JP7504837B2

JP7504837B2 - Hole wall shape identification system

Info

Publication number: JP7504837B2
Application number: JP2021095934A
Authority: JP
Inventors: 哲也平山; 一弥杉山
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2021-06-08
Filing date: 2021-06-08
Publication date: 2024-06-24
Anticipated expiration: 2041-06-08
Also published as: JP2022187765A

Description

本発明は、孔壁形状特定システムに関する。
The present invention relates to a hole wall shape characterization system .

地中連続壁の掘削溝や場所打ち杭等の掘削孔の造成においては、造成時における孔壁の崩壊を防止するべく、安定液にて孔壁に泥膜を形成しながら地盤の掘削が行われるのが一般的である。そして、造成された掘削孔の出来形の特定は、超音波測定器を用いて、掘削孔の水平面（Ｘ－Ｙ平面）内における中心から、Ｘ方向とＹ方向のそれぞれにどの程度変位しているかを測定することにより行われている。最終的には、掘削孔の中心から孔壁までの内空が許容誤差範囲内である出来形を備えた状態で、掘削孔が造成される必要がある。
しかしながら、例えば均等係数の小さな砂層や礫層等のように、比較的崩壊性の高い地盤を掘削する場合には、掘削中に安定液の泥膜にて孔壁を十分に保持できないことに依拠して、孔壁の局所的な崩壊が生じ得る。このような局所的な崩壊箇所の形状を確認するには、例えば超音波測定による多点測定を要することになる。一般的な超音波測定器は、測定用センサを二箇所もしくは四箇所備えているに過ぎず、従って一回の測定で計測できる点は限定されることになるため、他の点を測定するために、地上にて超音波測定器本体を何度も据替えなければならなくなる。そのため、上記する多点測定においては、地上における超音波測定器の多数回の据替えが必要になる。
掘削孔の孔壁を超音波測定器にて測定する場合、一般には１分／ｍ程度の速度で計測していくことになるが、掘削孔の深度が５０ｍ以上に及ぶ場合は、一回の測定に１時間程度を要してしまうことになり、従って上記するように多点を測定する場合は非常に長時間を要することになる。 In the construction of excavation trenches for diaphragm walls and boreholes for cast-in-place piles, it is common to excavate the ground while forming a mud film on the borehole wall with a stabilizing liquid in order to prevent the collapse of the borehole wall during construction. The completed shape of the borehole is specified by measuring the degree of displacement in the X and Y directions from the center of the borehole in the horizontal plane (X-Y plane) using an ultrasonic measuring device. Ultimately, the borehole needs to be constructed with an internal shape from the center of the borehole to the hole wall that is within the allowable error range.
However, when excavating a relatively collapsible ground such as a sand layer or gravel layer with a small uniformity coefficient, the wall of the hole may collapse locally due to the inability of the mud film of the stabilizing liquid to hold the wall of the hole during excavation. In order to confirm the shape of such a local collapsed area, multi-point measurement using ultrasonic measurement, for example, is required. A general ultrasonic measuring device has measurement sensors at only two or four points, so the number of points that can be measured in one measurement is limited, and the ultrasonic measuring device body must be relocated on the ground many times to measure other points. Therefore, in the above-mentioned multi-point measurement, the ultrasonic measuring device must be relocated on the ground many times.
When measuring the wall of a borehole with an ultrasonic measuring device, measurements are generally taken at a speed of about 1 min/m. However, if the borehole is 50 m deep or more, a single measurement can take about an hour. Therefore, when measuring multiple points as described above, it takes a very long time.

そこで、例えば、掘削孔の安定液を含む泥水内において超音波測定器を回転させ、巻き上げながら孔壁を測定する方法が考えられるが、この測定方向では、螺旋状の測定になることから、深度によっては測定できない孔壁箇所が発生してしまう。この課題を解消するべく、掘削孔の泥水内において超音波測定器を回転させるのみで測定する方法も考えられるが、この方法では、孔壁のどの深度におけるどの平面位置（すなわち、三次元位置）を測定しているのかが明確にならないといった別の課題が生じ得る。
また、このように、掘削孔の泥水内において超音波測定器を回転させながら孔壁の出来形を測定する場合、例えばモータ等のアクチュエータにて超音波測定器を回転させることになるが、超音波測定器の回転に応じてモータが供回りする可能性が高く、モータの供回りに起因して超音波測定器による孔壁の測定位置が不明確になるといった課題もある。
以上のことから、掘削孔の泥水内において、超音波測定器が回動もしくは回転しながら昇降して孔壁形状を特定するに当たり、超音波測定器を回動等させるアクチュエータの供回りを抑制しながら、掘削孔の孔壁の三次元形状を精度よく、効率的に特定できるシステムと方法が望まれる。 Therefore, for example, a method of rotating an ultrasonic measuring device in the mud water of the borehole containing the stabilizing liquid and measuring the borehole wall while rolling it up is conceivable, but this measurement direction results in a spiral measurement, so there are some parts of the borehole wall that cannot be measured depending on the depth. To solve this problem, a method of measuring only by rotating an ultrasonic measuring device in the mud water of the borehole is conceivable, but this method can cause another problem in that it is not clear which planar position (i.e., three-dimensional position) of the borehole wall at which depth is being measured.
In addition, when measuring the shape of the hole wall while rotating the ultrasonic measuring device in the mud water of the borehole in this manner, the ultrasonic measuring device is rotated by an actuator such as a motor, but there is a high possibility that the motor will rotate in response to the rotation of the ultrasonic measuring device, which can cause the measurement position of the hole wall taken by the ultrasonic measuring device to become unclear.
In view of the above, a system and method are desired that can accurately and efficiently identify the three-dimensional shape of a borehole wall while suppressing co-rotation of the actuator that rotates the ultrasonic measuring device when the ultrasonic measuring device rotates or turns while rising and falling in the mud water of a borehole to identify the hole wall shape.

ここで、特許文献１には、ウインチによって掘削孔内に昇降自在に吊り下げられる超音波距離検出器と、超音波距離検出器を掘削孔内において鉛直軸の廻りに回転させるモータと、超音波距離検出器のモータによる回転角度を検出する回転角検出器と、超音波距離検出器のウインチによる昇降量を検出する昇降量検出器と、超音波距離検出器と回転角検出器と昇降量検出器による各検出出力に基づいて、掘削孔の孔壁全周の設計基準に対する孔壁形状を演算により求めるコンピュータと、コンピュータの演算により得られた孔壁形状を表示するディスプレイと、孔壁形状を印刷するプリンタとを備えた、掘削孔の孔壁形状測定装置が提案されている。 Patent Document 1 proposes a borehole wall shape measuring device that includes an ultrasonic distance detector that is suspended in the borehole by a winch so that it can be raised and lowered freely, a motor that rotates the ultrasonic distance detector around a vertical axis in the borehole, a rotation angle detector that detects the rotation angle of the ultrasonic distance detector caused by the motor, a lift amount detector that detects the amount of lift of the ultrasonic distance detector caused by the winch, a computer that calculates the hole wall shape relative to the design criteria for the entire circumference of the borehole wall based on the detection outputs of the ultrasonic distance detector, the rotation angle detector, and the lift amount detector, a display that displays the hole wall shape obtained by the computer's calculation, and a printer that prints the hole wall shape.

特開平８－６８６２０号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-68620

特許文献１に記載の孔壁形状測定装置によれば、掘削孔の孔壁形状を全周かつ全長に亘って、連続的かつ正確、容易に把握できるとしている。しかしながら、超音波距離検出器がモータにて鉛直軸廻りに回転されながらウインチにて掘削孔内を昇降される構成であることから、上記するように螺旋状の測定とならざるを得ず、深度によって測定できない孔壁箇所が発生してしまうといった課題を解消することはできない。
また、この孔壁形状測定装置においても、泥水中における超音波距離検出器の回転時のモータの供回りの課題が依然として存在する。 The hole wall shape measuring device described in Patent Document 1 is said to be able to grasp the hole wall shape of the borehole continuously, accurately, and easily over the entire circumference and the entire length. However, since the ultrasonic distance detector is rotated around the vertical axis by a motor and raised and lowered in the borehole by a winch, the measurement is inevitably spiral as described above, and the problem that some parts of the hole wall cannot be measured depending on the depth cannot be solved.
Furthermore, even in this hole-wall shape measuring device, there still exists the problem of the motor rotating together with the ultrasonic distance detector when it is rotated in muddy water.

本発明は、掘削孔の泥水内において、超音波測定器が回動もしくは回転しながら昇降して孔壁形状を特定するに当たり、超音波測定器等を回動等させるアクチュエータの供回りを抑制しながら、孔壁の三次元形状を精度よく、効率的に特定できる、孔壁形状特定システムを提供することを目的としている。
The present invention aims to provide a borehole wall shape identification system that can accurately and efficiently identify the three-dimensional shape of the borehole wall while suppressing co-rotation of an actuator that rotates the ultrasonic measuring instrument, etc., when the ultrasonic measuring instrument rotates or turns and rises and falls in the mud water of a borehole to identify the borehole wall shape.

前記目的を達成すべく、本発明による孔壁形状特定システムの一態様は、
地盤に造成された掘削孔の孔壁形状を特定する、孔壁形状特定システムであって、
地上から伸びるワイヤによって前記掘削孔の内部にある泥水内に垂下される、回動駆動手段と、
前記ワイヤを介して前記回動駆動手段を昇降させ、該回動駆動手段の駆動と異なるタイミングで駆動する、昇降手段と、
前記回動駆動手段の備える回動軸に対して回動自在に取り付けられている、超音波距離検出器と、
前記昇降手段の昇降量を検出する、昇降量検出器と、
前記回動駆動手段の回動角度を検出する、回動角度検出器と、を有し、
前記回動駆動手段の回動反力を前記泥水に取る回動反力取得翼が、前記回動駆動手段の側面に対して直接的もしくは間接的に設けられていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, one aspect of the hole wall shape identification system according to the present invention includes:
A borehole wall shape identification system for identifying a borehole wall shape of a borehole created in ground, comprising:
A rotary drive means suspended from the ground into the muddy water inside the borehole by a wire extending from the ground;
a lifting means for lifting and lowering the rotation driving means via the wire and driving the rotation driving means at a timing different from that of the rotation driving means;
an ultrasonic distance detector that is rotatably attached to a rotation axis of the rotation drive means;
a lift amount detector that detects the lift amount of the lift means;
a rotation angle detector that detects a rotation angle of the rotation drive means,
The present invention is characterized in that a rotation reaction force acquisition wing for absorbing the rotation reaction force of the rotation drive means into the muddy water is provided directly or indirectly on a side surface of the rotation drive means.

本態様によれば、掘削孔の泥水内を昇降手段にて昇降される回動駆動手段に対して、超音波距離検出器が回動自在に取り付けられている構成において、昇降手段が回動駆動手段の駆動と異なるタイミングで駆動すること、及び、回動駆動手段に対して、回動駆動手段の回動反力を泥水に取る回動反力取得翼が直接的もしくは間接的に設けられていることにより、超音波距離検出器による螺旋状の測定を抑止でき、かつ、超音波測定器等の回動の際の回動駆動手段の供回りを抑制できることにより、孔壁の三次元形状の高精度で効率的な特定を実現することができる。
本態様によれば、例えば上記するような地上における超音波測定器の多数回の据替えが不要になり、掘削孔の延長に沿った連続的な孔壁形状の特定が可能になることから、この孔壁形状の特定に要する時間を格段に短縮することができる。
ここで、「昇降手段が、回動駆動手段の駆動と異なるタイミングで駆動する」とは、昇降手段の駆動によって回動駆動手段が所定の深度レベルに昇降されて位置決めされ、昇降手段の駆動が停止した後、回動駆動手段が駆動して超音波距離検出器を回動させることを意味している。ここで、昇降手段には、電動ドラムやウインチ、重機等が含まれる。また、回動駆動手段には、サーボモータやステッピングモータ等のアクチュエータが含まれる。例えば、電動ドラムとモータを異なるタイミングで駆動する制御は、制御装置が実行してもよいし、管理者や作業員がマニュアル操作してもよい。 According to this aspect, in a configuration in which an ultrasonic distance detector is freely rotatably attached to a rotary drive means that is raised and lowered by a lifting means in the mud water of a borehole, the lifting means drives at a timing different from that of the rotary drive means, and a rotary reaction force acquisition wing that absorbs the rotational reaction force of the rotary drive means into the mud water is directly or indirectly provided on the rotary drive means, thereby preventing spiral measurements by the ultrasonic distance detector and preventing the rotary drive means from rotating co-rotating when an ultrasonic measuring instrument or the like rotates, thereby enabling highly accurate and efficient identification of the three-dimensional shape of the hole wall.
According to this aspect, for example, the need to repeatedly replace the ultrasonic measuring device on the ground as described above is eliminated, and it becomes possible to identify the continuous hole wall shape along the extension of the borehole, thereby significantly shortening the time required to identify the hole wall shape.
Here, "the lifting means is driven at a timing different from that of the rotary drive means" means that the rotary drive means is raised and lowered to a predetermined depth level by the drive of the lifting means and positioned, and after the drive of the lifting means is stopped, the rotary drive means is driven to rotate the ultrasonic distance detector. Here, the lifting means includes an electric drum, a winch, heavy machinery, etc. Also, the rotary drive means includes an actuator such as a servo motor or a stepping motor. For example, the control to drive the electric drum and the motor at different timings may be executed by a control device, or may be manually operated by a manager or an operator.

このように、昇降手段の駆動によって回動駆動手段を昇降させ、所定の深度レベルに超音波距離検出器を位置決めした後に回動駆動手段を駆動させ、該所定の深度レベルにおける超音波距離検出器から掘削孔の全周の孔壁までの距離を測定し、回動駆動手段の駆動を停止させた状態で昇降手段を駆動して超音波距離検出器の深度レベルを変更させて同様に掘削孔の全周の孔壁までの距離を測定し、それぞれの深度レベルにおける測定結果に基づいて孔壁形状の特定を実行し、例えばこれを掘削孔の下端から上端に亘って順次実行することにより、掘削孔の全域における孔壁の三次元形状を特定することが可能になる。 In this way, the lifting means is driven to raise and lower the rotary drive means, the ultrasonic distance detector is positioned at a predetermined depth level, and then the rotary drive means is driven to measure the distance from the ultrasonic distance detector to the entire circumference of the borehole wall at the predetermined depth level, and with the drive of the rotary drive means stopped, the lifting means is driven to change the depth level of the ultrasonic distance detector to similarly measure the distance to the entire circumference of the borehole wall, and the shape of the borehole wall is identified based on the measurement results at each depth level. For example, by performing this sequentially from the bottom to the top of the borehole, it becomes possible to identify the three-dimensional shape of the borehole wall throughout the entire area of the borehole.

また、「回動反力取得翼が、回動駆動手段の側面に対して直接的もしくは間接的に設けられている」とは、回動反力取得翼が、回動駆動手段を構成する回動軸等の側面に直接取り付けられている形態や、回動駆動手段を収容する筐体の側面に回動反力取得翼が取り付けられることにより、回動駆動手段に対して回動反力取得翼が間接的に取り付けられている形態等を含んでいる。 In addition, "the rotational reaction force acquisition wing is provided directly or indirectly on the side of the rotation drive means" includes a form in which the rotational reaction force acquisition wing is directly attached to the side of a rotation shaft or the like that constitutes the rotation drive means, and a form in which the rotational reaction force acquisition wing is indirectly attached to the rotation drive means by being attached to the side of a housing that houses the rotation drive means.

また、本明細書における「回動」は、主として一回転（３６０度）未満の時計回りもしくは反時計回りの動きを意味しているが、一回転以上の回転も含んでいる。ただし、より詳細には、回動駆動手段では、回動軸を４５度や９０度、１８０度回動させたり、９０度の回動後に９０度反転させる等の制御が主として実行されることから、一回転未満の文字通りの回動を主として意味している。 In addition, in this specification, "rotation" primarily means a clockwise or counterclockwise movement of less than one rotation (360 degrees), but also includes rotations of one or more rotations. However, in more detail, the rotation drive means primarily controls the rotation of the rotation axis by 45 degrees, 90 degrees, or 180 degrees, or reverses the rotation by 90 degrees after a 90-degree rotation, so primarily means a literal rotation of less than one rotation.

また、本発明による孔壁形状特定システムの他の態様は、
前記ワイヤに垂下されている筐体の内部に前記回動駆動手段が収容され、
前記筐体の底板から前記回動軸が下方へ回動自在に突出し、
前記筐体の側面に単数もしくは複数の前記回動反力取得翼が取り付けられ、前記底板から下方へ突出している前記回動軸に対して前記超音波距離検出器が取り付けられていることを特徴とする。 Another aspect of the hole wall shape identification system according to the present invention is to
The rotation drive means is housed inside a housing suspended from the wire,
The rotation shaft protrudes downward from a bottom plate of the housing so as to be freely rotatable,
The present invention is characterized in that one or more rotational reaction force acquisition wings are attached to a side surface of the housing, and the ultrasonic distance detector is attached to the rotation shaft protruding downward from the bottom plate.

本態様によれば、回動駆動手段が筐体の内部に収容され、筐体の側面に回動反力取得翼が取り付けられていること（すなわち、回動駆動手段に対して回動反力取得翼が間接的に取り付けられている形態）から、回動軸の回動の際に筐体に作用する回動させようとする力に対して、筐体の側面に取り付けられている回動反力取得翼が泥水にて反力を取って抗することにより、筐体とこれに収容される回動駆動手段の供回りを効果的に抑制することができる。例えば、筐体の内壁に架台等を介して回動駆動手段が固定される場合に、回動駆動手段の回動力は、架台等を介して筐体に伝達され、回動駆動手段と筐体がともに回動力によって供回りし得るが、これが効果的に抑制される。
さらに、筐体の内部に回動駆動手段を収容したことにより、回動駆動手段を周囲の泥水から液密にシールすることができ、泥水による回動駆動手段の耐久低下を抑制できる。 According to this aspect, since the rotation drive means is housed inside the housing and the rotation reaction force acquisition wing is attached to the side of the housing (i.e., the rotation reaction force acquisition wing is indirectly attached to the rotation drive means), the rotation reaction force acquisition wing attached to the side of the housing takes a reaction force with muddy water to resist the force acting on the housing to rotate when the rotation shaft rotates, and co-rotation of the housing and the rotation drive means housed therein can be effectively suppressed. For example, when the rotation drive means is fixed to the inner wall of the housing via a stand or the like, the rotation force of the rotation drive means is transmitted to the housing via the stand or the like, and both the rotation drive means and the housing can rotate together due to the rotation force, but this is effectively suppressed.
Furthermore, by housing the rotary drive means inside the housing, the rotary drive means can be sealed liquid-tight from the surrounding muddy water, and deterioration of the durability of the rotary drive means due to muddy water can be suppressed.

また、本発明による孔壁形状特定システムの他の態様において、
前記回動軸の下方には、側方に延設するブラケットと前記超音波距離検出器が取り付けられており、
前記ブラケットには、前記泥水の表面上に突出しながら前記回動軸の回動に同期して該回動軸の周囲を公転し、該回動軸の回動状態を地上から確認自在とする回動状態確認用ポールが取り付けられていることを特徴とする。 In another aspect of the hole wall shape identification system according to the present invention,
A bracket extending laterally and the ultrasonic distance detector are attached below the pivot shaft,
The bracket is equipped with a rotation state confirmation pole which protrudes above the surface of the muddy water and revolves around the pivot shaft in sync with the rotation of the pivot shaft, allowing the rotation state of the pivot shaft to be easily confirmed from the ground.

本態様によれば、回動軸の下方において側方に延設するブラケットが取り付けられ、ブラケットに対して地上から確認自在に回動状態確認用ポールが取り付けられていることにより、地上の管理者等は、回動状態確認用ポールの回動状態から実際の回動軸の回動状態を特定（確認）することができ、この特定結果と回動角度検出器による検出結果を照合し、必要に応じて回動角度検出器の検出結果を泥水中の実際の回動軸の回動に基づいて補正し、回動角度検出器の検出結果の校正を図ることが可能になる。
例えば、目視による回動状態確認用ポールの経時的な確認結果を管理者等が記録しておき、この記録された確認結果と回動角度検出器による経時的な検出結果とを照合し、双方の結果が不整合な場合（不整合な時刻等）において回動角度検出器による検出結果の校正を図ることができる。
ここで、回動状態確認用ポールは、上方へ伸長自在な多重管構造を有していてもよい。この形態によれば、掘削孔の深度に応じて回動状態確認用ポールの長さを適宜伸長させ、孔壁の測定深度に関わらず、回動状態確認用ポールの上方を泥水の水面上に常時突出させておくことができ、地上からの回動状態確認用ポールの目視確認を保証することが可能になる。 According to this aspect, a bracket is attached extending laterally below the pivot axis, and a pole for checking the rotation state is attached to the bracket so that it can be freely checked from the ground. This allows a manager on the ground, etc. to identify (check) the actual rotation state of the pivot axis from the rotation state of the pole for checking the rotation state, and by comparing this identification result with the detection result by the rotation angle detector, and if necessary, correcting the detection result of the rotation angle detector based on the actual rotation of the pivot axis in the muddy water, it becomes possible to calibrate the detection result of the rotation angle detector.
For example, an administrator or the like can record the visual inspection results over time of the rotation state inspection pole, and then compare these recorded inspection results with the detection results over time by the rotation angle detector.If the two results are inconsistent (at an inconsistent time, etc.), the detection results by the rotation angle detector can be calibrated.
Here, the rotation state checking pole may have a multiple tube structure that can be freely extended upward. With this configuration, the length of the rotation state checking pole can be appropriately extended according to the depth of the borehole, and the upper part of the rotation state checking pole can be always protruded above the muddy water surface regardless of the measurement depth of the borehole wall, and it is possible to ensure visual confirmation of the rotation state checking pole from the ground.

また、本発明による孔壁形状特定システムの他の態様は、
前記超音波距離検出器が、前記回動軸に直交する方向において、１８０度間隔の二方向に超音波を照射するように二つ設けられている、もしくは、１２０度間隔の三方向に超音波を照射するように三つ設けられている、もしくは、９０度間隔の四方向に超音波を照射するように四つ設けられていることを特徴とする。 Another aspect of the hole wall shape identification system according to the present invention is to
The ultrasonic distance detector is characterized in that two of the ultrasonic distance detectors are provided so as to irradiate ultrasonic waves in two directions spaced 180 degrees apart in a direction perpendicular to the rotation axis, or three ultrasonic distance detectors are provided so as to irradiate ultrasonic waves in three directions spaced 120 degrees apart, or four ultrasonic distance detectors are provided so as to irradiate ultrasonic waves in four directions spaced 90 degrees apart.

本態様によれば、超音波距離検出器が、１８０度間隔で二つ設けられている形態、１２０度間隔で三つ設けられている形態、９０度間隔で四つ設けられている形態のいずれかの形態であることにより、回動軸の回動角度を所望に小さくでき、回動軸の回動時間の短縮によって、より一層効率的な孔壁形状特定を実現することができる。例えば超音波距離検出器が９０度間隔で四つ設けられている形態では、掘削孔における所定の深度レベルにおいて、四つの超音波距離検出器を作動させた状態で回動駆動手段の回動軸を９０度回動させることにより、当該深度レベルにおける回動軸から掘削孔の孔壁の全周までの距離を測定することができ、当該全周の孔壁形状を特定することが可能になる。 According to this aspect, by providing two ultrasonic distance detectors at 180 degree intervals, three ultrasonic distance detectors at 120 degree intervals, or four ultrasonic distance detectors at 90 degree intervals, the rotation angle of the rotation axis can be reduced as desired, and the rotation time of the rotation axis can be shortened to achieve more efficient hole wall shape identification. For example, in a configuration in which four ultrasonic distance detectors are provided at 90 degree intervals, the rotation axis of the rotation drive means can be rotated 90 degrees at a specified depth level in the borehole while the four ultrasonic distance detectors are activated, thereby measuring the distance from the rotation axis at that depth level to the entire circumference of the borehole wall, and identifying the entire circumference of the borehole wall shape.

また、本発明による孔壁形状特定システムの他の態様は、
前記回動駆動手段がステッピングモータにより形成され、
前記昇降手段により、前記掘削孔の所定の深度レベルに前記超音波距離検出器が位置決めされ、前記ステッピングモータにより単数もしくは複数の該超音波距離検出器が回動することにより、該所定の深度レベルにおける該掘削孔の内壁全周の孔壁形状が特定され、
前記昇降手段により、前記超音波距離検出器が昇降されて別の深度レベルに位置決めされ、同様に該別の深度レベルにおける該掘削孔の内壁全周の孔壁形状が特定されるようになっていることを特徴とする。 Another aspect of the hole wall shape identification system according to the present invention is to
The rotation drive means is formed by a stepping motor,
The ultrasonic distance detector is positioned at a predetermined depth level of the borehole by the lifting means, and the stepping motor rotates one or more ultrasonic distance detectors to identify the hole wall shape of the entire inner wall of the borehole at the predetermined depth level;
The lifting means is configured to raise and lower the ultrasonic distance detector and position it at another depth level, and similarly identify the hole wall shape around the entire inner wall of the borehole at the other depth level.

本態様によれば、電動ドラムやウインチ等の昇降手段の駆動によって回動駆動手段を昇降させ、所定の深度レベルに位置決めした後に回動駆動手段であるステッピングモータを駆動させ、該所定の深度レベルにおいて回動軸から孔壁の全周までの距離を測定することにより孔壁形状を特定し、昇降手段を駆動してステッピングモータの深度レベルを変更させて同様に孔壁の全周の孔壁形状を特定し、例えばこれを掘削孔の下端から上端に亘って順次実行することにより、掘削孔の全域における孔壁形状を特定することが可能になる。各深度レベルでは、ステッピングモータにより、設定された回動角度で超音波距離検出器を精緻に回動させることができる。
また、例えば、所定の深度レベルにおいてステッピングモータの回動軸を９０度や１８０度回動させることにより孔壁の全周の測定を行った後、ステッピングモータを上方の別の深度レベルに上昇させて停止させ、この別の深度レベルにおいては、ステッピングモータの回動軸を先ほどとは逆方向に９０度や１８０度（先ほどと同じ角度）反転させることにより、超音波距離検出器から地上へ延設するセンサケーブルやモータ制御ケーブル、電源ケーブル等の各種ケーブルがステッピングモータ廻りに捻れる（何重にも亘って巻装される）ことを抑制できる。 According to this aspect, the rotary drive means is raised and lowered by driving the lifting means such as an electric drum or winch, and after positioning it at a predetermined depth level, the rotary drive means, which is a stepping motor, is driven to measure the distance from the rotary shaft to the entire circumference of the hole wall at the predetermined depth level, thereby identifying the hole wall shape, and the lifting means is driven to change the depth level of the stepping motor to similarly identify the hole wall shape of the entire circumference of the hole wall, and by performing this sequentially from the bottom to the top of the borehole, for example, it is possible to identify the hole wall shape over the entire area of the borehole. At each depth level, the ultrasonic distance detector can be precisely rotated by the set rotation angle by the stepping motor.
Furthermore, for example, after measuring the entire circumference of the hole wall by rotating the rotation shaft of the stepping motor 90 degrees or 180 degrees at a predetermined depth level, the stepping motor is raised to another depth level above and stopped, and at this other depth level, the rotation shaft of the stepping motor is rotated 90 degrees or 180 degrees (the same angle as before) in the opposite direction to the previous one, thereby preventing various cables such as sensor cables, motor control cables, and power cables extending from the ultrasonic distance detector to the ground from being twisted around the stepping motor (wound multiple times).

また、本発明による孔壁形状特定システムの他の態様は、
表示装置をさらに備え、
前記表示装置では、特定された各深度レベルにおける孔壁全周の孔壁形状を、前記掘削孔の深度方向に合成することにより、該掘削孔の全域の孔壁形状図面を作成し、表示することを特徴とする。 Another aspect of the hole wall shape identification system according to the present invention is to
Further comprising a display device,
The display device is characterized in that it creates and displays a diagram of the hole wall shape of the entire borehole by synthesizing the hole wall shape of the entire circumference at each identified depth level in the depth direction of the borehole.

本態様によれば、表示装置により、特定された各深度レベルにおける孔壁全周の孔壁形状を掘削孔の深度方向に合成することにより、掘削孔の全域の孔壁形状図面を作成できる。また、孔壁の局所的な崩壊等によって出来形が許容誤差を超える領域がある場合でも、迅速に当該領域を特定することが可能になる。
ここで、作成される孔壁形状図面は、例えば掘削孔の延長の任意の深度レベルにおける水平断面図や、掘削孔の三次元図面（例えば三次元斜視図）等が含まれる。 According to this aspect, the display device can synthesize the hole wall shapes of the entire circumference of the hole wall at each identified depth level in the depth direction of the borehole to create a hole wall shape diagram of the entire area of the borehole. Also, even if there is an area where the finished shape exceeds the allowable error due to local collapse of the hole wall, it is possible to quickly identify the area.
The borehole wall shape drawing created here includes, for example, a horizontal cross-sectional view at any depth level of the borehole extension, a three-dimensional drawing of the borehole (for example, a three-dimensional oblique view), and the like.

また、本発明による孔壁形状特定方法の一態様は、
地盤に造成された掘削孔の孔壁形状を特定する、孔壁形状特定方法であって、
回動軸に対して回動自在に超音波距離検出器を備えた回動駆動手段を、地上から伸びるワイヤによって前記掘削孔の内部にある泥水内に垂下させ、
前記泥水中の所定の深度レベルにおいて、前記回動駆動手段を回動させて、前記超音波距離検出器にて孔壁までの距離を測定して孔壁全周の孔壁形状を特定し、該回動駆動手段を昇降させて別の深度レベルに位置決めし、該回動駆動手段を回動させて同様に該別の深度レベルにおける孔壁全周の孔壁形状を特定する方法において、
前記回動駆動手段の回動の際に、該回動駆動手段の側面に直接的もしくは間接的に設けられている回動反力取得翼にて、該回動駆動手段の回動反力を前記泥水に取ることを特徴とする。 In addition, one aspect of the hole wall shape determining method according to the present invention includes:
A method for identifying a wall shape of a borehole constructed in the ground, comprising:
a rotary drive means having an ultrasonic distance detector rotatably about a rotary shaft is suspended in the muddy water inside the borehole by a wire extending from the ground;
A method for determining a hole wall shape of an entire circumference of the hole wall by rotating the rotary drive means at a predetermined depth level in the muddy water and measuring a distance to the hole wall with the ultrasonic distance detector, raising and lowering the rotary drive means to position it at another depth level, and rotating the rotary drive means to similarly determine a hole wall shape of an entire circumference of the hole wall at the other depth level, comprising:
When the rotary drive means rotates, the rotary reaction force of the rotary drive means is absorbed by the muddy water by a rotary reaction force acquisition wing provided directly or indirectly on the side of the rotary drive means.

本態様によれば、掘削孔の泥水内において、所定の深度レベルにおいて超音波距離検出器を回動させて孔壁までの距離を測定して孔壁全周の孔壁形状を特定し、回動駆動手段を昇降させて別の深度レベルに位置決めし、回動駆動手段を回動させて同様に別の深度レベルにおける孔壁全周の孔壁形状を特定すること、及び、回動駆動手段の側面に直接的もしくは間接的に設けられている回動反力取得翼にて回動駆動手段の回動反力を泥水に取ることにより、超音波距離検出器による螺旋状の測定を抑止でき、かつ、超音波測定器等の回動の際の回動駆動手段の供回りを抑制できることによって、孔壁の三次元形状の高精度で効率的な特定を実現することができる。 According to this aspect, in the mud water of the borehole, the ultrasonic distance detector is rotated at a predetermined depth level to measure the distance to the hole wall and identify the hole wall shape of the entire circumference of the hole wall, the rotary drive means is raised and lowered to position it at another depth level, and the rotary drive means is rotated to similarly identify the hole wall shape of the entire circumference of the hole wall at the other depth level. In addition, by receiving the rotational reaction force of the rotary drive means from the mud water using a rotational reaction force acquisition wing provided directly or indirectly on the side of the rotary drive means, it is possible to suppress spiral measurements by the ultrasonic distance detector and to suppress co-rotation of the rotary drive means when the ultrasonic measuring device or the like is rotated, thereby enabling highly accurate and efficient identification of the three-dimensional shape of the hole wall.

本発明の孔壁形状特定システムによれば、掘削孔の泥水内において、超音波測定器が回動もしくは回転しながら昇降して孔壁形状を特定するに当たり、超音波測定器等を回動等させるアクチュエータの供回りを抑制しながら、孔壁の三次元形状を精度よく、効率的に特定することができる。

According to the hole wall shape identification system of the present invention, when an ultrasonic measuring instrument rises and falls while rotating or pivoting in the mud water of a borehole to identify the hole wall shape, the three-dimensional shape of the hole wall can be identified accurately and efficiently while suppressing the co-rotation of the actuator that rotates the ultrasonic measuring instrument, etc.

実施形態に係る孔壁形状特定システムの一例を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing an example of a hole wall shape identifying system according to an embodiment. FIG. 図１のII部の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of part II in FIG. 実施形態に係る孔壁形状特定システムを構成する制御装置のハードウェア構成の一例を周辺機器とともに示す図である。1 is a diagram showing an example of the hardware configuration of a control device constituting the hole wall shape identification system according to an embodiment, together with peripheral devices. FIG. 表示装置に表示される、掘削孔の任意の深度レベルにおける特定出来形と設計出来形を含む二次元図面の一例を示す図である。FIG. 13 shows an example of a two-dimensional drawing including the specified as-built shape and the designed as-built shape at any depth level of the borehole displayed on a display device. 表示装置に表示される、掘削孔の任意の深度レベルにおける特定出来形と設計出来形を含む二次元図面の他の例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing another example of a two-dimensional drawing including the specified as-built form and the designed as-built form at any depth level of the borehole displayed on a display device. 表示装置に表示される、掘削孔の三次元図面を示す図であって、深度ごとの測定結果と判定結果をともに示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a three-dimensional drawing of a borehole displayed on a display device, showing measurement results and judgment results for each depth.

以下、実施形態に係る孔壁形状特定システムと孔壁形状特定方法について、添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。 The hole wall shape identification system and hole wall shape identification method according to the embodiment will be described below with reference to the attached drawings. Note that in this specification and the drawings, substantially identical components may be denoted by the same reference numerals to avoid redundant description.

［実施形態に係る孔壁形状特定システムと孔壁形状特定方法］
図１乃至図５を参照して、実施形態に係る孔壁形状特定システムと孔壁形状特定方法の一例について説明する。ここで、図１は、実施形態に係る孔壁形状特定システムの一例を示す構成図であり、図２は、図１のII部の拡大図である。 [Hole wall shape specifying system and hole wall shape specifying method according to the embodiment]
An example of a hole wall shape specifying system and a hole wall shape specifying method according to an embodiment will be described with reference to Fig. 1 to Fig. 5. Here, Fig. 1 is a configuration diagram showing an example of a hole wall shape specifying system according to an embodiment, and Fig. 2 is an enlarged view of part II in Fig. 1.

孔壁形状特定システム１００は、地盤Ｇに造成された掘削孔Ｈの孔壁Ｓの形状を特定するシステムであり、この掘削孔Ｈには、地中連続壁の掘削溝や場所打ち杭等が含まれ、場所打ち杭には、杭の軸部の底部や途中位置に拡径部を有する拡径杭が含まれる。 The hole wall shape identification system 100 is a system that identifies the shape of the hole wall S of a borehole H created in the ground G. This borehole H includes an excavation trench for an underground continuous wall and cast-in-place piles, and the cast-in-place piles include expansion piles that have an expansion portion at the bottom or midway of the shaft of the pile.

孔壁形状特定システム１００は、地上から伸びるワイヤ２５によって掘削孔Ｈの内部にある安定液を含む泥水Ｄ内に垂下される回動駆動手段６０と、ワイヤ２５を介して回動駆動手段６０をＸ４方向に昇降させ、回動駆動手段６０の駆動と異なるタイミングで駆動する昇降手段２０と、回動駆動手段６０の備える回動軸６２に対して回動自在に取り付けられている超音波距離検出器８０とを有する。 The hole wall shape identification system 100 has a rotary drive means 60 suspended by a wire 25 extending from the ground into the muddy water D containing a stabilizing liquid inside the borehole H, a lifting means 20 that raises and lowers the rotary drive means 60 in the X4 direction via the wire 25 and drives at a different timing from the drive of the rotary drive means 60, and an ultrasonic distance detector 80 that is rotatably attached to a rotary shaft 62 provided on the rotary drive means 60.

掘削孔Ｈの地表面近傍には、鋼管等の口元パイプＫが設置されて地表面における孔壁防護が図られており、地表面における口元パイプＫの周囲には、Ｈ形鋼や山形鋼等の形鋼材や角形鋼管がフレーム状に組み付けられた地上架台１０が設けられている。 A mouth pipe K such as a steel pipe is installed near the ground surface of the borehole H to protect the hole walls at the ground surface, and a ground frame 10 is installed around the mouth pipe K at the ground surface, with steel members such as H-shaped steel and angle iron, and square steel pipes assembled into a frame.

地上架台１０には、電動ドラムにより形成される昇降手段２０がＸ１方向に回転自在に取り付けられており、電動ドラム２０の回転駆動により、回動駆動手段６０と超音波距離検出器８０を掘削孔Ｈの内部においてＸ４方向に昇降させるようになっている。図示例では、昇降手段２０の回転中心にエンコーダ等の昇降量検出器２１が装備されており、昇降量検出器２１にて昇降手段２０の回転数を読み取り、主ワイヤ２５の下端の深度を特定できるようになっている。 The lifting means 20 formed by an electric drum is attached to the ground mount 10 so as to be freely rotatable in the X1 direction, and the rotary drive means 60 and the ultrasonic distance detector 80 are raised and lowered in the X4 direction inside the borehole H by the rotation drive of the electric drum 20. In the illustrated example, a lift amount detector 21 such as an encoder is provided at the rotation center of the lifting means 20, and the number of rotations of the lifting means 20 can be read by the lift amount detector 21, thereby determining the depth of the lower end of the main wire 25.

主ワイヤ２５の下端には分岐ワイヤ２８を介してハンガーバー４１が垂下され、ハンガーバー４１の両端から二本の吊りワイヤ２９が垂下され、二本の吊りワイヤ２９にハンガープレート４２が垂下され、ハンガープレート４２に対して回動駆動手段６０と超音波距離検出器８０が垂下されている。昇降量検出器２１により、主ワイヤ２５の下端の深度が特定され、主ワイヤ２５の下端から超音波距離検出器８０までの鉛直距離をさらに加算することにより、超音波距離検出器８０の深度が特定されることになる。尚、昇降手段２０は、電動ドラムの他にも、ウインチやクレーン等の重機であってもよい。 A hanger bar 41 is suspended from the lower end of the main wire 25 via a branch wire 28, two hanging wires 29 are suspended from both ends of the hanger bar 41, a hanger plate 42 is suspended from the two hanging wires 29, and a rotation drive means 60 and an ultrasonic distance detector 80 are suspended from the hanger plate 42. The depth of the lower end of the main wire 25 is determined by the lift amount detector 21, and the depth of the ultrasonic distance detector 80 is determined by further adding the vertical distance from the lower end of the main wire 25 to the ultrasonic distance detector 80. The lift means 20 may be a heavy machine such as a winch or a crane in addition to an electric drum.

地上架台１０には、その他、別途の電動ドラム２２，２３がそれぞれＸ２方向とＸ３方向に回転自在に取り付けられている。一方の電動ドラム２２は、超音波距離検出器８０から延びるセンサケーブル２６をＸ５方向に昇降自在とし、他方の電動ドラム２３は、回動駆動手段６０から延びるモータ制御ケーブル２７をＸ６方向に昇降自在とする。 In addition, separate motorized drums 22 and 23 are attached to the ground mount 10 so as to be rotatable in the X2 and X3 directions, respectively. One of the motorized drums 22 allows the sensor cable 26 extending from the ultrasonic distance detector 80 to be raised and lowered in the X5 direction, and the other motorized drum 23 allows the motor control cable 27 extending from the rotation drive means 60 to be raised and lowered in the X6 direction.

地上架台１０にはさらに、コンピュータにより形成される制御装置３０が搭載されている。制御装置３０の構成は以下で詳説するが、制御装置３０は、昇降手段２０と回動駆動手段６０をシーケンシャルに駆動させる制御を実行し、回動駆動手段６０の駆動の際には超音波距離検出器８０を同時に作動させる制御を実行する。また、制御装置３０は表示装置を備えており、測定された掘削孔Ｈの孔壁形状に関する測定データに基づいて孔壁形状を特定し、掘削孔Ｈの任意の深度における出来形の二次元図面や、掘削孔Ｈの全体の三次元図面等を作成し、画面表示する。 The ground platform 10 is further equipped with a control device 30 formed by a computer. The configuration of the control device 30 will be described in detail below, but the control device 30 executes control to sequentially drive the lifting means 20 and the rotation drive means 60, and executes control to simultaneously operate the ultrasonic distance detector 80 when driving the rotation drive means 60. The control device 30 also has a display device, and identifies the shape of the borehole wall based on the measurement data related to the measured shape of the borehole wall of the borehole H, and creates and displays on the screen a two-dimensional drawing of the completed shape at any depth of the borehole H and a three-dimensional drawing of the entire borehole H.

地上架台１０に取り付けられている昇降手段２０から垂下される主ワイヤ２５が地表面と交差する位置には、掘削孔基準座標位置Ｐ０が設定されており、掘削孔基準座標位置Ｐ０の三次元座標データが制御装置３０に格納されている。ここで、掘削孔基準座標位置Ｐ０の設定方法は、地上における測量に基づく方法や、地上における任意の基準位置から検尺棒等を利用して設定する方法等、様々な方法によって基準座標を設定することができる。 The borehole reference coordinate position P0 is set at the position where the main wire 25 suspended from the lifting means 20 attached to the ground mount 10 intersects with the ground surface, and the three-dimensional coordinate data of the borehole reference coordinate position P0 is stored in the control device 30. Here, the borehole reference coordinate position P0 can be set by various methods, such as a method based on surveying on the ground or a method of setting it from an arbitrary reference position on the ground using a measuring stick or the like.

掘削孔基準座標位置Ｐ０により、主ワイヤ２５の地表面の水平面（Ｘ－Ｙ平面）内における二次元座標位置（例えば、座標：Ｘ１，Ｙ１）が特定され、掘削孔基準座標位置Ｐ０を通過して鉛直下方に延びる主ワイヤ２５の下端の深度が昇降量検出器２１にて特定され、主ワイヤ２５の下端から超音波距離検出器８０までの鉛直距離加算されることにより、掘削孔Ｈの内部において昇降する超音波距離検出器８０の三次元位置座標（例えば、座標：Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）が特定されることになる。 The borehole reference coordinate position P0 identifies the two-dimensional coordinate position (e.g., coordinates: X1, Y1) of the main wire 25 in the horizontal plane (X-Y plane) of the earth's surface, and the depth of the lower end of the main wire 25, which passes through the borehole reference coordinate position P0 and extends vertically downward, is identified by the elevation detector 21. By adding the vertical distance from the lower end of the main wire 25 to the ultrasonic distance detector 80, the three-dimensional position coordinates (e.g., coordinates: X1, Y1, Z1) of the ultrasonic distance detector 80 rising and falling inside the borehole H are identified.

図２に詳細に示すように、ハンガープレート４２には第一筐体５０（筐体の一例）が取り付けられ、第一筐体５０の内部に回動駆動手段６０が収容されている。 As shown in detail in FIG. 2, a first housing 50 (an example of a housing) is attached to the hanger plate 42, and a rotation drive means 60 is housed inside the first housing 50.

第一筐体５０は、筒状の本体５１と、本体５１に対して不図示の止水機構（環状溝とＯリングのユニット機構等）を介して固定されている、天板５２及び底板５３とを有する。底板５３の中央位置には回動軸孔５４が開設されており、回動駆動手段６０の回動軸６２が回動軸孔５４を介して回動自在に下方へ突出している。図２では詳細な図示を省略しているが、第一筐体５０の内部には、その内壁面に対して水平架台が固定されており、水平架台に対して回動駆動手段６０が載置固定されている。 The first housing 50 has a cylindrical main body 51, and a top plate 52 and a bottom plate 53 fixed to the main body 51 via a water-stopping mechanism (such as a unit mechanism of an annular groove and an O-ring) not shown. A rotation shaft hole 54 is opened at the center of the bottom plate 53, and a rotation shaft 62 of the rotation drive means 60 protrudes downwardly through the rotation shaft hole 54 so as to be freely rotatable. Although detailed illustration is omitted in FIG. 2, a horizontal stand is fixed to the inner wall surface inside the first housing 50, and the rotation drive means 60 is placed and fixed on the horizontal stand.

ここで、回動駆動手段６０はステッピングモータであり、回動軸６２を所定の回動角度にて回動させたり、回動軸６２を所定の回動角度だけ回動させた後、次に同じ回動角度だけ反転させる動きを実現できるアクチュエータである。 Here, the rotation drive means 60 is a stepping motor, an actuator that can rotate the rotation shaft 62 at a predetermined rotation angle, or rotate the rotation shaft 62 by a predetermined rotation angle and then reverse the rotation by the same rotation angle.

ステッピングモータ６０には、その回動角度を測定するエンコーダ等の回動角度検出器６４が装着されている。 The stepping motor 60 is equipped with a rotation angle detector 64, such as an encoder, that measures its rotation angle.

第一筐体５０の天板５２にはケーブル孔５２ａが開設されており、ケーブル孔５２ａを介してステッピングモータ６０に通じるモータ制御ケーブル２７が上方へ延設している。 A cable hole 52a is provided in the top plate 52 of the first housing 50, and a motor control cable 27 that leads to the stepping motor 60 extends upward through the cable hole 52a.

回動軸６２の下端には、下方へ延設した後、屈曲して側方の二方向（図示例は１８０度方向）へ延設するブラケット６５が取り付けられている。ブラケット６５は例えば平鋼により形成され、その広幅面が上下に配向しており、二方向に延設するブラケット６５の端部近傍にはポール孔６６が開設され、鉛直方向に延設する回動状態確認用ポール６８がポール孔６６に着脱自在に取り付けられている。 A bracket 65 is attached to the lower end of the pivot shaft 62, which extends downward and then bends to extend in two lateral directions (180 degrees in the illustrated example). The bracket 65 is made of flat steel, for example, with its wide surface oriented vertically. A pole hole 66 is opened near the end of the bracket 65 that extends in two directions, and a pole 68 for checking the rotation state that extends vertically is detachably attached to the pole hole 66.

この回動状態確認用ポール６８は、第一筐体５０等を泥水Ｄの内部へ落とし込んでいく当初段階で、回動状態確認用ポール６８の上端を泥水Ｄの水面から上方に突出させ、地上から管理者等が視認できる位置にて第一筐体５０等の落とし込みを一旦停止させ、ステッピングモータ６０を試し駆動させる。この試し駆動の際に、地上の管理者等は、回動状態確認用ポール６８の回動状態から、泥水Ｄ内にある実際の回動軸６２の回動状態を特定（確認）することができる。そして、この試し駆動の際に回動角度検出器６４による検出結果を取得しておき、目視による特定結果と回動角度検出器６４による検出結果を照合し、必要に応じて回動角度検出器６４の検出結果を泥水Ｄ中の実際の回動軸６２の回動に基づいて補正し、回動角度検出器６４の検出結果の校正を図るようにする。 At the initial stage of dropping the first housing 50 etc. into the muddy water D, the upper end of the rotation state confirmation pole 68 is protruded above the water surface of the muddy water D, the dropping of the first housing 50 etc. is stopped temporarily at a position where it can be seen by the manager from the ground, and the stepping motor 60 is test driven. During this test drive, the manager on the ground can identify (confirm) the actual rotation state of the rotation shaft 62 in the muddy water D from the rotation state of the rotation state confirmation pole 68. During this test drive, the detection result by the rotation angle detector 64 is obtained, and the visual identification result is compared with the detection result by the rotation angle detector 64, and the detection result by the rotation angle detector 64 is corrected as necessary based on the actual rotation of the rotation shaft 62 in the muddy water D, thereby calibrating the detection result of the rotation angle detector 64.

例えば、目視による回動状態確認用ポール６８の経時的な確認結果を管理者等が記録しておき、この記録された確認結果と回動角度検出器６４による経時的な検出結果とを照合し、双方の結果が不整合な場合や不整合な時刻等において、回動角度検出器６４による検出結果の校正を図ることができる。 For example, an administrator or the like can record the visual confirmation results over time of the rotation state confirmation pole 68, and compare these recorded confirmation results with the detection results over time by the rotation angle detector 64. In cases where the two results are inconsistent or at times when they are inconsistent, the detection results by the rotation angle detector 64 can be calibrated.

尚、図１では、第一筐体５０が掘削孔Ｈの下方に落とし込まれている状態においても回動状態確認用ポール６８がブラケット６５に取り付けられているままであるが、上記するように、地上近辺にて回動状態確認用ポール６８の回動状態を確認した後、第一筐体５０等を地上に一旦引き上げ、ブラケット６５から回動状態確認用ポール６８を取り外した後に第一筐体５０等を掘削孔Ｈの下方へ落とし込んでいってもよい。 In FIG. 1, the rotation state confirmation pole 68 remains attached to the bracket 65 even when the first housing 50 is dropped below the drilling hole H. However, as described above, after checking the rotation state of the rotation state confirmation pole 68 near the ground, the first housing 50, etc. may be temporarily pulled up to the ground, and the rotation state confirmation pole 68 may be removed from the bracket 65 before the first housing 50, etc. are dropped below the drilling hole H.

また、回動状態確認用ポールが多重管構造を有していて、掘削孔Ｈの深度に応じて伸長し、絶えずその上端が泥水Ｄの水面から上方に突出し、地上の管理者等が常時その上端の回動状態を確認できる形態であってもよい。 The pole for checking the rotation state may have a multi-tube structure, extend according to the depth of the borehole H, and have its upper end always protrude above the surface of the muddy water D, allowing a manager on the ground to constantly check the rotation state of the upper end.

ブラケット６５には、直方体状の第二筐体７０が取り付けられている。第二筐体７０は、底板と四つの側面を備えた本体７１と、本体７１の天端において不図示の止水機構を介して取り付けられている平面視正方形の天板７２とを有する。四つの側面にはいずれも観察窓７４が設けられており、第二筐体７０の内部には、各観察窓７４に対応する位置に計四基の超音波距離検出器８０が収容されている。 A rectangular parallelepiped second housing 70 is attached to the bracket 65. The second housing 70 has a main body 71 with a bottom plate and four side surfaces, and a top plate 72 that is square in plan view and is attached to the top end of the main body 71 via a waterproofing mechanism (not shown). Each of the four side surfaces has an observation window 74, and a total of four ultrasonic distance detectors 80 are housed inside the second housing 70 at positions corresponding to each observation window 74.

それぞれの超音波距離検出器８０より、対応する観察窓７４を介して壁面ＳにＺ１方向に超音波が照射され、壁面Ｓにて反射してＺ１方向に戻ってきた反射波が観察窓７４を介して超音波距離検出器８０にて取得されることにより、超音波距離検出器８０から壁面Ｓまでの距離（水平距離）が測定される。 Each ultrasonic distance detector 80 irradiates ultrasonic waves in the Z1 direction onto the wall surface S through the corresponding observation window 74, and the reflected waves that are reflected off the wall surface S and return in the Z1 direction are acquired by the ultrasonic distance detector 80 through the observation window 74, thereby measuring the distance (horizontal distance) from the ultrasonic distance detector 80 to the wall surface S.

四基の超音波距離検出器８０から照射される超音波は、相互に９０度の角度間隔を有している。図１及び図２に示すように、昇降手段２０の駆動を停止することにより、掘削孔Ｈの任意の深度レベルに四基の超音波距離検出器８０を位置決めし、次に、ステッピングモータ６０の回動軸６２をＹ１方向へ９０度回動させることにより、各超音波距離検出器８０も同期するようにＹ２方向へ９０度回動する。 The ultrasonic waves emitted from the four ultrasonic distance detectors 80 are spaced apart by 90 degrees from each other. As shown in Figures 1 and 2, the driving of the lifting means 20 is stopped to position the four ultrasonic distance detectors 80 at any depth level of the borehole H, and then the rotation shaft 62 of the stepping motor 60 is rotated 90 degrees in the Y1 direction, so that each ultrasonic distance detector 80 is also rotated 90 degrees in the Y2 direction so as to be synchronized.

四基の超音波距離検出器８０は回動に際して（もしくは回動と同時に）超音波を照射しており、四基の超音波距離検出器８０がＹ２方向に９０度回動することにより、この深度レベルにおける全周の孔壁Ｓまでの距離（水平距離）が測定される。 The four ultrasonic distance detectors 80 emit ultrasonic waves when rotating (or simultaneously with rotation), and the four ultrasonic distance detectors 80 rotate 90 degrees in the Y2 direction to measure the distance (horizontal distance) to the entire hole wall S at this depth level.

このように、複数基（図示例は四基）の超音波距離検出器８０を基数に応じた回動角度だけ回動させることにより、例えば一基の超音波距離検出器を一回転させる場合に比べて、ある深度レベルにおける全周（３６０度）の孔壁Ｓまでの距離の測定をより短時間に行うことができる。 In this way, by rotating multiple ultrasonic distance detectors 80 (four in the illustrated example) by a rotation angle according to the number of detectors, it is possible to measure the distance to the hole wall S over the entire circumference (360 degrees) at a certain depth level in a shorter time than when, for example, rotating one ultrasonic distance detector once.

例えば、図示例以外の形態として、超音波距離検出器８０が１８０度間隔で二つ設けられている形態や、１２０度間隔で三つ設けられている形態等であってもよい。また、一基の超音波距離検出器８０を一回転させる形態であってもよく、この場合は超音波距離検出器８０の基数が少なくてよいことからシステムの製作コストの削減に繋がる。 For example, other than the illustrated example, two ultrasonic distance detectors 80 may be provided at 180 degree intervals, or three ultrasonic distance detectors 80 may be provided at 120 degree intervals, etc. Also, one ultrasonic distance detector 80 may be rotated once, in which case fewer ultrasonic distance detectors 80 are required, which leads to reduced manufacturing costs for the system.

図２に示すように、第二筐体７０の天板７２にはケーブル孔７２ａが開設されており、ケーブル孔７２ａを介して各超音波距離検出器８０に通じるセンサケーブル２６が上方へ延設している。図２に示すように、ハンガープレート２４の二つの広幅面のそれぞれに対して、モータ制御ケーブル２７とセンサケーブル２６の延設位置が区別され、双方の絡まりが防止されている。 As shown in FIG. 2, a cable hole 72a is provided in the top plate 72 of the second housing 70, and the sensor cables 26 that connect to each ultrasonic distance detector 80 extend upward through the cable hole 72a. As shown in FIG. 2, the motor control cable 27 and the sensor cable 26 are provided at different positions on each of the two wide surfaces of the hanger plate 24, preventing the two from becoming entangled.

第一筐体５０の本体５１の側面には、二枚の板状の回動反力取得翼５５が相互に１８０度の間隔を置いて取り付けられている。 Two plate-shaped rotational reaction force acquisition wings 55 are attached to the side of the main body 51 of the first housing 50 at an interval of 180 degrees from each other.

第一筐体５０の内壁面に不図示の架台等を介してステッピングモータ６０が固定されていることから、ステッピングモータ６０の回動力は、架台等を介して第一筐体５０に伝達され、ステッピングモータ６０と第一筐体５０がともに回動力によって供回りすることになる。この供回りにより、ステッピングモータ６０の回動によって回動される各超音波距離検出器８０の測定位置（測定範囲）は供回り分だけずれることになり、各超音波距離検出器８０による測定範囲（任意の深度レベルにおける水平面内の測定範囲を規定するＸ－Ｙ座標範囲）に誤差が生じることになる。 Since the stepping motor 60 is fixed to the inner wall surface of the first housing 50 via a stand or the like (not shown), the rotational force of the stepping motor 60 is transmitted to the first housing 50 via the stand or the like, and the stepping motor 60 and the first housing 50 rotate together due to the rotational force. Due to this rotation, the measurement position (measurement range) of each ultrasonic distance detector 80 rotated by the rotation of the stepping motor 60 will be shifted by the amount of the rotation, and an error will occur in the measurement range (X-Y coordinate range that defines the measurement range in the horizontal plane at any depth level) of each ultrasonic distance detector 80.

このような超音波距離検出器８０の測定範囲の誤差の原因となる、ステッピングモータ６０の駆動時におけるステッピングモータ６０と第一筐体５０及び超音波距離検出器８０の供回りを防止するべく、第一筐体５０の本体５１の側面において板状の回動反力取得翼５５が設けられている。ステッピングモータ６０のＹ１方向の回動の際に、第一筐体５０が同方向へＹ３方向に供回りしようとした際に、二枚の回動反力取得翼５５が周囲の泥水Ｄから反力Ｑを取ることにより、第一筐体５０の供回りを効果的に抑止もしくは抑制することができる。 In order to prevent the stepping motor 60, the first housing 50, and the ultrasonic distance detector 80 from rotating together when the stepping motor 60 is driven, which causes an error in the measurement range of the ultrasonic distance detector 80, a plate-shaped rotation reaction force acquisition wing 55 is provided on the side of the main body 51 of the first housing 50. When the stepping motor 60 rotates in the Y1 direction and the first housing 50 tries to rotate together in the same direction, in the Y3 direction, the two rotation reaction force acquisition wings 55 take up the reaction force Q from the surrounding muddy water D, thereby effectively preventing or suppressing the rotation of the first housing 50.

ステッピングモータ６０の駆動時における第一筐体５０等の供回りが回動反力取得翼５５にて抑止もしくは抑制されることにより、各超音波距離検出器８０による水平面内の正しい測定範囲を規定することができ、その深度情報を含めて、孔壁Ｓの各測定点における正しい三次元座標情報を取得することが可能になる。 By preventing or suppressing the rotation of the first housing 50 and other components when the stepping motor 60 is driven by the rotational reaction force acquisition wing 55, the correct measurement range in the horizontal plane by each ultrasonic distance detector 80 can be determined, and correct three-dimensional coordinate information can be obtained at each measurement point on the hole wall S, including the depth information.

孔壁形状特定方法では、制御装置３０による各機器の制御により、電動ドラム２０の駆動によってステッピングモータ６０と複数の超音波距離検出器８０を昇降させ、超音波距離検出器８０を所定の深度レベルに位置決めした後にステッピングモータ６０を駆動させ、この所定の深度レベルにおける超音波距離検出器８０から掘削孔Ｈの全周の孔壁Ｓまでの距離を測定する。 In the method for identifying the shape of the borehole wall, the control device 30 controls each device to drive the electric drum 20 to raise and lower the stepping motor 60 and multiple ultrasonic distance detectors 80, and after positioning the ultrasonic distance detector 80 at a predetermined depth level, the stepping motor 60 is driven to measure the distance from the ultrasonic distance detector 80 at this predetermined depth level to the borehole wall S around the entire circumference of the borehole H.

次に、ステッピングモータ６０の駆動が停止された状態で電動ドラム２０を駆動して超音波距離検出器８０の深度レベルを変更させて同様に掘削孔Ｈの全周の孔壁Ｓまでの距離を測定し、それぞれの深度レベルにおける測定結果に基づいて孔壁形状の特定を実行する。 Next, with the stepping motor 60 stopped, the motorized drum 20 is driven to change the depth level of the ultrasonic distance detector 80, similarly measuring the distance to the hole wall S around the entire circumference of the borehole H, and the hole wall shape is identified based on the measurement results at each depth level.

そして、この一連の各種機器の交互の駆動制御と計測を掘削孔Ｈの下端から上端に亘って順次実行することにより、掘削孔Ｈの全域における孔壁Ｓの形状（例えば三次元形状）を特定することが可能になる。 Then, by sequentially performing alternating drive control and measurement of this series of various devices from the bottom to the top of the borehole H, it becomes possible to identify the shape (e.g., three-dimensional shape) of the hole wall S throughout the entire borehole H.

この特定方法においては、所定の深度レベルにおいてステッピングモータ６０の回動軸６２を９０度回動させることにより孔壁Ｓの全周の測定を行った後、ステッピングモータ６０を上方の別の深度レベルに上昇させて停止させ、この別の深度レベルにおいては、ステッピングモータ６０の回動軸６２を先ほどとは逆方向に９０度反転させることにより、超音波距離検出器８０から地上へ延設するセンサケーブル２６やモータ制御ケーブル２７、不図示の電源ケーブル等の各種ケーブルが第一筐体５０やハンガープレート４２の廻りに捻れることを抑制できる。 In this method, the rotation shaft 62 of the stepping motor 60 is rotated 90 degrees at a predetermined depth level to measure the entire circumference of the hole wall S, and then the stepping motor 60 is raised to another depth level above and stopped. At this other depth level, the rotation shaft 62 of the stepping motor 60 is rotated 90 degrees in the opposite direction from before, thereby preventing various cables such as the sensor cable 26, motor control cable 27, and power cable (not shown) that extend from the ultrasonic distance detector 80 to the ground from twisting around the first housing 50 and hanger plate 42.

この特定方法によれば、昇降手段２０が回動駆動手段６０の駆動と異なるタイミングで駆動することにより、上記するように超音波距離検出器８０による螺旋状の測定を抑止することができる。さらに、回動駆動手段６０を収容する第一筐体５０の本体５１に対して、回動駆動手段６０の回動反力を泥水Ｄに取る回動反力取得翼５５が設けられていることにより、回動駆動手段６０の回動の際の第一筐体５０等の供回りを抑止もしくは抑制できることにより、上記する螺旋状の測定を抑止できることと相俟って、掘削孔Ｈの孔壁Ｓの三次元形状の高精度で、かつ効率的な特定を実現することができる。 According to this identification method, the lifting means 20 is driven at a different timing from the driving of the rotation drive means 60, thereby preventing the spiral measurement by the ultrasonic distance detector 80 as described above. Furthermore, the main body 51 of the first housing 50 that houses the rotation drive means 60 is provided with a rotation reaction force acquisition wing 55 that transfers the rotation reaction force of the rotation drive means 60 to the muddy water D. This prevents or suppresses the rotation of the first housing 50, etc. when the rotation drive means 60 rotates. This, combined with the prevention of the spiral measurement described above, allows for highly accurate and efficient identification of the three-dimensional shape of the hole wall S of the borehole H.

次に、図３を参照して、孔壁形状特定システム１００を構成する制御装置３０について説明する。ここで、図３は、実施形態に係る孔壁形状特定システムを構成する制御装置のハードウェア構成の一例を周辺機器とともに示す図である。 Next, the control device 30 constituting the hole wall shape identification system 100 will be described with reference to FIG. 3. Here, FIG. 3 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the control device constituting the hole wall shape identification system according to the embodiment, together with peripheral devices.

図３に示すように、制御装置３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１、ＲＡＭ（Random Access Memory）３２、ＲＯＭ（Read Only Memory）３３、通信装置３４、表示装置３５、及び入力装置３６を有し、それらがシステムバスにてデータ通信可能に接続されている。 As shown in FIG. 3, the control device 30 has a CPU (Central Processing Unit) 31, a RAM (Random Access Memory) 32, a ROM (Read Only Memory) 33, a communication device 34, a display device 35, and an input device 36, which are connected via a system bus to enable data communication.

ＲＯＭ３３には、各種のプログラムやプログラムによって利用されるデータ等が記憶されている。ＲＡＭ３２は、ＲＯＭ３３に記憶されているプログラムをロードするための記憶領域や、ロードされたプログラムのワーク領域として用いられる。ＣＰＵ３１は、ＲＡＭ３２にロードされたプログラムを処理することにより、各種の機能を実現する。例えば、掘削孔基準座標位置Ｐ０の三次元座標データ、昇降量検出器２２から送信される昇降手段２０の昇降量データ、回転角度検出器６４から送信される回動駆動手段６０の回動角度データ、超音波距離検出器８０から送信される孔壁Ｓまでの距離データ等を通信装置３４が受信し、これらの各種データに基づいて、掘削孔Ｈ内を昇降する超音波距離検出器８０の三次元位置座標や、超音波距離検出器８０の回動により測定される各孔壁Ｓの三次元位置座標が特定され、掘削孔Ｈの孔壁Ｓの形状が特定される。 The ROM 33 stores various programs and data used by the programs. The RAM 32 is used as a storage area for loading the programs stored in the ROM 33 and as a work area for the loaded programs. The CPU 31 processes the programs loaded in the RAM 32 to realize various functions. For example, the communication device 34 receives three-dimensional coordinate data of the borehole reference coordinate position P0, the lift amount data of the lifting means 20 transmitted from the lift amount detector 22, the rotation angle data of the rotation drive means 60 transmitted from the rotation angle detector 64, and the distance data to the borehole wall S transmitted from the ultrasonic distance detector 80, and based on these various data, the three-dimensional position coordinates of the ultrasonic distance detector 80 moving up and down in the borehole H and the three-dimensional position coordinates of each borehole wall S measured by the rotation of the ultrasonic distance detector 80 are identified, and the shape of the borehole wall S of the borehole H is identified.

また、例えば、掘削孔Ｈの下端から上端に向かって、昇降手段２０によって超音波距離検出器８０を一定量ずつ上昇させる上昇制御と、次に、回動駆動手段６０の回動軸６２を所定の回動角度だけ回動させる回動制御と、その際に超音波距離検出器８０から超音波を照射させる超音波照射制御を一セットとして、掘削孔Ｈの上方に向かって複数セットの制御をシーケンシャルに実行する。あるいは、掘削孔Ｈの上端から下端に向かって、超音波距離検出器８０を順次降下させながら同様の制御をシーケンシャルに実行してもよい。 In addition, for example, a set of control may be performed sequentially upwards in the borehole H, with the lifting means 20 lifting the ultrasonic distance detector 80 by a fixed amount from the bottom end to the top end of the borehole H, followed by rotation control rotating the rotation shaft 62 of the rotation drive means 60 by a predetermined rotation angle, and ultrasonic irradiation control irradiating ultrasonic waves from the ultrasonic distance detector 80 at that time. Alternatively, similar controls may be performed sequentially upwards in the borehole H, with the ultrasonic distance detector 80 being lowered in succession from the top end to the bottom end of the borehole H.

表示装置３５は、液晶ディスプレイ等からなり、たとえばタッチパネルの表示機能を担う。ここで、図４及び図５は、表示装置３５による表示内容の一例を示している。具体的には、図４Ａと図４Ｂは、表示装置に表示される、掘削孔の任意の深度レベルにおける特定出来形と設計出来形を含む二次元図面の一例を示す図である。さらに、図５は、表示装置に表示される、掘削孔の三次元図面を示す図であって、深度ごとの測定結果と判定結果をともに示す図である。 The display device 35 is composed of a liquid crystal display or the like, and has the display function of, for example, a touch panel. Here, Figs. 4 and 5 show an example of the display content by the display device 35. Specifically, Figs. 4A and 4B are diagrams showing an example of a two-dimensional drawing including the specific completed form and the designed completed form at any depth level of the borehole, displayed on the display device. Furthermore, Fig. 5 is a diagram showing a three-dimensional drawing of the borehole displayed on the display device, showing both the measurement results and the judgment results for each depth.

表示装置３５では、特定された各深度レベルにおける孔壁Ｓの全周の孔壁形状を、図４Ａと図４Ｂに示すように二次元図面として表示する。ここで、図４Ａは、設計出来形ラインを設計半径ｒ０の真円として点線で示し、壁面Ｓの全周の特定出来形に関するラインを実線で示している。この特定出来形において最大半径ｒ１が特定され、最大半径ｒ１と設計半径ｒ０の差分値Δｒ１とこの差分値に関する許容誤差値Δｒｓとを比較する。図４Ａに示す例では、差分値Δｒ１が許容誤差値Δｒｓ未満となっており、この断面（深度レベル）における出来形が問題ないことを表示している。 The display device 35 displays the hole wall shape of the entire circumference of the hole wall S at each specified depth level as a two-dimensional drawing, as shown in Figures 4A and 4B. Here, Figure 4A shows the design completed shape line as a perfect circle with a design radius r0 in dotted lines, and the line related to the specified completed shape of the entire circumference of the wall surface S in solid lines. In this specified completed shape, the maximum radius r1 is specified, and the difference value Δr1 between the maximum radius r1 and the design radius r0 is compared with the allowable error value Δrs related to this difference value. In the example shown in Figure 4A, the difference value Δr1 is less than the allowable error value Δrs, indicating that there is no problem with the completed shape at this cross section (depth level).

一方、図４Ｂに示す例は、特定出来形において最大半径ｒ２が特定され、最大半径ｒ２と設計半径ｒ０の差分値Δｒ２とこの差分値に関する許容誤差値Δｒｓとを比較した結果、差分値Δｒ２が許容誤差値Δｒｓを超えており、この断面（深度レベル）において施工不良箇所が存在していること、さらに、この施工不良箇所の三次元位置範囲を明確に表示している。 On the other hand, in the example shown in Figure 4B, the maximum radius r2 is specified for the specified completed form, and the difference value Δr2 between the maximum radius r2 and the design radius r0 is compared with the allowable error value Δrs related to this difference value. As a result, the difference value Δr2 exceeds the allowable error value Δrs, indicating that a defective construction area exists in this cross section (depth level), and further clearly displaying the three-dimensional position range of this defective construction area.

また、図５は、表示装置３５において、図４Ａ等に示す二次元図面を掘削孔Ｈの延長に亘って合成することにより形成される、三次元図面を示している。三次元の掘削孔Ｈのうち、高さ方向のΔａは、昇降手段２０による一回の昇降量を示しており、任意の深度レベルにおいて位置決めされた四基の超音波距離検出器８０が回動することにより、高さΔａの範囲の全周の孔壁Ｓの形状が測定され、特定される。 Figure 5 also shows a three-dimensional drawing formed on the display device 35 by synthesizing the two-dimensional drawing shown in Figure 4A etc. over the extension of the borehole H. In the three-dimensional borehole H, the height direction Δa indicates the amount of lifting and lowering by the lifting and lowering means 20 in one go, and the shape of the hole wall S around the entire circumference within the range of height Δa is measured and identified by rotating the four ultrasonic distance detectors 80 positioned at any depth level.

この画面では、三次元図面の側方に、各深度レベル（ａ１，ａ２，・・・）における最大半径（ｂ１，ｂ２，・・・）と許容誤差Δｒｓとの差分値（誤差で、ｃ１，ｃ２，・・・）がテーブル表示され、判定結果が表示される例として示している。 On this screen, the difference values (c1, c2, ... in terms of error) between the maximum radius (b1, b2, ...) at each depth level (a1, a2, ...) and the allowable error Δrs are displayed in a table to the side of the three-dimensional drawing, and are shown as an example of the judgment results.

入力装置３６は、表示装置３５に対する接触体の接触を検出するセンサを有する電子部品である。接触体の接触の検出方式としては、静電方式や抵抗膜方式、光学方式などがある。この接触体として、管理者等の指や専用ペン等が挙げられる。通信装置３４は、有線ＬＡＮや無線ＬＡＮ、もしくは移動体通信網等において通信を行う際に必要となる、アンテナ等の電子部品である。 The input device 36 is an electronic component having a sensor that detects contact of a contact object with the display device 35. Methods for detecting contact of a contact object include electrostatic, resistive film, and optical methods. Examples of this contact object include the administrator's finger or a dedicated pen. The communication device 34 is an electronic component such as an antenna that is required for communication in a wired LAN, wireless LAN, or mobile communication network.

表示装置３５により、特定された掘削孔Ｈの孔壁Ｓの形状を二次元的及び三次元的に視認することが可能になり、許容誤差を超える施工不良箇所の位置情報や施工不良の程度を高精度に特定することが可能になる。 The display device 35 makes it possible to visually confirm the shape of the hole wall S of the identified borehole H in two and three dimensions, making it possible to identify with high accuracy the location information of construction defects that exceed the allowable error and the degree of construction defects.

尚、上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、ここで示した構成に本発明が何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。 Note that the configurations described in the above embodiments may be combined with other components, and the present invention is not limited to the configurations shown here. In this regard, changes can be made without departing from the spirit of the present invention, and can be determined appropriately according to the application form.

１０：地上架台
２０：電動ドラム（昇降手段）
２１：昇降量検出器
２２，２３：電動ドラム
２５：主ワイヤ（ワイヤ）
２６：センサケーブル
２７：モータ制御ケーブル
２８：分岐ワイヤ
２９：吊りワイヤ
３０：制御装置
４１：ハンガーバー
４２：ハンガープレート
５０：第一筐体（筐体）
５１：本体
５２：天板
５２ａ：ケーブル孔
５３：底板
５４：回動軸孔
５５：回動反力取得翼
６０：回動駆動手段（ステッピングモータ）
６２：回動軸
６４：回動角度検出器
６５：ブラケット
６６：ポール孔
６８：回動状態確認用ポール
７０：第二筐体
７１：本体
７２：天板
７２ａ：ケーブル孔
７４：観察窓
８０：超音波距離検出器
１００：孔壁形状特定システム
Ｇ：地盤
Ｐ０：掘削孔基準座標位置
Ｋ：口元パイプ
Ｈ：掘削孔
Ｓ：孔壁
Ｄ：泥水（安定液） 10: Ground stand 20: Electric drum (lifting means)
21: Lift amount detector 22, 23: Electric drum 25: Main wire (wire)
26: Sensor cable 27: Motor control cable 28: Branch wire 29: Suspension wire 30: Control device 41: Hanger bar 42: Hanger plate 50: First housing (housing)
51: Main body 52: Top plate 52a: Cable hole 53: Bottom plate 54: Rotation shaft hole 55: Rotation reaction force acquisition wing 60: Rotation drive means (stepping motor)
62: Rotation shaft 64: Rotation angle detector 65: Bracket 66: Pole hole 68: Pole for checking rotation state 70: Second housing 71: Main body 72: Top plate 72a: Cable hole 74: Observation window 80: Ultrasonic distance detector 100: Hole wall shape identification system G: Ground P0: Borehole reference coordinate position K: Mouth pipe H: Borehole S: Hole wall D: Muddy water (stabilizing liquid)

Claims

地盤に造成された掘削孔の孔壁形状を特定する、孔壁形状特定システムであって、
地上から伸びるワイヤによって前記掘削孔の内部にある泥水内に垂下される、回動駆動手段と、
前記ワイヤを介して前記回動駆動手段を昇降させ、該回動駆動手段の駆動と異なるタイミングで駆動する、昇降手段と、
前記回動駆動手段の備える回動軸に対して回動自在に取り付けられている、超音波距離検出器と、
前記昇降手段の昇降量を検出する、昇降量検出器と、
前記回動駆動手段の回動角度を検出する、回動角度検出器と、を有し、
前記回動駆動手段の回動反力を前記泥水に取る回動反力取得翼が、前記回動駆動手段の側面に対して直接的もしくは間接的に設けられており、
前記回動軸の下方には、側方に延設するブラケットと前記超音波距離検出器が取り付けられており、
前記ブラケットには、前記泥水の表面上に突出しながら前記回動軸の回動に同期して該回動軸の周囲を公転し、該回動軸の回動状態を地上から確認自在とする回動状態確認用ポールが取り付けられていることを特徴とする、孔壁形状特定システム。 A borehole wall shape identification system for identifying a borehole wall shape of a borehole created in ground, comprising:
A rotary drive means suspended from the ground into the muddy water inside the borehole by a wire extending from the ground;
a lifting means for lifting and lowering the rotation driving means via the wire and driving the rotation driving means at a timing different from that of the rotation driving means;
an ultrasonic distance detector that is rotatably attached to a rotation axis of the rotation drive means;
a lift amount detector that detects the lift amount of the lift means;
a rotation angle detector that detects a rotation angle of the rotation drive means,
A rotation reaction force acquisition wing that receives the rotation reaction force of the rotation drive means into the muddy water is provided directly or indirectly on a side surface of the rotation drive means ,
A bracket extending laterally and the ultrasonic distance detector are attached below the pivot shaft,
A hole wall shape identification system, characterized in that a rotation state confirmation pole is attached to the bracket, which protrudes above the surface of the muddy water and revolves around the rotation shaft in synchronization with the rotation of the rotation shaft, allowing the rotation state of the rotation shaft to be freely confirmed from the ground.

前記ワイヤに垂下されている筐体の内部に前記回動駆動手段が収容され、
前記筐体の底板から前記回動軸が下方へ回動自在に突出し、
前記筐体の側面に単数もしくは複数の前記回動反力取得翼が取り付けられ、前記底板から下方へ突出している前記回動軸に対して前記超音波距離検出器が取り付けられていることを特徴とする、請求項１に記載の孔壁形状特定システム。 The rotation drive means is housed inside a housing suspended from the wire,
The rotation shaft protrudes downward from a bottom plate of the housing so as to be freely rotatable,
2. The hole wall shape identification system according to claim 1, characterized in that one or more of the rotational reaction force acquisition wings are attached to a side surface of the housing, and the ultrasonic distance detector is attached to the rotation axis protruding downward from the bottom plate.

前記超音波距離検出器が、前記回動軸に直交する方向において、１８０度間隔の二方向に超音波を照射するように二つ設けられている、もしくは、１２０度間隔の三方向に超音波を照射するように三つ設けられている、もしくは、９０度間隔の四方向に超音波を照射するように四つ設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の孔壁形状特定システム。 The hole wall shape identification system according to claim 1 or 2, characterized in that the ultrasonic distance detector is provided in two positions so as to irradiate ultrasonic waves in two directions spaced 180 degrees apart in a direction perpendicular to the rotation axis, or in three positions so as to irradiate ultrasonic waves in three directions spaced 120 degrees apart, or in four positions so as to irradiate ultrasonic waves in four directions spaced 90 degrees apart.

前記回動駆動手段がステッピングモータにより形成され、
前記昇降手段により、前記掘削孔の所定の深度レベルに前記超音波距離検出器が位置決めされ、前記ステッピングモータにより単数もしくは複数の該超音波距離検出器が回動することにより、該所定の深度レベルにおける該掘削孔の内壁全周の孔壁形状が特定され、
前記昇降手段により、前記超音波距離検出器が昇降されて別の深度レベルに位置決めされ、同様に該別の深度レベルにおける該掘削孔の内壁全周の孔壁形状が特定されるようになっていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の孔壁形状特定システム。 The rotation drive means is formed by a stepping motor,
The ultrasonic distance detector is positioned at a predetermined depth level of the borehole by the lifting means, and the stepping motor rotates one or more ultrasonic distance detectors to identify the hole wall shape of the entire inner wall of the borehole at the predetermined depth level;
The borehole wall shape identification system according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the ultrasonic distance detector is raised and lowered by the lifting means to be positioned at another depth level, and the borehole wall shape of the entire inner wall of the borehole at the other depth level is similarly identified.

表示装置をさらに備え、
前記表示装置では、特定された各深度レベルにおける孔壁全周の孔壁形状を、前記掘削孔の深度方向に合成することにより、該掘削孔の全域の孔壁形状図面を作成し、表示することを特徴とする、請求項４に記載の孔壁形状特定システム。 Further comprising a display device,
The hole wall shape identification system described in claim 4, characterized in that the display device creates and displays a hole wall shape drawing of the entire area of the borehole by synthesizing the hole wall shapes of the entire circumference of the hole wall at each identified depth level in the depth direction of the borehole.