JP3622163B2 - トンネル崩壊予知方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル崩壊予知方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トンネル工事における事故の大半は、切羽付近において発生しており、そのほとんどは切羽付近の崩壊に基づくものである。
切羽の崩壊については各種の手段によって防止する対策が講じられているが、万一崩壊した場合に備えて切羽の状況を把握しておかなければならない。
そのために従来は、切羽の変位を常時計測してその変位速度の変化から切羽の崩壊を予知する方法が採用されている。
それは、切羽に地中変位計を埋め込み、電気的にデータを引き出して変位の状況を測定する方法であった。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】
前記したような従来のトンネル崩壊予知方法にあっては、次のような問題点が存在する。
＜イ＞地中変位計そのものを地中に埋め込む方法であるから、その設置に時間がかかる。そのために切羽の掘削直後から変位を測定することができない。
＜ロ＞変位計が高価であるために、多数の点に設置することが困難である。そのために小数の測定点から全体の変位を推測することになり、正確な状況を把握することができない。
＜ハ＞電気式の装置であるために、信号伝達用のコードを切羽から測定装置までの間に配線する必要がある。しかし切羽では多数の掘削関連の装置が作業を行う必要があるから、コードの存在は作業の妨げとなりやすい。
【０００４】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、ほとんど切羽の作業の障害となることなく、簡単な設置作業、測定方法によって、正確に切羽地山の変化を測定することができる、トンネル崩壊予知方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明のトンネル崩壊予知方法は、切羽の地盤内に先端を固定した鋼棒と、その鋼棒の露出端に取り付けた地中変位ターゲットと、切羽の表面に固定した表面変位ターゲットと、レーザー変位測定器とより構成し、レーザー変位測定器によって、地中変位ターゲットと表面変位ターゲットの移動量を測定することによって行う、トンネル崩壊予知方法を特徴としたものである。
【０００６】
【本発明の実施の態様】
以下図面を参照しながら本発明のトンネル崩壊予知方法の実施例について説明する。
【０００７】
＜イ＞使用する機器。
本発明の予知方法では次のような機器を使用して行う。
地中変位ターゲット１。
表面変位ターゲット２。
レーザー変位測定器３。
多点視準装置４。
制御、計測、警報装置５。
【０００８】
＜ロ＞地中変位ターゲット１
切羽６面に小径の孔を削孔し、この孔内に鋼棒７を挿入して打ち込む。
その結果、鋼棒７の先端を切羽６の地盤内に固定する。
先端が固定されているから、鋼棒７は地山の挙動によって移動し、地山が押し出されると鋼棒７もまた押し出されることになる。
その鋼棒７の切羽６側の露出端にターゲットを取り付け、これを『地中変位ターゲット１』とする。
この地中変位ターゲット１は、鋼棒７の露出端に固定してあるから、鋼棒７の挙動にともなって移動する。
複数本の鋼棒７を打ち込む場合に、鋼棒７の固定深さを変化させれば、任意の深さでの地盤の変位を検知することができる。
【０００９】
＜ハ＞表面変位ターゲット２。
切羽６の表面には他のターゲットを固定する。このように切羽６表面に取り付けたターゲットを『表面変位ターゲット２』とする。
この表面変位ターゲット２は、切羽６の内部の挙動ではなく、その表面の挙動をそのまま表現することになる。
【００１０】
＜ニ＞レーザー変位測定器３。
レーザー変位測定器３は、レーザーの発信時期と、受信時期との差から、ターゲットまでの距離を測定する、公知の装置である。
【００１１】
＜ホ＞多点視準装置４。
複数のターゲットを設置した場合に、視準点を順次変更しなければならない。そのために必要に応じて多点視準装置４をレーザー変位測定器３に取り付ける。この装置に事前に測定すべきすべてのターゲットの位置を入力しておく。するとレーザー変位測定器３の視準位置を一定時間ごとに各ターゲットに向けて順次変更することができる。
【００１２】
＜ヘ＞制御、計測、警報装置５。
レーザー変位測定器３に多点視準装置４を取り付けたら、さらに制御、計測、警報装置５を取り付ける。この装置を作動させることによって各視準点における変位速度、びずみ、およびひずみ速度を算出することができる。
【００１３】
＜ト＞測定方法。
一定の時間ごとにレーザー変位測定器３によって、地中変位ターゲット１と表面変位ターゲット２を視準してその移動量を測定する。
地中変位ターゲット１の移動量からは地中の変位の量を、また表面変位ターゲット２の移動量から切羽６表面の変位の量を知ることができる。
したがって、切羽６の変位から地中変位計の変位を差し引くことによって、地盤内の区間変位を計算することができる。
また区間変位を区間長さで割れば、区間ひずみを算出することができる。
【００１４】
＜チ＞崩壊予知方法。
以上のデータを駆使することによって、以下の方法によって切羽６の崩壊を予知することができる。
▲１▼変位速度（ひずみ速度）が減少する傾向にあれば、切羽６は安定に向かうと予想することができる。
▲２▼変位速度（ひずみ速度）が増大する傾向にあれば、切羽６付近の地盤は３次クリープに入ったと予想することができる。そお増大傾向から、崩壊余裕時間を算出し、余裕時間が一定値以下となれば警報を発する。この時の基準のなる値は現場の状況によって設定することになる。
▲３▼区間ひずみがその地盤の限界ひずみに近付くと予想される場合には、警報を発する。
こうして崩壊を事前に予知して危険を避けることができる。
【００１５】
【本発明の効果】
本発明のトンネル崩壊予知方法は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜イ＞崩壊予知のために必要とする消耗品は鋼棒７だけである。
このように安価であるから多数の点に設置することができ、従来のように高価な装置を小数点に配置して変位を測定する方法よりも正確な予知を行うことができる。
＜ロ＞測定のための準備作業は、鋼棒７を打設するだけである。したがって切羽６の掘削が完了したらすぐに測定を開始することができるから、常に安心した状態で切羽６作業に従事することができる。
＜ハ＞従来の電気的な計測方法と異なり、切羽６から計測装置までの間にコードを延長する必要がない。したがって切羽６作業に障害を与えずに計測、予知を行うことができる。
＜ニ＞変位（ひずみ）速度を知ることによって、その結果が一定値を越えたら自動的に警報を発信することができる。したがって切羽６崩壊による事故を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトンネル崩壊予知方法の実施例の説明図
【図２】ターゲットの設置状態の説明図

Claims (4)

1. 切羽の地盤内に先端を固定した鋼棒と、
   その鋼棒の露出端に取り付けた地中変位ターゲットと、
   切羽の表面に固定した表面変位ターゲットと、
   レーザー変位測定器とより構成し、
   レーザー変位測定器によって、地中変位ターゲットと表面変位ターゲットの移動量を測定することによって行う、
   トンネル崩壊予知方法
2. 切羽の地盤内に先端を固定した鋼棒と、
   その鋼棒の露出端に取り付けた地中変位ターゲットと、
   切羽の表面に固定した表面変位ターゲットと、
   レーザー変位測定器とより構成し、
   レーザー変位測定器によって、地中変位ターゲットと表面変位ターゲットの移動量との差を測定して、
   切羽地盤の変位速度を測定することによって行う、
   トンネル崩壊予知方法
3. 切羽の地盤内に先端を固定した鋼棒と、
   その鋼棒の露出端に取り付けた地中変位ターゲットと、
   切羽の表面に固定した表面変位ターゲットと、
   レーザー変位測定器と、
   レーザー変位測定器の視準位置を、一定時間ごとに各ターゲットに向けて順次変更する多点視準装置とにより構成し、
   レーザー変位測定器によって、地中変位ターゲットと表面変位ターゲットの移動量を測定することによって行う、
   トンネル崩壊予知方法
4. 切羽の地盤内に先端を固定した鋼棒と、
   その鋼棒の露出端に取り付けた地中変位ターゲットと、
   切羽の表面に固定した表面変位ターゲットと、
   レーザー変位測定器と、
   警報装置とにより構成し、
   レーザー変位測定器によって、地中変位ターゲットと表面変位ターゲットの移動量を測定し、
   その結果が一定値を越えた場合に警報装置によって警報を発することによって行う、
   トンネル崩壊予知方法

Images