JP2003147746A - 洗掘現象検知システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバ埋設の施工が簡単で、コストが安
い洗掘現象検知システムを提供する。 【解決手段】 河川堤体１４に埋設された光ファイバケ
ーブルの歪みを測定することによって洗掘現象を検知す
るシステムにおいて、洗掘現象により移動して前記光フ
ァイバケーブル１への歪み付与を促進するための重り
２，１０が前記光ファイバケーブル１に一体化されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、河川堤体の洗掘現
象を光ファイバで検知する洗掘現象検知システムに係
り、特に、光ファイバ埋設の施工が簡単で、コストが安
い洗掘現象検知システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】河川堤体の洗掘現象（堤防の崩壊）を検
知する従来の方法としては、現場で目視による監視を行
う方法や、崩壊等が予想される危険箇所に予めカメラを
設け、その画像により監視を行う方法が一般的である
が、近年、堤体の長さ方向の多地点を遠隔から監視でき
るシステムとして、光ファイバケーブルを利用した光フ
ァイバひずみセンサシステムが脚光を集めている。

【０００３】このシステムは、図５に示されるように、
検知対象となる堤体１４に埋設された光ファイバケーブ
ル１１及び重り１２と、光ファイバケーブル１１の一端
に接続された光ファイバ歪み分布測定装置１３とにより
構成される。

【０００４】光ファイバ歪み分布測定装置１３は、敷設
現場周辺に設けられた観測局舎内か、もしくは、既設の
河川施設内等に設置する。

【０００５】光ファイバ歪み分布測定装置１３は、光フ
ァイバケーブル１１に生じた歪みを検知して、堤防の崩
壊が生じた位置と、そのおおよその規模とを知る機能を
有する。

【０００６】図５のように、河川堤体に洗掘現象が起き
た場合、重り１２は、堤防の土砂の崩壊１５と共に移動
する。重り１２は、光ファイバケーブル１１に取り付け
られているので、光ファイバケーブル１１に歪みを加え
ることになる。従って、光ファイバ歪み分布測定装置１
３にて、遠隔より河川堤体１４の洗掘現象を検知するこ
とができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】目視による巡視等の監
視方法の場合、河川全体の一括監視は困難であり、ま
た、複数箇所の監視を行う場合、かなりの人手を要する
という問題がある。

【０００８】さらに、堤防の崩壊などが予想される場合
というのは、集中豪雨、台風などの悪天候時が多く、道
路の寸断等による交通混乱のため監視人員が監視箇所ま
で移動できない場合も多い。

【０００９】カメラによる監視方法の場合、河川堤体の
洗掘現象が予想される悪天候時、特に降雨、霧などで
は、視界が不良になる可能性が非常に高く、監視が不可
能となる場合が多い。そして、悪天候時などではカメラ
の故障、特に電源供給の故障が起きる可能性が高い。

【００１０】また、多点での監視には危険予想箇所に逐
一カメラを設置しなければならないため、費用が膨大に
なり、かつ一括集中監視という観点では、システムが複
雑になるという問題がある。加えて、カメラの映像が多
くなると、それをモニタする人員にも多大の負荷がかか
る。

【００１１】光ファイバケーブル１１を利用した図５の
システムでは、天候に左右されることなく、遠隔より多
点の洗掘現象を検知することができる。

【００１２】しかし、ある程度の質量の重り（５〜１０
ｋｇ程度）１２を数メートル毎に光ファイバケーブル１
１に取り付けていかなくてはならず、敷設長が長くなっ
た場合には、施工の時間、金額ともに膨大になってしま
うという問題がある。

【００１３】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、光ファイバ埋設の施工が簡単で、コストが安い洗掘
現象検知システムを提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、河川堤体に埋設された光ファイバケーブル
の歪みを測定することによって洗掘現象を検知するシス
テムにおいて、洗掘現象により移動して前記光ファイバ
ケーブルへの歪み付与を促進するための重りが前記光フ
ァイバケーブルに一体化されているものである。

【００１５】前記重りと一体化されたチューブが埋設さ
れ、このチューブの中に前記光ファイバケーブルが挿通
されていてもよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて詳述する。

【００１７】図１に示されるように、本発明に用いる重
り一体型光ファイバケーブル１は、重り２と光ファイバ
ケーブルを収納するためのチューブ３とを一体化してな
るアウターチューブ４と、チューブ３に通す光ファイバ
ケーブル（インナーケーブルとも言う）５とから構成さ
れている。図１に示した実施形態は、集中荷重方式と呼
ぶ。

【００１８】重り２は、比重の大きい金属、例えば、鉛
や真鍮などを材料とする。重り一体型光ファイバケーブ
ル１の長さ方向に、例えば、１ｍ毎に、数ｋｇから１０
ｋｇ程度の重量の重り２が取り付けられる。重り２の質
量や取付間隔などは、測定対象となる河川堤体の土壌性
状や法面の傾斜等の地形要因を考慮し、さらには予想さ
れる崩壊現象の規模・種類も考慮して最適なものを選択
する。

【００１９】本出願人の測定データによれば、河川高水
敷の洗掘現象検知には１〜３ｋｇ程度、堤防裏法尻の漏
水などによる法尻崩壊の検知には１〜１０ｋｇ程度が適
している。

【００２０】チューブ３は、屈曲性の良いポリエチレン
などの中空チューブである。

【００２１】アウターチューブ４は、チューブ３の外周
部に複数の重り２を長手方向に一定間隔で取り付けたも
のである。重り２によりマスが集中している集中荷重方
式であるが、重り２が離散的に配置されている点では分
散荷重方式とも言える。

【００２２】インナーケーブル５は、任意の光ファイバ
ケーブルでよいが、光ファイバ心線に対する防水性や耐
側圧性を考慮した構造のものが好ましい。その一例を図
２に示す。

【００２３】図２に示されるように、インナーケーブル
５は、１乃至複数本、ここでは６本の光ファイバ心線６
と引き裂き紐７とをナイロン製のジャケット８内に収容
し、そのジャケット８をポリエチレン製のシース９で覆
ったものである。

【００２４】インナーケーブル５は、空気圧送工法など
を用いてアウターチューブ４のチューブ３内に挿入され
る。挿入は、数百ｍ〜数ｋｍ間隔で行うことができる。

【００２５】アウターチューブ４とインナーケーブル５
とは、長手方向に一定間隔で接着される構造になってお
り、アウターチューブ４内でインナーケーブル５が滑ら
ないようになっている。具体的には、数ｍ間隔でアウタ
ーチューブ４をかしめてインナーケーブル５を挟み込
み、アウターチューブ４とインナーケーブル５とを互い
に固定する。１６は、そのかしめ部である。これによ
り、アウターチューブ４とインナーケーブル５との滑り
（ずれ）をなくし、土砂の移動に伴う重り２の移動が生
じた場合に、光ファイバケーブルの歪み感度が損なわれ
ないようになっている。

【００２６】本発明では、荷重が光ファイバケーブルの
長手方向に一様に分布している分布荷重方式も可能であ
る。

【００２７】図３に示した重り一体型光ファイバケーブ
ル１は、分布荷重方式のもので、螺旋状重り１０と、前
述したのと同様のチューブ３と、前述したのと同様のイ
ンナーケーブル５とから構成されている。

【００２８】螺旋状重り１０は、１ｍ当たりの質量が５
ｋｇ程度であり、チューブ３の外周に所定のピッチで取
り付けられている。螺旋状重り１０の材料には、ステン
レスが適している。

【００２９】このように重りを螺旋状に取り付けている
ので、重り一体型光ファイバケーブル１の屈曲性、伸縮
性が損なわれない。

【００３０】次に、図１又は図３の重り一体型光ファイ
バケーブル１を用いた洗掘現象検知システムを説明す
る。

【００３１】図４に示されるように、本発明に係る洗掘
現象検知システムは、検知対象となる河川堤体１４に埋
設された重り一体型光ファイバケーブル１と、その重り
一体型光ファイバケーブル１の一端に接続された光ファ
イバ歪み分布測定装置１３とにより構成される。

【００３２】光ファイバ歪み分布測定装置１３は、光フ
ァイバ心線を通過する光を受光することにより、その強
度の時間的変化から重り一体型光ファイバケーブル１に
生じた歪みの分布を検知して、堤防の崩壊１５が生じた
位置と、そのおおよその規模とを知る機能を有する。

【００３３】重り一体型光ファイバケーブル１の敷設の
手順を説明する。

【００３４】まず、堤防裏法尻や高水敷などの監視した
い場所を掘削し、アウターチューブ４を敷設ルートに沿
って埋設する。その後、アウターチューブ４のチューブ
３内にインナーケーブル５を挿入する。さらに、アウタ
ーチューブ４を一定間隔でかしめることにより、アウタ
ーチューブ４とインナーケーブル５とを互いに固定す
る。これで、重り一体型光ファイバケーブル１は、堤防
の歪みを測定するセンサケーブルとしての機能を得る。
その後、センサケーブルの上部を土盛りし、転圧して埋
め戻す。

【００３５】重り一体型光ファイバケーブル１を用いる
ことにより、重い重り１２を数メートル毎に光ファイバ
ケーブル１１に取り付ける従来の作業が不要になるた
め、敷設長が長くても施工が簡単で、コストを抑えるこ
とができる。

【００３６】

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。

【００３７】（１）重りが光ファイバケーブルに一体化
されているので、敷設時に単体の重りを取り付ける工程
がなく、施工が簡単で、コストが安くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いる重り一体型光ファイバケーブル
の構造図である。

【図２】本発明に用いるインナーケーブルの断面図であ
る。

【図３】本発明に用いる重り一体型光ファイバケーブル
の別の構造図である。

【図４】本発明の洗掘現象検知システムの構成図であ
る。

【図５】従来の洗掘現象検知システムの構成図である。

【符号の説明】

１ 重り一体型光ファイバケーブル ２、１０ 重り ３ チューブ ４ アウターチューブ ５ インナーケーブル ６ 光ファイバ心線 １３ 光ファイバ歪み分布測定装置 １４ 河川堤体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2D018 AA00 2F076 BA16 BB09 BD01 BD06 BE01 2H038 AA03

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 河川堤体に埋設された光ファイバケーブ
   ルの歪みを測定することによって洗掘現象を検知するシ
   ステムにおいて、洗掘現象により移動して前記光ファイ
   バケーブルへの歪み付与を促進するための重りが前記光
   ファイバケーブルに一体化されていることを特徴とする
   洗掘現象検知システム。
2. 【請求項２】 前記重りと一体化されたチューブが埋設
   され、このチューブの中に前記光ファイバケーブルが挿
   通されていることを特徴とする請求項１記載の洗掘現象
   検知システム。