JP7197090B2 - 構造物における埋設物の位置および深度を表示する方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、構造物における埋設物の位置および深度を表示する方法および装置に関し、なかでも構造物におけるコンクリートのはつり作業中に埋設物の位置および深度を継続的に表示するための方法および装置に関するものである。

従来、構造物におけるコンクリートのはつり作業においては、事前に電磁波レーダを使用してコンクリート内部のケーブル等の埋設物を探査し、その結果をチョーク等でコンクリート表面にけがきしてから、はつり作業を行うようにしていた。

電磁波レーダを用いてコンクリート内部の埋設物を探査する方法として、従来より、種々の方法が提案されている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。また、コンクリートのはつり作業中に削孔箇所に水平ラインレーザー光照射装置を降下させ、埋設物の深度に水平ラインレーザー光を照射し、埋設物の深度のみを表示する装置が市販されている（例えばＫＥＹＴＥＣ株式会社製「ハツリ作業安全装置ＳＨＬ」）。

特開平２－２８１１７９号公報 特開２０１６－２１２０２０号公報

しかしながら、従来の方法は、電磁波レーダによりコンクリート内部の埋設物の位置を事前に判別することができても、はつり作業時にコンクリート表面にけがきした位置情報が消えるため、コンクリート内部の埋設管やケーブルなどの切断事故や損傷事故を無くすことが難しかった。上記の市販の装置を用いた方法でも、はつり作業に伴い事前にコンクリート表面にけがかれていた埋設物位置情報が消える点では従来と同じであり、また、削孔箇所から順にはつり範囲を広げる必要があった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、構造物において、特にコンクリートのはつり作業中に、埋設物の位置と埋設物までの深度を継続的に表示することが可能な方法と装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、構造物における埋設物の位置および深度を表示する方法であって、
構造物の埋設物に対し、第１のラインレーザー光を、前記埋設物の向きと平行にして、前記埋設物に向けて構造物の表面に対し垂直方向に照射し、
構造物の埋設物に対し、第２のラインレーザー光を、前記第１のラインレーザー光の向きと平行にし、かつ、構造物の表面における両ラインレーザー光間の距離が、前記埋設物の深度に等しくなるようにして、前記埋設物に向けて構造物の表面に対し４５度の角度で斜め方向に照射することを主要な特徴とする。

本発明によると、構造物の表面に照射される第１のラインレーザー光が埋設物の位置を表示し、構造物の表面に照射される第１のラインレーザー光と第２のラインレーザー光間の距離が埋設物の深度として表示される。

本発明は、構造物の表面からの基準位置における両ラインレーザー光間の距離を、前記第１のラインレーザー光の基準位置から前記埋設物までの距離に等しくすることを第２の特徴とする。

本発明は、構造物における埋設物の位置および深度を表示する装置であって、
構造物の埋設物に対し、第１のラインレーザー光を、前記埋設物の向きと平行にして、前記埋設物に向けて構造物の表面に対し垂直方向に照射する垂直ラインレーザー光照射装置と、
構造物の埋設物に対し、第２のラインレーザー光を、前記第１のラインレーザー光の向きと平行にして、前記埋設物に向けて構造物の表面に対し４５度の角度で斜め方向に照射する傾斜ラインレーザー光照射装置と、
構造物に対し、垂直ラインレーザー光照射装置と傾斜ラインレーザー光照射装置を支持して配置する支持装置と、
両ラインレーザー光照射装置のうち少なくとも一方の照射部から周方向に照射されるラインレーザー光の照射範囲を一定範囲に制限するシェードカバーを備えることを主要な特徴とする。

本発明に係る装置は、
前記支持装置が、垂直ラインレーザー光照射装置と傾斜ラインレーザー光照射装置を、回転軸回りに一定範囲で回動可能とする回転支持部を備えることを第２の特徴とする。

本発明に係る装置は、
前記支持装置が、埋設物の深度と構造物の表面から基準位置までの距離に合わせて、両ラインレーザー光照射装置の照射部間の距離を調整する距離調整部を備えることを第３の特徴とする。

本発明によると、構造物の埋設物に向けて、構造物の表面に対し垂直方向に照射するラインレーザー光と、４５度の角度で斜め方向に照射するラインレーザー光を用いることにより、直角二等辺三角形の原理を利用して、コンクリート構造物のはつり等の作業中に、構造物の表面に埋設物の位置と埋設物の深度を同時にかつ継続的に表示させることができるという優れた効果を奏する。

また、これにより、はつり等の作業中に生じていた埋設物の切断や損傷等の事故を防止して、はつり等の作業を効率よく安全に進めることができるという優れた効果を奏する。

本発明に係る装置を用いて埋設物の位置および深度を表示する方法を示す正面図、 本発明に係る装置を用いて埋設物の位置および深度を表示する方法を示す平面図、 図１に示す装置を用いて、はつり作業の進行時に、埋設物の位置および深度を表示する様子を示す説明図、 図１に示す装置を用いて、同一の深度で平面的にはつり作業する時に、埋設物の位置および深度を表示する様子を示す説明図、 図１に示す装置を２台用いて、屈曲する埋設物の位置および深度を表示する様子を示す説明図、 装置の照射部にシェードカバーを装着した例を示す説明図、 図１に示す装置を壁面に取り付けて、壁体内部の埋設物の位置および深度を表示する方法を示す側面図である。

本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。図１ないし図３は本発明に係る第１の実施形態を示すもので、これらの図において、符号Ｓは埋設物の位置と埋設深度を同時に継続的に表示するための装置、符号１はコンクリート構造物、符号２は埋設ケーブル（埋設物）を示している。

図１の正面図および図２の平面図に示すように、装置Ｓは、垂直ラインレーザー光照射装置１０と、傾斜ラインレーザー光照射装置２０と、支持装置３０を備えている。

垂直ラインレーザー光照射装置１０は、垂直自動補正機能付きで、照射部１１を備え、コンクリート表面（コンクリート床面等）３からの基準高さＴ０から、垂直ラインレーザー光Ｌ１を、図２に示すように水平面における向きを埋設ケーブル２の向きと平行にして、図１に示すように埋設ケーブル２に向けてコンクリート表面３に対し垂直方向下向きに照射させるようになっている。

傾斜ラインレーザー光照射装置２０は、垂直自動補正機能付きで、照射部２１を備え、コンクリート表面３からの基準高さＴ０から、傾斜ラインレーザー光Ｌ２を、図２に示すように水平面における向きを垂直ラインレーザー光Ｌ１の向きと平行にして、図１に示すように埋設ケーブル２に向けてコンクリート表面３に対し４５度の俯角αで斜め方向下向きに照射させるようになっている。

支持装置３０は、回転支持部４０と、距離調整部５０と、取付け台座６０を備えている。

回転支持部４０は、両ラインレーザー光照射装置１０、２０を基準高さＴ０に固定しまたは同時に回転可能に支持するもので、外筒部４１の内部に回転軸４２を備えている。回転軸４２は図示しない駆動モータにより固定可能および一定範囲で回転可能とされ、また、駆動モータの代わりにストッパーで固定および手動で回転可能としてもよい。

距離調整部５０は、コンクリート表面３からの埋設ケーブル２の深度（はつり許容最大深度）Ｄ０と、コンクリート表面３からの基準高さＴ０にあわせて、基準高さＴ０における両ラインレーザー光照射装置１０、２０の照射部間の距離Ｗ１を調整するもので、回転支持部４０の上面に回転軸４２を介して本体部５１が水平支持されている。本体部５１の上面には、支持部５２を介して、傾斜ラインレーザー光照射装置２０を横行可能とする横行ガイド５３が設けられている。支持部５２は傾斜ラインレーザー光照射装置２０を傾斜姿勢に支持する。本体部５１の基端には垂直ラインレーザー照射装置１０が水平姿勢に取付けられている。

上記距離調整部５０は、支持部５２を、横行ガイド５３上を横行させることにより、埋設ケーブル２の深度Ｄ０と基準高さＴ０にあわせて、両ラインレーザー光照射装置１０、２０の照射部間の距離Ｗ１を調整することができる。

取付け台座６０は、回転支持部４０を支持するもので、垂直ラインレーザー光Ｌ１の垂直方向を手動で調整して、コンクリート表面３に固定部材（コンクリートアンカー）６１で固定することができる。

次に、上記装置Ｓの取り付け方法について説明する。
装置Ｓの取付けは、あらかじめ位置が非破壊で探査された埋設ケーブル２の直上に垂直ラインレーザー光Ｌ１を照射することができるように、取付け台座６０を固定部材６１でコンクリート表面３に固定する。

次に、基準高さＴ０にあわせて、距離調整部５０の基端に垂直ラインレーザー光照射装置１０を取り付け、垂直ラインレーザー光Ｌ１を垂直方向に調整した後、埋段ケーブル２の方向に同垂直ラインレーザー光Ｌ１の向きを固定する。

次に、基準高さＴ０にあわせて、距離調整部５０の自由端寄りに、傾斜ラインレーザー光照射装置２０を、傾斜ラインレーザー光Ｌ２の照射方向を俯角４５度に固定して取り付け、また、コンクリート表面３における両ラインレーザー光Ｌ１、Ｌ２間の距離Ｗ２が、コンクリート表面３から埋設ケーブル２の上面までの深度（はつり許容最大深度）Ｄ０に等しくなるように、両ラインレーザー光照射装置１０、２０の照射部間の距離Ｗ１を調整する。

以上のようにして装置Ｓをコンクリート表面３に取付けると、コンクリート表面３における垂直ラインレーザー光Ｌ１が埋設ケーブル２の位置を表示し、コンクリート表面３における両ラインレーザー光Ｌ１、Ｌ２間の距離Ｗ２が埋設ケーブル２の深度Ｄ０として表示される。

作業者は、これら２つのラインレーザー光Ｌ１、Ｌ２により継続して表示される埋設ケーブル２の位置と深度を同時に常時確認しながら、コンクリートのはつり作業を進めることができる。

図３は、はつり作業が進行した段階を示している。同図に示すように、はつり作業が進行した段階では、はつりによって生じた新たなコンクリート表面４に２つのラインレーザー光Ｌ１、Ｌ２間の間隔（距離）Ｗ３が残り、これが残りのはつり厚さＤ１となって表示される。はつり後のコンクリート表面がはつり許容深度Ｄ０に達すると、２つのラインレーザー光Ｌ１、Ｌ２は互いに重なって表示される。

２つのラインレーザー光Ｌ１、Ｌ２の長さと、照射装置１０、２０の照射部間距離によって形成される直角二等辺三角形の原理により、コンクリートのはつり作業の進行時、コンクリート表面に照射される２つのラインレーザー光Ｌ１、Ｌ２間の間隔（距離）が、はつり途中のコンクリート表面と埋設ケーブル２の上面までの深度として継続的に表示される。

これにより、作業者は、はつり途中のコンクリート表面から埋設ケーブル２の上面までの残りの深度を把握しながら、安全にはつり作業を進めることができる。

図４は、図１に示す装置Ｓを用いて、同一の深度で平面的にはつり作業を行う例を示している。装置Ｓをコンクリート表面３のはつり作業を行う範囲の例えば隅部に固定し、回転支持部４０をあらかじめ設定された回動範囲Ｗ４に一定周期で往復させると、２つのラインレーザー光Ｌ１、Ｌ２間の間隔Ｗ２がコンクリート表面３にはつり許容深度（Ｄ０）として表示されながら往復するので、同一の深度でコンクリート表面３を平面的にはつり作業することができる。

図４の例によれば、図３のようにしてコンクリート表面３の一部をはつり作業し、残りのはつり厚さＤ１を残して、後は２つのラインレーザー光Ｌ１、Ｌ２間の間隔Ｗ３が新たな表面４に残りのはつり厚さＤ１として継続表示されるので、同一の深度でコンクリート表面３を均一にはつり作業することができる。

図５は本発明の第２の実施形態を示すもので、２つの装置Ｓ、Ｓを用いて、曲線状または屈曲した埋設物に対し、その位置と深度を表示する例を示している。

図５に示すように、埋設ケーブル２が水平面に屈曲して配置されている場合、屈曲部２ａの両側に位置する直線部２ｂ、２ｃに対して、それぞれ装置Ｓ、Ｓを配置する。一方の直線部２ｂに対しては、水平面における２つのラインレーザー光Ｌ１、Ｌ２が直線部２ｂと平行になるように１台の装置Ｓを配置し、他方の直線部２ｃに対しては、水平面における２つのラインレーザー光Ｌ１、Ｌ２が直線部２ｃと平行になるようにもう１台の装置Ｓを配置する。

これにより、埋設物が曲線状または屈曲している場合であっても、複数の装置Ｓを用いることにより、曲線状または屈曲している埋設物の位置および深度を同時にかつ適正に継続して表示しながら、はつり作業を進めることができる。

図６は、本発明の第３の実施形態を示すもので、不要なレーザー光をカットするための筒状のシェードカバー７０を、レーザー光照射装置１０、２０の照射部１１、２１に装着したものである。

同図に示すように、シェードカバー７０は一定範囲の開口部７１が設けられており、照射部１１、２１から周方向に照射されるレーザー光を、シェードカバー７０の開口部７１を通して、一定の範囲に制限し、表示に不要なレーザー光をカットすることができる。これにより、はつり作業の作業効率性や安全性を向上させることができる。

以上の実施形態では、コンクリート表面３からの基準高さＴ０に合わせて、各照射装置１０、２０を配置したが、コンクリート表面３、４におけるラインレーザー光Ｌ１、Ｌ２の間隔Ｗ２、Ｗ３を埋設物の深度Ｄ０、Ｄ１と等しくすれば、ラインレーザー光Ｌ１のライン上、ラインレーザー光Ｌ２のライン上に配置してよい。

構造物として壁体をはつり作業する場合は、装置Ｓを壁面に取り付ける。図７は、装置Ｓを壁体５の壁面７に取り付ける例を示している。同図の例では、壁体５の埋設物６に対し、照射装置１０のラインレーザー光Ｌ１を、壁体５内の埋設物６の向きおよび高さに合わせ、埋設物６に向けて壁面７に対し垂直方向（水平方向）に照射し、照射装置２０のラインレーザー光Ｌ２を、ラインレーザー光Ｌ１の向きに合わせ、埋設物６に向けて壁面７に対し４５度の角度で斜め下向きに照射するようにすると、これら２つのラインレーザー光Ｌ１、Ｌ２により壁体５内の埋設物６の位置および深度が継続的に表示される。天井をはつり作業する場合は、装置Ｓを天井に取り付けることができる。

以上の実施形態では、以上の実施形態において、コンクリート構造物のはつり作業の例を説明したが、構造物はこれに限らない。表層部や上部にレンガやアスファルト等を敷設した構造物にも適用可能である。また、埋設物の例として埋設ケーブルを挙げたが、鉄筋、埋設管なども含まれる。

かくして、本発明によると、コンクリート構造物のはつり作業等において、埋設物の位置および深度を同時にかつ継続して表示することができ、埋設物の切断や損傷等の事故を防ぎながら、これらの作業を安全にかつ効率的に行うことができるようになった。

本発明は、構造物の埋設物の位置および深度を継続的に表示させるための方法と装置として利用可能である。

１ コンクリート構造物
２，６ 埋設物
２ａ 屈曲部
２ｂ、２ｃ 直線部
３ コンクリート表面
４ はつりによって生じた新たなコンクリート表面
５ 壁体
７ 壁面
１０ 垂直ラインレーザー光照射装置
１１、２１ 照射部
２０ 傾斜ラインレーザー光照射装置
３０ 支持装置
４０ 回転支持部
４１ 外筒部
４２ 回転軸
５０ 距離調整部
５１ 本体部
５２ 支持部
５３ 横行ガイド
６０ 取付け台座
６１ 固定部材
７０ シェードカバー
７１ 開口部
Ｄ０ 埋設物の深度（はつり許容最大深度）
Ｄ１ 残りはつり厚さ
Ｌ１ 垂直ラインレーザー光
Ｌ２ 傾斜ラインレーザー光
Ｓ 装置
Ｔ０ 照射装置の基準高さ
Ｗ１ 両照射部間の距離
Ｗ２，Ｗ３ コンクリート表面における両ラインレーザー光間の距離
Ｗ４ ラインレーザー光の回動範囲

Claims (5)

1. 構造物における埋設物の位置および深度を表示する方法であって、
   構造物の埋設物に対し、第１のラインレーザー光を、前記埋設物の向きと平行にして、前記埋設物に向けて構造物の表面に対し垂直方向に照射し、
   構造物の埋設物に対し、第２のラインレーザー光を、前記第１のラインレーザー光の向きと平行にし、かつ、構造物の表面における両ラインレーザー光間の距離が、前記埋設物の深度に等しくなるようにして、前記埋設物に向けて構造物の表面に対し４５度の角度で斜め方向に照射することを特徴とする、
   構造物における埋設物の位置および深度を表示する方法。
2. 構造物の表面からの基準位置における両ラインレーザー光間の距離を、前記第１のラインレーザー光の基準位置から前記埋設物までの距離に等しくすることを特徴とする、
   請求項１記載の構造物における埋設物の位置および深度を表示する方法。
3. 構造物における埋設物の位置および深度を表示する装置であって、
   構造物の埋設物に対し、第１のラインレーザー光を、前記埋設物の向きと平行にして、前記埋設物に向けて構造物の表面に対し垂直方向に照射する垂直ラインレーザー光照射装置と、
   構造物の埋設物に対し、第２のラインレーザー光を、前記第１のラインレーザー光の向きと平行にして、前記埋設物に向けて構造物の表面に対し４５度の角度で斜め方向に照射する傾斜ラインレーザー光照射装置と、
   構造物に対し、垂直ラインレーザー光照射装置と傾斜ラインレーザー光照射装置を支持して配置する支持装置と、
   両ラインレーザー光照射装置のうち少なくとも一方の照射部から周方向に照射されるラインレーザー光の照射範囲を一定範囲に制限するシェードカバーを備えることを特徴とする、
   構造物における埋設物の位置および深度を表示する装置。
4. 前記支持装置が、前記の垂直ラインレーザー光照射装置と傾斜ラインレーザー光照射装置を、回転軸回りに一定範囲で回動可能とする回転支持部を備えることを特徴とする、
   請求項３に記載の構造物における埋設物の位置および深度を表示する装置。
5. 前記支持装置が、埋設物の深度と構造物の表面から基準位置までの距離に合わせて、両ラインレーザー光照射装置の照射部間の距離を調整する距離調整部を備えることを特徴とする、
   請求項３または請求項４に記載の構造物における埋設物の位置および深度を表示する装置。

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