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公開番号2024071137
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-24
出願番号2022181929
出願日2022-11-14
発明の名称トンネル掘削土測定装置
出願人戸田建設株式会社,株式会社きんそく
代理人あいわ弁理士法人
主分類G01C 15/00 20060101AFI20240517BHJP(測定;試験)
要約【課題】掘削土量をリアルタイムで正確に測定できるトンネル掘削土測定装置を提供すること。
【解決手段】シールド掘進機1に設けられ、トンネル掘削土を搬送する搬送面21aを有するベルト21を備えるベルトコンベア2の掘削土測定装置であって、ベルトコンベア2の幅方向に沿ってレーザー照射するとともに進行方向にわたってもレーザーを照射して、ベルト21の搬送面21a側の点群データである表面点群データを取得する表面スキャナー3と、表面点群データに基づいて、掘削土の体積を測定する体積測定手段41とを備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
トンネル掘削土を搬送する搬送面を有するベルトを備えるベルトコンベアの掘削土測定装置であって、
前記ベルトコンベアの幅方向に沿ってレーザー照射するとともに進行方向にわたってもレーザーを照射して、前記ベルトの搬送面側の点群データである表面点群データを取得する表面スキャナーと、
前記表面点群データに基づいて、掘削土の体積を測定する体積測定手段と、
を備えることを特徴とするトンネル掘削土測定装置。
続きを表示（約 560 文字）【請求項２】
前記ベルトコンベアは離間したキャリアローラーを前後に備え、
前記表面点群データは、前後の前記キャリアローラー間の点群データであることを特徴とする請求項１に記載のトンネル掘削土測定装置。
【請求項３】
トンネル掘削土を搬送する搬送面を有するベルトを備えるベルトコンベアの掘削土測定装置であって、
前記ベルトコンベアの幅方向に沿ってレーザー照射するとともに進行方向にわたってもレーザーを照射して、前記ベルトの搬送面側の点群データである表面点群データを取得する表面スキャナーと、
前記ベルトコンベアの幅方向に沿ってレーザー照射するとともに進行方向にわたってもレーザーを照射して、前記ベルトの搬送裏面側の点群データである裏面点群データを取得する裏面スキャナーと、
前記表面点群データと前記裏面点群データとに基づいて、掘削土の体積を測定する体積測定手段と、
を備えることを特徴とするトンネル掘削土測定装置。
【請求項４】
前記ベルトコンベアは離間したキャリアローラーを前後に備え、
前記表面点群データ及び前記裏面点群データは、前後の前記キャリアローラー間の点群データであることを特徴とする請求項３に記載のトンネル掘削土測定装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル掘削により発生する掘削土をベルトコンベアで搬送する際に掘削土量を測定するトンネル掘削土測定装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
シールド工事や山岳トンネル工事において、トンネルを掘削する際に発生する掘削土を搬送して排出するために、ベルトコンベアが採用される場合がある。この場合には、掘削土の搬送量を把握・管理することが求められる。
例えば、シールド工法等によりトンネルを掘削する際には、掘削する土量と排出する土量とをバランスさせることにより、切羽地山の土圧・水圧に対抗し、切羽の安定を確保している。
しかしながら掘削土量の把握は難しく、管理を誤ると、地下埋設物への影響や、地表の隆起或いは沈下を引き起こしたり、陥没事故を誘発したりしかねない。陥没事故は第三者や構造物へ甚大な被害を与える恐れがあり、これを防ぐためには、掘削土量の把握・管理が極めて重要である。
【０００３】
土圧式シールド工法では、シールド掘進機のチャンバー内に取り込まれた掘削土をスクリューコンベア及びベルトコンベアを介して複数台のズリ鋼車に積み込み、トンネル外へ搬出することが多い。
この場合、一般的には、ズリ鋼車に積み込まれた掘削土の量を一台ずつ計測するため、リアルタイムに掘削土量を把握することができなかった。
【０００４】
そこで、リアルタイムで掘削土量を計測する装置として、掘削土を搬送するベルトコンベアの上に、ベルト上を搬送される土の表面までの距離を計測するセンサを配置し、センサにより検出された土の表面までの距離とベルト面までの基準距離との差から通過する土の断面積を演算手段で演算し、断面積と搬送速度とから計測サイクル時間当たりの搬送土体積を積算することで、単位時間当たりの掘削土量を求めるシールド掘進機が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００５－２８２２６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載のようなシールド掘進機は、ベルトコンベアの幅方向に沿う一つの断面の面積に基づいて掘削土量を求めているが、ベルトコンベア上には常に連続して土が排出されるわけではなく、ベルトコンベアの搬送面には土が載せられていない部分やわずかな土量の部分もあり、掘削土量を正確に把握することはできなかった。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、掘削土量をリアルタイムで正確に測定できるトンネル掘削土測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願請求項１に係る発明は、トンネル掘削土を搬送する搬送面を有するベルトを備えるベルトコンベアの掘削土測定装置であって、前記ベルトコンベアの幅方向に沿ってレーザー照射するとともに進行方向にわたってもレーザーを照射して、前記ベルトの搬送面側の点群データである表面点群データを取得する表面スキャナーと、前記表面点群データに基づいて、掘削土の体積を測定する体積測定手段と、を備えることを特徴とするトンネル掘削土測定装置である。
【０００９】
本願請求項２に係る発明は、前記ベルトコンベアは離間したキャリアローラーを前後に備え、前記表面点群データは、前後の前記キャリアローラー間の点群データであることを特徴とする請求項１に記載のトンネル掘削土測定装置である。
【００１０】
本願請求項３に係る発明は、トンネル掘削土を搬送する搬送面を有するベルトを備えるベルトコンベアの掘削土測定装置であって、前記ベルトコンベアの幅方向に沿ってレーザー照射するとともに進行方向にわたってもレーザーを照射して、前記ベルトの搬送面側の点群データである表面点群データを取得する表面スキャナーと、前記ベルトコンベアの幅方向に沿ってレーザー照射するとともに進行方向にわたってもレーザーを照射して、前記ベルトの搬送裏面側の点群データである裏面点群データを取得する裏面スキャナーと、前記表面点群データと前記裏面点群データとに基づいて、掘削土の体積を測定する体積測定手段と、を備えることを特徴とするトンネル掘削土測定装置である。
（【００１１】以降は省略されています）

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