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公開番号2024177751
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-24
出願番号2023096072
出願日2023-06-12
発明の名称トンネル内面形状測定システム
出願人鹿島建設株式会社,計測技研株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類E21D 9/06 20060101AFI20241217BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】トンネルの内面形状の測定を精度よく行う。
【解決手段】基準線SLに沿うようにシールド機1によって構築されるトンネルの内面形状を測定するシステム20は、シールド機1の掘進に追従してトンネル内を移動可能な台車10aと、台車10aに設けられてトンネルの内面形状の測定に用いられる第1の距離センサE1と、基準線SLの向きu0に対する台車10aの向きu1のずれを特定する第1の特定部と、を備える。システム20では、第1の特定部にて特定されたずれに基づいて、第1の距離センサE1の距離測定値が補正される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
基準線に沿うようにシールド機によって構築されるトンネルの内面形状を測定するシステムであって、
前記シールド機の掘進に追従して前記トンネル内を移動可能な第１の台車と、
前記第１の台車に設けられて前記トンネルの内面形状の測定に用いられる第１の距離センサと、
前記基準線の向きに対する前記第１の台車の向きのずれを特定する第１の特定部と、
を備え、
前記第１の特定部にて特定されたずれに基づいて、前記第１の距離センサの距離測定値が補正される、トンネル内面形状測定システム。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記第１の特定部は、
前記第１の台車に設けられた第１のトータルステーションと、
前記第１の台車に設けられて前記第１のトータルステーションによって視準される第１のターゲットと、
前記トンネル内に設けられて前記第１のトータルステーションによって視準される基準点と、
を備える、請求項１に記載のトンネル内面形状測定システム。
【請求項３】
前記第１の特定部は、前記第１の距離センサに設けられて前記第１のトータルステーションによって視準される第２のターゲットを更に備える、請求項２に記載のトンネル内面形状測定システム。
【請求項４】
前記シールド機と前記第１の台車との間に配置されて前記第１の台車と共に前記トンネル内を移動可能な第２の台車と、
前記シールド機と前記第２の台車との間に設けられるか、又は、前記第２の台車に設けられて、前記トンネルの内面形状の測定に用いられる第２の距離センサと、
前記基準線の向きに対する前記第２の台車の向きのずれを特定する第２の特定部と、
を更に備え、
前記第２の特定部にて特定されたずれに基づいて、前記第２の距離センサの距離測定値が補正される、請求項１～請求項３のいずれか１つに記載のトンネル内面形状測定システム。
【請求項５】
前記シールド機と前記第１の台車との間に配置されて前記第１の台車と共に前記トンネル内を移動可能な第２の台車と、
前記シールド機と前記第２の台車との間に設けられるか、又は、前記第２の台車に設けられて、前記トンネルの内面形状の測定に用いられる第２の距離センサと、
前記基準線の向きに対する前記第２の台車の向きのずれを特定する第２の特定部と、
を更に備え、
前記第２の特定部にて特定されたずれに基づいて、前記第２の距離センサの距離測定値が補正され、
前記第２の特定部は、
前記第２の台車に設けられた第２のトータルステーションと、
前記第２の台車に設けられて前記第２のトータルステーションによって視準される第３のターゲットと、
前記第２のトータルステーションに設けられて前記第１のトータルステーションによって視準される第４のターゲットと、
を備える、請求項２又は請求項３に記載のトンネル内面形状測定システム。
【請求項６】
前記第２の特定部は、前記第２の距離センサに設けられて前記第２のトータルステーションによって視準される第５のターゲットを更に備える、請求項５に記載のトンネル内面形状測定システム。
【請求項７】
前記第４のターゲットは、前記第１のトータルステーションと前記第４のターゲットとの間に設けられた中継用プリズムを介して、前記第１のトータルステーションによって視準される、請求項５に記載のトンネル内面形状測定システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド機によって構築されるトンネルの内面形状を測定するシステムに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
道路や鉄道等の管路として用いられるシールドトンネルは、シールド工法により構築される。シールド工法ではシールド機が用いられる。シールド機は、例えば、筒状のスキンプレートと、カッタヘッドと、推進ジャッキとを備える。スキンプレートは、シールド機の本体の外殻をなす。カッタヘッドは、スキンプレートの前端部（切羽側端部）に設けられて地山を掘削する。推進ジャッキは、スキンプレートの内側に設けられる。
【０００３】
シールド工法では、例えば、地山に発進立坑と到達立坑とを構築し、発進立坑から到達立坑へ向けてシールド機で地山を掘削しながら、スキンプレートの後部の内方で次々にセグメントをトンネル周方向に組み立ててセグメントリングを構築する。そして、隣接するセグメントリング同士をトンネル軸方向で連結することで筒状の覆工体を構築する。シールド機は、シールド機の後方のセグメントリングを推進ジャッキで後方へ押圧する。シールド機は、推進ジャッキの押圧力の反力として発生する推力によって、地山を掘削しながら前進する。
【０００４】
特許文献１には、シールド機のスキンプレートのテール部内に配置された距離センサを用いてセグメントリングまでの距離を測定し、この測定結果に基づいてセグメントリングの真円度を把握することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第５９６９９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
シールドトンネルは、その設計線形に対応する基準線に沿うように構築され得る。この基準線は直線部と曲線部とを含み得る。トンネルの真円度の測定では、基準線に対して垂直な断面である設計断面と、トンネルの真円度の測定が実際に行われる断面である測定断面とが一致することが好ましい。しかしながら、トンネルの曲線部の施工時には、測定断面が設計断面に対してずれかねない。このずれは、トンネルの真円度の測定に誤差を生じさせていた。
【０００７】
本発明は、このような実状に鑑み、トンネルの真円度の把握を含む、トンネルの内面形状の測定を精度よく行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そのため本発明の一側面によると、基準線に沿うようにシールド機によって構築されるトンネルの内面形状を測定するシステムが提供される。このシステムは、シールド機の掘進に追従してトンネル内を移動可能な第１の台車と、第１の台車に設けられてトンネルの内面形状の測定に用いられる第１の距離センサと、基準線の向きに対する第１の台車の向きのずれを特定する第１の特定部と、を備える。このシステムでは、第１の特定部にて特定されたずれに基づいて、第１の距離センサの距離測定値が補正される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一側面によれば、トンネルの内面形状の測定を精度よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の第１実施形態におけるシールド機の概略構成を示す図である。
前記第１実施形態における曲線施工時のトンネルの平面図である。
前記第１実施形態における第１の距離センサの概略構成を示す図である。
前記第１実施形態における第１の距離センサの測定断面と設計断面とを示す図である。
前記第１実施形態におけるシステムの概略構成を示す図である。
前記第１実施形態における第１の距離センサの距離測定値の補正方法を示すフローチャートである。
前記第１実施形態における方向角差の特定方法を示すフローチャートである。
前記第１実施形態における補正値の算出方法を説明するための図である。
前記第１実施形態における補正値の一例を示す表である。
前記第１実施形態におけるトンネルの内面形状の測定結果の一例を示す図である。
本発明の第２実施形態におけるシールド機の概略構成を示す図である。
前記第２実施形態における曲線施工時のトンネルの平面図である。
前記第２実施形態における第２の距離センサの概略構成を示す図である。
前記第２実施形態における第２の距離センサの測定断面と設計断面とを示す図である。
前記第２実施形態におけるシステムの概略構成を示す図である。
前記第２実施形態における第２の距離センサの距離測定値の補正方法を示すフローチャートである。
前記第２実施形態における方向角差の特定方法を示すフローチャートである。
本発明の第３実施形態における曲線施工時のトンネルの平面図である。
本発明の第４実施形態における曲線施工時のトンネルの平面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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