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公開番号2024152217
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-25
出願番号2023066277
出願日2023-04-14
発明の名称練混ぜ量算出装置及び練混ぜ量算出方法
出願人清水建設株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類E21D 11/10 20060101AFI20241018BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】コンクリートの練混ぜ量を従来よりも最適化することが可能な練混ぜ量算出装置及び練混ぜ量算出方法を提供する。
【解決手段】トンネルの掘削面を計測する掘削面計測装置と、該掘削面計測装置の計測結果に基づいて、掘削面に吹き付けるコンクリートの予定吹付量を取得する予定吹付量取得部と、コンクリートを掘削面に吹き付ける吹付機の実吹付量を推定する実吹付量推定部と、予定吹付量と実吹付量とに基づいて、掘削面におけるコンクリートのはね返り率及びコンクリートの練混ぜ量を推定する最終推定部とを備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
トンネルの掘削面を計測する掘削面計測装置と、
該掘削面計測装置の計測結果に基づいて、前記掘削面に吹き付けるコンクリートの予定吹付量を取得する予定吹付量取得部と、
前記コンクリートを前記掘削面に吹き付ける吹付機の実吹付量を推定する実吹付量推定部と、
前記予定吹付量と前記実吹付量とに基づいて、前記掘削面における前記コンクリートのはね返り率及び前記コンクリートの練混ぜ量を推定する最終推定部と
を備えることを特徴とする練混ぜ量算出装置。
続きを表示（約 610 文字）【請求項２】
前記予定吹付量取得部は、三次元スキャナを用いることにより前記掘削面の余堀り量を加味した設計吹付面の形成に必要な前記コンクリートの量を前記予定吹付量として取得することを特徴とする請求項１に記載の練混ぜ量算出装置。
【請求項３】
前記実吹付量推定部は、前記吹付機の映像を人工知能を用いて判定することにより前記コンクリートの実吹付時間を判定し、当該実吹付時間に基づいて前記実吹付量を推定することを特徴とする請求項１又は２に記載の練混ぜ量算出装置。
【請求項４】
前記最終推定部は、前記予定吹付量、前記実吹付量、前記はね返り率及び前記練混ぜ量の関係を予め学習した人工知能を用いて前記はね返り率及び前記練混ぜ量を推定することを特徴とする請求項１又は２に記載の練混ぜ量算出装置。
【請求項５】
トンネルの掘削面を計測する計測工程と、
該計測工程の計測結果に基づいて、前記掘削面に吹き付けるコンクリートの予定吹付量を取得する予定吹付量取得工程と、
前記コンクリートを前記掘削面に吹き付ける吹付機の実吹付量を推定する実吹付量推定工程と、
前記予定吹付量と前記実吹付量とに基づいて、前記掘削面における前記コンクリートのはね返り率及び前記コンクリートの練混ぜ量を推定する最終推定工程と
を有することを特徴とする練混ぜ量算出方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、練混ぜ量算出装置及び練混ぜ量算出方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、山岳トンネルの標準掘削工法である「ＮＡＴＭ（New Austrian Tunneling Method）」において、トンネル支保部材として掘削面にコンクリートを吹き付ける。このコンクリート（吹付コンクリート）用の練混ぜ量つまりコンクリートの準備量は、切羽作業員が目視で余掘り量（本来掘る必要のない土砂量）を推定し、また経験から吹付コンクリートの掘削面からのはね返り率（吹付けロス）を推定することにより決定される。なお、下記特許文献１には、このような山岳トンネルの掘削工法の一例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１０８３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、余掘り量を定量的に把握する方法が確立されていないのが現状であり、切羽作業員は、経験と感覚とに基づいて余掘り量を推定している。このため、熟練度によって余掘り量の推定にバラつきが生じ、コンクリートのロスが課題となっている。また、吹付コンクリートのはね返り率もコンクリートの配合やノズルマンの熟練度により変化する。
【０００５】
したがって、吹付コンクリートに関する従来の練混ぜ量の算出手法は、正確性の面で十分ではなく、吹付コンクリート用に事前に準備すべきコンクリート（準備コンクリート）の過不足を生じさせ易いという問題がある。練混ぜ量が実吹付量に対して不足した場合、不足分を追加で用意する必要からトンネル工事の遅延が発生し、また練混ぜ量が実吹付量に対して超過した場合にはコンクリートの廃棄が発生するのでコスト高を招来させる。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、コンクリートの練混ぜ量を従来よりも最適化することが可能な練混ぜ量算出装置及び練混ぜ量算出方法の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明では、練混ぜ量算出装置に係る第１の解決手段として、トンネルの掘削面を計測する掘削面計測装置と、該掘削面計測装置の計測結果に基づいて、前記掘削面に吹き付けるコンクリートの予定吹付量を取得する予定吹付量取得部と、前記コンクリートを前記掘削面に吹き付ける吹付機の実吹付量を推定する実吹付量推定部と、前記予定吹付量と前記実吹付量とに基づいて、前記掘削面における前記コンクリートのはね返り率及び前記コンクリートの練混ぜ量を推定する最終推定部とを備える、という手段を採用する。
【０００８】
本発明では、練混ぜ量算出装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記予定吹付量取得部は、三次元スキャナを用いることにより前記掘削面の余堀り量を加味した設計吹付面の形成に必要な前記コンクリートの量を前記予定吹付量として取得する、という手段を採用する。
【０００９】
本発明では、練混ぜ量算出装置に係る第３の解決手段として、上記第１又は第２の解決手段において、前記実吹付量推定部は、前記吹付機の映像を人工知能を用いて判定することにより前記コンクリートの実吹付時間を判定し、当該実吹付時間に基づいて前記実吹付量を推定する、という手段を採用する。
【００１０】
本発明では、練混ぜ量算出装置に係る第４の解決手段として、上記第１又は第２の解決手段において、前記最終推定部は、前記予定吹付量、前記実吹付量、前記はね返り率及び前記練混ぜ量の関係を予め学習した人工知能を用いて前記はね返り率及び前記練混ぜ量を推定する、という手段を採用する。
（【００１１】以降は省略されています）

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