特許ウォッチ

公開番号2024103298
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-01
出願番号2023007563
出願日2023-01-20
発明の名称変位計測装置および地盤変位計測方法
出願人大成建設株式会社
代理人弁理士法人磯野国際特許商標事務所
主分類E21D 9/00 20060101AFI20240725BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】地盤変位を計測した後に、計測孔から光ファイバーケーブルセンサを回収できる変位計測装置を提供する。
【解決手段】変位計測装置10であって、計測孔90に挿入されるパイプ20と、パイプ20内に挿入された光ファイバーケーブルセンサ50と、パイプ20の外面に取り付けられた挿入用スペーサー70と、を備えている。光ファイバーケーブルセンサ50は測定装置に接続可能である。挿入用スペーサー70には、計測孔90の内面上で延長方向に転動可能なローラー73が設けられている。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
計測孔に挿入されるパイプと、
前記パイプ内に挿入された光ファイバーケーブルセンサと、
前記パイプの外面に取り付けられた挿入用スペーサーと、を備え、
前記光ファイバーケーブルセンサは、前記光ファイバーケーブルセンサのひずみを測定する測定装置に接続可能であり、
前記挿入用スペーサーには、前記計測孔の内面上で前記計測孔の延長方向に転動可能なローラーが設けられていることを特徴とする変位計測装置。
続きを表示（約 820 文字）【請求項２】
前記計測孔は、掘削孔と、前記掘削孔内に挿入された管体とによって構成されており、
前記パイプは、前記管体内に挿入され、
前記ローラーは、前記管体の内面上を転動可能であることを特徴とする請求項１に記載の変位計測装置。
【請求項３】
前記管体の周壁部には、複数の連通孔が形成されており、
前記ローラーの外径は、前記連通孔の内径よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項２に記載の変位計測装置。
【請求項４】
前記挿入用スペーサーには、複数の前記ローラーが設けられており、
前記各ローラーは、前記パイプの延長方向に並べられていることを特徴とする請求項１に記載の変位計測装置。
【請求項５】
前記パイプ内には、膨張収縮可能な袋状のパッカーが設けられ、
前記光ファイバーケーブルセンサは、前記パッカーの外面と前記パイプの内面との間に配置されており、
前記パッカーを膨張させた状態では、前記光ファイバーケーブルセンサが前記パッカーの外面と前記パイプの内面との間に挟まれて固定されることを特徴とする請求項１に記載の変位計測装置。
【請求項６】
請求項１に記載の変位計測装置を用いて地盤の変位を計測する地盤変位計測方法であって、
前記地盤に前記計測孔を掘削する工程と、
前記ローラーを前記計測孔の内面上で転動させながら、前記計測孔内に前記パイプおよび前記光ファイバーケーブルセンサを挿入する工程と、
前記計測孔の内面と前記パイプの外面との間に充填材を充填して、前記パイプの位置決めを行う工程と、
前記光ファイバーケーブルセンサのひずみを計測する工程と、
前記光ファイバーケーブルセンサを前記パイプから抜き出す工程と、
を備えていることを特徴とする地盤変位計測方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル施工における切羽前方の地盤変位を計測する変位計測装置および変位計測装置を用いた地盤変位計測方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、トンネルの施工において、切羽前方の地山状況に応じて適切な工法を採用するためには、切羽前方の地盤変位を管理する必要がある。
地盤変位の計測方法としては、切羽前方に向けて形成した計測孔に光ファイバーケーブルセンサを挿入し、測定装置から光ファイバーケーブルセンサに光を入射して散乱光が戻るまでの時間や散乱光の周波数分布を解析することで、地盤変位を把握する方法がある。
特許文献１には、パイプの外周面に光ファイバーケーブルセンサを取り付け、計測孔にパイプを挿入し、計測孔内にグラウト材を充填することで、光ファイバーケーブルセンサを計測孔内に固定することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００２－１５６２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記した従来の地盤変位計測方法では、計測孔内に充填したグラウト材に光ファイバーケーブルセンサが埋め込まれるため、地盤変位を計測した後に、光ファイバーケーブルセンサを回収できないという問題がある。例えば、全長に亘って高分解能および高精度に地盤変位を計測可能な光ファイバーケーブルセンサを前記した従来の地盤変位計測方法に適用すると、施工コストが嵩んでしまう。
【０００５】
本発明は、前記した問題を解決し、地盤変位を計測した後に、計測孔から光ファイバーケーブルセンサを回収できる変位計測装置および地盤変位計測方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、第一の発明は、変位計測装置であって、計測孔に挿入されるパイプと、前記パイプ内に挿入された光ファイバーケーブルセンサと、前記パイプの外面に取り付けられた挿入用スペーサーと、を備えている。前記光ファイバーケーブルセンサは、前記光ファイバーケーブルセンサのひずみを測定する測定装置に接続可能である。前記挿入用スペーサーには、前記計測孔の内面上で前記計測孔の延長方向に転動可能なローラーが設けられている。
【０００７】
前記課題を解決するため、第二の発明は、前記した変位計測装置を用いて地盤の変位を計測する地盤変位計測方法であり、前記地盤に前記計測孔を掘削する工程と、前記ローラーを前記計測孔の内面上で転動させながら、前記計測孔内に前記パイプおよび前記光ファイバーケーブルセンサを挿入する工程と、前記計測孔の内面と前記パイプの外面との間に充填材を充填して、前記パイプの位置決めを行う工程と、前記光ファイバーケーブルセンサのひずみを計測する工程と、前記光ファイバーケーブルセンサを前記パイプから抜き出す工程と、を備えている。
【０００８】
本発明では、地盤に設けた計測孔に挿入されたパイプ内の光ファイバーケーブルセンサを用いて地盤変位を計測した後に、パイプ内から光ファイバーケーブルセンサを回収できる。これにより、高精度の変位計側が期待できる高価な光ファイバーケーブルセンサを用いる場合でも、地盤変位の計測に要するコストを抑えることができる。つまり、高価な光ファイバーケーブルセンサを用いた変位計測方法に本発明を適用して、地盤変位を精度良く求めることができる。
本発明では、パイプを計測孔に挿入するときに、挿入用スペーサーのローラーを計測孔の内面上で転動させながら、パイプを計測孔に挿入していくことで、パイプおよび光ファイバーケーブルセンサを計測孔に対してスムーズに挿入できる。
【０００９】
前記計測孔が、掘削孔と、前記掘削孔内に挿入された管体とによって構成され、前記パイプが前記管体内に挿入される場合には、前記ローラーが前記管体の内面上を転動する。この構成では、パイプを管体に対してスムーズに挿入できる。
【００１０】
前記管体の周壁部に複数の連通孔が形成されている場合には、前記ローラーの外径を、前記連通孔の内径よりも大きく形成することで、ローラーが連通孔に嵌まるのを防ぐことができる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許