面の装着ねじ150が通る貫通穴210が開けられている。またその側面・上面からなる直交する3方向に、例えば、既存の加速度センサー(受信センサー231、232、233)を取り付けられるねじ穴が穿孔されており、センサーを必要に応じて1〜3個取り付けることができる。
A through
センサー固定プレート200の貫通穴210をソケット100上面の装着ねじ150に通し、受信センサーがトンネルの向きに対して直交3方向に向くように、センサー固定プレート200を回転させた上で、締結部材300によりセンサー固定プレート200をソケット100に固着する。これにより、ロックボルトBのロックボルト締結用ナットNがどのような向きに向いていても、受信センサーをトンネルの方向に対して一定の向きに設置することができる。
The through
図5は本発明の実施形態に係る受信センサー装着具10によるデータ収集例を示す図である。図5は、トンネルの掘削工事を上面から模式的に見た図である。打設されている複数のロックボルトBには、本発明に係る受信センサー装着具10が取り付けられ、これら受信センサー装着具10に設けられた受信センサーで検出されるデータは、パーソナルコンピューターによって収集される。
FIG. 5 is a diagram showing an example of data collection by the receiving
切り羽においては、油圧ショベルに装着されているブレーカーなどにより、ズリ出しの作業を行うが、このときに発生する振動が、地盤の境界面で反射することで発生する弾性波を、前記の各受信センサーが検出する。パーソナルコンピューターでは、各受信センサーで検出したデータを解析することで、地盤の境界面の位置などを推定する。 In the cutting face, the work of slipping out is performed by a breaker or the like attached to a hydraulic excavator. The vibration generated at this time is reflected on the boundary surface of the ground, and the elastic wave generated by Receive sensor detects. The personal computer estimates the position of the ground boundary by analyzing the data detected by each receiving sensor.
以上のような本発明に係る受信センサー装着具10によれば、ロックボルト締結用ナットNと受信センサーとを一体的に固定する金属製の固定具を用いることにより、受信センサーを簡便かつ確実にロックボルトBに連結させることができる。
According to the receiving
また、本発明に係る受信センサー装着具10によれば、ロックボルトBを受信センサー
の部材として利用することにより、トンネル壁面周辺のゆるみ領域の影響がより少なく真の岩盤状況に近い測定データが得られる。
Moreover, according to the receiving
また、本発明に係る受信センサー装着具10によれば、受信センサー装着具10の装着は、装着ねじ150と締結部材300とよるので簡単であり、ロックボルトBの位置やさび・漏れなどボルトの状態にほとんど左右されない。また取り外しも簡単であるので、工事の施工ステップなどに合わせて何度でも脱着できる。
Further, according to the receiving
また、ロックボルトBのロックボルト締結用ナットNに合わせたソケット100の窪み(収容部115)は比較的容易に製作することができるので、どのような種類のボルトにも対応することができる。製作費も安価であり、多数の受信センサー設置を必要とする場合にも対応できる。
In addition, since the recess (accommodating portion 115) of the
10・・・受信センサー装着具
100・・・ソケット
110・・・収容基台部
115・・・収容部
117・・・内壁面
120・・・ねじ穴
130・・・固着ねじ
150・・・装着ねじ
200・・・センサー固定プレート
210・・・貫通穴
221、222、223・・・固定面
231、232、233・・・受信センサー
300・・・締結部材
B・・・ロックボルト
N・・・ロックボルト締結用ナット
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ナットを前記収容基台部の内壁面に押圧する固着ねじと、
前記収容基台部から立設する装着ねじと、を有するソケットと、
前記装着ねじを挿通する貫通穴と、受信センサーが固定される固定面と、を有するセンサー固定プレートと、
前記センサー固定プレートを、前記収容基台部に固着する締結部材と、からなることを特徴とする受信センサー装着具。 An accommodating base for accommodating a nut for fastening a lock bolt placed in a tunnel;
A fixing screw that presses the nut against the inner wall surface of the housing base;
A socket having a mounting screw erected from the housing base,
A sensor fixing plate having a through hole through which the mounting screw is inserted, and a fixing surface to which the receiving sensor is fixed;
A receiving sensor mounting tool comprising: a fastening member that fixes the sensor fixing plate to the housing base portion.
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