JPH10185567A - 導管埋設支援測定装置及びそれを利用した導管埋設方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】レーダを利用した導管埋設支援測定装置とそれ
を利用した導管埋設方法の提供。 【解決手段】導管埋設支援測定装置は、工事計画線２０
の両端に置かれた反射手段１２，１４に対して電磁波を
射出し、反射手段からの反射電磁波を受信し、反射電磁
波パルスの遅延時間から両反射手段までの距離を測定
し、導管埋設方法は、反射手段までの距離が最短になる
様に測定装置を移動させて、工事計画線上に位置させる
工程と、測定装置から導管までの距離が最短になる様に
該導管１８を移動させて、工事計画線上に位置させる工
程と、測定装置から少なくとも一方の反射手段までの距
離を検出し、検出された距離から得られる工事計画線ま
での距離に導管までの深さ方向の距離が一致する様に導
管を上下方向に移動させる工程とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、下水導管、水導管
などの導管を地中内に埋設するときに使用される導管埋
設支援測定装置及びそれを利用した導管埋設方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、下水導管等をマンホール間また
は導管と家庭との間等に埋設する場合に、一定の方向と
傾斜を持って埋設する必要がある。この導管を埋設する
時の導管の方向と傾斜を示すものは工事計画線と称され
ている。

【０００３】従来において、この工事計画線を水糸と呼
ばれる糸を張り、それに沿うように導管の埋設工事を行
っていた。しかし、そのような水糸を張る作業は非効率
的であることから、近年においてパイプレーザ装置が開
発され広く利用されている。

【０００４】このパイプレーザー装置は、所望の方向と
傾斜方向にレーザー光を射出することができるものであ
り、例えば、工事計画線の一端に設置したパイプレーザ
ー装置から射出するレーザー光の方向と角度を工事計画
線に一致させて、そのレーザー光を利用して、導管の埋
設位置を確認しながら埋設工事を行うものである。これ
により、上記した水糸を張るような手間を省くことがで
き、より効率的な埋設工事を可能にする。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た様なパイプレーザ装置を利用した場合でも、パイプレ
ーザ装置を工事計画線の一端上に正確に設置しなければ
ならず、そのためのライン確認用のセオドライトが必要
であり、正確に設置した後も、レーザー光の方向と角度
を工事計画線と一致させる工程を要する。このため、更
に効率的に導管の埋設工事が行えるような支援測定装置
が望まれていた。

【０００６】そこで、本発明の目的は、上記パイプレー
ザ装置に代わり、より効率的に導管の埋設工事を支援す
ることができる全く新規な導管埋設支援測定装置を提供
することにある。

【０００７】更に、本発明の目的は、その導管埋設支援
測定装置を利用して導管を埋設する方法を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、本発明に
よれば、地中内に導管を埋設する時に使用される導管埋
設支援測定装置において、導管の埋設位置を示す工事計
画線の両端に置かれた反射手段に対して短パルス信号を
有する電磁波を射出し、該反射手段からの反射電磁波を
受信し、該反射電磁波パルスの遅延時間から両反射手段
までの距離を測定し、更に、該工事計画線上の位置から
該導管に対して短パルス信号を有する電磁波を射出し、
該導管から反射する反射電磁波を受信し、該反射電磁波
パルスの遅延時間から該導管の位置までの距離を測定す
る手段を有することを特徴とする導管埋設支援測定装置
を提供することにより達成される。

【０００９】更に、本発明の導管埋設支援測定装置で
は、前記工事計画線上から該導管までの距離を測定する
に際し、該導管の上端部と下端部とから反射する電磁波
パルスの遅延時間から、該導管の中心位置までの深さ方
向の距離を測定する手段を有することを特徴とする。

【００１０】更に、上記目的は、本発明によれば、導管
の埋設位置を示す工事計画線の両端に置かれた反射手段
に対して短パルス信号を有する電磁波を射出し、該反射
手段からの反射電磁波を受信し、該反射電磁波パルスの
遅延時間から両反射手段までの距離を測定し、更に、該
工事計画線上の位置から該導管に対して短パルス信号を
有する電磁波を射出し、該導管の上下端から反射する反
射電磁波を受信し、該反射電磁波パルスの遅延時間から
該導管の位置までの距離を測定する機能を有する導管埋
設支援測定装置を利用した導管埋設方法において、前記
両反射手段までの距離が最短になる様に該測定装置を移
動させて、前記工事計画線上に位置させる工程と、該測
定装置から該導管までの距離が最短になる様に該導管を
移動させて、該工事計画線上に位置させる工程と、該測
定装置から少なくとも一方の反射手段までの距離を検出
し、該検出された距離から得られる前記工事計画線まで
の距離に該導管までの深さ方向の距離が一致する様に該
導管を上下方向に移動させる工程とを有することを特徴
とする導管埋設方法を提供することにより達成される。

【００１１】上記の様に、本発明の導管埋設支援測定装
置は、長短パルスの電磁波を射出してこの反射電磁波か
ら反射物までの距離を測定する機能を有し、地上に設置
した状態で導管を工事計画線上に位置させることができ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に従って説明する。しかしながら、本発明の技術
的範囲がその実施の形態に限定されるものではない。

【００１３】図１は、本発明の導管埋設支援測定装置に
よる埋設工事の様子を示す図である。１０がその導管埋
設支援測定装置であり、左右方向と地中方向に超短パル
ス信号の電磁波を射出し、その反射電磁波を受信して、
その反射電磁波の遅延時間から反射物までの距離を測定
する機能を有している。この機能は、一般にレーダーと
呼ばれる機能と原理的には同等であるが、電磁波は超短
パルスであることが測定精度上好ましい。

【００１４】さて、本発明の導管埋設支援測定装置１０
は、更に２つの反射手段１２、１４を必要とする。図１
の例では、既に埋設されている本管１６に対して支管と
しての導管１８を埋設する時の様子を示している。導管
１８が埋設される位置を示す工事計画線２０が一点鎖線
で示されている。そして、反射手段１２、１４は、その
工事計画線２０の両端に鉛直に立てられる棒状のもので
ある。

【００１５】反射手段１２、１４は、後に詳述する反射
部１２１、１４１を各々備えることが好ましい。導管埋
設支援測定装置１０はこの反射部１２１、１４１までの
距離を測定する。後述する図６（２）に示される通り、
反射部１４１の反射手段１４の下側端面からの高さＬ１
４は、前記反射部１２１の高さＬ１２と工事計画線の傾
斜角θと反射手段１２、１４の設置間隔Ｌとから次式に
よって算出した値とする。但し、Ｌ及びθは工事計画書
などによる所定の値、Ｄは本管の外径である。

【００１６】Ｌ１４＝Ｌ１２＋Ｄ／２＋Ｌ・ｔａｎθ 図２は、導管埋設支援測定装置１０内の距離測定機能部
分のブロック図である。パルス発生回路３１は、例えば
２００ピコ秒程度の超短パルス信号を生成し、その短パ
ルス信号は発信アンテナ３２から電磁波として射出され
る。この電磁波パルス３３は、図１中の反射手段１２、
１４や導管１８の上端部等で反射されて、その反射電磁
波のパルス信号３５は、受信アンテナ３４で受信され、
受信回路でパルス信号が検出されて、射出時のパルス信
号と受信したパルス信号の間の遅延時間から距離判定回
路３７が距離を判定し、表示部３８にその検出距離が表
示される。

【００１７】上記の発信アンテナ３２と受信アンテナ３
４は、導管埋設支援測定装置１０に左右方向と地中方向
に電磁波を指向することができる様に設けられている。
或いは、左右と下側にそれぞれ発信アンテナ、受信アン
テナが設けられている構成でも良い。図１に示した様
に、左右方向に指向した電磁波は発信アンテナと受信ア
ンテナを設けることで、反射手段１２、１４までの距離
を測定し、下側に指向した電磁波は、地中の導管の深さ
を測定する。

【００１８】図３は、下側に指向した電磁波に対する上
記した距離判定回路３７内での遅延時間検出を説明する
図である。図３（１）に示される様に、発信アンテナ３
２から射出されたパルス信号３３と、後に詳述するよう
にして（図７参照）、導管等の上下端部で反射した反射
パルス信号３５ａ，３５ｂから、その遅延時間が検出さ
れ、遅延時間と電磁波の伝播から導管の上端部、下端部
までの距離が検出される。

【００１９】図４は、上記した様な距離測定機能を有す
る導管埋設支援測定装置１０を利用して導管１８を埋設
する時のフローチャート図である。そして、図５、図６
はそのフローチャートを説明する為の図である。

【００２０】図１に示した通り、導管１８は所定の方向
と傾斜を持つ工事計画線２０に沿って埋設する必要があ
る。導管１８の本管１６側の位置は、本管１６との関係
によって固定されている。そこで、本発明では、先ず反
射手段１２、１４を工事計画線の両端に設置する。そし
て、図５（１）の上面図の如く導管埋設支援測定装置１
０である距離センサを埋設する導管１８の先端部上で水
平方向に移動させながら、両反射手段１２、１４までの
距離Ｌ１０，Ｌ２０を測定し、最小値Ｌ１Ａ，Ｌ２Ａに
なる位置に距離センサ１０を設置する。その結果、距離
センサ１０は工事計画線２０を含む鉛直面内に設置され
ることになる（ステップＳ１）。

【００２１】次いで、図５（２）の側面図の如く、導管
埋設支援測定装置１０を鉛直方向に移動させながら両反
射手段１２、１４までの距離Ｌ１１，Ｌ２１を測定し、
最小値Ｌ１Ｂ，Ｌ２Ｂになる位置に導管埋設支援測定装
置１０を設置する。その結果、導管埋設支援測定装置１
０は両反射手段１２、１４の反射部１２１を結ぶ線上に
設置される。即ち、導管埋設支援装置１０は工事計画線
を含む鉛直平面内の水平線上に設置される（ステップＳ
２）。

【００２２】次に、電磁波パルスを反射手段の一方に射
出して反射手段までの距離、例えば図６（２）のＬ１を
測定し、工事計画線２０までの深さ方向の距離Ｌ４を演
算により求める（ステップＳ３）。即ち、 Ｌ４＝（Ｌ１２＋Ｄ／２）ｃｏｓθ＋Ｌ１・ｓｉｎθ そして、図６（１）の上面図に示される様に、導管１８
の方向に電磁波パルスを射出して導管の中心位置までの
距離を測定し、導管１８を水平方向に移動させて、その
測定距離が最短距離になる位置を見つける（ステップＳ
４）。その結果、導管１８の先端は工事計画線２０を含
む鉛直面内に位置することになる。なお、ステップＳ３
とＳ４は逆の順番になっても良い。

【００２３】そして、今度は図６（２）の側面図に示さ
れる様に、更に電磁波パルスを導管１８の方向に射出し
て、その反射パルスの遅延時間から、導管１８の中心位
置が深さ方向で工事計画線２０の位置（深さＬ４の位
置）にくる様に導管１８を上下方向に移動する。その結
果、導管１８は完全に工事計画線２９上に位置すること
になる（ステップＳ５、Ｓ６）。

【００２４】図７は、導管１８に対して電磁波パルスが
照射されて反射する様子を示す図である。電磁波は、コ
ンクリートや陶器で構成される導管１８の上端部で一部
反射し、一部透過する。また、透過した電磁波は更に導
管１８の下端部で反射する。従って、導管埋設支援測定
装置内の受信回路３６が検出したこれらの２つの反射パ
ルス３５ａ，３５ｂの遅延時間の平均値として工事計画
線までの距離である導管中心までの距離Ｌ４が検出され
る。

【００２５】図８は、反射手段１２、１４に設けられる
反射部形状の例を示す図である。この反射部形状１２１
は、電磁波を特に強く反射する反射面１２２と１２３と
が段差をもって形成されている点に特徴がある。従っ
て、照射された電磁波パルスは２つの反射面１２２、１
２３で僅かの時間のずれをもって反射される。その結
果、その反射パルス信号は、図３（２）に３５０として
示した通り、中央に凹部を有する山形の波形として受信
回路３６で検出される。従って、反射手段１２、１４か
らの反射パルスを他からの反射パルスと区別して正確に
検出することができ、距離の測定精度を上げることがで
きる。

【００２６】図９は、導管埋設支援測定装置１０の表示
部の一例を示す図である。例えば、スタートボタン３８
１を押すことにより、図４に示したフローチャートに従
って反射手段１２、１４までの距離が表示部３８２に、
そして導管１８の中心位置までの距離が表示部３８３に
それぞれ点滅等して表示される。

【００２７】この点滅等は、ステップＳ１，Ｓ２で導管
埋設支援測定装置１０を水平方向、及び鉛直方向に調節
する際、夫々最小値を検出すると停止する。同様に、ス
テップＳ４、Ｓ５で導管の埋設位置を調節する際、水平
方向の調節では最小値を検出した時、鉛直方向の調節で
は測定値がＬ４に一致した時停止する。なお、前記にお
いて、当初、最小値の値は不明であるので、導管埋設支
援測定装置１０又は導管を一方向に移動していき、測定
値が減少から増加に転じた時の値を最小値として装置に
記憶しておき、逆方向に移動させて記憶した値と一致し
た時、表示の点滅を停止する。表示部の点滅、停止をブ
ザー等の間歇鳴動、連続鳴動に変えるか、これを併せる
と作業上好適である。

【００２８】この様にして、一本の導管の埋設が終了し
たら、次の導管の先端に距離センサの位置を移動してス
テップＳ１からの手順を繰り返す。

【００２９】図１０は、距離Ｌ４を求める他の方法を説
明する為の図である。上記の説明では、距離センサ１０
が水平線上にくるように設置したが、反射手段１２の反
射部１２１の高さと共に反射手段１４の反射部１４１の
高さも測定し、両反射手段１２１と１４１とを結ぶ直線
上に距離センサ１０がくるように設置し、次式によって
距離センサ１０から工事計画線２０までの距離Ｌ４を算
出しても良い。

【００３０】 Ｌ４＝（Ｌ１２＋Ｄ／２）／ｃｏｓθ＋Ｌ１・ｓｉｎ
（θ−δ） 但し、δ＝ａｒｃｔａｎ（Ｌ１４−Ｌ１２−Ｄ／２）／
Ｌである。

【００３１】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、導
管の埋設工事現場において従来よりもより工数が少なく
効率的に導管の埋設を支援することができる導管埋設支
援測定装置とその方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の導管埋設支援装置による埋設工事の様
子を示す図である。

【図２】導管埋設支援測定装置内の距離測定機能部分の
ブロック図である。

【図３】距離判定回路３７内での遅延時間検出を説明す
る図である。

【図４】導管１８を埋設する時のフローチャート図であ
る。

【図５】フローチャートを説明する為の上面図である。

【図６】フローチャートを説明する為の側面図である。

【図７】導管１８に対して電磁波パルスが照射されて反
射する様子を示す図である。

【図８】反射板１２、１４に設けられる反射形状の例を
示す図である。

【図９】導管埋設支援測定装置１０の表示部の一例を示
す図である。

【図１０】距離Ｌ４を求める他の方法を説明する為の図
である。

【符号の説明】

１０ 導管埋設支援測定装置 １２、１４ 反射手段 １８ 導管 ２０ 工事計画線 １２１、１４１ 反射部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｓ 13/88 Ｇ０１Ｖ 3/12

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地中内に導管を埋設する時に使用される導
   管埋設支援測定装置において、 導管の埋設位置を示す工事計画線の両端に置かれた反射
   手段に対して短パルス信号を有する電磁波を射出し、該
   反射手段からの反射電磁波を受信し、該反射電磁波パル
   スの遅延時間から両反射手段までの距離を測定し、更
   に、該工事計画線上の位置から該導管に対して短パルス
   信号を有する電磁波を射出し、該導管から反射する反射
   電磁波を受信し、該反射電磁波パルスの遅延時間から該
   導管の位置までの距離を測定する手段を有することを特
   徴とする導管埋設支援測定装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記工事計画線上から該導管までの距離を測定するに際
   し、該導管の上端部と下端部とから反射する電磁波パル
   スの遅延時間から、該導管の中心位置までの深さ方向の
   距離を測定する手段を有することを特徴とする導管埋設
   支援測定装置。
3. 【請求項３】導管の埋設位置を示す工事計画線の両端に
   置かれた反射手段に対して短パルス信号を有する電磁波
   を射出し、該反射手段からの反射電磁波を受信し、該反
   射電磁波パルスの遅延時間から両反射手段までの距離を
   測定し、更に、該工事計画線上の位置から該導管に対し
   て短パルス信号を有する電磁波を射出し、該導管の上下
   端から反射する反射電磁波を受信し、該反射電磁波パル
   スの遅延時間から該導管の位置までの距離を測定する機
   能を有する導管埋設支援測定装置を利用した導管埋設方
   法において、 前記両反射手段までの距離が最短になる様に該測定装置
   を移動させて、前記工事計画線上に位置させる工程と、 該測定装置から該導管までの距離が最短になる様に該導
   管を移動させて、該工事計画線上に位置させる工程と、 該測定装置から少なくとも一方の反射手段までの距離を
   検出し、該検出された距離から得られる前記工事計画線
   までの距離に該導管までの深さ方向の距離が一致する様
   に該導管を上下方向に移動させる工程とを有することを
   特徴とする導管埋設方法。