JPS6133450B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は軟弱地盤改良工事用作業船の改良機先
端位置測定装置に関する。

軟弱地盤改良工事における改良機先端の空間位
置については、軟弱地盤改良工事の施工管理上、
数cm程度の高精度が要求されることが多いので、
精密測量機としては、現在基準点より可視部測点
を視準して測距する光波測距儀やトランシツト等
の測距操作を要する測量機を使用しなければらな
いが、改良作業中、作業船改良機先端は水没する
ためこれらによる改良機先端位置の直接の計測は
不能である。

そのため、船体もしくは改良機の可視部任意位
置に中継測点を設けて船位測点とし、この測点と
改良機先端との関係位置を適切な測定装置により
求め、これと前記測量機により測距した可視部測
点の位置とによつて改良機先端位置を求めること
が考えられる。

ところが、改良機は細長い円筒状支持管の頭部
に重量の大きい減速機を持つ構造であつて、ウイ
ンチワイヤにより櫓に懸垂され、リーダを案内と
して沿直方向に昇降されるようになつており、か
つ改良機リーダ摺動部とリーダ間には数cm程度の
間隙があるので、船体の動揺や傾斜に伴つて改良
機自身にもねじれや傾斜が生じ、また改良機が土
中に貫入した場合は土の貫入抵抗によつて支持管
に曲りが発生する。

このため、改良機先端の空間位置は前記船位測
点に対し常に変動するので、改良機先端位置を精
密測定するためには、この変動量を連続計測する
必要がある。本発明は、このような実状に即して
有効な改良機先端測定装置を提供するものであ
る。

本発明装置は、 １ 作業船上の互に離間する船位測点と船方位測
点とに夫々設けた光波測距儀を用いて、既知位
置の基準点３個所に設けた夫々の反射鏡を視準
し、船位測点・同用基準点間及び船方位測点・
同用基準点間を夫々測距し、この結果を演算し
て船位測点の空間位置と船の方位を求める公知
の船位測定装置に吃水・潮位修正装置を付加す
ることにより、吃水・潮位変動誤差を消去した
船位測点の空間位置及び船の方位を求め、 ２ 船位測点を改良機先端間に櫓測点、改良機測
点、支持管上端中心点及び支持管下端中心点用
の夫々の測点を設け、隣接測点間直線の長さと
傾度を夫々計測し演算することにより各隣接測
点間の関係位置を求め、これらの結果を集合し
て船位測点に対する改良機先端の空間位置を求
め、 ３ 前述の１，２の結果から基準点に対する改良
機先端の空間位置を求め、これを工事施工法線
と標高を基準とする空間座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）上
に刻々表示・記録し、軟弱地盤改良工事におけ
る改良機先端軌跡の把握と作業船運転効率の向
上を計るものである。

以下添付図面により、本発明の一実施例を説明
する。

第１図、第２図において、１は作業船、２は改
良工事区域、３は水域を示し、本発明装置は作業
船１上の例えば櫓７上に設けた船位測点用及び船
方位測点用の光波測距儀５と、作業船１外の既知
位置に設けた測量台４上の船位計測用基準点用及
び船方位計測用基準点用反射鏡６と、夫々作業船
１に設けた船傾斜検出器９、吃水検出器１１、改
良機偏位検出器、改良機頭部傾斜検出器２５、改
良機の支持管傾斜検出器２１と、潮位検出器１３
と、前記光波測距儀５の測距操作により検出した
船位測点・同時基準点間及び船方位測点・同用基
準点間の各直線距離に相当する信号ならびに前記
各検出器が検出した夫々の信号を演算する演算器
２８と、この演算結果により得た改良機先端即ち
撹拌軸２０及び２０′の各先端中心P₇及びＰ₇′の
夫夫の軌跡を表示・記録する表示器２９及び記録
器３０とにより構成する。

以下作業船１の船位測点P₁及び船方位測点P₂の
空間位置の計測法を説明する。

第１図に示すように改良工事区域２に設けられ
た縦・横の施工法線Ｘ及びＹをＸ軸及びＹ軸、そ
の原点を通る沿直線をＺ軸とし、Ｚ＝０を標高零
ｍとする空間座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）において、座標
（Xa，Ya，Za），（Xb，Yb，Zb）及び（Xc，
Yc，Zc）の点Pa，Pb及びPcを基準点とし、夫々
の基準点に測量台４を設け、その上に光波測距儀
５用反射鏡６を設ける。

一方第１図及び第２図に示すように、作業船櫓
７の頂部平面上の任意点を船位測点P₁とし、P₁と
結ぶ線が船中心線Ｌと直交する櫓頂部平面上の任
意点を方位測点P₂とし、P₁及びP₂点に夫々光波測
距儀５を設ける。

また櫓７に船傾斜検出器９を、P₁点直下の船底
１０に吃水検出器１１を設け、改良工事区域２附
近の水域３に杭１２を設け、この杭１２に潮位検
出器１３を取り付ける。

船傾斜検出器９により得た船中心線Ｌ方向分の
船傾斜角と、船中心線Ｌの水平直角方向分の船傾
斜角と、吃水検出器１１により得た吃水と、潮位
検出器１３により得た潮位とによりP₁，P₂点の各
標高を求めることができる。

P₁点の光波測距儀５によりPa，Pb点の各反射
鏡６を、P₂点の光波測距儀５によりPc点の反射
鏡６を夫々測距員により視準し、測距操作して、
P₁，Pa間、P₁，Pb間及びP₂，Pc間の直線距離を
求める。以上の結果から、Pa，Pb及びPc点の既
知空間座標と、P₁，P₂点の各標高と、P₁，Pa
間、P₁，Pb間及びP₂，Pc間の直線距離とにより
P₁点の座標（X₁，Y₁，Z₁）及びP₂点の座標（X₂，
Y₂，Z₂）が求められる。

次に改良機１４の測点P₄の空間位置の計測法を
説明する。

第３図に示すように、櫓頂部に設けたトルクウ
インチ１５により巻出されたワイヤ１６を船上測
点P₁と離間した下方の櫓頂部に設けた櫓測点P₃を
貫通して垂下し、ワイヤ傾斜検出器１７の上部に
接続し、同検出器１７の下部はワイヤ１６′によ
り改良機測点P₄に接続する。

このワイヤ傾斜検出器１７とワイヤ１６，１
６′をトルクウインチ１５の一定張力で沿直方向
に張り、改良機１４の頂部に設けたワイヤ傾斜検
出器保持器１９により、ワイヤ傾斜検出器１７と
作業船１の夫々の縦、横、水平基線を合わせ、か
つ同検出器１７の動揺、ねじれを抑えるように保
つ。またワイヤ繰出量を検出するワイヤ量検出器
１８を櫓頂部に設け、以上の装置を総称して改良
機偏位検出器とする。ワイヤ傾斜検出器１７とし
ては公知の傾斜検出器を使用する。例えば、縦、
横２方向に振れる重錘によつて動く鉄片を内蔵し
た差動変圧器を検出源とし、重錘の振れ角度、即
ち沿直に対する傾度を差動変圧器の発生信号でと
らえ、出力とするものを用いる。

ワイヤ傾斜検出器１７により、ワイヤ１６，１
６′の縦・横２方向分の傾度、即ち直線₃，₄の
傾度が検知でき、一方ワイヤ量検出器１８によつ
てP₃，P₄間の直線長さが検知できるので、両者に
より櫓測点P₃に対する改良機測点P₄の偏位が検出
できる。

櫓測点P₃の船位測点P₁に対する偏位は、船位測
点P₁と櫓測点P₃は固定の関係にあるので船体傾斜
検出器９により検出した船体傾度とにより求めら
れる。これを櫓測点P₃に対する改良機測点P₄の偏
位とにより、同測点P₄の船位測点P₁に対する偏位
が求められる。

次に、支持管下端測点P₆及び改良機先端P₇，Ｐ
₇′点の夫々の空間位置の測定法を説明する。

第３図に示すように、改良機１４の撹拌軸２
０，２０′を支持する支持管８の上端測点P₅と、
支持管８の管内に設けた支持管傾斜検出器２１の
上部とを、また、同検出器２１の下部と支持管８
の下端測点P₆とを、夫々支持管傾斜検出器ワイヤ
２２で緊張して接続する。

そして、支持管８に設けた保持器２３により、
支持管傾斜検出器２１と作業船１の夫々の縦・
横・水平基線を合わせ、かつ、同検出器２１の動
揺やねじれを抑えるように保つことにより、直線
₅，₆の傾度、即ち、支持管８の対船体の縦・横
２方向分の傾度が検知できる。

また、改良機頭部傾斜検出器２５を改良機頭部
２４に設ける。

改良機測点P₄に対する支持管上部測点P₅の偏位
は、P₄，P₅は固定関係にあるので改良機頭部傾斜
検出器２５により得た改良機頭部傾度により求め
られ、かつ支持管上端測点P₅に対する支持管下端
測点P₆の偏位は、前記支持管傾斜検出器２１によ
り得た支持管傾度と支持管上端及び下端の各測点
P₅，P₆間の寸法とにより算出できるので、これら
の結果より改良機測点P₄に対する支持管下端測点
P₆の偏位が求められる。

一方、撹拌軸２０，２０′は殆んど全長に亘つ
て支持管８に支持されており、改良作業中の撹拌
軸２０，２０′の曲りは支持管８の曲りに追従す
ることが考えられるので、改良機先端P₇及びＰ₇
′の支持管下端測点P₆に対する偏位は、P₆，P₇，
Ｐ₇′が互に固定関係にあるので支持管傾斜検出器
２１により得た支持管傾度によつて求められる。

以上で求めた基準空間座標に対する船位測点P₁
及び船方位測点P₂の各座標、船位測点P₁に対する
改良機測点P₄の偏位、改良機測点P₄に対する支持
管下端測点P₆の偏位並びに支持管下端測点P₆に対
する改良機先端P₇及びＰ₇′の各偏位を演算するこ
とにより、改良機先端P₇及びＰ₇′の空間座標
（X₇，Y₇，Z₇）及び（Ｘ₇′，Ｙ₇′，Ｚ₇′）が求めら
れる。

このようにして得た改良機先端位置は、工事施
工管理上、作業船運転上、連続表示・記録する必
要があるので、実施例においては操縦室２６に表
示器２９及び記録器３０を設ける。

尚２７は増幅・変換器、３１は水面、３２は水
底、３３は標高零ｍライン、３４は改良機昇降ウ
インチ、３５は改良機昇降ワイヤ、３６はリー
ダ、３７，３７′は撹拌翼、３８は潮位検出器水
中ケーブルを示す。

この実施例においては、船方位検出用として船
方位測点P₂に光波測距儀５を、基準点Pcに反射
鏡６を夫々設けているが、本発明はこのような船
方位検出に替えてジヤイロコンパスを使用するこ
とも可能である。

また、この実施例では、支持管数１、撹拌軸数
が２、改良機先端位置を撹拌軸先端中心としてい
るが、支持管数が変る場合は、支持管傾斜検出器
及び改良偏位検出器を支持管の数だけ設けること
により、また支持管１本当りの撹拌軸数が変る場
合や、改良機先端位置を撹拌翼先端とする場合
は、何れも支持管下端測点位置は実施例と変りな
く、同測点と撹拌軸先端または撹拌翼先端と不変
分の位置関係が実施例と相違するのみであるの
で、検出器は実施例そのまゝで、何れも本発明の
適用は可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は改良工事施工位置説明図、第２図は作
業船の側面図、第３図は改良機の説明図、第４図
は本発明装置のブロツク図である。 １…作業船、２…改良工事区域、３…水域、４
…測量台、５…光波測距儀、６…反射鏡、７…
櫓、８…支持管、９…船傾斜検出器、１０…船
底、１１…吃水検出器、１２…杭、１３…潮位検
出器、１４…改良機、１５…トルクウインチ、１
６，１６′…ワイヤ、１７…ワイヤ傾斜検出器、
１８…ワイヤ量検出器、１９…ワイヤ傾斜検出器
保持器、２０，２１′…撹拌軸、２１…支持管傾
斜検出器、２２…支持管傾斜検出器ワイヤ、２３
…支持管傾斜検出器保持器、２４…改良機頭部、
２５…改良機頭部傾斜検出器、２６…操縦室、２
７…増幅・変換器、２８…演算器、２９…表示
器、３０…記録器、３１…水面、３２…水底、３
３…標高零ｍライン、３４…改良機昇降ウイン
チ、３５…改良機昇降ワイヤ、３６…リーダ、３
７，３７′…撹拌翼、３８…潮位検出器水中ケー
ブル、Ｘ…施工法線Ｘ軸、Ｙ…施工法線Ｙ軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 軟弱地盤改良工事用作業船上に設けた船位測
   点用及び船方位測点用の光波測距儀と、前記作業
   船外の既知位置に設けた船位計測基準点用及び船
   方位計測基準点用反射鏡と、夫々前記作業船に設
   けた船傾斜検出器、吃水検出器、前記作業船上か
   ら地盤改良区域に延びる改良機の偏位検出器、改
   良機の頭部傾斜検出器、改良機の傾斜検出器と、
   潮位検出器と、前記光波測距儀の測距操作により
   検出した船位測点・同用基準点間及び船方位測
   点・同用基準点間の各直線距離に相当する信号な
   らびに前記各検出器が検出した夫々の信号を演算
   し改良機先端位置を測定する演算器と、この演算
   結果を表示記録する表示器及び記録器とからなる
   ことを特徴とする作業船改良機先端位置測定装
   置。