JPH05280026A - 法面の掘削管理システム及び法面の掘削管理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 迅速かつ効率的な掘削工事の実現を可能にす
る法面の掘削管理システム及び法面の掘削管理方法を提
供する。 【構成】 掘削現場に配置されるセンサの位置を三次元
位置決装置により探知し、前記三次元位置決装置により
探知された前記センサの位置と予め入力されている設計
掘削線の情報に基いてコンピュータにより掘削管理に必
要なデータを解析し、前記掘削現場において前記コンピ
ュータが解析したデーターを出力手段に出力し、この出
力されたデータに基いて法面の掘削を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ダム工事の掘削工程等
において有用な法面の掘削システム及び法面の掘削管理
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ダム工事等における法面の掘削に
おいては、掘削しようとする法面の傾斜を示す丁張を設
置した後、地表面に削孔を行い、この削孔にダイナマイ
トを仕掛けて***していた。そして、この***後、丁張
を基準として油圧ブレーカによる仕上の掘削を実施して
いた。

【０００３】法面の傾斜が変化する点（変化点）まで油
圧ブレーカによる仕上げの掘削が終了すると、この変化
点に新たな傾斜を示す丁張を設置し、その後、同様な操
作を繰り返えされることにより法面の掘削が行われてい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の掘削方
法においては、ダイナマイトを仕掛けるための削孔長を
正確に把握することができなかった。このため、***に
よる掘削の誤差が大きく、設計掘削線近くまで***によ
る掘削を行うことが困難であるため、油圧ブレーカによ
る仕上げの掘削量が大きくなり、作業の迅速化を図るこ
とが困難であるといった問題があった。

【０００５】また、変化点の探知や法面の切り残しの有
無の確認のために、観測者が掘削現場から離れた機械点
に出向いて測角や測距を行う必要があったため、作業に
人手や時間を要するといった問題があった。

【０００６】さらに、掘削作業全般として現場における
図面の判読や各種の計算が必要となったり、熟練者の勘
にたよらざるを得なくなる場合が多く、作業の効率化が
図れないといった問題があった。

【０００７】本発明は上述した問題点を解決するために
なされたものであり、迅速かつ効率的な掘削工事の実現
を可能にする法面の掘削管理システム及び法面の掘削管
理方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の法面の
掘削管理システムは、掘削現場に配置されるセンサと、
前記センサの位置を探知する三次元位置決装置と、前記
三次元位置決装置により探知された前記センサの位置及
び予め入力されている設計掘削線の情報に基づいて掘削
管理に必要なデータの解析を行うコンピュータと、前記
掘削現場において前記コンピュータが解析したデーター
を出力するための出力手段とを備えるように構成した。

【０００９】また、本発明の法面の掘削管理方法は、掘
削現場に配置されるセンサの位置を三次元位置決装置に
より探知し、前記三次元位置決装置により探知された前
記センサの位置と予め入力されている設計掘削線の情報
に基いてコンピュータにより掘削管理に必要なデータを
解析し、前記掘削現場において前記コンピュータが解析
したデーターを出力手段に出力し、前記出力手段に出力
されたデータに基いて法面の掘削を行うように構成し
た。

【００１０】

【作用】本発明によれば、三次元位置決装置により探知
された掘削現場におけるセンサの位置と予め入力されて
いる設計掘削線の情報に基いて掘削管理に必要なデータ
の解析をコンピュータにより行う。この解析されたデー
ターを掘削現場における出力手段に出力し、現場におけ
るオペレーターはコンピュータにより解析されたデータ
に基いて法面の掘削工事を行う。よって法面の掘削工事
の迅速化、効率化を図ることが可能になる。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１は、本発明に係る法面の掘削管理シス
テム１０を示す。

【００１２】図１において、この法面の掘削管理システ
ム１０は、掘削中の法面に配置されるセンサ１１と、こ
のセンサ１１の位置を求める三次元位置決装置１２とを
備えている。また三次元位置決装置１２により求められ
たセンサ１１の位置と、予め入力されている設計掘削線
の情報とに基づいて、掘削管理に必要な各種データの解
析を行うコンピュータ１３と、掘削現場から三次元位置
決装置１２及びコンピュータ１３を操作するとともにコ
ンピュータ１３が解析したデーターを出力するためのリ
モートコントローラ１４とを備えている。

【００１３】この法面の掘削管理システム１０におい
て、三次元位置決装置１２は三角測量等により座標値が
求められた既知点に設置されている。この三次元位置決
装置１２はセンサ１１に向かって光波を発する。そし
て、掘削現場に設置されたセンサ１１はこの光波を三次
元位置決装置１２に反射する。センサ１１によって反射
された反射光は三次元位置決装置１２により感知され、
三次元位置決装置１２においては、この三次元位置決装
置１２が設置されている既知点の座標値と反射光に基い
て、センサ１１の現在地の座標が求められる。

【００１４】このような三次元位置決装置１２としては
公知の光波探知機、例えば、ジオジメーター株式会社製
ジオジメーター１４０Ｔ型等を用いることができる。セ
ンサ１１としては三次元位置決装置から発せられた光波
を反射する反射プリズムを用いることができる。このセ
ンサ１１は、図２に示されるように、棒状部材２０の一
端に設けられており、オペレーターは掘削現場において
このセンサ１１が設けられた棒状部材２０を持って移動
することによりセンサ１１を掘削現場において自由に移
動させることが可能である。また、センサ１１が棒状部
材の先端に設けられていることにより地表面の凹部でも
センサ１１を見通すことが可能になる。

【００１５】コンピュータ１３は、メモリ１５を備え、
このメモリ１５には予め掘削しようとする設計掘削線の
情報が入力されている。また、このコンピュータ１３は
三次元位置決装置１２に接続されており、三次元位置決
装置１２から入力されるセンサ１１の現在地と予めメモ
リ１５に入力されている設計掘削線の情報に基いて、法
面の掘削管理に必要な情報、例えば、法面の傾斜、削孔
長、設計掘削線上の任意の点とセンサの現在地との関係
等のデーターを数値あるいは画面で出力することができ
るように構成されている。

【００１６】本発明に係る掘削管理システム１０におい
ては、出力手段としてのリモートコントローラ１４によ
り三次元位置決装置１２やコンピュータ１３から離れた
場所、例えば掘削現場から、三次元位置決装置１２やコ
ンピュータ１３の繰作や各種データーの読み取りを行う
ことができる。

【００１７】このリモートコントローラ１４は液晶ある
いはＣＲＴ等の表示画面を有し、センサ１１の位置と設
計掘削線の関係を平面図、ダム軸方向断面図、ジョイン
ト方向断面図として表示することができる。これによっ
て、掘削現場のオペレーターは、平面図によりセンサの
現在地を、ダム軸方向断面図により削孔長、余掘削量
を、ジョイント方向断面図により法面のジョイント方向
の形状を知ることができる。

【００１８】次に、本発明に係る法面の掘削管理方法の
概要について、図３を参照して説明する。コンピュータ
１３のメモリ１５には予め掘削しようとする設計掘削線
の情報が入力される（ステップ１０１）。

【００１９】三次元位置決装置１２は掘削現場のセンサ
１１に光波を発し、センサ１１はこの光波を反射する。
三次元位置決装置１２はセンサ１１からの反射光を受信
し、この受信した反射光と三次元位置決装置１２が設置
されている既知点の座標に基いてセンサ１１の位置の探
知を行う（ステップ１０２）。

【００２０】三次元位置決装置１２により探知されたセ
ンサ１１の位置はコンピュータ１３に入力される（ステ
ップ１０３）。コンピュータ１３は、予めメモリ１５に
入力されている設計掘削線の情報及び三次元位置決装置
１２から入力されたセンサ１１の位置に基いて、掘削管
理に必要とされる各種データの解析を行う（ステップ１
０４）。

【００２１】コンピュータ１３により解析されたデータ
は掘削現場おけるリモートコントローラ１４に出力され
る（ステップ１０５）。オペレータはこのデータに基い
て各種の作業を行う。

【００２２】以下、実際の法面の掘削方法に即して本発
明の法面の掘削管理方法について説明する。図４及び図
５は本発明に係る法面の掘削管理方法を説明するための
図である。

【００２３】図４及び図５において、設計掘削線ＡＡ’
は本発明によって掘削を行う法面の断面を示す。この設
計掘削線ＡＡ’は、第１変化点４１、第２変化点４２、
第３変化点４３において折れ曲がっており、各変化点間
４１、４２、４３は直線で結ばれているものとする。

【００２４】また、図４においては、既に第１変化点４
１までの掘削は終了しており、以下、第１変化点４１と
第２変化点４２の間の法面４４の掘削を行うものとす
る。さらに、これらの変化点４１、４２、４３を見通す
ことができる既知点４５には三次元位置決装置１２が設
置されている。

【００２５】折曲法面の掘削管理方法においては、ま
ず、地表面Ｂ上の所定位置Ｂ１に削孔を行い、この削孔
にダイナマイトを仕掛けて***を行う。このとき、本発
明の折曲法面の掘削管理方法においては、センサ１１を
削孔に挿入することにより、削孔長と設計掘削線ＡＡ’
との関係をダム軸方向断面図として掘削現場におけるリ
モートコントローラ１４に表示させることが可能にな
る。

【００２６】この点、従来の方法によれば、削孔は掘削
現場における計算に基いてあるいはオペレーターの勘に
より行われていた。これに比べ、本発明の法面の掘削管
理方法によれば、削孔と設計掘削線との関係を掘削現場
で把握した上で***を行うことが可能になる。従って、
設計掘削線近くまで***による掘削を行うことが可能に
なり、次に行われる油圧ブレーカによる仕上げの掘削量
を少なくすることができるので、作業の迅速を図ること
が可能になる。

【００２７】尚、削孔が所定の深さに達していない場合
には、孔を深くすべく更に削孔を行う。この***により
新たな地表面Ｃが形成される。

【００２８】この後、第１変化点４１から第２変化点４
２に向かって油圧ブレーカで法面４４の仕上げの掘削が
行われる。このとき、本発明の掘削管理方法において
は、掘削すべき法面の傾斜、掘削長、周囲の形状予測等
油圧ブレーカによる掘削に必要とされる情報を掘削現場
におけるリモートコントローラ１４に表示させることが
でき、オペレータはこの情報に基いて作業を行うことが
可能になるので作業の効率化が実現できる。

【００２９】尚、本発明の法面の掘削管理方法によれ
ば、現場におけるリモートコントローラ１４に法面４４
の傾斜を表示させることができるので、法面４４の傾斜
を示す丁張は必ずしも必要とされない。従って、丁張の
設置に要する時間の短縮を図ることも可能になる。もっ
とも、第１変化点４１あるいは法面４４の任意の場所に
丁張を設置すれば、更に確実な作業を行うことができ
る。

【００３０】１回の***のみでは、油圧ブレーカにより
第２変化点４２までの掘削を行うことが困難な場合は、
再び、地表面Ｃにおける所定位置Ｃ１に削孔を行い、こ
の孔にダイナマイトを仕掛けて***を行う。この***に
よりさらに新たな地表面が形成される。

【００３１】そして、再びリモートコントローラ１４に
出力されるデーターに基いて第２変化点４２に向かって
油圧ブレーカで法面４４の仕上げの掘削が行なわれる。
以下、ダイナマイトによる***と油圧ブレーカによる仕
上げの掘削は掘削法面４４が第２変化点４２に達するま
で必要回数繰り返される。

【００３２】掘削された法面４４が第２変化点４２まで
到達した頃を見計らって、作業者はセンサ１１と、リモ
ートコントローラ１４を持って法面４４上を移動し、第
２変化点４２の探知を行う。このとき、本発明によれ
ば、センサ１１の現在地と第２変化点４２との関係を数
値による座標値の差として、あるいは平面図、ダム軸方
向断面図、ジョイント方向断面図として、掘削現場にお
けるリモートコントローラ１４に表示されるので、効率
よく第２変化点４２を探知することが可能になる。

【００３３】また、掘削された法面４４上でセンサ１１
を移動させていくことにより、法面４４が設計掘削線ど
おりに仕上がっているか否か、の確認が可能である。

【００３４】本発明による探知の結果、図５に示される
ように、法面の切り残し４８があると判断された場合に
は、さらに、法面４４の傾斜方向への掘削が続けられ
る。そして、油圧ブレーカによる掘削と、法面の掘削管
理システムを使用した第２変化点４２の探知は、仕上げ
の掘削が第２変化点４２に達するまで繰り返される。

【００３５】この点、従来の方法によれば、第２変化点
４２の探知や、法面４４の切り残し４８の有無等の作業
状況の確認が必要とされる場合は、法面から離れた機械
点で観測者がタキオメーターを使って視準を行う必要が
あった。これに比べ、本発明によれば、一旦、既知点に
三次元位置決装置１２を設置すれば、作業者が掘削され
た法面４４で、センサ１１とリモートコントローラ１４
を持って移動することにより、第２変化点４２の探知や
法面４４の切り残し４８の有無の確認を行うことができ
る。

【００３６】掘削が第２変化点４２まで終了すると、以
下、同様な方法で第２変化点４２と第３変化点４３の間
の法面４６の掘削が行われる。尚、本発明は上述した実
施例に限定されるものではなく、適宜変更を加えること
が可能である。例えば、上述した実施例においては、ダ
ム工事における法面の掘削管理システム及び掘削管理方
法について説明したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、土捨場工事、宅地造成工事、その他の切盛土
工事等においても利用することができる。

【００３７】さらに、上述した実施例においては、既知
点４５に設置された三次元位置決装置１２により掘削中
の法面４４上のセンサ１１の位置を求めるものである
が、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、
三次元位置決装置として、汎地球測位システム（ＧＰ
Ｓ）等の衛星測地システムを用いることも可能である。

【００３８】

【発明の効果】以上のように構成した本発明によれば、
法面の掘削工事の迅速化、効率化を図ることが可能な法
面の掘削管理システム及び法面の掘削管理方法を提供す
ることが可能になる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る法面の掘削システムの概要を示
すブロック図。

【図２】 センサの外観を示す図。

【図３】 本発明に係る法面の掘削方法の概要を示すフ
ローチャート。

【図４】 法面の掘削方法を説明するための図。

【図５】 掘削法面に切り残しが形成されている状態を
示す図。

【符号の説明】

１０・・・法面の掘削管理システム １１・・・センサ １２・・・三次元位置決装置 １３・・・コンピュータ １４・・・リモートコントローラ １５・・・メモリ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘削現場に配置されるセンサと、前記セ
   ンサの位置を探知する三次元位置決装置と、前記三次元
   位置決装置により探知された前記センサの位置及び予め
   入力されている設計掘削線の情報に基づいて掘削管理に
   必要なデータの解析を行うコンピュータと、前記掘削現
   場において前記コンピュータが解析したデーターを出力
   するための出力手段とを備えた法面の掘削管理システ
   ム。
2. 【請求項２】 掘削現場に配置されるセンサの位置を三
   次元位置決装置により探知し、前記三次元位置決装置に
   より探知された前記センサの位置と予め入力されている
   設計掘削線の情報に基いてコンピュータにより掘削管理
   に必要なデータを解析し、前記掘削現場において前記コ
   ンピュータが解析したデーターを出力手段に出力し、前
   記出力手段に出力されたデータに基いて法面の掘削を行
   うことを特徴とする法面の掘削管理方法。