JP2016030900A - Detection device for filled condition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、掘削された地盤の内周面とこの内周面に相対させた型枠との間の覆工空間、又は、既設のトンネル構造体の径方向外方の領域を検知対象領域とし、この検知対象領域に充填されるセメント系の充填物の充填状況を検知する充填状況検知装置に関する。 In the present invention, the wrapping space between the inner peripheral surface of the excavated ground and the formwork opposed to the inner peripheral surface, or the radially outer region of the existing tunnel structure is set as the detection target region. The present invention also relates to a filling state detection device for detecting a filling state of a cement-based filling filled in the detection target region.
近年、山岳トンネル等において、掘削した地盤の内周面を覆って構築される覆工コンクリートを形成するための工法としては、覆工セントルと呼ばれる型枠を用いる工法が一般的に採用されている。この工法では、掘削された地盤の内周面とこれに相対させた型枠との間の覆工空間のうち、中央のトンネル冠部の覆工空間や左右の側壁部の覆工空間等へのコンクリートの打設は、一般的に、コンクリート打設管を型枠の天端部や左右の側壁部にそれぞれ設けられた打設孔や検査窓等に挿入してコンクリートを圧送することにより行われる。 In recent years, in mountain tunnels and the like, a method using a formwork called a lining centle is generally adopted as a method for forming lining concrete constructed to cover the inner peripheral surface of excavated ground. . In this method, out of the lining space between the inner peripheral surface of the excavated ground and the formwork opposed to it, the lining space in the center tunnel crown, the lining space in the left and right side walls, etc. In general, concrete placement is performed by inserting concrete placement pipes into placement holes and inspection windows provided at the top end and left and right side walls of the mold, respectively, and pumping the concrete. Is called.
この種の型枠を用いて覆工コンクリートを形成する工法としては、特許文献１に記載されたものが知られている。この特許文献１には、圧力センサを型枠の覆工コンクリート側の面に設けて各ポイントの圧力を計測すると共に、接触物の振動応答特性を検知する振動検知式の充填検知センサを地山側に設け、これら各センサからの電気信号に基づいて、覆工空間へ打設されるコンクリートの充填状況を検知する技術が開示されている。 As a method of forming lining concrete using this type of formwork, the method described in Patent Document 1 is known. In this patent document 1, a pressure sensor is provided on the surface of the lining concrete of the mold to measure the pressure at each point, and a vibration detection type filling detection sensor for detecting the vibration response characteristics of the contact object is provided on the ground side. The technology which detects the filling condition of the concrete cast | placed in the lining space based on the electrical signal from these each sensors is disclosed.
また、既設のトンネルにおいては、覆工コンクリート等のトンネル構造体と地山との間に、地山の変動や地下水の流れ等により空洞が生じたり地下水が滞留したりするおそれがある。そのため、空洞や地下水の滞留が生じている可能性のある既設のトンネル構造体の径方向外方の領域部分に、例えば、モルタルやセメントミルク等のグラウト材を注入して、空洞や地下水の部分等をグラウト材に置換して、トンネルを補修するニーズが増加している。 Moreover, in an existing tunnel, there is a possibility that a cavity or groundwater may remain between the tunnel structure such as lining concrete and the natural ground due to the fluctuation of natural ground or the flow of groundwater. Therefore, for example, grout material such as mortar or cement milk is injected into the radially outer region of the existing tunnel structure where cavities and groundwater may have accumulated, so that There is an increasing need to repair tunnels by replacing grout materials with grout materials.
ここで、この種の覆工コンクリートを形成する工法において、トンネル冠部等の覆工空間等へコンクリートを打設する際に、コンクリートがどの高さまで打ち上がっているか、充填されているか否かを監視する必要がある。また、既設のトンネル構造体の径方向外方の領域に空洞や地下水の滞留が生じているおそれがあり、その領域にグラウト材を注入する際に、空洞や地下水がグラウト材に適切に置換されているか、充填されているか否かを確認する必要もある。つまり、これらコンクリートやグラウト材等のセメント系の充填物の充填状況（コンクリート打設高さやグラウト材の置換状態等）を適切に把握することは、トンネルの新設工事や補修工事における施工管理をする上で重要である。 Here, in the method of forming this type of lining concrete, when concrete is placed in a lining space such as a tunnel crown, it is determined to what height the concrete is up and filled. Need to be monitored. In addition, there is a possibility that cavities and groundwater may remain in the area outside the existing tunnel structure in the radial direction, and when grouting material is injected into that area, the cavities and groundwater are appropriately replaced with grouting material. It is also necessary to check whether it is filled or not. In other words, to properly understand the filling status of cement-based fillers such as concrete and grouting materials (concrete casting height, grouting material replacement status, etc.), it is necessary to manage the construction of new tunnel construction and repair work. Is important above.
しかしながら、特許文献１に記載の技術のように、覆工コンクリート構築時に、覆工空間内にセンサを設置し充填物の充填状況を検知する場合には、セメント系の充填物が固化した後は、覆工コンクリート内にセンサ及びその信号ケーブルを残置せざるを得ない。また、既設のトンネルの補修工事において、グラウト材の置換状態を、圧力センサや上記振動検知式のセンサを用いて検知することも考えられるが、この場合もセンサ及びその信号ケーブルを残置せざるを得ない。このため、コンクリートやグラウト材等のセメント系の充填物の充填状況を検知する際に、センサ等をその検知対象領域内に残置させることになる充填状況検知装置において、検知対象領域に残置させるセンサ等の費用の抑制を図る工夫が求められている。また、圧力センサや振動検知式のセンサを用いる場合、いずれも電気信号を用いるため信号ケーブルを必要とし、この信号ケーブルの敷設作業が煩雑である。 However, like the technique described in Patent Document 1, when lining concrete is constructed, when a sensor is installed in the lining space and the filling state of the filling is detected, after the cement-based filling is solidified, The sensor and its signal cable must be left in the lining concrete. In addition, in the repair work of existing tunnels, it is conceivable to detect the replacement state of the grout material using a pressure sensor or the vibration detection type sensor, but in this case as well, the sensor and its signal cable must be left behind. I don't get it. For this reason, when detecting the filling state of cement-based fillers such as concrete and grout materials, a sensor that leaves a sensor or the like in the detection target region, the sensor that is left in the detection target region Ingenuity to reduce costs such as these is required. In addition, when using a pressure sensor or a vibration detection type sensor, a signal cable is required because an electric signal is used, and the installation work of the signal cable is complicated.
本発明は、このような実状に着目してなされたものであり、検知対象領域に残置させる部分の費用を抑制しつつ、セメント系の充填物の充填状況を検知可能であると共に、容易に設置することができる充填状況検知装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made by paying attention to such a situation, and can detect the filling state of the cement-based filler while suppressing the cost of the portion to be left in the detection target region, and can be easily installed. An object of the present invention is to provide a filling state detection device capable of performing the above.
上記課題に対して、本発明に係る充填状況検知装置は、その一態様として、掘削された地盤の内周面と当該内周面に相対させた型枠との間の覆工空間、又は、既設のトンネル構造体の径方向外方のトンネル外方領域を検知対象領域とし、当該検知対象領域に充填されるセメント系の充填物の充填状況を検知する充填状況検知装置であって、光を発生させる光源部と、前記検知対象領域内に一端部側が延設され、前記光源部からの光を前記検知対象領域内に導く第１導光部材と、前記検知対象領域内に一端部側が延設され、当該検知対象領域からの反射光を前記型枠の径方向内方又は前記トンネル構造体の径方向内方へ導く第２導光部材と、を備え、前記第２導光部材によって導かれる前記反射光を受光して得られる受光情報に基づいて、前記充填物の充填状況を検知可能に構成される。 For the above problem, the filling state detection device according to the present invention has, as one aspect thereof, a lining space between the inner peripheral surface of the excavated ground and the formwork opposed to the inner peripheral surface, or A filling state detection device for detecting a filling state of a cement-based filler filled in the detection target region, using a tunnel outer region in the radial direction of an existing tunnel structure as a detection target region. A light source unit to be generated, a first light guide member extending at one end in the detection target region, guiding light from the light source unit into the detection target region, and one end side extending into the detection target region. And a second light guide member that guides reflected light from the detection target region to the inside of the mold in the radial direction or the inside of the tunnel structure in the radial direction, and is guided by the second light guide member. Based on the received light information obtained by receiving the reflected light, Detection configured to be able to fill status of Hamabutsu.
本発明に係る充填状況検知装置によると、掘削された地盤の内周面とこの内周面に相対させた型枠との間の覆工空間、又は、既設のトンネル構造体の径方向外方のトンネル外方領域を検知対象領域とし、一端部側が検知対象領域内に延設される第１導光部材によって、光源部からの光を検知対象領域に導き、一端部側が検知対象領域内に延設される第２導光部材によって、検知対象領域からの反射光を型枠の径方向内方又はトンネル構造体の径方向内方へ導き、第２導光部材からの反射光の受光情報に基づいて、充填物の充填状況を検知可能に構成される。したがって、セメント系の充填物の充填が完了し、充填物が固化しても、単に、第１導光部材及び第２光導光部材のうち検知対象領域内に延設させた一端部側が検知対象領域内に残置されるだけである。このため、各導光部材を残置部分の境界位置で切断すれば、各導光部材の残置部分以外の残りの部分については、別の検知対象領域用等に再利用することができる。その結果、圧力センサや振動検知式のセンサを検知対象領域内に残置させ、その再利用ができなかった従来技術と比較して、検知対象領域に残置させる部分の費用の抑制を図ることができる。
また、第１導光部材により検知対象領域内に光を導き、その反射光を第２導光部材により型枠又はトンネル構造体の径方向内方に導いて得られる受光情報に基づいて充填状況を検知する構成、つまり、単に、光を用いて充填状況を検知する構成であるため、検知対象領域には電気的な信号配線の敷設をする必要はない。このため、設置作業を簡素化することができる。
このようにして、検知対象領域に残置させる部分の費用を抑制しつつ、セメント系の充填物の充填状況を検知可能であると共に、容易に設置することができる充填状況検知装置を提供することができる。
According to the filling state detection apparatus according to the present invention, the lining space between the inner peripheral surface of the excavated ground and the mold frame opposed to the inner peripheral surface, or the radially outward direction of the existing tunnel structure The first light guide member in which one end side is extended into the detection target area, the light from the light source unit is guided to the detection target area, and the one end side is in the detection target area. By the extended second light guide member, the reflected light from the detection target region is guided inward in the radial direction of the mold frame or radially inward of the tunnel structure, and light reception information of the reflected light from the second light guide member Based on the above, the filling state of the filling can be detected. Therefore, even when the filling of the cement-based filler is completed and the filler is solidified, the one end side of the first light guide member and the second light guide member extending in the detection target region is simply the detection target. It is only left in the area. For this reason, if each light guide member is cut at the boundary position of the remaining portion, the remaining portions other than the remaining portion of each light guide member can be reused for another detection target region or the like. As a result, the pressure sensor or vibration detection type sensor can be left in the detection target area, and compared with the prior art that could not be reused, the cost of the part to be left in the detection target area can be reduced. .
Further, the filling state based on the light receiving information obtained by guiding the light into the detection target region by the first light guide member and guiding the reflected light inward in the radial direction of the formwork or the tunnel structure by the second light guide member. In other words, since the filling state is simply detected using light, it is not necessary to lay electrical signal wiring in the detection target region. For this reason, installation work can be simplified.
Thus, it is possible to provide a filling state detection device that can detect the filling state of a cement-based filler and can be easily installed while suppressing the cost of the portion to be left in the detection target region. it can.
以下、添付図面を参照して、本発明に係る充填状況検知装置の実施形態について説明する。本発明に係る充填状況検知装置は、トンネルの新設時とトンネルの補修時にそれぞれ用いることができる。まず、トンネルの新設時に適用する場合について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態による充填状況検知装置１００の概略構成を示す図であり、山岳トンネルの覆工コンクリートの構築に適用した場合を示している。尚、図１は、切羽側（妻側）から見たトンネルの横断面図でもある。図２は、充填状況検知装置１００の概略ブロック図を示すと共に、図１に示すＡ部の拡大断面図を示す概念図である。図３は、後述する第１光ファイバー１０２及び第２光ファイバー１０３の一端部側の拡大断面図であり、図４は、図３に示すＢ―Ｂ断面図である。
Hereinafter, with reference to an accompanying drawing, an embodiment of a filling condition detection device concerning the present invention is described. The filling state detection apparatus according to the present invention can be used when a tunnel is newly established and when a tunnel is repaired. First, the case where it is applied when a tunnel is newly established will be described.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a filling state detection apparatus 100 according to a first embodiment of the present invention, and shows a case where it is applied to construction of lining concrete for a mountain tunnel. FIG. 1 is also a cross-sectional view of the tunnel viewed from the face side (wife side). FIG. 2 is a conceptual block diagram showing an enlarged cross-sectional view of a portion A shown in FIG. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view on one end side of a first optical fiber 102 and a second optical fiber 103 to be described later, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB shown in FIG.
本実施形態のトンネルは山岳トンネルであり、ブレーカーや自由断面掘削機や発破等により掘削されて形成された地盤の内周面１には、吹き付けコンクリート２が吹き付けられ一次支保されている。そして、この内周面１（詳しくは、吹き付けコンクリート２）に相対させてアーチ状の外周面を有する型枠３がセットされ、内周面１と型枠３との間に覆工コンクリート打設用の覆工空間Ｓ１が形成されている。型枠３のセットには、トンネル底面４にトンネル軸方向に沿って敷設されたレール５上を移動可能なガントリー車７が用いられる。 The tunnel of the present embodiment is a mountain tunnel, and spray concrete 2 is sprayed and primarily supported on the inner peripheral surface 1 of the ground formed by excavating by a breaker, a free section excavator, blasting or the like. Then, a mold frame 3 having an arch-shaped outer peripheral surface is set so as to be opposed to the inner peripheral surface 1 (specifically, sprayed concrete 2), and lining concrete is placed between the inner peripheral surface 1 and the mold frame 3. A lining space S1 is formed. For setting the mold 3, a gantry vehicle 7 is used which is movable on a rail 5 laid on the tunnel bottom surface 4 along the tunnel axis direction.
充填状況検知装置１００は、図１及び図２に示すように、掘削された地盤の内周面１とこの内周面１に相対させた型枠３との間の覆工空間Ｓ１を検知対象領域Ｓとし、この検知対象領域Ｓ（Ｓ１）に充填されるセメント系の充填物Ｘの充填状況を検知するものであり、光源部１０１（図２参照）と、光ファイバーからなる第１導光部材１０２と、同じく光ファイバーからなる第２導光部材１０３と、装置本体部１０４とを備えて構成される。なお、本実施形態において、上記第１導光部材１０２、第２導光部材１０３を、それぞれ、第１光ファイバー１０２、第２光ファイバー１０３と言う。
本実施形態において、充填物Ｘはコンクリートである。なお、後述するように、覆工空間Ｓ１にコンクリートが打設されて完成した覆工コンクリートと、吹き付けコンクリート２とがトンネル構造体となり、このトンネル構造体の径方向外方の領域、つまり、吹き付けコンクリート２の径方向外方の領域をトンネル外方領域Ｓ２と呼ぶ。
As shown in FIGS. 1 and 2, the filling state detection device 100 detects a lining space S1 between the inner peripheral surface 1 of the excavated ground and the formwork 3 opposed to the inner peripheral surface 1. The region S is used to detect the filling state of the cement-based filler X filled in the detection target region S (S1), and includes a light source 101 (see FIG. 2) and a first light guide member made of an optical fiber. 102, a second light guide member 103 that is also made of an optical fiber, and an apparatus main body 104. In the present embodiment, the first light guide member 102 and the second light guide member 103 are referred to as a first optical fiber 102 and a second optical fiber 103, respectively.
In the present embodiment, the filler X is concrete. As will be described later, the lining concrete completed by placing concrete in the lining space S1 and the sprayed concrete 2 form a tunnel structure, and a radially outer region of the tunnel structure, that is, spraying. A region radially outward of the concrete 2 is referred to as a tunnel outer region S2.
前記光源部１０１は、図２に示すように、光を発生させるものであり、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）等を用いて構成され、装置本体部１０４内に内蔵されている。光源部１０１は、例えば、連続的に光を発生させる。 As shown in FIG. 2, the light source unit 101 generates light. For example, the light source unit 101 is configured using a light emitting diode (LED) or the like, and is built in the apparatus main body unit 104. For example, the light source unit 101 continuously generates light.
前記第１光ファイバー（第１導光部材）１０２は、光源部１０１からの光を検知対象領域Ｓ（Ｓ１）内に導くものであり、その一端部側１０２ａが検知対象領域Ｓ内に延設され、他端部１０２ｂが光源部１０１に接続されている。第１光ファイバー１０２の後述する光出射端１０２ｅから出射された光は、検知対象領域Ｓ内で反射して、その一部が第２光ファイバー１０３の後述する光入射端１０３ｅに入射する。 The first optical fiber (first light guide member) 102 guides light from the light source unit 101 into the detection target region S (S1), and one end 102a thereof extends into the detection target region S. The other end 102 b is connected to the light source unit 101. Light emitted from a light emitting end 102 e described later of the first optical fiber 102 is reflected in the detection target region S, and a part of the light is incident on a light incident end 103 e described later of the second optical fiber 103.
前記第２光ファイバー（第２導光部材）１０３は、検知対象領域Ｓからの反射光を型枠３の径方向内方のトンネル内部空間Ｓ３へ導くものであり、その一端部側１０３ａが検知対象領域Ｓ内に延設され、他端部１０３ｂが後述する受光部１０４ａに接続されている。 The second optical fiber (second light guide member) 103 guides the reflected light from the detection target region S to the tunnel inner space S3 radially inward of the mold 3, and its one end side 103a is the detection target. The other end 103b extends in the region S and is connected to a light receiving unit 104a described later.
第１光ファイバー１０２及び第２光ファイバー１０３は、例えば、図３及び図４に示すように、それぞれ、光路となるコア１０２ｃ，１０３ｃと、コア１０２ｃ，１０３ｃを被覆するクラッド１０２ｄ，１０３ｄとを有して形成され、図１及び図２に示すように、一端部側１０２ａ，１０３ａが検知対象領域Ｓ内にて地盤上下（トンネル上下）方向に直線的に延設されている。 The first optical fiber 102 and the second optical fiber 103 include, for example, as shown in FIGS. 3 and 4, cores 102c and 103c serving as optical paths and clads 102d and 103d covering the cores 102c and 103c, respectively. As shown in FIGS. 1 and 2, one end portions 102a and 103a are linearly extended in the detection target region S in the vertical direction of the ground (up and down the tunnel).
また、第１光ファイバー１０２及び第２光ファイバー１０３としては、例えば、コア１０２ｃ，１０３ｃ及びクラッド１０２ｄ，１０３ｄがプラスチック製の安価な光ファイバーを適宜長さに切断して用いる。第１光ファイバー１０２及び第２光ファイバー１０３は、それぞれの両端部においてコア１０２ｃ，１０３ｃが外部に露出し、この露出部が光出射端及び光入射端になる。第１光ファイバー１０２の一端部側１０２ａの先端が光の出射端（以下において「光出射端」と言う）１０２ｅとなり、第２光ファイバー１０３の一端部側１０３ａの先端が反射光の入射端（以下において「光入射端」と言う）１０３ｅとなる。また、図示を省略するが、各クラッド１０２ｄ，１０３ｄは合成樹脂等の被覆材により被覆されている。
本実施形態において、第１光ファイバー１０２の光出射端１０２ｅと、第２光ファイバー１０３の光入射端１０３ｅは、いずれも地盤上方に向けて配置される。
In addition, as the first optical fiber 102 and the second optical fiber 103, for example, inexpensive optical fibers whose cores 102c and 103c and clads 102d and 103d are made of plastic are appropriately cut into lengths and used. As for the 1st optical fiber 102 and the 2nd optical fiber 103, core 102c, 103c is exposed outside in each both ends, This exposed part becomes a light-projection end and a light-incidence end. The tip of one end 102a of the first optical fiber 102 serves as a light exit end (hereinafter referred to as “light exit end”) 102e, and the tip of the one end 103a of the second optical fiber 103 serves as an incident end of reflected light (hereinafter referred to as “light exit end”). 103e) (referred to as “light incident end”). Although not shown, the clads 102d and 103d are covered with a covering material such as synthetic resin.
In the present embodiment, the light emitting end 102e of the first optical fiber 102 and the light incident end 103e of the second optical fiber 103 are both arranged toward the upper side of the ground.
また、本実施形態においては、第１光ファイバー１０２及び第２光ファイバー１０３は、予め、互いに隣接して平行に延伸し、一体形成され、光ファイバー対１１０（１０２，１０３）を構成する。この光ファイバー対１１０の一端部側１０２ａ，１０３ａが、例えば、図１及び図２に示すように、棒鋼６に支持されて検知対象領域Ｓ内に配置される。
なお、本実施形態において、上記光ファイバー対１１０が本発明に係る「導光部材対」に相当する。この光ファイバー対１１０の検知対象領域Ｓ内への配置位置及び配置方法については、後に詳述する。
In the present embodiment, the first optical fiber 102 and the second optical fiber 103 are preliminarily extended in parallel and adjacent to each other, and are integrally formed to constitute an optical fiber pair 110 (102, 103). One end portions 102a and 103a of the optical fiber pair 110 are supported by the steel bar 6 and disposed in the detection target region S as shown in FIGS. 1 and 2, for example.
In the present embodiment, the optical fiber pair 110 corresponds to a “light guide member pair” according to the present invention. The arrangement position and arrangement method of the optical fiber pair 110 in the detection target region S will be described in detail later.
また、本実施形態においては、第１光ファイバー１０２は、図３に示すように、その一端部側１０２ａにて、延伸方向に間隔を空けた複数個所で、径方向外方からクラッド１０２ｄ及び被覆材（図示省略）を貫通してコア１０２ｃに至る開口部１０２ｆを有して形成される。各開口部１０２ｆは、開口面積が例えば略同一になるように構成されている。
クラッド１０２ｄに、略同一の開口面積の開口を形成することが困難である場合がある。この場合、例えば、略同一の開口面積の貫通孔が開口形成されたシールを複数枚用意し、クラッド１０２ｄ及び被覆材に、目標の開口面積より大きな開口のスリットを適宜間隔で形成し、そのスリットを覆うように、適宜間隔でシールを張り付ける。これにより、適宜間隔で、開口面積が同一の開口部１０２ｆを容易に形成することができる。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the first optical fiber 102 has a clad 102d and a covering material from the outside in the radial direction at a plurality of positions spaced in the extending direction on one end side 102a. An opening 102f that passes through (not shown) and reaches the core 102c is formed. Each opening 102f is configured such that the opening areas are substantially the same, for example.
It may be difficult to form openings having substantially the same opening area in the clad 102d. In this case, for example, a plurality of seals in which through holes having substantially the same opening area are formed are prepared, and slits having openings larger than the target opening area are formed at appropriate intervals in the cladding 102d and the covering material. Attach seals at appropriate intervals to cover Thereby, the opening part 102f with the same opening area can be easily formed at an appropriate interval.
ここで、図２に示すように、コンクリートが光ファイバー対１１０の周辺に到達しておらず、光ファイバー対１１０の周りが空洞である場合、光源部１０１から第１光ファーバー１０１のコア１０２ｃを介して導かれる光の一部は、各開口部１０２ｆを介して外方に漏れる。このとき、光出射端１０２ｅからの出射光の光量は、光源部１０１から出射された光の光量より減少する。一方、後述する図８〜図１０に示すように、第１光ファイバー１０２の周りに、コンクリート等の充填物Ｘが充填され、充填物Ｘの打ち上がり高さが高くなって、下の開口部１０２ｆから順に遮蔽されるにつれ、光出射端１０２ｅからの出射光の光量は段階的に増加する。そして、光出射端１０２ｅからの光の光量は、一番上の開口部１０２ｆが遮蔽されたところで最大となる。さらに、充填物Ｘの打ち上がり高さが高くなると、光出射端１０２ｅが遮蔽されて、光出射端１０２ｅから光は出射されなくなる。 Here, as shown in FIG. 2, when the concrete does not reach the periphery of the optical fiber pair 110 and the periphery of the optical fiber pair 110 is hollow, the light source unit 101 passes through the core 102c of the first optical fiber 101. Part of the guided light leaks outward through each opening 102f. At this time, the amount of light emitted from the light emitting end 102e is smaller than the amount of light emitted from the light source unit 101. On the other hand, as shown in FIGS. 8 to 10 described later, the first optical fiber 102 is filled with a filler X such as concrete, and the height of the filler X is increased, so that the lower opening 102f As the light is shielded in order, the amount of light emitted from the light exit end 102e increases stepwise. The amount of light from the light emitting end 102e is maximized when the uppermost opening 102f is shielded. Further, when the launch height of the filler X is increased, the light emitting end 102e is shielded and light is not emitted from the light emitting end 102e.
図２に戻って、前記装置本体部１０４は、第２光ファイバー１０３によって導かれる反射光を受光して得られる受光情報に基づいて、充填物Ｘとしてのコンクリートの充填状況を検知するものであり、受光部１０４ａと、記録部１０４ｂと、情報処理部１０４ｃとを備えて構成される。
前記受光部１０４ａは、第２光ファイバイー１０３によって導かれる反射光を受光して、その受光情報を得るものであり、取得した受光情報に対応する信号を連続的に発生させて、記録部１０４ｂに出力可能に構成されるセンサユニットである。
前記記憶部１０４ｂは、受光部１０４ａから連続的に出力される信号情報を記憶するものであり、例えば、一般的なデータロガーを用いて構成される。
前記情報処理部１０４ｃは、記憶部１０４ｂに記憶された受光情報に対応する信号情報に基づいて、充填物Ｘの充填状況に関するデータを演算するものであり、例えば、一般的なパーソナルコンピュータを用いて構成される。
Returning to FIG. 2, the apparatus main body 104 detects the filling state of the concrete as the filler X based on the light reception information obtained by receiving the reflected light guided by the second optical fiber 103. A light receiving unit 104a, a recording unit 104b, and an information processing unit 104c are provided.
The light receiving unit 104a receives reflected light guided by the second optical fiber 103 and obtains the light reception information. The light receiving unit 104a continuously generates a signal corresponding to the acquired light reception information, and the recording unit 104b. It is a sensor unit comprised so that output is possible.
The storage unit 104b stores signal information continuously output from the light receiving unit 104a, and is configured using, for example, a general data logger.
The information processing unit 104c calculates data related to the filling state of the filling X based on signal information corresponding to the light reception information stored in the storage unit 104b. For example, using a general personal computer Composed.
本実施形態において、前記受光情報は、第２光ファイバー１０３からの反射光の強度であり、前記充填状況として、反射光の強度変化に基づいて検知対象領域Ｓ（Ｓ１）へ充填される充填物Ｘの充填高さを検知する。具体的には、充填高さとして、覆工空間Ｓ１へ打設されるコンクリートの打設高さを検知する。
より具体的には、例えば、受光部１０４ａにより反射光の受光強度に対応する信号を記憶部１０４ｂに出力し、情報処理部１０４ｃにより記憶部１０４ｂに記憶された受光強度に対応する信号情報に基づいて、コンクリートの打設高さを演算する。このようにして、充填状況として打設高さ（充填高さ）を検知する。この打設高さのデータは、例えば、パーソナルコンピュータからなる情報処理部１０４ｃのディスプレイ部に表示される。
なお、充填高さの検知動作の詳細については、後に説明する。
In the present embodiment, the light reception information is the intensity of reflected light from the second optical fiber 103, and as the filling state, the filling X filled in the detection target region S (S1) based on the intensity change of the reflected light. Detect the filling height. Specifically, the concrete placement height of the concrete placed in the lining space S1 is detected as the filling height.
More specifically, for example, a signal corresponding to the received light intensity of the reflected light is output to the storage unit 104b by the light receiving unit 104a, and based on signal information corresponding to the received light intensity stored in the storage unit 104b by the information processing unit 104c. To calculate the concrete placement height. In this way, the placement height (filling height) is detected as the filling status. The placement height data is displayed, for example, on the display unit of the information processing unit 104c formed of a personal computer.
The details of the filling height detection operation will be described later.
図５は、図１に示すＣ−Ｃ矢視断面図である。この図５において、後述するガントリー車７は図の簡略化のため省略している。図６は、図１に示すＤ矢視方向から見た型枠３の平面図である。
前記型枠３は、「覆工セントル」とも呼ばれ、図５及び図６に示すように、トンネル軸（図中一点鎖線で示す）方向に所定幅（例えば１．５ｍ）を有する型枠部材をトンネル軸方向に複数（例えば７個）連結し、１スパン（例えば１０．５ｍ）として構成される。尚、各型枠部材は、図１に示すように周方向に適宜分割されており、組み合わせて使用される。図６では、図の簡略化のため、型枠３の周方向の分割境界については、図示省略している。
5 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. In FIG. 5, a gantry vehicle 7 described later is omitted for simplification of the drawing. FIG. 6 is a plan view of the mold 3 as seen from the direction of the arrow D shown in FIG.
The mold 3 is also referred to as a “lining centile”, and as shown in FIGS. 5 and 6, a mold member having a predetermined width (for example, 1.5 m) in the direction of the tunnel axis (indicated by a one-dot chain line in the figure). A plurality of (for example, seven) are connected in the tunnel axis direction to form one span (for example, 10.5 m). Each formwork member is appropriately divided in the circumferential direction as shown in FIG. 1 and used in combination. In FIG. 6, for the sake of simplification of the figure, the division boundary in the circumferential direction of the mold 3 is not shown.
図５及び６に示すように、トンネル軸方向に例えば７個の型枠部材３Ａ〜３Ｇにより１スパンの型枠３が構成され、内周面１と１スパンの型枠３（３Ａ〜３Ｇ）との間に覆工コンクリート打設用の覆工空間Ｓ１が形成される。そして、この覆工空間Ｓ１は、図１及び図６に示すように、左右のトンネル側壁部（トンネル側壁部の覆工空間）Ｓ１ａ、Ｓ１ａと、これに続く左右のアーチ形状部（アーチ形状部の覆工空間）Ｓ１ｂ、Ｓ１ｂと、中央のトンネル冠部（トンネル冠部の覆工空間）Ｓ１ｃと、に大別することができる。覆工空間Ｓ１のうち、左右のトンネル側壁部Ｓ１ａ、Ｓ１ａ及びアーチ形状部Ｓ１ｂ、Ｓ１ｂへのコンクリートの打設は、ガントリー車７に装備されているコンクリートの打設管８を、左右の型枠３のトンネル軸方向中央で適宜高さにそれぞれ設けられた検査窓（図示せず）から覆工空間Ｓ１（Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ）に挿入して、コンクリートを圧送することにより行われる。その後、トンネル冠部の覆工空間Ｓ１ｃに対応する型枠３の天端部３ａの適宜位置に適宜個数（図６では１１個）形成された打設孔３ｂ（図６参照）にコンクリートの打設管８（図１及び図６参照）を適宜接続してコンクリートを圧送し、トンネル冠部Ｓ１ｃへのコンクリート打設が行われる。また、後述するように、光ファイバー対１１０の一端部側１０２ａ，１０３ａを検知対象領域Ｓ（Ｓ１）に配置するため貫通孔３ｃが、型枠３の天端部３ａのトンネル軸線に沿う適宜位置に適宜個数（図５及び図６では、３個）形成されている。打設するコンクリートとしては、流動性の高い例えば中流動コンクリートを用いてもよい。これにより、覆工空間Ｓ１内へのコンクリートの充填性を向上させることができると共に、覆工コンクリートの表面の仕上がりを向上させることができる。なお、上記検査窓、打設孔３ｂ及び貫通孔３ｃの位置及び個数は、適宜決めることができる。
また、図５に示すように、覆工空間Ｓ１のトンネル軸方向の坑口側端部（ラップ側）は、先行の覆工コンクリート９により塞がれている。他方、覆工空間Ｓ１（Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ１ｃ）のトンネル軸方向の切羽側端部（妻側）は、閉塞用の妻型枠１０により塞がれている。
As shown in FIGS. 5 and 6, for example, seven mold members 3 </ b> A to 3 </ b> G form a one-span mold 3 in the tunnel axis direction, and the inner peripheral surface 1 and the one-span mold 3 (3 </ b> A to 3 </ b> G). A lining space S1 for laying concrete is formed therebetween. And as shown in FIG.1 and FIG.6, this lining space S1 is the left and right tunnel side wall parts (covering space of the tunnel side wall part) S1a, S1a, and the left and right arch shape parts (arch shape part) following this. Can be broadly divided into a central tunnel crown (a tunnel crown lining space) S1c. In the lining space S1, the concrete is placed on the left and right tunnel side wall portions S1a, S1a and the arch-shaped portions S1b, S1b by placing the concrete placement pipes 8 mounted on the gantry vehicle 7 on the left and right formwork. 3 is inserted into the lining space S1 (S1a, S1b) from an inspection window (not shown) provided at an appropriate height at the center in the tunnel axis direction, and the concrete is pumped. After that, concrete is placed in the placement holes 3b (see FIG. 6) formed in appropriate numbers (11 in FIG. 6) at appropriate positions on the top end 3a of the mold 3 corresponding to the lining space S1c of the tunnel crown. The installation pipe 8 (see FIG. 1 and FIG. 6) is appropriately connected to pump the concrete, and the concrete is placed on the tunnel crown S1c. Further, as will be described later, in order to arrange the one end side 102a, 103a of the optical fiber pair 110 in the detection target region S (S1), the through hole 3c is at an appropriate position along the tunnel axis of the top end 3a of the mold 3. An appropriate number (three in FIGS. 5 and 6) is formed. As concrete to be cast, for example, medium fluidity concrete having high fluidity may be used. Thereby, while being able to improve the filling property of the concrete in the lining space S1, the finish of the surface of lining concrete can be improved. The position and number of the inspection window, the placement hole 3b, and the through hole 3c can be determined as appropriate.
Further, as shown in FIG. 5, the end portion (lap side) in the tunnel axis direction of the lining space S <b> 1 is closed by the preceding lining concrete 9. On the other hand, the face side end (wife side) in the tunnel axis direction of the lining space S1 (S1a, S1b, S1c) is closed by a closing mold 10.
前記ガントリー車７は、トンネル軸方向に走行可能な門型の移動台車であり、トンネル軸方向に所定の長さを有し、図１に示すように、その前後端の脚部７１の下端には、レール５上を移動する自走装置７２が設けられている。また、ガントリー車７には、ジャッキ７３〜７６が取付けられている。周方向に分割された各型枠部材３Ａ〜３Ｇは、これら各ジャッキ７３〜７６を介して、ガントリー車７に連結固定されている。 The gantry vehicle 7 is a portal-type movable carriage that can travel in the tunnel axis direction, has a predetermined length in the tunnel axis direction, and is provided at the lower end of the leg portion 71 at the front and rear ends thereof as shown in FIG. Is provided with a self-propelled device 72 that moves on the rail 5. Further, jacks 73 to 76 are attached to the gantry vehicle 7. Each formwork member 3A-3G divided | segmented into the circumferential direction is connected and fixed to the gantry vehicle 7 via these each jack 73-76.
ここで、覆工空間Ｓ１へのコンクリートの打設は、トンネル側壁部の覆工空間Ｓ１ａ、Ｓ１ａ、アーチ形状部の覆工空間Ｓ１ｂ、Ｓ１ｂ、トンネル冠部の覆工空間Ｓ１ｃの順に行われる。このうち、Ｓ１ａ、Ｓ１ａ〜Ｓ１ｂ、Ｓ１ｂへの打設は、点検窓等により適宜その充填状況を目視等により確認することができる。しかし、型枠３の天端部３ａには点検窓等の大きな開口を形成することができないため、トンネル冠部の覆工空間Ｓ１ｃにおける充填状況は、一般的に、打設管８が接続されている打設孔３ｂに隣接する打設孔３ｂからコンクリートが漏れ出してくることを確認することにより行われている。そのため、このトンネル冠部の覆工空間Ｓ１ｃにおける充填物の充填状況を適切に把握することが困難である。 Here, the concrete is placed in the lining space S1 in the order of the lining spaces S1a and S1a in the tunnel side wall, the lining spaces S1b and S1b in the arch-shaped portion, and the lining space S1c in the tunnel crown. Among these, the placement in S1a, S1a to S1b, S1b can be confirmed by visual inspection or the like as appropriate through an inspection window or the like. However, since a large opening such as an inspection window cannot be formed in the top end 3a of the mold 3, the filling pipe 8 is generally connected to the lining space S1c in the tunnel crown. This is done by confirming that the concrete leaks from the placement hole 3b adjacent to the placement hole 3b. Therefore, it is difficult to appropriately grasp the filling state of the filling material in the lining space S1c of the tunnel crown.
次に、光ファイバー対１１０（１０２，１０３）の検知対象領域Ｓ内への配置位置及び配置方法について詳述する。
具体的には、光ファイバー対１１０の一端部側１０２ａ，１０３ａは、型枠３の天端部３ａを貫通して、検知対象領域Ｓ内にて地盤上下方向に延設されるように配置される。
より具体的には、光ファイバー対１１０の一端部側１０２ａ，１０３ａは、例えば、ビニールテープ等により棒鋼６に沿わせて、棒鋼６と伴に結束されている。詳しくは、図２に示すように、棒鋼６の先端６ａが光出射端１０２ｅ及び光入射端１０３ｅよりわずかに突出するように、結束されている。このように結束された光ファイバー対１１０及び棒鋼６が、型枠３の天端部３ａ等に形成される貫通孔３ｃを介して検知対象領域Ｓ内に配置される。この際、棒鋼６の先端６ａが吹き付けコンクリート２に突き当たるまで、光ファイバー対１１０及び棒鋼６が挿入される。また、棒鋼６及び光ファイバー対１１０と貫通孔３ｃの内周面との間には密閉部材３ｄ（図２及び図５参照）が設けられる。
Next, the arrangement position and arrangement method of the optical fiber pair 110 (102, 103) in the detection target region S will be described in detail.
Specifically, one end portions 102a and 103a of the optical fiber pair 110 are disposed so as to extend through the top end portion 3a of the mold 3 in the detection target region S in the ground vertical direction. .
More specifically, the one end portions 102a and 103a of the optical fiber pair 110 are bundled together with the steel bar 6 along the steel bar 6 by, for example, vinyl tape. Specifically, as shown in FIG. 2, the steel bar 6 is bound so that the tip 6a of the steel bar 6 protrudes slightly from the light emitting end 102e and the light incident end 103e. The optical fiber pair 110 and the steel bar 6 that are bundled in this way are arranged in the detection target region S through a through hole 3c formed in the top end 3a and the like of the mold 3. At this time, the optical fiber pair 110 and the steel bar 6 are inserted until the tip 6 a of the steel bar 6 hits the sprayed concrete 2. A sealing member 3d (see FIGS. 2 and 5) is provided between the steel bar 6 and the optical fiber pair 110 and the inner peripheral surface of the through hole 3c.
ここで、前述した情報処理部１０４ｃには、例えば、棒鋼６を吹き付けコンクリート２に突き当てた時の、各開口部１０２ｆのトンネル底面４からの高さのデータと、受光強度のデータとが予め関連付けられたデータテーブルが予め記憶されている。情報処理部１０４ｃは、記憶部１０４ｂに記憶された受光強度の情報を読み出して得た受光強度のデータが予め定める閾値未満の場合は、コンクリートの打設高さは型枠３の天端部３ａの高さ未満であるという検知結果を得る。この閾値は、例えば、第１光ファイバー１０２の光出射端１０２ｅ及び開口部１０２ｆが全て開口している時に、受光部１０４ａで得られる受光強度を考慮して予め設定される。そして、情報処理部１０４ｃは、記憶部１０４ｂからの受光強度のデータが閾値以上である場合は、そのデータに一番近い受光強度のデータを、データテーブルの中から選択し、コンクリートの打設高さの検知結果（演算結果）を得る。 Here, in the information processing unit 104c described above, for example, the height data from the tunnel bottom surface 4 of each opening 102f when the steel bar 6 is abutted against the sprayed concrete 2 and the light reception intensity data are stored in advance. The associated data table is stored in advance. When the received light intensity data obtained by reading the received light intensity information stored in the storage unit 104b is less than a predetermined threshold value, the information processing unit 104c has a concrete placement height of the ceiling 3a of the mold 3. The detection result is obtained that the height is less than. For example, this threshold value is set in advance in consideration of the light reception intensity obtained by the light receiving unit 104a when the light emitting end 102e and the opening 102f of the first optical fiber 102 are all open. If the received light intensity data from the storage unit 104b is equal to or greater than the threshold value, the information processing unit 104c selects the received light intensity data closest to the data from the data table, and sets the concrete placement height. The detection result (calculation result) is obtained.
次に、本実施形態に係る充填状況検知装置１００の充填高さの検知動作を、図２及び図７〜図１０を参照して説明する。以下では、覆工空間Ｓ１のうち左右のトンネル側壁部の覆工空間Ｓ１ａ、Ｓ１ａと、これに続く左右のアーチ形状部の覆工空間Ｓ１ｂ、Ｓ１ｂには、既にコンクリートが充填されており、これに続いて、図７に示すように、坑口側のトンネル冠部の覆工空間Ｓ１ｃの一部にコンクリートが打設され始めているものとして説明する。
図８〜図１０は、充填高さの検知動作を説明するための概念図であり、コンクリートの打ち上がり高さが徐々に高くなっている状況を示している。なお、図８〜図１０においては、棒鋼６は図の明瞭化のため図示を省略した。
Next, the detection operation of the filling height of the filling state detection apparatus 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 7 to 10. In the following, the lining spaces S1a, S1a on the left and right tunnel side walls in the lining space S1 and the lining spaces S1b, S1b on the left and right arch-shaped portions are already filled with concrete. Subsequently, as shown in FIG. 7, description will be made assuming that concrete has begun to be placed in a part of the lining space S1c of the tunnel crown portion on the wellhead side.
8 to 10 are conceptual diagrams for explaining the operation of detecting the filling height, and show a situation in which the concrete launch height is gradually increased. 8 to 10, the steel bar 6 is not shown for clarity.
まず、図２及び図７に示すように、コンクリートが光ファイバー対１１０の周辺に到達しておらず、光ファイバー対１１０の周りが空洞である場合、光源部１０１から第１光ファーバー１０２を介して導かれる光の一部は、各開口部１０２ｆを介して外方に漏れる。このとき、光出射端１０２ｅからの出射光の光量は、光源部１０１から出射された光の光量より減少する。そして、第１光ファイバー１０２の光出射端１０２ｅから出射された光は、吹き付けコンクリート２で反射する等して、第２光ファイバー１０３の光入射端１０３ｅからコア１０３ｃを介して伝播し、受光部１０４で受光される。受光部１０４ａは、反射光を受光し、その受光強度に対応する信号を発生させ、記録部１０４ｂに出力する。記憶部１０４ｂは、受光部１０４ａからの受光強度のデータを記憶する。そして、情報処理部１０４ｃは、記憶部１０４ｂに記憶された受光強度のデータを読み出し、その受光強度が閾値未満であると判定し、コンクリートの打設高さは型枠３の天端部３ａの高さ未満であるという検知結果を得る。この充填高さの検知結果は、情報処理部１０４のディスプレイ部に表示される。 First, as shown in FIGS. 2 and 7, when the concrete does not reach the periphery of the optical fiber pair 110 and the periphery of the optical fiber pair 110 is hollow, the light is guided from the light source unit 101 through the first optical fiber 102. A part of the light leaked to the outside through each opening 102f. At this time, the amount of light emitted from the light emitting end 102e is smaller than the amount of light emitted from the light source unit 101. Then, the light emitted from the light emitting end 102e of the first optical fiber 102 is reflected by the sprayed concrete 2 and propagates from the light incident end 103e of the second optical fiber 103 via the core 103c, and is received by the light receiving unit 104. Received light. The light receiving unit 104a receives the reflected light, generates a signal corresponding to the received light intensity, and outputs the signal to the recording unit 104b. The storage unit 104b stores received light intensity data from the light receiving unit 104a. And the information processing part 104c reads the data of the received light intensity memorize | stored in the memory | storage part 104b, determines with the received light intensity being less than a threshold value, and the placement height of concrete is the top edge part 3a of the formwork 3 The detection result that the height is less than is obtained. The filling height detection result is displayed on the display unit of the information processing unit 104.
そして、図８及び図９に示すように、第１光ファイバー１０２の周りに、コンクリートが充填され、充填物Ｘの打ち上がり高さが高くなって、下の開口部１０２ｆから順に遮蔽されるにつれ、光出射端１０２ｅからの出射光の光量は段階的に増加する。このとき、受光部１０４ａで得られる受光強度は、開口部１０２ｆが遮蔽される毎に、段階的に増加する。そして、情報処理部１０４は、記憶部１０４ｂからの受光強度のデータが閾値以上であると判定し、そのデータに一番近い受光強度のデータを、データテーブルの中から都度選択し、コンクリートの打設高さの検知結果（演算結果）を得る。この充填高さの検知結果は、情報処理部１０４のディスプレイ部に連続的に表示される。これにより、作業者等は、コンクリートの打設高さをリアルタイムにモニタリングすることができる。
作業者等は、情報処理部１０４のディスプレイ部に表示される充填高さの検知結果を確認して、コンクリートの充填状況が良好であることを確認する。この充填状況確認後、光ファイバー対１１０を棒鋼６と伴に、型枠３の内周面の位置で切断し、光ファイバー対１１０の一端部側１０２ａ，１０３ａだけ覆工コンクリート（冠部の覆工空間Ｓ１ｃ）内に残置させる。光ファイバー対１１０の残りの部分は、別の貫通孔３ｃからのコンクリートの打設高さの検知等に再利用される。なお、コンクリートの打設は、一箇所の打設孔３ｂからだけでなく、同時に、複数の打設孔３ｂから行ってもよい。
And as shown in FIG.8 and FIG.9, concrete is filled around the 1st optical fiber 102, the launch height of the filling X becomes high, and it shields in order from the lower opening part 102f, The amount of light emitted from the light exit end 102e increases stepwise. At this time, the received light intensity obtained by the light receiving unit 104a increases step by step every time the opening 102f is shielded. Then, the information processing unit 104 determines that the received light intensity data from the storage unit 104b is equal to or greater than the threshold value, selects the received light intensity data closest to the data from the data table each time, and places the concrete into the concrete table. Obtain the installation height detection result (calculation result). The detection result of the filling height is continuously displayed on the display unit of the information processing unit 104. Thereby, an operator etc. can monitor the placement height of concrete in real time.
An operator etc. confirms the detection result of the filling height displayed on the display part of the information processing part 104, and confirms that the concrete filling condition is favorable. After confirming this filling state, the optical fiber pair 110 is cut along with the steel bar 6 at the position of the inner peripheral surface of the mold 3, and only one end side 102a, 103a of the optical fiber pair 110 is covered with concrete (the lining space of the crown). Left in S1c). The remaining part of the optical fiber pair 110 is reused for detection of the concrete placement height from another through-hole 3c. It should be noted that the concrete placement may be performed not only from a single placement hole 3b but also from a plurality of placement holes 3b at the same time.
かかる本実施形態による充填状況検知装置１００によれば、掘削された地盤の内周面１とこの内周面１に相対させた型枠３との間の覆工空間Ｓ１を検知対象領域Ｓとし、一端部側１０２ａ，１０３ａが検知対象領域Ｓ内に延設される第１光ファイバー１０２によって、光源部１０１からの光を検知対象領域Ｓに導き、一端部側１０２ａ，１０３ａが検知対象領域Ｓ内に延設される第２光ファイバー１０３によって、検知対象領域Ｓからの反射光を型枠３の径方向内方へ導き、第２光ファイバー１０３からの反射光の受光情報に基づいて、充填物Ｘの充填状況を検知可能に構成される。
したがって、セメント系の充填物Ｘの充填が完了し、充填物Ｘが固化しても、単に、第１光ファイバー１０２及び第２光ファイバー１０３のうち検知対象領域Ｓ内に配置させた一端部側１０２ａ，１０３ａが検知対象領域Ｓ内に残置されるだけである。このため、各光ファイバー１０２，１０３を残置部分の境界位置（例えば、型枠３の内周面）で切断すれば、各光ファイバー１０２，１０３の残置部分以外の残りの部分については、別の検知対象領域用等に再利用することができる。その結果、圧力センサや振動検知式のセンサを検知対象領域内に残置させ、その再利用ができなかった従来技術と比較して、検知対象領域に残置させる部分の費用を抑制することができる。
また、第１ファイバー１０２により検知対象領域Ｓ内に光を導き、その反射光を第２光ファイバー１０３によりトンネル構造体１１の径方向内方に導いて得られる受光情報に基づいて充填状況を検知する構成、つまり、単に、光を用いて充填状況を検知する構成であるため、検知対象領域Ｓには電気的な信号配線の敷設をする必要はない。このため、設置作業を簡素化することができる。
このようにして、検知対象領域に残置させる部分の費用を抑制しつつ、セメント系の充填物の充填状況を検知可能であると共に、容易に設置することができる充填状況検知装置を提供することができる。
According to the filling state detection apparatus 100 according to this embodiment, the lining space S1 between the inner peripheral surface 1 of the excavated ground and the formwork 3 opposed to the inner peripheral surface 1 is set as the detection target region S. The light from the light source unit 101 is guided to the detection target region S by the first optical fiber 102 having the one end side 102a and 103a extending in the detection target region S, and the one end side 102a and 103a is in the detection target region S. The second optical fiber 103 extended in the direction guides the reflected light from the detection target region S inward in the radial direction of the mold 3, and based on the received light information of the reflected light from the second optical fiber 103, the filling X The filling status can be detected.
Therefore, even when the filling of the cement-based filler X is completed and the filler X is solidified, the one end side 102a disposed in the detection target region S of the first optical fiber 102 and the second optical fiber 103 is simply provided. 103a is only left in the detection target area S. For this reason, if each optical fiber 102,103 is cut | disconnected by the boundary position (for example, inner peripheral surface of the formwork 3) of a remaining part, about the remaining parts other than the remaining part of each optical fiber 102,103, another detection object will be carried out. It can be reused for areas. As a result, the cost of the portion to be left in the detection target region can be reduced as compared with the conventional technique in which the pressure sensor or the vibration detection type sensor is left in the detection target region and cannot be reused.
Further, the filling state is detected based on the light reception information obtained by guiding the light into the detection target region S by the first fiber 102 and guiding the reflected light inward in the radial direction of the tunnel structure 11 by the second optical fiber 103. Since the configuration, that is, the configuration in which the filling state is simply detected using light, it is not necessary to lay electrical signal wiring in the detection target region S. For this reason, installation work can be simplified.
Thus, it is possible to provide a filling state detection device that can detect the filling state of a cement-based filler and can be easily installed while suppressing the cost of the portion to be left in the detection target region. it can.
本実施形態において、第１光ファイバー１０２の一端部側１０２ａにて、延伸方向に間隔を空けた複数個所で、径方向外方からクラッド１０２ｄを貫通してコア１０２ｃに至る開口部１０２ｆを形成する構成とし、受光強度が段階的に変化することを利用して充填物Ｘとしてのコンクリートの打設高さを検知する構成とした。このため、センサとして光ファイバーを一対のみ必要とするだけであり、打設高さを検知するために圧力センサを複数必要とした従来の構成と比較して、簡易かつ安価な構成で打設高さを検知することができる。また、開口部１０２ｆの形成間隔を緻密にすることで、圧力センサと比較して、打設高さの検知間隔（高さピッチ）を向上させることができる。なお、本実施形態においては、開口部を第１光ファイバー１０２に設けるものとして説明したが、これに限らず、第２光ファイバー１０３に設けてもよい。 In the present embodiment, an opening 102f that penetrates the cladding 102d from the outside in the radial direction and reaches the core 102c is formed at a plurality of positions spaced in the extending direction on one end 102a of the first optical fiber 102. In addition, it is configured to detect the placement height of the concrete as the filler X using the fact that the received light intensity changes stepwise. For this reason, only a pair of optical fibers is required as a sensor, and the placement height is simple and inexpensive compared to a conventional configuration that requires a plurality of pressure sensors to detect the placement height. Can be detected. Further, by making the formation interval of the openings 102f dense, it is possible to improve the detection interval (height pitch) of the placement height as compared with the pressure sensor. In the present embodiment, the opening is described as being provided in the first optical fiber 102. However, the present invention is not limited to this, and the opening may be provided in the second optical fiber 103.
また、本実施形態において、検知対象領域Ｓは覆工空間Ｓ１であり、充填物Ｘはコンクリートであり、受光情報は、第２光ファイバー１０３からの反射光の強度であり、充填状況として、反射光の強度変化に基づいて覆工空間Ｓ１へ充填されるコンクリートの打設高さを検知する構成とした。これにより、トンネル新設時におけるコンクリート打設高さを容易に、且つ、精度よく把握することができ、施工管理の効率向上を図ることができる。 In the present embodiment, the detection target area S is the lining space S1, the filling X is concrete, the light reception information is the intensity of the reflected light from the second optical fiber 103, and the reflected light is reflected as the filling status. It was set as the structure which detects the placement height of the concrete with which lining space S1 is filled based on intensity | strength change. Thereby, the concrete placement height at the time of new tunnel construction can be grasped easily and accurately, and the efficiency of construction management can be improved.
そして、本実施形態において、第１光ファイバー１０２及び第２光ファイバー１０３の一端部側１０２ａ，１０３ａは、型枠３の天端部３ａを貫通して、検知対象領域Ｓ内に配置される構成とした。これにより、従来、充填状況を適切に把握することが困難であったトンネル冠部の覆工空間Ｓ１ｃにおけるコンクリートの充填状況を適切に把握することができる。 In the present embodiment, the first end portions 102a and 103a of the first optical fiber 102 and the second optical fiber 103 pass through the top end portion 3a of the mold 3 and are arranged in the detection target region S. . Thereby, conventionally, it is possible to appropriately grasp the concrete filling state in the lining space S1c of the tunnel crown, where it has been difficult to grasp the filling state appropriately.
そして、本実施形態において、第１光ファイバー１０２及び第２光ファイバー１０３は、互いに隣接して一体形成され、光ファイバー対１１０を構成する場合で説明した。これにより、単に、光ファイバー対１１０を棒鋼６に結束させるだけで、各光ファイバー１０２，１０３を検知対象領域Ｓ内に容易に配置することができる。
また、棒鋼６の先端６ａを光ファイバー対１１０の光出射端１０２ｅ及び光入射端１０３ｅよりわずかに突出させて結束させる構成とした。これにより、光ファイバー対１１０の光出射端１０２ｅ及び光入射端１０３ｅと吹き付けコンクリート２との間にはわずかな隙間を確保して、光を出射すると共に反射光を入射することができ、且つ、光出射端１０２ｅ及び光入射端１０３ｅを、検知対象領域Ｓの中で可能な限り上方に配置させることができる。したがって、トンネル冠部の覆工空間Ｓ１ｃの充填状況をより精度よく把握することができ、より適切にコンクリートを充填することができる。
In the present embodiment, the first optical fiber 102 and the second optical fiber 103 are integrally formed adjacent to each other, and the optical fiber pair 110 is configured. Thereby, each optical fiber 102,103 can be easily arrange | positioned in the detection object area | region S only by binding the optical fiber pair 110 to the steel bar 6. FIG.
In addition, the tip 6a of the steel bar 6 is slightly protruded from the light emitting end 102e and the light incident end 103e of the optical fiber pair 110 to be bound. Thereby, a slight gap is secured between the light emitting end 102e and the light incident end 103e of the optical fiber pair 110 and the sprayed concrete 2 so that light can be emitted and reflected light can be incident thereon. The emission end 102e and the light incident end 103e can be arranged as high as possible in the detection target region S. Therefore, the filling situation of the lining space S1c in the tunnel crown can be grasped with higher accuracy, and concrete can be filled more appropriately.
また、本実施形態においては、トンネルの新設時の施工管理に適用する場合について説明したが、これに限らず、以下の第２実施形態に詳述するように、トンネルの補修時の施工管理に適用してもよい。 Moreover, in this embodiment, although the case where it applied to the construction management at the time of the new construction of a tunnel was demonstrated, it is not restricted to this, For the construction management at the time of tunnel repair so that it may explain in full detail in the following 2nd Embodiment. You may apply.
図１１は、本発明の第２実施形態による充填状況検知装置１００の概略構成を示す図である。なお、図１１は、覆工コンクリート等からなるトンネル構造体１１の横断面図、つまり、既設のトンネルの横断面図でもある。第１実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。また、充填高さの検知動作についても第１実施形態と同じであるため説明を省略する。 FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of a filling state detection apparatus 100 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 11 is also a cross-sectional view of the tunnel structure 11 made of lining concrete or the like, that is, a cross-sectional view of an existing tunnel. The same elements as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different portions will be described. The filling height detection operation is also the same as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
図１１に示すように、既設のトンネルのトンネル構造体１１と地山との間に、地山の変動や地下水の流れ等により、空洞Ｓ４が生じている場合がある。つまり、トンネル構造体１１の径方向外方のトンネル外方領域Ｓ２に空洞Ｓ４がトンネル構造体１１の天端部１１ａを覆うように広がって生じている場合がある。なお、図１１では、空洞Ｓ４の広がりを明瞭にするため、空洞Ｓ４の大きさは、誇張して示されている。 As shown in FIG. 11, a cavity S4 may be generated between the tunnel structure 11 of the existing tunnel and the natural ground due to the fluctuation of natural ground or the flow of groundwater. That is, in some cases, the cavity S4 is formed so as to cover the top end portion 11a of the tunnel structure 11 in the tunnel outer region S2 radially outward of the tunnel structure 11. In FIG. 11, the size of the cavity S4 is exaggerated in order to clarify the expansion of the cavity S4.
本実施形態において、充填状況検知装置１００は、既設のトンネル構造体１１の径方向外方のトンネル外方領域Ｓ２を検知対象領域Ｓとし、検知対象領域Ｓに充填されるセメント系の充填物Ｘの充填状況を検知するように構成されている。
具体的には、検知対象領域Ｓはトンネル外方領域Ｓ２に生じた空洞Ｓ４であり、充填物Ｘはグラウト材であり、充填状況として、トンネル外方領域Ｓ２の空洞Ｓ４内へ注入されるグラウト材の注入高さを検知可能に構成されている。グラウト材は、例えば、モルタルやセメントミルク等である。
In the present embodiment, the filling state detection apparatus 100 uses the existing tunnel structure 11 as a detection target region S in the radially outer tunnel outer region S2, and the cement-based filler X filled in the detection target region S. It is comprised so that the filling condition of may be detected.
Specifically, the detection target region S is a cavity S4 generated in the tunnel outer region S2, and the filler X is a grout material. As a filling state, the grout injected into the cavity S4 in the tunnel outer region S2 is used. It is configured to be able to detect the injection height of the material. The grout material is, for example, mortar or cement milk.
図１２に示すように、トンネル構造体１１の天端部１１ａの周方向及びトンネル軸線方向にそれぞれ離間する適宜位置に適宜個数形成された注入孔１１ｂにグラウト材の注入管８’を適宜接続してグラウト材を圧送し、空洞Ｓ４へのグラウト材の注入が行われる。また、光ファイバー対１１０の一端部側１０２ａ，１０３ａを検知対象領域Ｓ（Ｓ４）に配置するため貫通孔１１ｃが、天端部１１ａのトンネル軸線に沿う適宜位置に適宜個数形成されている。 As shown in FIG. 12, a grout injection pipe 8 ′ is appropriately connected to injection holes 11b formed in appropriate numbers at appropriate positions separated from each other in the circumferential direction and the tunnel axis direction of the top end portion 11a of the tunnel structure 11. The grout material is pumped to inject the grout material into the cavity S4. Further, in order to dispose the one end portions 102a and 103a of the optical fiber pair 110 in the detection target region S (S4), a number of through holes 11c are appropriately formed at appropriate positions along the tunnel axis of the top end portion 11a.
第２光ファイバー１０３は、検知対象領域Ｓからの反射光をトンネル構造体１１の径方向内方へ導くように構成される。 The second optical fiber 103 is configured to guide the reflected light from the detection target region S inward in the radial direction of the tunnel structure 11.
また、光ファイバー対１１０（１０２，１０３）の一端部側１０２ａ，１０３ａは、トンネル構造体１１の天端部１１ａを貫通して、検知対象領域Ｓ内にて地盤上下方向に延設されるように配置される。
より具体的には、光ファイバー対１１０の一端部側１０２ａ，１０３ａは、棒鋼６と伴に結束され、トンネル構造体１１の天端部１１ａに形成される貫通孔１１ｃを介して検知対象領域Ｓ（Ｓ４）内に配置される。この際、棒鋼６の先端６ａが地山に突き当たるまで、光ファイバー対１１０及び棒鋼６が挿入される。また、光ファイバー対１１０及び棒鋼６と貫通孔１１ｃの内周面との間には密閉部材（図示省略）が設けられる。
Further, the one end side 102a, 103a of the optical fiber pair 110 (102, 103) passes through the top end 11a of the tunnel structure 11 and extends in the vertical direction in the ground within the detection target region S. Be placed.
More specifically, the one end side 102a, 103a of the optical fiber pair 110 is bound together with the steel bar 6, and the detection target region S (through the through hole 11c formed in the top end portion 11a of the tunnel structure 11 is provided. S4). At this time, the optical fiber pair 110 and the steel bar 6 are inserted until the tip 6a of the steel bar 6 hits the natural ground. Further, a sealing member (not shown) is provided between the optical fiber pair 110 and the steel bar 6 and the inner peripheral surface of the through hole 11c.
かかる本実施形態による充填状況検知装置１００によれば、トンネル補修時において、検知対象領域Ｓに残置させる部分の費用を抑制しつつ、セメント系の充填物の充填状況を検知可能な充填状況検知装置を提供することができる。また、既設のトンネル構造体１１の径方向外方のトンネル外方領域Ｓ２に、空洞Ｓ４が生じている可能性があり補修が必要な場合に、グラウトの注入高さを、容易に、且つ、精度よく把握することができ、補修施工の管理の効率向上を図ることができる。
また、光ファイバー対１１０の一端部側１０２ａ，１０３ａを、トンネル構造体１１の天端部１１ａを貫通して、検知対象領域Ｓ内に配置される構成とした。これにより、従来、充填状況を適切に把握することが困難であったトンネル構造体１１の天端部１１ａ上方の空洞Ｓ４部分におけるグラウト材の充填状況を適切に把握することができる。
According to the filling state detection apparatus 100 according to the present embodiment, the filling state detection apparatus that can detect the filling state of the cement-based filling material while suppressing the cost of the portion left in the detection target region S at the time of tunnel repair. Can be provided. Further, when there is a possibility that a cavity S4 is generated in the tunnel outer region S2 in the radial outer side of the existing tunnel structure 11 and repair is necessary, the injection height of the grout can be easily increased. It is possible to grasp with high accuracy and to improve the efficiency of management of repair work.
In addition, the one end side 102 a and 103 a of the optical fiber pair 110 are arranged in the detection target region S through the top end portion 11 a of the tunnel structure 11. Thereby, conventionally, it is possible to appropriately grasp the filling state of the grout material in the cavity S4 portion above the top end portion 11a of the tunnel structure 11, which has conventionally been difficult to grasp properly.
ここで、図１１では、光ファイバー対１１０（１０２，１０３）は、一対のみ設ける場合で説明したが、複数対備え、図１３に示すように、検知対象領域Ｓ内の互いに離間した複数の箇所に、光ファイバー対１１０の一端部１０２ａ，１０３ａを配置させて、この配置箇所毎に充填状況を検知する構成としてもよい。この場合、光ファイバー対１１０は、例えば、図１３に示すように、注入管８’が接続されている注入孔１１ｂ以外の注入孔１１ｂやトンネル軸方向に離間して形成された残りの貫通孔１１ｃを用いて、その注入孔１１ｂ及び残りの貫通孔１１ｃ毎に配置する。これにより、天端部１１ａの上方の空洞Ｓ４の全域に亘る各ポイントにおいて、充填高さを同時に検知することができる。
なお、第１実施形態においても、図１３と同様に、検知対象領域Ｓ内の互いに離間した複数の箇所に、光ファイバー対１１０の一端部１０２ａ，１０３ａを配置させてもよい。この場合、光ファイバー対１１０は、打設管８が接続されている打設孔３ｂ以外の打設孔３ｂや残りの貫通孔３ｃを用いて、その打設孔３ｂ及び残りの貫通孔３ｃ毎に配置する。
なお、上記第１実施形態及び第２実施形態において、第１光ファイバー１０２及び第２光ファイバー１０３は、それぞれ、一端部側１０２ａ，１０３ａが検知対象領域Ｓ内にて地盤上下方向に、直線的に延設される場合で説明したが、これに限らない。例えば、図１４に模式的に示すように、第１光ファイバー１０２及び第２光ファイバー１０３は、各一端部側１０２ａ，１０３ａで、地盤上下方向の一方側から他方側に向って屈曲する屈曲部１１０ａを複数有して、地盤上下方向に延設されてもよい。言い換えると、第１光ファイバー１０２及び第２光ファイバー１０３は、各一端部側１０２ａ，１０３ａの複数個所で、Ｓ字クランク状に屈曲させつつ全体として地盤上下方向に延設（敷設）される。この場合、各開口部１０２ｆは、この屈曲部１１０ａ（詳しくは、屈曲部１１０ａのうち地盤上方に凸、又は、地盤下方に凸のいずれか一方、図１４では地盤上方に凸の屈曲部１１０ａ）にそれぞれ形成する。これにより、第１光ファイバー１０２からの光の漏れ量を多くすることができるため、コンクリートの立ち上がりに伴う受光強度の段階的な変化をより強調することができる。この変形例においても、開口部を第１光ファイバー１０２ではなく、第２光ファイバー１０３の屈曲部１１０ａ部分にそれぞれ設けてもよい。なお、図１４では、棒鋼６は図の簡略化のため図示を省略した。屈曲部１１０ａを設けて延設する場合についても、例えば、棒鋼６等に沿わせて延設する。
Here, in FIG. 11, the optical fiber pair 110 (102, 103) has been described in the case where only one pair is provided. However, a plurality of pairs are provided, and as shown in FIG. The one end portions 102a and 103a of the optical fiber pair 110 may be arranged to detect the filling state at each arrangement location. In this case, for example, as shown in FIG. 13, the optical fiber pair 110 includes an injection hole 11 b other than the injection hole 11 b to which the injection pipe 8 ′ is connected and the remaining through-holes 11 c formed apart from each other in the tunnel axis direction. Are arranged for each of the injection holes 11b and the remaining through holes 11c. Thereby, the filling height can be detected simultaneously at each point over the entire cavity S4 above the top end portion 11a.
Also in the first embodiment, similarly to FIG. 13, the one end portions 102 a and 103 a of the optical fiber pair 110 may be arranged at a plurality of locations in the detection target region S that are separated from each other. In this case, the optical fiber pair 110 uses the placement holes 3b other than the placement holes 3b to which the placement pipes 8 are connected and the remaining through holes 3c, for each of the placement holes 3b and the remaining through holes 3c. Deploy.
In the first embodiment and the second embodiment, the first optical fiber 102 and the second optical fiber 103 are linearly extended in the vertical direction of the ground in the detection target region S with the one end portions 102a and 103a, respectively. However, the present invention is not limited to this. For example, as schematically shown in FIG. 14, the first optical fiber 102 and the second optical fiber 103 have bent portions 110 a that bend from one side in the vertical direction of the ground toward the other side at the respective one end portions 102 a and 103 a. A plurality of them may be provided so as to extend in the vertical direction of the ground. In other words, the first optical fiber 102 and the second optical fiber 103 are extended (layed) in the vertical direction of the ground as a whole while being bent in an S-shaped crank shape at a plurality of locations on each of the one end portions 102a and 103a. In this case, each opening 102f has a bent portion 110a (specifically, either the bent portion 110a is convex upward or convex below the ground, and in FIG. 14, the bent portion 110a is convex above the ground). To form each. Thereby, since the amount of light leakage from the first optical fiber 102 can be increased, it is possible to further emphasize the stepwise change in the received light intensity accompanying the rise of concrete. Also in this modified example, the opening may be provided in the bent portion 110a portion of the second optical fiber 103 instead of the first optical fiber 102. In FIG. 14, the steel bar 6 is not shown for simplification of the drawing. In the case where the bent portion 110a is provided and extended, for example, the bent portion 110a is extended along the steel bar 6 or the like.
また、上記第２実施形態においては、既設のトンネル構造体１１の径方向外方のトンネル外方領域Ｓ２内に空洞Ｓ４がトンネル構造体１１の天端部１１ａを覆うように広がって生じている場合で説明した。しかし、例えば、図１５に示すように、トンネル新設時には、トンネル構造体１１の外方領域Ｓ２に空洞がない場合であっても。地山の変動や地下水の流れ等によって、例えば、図１６に示すように、土砂Ｇ等の間に空隙Ｓ５が生じる場合がある。なお、図１５、後述する図１６、図１８及図１９では、土砂Ｇ等や空隙Ｓ５を明瞭にするため、それぞれの大きさは誇張して示されている。
以下に、既設のトンネル構造体１１の外方領域Ｓ２の地盤内に空隙Ｓ５が生じている場合の実施形態について説明する。
Further, in the second embodiment, the cavity S4 is generated so as to cover the top end portion 11a of the tunnel structure 11 in the tunnel outer region S2 radially outward of the existing tunnel structure 11. Explained in the case. However, as shown in FIG. 15, for example, when a tunnel is newly established, there is no cavity in the outer region S2 of the tunnel structure 11. For example, as shown in FIG. 16, a gap S <b> 5 may be generated between the earth and sand G or the like due to the fluctuation of the natural ground or the flow of groundwater. 15, FIG. 16, FIG. 18 and FIG. 19 to be described later exaggerate the sizes of the earth and sand G and the like and the gap S5.
Hereinafter, an embodiment in the case where a gap S5 is generated in the ground of the outer region S2 of the existing tunnel structure 11 will be described.
図１６は、本発明の第３実施形態による充填状況検知装置１００の要部の概略構成を示す図である。なお、図１６は、トンネル構造体１１の天端部１１ａの部分横断面図である。第１実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。 FIG. 16 is a diagram illustrating a schematic configuration of a main part of the filling state detection apparatus 100 according to the third embodiment of the present invention. FIG. 16 is a partial cross-sectional view of the top end portion 11 a of the tunnel structure 11. The same elements as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different portions will be described.
本実施形態において、検知対象領域Ｓはトンネル外方領域Ｓ２であり、充填物Ｘはセメントミルクやモルタル等のグラウト材であり、充填状況として、反射光の強度変化に基づいてトンネル外方領域Ｓ内におけるグラウト材の置換状態を検知可能に構成されている。グラウト材を注入する注入管は、本実施形態においては図示を省略した。注入管は、第２実施形態と同様にして、適宜位置に配置すればよい。 In the present embodiment, the detection target region S is the tunnel outer region S2, the filler X is a grout material such as cement milk or mortar, and the tunnel outer region S based on the intensity change of reflected light as the filling state. It is comprised so that the substitution state of the grout material in the inside can be detected. The injection tube for injecting the grout material is not shown in the present embodiment. The injection tube may be arranged at an appropriate position as in the second embodiment.
また、本実施形態において、第１光ファイバー１０２のクラッド１０２ｄには、図１７に示すように、開口部１０２ｆは形成されていない。第１光ファイバー１０２の他端部１０２ｂ（図２参照）から入射された光は、光量が減じられることなく光出射端１０２ｅから出射される。 In the present embodiment, the opening 102f is not formed in the clad 102d of the first optical fiber 102 as shown in FIG. The light incident from the other end 102b (see FIG. 2) of the first optical fiber 102 is emitted from the light emitting end 102e without reducing the amount of light.
光ファイバー対１１０は、第２実施形態と同じ方法でトンネル構造体１１の天端部１１ａに形成される貫通孔１１ｃを介して、トンネル外方領域Ｓ２内に配置される。光ファイバー対１１０は、図１６に示すように、棒鋼６と伴に土砂Ｇ等に突き当たるまで挿入される。
例えば、図１６のように、光ファイバー対１１０の周りが空隙Ｓ５である場合に、第１光ファイバー１０２の光出射端１０２ｅから光が出射されると、その光は、空隙（つまり、空気）Ｓ５内を伝播し、土砂Ｇ等で反射して、再び空隙Ｓ５を伝播して、第２光ファイバー１０３の光入射端１０３ｅに入射し、受光部１０４ａで受光される。
一方、図１８に、斜線で示すように、光ファイバー対１１０の周りに、グラウト材（Ｘ）が充填され、第１光ファイバー１０２の光出射端１０２ｅと土砂Ｇ等との間の空隙Ｓ５がグラウト材に置換されると、グラウト材の光透過性に応じて、受光部１０４ａにおける受光強度が減少又は略ゼロとなる。グラウト材は、例えば、モルタルやセメントミルクであり、トンネル外方領域Ｇ２への注入時に、セメント濃度の濃い部分と薄い部分とが混在する場合がある。そのため、濃度の薄いグラウト材の部分が光ファイバー対１１０の周りに充填されている場合は、光の一部はそのグラウト材を透過し、受光部１０４ａでその反射光を受光することができる。
The optical fiber pair 110 is arranged in the tunnel outer region S2 through the through hole 11c formed in the top end portion 11a of the tunnel structure 11 by the same method as in the second embodiment. As shown in FIG. 16, the optical fiber pair 110 is inserted together with the steel bar 6 until it hits the earth and sand G or the like.
For example, as shown in FIG. 16, in the case where the space around the optical fiber pair 110 is a gap S5, when light is emitted from the light emitting end 102e of the first optical fiber 102, the light is within the gap (that is, air) S5. , Reflected by earth and sand G, etc., propagates again through the gap S5, enters the light incident end 103e of the second optical fiber 103, and is received by the light receiving unit 104a.
On the other hand, as shown by the oblique lines in FIG. 18, the grout material (X) is filled around the optical fiber pair 110, and the gap S5 between the light emitting end 102e of the first optical fiber 102 and the earth and sand G or the like is the grout material. Is replaced, the received light intensity in the light receiving unit 104a is reduced or substantially zero in accordance with the light transmittance of the grout material. The grout material is, for example, mortar or cement milk, and a portion having a high cement concentration and a thin portion may be mixed when injected into the tunnel outer region G2. Therefore, when a portion of the grout material having a low concentration is filled around the optical fiber pair 110, a part of the light can pass through the grout material and the reflected light can be received by the light receiving unit 104a.
本実施形態において、情報処理部１０４ｃには、例えば、棒鋼６を障害物（例えば、礫等）に突き当てたときに、受光部１０４ａで受光する光の受光強度のデータが、光出射端１０２ｅと障害物との間に、例えば、空気（空隙）、水、セメントミルク、モルタルを介在させた場合についてそれぞれ関連付けて記憶されている。具体的には、受光強度のデータと介在物の種別とを関連付けたデータテーブルが記憶されている。土砂（土粒子）Ｇの間隙に存在する物質としては、水の場合の受光強度が一番高く、空気、濃度の低いセメントミルク（モルタル）、濃度の高いセメントミルク（モルタル）の順で受光強度のデータは低くなる。セメントミルクのセメント分量とモルタルのセメント分量が同じであれば、それぞれの場合の受光強度は略同じである。 In the present embodiment, for example, when the steel bar 6 is abutted against an obstacle (for example, gravel), the information processing unit 104c receives light reception intensity data of light received by the light receiving unit 104a. For example, air (air gap), water, cement milk, and mortar are interposed between the obstacles and the obstacles and stored in association with each other. Specifically, a data table in which the received light intensity data is associated with the type of inclusion is stored. The substance present in the gap between earth and sand (soil particles) G has the highest light reception intensity in the case of water, and the light reception intensity in the order of air, low-concentration cement milk (mortar), and high-concentration cement milk (mortar). The data for will be low. If the cement content of cement milk and the cement content of mortar are the same, the received light intensity in each case is substantially the same.
次に、本実施形態に係る充填状況検知装置１００のグラウト材の置換状態の検知動作を、図１６及び図１８を参照して簡単に説明する。なお、図示省略した注入孔からグラウト材としてモルタル（Ｘ）がトンネル外方領域Ｓ２内に注入され始めたものとして、以下説明する。
まず、図１６に示すように、モルタル（Ｘ）が光ファイバー対１１０の周辺に到達しておらず、光ファイバー対１１０の周りが空隙Ｓ５である場合、第１光ファイバー１０２の光出射端１０２ｅから出射された光は、土砂（土粒子）Ｇ等で反射し、第２光ファイバー１０３の光入射端１０３ｅを介して伝播し、受光部１０４で受光される。受光部１０４ａは、反射光を受光し、その受光強度に対応する信号を発生させ、記録部１０４ｂに出力する。記憶部１０４ｂは、受光部１０４ａからの受光強度のデータを記憶する。そして、情報処理部１０４ｃは、記憶部１０４ｂに記憶された受光強度のデータを読み出し、その受光強度のデータに一番近い受光強度のデータを、データテーブルの中から選択し、この検知ポイントにおける空隙Ｓ５は空気のままであると判定し、空隙Ｓ５は空隙のままであるという置換状態の検知結果を得る。この置換状態の検知結果は、情報処理部１０４のディスプレイ部に連続的に表示される。これにより、作業者等は、置換状態をリアルタイムにモニタリングすることができる。
Next, the detection operation of the grout material replacement state of the filling state detection apparatus 100 according to the present embodiment will be briefly described with reference to FIGS. 16 and 18. In the following description, it is assumed that mortar (X) has started to be injected into the tunnel outer region S2 from the injection hole (not shown) as a grout material.
First, as shown in FIG. 16, when the mortar (X) does not reach the periphery of the optical fiber pair 110 and the periphery of the optical fiber pair 110 is a gap S5, the light is emitted from the light emitting end 102e of the first optical fiber 102. The reflected light is reflected by earth and sand (soil particles) G or the like, propagates through the light incident end 103 e of the second optical fiber 103, and is received by the light receiving unit 104. The light receiving unit 104a receives the reflected light, generates a signal corresponding to the received light intensity, and outputs the signal to the recording unit 104b. The storage unit 104b stores received light intensity data from the light receiving unit 104a. The information processing unit 104c reads the received light intensity data stored in the storage unit 104b, selects the received light intensity data closest to the received light intensity data from the data table, and the gap at this detection point. It is determined that S5 is still air, and a detection result of the replacement state that the gap S5 remains a gap is obtained. The detection result of the replacement state is continuously displayed on the display unit of the information processing unit 104. Thereby, an operator etc. can monitor a substitution state in real time.
そして、図１８に示すように、第１光ファイバー１０２の周りに、斜線で示すようにモルタル（Ｘ）が到達すると、受光強度は減少又はゼロとなる。そして、情報処理部１０４は、記憶部１０４ｂからの受光強度のデータに一番近い受光強度のデータを、データテーブルの中から選択し、この検知ポイントにおける空隙Ｓ５はモルタルに置換されているという置換状態の検知結果を得る。この置換状態の検知結果は、情報処理部１０４のディスプレイ部に連続的に表示される。 As shown in FIG. 18, when the mortar (X) arrives around the first optical fiber 102 as shown by the oblique lines, the received light intensity decreases or becomes zero. Then, the information processing unit 104 selects the light reception intensity data closest to the light reception intensity data from the storage unit 104b from the data table, and the gap S5 at the detection point is replaced with mortar. Get the status detection result. The detection result of the replacement state is continuously displayed on the display unit of the information processing unit 104.
かかる本実施形態による充填状況検知装置１００によれば、既設のトンネル構造体１１の径方向外方のトンネル外方領域Ｓ２に、空隙Ｓ５が生じている可能性があり、グラウト材により置換して地盤改良（補修）が必要な場合に、その置換状態を、容易に把握することができ、補修施工の管理の効率向上を図ることができる。 According to the filling state detection apparatus 100 according to the present embodiment, there is a possibility that the gap S5 is generated in the outer tunnel region S2 in the radial direction of the existing tunnel structure 11, and is replaced by the grout material. When ground improvement (repair) is required, the replacement state can be easily grasped, and the efficiency of management of repair work can be improved.
なお、図１８においては、置換状態の検知箇所は一箇所であるものとして説明したが、これに限らず、図１９に示すように複数個所で同時に検知してもよい。例えば、図１９に示すように、トンネル外方領域Ｓ２の一部の領域では空隙Ｓ５が残っており、また、一部の領域（図中、網掛けされた領域）では空隙Ｓ５は水Ｗに置換されており、一部の領域（図中、斜線で示された領域）では空隙Ｓ５がグラウト材（Ｘ）に置換されているような場合、情報処理部１０４ｃは、図中左側の検知ポイントでは空隙Ｓ５は空隙のままであり、図中中央の検知ポイントでは空隙Ｓ５は水（地下水）に置換されおり、図中右側の検知ポイントでは空隙Ｓ５はグラウト材に置換されているという置換状態の検知結果を得る。これにより、空洞Ｓ５の置換状態をより詳細に把握することができる。 In FIG. 18, the replacement state is detected as one place. However, the present invention is not limited to this, and may be simultaneously detected at a plurality of places as shown in FIG. 19. For example, as shown in FIG. 19, the gap S5 remains in a part of the tunnel outer area S2, and the gap S5 is in the water W in a part of the area (shaded area in the figure). In the case where the space S5 is replaced with the grout material (X) in a part of the region (the region indicated by hatching in the drawing), the information processing unit 104c detects the detection point on the left side in the drawing. The gap S5 remains as a gap, and the gap S5 is replaced with water (groundwater) at the detection point in the center of the figure, and the gap S5 is replaced with grout material at the detection point on the right side of the figure. Get the detection result. Thereby, the replacement state of the cavity S5 can be grasped in more detail.
以上、本発明の好ましい実施形態についてそれぞれ説明したが、本発明は上記各実施形態に制限されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形及び変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made based on the technical idea of the present invention.
例えば、上記各実施形態では、第１光ファイバー１０２の光出射端１０２ｅと、第２光ファイバー１０３の光入射端１０３ｅは、地盤上方に向けて配置（上向き配置Ｂ）されるものとして説明したが、これに限らず、地盤下方に向けて配置（下向き配置Ａ）されてもよい。
図２０は、各光ファーバー１０２，１０３の一端部側１０２ａ，１０３ａを全体として地盤上下方向に延設しつつ、その光出射端１０２ｅ及び光入射端１０３ｅを地盤下方に向けて配置（下向き配置Ａ）した状態を示すと共に、各光ファイバーの一端部側１０２ａ，１０３ａの周囲に水が存在し、その水面と光出射端１０２ｅ及び光入射端１０３ｅの面とが一致した状態を示した模式図である。また、図２１は、各光ファーバーの光出射端１０２ｅ及び光入射端１０３ｅを地盤上方に向けて配置（上向き配置Ｂ）した状態を示すと共に、水面と光出射端１０２ｅ及び光入射端１０３ｅの面とが一致した状態を示した模式図である。図２２は、下向き配置Ａ及び上向き配置Ｂのそれぞれの場合の、受光強度の変化の様子を示した模式図である。横軸は水位を示し、縦軸は受光強度を示す。
図２０に示すように、下向き配置Ａの光出射端１０２ｅ及び光入射端１０３ｅは、水位がｈｂ２及びｈｂ１（図中一点鎖線）の時、水面との間に空隙を有して水面と対向し、水位がｈ０（図中実線）の時、水面と一致し、水位がｈｕ２及びｈｕ１（図中二点鎖線）のとき、水中内に位置する。また、図２１に示すように、上向き配置Ｂの光出射端１０２ｅ及び光入射端１０３ｅは、水位がｈｂ２及びｈｂ１の時、水面より上方で上に向いて位置し、水位がｈ０のとき、水面と一致し、水位がｈｕ２及びｈｕ１の時、水中内で上方に向いて位置する。
For example, in each of the above embodiments, the light emitting end 102e of the first optical fiber 102 and the light incident end 103e of the second optical fiber 103 have been described as being arranged upward (placement B upward). Not limited to this, it may be arranged downward (placement A downward).
In FIG. 20, one end side 102a, 103a of each optical fiber 102, 103 is extended in the vertical direction of the ground as a whole, and the light emitting end 102e and the light incident end 103e are arranged downward (the downward arrangement A). ) Is a schematic view showing a state in which water is present around one end side 102a, 103a of each optical fiber, and the water surface coincides with the surfaces of the light emitting end 102e and the light incident end 103e. . FIG. 21 shows a state in which the light emitting end 102e and the light incident end 103e of each optical fiber are arranged upward (position B upward), and the water surface and the surfaces of the light emitting end 102e and the light incident end 103e. It is the schematic diagram which showed the state which matched. FIG. 22 is a schematic diagram showing how the received light intensity changes in each of the downward arrangement A and the upward arrangement B. FIG. The horizontal axis indicates the water level, and the vertical axis indicates the received light intensity.
As shown in FIG. 20, the light emitting end 102e and the light incident end 103e of the downward arrangement A are opposed to the water surface with a gap between the water surface when the water level is hb2 and hb1 (dashed lines in the figure). When the water level is h0 (solid line in the figure), it coincides with the water surface, and when the water level is hu2 and hu1 (two-dot chain line in the figure), it is located in the water. In addition, as shown in FIG. 21, the light emitting end 102e and the light incident end 103e of the upward arrangement B are positioned upward and above the water surface when the water level is hb2 and hb1, and when the water level is h0, And when the water level is hu2 and hu1, it is located upward in the water.
図２２から分かるように、下向き配置Ａの場合、水位がｈｂ２から上昇するにつれ、光出射端１０２ｅ及び光入射端１０３ｅの面と水面との離間距離が小さくなるため、受光強度は高くなる。そして、受光強度は、水面と一致するｈ０より若干下方のｈｂ１の水位から急激に高くなり、さらに水位が上昇するにつれ急激に減少し、水位がｈ０になったところで安定し、その後、水位がｈｕ１、ｈｕ２と上昇しても、略変化しない。
一方、上向き配置Ｂの場合、受光強度は、水位がｈｂ２からｈ０に向かって上昇しても、略変化せず、水位がｈ０より上昇するにつれ徐々に高くなり、ｈ０より若干上方のｈｕ１の水位で最大となる。そして、受光強度は、さらに水位が上昇するにつれ徐々に減少し、その後、水位がｈｕ２より上昇しても略変化しない。
このように、下向き配置Ａの場合、水面の接近に伴う受光強度の上昇度合いは、上向き配置Ｂの場合より大きい。また、下向き配置Ａの場合、水面の接近を、上向き配置Ｂの場合より早いタイミングで検知することができる。そして、各光ファイバーの一端部側１０２ａ，１０３ａの周囲にコンクリート等の充填物Ｘが充填されて打ち上がっていく過程においても、図２２に示す特性を示す。したがって、光出射端１０２ｅ及び光入射端１０３ｅを下向きに配置する構成とすることにより、充填物（水面）の接近をより確実かつ迅速に判断でき、充填状況をより精度よく検知することができる。
As can be seen from FIG. 22, in the downward arrangement A, as the water level rises from hb2, the distance between the light emitting end 102e and the light incident end 103e and the water surface decreases, so that the light receiving intensity increases. The received light intensity suddenly increases from the water level of hb1 slightly below h0 which coincides with the water surface, further decreases rapidly as the water level rises, stabilizes when the water level becomes h0, and then the water level becomes hu1. Even if it rises to hu2, it does not change substantially.
On the other hand, in the upward arrangement B, the received light intensity does not substantially change even when the water level rises from hb2 toward h0, and gradually increases as the water level rises from h0, and the water level of hu1 slightly above h0. Is the largest. The received light intensity gradually decreases as the water level further rises, and does not change substantially even if the water level subsequently rises above hu2.
Thus, in the downward arrangement A, the degree of increase in the received light intensity accompanying the approach of the water surface is greater than in the upward arrangement B. In the case of the downward arrangement A, the approach of the water surface can be detected at an earlier timing than in the case of the upward arrangement B. The characteristics shown in FIG. 22 are exhibited even in the process of filling up the filler X such as concrete around the one end portions 102a and 103a of each optical fiber. Therefore, by adopting a configuration in which the light emitting end 102e and the light incident end 103e are arranged downward, the approach of the filling (water surface) can be determined more reliably and quickly, and the filling state can be detected with higher accuracy.
また、上記各実施形態及び図２０で示した変形例では、第１光ファイバー１０２の光出射端１０２ｅと、第２光ファイバー１０３の光入射端１０３ｅを、伴に同一の方向に向けて配置（同一方向配置）するものとしたが、これに限らず、互いに離間して対向配置してもよい。この対向配置の場合、充填状況に応じて、光出射端１０２ｅと光入射端１０３ｅとの間に充填物Ｘや空気や水が位置することになる。このため、受光強度は、これら充填物Ｘ、空気及び水の光透過度等に大きく依存して変化することとなり、その振れ幅が同一方向配置の場合と比べて高くなる。したがって、光出射端１０２ｅと光入射端１０３ｅとを対向配置する構成によると、光出射端１０２ｅと光入射端１０３ｅとの間に、濃度の低いセメントミルク（モルタル）が存在する場合と、濃度の高いセメントミルク（モルタル）が存在する場合と、水や空気が存在する場合とを、それぞれ、明確に区別可能な振れ幅で、受光強度が変化する。つまり、対向配置とすることに、充填物Ｘの濃度の高低の判別や、充填物Ｘと水及び空気との区別をより確実に判別して充填状況を確認することができる。 In the above-described embodiments and the modification shown in FIG. 20, the light emitting end 102e of the first optical fiber 102 and the light incident end 103e of the second optical fiber 103 are arranged in the same direction (in the same direction). However, the present invention is not limited to this. In the case of this facing arrangement, the filler X, air, and water are located between the light emitting end 102e and the light incident end 103e according to the filling state. For this reason, the received light intensity changes greatly depending on the light transmittance of the filler X, air, and water, and the fluctuation width becomes higher than that in the case of the same direction arrangement. Therefore, according to the configuration in which the light emitting end 102e and the light incident end 103e are arranged to face each other, when low-concentration cement milk (mortar) exists between the light emitting end 102e and the light incident end 103e, The received light intensity changes with a swing width that can be clearly distinguished when high cement milk (mortar) is present and when water or air is present. In other words, the opposed state can be determined by confirming the level of the concentration of the filling X and the distinction between the filling X and water and air more reliably.
また、上記各実施形態では、第１光ファイバー１０２及び第２光ファイバー１０３は、一体形成されるものとして説明したが、これに限らず、別体であってもよい。また、各光ファイバー１０２，１０３の一端部側１０２ａ，１０３ａを、型枠３の天端部３ａやトンネル構造体１１の天端部１１ａを貫通させて、各天端部に対応する検知対象領域Ｓに配置させるものとして説明したが、検知対象領域Ｓへの挿入箇所はこれに限らず、適宜決めることができる。 In each of the above-described embodiments, the first optical fiber 102 and the second optical fiber 103 are described as being integrally formed. Further, the detection target regions S corresponding to the respective top ends are formed by penetrating the end portions 102a and 103a of the optical fibers 102 and 103 through the top end 3a of the mold 3 and the top end 11a of the tunnel structure 11. However, the position to be inserted into the detection target region S is not limited to this, and can be determined as appropriate.
さらに、上記各実施形態では、各光ファイバー１０２，１０３の一端部側１０２ａ，１０３ａを、検知対象領域Ｓ内で、地盤上下方向に延設させる場合で説明したが、延設方向はこれに限らず、例えば、トンネル周方向に延設させてもよいし、トンネル軸方向に延設させてもよい。これらの場合、各光ファイバー１０２，１０３の一端部側１０２ａ，１０３ａは、トンネル新設時には、型枠３の外周面や吹き付けコンクリート２の内周面や掘削された地盤の内周面１に沿わして延設し、トンネル補修時には、トンネル構造体１１の外周面に沿わして延設する。これらにより、特に、上記第１及び第２実施形態のように、光ファイバーに開口部を複数設ける構成において、充填物のトンネル軸方向の充填状況を少なくとも一対の光ファイバー１０２，１０３のみで検知することができる。 Furthermore, although each said embodiment demonstrated the case where the one end parts 102a and 103a of each optical fiber 102 and 103 were extended in the detection object area | region S in the ground vertical direction, the extending direction is not restricted to this. For example, it may be extended in the tunnel circumferential direction, or may be extended in the tunnel axis direction. In these cases, one end portions 102a and 103a of the optical fibers 102 and 103 are along the outer peripheral surface of the mold 3, the inner peripheral surface of the sprayed concrete 2 and the inner peripheral surface 1 of the excavated ground when the tunnel is newly established. It extends and extends along the outer peripheral surface of the tunnel structure 11 at the time of tunnel repair. Thus, in particular, in the configuration in which a plurality of openings are provided in the optical fiber as in the first and second embodiments, the filling state of the filler in the tunnel axis direction can be detected only by at least the pair of optical fibers 102 and 103. it can.
さらにまた、上記各実施形態では、各光ファイバー１０２，１０３の一端部側１０２ａ，１０３ａは、棒鋼６に支持されて検知対象領域Ｓ内に配置されるものとして説明したが、これに限らず、例えば、合成樹脂製や鋼製の配管内に沿わして検知対象領域Ｓ内に配置するようにしてもよい。この場合、上記配管の外周の適宜箇所に貫通孔を設け、配管内に充填物が流入するようにする。また、これらに限らず、各光ファイバー１０２，１０３が例えば自立可能な強度を有している場合、各光ファイバー１０２，１０３を支持する棒鋼６や配管等の他の部材は必要ない。 Furthermore, in each of the embodiments described above, the one end portions 102a and 103a of the optical fibers 102 and 103 have been described as being supported by the steel bar 6 and disposed in the detection target region S. Alternatively, it may be arranged in the detection target region S along the pipe made of synthetic resin or steel. In this case, through holes are provided at appropriate locations on the outer periphery of the pipe so that the filler flows into the pipe. In addition, the present invention is not limited to this, and when each of the optical fibers 102 and 103 has, for example, a strength capable of supporting itself, other members such as a steel bar 6 and a pipe that support the optical fibers 102 and 103 are not necessary.
そして、上記各実施形態では、第１導光部材１０２及び第２導光部材１０３は、それぞれ光ファイバーからなるものとして、それぞれを第１光ファイバー１０２及び第２光ファイバー１０３としたが、これに限らない。第１導光部材１０２及び第２導光部材１０３は、光を導くことができる部材であればよく、例えば、合成樹脂製や鋼管等の筒状の部材を用いることができる。 In each of the above embodiments, the first light guide member 102 and the second light guide member 103 are made of optical fibers, and the first optical fiber 102 and the second optical fiber 103 are used. However, the present invention is not limited to this. The 1st light guide member 102 and the 2nd light guide member 103 should just be members which can guide light, for example, cylindrical members, such as a product made from a synthetic resin and a steel pipe, can be used.
また、第１実施形態においては、充填状況検知装置１００は、山岳トンネルの新設時における覆工空間Ｓへのコンクリートの充填状況を検知する場合について説明したが、これに限らず、シールド掘進機により地山を掘削し、その掘進と併行してに、シールド掘進機のテール部で一次覆工となる場所打ちコンクリートを打設して地山を保持しながらトンネルを構築するＳＥＮＳ工法において、上記一次覆工の場所打ちコンクリートの充填状況の検知に適用してもよい。 Moreover, in 1st Embodiment, although the filling condition detection apparatus 100 demonstrated the case where the filling condition of the concrete to the lining space S at the time of the new installation of a mountain tunnel was detected, it is not restricted to this, By a shield machine In the SENS method of excavating a natural ground, and in parallel with the excavation, a cast-in-place concrete that will be the primary lining is placed at the tail of the shield machine to build a tunnel while holding the natural ground. You may apply to the detection of the filling condition of the cast-in-place concrete of lining.
１・・・・・・・・・・・内周面
３・・・・・・・・・・・型枠
３ａ・・・・・・・・・・天端部
１１・・・・・・・・・・トンネル構造体（覆工コンクリート）
１１ａ・・・・・・・・・天端部
１００・・・・・・・・・充填状況検知測定装置
１０１・・・・・・・・・光源部
１０２・・・・・・・・・第１導光部材（第１光ファイバー）
１０２ａ・・・・・・・・一端部側
１０２ｃ・・・・・・・・コア
１０２ｄ・・・・・・・・クラッド
１０２ｅ・・・・・・・・光の出射端（光出射端）
１０２ｆ・・・・・・・・開口部
１０３・・・・・・・・・第２導光部材（第２光ファイバー）
１０３ａ・・・・・・・・一端部側
１０３ｃ・・・・・・・・コア
１０３ｄ・・・・・・・・クラッド
１０３ｅ・・・・・・・・反射光の入射端（光入射端）
１１０・・・・・・・・・導光部材対（光ファイバー対）
１１０ａ・・・・・・・・屈曲部
Ｓ・・・・・・・・・・・検知対象領域
Ｓ１・・・・・・・・・・覆工空間
Ｓ２・・・・・・・・・・トンネル外方領域
Ｓ４・・・・・・・・・・空洞
Ｘ・・・・・・・・・・・充填物（コンクリート、グラウト材）
1 ········ Inner peripheral surface 3 ··························································· .... Tunnel structures (lining concrete)
11a ..... top end part 100 ..... filling state detection and measurement device 101 ... light source part 102 ... First light guide member (first optical fiber)
102a: one end side 102c: core 102d: clad 102e: light exit end (light exit end)
102f... Opening 103... Second light guide member (second optical fiber)
103a: one end side 103c: core 103d: clad 103e: incident end of reflected light (light incident end) )
110 ········· Light guiding member pair (optical fiber pair)
110a ... Bending part S ... Detection target area S1 ... Covering space S2 ...・ Outside area of tunnel S4 ・ ・ ・ ・ ・ Cavity X ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Filled material (concrete, grout material)
Claims (13)
光を発生させる光源部と、
前記検知対象領域内に一端部側が延設され、前記光源部からの光を前記検知対象領域内に導く第１導光部材と、
前記検知対象領域内に一端部側が延設され、当該検知対象領域からの反射光を前記型枠の径方向内方又は前記トンネル構造体の径方向内方へ導く第２導光部材と、
を備え、前記第２導光部材によって導かれる前記反射光を受光して得られる受光情報に基づいて、前記充填物の充填状況を検知可能に構成される、充填状況検知装置。 The wrapping space between the inner peripheral surface of the excavated ground and the formwork opposed to the inner peripheral surface, or the tunnel outer region in the radial direction of the existing tunnel structure as the detection target region, A filling state detection device for detecting a filling state of a cement-based filling filled in the detection target region,
A light source for generating light;
A first light guide member having one end extending in the detection target region and guiding light from the light source unit into the detection target region;
A second light guide member having one end extending in the detection target region and guiding reflected light from the detection target region to a radial inner side of the mold frame or a radial inner side of the tunnel structure;
And a filling state detection device configured to be able to detect the filling state of the filling based on light reception information obtained by receiving the reflected light guided by the second light guide member.
前記第１導光部材及び前記第２導光部材のいずれか一方は、前記一端部側にて、延伸方向に間隔を空けた複数個所で、径方向外方から前記クラッドを貫通して前記コアに至る開口部を有して形成される、請求項２に記載の充填状況検知装置。 Each of the first light guide member and the second light guide member has a core serving as an optical path and a clad covering the core, and the one end side extends in the vertical direction of the ground within the detection target region. Established,
Any one of the first light guide member and the second light guide member is formed on the one end side so as to penetrate the clad from the outer side in the radial direction at a plurality of positions spaced in the extending direction. The filling state detection device according to claim 2, wherein the filling state detection device is formed to have an opening that reaches the top.
前記開口部は、前記屈曲部に形成される、請求項３に記載の充填状況検知装置。 Each of the first light guide member and the second light guide member has a plurality of bent portions that are bent from one side in the vertical direction of the ground toward the other side on each one end side,
The filling state detection device according to claim 3, wherein the opening is formed in the bent portion.
前記充填状況として、前記反射光の強度変化に基づいて前記検知対象領域へ充填される前記充填物の充填高さを検知する、請求項３又は４に記載の充填状況検知装置。 The light reception information is an intensity of reflected light from the second light guide member,
The filling state detection device according to claim 3 or 4, wherein the filling state is detected based on a change in intensity of the reflected light, and a filling height of the filling material filled in the detection target region is detected.
前記充填高さとして、前記覆工空間へ打設される前記コンクリートの打設高さを検知する、請求項５に記載の充填状況検知装置。 The detection target area is the lining space, and the filling is concrete,
The filling state detection device according to claim 5, wherein the filling height of the concrete placed in the lining space is detected as the filling height.
前記充填高さとして、前記トンネル外方領域の空洞内へ注入される前記グラウト材の注入高さを検知する、請求項５に記載の充填状況検知装置。 The detection target area is a cavity generated in the outer area of the tunnel, and the filling is a grout material,
The filling state detection device according to claim 5, wherein the filling height of the grout material injected into a cavity in the outer region of the tunnel is detected as the filling height.
前記検知対象領域は前記トンネル外方領域であり、前記充填物はグラウト材であり、
前記充填状況として、前記反射光の強度変化に基づいて前記トンネル外方領域内における前記グラウト材の置換状態を検知する、請求項１に記載の充填状況検知装置。 The light reception information is an intensity of reflected light from the second light guide member,
The detection target region is the tunnel outer region, the filling is a grout material,
The filling state detection device according to claim 1, wherein the filling state is detected based on a change in intensity of the reflected light, based on a substitution state of the grout material in the outer region of the tunnel.
前記検知対象領域内の互いに離間した複数の箇所に、前記第１導光部材及び前記第２導光部材の一端部を配置させて、当該配置箇所毎に前記充填状況を検知する、請求項１〜１２のいずれか１つに記載の充填状況検知装置。 A plurality of pairs of the first light guide member and the second light guide member;
The one end part of the said 1st light guide member and the said 2nd light guide member is arrange | positioned in the several place mutually spaced apart in the said detection object area | region, The said filling condition is detected for every said arrangement | positioning location. The filling state detection device according to any one of -12.
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