JP2003013699A - コンクリートの吹付け管理方法及びその装置 - Google Patents
コンクリートの吹付け管理方法及びその装置Info
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- Structure And Mechanism Of Cameras (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】コンクリート吹付け前後の内空断面形状を客観
的に計測し、好適なコンクリート厚にコンクリートを吹
付けるコンクリートの吹付け管理方法及びその装置を提
供する。 【解決手段】複数のカメラ１１，１１を一定間隔を隔て
て固定してなるステレオカメラ装置１２を回動制御可能
に備えた撮影ユニットをトンネル内に搬入し、撮影ユニ
ット１２によりコンクリート吹付け前の内空断面２６を
撮影し、そのステレオ撮影データをコンピュータ２４に
入力してステレオ画像計測の原理により内空断面形状を
計算した後、内空断面形状を基に計画内空断面２７を算
出し、計画内空断面２７形状のデータを基にコンクリー
ト吹付けを行わせる。
的に計測し、好適なコンクリート厚にコンクリートを吹
付けるコンクリートの吹付け管理方法及びその装置を提
供する。 【解決手段】複数のカメラ１１，１１を一定間隔を隔て
て固定してなるステレオカメラ装置１２を回動制御可能
に備えた撮影ユニットをトンネル内に搬入し、撮影ユニ
ット１２によりコンクリート吹付け前の内空断面２６を
撮影し、そのステレオ撮影データをコンピュータ２４に
入力してステレオ画像計測の原理により内空断面形状を
計算した後、内空断面形状を基に計画内空断面２７を算
出し、計画内空断面２７形状のデータを基にコンクリー
ト吹付けを行わせる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主にＮＡＴＭによ
るトンネル掘削に際し、覆工前の地山の内空断面を計測
し、支保であるコンクリートの吹付け厚を管理するコン
クリートの吹付け管理方法及びその装置に関する。
るトンネル掘削に際し、覆工前の地山の内空断面を計測
し、支保であるコンクリートの吹付け厚を管理するコン
クリートの吹付け管理方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にＮＡＴＭは、発破等によって掘削
した地山面に吹付けコンクリートとロックボルト等から
なる支保を施工する工法であり、この工法では、シール
ド掘進機等の掘削装置を使用する他の工法に比べ、掘削
後の地山面に比較的大きな凹凸ができることに加え、コ
ンクリートの吹付けは、作業員が吹付けノズルを操作す
ることにより施工するため、吹付け後にはコンクリート
の吹付け厚を計測するとともに表面の仕上げを検査する
必要がある。
した地山面に吹付けコンクリートとロックボルト等から
なる支保を施工する工法であり、この工法では、シール
ド掘進機等の掘削装置を使用する他の工法に比べ、掘削
後の地山面に比較的大きな凹凸ができることに加え、コ
ンクリートの吹付けは、作業員が吹付けノズルを操作す
ることにより施工するため、吹付け後にはコンクリート
の吹付け厚を計測するとともに表面の仕上げを検査する
必要がある。
【０００３】従来、コンクリート厚の検査方法は、コン
クリートの一部に穿孔し、その穿孔した孔を調べてコン
クリート厚を測定する方法が知られ、一方、コンクリー
トの表面仕上げ検査は作業員の目視観察により行われて
いる。
クリートの一部に穿孔し、その穿孔した孔を調べてコン
クリート厚を測定する方法が知られ、一方、コンクリー
トの表面仕上げ検査は作業員の目視観察により行われて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のような
従来の技術では、シールド掘進機等の掘削装置を使用す
る他の工法に比べ、掘削後の地山面に比較的大きな凹凸
ができるため、より正確なコンクリート吹付け厚を測定
しようとすれば、多数の検査箇所が必要となるが、この
検査は穿孔した孔周縁の吹付け厚が確認できるに過ぎ
ず、また、穿孔する数を多くするほど支保材であるコン
クリートの欠損面積が大きくなるという問題があった。
従来の技術では、シールド掘進機等の掘削装置を使用す
る他の工法に比べ、掘削後の地山面に比較的大きな凹凸
ができるため、より正確なコンクリート吹付け厚を測定
しようとすれば、多数の検査箇所が必要となるが、この
検査は穿孔した孔周縁の吹付け厚が確認できるに過ぎ
ず、また、穿孔する数を多くするほど支保材であるコン
クリートの欠損面積が大きくなるという問題があった。
【０００５】また、コンクリートの表面仕上げ検査は、
作業員による目視確認によるため客観的な判断が難し
く、コンクリート表面の仕上げが困難であるという問題
があった。
作業員による目視確認によるため客観的な判断が難し
く、コンクリート表面の仕上げが困難であるという問題
があった。
【０００６】本発明は、このような従来の技術の状況を
鑑み、コンクリート吹付け前後の内空断面形状を客観的
に計測し、好適なコンクリート厚にコンクリートを吹付
けるコンクリートの吹付け管理方法及びその装置の提供
を目的とする。
鑑み、コンクリート吹付け前後の内空断面形状を客観的
に計測し、好適なコンクリート厚にコンクリートを吹付
けるコンクリートの吹付け管理方法及びその装置の提供
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の如き従来の問題を
解決し、所期の目的を達成する本発明に係るコンクリー
トの吹付け管理方法の特徴は、複数のカメラを一定間隔
を隔てて固定してなるステレオカメラ装置を回動制御可
能に備えた撮影ユニットをトンネル内に搬入し、前記撮
影ユニットによりコンクリート吹付け前の内空断面を撮
影し、そのステレオ撮影データをコンピュータに入力し
てステレオ画像計測の原理により前記内空断面形状を計
算した後、該内空断面形状を基に計画内空断面を算出
し、該計画内空断面形状のデータを基にコンクリート吹
付けを行わせることにある。
解決し、所期の目的を達成する本発明に係るコンクリー
トの吹付け管理方法の特徴は、複数のカメラを一定間隔
を隔てて固定してなるステレオカメラ装置を回動制御可
能に備えた撮影ユニットをトンネル内に搬入し、前記撮
影ユニットによりコンクリート吹付け前の内空断面を撮
影し、そのステレオ撮影データをコンピュータに入力し
てステレオ画像計測の原理により前記内空断面形状を計
算した後、該内空断面形状を基に計画内空断面を算出
し、該計画内空断面形状のデータを基にコンクリート吹
付けを行わせることにある。
【０００８】尚、撮影ユニットは、吹付け装置が搭載さ
れた台車に切羽面側に出し入れ自在に設置されることが
好ましく、トンネル内で切羽面より後退した位置に自動
追尾型位置計測器を設置し、前記自動追尾型位置計測器
により前記撮影ユニットの位置を検出してコンピュータ
に入力することが好ましく、計画内空断面形状のデータ
に基づいてコンクリート吹付け作業を行った後に撮影ユ
ニットをもって吹付け後の内空断面を撮影し、該ステレ
オ撮影データをコンピュータにより解析して吹付け後の
内空断面形状を計算した後、コンクリート吹付け前後に
おける内空断面形状を対比して吹付けコンクリート厚を
算出するとともに、前記吹付け後の内空断面形状と前記
計画内空断面形状とを対比してコンクリート吹付け厚の
過不足量を算出して、その過不足量データを基に前記計
画内空断面形状データを修正してコンクリート吹付けを
行わせることが好ましい。
れた台車に切羽面側に出し入れ自在に設置されることが
好ましく、トンネル内で切羽面より後退した位置に自動
追尾型位置計測器を設置し、前記自動追尾型位置計測器
により前記撮影ユニットの位置を検出してコンピュータ
に入力することが好ましく、計画内空断面形状のデータ
に基づいてコンクリート吹付け作業を行った後に撮影ユ
ニットをもって吹付け後の内空断面を撮影し、該ステレ
オ撮影データをコンピュータにより解析して吹付け後の
内空断面形状を計算した後、コンクリート吹付け前後に
おける内空断面形状を対比して吹付けコンクリート厚を
算出するとともに、前記吹付け後の内空断面形状と前記
計画内空断面形状とを対比してコンクリート吹付け厚の
過不足量を算出して、その過不足量データを基に前記計
画内空断面形状データを修正してコンクリート吹付けを
行わせることが好ましい。
【０００９】また、本発明に係るコンクリートの吹付け
管理装置の特徴は、複数のカメラが一定間隔を隔てて固
定されたステレオカメラ装置と、該ステレオカメラ装置
の撮影姿勢を制御する撮影制御手段とを有する撮影ユニ
ットを備え、該撮影ユニットを吹付け装置が搭載された
台車に対して切羽面方向に出し入れ自在に設置し、前記
撮影ユニットからのデータを解析するコンピュータを有
する吹付け制御手段をもって吹付け装置にコンクリート
の吹付けを行わせたことにある。
管理装置の特徴は、複数のカメラが一定間隔を隔てて固
定されたステレオカメラ装置と、該ステレオカメラ装置
の撮影姿勢を制御する撮影制御手段とを有する撮影ユニ
ットを備え、該撮影ユニットを吹付け装置が搭載された
台車に対して切羽面方向に出し入れ自在に設置し、前記
撮影ユニットからのデータを解析するコンピュータを有
する吹付け制御手段をもって吹付け装置にコンクリート
の吹付けを行わせたことにある。
【００１０】尚、撮影ユニットの位置を検出する自動追
尾型位置計測器を備えることが好ましく、撮影ユニット
は、粉塵を遮断する箱状の防塵ボックスに収納され、該
防塵ボックスがステレオカメラ装置の撮影可能範囲が遮
断されないように開閉可能な防塵扉を備えることが好ま
しく、防塵ボックス内部の空気を清浄化するとともに該
空気の温度及び湿度を調節する空調手段を備えることが
好ましい。
尾型位置計測器を備えることが好ましく、撮影ユニット
は、粉塵を遮断する箱状の防塵ボックスに収納され、該
防塵ボックスがステレオカメラ装置の撮影可能範囲が遮
断されないように開閉可能な防塵扉を備えることが好ま
しく、防塵ボックス内部の空気を清浄化するとともに該
空気の温度及び湿度を調節する空調手段を備えることが
好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、本発明に係るコンクリート
の吹付け管理装置の実施の形態を図１〜図５について説
明する。
の吹付け管理装置の実施の形態を図１〜図５について説
明する。
【００１２】吹付け管理装置１は、図１に示すように、
トンネル２の内空断面をステレオ撮影する撮影ユニット
３と、撮影ユニット３からのデータを解析してコンクリ
ートの吹付け制御を行う吹付け制御部４とを備えて構成
され、撮影ユニット３は、防塵ボックス５に収納された
状態で、吹付け装置６を搭載した台車７の切羽面８側に
出し入れ自在の伸縮手段（伸縮アーム）９を介して設置
され、吹付け制御部４は台車７上に搭載されている。
トンネル２の内空断面をステレオ撮影する撮影ユニット
３と、撮影ユニット３からのデータを解析してコンクリ
ートの吹付け制御を行う吹付け制御部４とを備えて構成
され、撮影ユニット３は、防塵ボックス５に収納された
状態で、吹付け装置６を搭載した台車７の切羽面８側に
出し入れ自在の伸縮手段（伸縮アーム）９を介して設置
され、吹付け制御部４は台車７上に搭載されている。
【００１３】尚、図１において、１０は吹付け管理装置
１の位置を検出する自動追尾型位置計測器である。
１の位置を検出する自動追尾型位置計測器である。
【００１４】撮影ユニット３は、図２に示すように、２
台のデジタルカメラ１１，１１が一定間隔を隔てて固定
されたステレオカメラ装置１２が架台部１３に対し、回
動自在に支持され、回動軸１４を回転させることにより
ステレオカメラ装置１２が略１８０°の範囲内で所定の
角度に撮影姿勢をとることができるようになっている。
台のデジタルカメラ１１，１１が一定間隔を隔てて固定
されたステレオカメラ装置１２が架台部１３に対し、回
動自在に支持され、回動軸１４を回転させることにより
ステレオカメラ装置１２が略１８０°の範囲内で所定の
角度に撮影姿勢をとることができるようになっている。
【００１５】ステレオカメラ装置１２は、２台のデジタ
ルカメラ１１，１１が略直方体に形成されたベース部１
６の長手方向両端に固定され、このベース部１６の下端
部中央に設けられた回動軸１４が架台部１３上面に突設
された軸受け１３ａ，１３ａに軸支されている。この回
動軸１４の一端は、後述する吹付け制御部４を構成する
コンピュータによって制御される駆動モータ１５に直結
され、ステレオカメラ装置１２の撮影姿勢を制御する撮
影制御手段を構成している。
ルカメラ１１，１１が略直方体に形成されたベース部１
６の長手方向両端に固定され、このベース部１６の下端
部中央に設けられた回動軸１４が架台部１３上面に突設
された軸受け１３ａ，１３ａに軸支されている。この回
動軸１４の一端は、後述する吹付け制御部４を構成する
コンピュータによって制御される駆動モータ１５に直結
され、ステレオカメラ装置１２の撮影姿勢を制御する撮
影制御手段を構成している。
【００１６】また、ベース部１６には、デジタルカメラ
１１，１１の側部に沿って、カメラの撮影方向を照らす
照明装置１７，１７が備えられている。
１１，１１の側部に沿って、カメラの撮影方向を照らす
照明装置１７，１７が備えられている。
【００１７】防塵ボックス５は、図３に示すように、箱
状に形成され、内部に粉塵等が入り込まないように密閉
可能となっている。また、防塵ボックス５の上方部分に
は観音開きに開閉する防塵扉１８，１８を備え、この防
塵扉１８，１８が開いているときには、ステレオカメラ
装置１２が撮影範囲のどの角度にあってもその撮影方向
が防塵ボックスにより遮断されないようになっている。
状に形成され、内部に粉塵等が入り込まないように密閉
可能となっている。また、防塵ボックス５の上方部分に
は観音開きに開閉する防塵扉１８，１８を備え、この防
塵扉１８，１８が開いているときには、ステレオカメラ
装置１２が撮影範囲のどの角度にあってもその撮影方向
が防塵ボックスにより遮断されないようになっている。
【００１８】また、防塵ボックス５内部は、空調手段１
９を接続して、温度や湿度の調整及び空気清浄を行うこ
とができる。
９を接続して、温度や湿度の調整及び空気清浄を行うこ
とができる。
【００１９】空調手段１９は、図１に示すように、台車
７に搭載され、空気清浄機２０と、該空気清浄機２０に
連続配置された温湿度調整装置２１と、温湿度調整装置
２１から排出された清浄化及び温湿度調整された空気を
防塵ボックス５に送気する送気用ホース２２とを備えて
構成される。
７に搭載され、空気清浄機２０と、該空気清浄機２０に
連続配置された温湿度調整装置２１と、温湿度調整装置
２１から排出された清浄化及び温湿度調整された空気を
防塵ボックス５に送気する送気用ホース２２とを備えて
構成される。
【００２０】この空調手段１９は、図４に示すように、
まず空気清浄機２０において外気を吸引し、この外気に
含まれる粉塵等を除去して空気を清浄化する。この清浄
化された空気を温湿度調整装置２１に送り込み、ステレ
オカメラ装置１２の良好な動作環境を確保するのに適し
た温度及び湿度となるように調整する。そして、この清
浄化及び温湿度調整された空気を送気用ホース２２を通
して防塵ボックス５内に送気し、排気口２３より排出さ
せる。
まず空気清浄機２０において外気を吸引し、この外気に
含まれる粉塵等を除去して空気を清浄化する。この清浄
化された空気を温湿度調整装置２１に送り込み、ステレ
オカメラ装置１２の良好な動作環境を確保するのに適し
た温度及び湿度となるように調整する。そして、この清
浄化及び温湿度調整された空気を送気用ホース２２を通
して防塵ボックス５内に送気し、排気口２３より排出さ
せる。
【００２１】これにより防塵ボックス５内は常にクリー
ン且つ好適な温度及び湿度管理が施され、粉塵が飛び交
い、高温多湿のトンネル内においても好適に粉塵を遮断
し、撮影ユニットが発する熱を内部にため込むことなく
好適な動作環境を確保する。
ン且つ好適な温度及び湿度管理が施され、粉塵が飛び交
い、高温多湿のトンネル内においても好適に粉塵を遮断
し、撮影ユニットが発する熱を内部にため込むことなく
好適な動作環境を確保する。
【００２２】吹付け制御部４は、図５に示すように、撮
影ユニットから送られるデータ解析を行うコンピュータ
２４を備えて構成され、吹付け装置６を搭載した台車７
上に設置されている。
影ユニットから送られるデータ解析を行うコンピュータ
２４を備えて構成され、吹付け装置６を搭載した台車７
上に設置されている。
【００２３】このコンピュータ２４に内蔵されたコンピ
ュータプログラムにより、撮影ユニット３の駆動モータ
１５を制御し、動作させて撮影ユニット３を所定角度に
向け、該所定角度の方向のトンネル内空断面のステレオ
撮影をさせたり、撮影ユニットにより撮影されたステレ
オ画像データを取り込み、ステレオ画像計測の原理に基
づき内空断面形状を計算するとともに、内空断面に基づ
き計画内空断面形状を算出させたりしている。また、コ
ンピュータプログラムにより計画内空断面形状のデータ
に基づき吹付け装置に吹付け作業を実行させる。
ュータプログラムにより、撮影ユニット３の駆動モータ
１５を制御し、動作させて撮影ユニット３を所定角度に
向け、該所定角度の方向のトンネル内空断面のステレオ
撮影をさせたり、撮影ユニットにより撮影されたステレ
オ画像データを取り込み、ステレオ画像計測の原理に基
づき内空断面形状を計算するとともに、内空断面に基づ
き計画内空断面形状を算出させたりしている。また、コ
ンピュータプログラムにより計画内空断面形状のデータ
に基づき吹付け装置に吹付け作業を実行させる。
【００２４】自動追尾型位置計測器１０は、台車７（又
は撮影ユニット３）の計測基点に対する絶対位置を計測
することができ、このデータをコンピュータ２４に出力
する。コンピュータ２４では、この位置データを基に次
に発破を仕掛ける位置等を算出することができるように
なる。
は撮影ユニット３）の計測基点に対する絶対位置を計測
することができ、このデータをコンピュータ２４に出力
する。コンピュータ２４では、この位置データを基に次
に発破を仕掛ける位置等を算出することができるように
なる。
【００２５】次に、上記の装置を用いた本発明に係るコ
ンクリートの吹付け管理方法について、図６に示すフロ
ーチャートを参照して説明する。
ンクリートの吹付け管理方法について、図６に示すフロ
ーチャートを参照して説明する。
【００２６】まず、図１に示すように、トンネル内の切
羽面８より稍手前、台車７の先端部分が露出した地山面
に係る位置まで台車７を搬入し（ステップ１０１）、撮
影ユニット３を伸縮手段９により、切羽面側に伸ばし、
防塵ボックス５の防塵扉１８，１８を開いて撮影準備を
整える。このとき、コンクリートの吹付け装置６のアー
ムを畳み、撮影の邪魔をしないようにしておく。
羽面８より稍手前、台車７の先端部分が露出した地山面
に係る位置まで台車７を搬入し（ステップ１０１）、撮
影ユニット３を伸縮手段９により、切羽面側に伸ばし、
防塵ボックス５の防塵扉１８，１８を開いて撮影準備を
整える。このとき、コンクリートの吹付け装置６のアー
ムを畳み、撮影の邪魔をしないようにしておく。
【００２７】次に、図７に示すように、所定角度（本実
施例の場合、３６°）毎に、即ちトンネル横断方向に分
割して、ステレオ撮影を行い（ステップ１０２、一次撮
影）、撮影したステレオ撮影データ（ＤＴＭデータ）及
び自動追尾型位置計測器１０で検出した位置データをコ
ンピュータ２４に送信する（ステップ１０３、１０
４）。
施例の場合、３６°）毎に、即ちトンネル横断方向に分
割して、ステレオ撮影を行い（ステップ１０２、一次撮
影）、撮影したステレオ撮影データ（ＤＴＭデータ）及
び自動追尾型位置計測器１０で検出した位置データをコ
ンピュータ２４に送信する（ステップ１０３、１０
４）。
【００２８】コンピュータ２４では、送信されたステレ
オ撮影データを基に、ステレオ画像計測の原理を用い
て、図８に示すように、対象面の３次元形状を計測し、
これをメッシュデータとしてコンピュータ付属のディス
プレイ装置２５に表示する（ステップ１０５）。
オ撮影データを基に、ステレオ画像計測の原理を用い
て、図８に示すように、対象面の３次元形状を計測し、
これをメッシュデータとしてコンピュータ付属のディス
プレイ装置２５に表示する（ステップ１０５）。
【００２９】そして、分割して計測された各々のメッシ
ュデータを隣同士で接合処理して（ステップ１０６）コ
ンクリート吹付け前のトンネルの内空断面２６形状を算
出する（ステップ１０７）。
ュデータを隣同士で接合処理して（ステップ１０６）コ
ンクリート吹付け前のトンネルの内空断面２６形状を算
出する（ステップ１０７）。
【００３０】次に、コンピュータによりこの内空断面形
状のデータを基に計画内空断面２７までの長さを算出し
（ステップ１０８）、この内空断面２６形状データ（コ
ンクリート吹付け前）及び計画内空断面２７データをコ
ンピュータに内蔵の記憶装置に一次保存する（ステップ
１０９）とともに、吹付け制御部４が計画内空断面デー
タに基づいて吹付け装置６にコンクリートの吹付けを行
わせる（ステップ１１０）。
状のデータを基に計画内空断面２７までの長さを算出し
（ステップ１０８）、この内空断面２６形状データ（コ
ンクリート吹付け前）及び計画内空断面２７データをコ
ンピュータに内蔵の記憶装置に一次保存する（ステップ
１０９）とともに、吹付け制御部４が計画内空断面デー
タに基づいて吹付け装置６にコンクリートの吹付けを行
わせる（ステップ１１０）。
【００３１】コンクリート吹付け作業中は、撮影ユニッ
ト３は、伸縮アーム９を縮めて収納され、防塵扉１８，
１８も閉鎖されている。
ト３は、伸縮アーム９を縮めて収納され、防塵扉１８，
１８も閉鎖されている。
【００３２】尚、ステップ１０５〜ステップ１１０まで
の一連の動作は、トンネル掘削作業の片づけ作業や段取
り替えを行う間にできてしまうため、解析時間待ちによ
るタイムロスがなく、トンネル施工が行える。
の一連の動作は、トンネル掘削作業の片づけ作業や段取
り替えを行う間にできてしまうため、解析時間待ちによ
るタイムロスがなく、トンネル施工が行える。
【００３３】コンクリートの吹付け作業が終了した後、
台車７を一次撮影の際と同様の場所に搬入し（ステップ
１１１）、前記のステップ１０２〜ステップ１０８まで
の動作と同様な作業を行い、コンクリート吹付け後のト
ンネルの内空断面形状を計算する（ステップ１１２）
（二次撮影〜接合処理）。
台車７を一次撮影の際と同様の場所に搬入し（ステップ
１１１）、前記のステップ１０２〜ステップ１０８まで
の動作と同様な作業を行い、コンクリート吹付け後のト
ンネルの内空断面形状を計算する（ステップ１１２）
（二次撮影〜接合処理）。
【００３４】次に、ステップ１０９において、一次保存
した内空断面形状データと、ステップ１１２において求
めたコンクリート吹付け後の内空断面２８とを比較し
（図９）、コンクリートの吹付け厚を算出し（ステップ
１１３）、また、一次保存した計画内空断面形状データ
と、コンクリート吹付け後の内空断面形状データとを比
較して、吹付け厚の過不足分を算出する（ステップ１１
４）。
した内空断面形状データと、ステップ１１２において求
めたコンクリート吹付け後の内空断面２８とを比較し
（図９）、コンクリートの吹付け厚を算出し（ステップ
１１３）、また、一次保存した計画内空断面形状データ
と、コンクリート吹付け後の内空断面形状データとを比
較して、吹付け厚の過不足分を算出する（ステップ１１
４）。
【００３５】そして、この過不足分データから計画内空
断面形状を修正し、修正した計画内空断面形状のデータ
を吹付け制御部４に出力し、吹付け装置６にコンクリー
トの吹付けを行わせる（ステップ１１５）。
断面形状を修正し、修正した計画内空断面形状のデータ
を吹付け制御部４に出力し、吹付け装置６にコンクリー
トの吹付けを行わせる（ステップ１１５）。
【００３６】以上の工程を繰り返し、トンネルの掘削作
業を進行する。
業を進行する。
【００３７】
【発明の効果】上述のように、本発明に係るコンクリー
トの吹付け管理方法は、複数のカメラを一定間隔を隔て
て固定してなるステレオカメラ装置を回動制御可能に備
えた撮影ユニットをトンネル内に搬入し、前記撮影ユニ
ットによりコンクリート吹付け前の内空断面を撮影し、
そのステレオ撮影データをコンピュータに入力してステ
レオ画像計測の原理により前記内空断面形状を計算した
後、該内空断面形状を基に計画内空断面を算出し、該計
画内空断面形状のデータを基にコンクリート吹付けを行
わせることにより、トンネル内空断面形状を客観的に把
握し、好適にコンクリートの吹付け作業及びコンクリー
ト厚を管理することができる。また、検査の人的要素が
排除され自動化が可能となる。更に、計画内空断面形状
を求める工程が、トンネル掘削作業の片づけ作業や段取
り替えを行う間にできてしまうため、解析時間待ちによ
るタイムロスがなく、好適にトンネル施工が行える。
トの吹付け管理方法は、複数のカメラを一定間隔を隔て
て固定してなるステレオカメラ装置を回動制御可能に備
えた撮影ユニットをトンネル内に搬入し、前記撮影ユニ
ットによりコンクリート吹付け前の内空断面を撮影し、
そのステレオ撮影データをコンピュータに入力してステ
レオ画像計測の原理により前記内空断面形状を計算した
後、該内空断面形状を基に計画内空断面を算出し、該計
画内空断面形状のデータを基にコンクリート吹付けを行
わせることにより、トンネル内空断面形状を客観的に把
握し、好適にコンクリートの吹付け作業及びコンクリー
ト厚を管理することができる。また、検査の人的要素が
排除され自動化が可能となる。更に、計画内空断面形状
を求める工程が、トンネル掘削作業の片づけ作業や段取
り替えを行う間にできてしまうため、解析時間待ちによ
るタイムロスがなく、好適にトンネル施工が行える。
【００３８】また、撮影ユニットは、吹付け装置が搭載
された台車に切羽面側に出し入れ自在に設置されること
により、吹付け作業時に跳ね返るコンクリートから撮影
ユニットを好適に保護することができる。
された台車に切羽面側に出し入れ自在に設置されること
により、吹付け作業時に跳ね返るコンクリートから撮影
ユニットを好適に保護することができる。
【００３９】トンネル内で切羽面より後退した位置に自
動追尾型位置計測器を設置し、前記自動追尾型位置計測
器により前記撮影ユニットの位置を検出してコンピュー
タに入力することにより、トンネル掘削の絶対的な位置
を把握することができ、次にどの位置に発破を仕掛けた
らよいかなどの掘削工程の管理が可能となる。
動追尾型位置計測器を設置し、前記自動追尾型位置計測
器により前記撮影ユニットの位置を検出してコンピュー
タに入力することにより、トンネル掘削の絶対的な位置
を把握することができ、次にどの位置に発破を仕掛けた
らよいかなどの掘削工程の管理が可能となる。
【００４０】計画内空断面形状のデータに基づいてコン
クリート吹付け作業を行った後に撮影ユニットをもって
吹付け後の内空断面を撮影し、該ステレオ撮影データを
コンピュータにより解析して吹付け後の内空断面形状を
計算した後、コンクリート吹付け前後における内空断面
形状を対比して吹付けコンクリート厚を算出するととも
に、前記吹付け後の内空断面形状と前記計画内空断面形
状とを対比してコンクリート吹付け厚の過不足量を算出
して、その過不足量データを基に前記計画内空断面形状
データを修正してコンクリート吹付けを行わせることに
より、コンクリート吹付け後の仕上げ面を客観的に把握
することができ好適に仕上げ作業を行うことができ、ま
た、仕上げ作業における人的要素を排除でき自動化が可
能となる。
クリート吹付け作業を行った後に撮影ユニットをもって
吹付け後の内空断面を撮影し、該ステレオ撮影データを
コンピュータにより解析して吹付け後の内空断面形状を
計算した後、コンクリート吹付け前後における内空断面
形状を対比して吹付けコンクリート厚を算出するととも
に、前記吹付け後の内空断面形状と前記計画内空断面形
状とを対比してコンクリート吹付け厚の過不足量を算出
して、その過不足量データを基に前記計画内空断面形状
データを修正してコンクリート吹付けを行わせることに
より、コンクリート吹付け後の仕上げ面を客観的に把握
することができ好適に仕上げ作業を行うことができ、ま
た、仕上げ作業における人的要素を排除でき自動化が可
能となる。
【００４１】また、本発明に係るコンクリートの吹付け
管理装置は、複数のカメラが一定間隔を隔てて固定され
たステレオカメラ装置と、該ステレオカメラ装置の撮影
姿勢を制御する撮影制御手段とを有する撮影ユニットを
備え、該撮影ユニットを吹付け装置が搭載された台車に
対して切羽方向に出し入れ自在に設置し、前記撮影ユニ
ットからのデータを解析するコンピュータを有する吹付
け制御手段をもって吹付け装置にコンクリートの吹付け
を行わせてなることにより、トンネル内空断面形状を客
観的に把握し、好適にコンクリートの吹付け作業及びコ
ンクリート厚を管理することができる。また、検査の人
的要素が排除され自動化が可能となる。更に、計画内空
断面形状を求める工程等が、トンネル掘削作業の片づけ
作業や段取り替えを行う間にできてしまうため、解析時
間待ちによるタイムロスがなく、好適にトンネル施工が
行える。
管理装置は、複数のカメラが一定間隔を隔てて固定され
たステレオカメラ装置と、該ステレオカメラ装置の撮影
姿勢を制御する撮影制御手段とを有する撮影ユニットを
備え、該撮影ユニットを吹付け装置が搭載された台車に
対して切羽方向に出し入れ自在に設置し、前記撮影ユニ
ットからのデータを解析するコンピュータを有する吹付
け制御手段をもって吹付け装置にコンクリートの吹付け
を行わせてなることにより、トンネル内空断面形状を客
観的に把握し、好適にコンクリートの吹付け作業及びコ
ンクリート厚を管理することができる。また、検査の人
的要素が排除され自動化が可能となる。更に、計画内空
断面形状を求める工程等が、トンネル掘削作業の片づけ
作業や段取り替えを行う間にできてしまうため、解析時
間待ちによるタイムロスがなく、好適にトンネル施工が
行える。
【００４２】撮影ユニットの位置を検出する自動追尾型
位置計測器を備えたことにより、トンネルの掘削位置を
把握することが可能となり、掘削工程の管理が可能とな
る。
位置計測器を備えたことにより、トンネルの掘削位置を
把握することが可能となり、掘削工程の管理が可能とな
る。
【００４３】撮影ユニットは、粉塵を遮断する箱状の防
塵ボックスに収納され、該防塵ボックスがステレオカメ
ラ装置の撮影可能範囲が遮断されないように開閉可能な
防塵扉を備えたことにより、デリケートな精密機械であ
る撮影ユニットを砂塵から好適に保護する一方で、撮影
時には、その撮影を邪魔しない。
塵ボックスに収納され、該防塵ボックスがステレオカメ
ラ装置の撮影可能範囲が遮断されないように開閉可能な
防塵扉を備えたことにより、デリケートな精密機械であ
る撮影ユニットを砂塵から好適に保護する一方で、撮影
時には、その撮影を邪魔しない。
【００４４】また、防塵ボックス内部の空気を清浄化す
るとともに該空気の温度及び湿度を調節する空調手段を
備えたことにより、コンクリート吹付けの跳ね返りによ
って発生する粉塵を好適に遮断し、高温多湿のトンネル
内においても撮影ユニットが発する熱を内部にため込む
ことなく好適な温度及び湿度に調整し、撮影ユニットの
良好な動作環境を確保する。
るとともに該空気の温度及び湿度を調節する空調手段を
備えたことにより、コンクリート吹付けの跳ね返りによ
って発生する粉塵を好適に遮断し、高温多湿のトンネル
内においても撮影ユニットが発する熱を内部にため込む
ことなく好適な温度及び湿度に調整し、撮影ユニットの
良好な動作環境を確保する。
【図１】本発明に係るコンクリートの吹付け管理装置の
実施の一例を示す概略図である。
実施の一例を示す概略図である。
【図２】（Ａ）は同上の撮影ユニットを示す正面図、
（Ｂ）は同側面図、（Ｃ）は同平面図である。
（Ｂ）は同側面図、（Ｃ）は同平面図である。
【図３】同上の撮影ユニットの収納状態を示す部分断面
図である。
図である。
【図４】図１中の空気調整手段の概略を示す斜視図であ
る。
る。
【図５】図１中の吹付け管理装置の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図６】本発明に係るコンクリートの吹付け管理方法を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【図７】ステレオ撮影の方法を示す横断面図である。
【図８】ステレオ撮影データより算出した内空断面のメ
ッシュモデルを示す斜視図である。
ッシュモデルを示す斜視図である。
【図９】コンクリート吹付け厚の過不足分を算出する方
法を示す部分拡大断面図である。
法を示す部分拡大断面図である。
１ 吹付け管理装置
２ トンネル
３ 撮影ユニット
４ 吹付け制御部
５ 防塵ボックス
６ 吹付け装置
７ 台車
８ 切羽面
９ 伸縮手段（伸縮アーム）
１０ 自動追尾型位置計測器
１１ デジタルカメラ
１２ ステレオカメラ装置
１３ 架台部
１４ 回動軸
１５ 駆動モータ
１６ ベース部
１７ 照明装置
１８ 防塵扉
１９ 空調手段
２０ 空気清浄機
２１ 温湿度調整装置
２２ 送気用ホース
２３ 排気口
２４ コンピュータ
２５ ディスプレイ装置
２６ 内空断面（コンクリート吹付け前）
２７ 計画内空断面
２８ 内空断面（コンクリート吹付け後）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０６Ｔ 1/00 ３１５ Ｇ０６Ｔ 1/00 ３１５ ５Ｃ０６１
Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｃ
7/18 7/18 Ｃ
13/00 13/00
(72)発明者 大森 禎敏
栃木県那須郡西那須野町四区町1534−１
五洋建設株式会社技術研究所内
Ｆターム(参考） 2D055 BA06 DA00 DB00 KA00 KC06
LA13
2H101 CC01 CC31 CC52 CC91
5B057 AA20 BA11 CA13 CB13 CB18
CH01 CH11 DA11 DA17 DB03
DC09 DC32 DC36
5C022 AA01 AB62 AB65 AC66
5C054 AA02 AA05 CF06 HA05
5C061 AB04 AB12
Claims (8)
- 【請求項１】複数のカメラを一定間隔を隔てて固定して
なるステレオカメラ装置を回動制御可能に備えた撮影ユ
ニットをトンネル内に搬入し、前記撮影ユニットにより
コンクリート吹付け前の内空断面を撮影し、そのステレ
オ撮影データをコンピュータに入力してステレオ画像計
測の原理により前記内空断面形状を計算した後、該内空
断面形状を基に計画内空断面を算出し、該計画内空断面
形状のデータを基にコンクリート吹付けを行わせること
を特徴としてなるコンクリートの吹付け管理方法。 - 【請求項２】撮影ユニットは、吹付け装置が搭載された
台車に切羽面側に出し入れ自在に設置される請求項１に
記載のコンクリートの吹付け管理方法。 - 【請求項３】トンネル内で切羽面より後退した位置に自
動追尾型位置計測器を設置し、前記自動追尾型位置計測
器により前記撮影ユニットの位置を検出してコンピュー
タに入力する請求項１又は２に記載のコンクリートの吹
付け管理方法。 - 【請求項４】計画内空断面形状のデータに基づいてコン
クリート吹付け作業を行った後に撮影ユニットをもって
吹付け後の内空断面を撮影し、該ステレオ撮影データを
コンピュータにより解析して吹付け後の内空断面形状を
計算した後、コンクリート吹付け前後における内空断面
形状を対比して吹付けコンクリート厚を算出するととも
に、前記吹付け後の内空断面形状と前記計画内空断面形
状とを対比してコンクリート吹付け厚の過不足量を算出
して、その過不足量データを基に前記計画内空断面形状
データを修正してコンクリート吹付けを行わせる請求項
１、２又は３に記載のコンクリートの吹付け管理方法。 - 【請求項５】複数のカメラが一定間隔を隔てて固定され
たステレオカメラ装置と、該ステレオカメラ装置の撮影
姿勢を制御する撮影制御手段とを有する撮影ユニットを
備え、該撮影ユニットを吹付け装置が搭載された台車に
対して切羽面方向に出し入れ自在に設置し、前記撮影ユ
ニットからのデータを解析するコンピュータを有する吹
付け制御手段をもって吹付け装置にコンクリートの吹付
けを行わせてなるコンクリートの吹付け管理装置。 - 【請求項６】撮影ユニットの位置を検出する自動追尾型
位置計測器を備えた請求項５に記載のコンクリートの吹
付け管理装置。 - 【請求項７】撮影ユニットは、粉塵を遮断する箱状の防
塵ボックスに収納され、該防塵ボックスがステレオカメ
ラ装置の撮影可能範囲が遮断されないように開閉可能な
防塵扉を備えた請求項５又は６に記載のコンクリートの
吹付け管理装置。 - 【請求項８】防塵ボックス内部の空気を清浄化するとと
もに該空気の温度及び湿度を調節する空調手段を備えた
請求項７に記載のコンクリートの吹付け管理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001201685A JP2003013699A (ja) | 2001-07-03 | 2001-07-03 | コンクリートの吹付け管理方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001201685A JP2003013699A (ja) | 2001-07-03 | 2001-07-03 | コンクリートの吹付け管理方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003013699A true JP2003013699A (ja) | 2003-01-15 |
Family
ID=19038604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001201685A Pending JP2003013699A (ja) | 2001-07-03 | 2001-07-03 | コンクリートの吹付け管理方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003013699A (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103277117A (zh) * | 2013-05-31 | 2013-09-04 | 中联重科股份有限公司 | 混凝土喷射机械手加入添加剂的控制方法和控制系统 |
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| KR20180107655A (ko) * | 2017-03-22 | 2018-10-02 | 에스엘 주식회사 | 굴삭기의 주변 감시 장치 |
| JP2019078662A (ja) * | 2017-10-25 | 2019-05-23 | 株式会社鴻池組 | 穿孔ナビゲーション装置 |
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-
2001
- 2001-07-03 JP JP2001201685A patent/JP2003013699A/ja active Pending
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