JPH03103595A - トンネル断面のマーキング方法 - Google Patents
トンネル断面のマーキング方法Info
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- JPH03103595A JPH03103595A JP23874889A JP23874889A JPH03103595A JP H03103595 A JPH03103595 A JP H03103595A JP 23874889 A JP23874889 A JP 23874889A JP 23874889 A JP23874889 A JP 23874889A JP H03103595 A JPH03103595 A JP H03103595A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000011378 shotcrete Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/003—Arrangement of measuring or indicating devices for use during driving of tunnels, e.g. for guiding machines
- E21D9/004—Arrangement of measuring or indicating devices for use during driving of tunnels, e.g. for guiding machines using light beams for direction or position control
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、トンネルを掘削する際、ある切羽断面におい
て発破孔などの多数の作業基準点をマーキングする方法
に関する。
て発破孔などの多数の作業基準点をマーキングする方法
に関する。
従来、トンネルを掘削する際の切羽断面へのマ一キング
は、側壁および天端に設置したレーザー発振器か、もし
くは下げ振りと水系を用いた見通しでトンネル中心およ
び側壁位置を決定し、支保工を建込み、トンネルの外周
形状を鋼製支保工の形状で決定する方法であった。
は、側壁および天端に設置したレーザー発振器か、もし
くは下げ振りと水系を用いた見通しでトンネル中心およ
び側壁位置を決定し、支保工を建込み、トンネルの外周
形状を鋼製支保工の形状で決定する方法であった。
また、近年ＮＡＴＭ工法の導入により鋼製支保工が無い
、吹き付けコンクリートとロックボルトによる一次支保
が多く採用されているが、その場合のマーキング方法を
第４図により説明する。
、吹き付けコンクリートとロックボルトによる一次支保
が多く採用されているが、その場合のマーキング方法を
第４図により説明する。
基本的には、従来の方法を採用しており、トンネル両側
壁に設置したレーザー発振器５からレーザー光３をトン
ネル方向と平行に投射させる。この時、トンネル中心点
の高さとレーザー発振器５の設置高さの相対量Δｈは計
測され、予め既知とされる。トンネル中心点は、切羽断
面ｌ８に投射された両側２点のレーザー光投射点を結び
、その２分割点Ｑの鉛直方向上に存在する。次に、２分
割点Ｑから、１・ンネル中心点の高さとレーザー発振器
５の設置高さの相対量のΔｈ分だけ、鉛直方向にシフト
する。このようにして決定されたトンネル中心点Ｓを中
心点とし、所定の長さの紐等を用いて、コンパスの原理
で一定の半径ｒをもって発破孔の作業基準点を順次マー
キングする方法により行っていた。
壁に設置したレーザー発振器５からレーザー光３をトン
ネル方向と平行に投射させる。この時、トンネル中心点
の高さとレーザー発振器５の設置高さの相対量Δｈは計
測され、予め既知とされる。トンネル中心点は、切羽断
面ｌ８に投射された両側２点のレーザー光投射点を結び
、その２分割点Ｑの鉛直方向上に存在する。次に、２分
割点Ｑから、１・ンネル中心点の高さとレーザー発振器
５の設置高さの相対量のΔｈ分だけ、鉛直方向にシフト
する。このようにして決定されたトンネル中心点Ｓを中
心点とし、所定の長さの紐等を用いて、コンパスの原理
で一定の半径ｒをもって発破孔の作業基準点を順次マー
キングする方法により行っていた。
しかし、上記従来の方法では次記のような問題点がある
。
。
レーザー光を利用して決定されたトンネル中心点Ｓから
所定の長さの紐等を用いて、同一半径上の作業基準点を
プロットする方浩のため、切羽断面の凹凸が激しい場合
、その凹凸に影響されて正確な円が描けなかったり、ト
ンネル形状が真円でない場合や外周円の中心が切羽面上
にない場合は、正確なトンネル中心点を原点とすること
ができないため、正確な作業基準点をマーキングするこ
とができなかった。また、トンネル線形が曲線である場
合には、第３図に示すように、レーザー光３は直進しか
できないため、切羽断面１８ではΔＳのずれ量が生じる
。したがって、曲線区間では掘削進行に合わせてマーキ
ング位置をΔＳだけシフトさせる必要があり、誤差の原
因となった。
所定の長さの紐等を用いて、同一半径上の作業基準点を
プロットする方浩のため、切羽断面の凹凸が激しい場合
、その凹凸に影響されて正確な円が描けなかったり、ト
ンネル形状が真円でない場合や外周円の中心が切羽面上
にない場合は、正確なトンネル中心点を原点とすること
ができないため、正確な作業基準点をマーキングするこ
とができなかった。また、トンネル線形が曲線である場
合には、第３図に示すように、レーザー光３は直進しか
できないため、切羽断面１８ではΔＳのずれ量が生じる
。したがって、曲線区間では掘削進行に合わせてマーキ
ング位置をΔＳだけシフトさせる必要があり、誤差の原
因となった。
そこで本発明は、切羽断面状態やトンネル形状に影響さ
れることなく、また、曲線区間においても同様に切羽断
面に正確な作業基準点をマーキングすることのできる方
法を提供することにある。
れることなく、また、曲線区間においても同様に切羽断
面に正確な作業基準点をマーキングすることのできる方
法を提供することにある。
上記課題を解決するために本発明は、レーザー発振器と
測角用光学器械とを、レーザー光と測角用光学器械の視
準望遠鏡の光軸とが平行になるように一体としたレーザ
ー光投射装置を、トンネル内の切羽断面の手前の任意の
位置に設置し、予めその設置位置を知った上で、計画ト
ンネル線形および計画トンネル断面形状に基づいて、現
切羽断面上に対して、作業基準点を順次レーザー光を投
射させてマーキングすることを特徴とするものである。
測角用光学器械とを、レーザー光と測角用光学器械の視
準望遠鏡の光軸とが平行になるように一体としたレーザ
ー光投射装置を、トンネル内の切羽断面の手前の任意の
位置に設置し、予めその設置位置を知った上で、計画ト
ンネル線形および計画トンネル断面形状に基づいて、現
切羽断面上に対して、作業基準点を順次レーザー光を投
射させてマーキングすることを特徴とするものである。
本発明の作用について第２図により説明する。
まず、レーザー光投射装置１は、トンネル切羽断面１８
にレーザー光３を照射できるトンネル切羽断面１８手前
の任意の位置に設置されるものとする。設置されたレー
ザー光投射装置ｌの座標Ｐ点（Ｘ．，Ｙ．．Ｚ．）は測
量により既知とされるものとする。また、トンネル内に
は別の既知の基準点Ｏ点（Ｘ１． Ｙ＋ ．Ｚ＋ ）が
測量により設けられるものとする。レーザー光投射装ａ
１からトンネル切羽断面ｌ８までの距離Ｌは後述の光波
測角測距儀６による測距等により、測定され既知とされ
るものとする。
にレーザー光３を照射できるトンネル切羽断面１８手前
の任意の位置に設置されるものとする。設置されたレー
ザー光投射装置ｌの座標Ｐ点（Ｘ．，Ｙ．．Ｚ．）は測
量により既知とされるものとする。また、トンネル内に
は別の既知の基準点Ｏ点（Ｘ１． Ｙ＋ ．Ｚ＋ ）が
測量により設けられるものとする。レーザー光投射装ａ
１からトンネル切羽断面ｌ８までの距離Ｌは後述の光波
測角測距儀６による測距等により、測定され既知とされ
るものとする。
一方、トンネル切羽断面１８上の作業基準点ａ〜ｂ−ｃ
〜・・・〜ｎの各点は計画トンネルの線形および計画ト
ンネル断面形状の条件より電子計算機等によってその座
標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が計算され既知とされるものとする。
〜・・・〜ｎの各点は計画トンネルの線形および計画ト
ンネル断面形状の条件より電子計算機等によってその座
標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が計算され既知とされるものとする。
いま仮にレーザー光３によってａ点を照射したいとすれ
ば、レーザー光投射装置１の設置点Ｐ点を基準としてＯ
点と結んだ線ＯＰとａ点を結んだ線ａＰとの水平角αと
鉛直角βをコンピューター等によって計算し、レーザー
光投射装置１によりＯ点を視準した後、水平にα、鉛直
にβの角度を振ることによってトンネル切羽断面ｌ８−
ヒの作業基準点ａ点を照射することができるのである。
ば、レーザー光投射装置１の設置点Ｐ点を基準としてＯ
点と結んだ線ＯＰとａ点を結んだ線ａＰとの水平角αと
鉛直角βをコンピューター等によって計算し、レーザー
光投射装置１によりＯ点を視準した後、水平にα、鉛直
にβの角度を振ることによってトンネル切羽断面ｌ８−
ヒの作業基準点ａ点を照射することができるのである。
次に、ｂ点を照射する場合は、ａ点を既知の基準点とす
ることによって、再度Ｏ点を視準することなく、能率的
に順次トンネル切羽断面ｌ８上の作業基準点を照射する
ことができるのである。
ることによって、再度Ｏ点を視準することなく、能率的
に順次トンネル切羽断面ｌ８上の作業基準点を照射する
ことができるのである。
つまり、本発明はレーザー光投射装置が、レーザー発振
器と測角用光学器械とを、レーザー光と測角用光学器械
の視準望遠鏡の光軸とが平行になるように一体とされて
いることによって、ある視準した基準点から正確に水平
方向と鉛直方向に所定の角度を振ることができ、また、
レーザー光によって、その視準した基準点から所定の角
度を振った後のポイントを照射することができるのであ
る。また、前記した水平方向と鉛直方向の所定の角度は
、レーザー光投射装置が設置された位置の座標と、別に
設けられた視準基準点の座標と、計画トンネル線形およ
び計画トンネル断面形状より求められた、あるトンネル
断面位置での作業基準点、すなわち、照射しようとする
ポイントの座標の３点が既知とされることにより幾何的
に求められるのである。
器と測角用光学器械とを、レーザー光と測角用光学器械
の視準望遠鏡の光軸とが平行になるように一体とされて
いることによって、ある視準した基準点から正確に水平
方向と鉛直方向に所定の角度を振ることができ、また、
レーザー光によって、その視準した基準点から所定の角
度を振った後のポイントを照射することができるのであ
る。また、前記した水平方向と鉛直方向の所定の角度は
、レーザー光投射装置が設置された位置の座標と、別に
設けられた視準基準点の座標と、計画トンネル線形およ
び計画トンネル断面形状より求められた、あるトンネル
断面位置での作業基準点、すなわち、照射しようとする
ポイントの座標の３点が既知とされることにより幾何的
に求められるのである。
以下、本発明を一実施例に基づいて第ｌ図により詳説す
る。
る。
レーザー発振器５は光波測角測距儀６の鏡筒部に搭載さ
れ、視準望遠鏡の光軸と平行にレーザー光３を照射でき
るようになっている。このレーザー光投射装置１によっ
て、距離測定、測角測定およびレーザー光投射が行える
ようになっている。
れ、視準望遠鏡の光軸と平行にレーザー光３を照射でき
るようになっている。このレーザー光投射装置１によっ
て、距離測定、測角測定およびレーザー光投射が行える
ようになっている。
７は高度微動駆動装置で、モータによってレーザー光投
射装置ｌの視準方向を水平および鉛直方向に自在に変え
ることができ、コントローラーｌ２によって制御される
。また、コントローラー１２の操作は操作盤９によって
遠隔操作ができるようになっている。１０は無線中継点
で、操作盤９と受信機１１の距離が１００ｍ以上の場合
に必要とされる。８は切羽断面ｌ８前部に置かれた光波
プリズムで、光波測角測距儀６より投光された光波４を
反射させるものであり、これにより光波測角測距儀６は
この反射された光波４を受光し、正確に切羽断面｛８ま
での距離を算出することができる。
射装置ｌの視準方向を水平および鉛直方向に自在に変え
ることができ、コントローラーｌ２によって制御される
。また、コントローラー１２の操作は操作盤９によって
遠隔操作ができるようになっている。１０は無線中継点
で、操作盤９と受信機１１の距離が１００ｍ以上の場合
に必要とされる。８は切羽断面ｌ８前部に置かれた光波
プリズムで、光波測角測距儀６より投光された光波４を
反射させるものであり、これにより光波測角測距儀６は
この反射された光波４を受光し、正確に切羽断面｛８ま
での距離を算出することができる。
光波測角測距儀６からの測距データは光波信号変換器ｌ
３で変換されコンピュター１６へ送信される。コンピュ
ーター１６には予め計画トンネル線形および計画トンネ
ル断面形状が入力されており、これらの諸条件によりト
ンネル切羽断面１８上の作業基準点の座標をトンネル円
周方向に１０度間隔で計算するようにプログラムされて
おり、また、同時に、レーザー光投射装置ｌを原点とし
た各座標間の構或角も計算されるようになっている。こ
のレーザー光投射装置１を原点とした各座標間の構成角
（以下、マーキングデータという）は、操作盤９の指示
によって順次コントローラー１２へ送られ、高度微動駆
動装置７を駆動させることによりトンネル切羽断面ｌ８
上に順次作業基準点のポイントを照射するようになって
いる。
３で変換されコンピュター１６へ送信される。コンピュ
ーター１６には予め計画トンネル線形および計画トンネ
ル断面形状が入力されており、これらの諸条件によりト
ンネル切羽断面１８上の作業基準点の座標をトンネル円
周方向に１０度間隔で計算するようにプログラムされて
おり、また、同時に、レーザー光投射装置ｌを原点とし
た各座標間の構或角も計算されるようになっている。こ
のレーザー光投射装置１を原点とした各座標間の構成角
（以下、マーキングデータという）は、操作盤９の指示
によって順次コントローラー１２へ送られ、高度微動駆
動装置７を駆動させることによりトンネル切羽断面ｌ８
上に順次作業基準点のポイントを照射するようになって
いる。
本発明によるトンネル断面マーキング方法によれば、曲
線区間においても第３図の破線に示すようにトンネル切
羽断面１８手前の任意の一点より作業基準点の全ての点
を直接レーザー光３で照射するため正確にマーキングす
ることができる。また、従来のマーキング方法では切羽
進行に伴い頻繁にレーザー発振器の盛り替えが必要であ
ったが、本発明方法によればレーザー光線の届く範囲で
はレーザー光投射装置１の盛り替えは必要がないためそ
の労力と時間を大幅に削減できる。
線区間においても第３図の破線に示すようにトンネル切
羽断面１８手前の任意の一点より作業基準点の全ての点
を直接レーザー光３で照射するため正確にマーキングす
ることができる。また、従来のマーキング方法では切羽
進行に伴い頻繁にレーザー発振器の盛り替えが必要であ
ったが、本発明方法によればレーザー光線の届く範囲で
はレーザー光投射装置１の盛り替えは必要がないためそ
の労力と時間を大幅に削減できる。
一方、レーザー光投射精度は、投射角度の計算誤差と機
械的な誤差の合計が３０秒以内に設定されており、レー
ザー光投射距離が２００ｍで、照射ポイントのずれ誤差
は±２０ｍｍ以内に押さえられている。
械的な誤差の合計が３０秒以内に設定されており、レー
ザー光投射距離が２００ｍで、照射ポイントのずれ誤差
は±２０ｍｍ以内に押さえられている。
以上、詳説したように本発明によって以下の効果を奏す
ることができる。
ることができる。
予め計算されたマーキングデータに基づいて、トンネル
切羽断面手前の任意の位置に設置されたレーザー光投射
装置によって、トンネル切羽断面上の全作業基準点が直
接照射されるため、凹凸の激しい切羽断面であっても、
トンネル形状が真円でない場合やトンネル外周円の中心
が切羽面上に無い場合であっても、またトンネル線形が
曲線であっても正確にマーキングすることができる。
切羽断面手前の任意の位置に設置されたレーザー光投射
装置によって、トンネル切羽断面上の全作業基準点が直
接照射されるため、凹凸の激しい切羽断面であっても、
トンネル形状が真円でない場合やトンネル外周円の中心
が切羽面上に無い場合であっても、またトンネル線形が
曲線であっても正確にマーキングすることができる。
本発明方法によってトンネル断面のマーキング行った場
合には上記のような正確なマーキングができるため、余
掘り・アタリを大幅に減少させることができ、経済的に
トンネル掘削をすることができる。
合には上記のような正確なマーキングができるため、余
掘り・アタリを大幅に減少させることができ、経済的に
トンネル掘削をすることができる。
第ｌ図は本発明の一実施例を示す図、第２図は本発明の
作用を説明する図、第３図は曲線区間における従来の方
法と本発明方法とを示す図、第４図はレーザー発振器を
使用した従来のマーキング方法を示した図である。 １・・・レーザー光投射装置 ２・・・ トンネル外周形状 ５・・・レーザー発振器、６・・・光波測角測距儀７・
・・高度微動駆動装置、８・・・光波プリズム９・・・
操作盤、１２・・・コントローラー１３・・・光波信号
変換器、１４・・・光波電源１５・・・レーザー電源 １６・・・コンピューター ｌ７・・・プリンターｌ８
・・・切羽断面 −６４１−
作用を説明する図、第３図は曲線区間における従来の方
法と本発明方法とを示す図、第４図はレーザー発振器を
使用した従来のマーキング方法を示した図である。 １・・・レーザー光投射装置 ２・・・ トンネル外周形状 ５・・・レーザー発振器、６・・・光波測角測距儀７・
・・高度微動駆動装置、８・・・光波プリズム９・・・
操作盤、１２・・・コントローラー１３・・・光波信号
変換器、１４・・・光波電源１５・・・レーザー電源 １６・・・コンピューター ｌ７・・・プリンターｌ８
・・・切羽断面 −６４１−
Claims (1)
- （１）レーザー発振器と測角用光学器械とを、レーザー
光と測角用光学器械の視準望遠鏡の光軸とが平行になる
ように一体としたレーザー光投射装置を、トンネル内の
切羽断面の手前の任意の位置に設置し、予めその設置位
置を知った上で、計画トンネル線形および計画トンネル
断面形状に基づいて、現切羽断面上に対して、作業基準
点を順次レーザー光を投射させてマーキングすることを
特徴とするトンネル断面のマーキング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1238748A JPH07103770B2 (ja) | 1989-09-14 | 1989-09-14 | トンネル断面のマーキング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1238748A JPH07103770B2 (ja) | 1989-09-14 | 1989-09-14 | トンネル断面のマーキング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03103595A true JPH03103595A (ja) | 1991-04-30 |
| JPH07103770B2 JPH07103770B2 (ja) | 1995-11-08 |
Family
ID=17034673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1238748A Expired - Lifetime JPH07103770B2 (ja) | 1989-09-14 | 1989-09-14 | トンネル断面のマーキング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07103770B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000088572A (ja) * | 1998-09-14 | 2000-03-31 | Ohbayashi Corp | トンネル用総合計測装置 |
| CN110345906A (zh) * | 2018-04-07 | 2019-10-18 | 张亚标 | 隧道拱顶下沉的实时标高测量方法及测量装置 |
| CN112114327A (zh) * | 2020-09-10 | 2020-12-22 | 西安科技大学 | 一种基于多传感器融合的煤矿巷道钻锚机器人精确定位方法及系统 |
| CN113090298A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-07-09 | 义煤集团宜阳义络煤业有限责任公司 | 一种大倾角三软煤层大断面锚网索联合支护方法及系统 |
| CN114492703A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-05-13 | 浙江大学台州研究院 | 一种基于路径规划导航的隧道定位方法、装置及打孔方法 |
| WO2025156006A1 (en) * | 2024-01-22 | 2025-07-31 | Hay Innovations and Technology Pty Ltd | Underground mining overbreak minimisation method and system |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004333216A (ja) * | 2003-05-02 | 2004-11-25 | Sokkia Co Ltd | トータルステーション |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5017265A (ja) * | 1973-05-11 | 1975-02-24 |
-
1989
- 1989-09-14 JP JP1238748A patent/JPH07103770B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5017265A (ja) * | 1973-05-11 | 1975-02-24 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000088572A (ja) * | 1998-09-14 | 2000-03-31 | Ohbayashi Corp | トンネル用総合計測装置 |
| CN110345906A (zh) * | 2018-04-07 | 2019-10-18 | 张亚标 | 隧道拱顶下沉的实时标高测量方法及测量装置 |
| CN112114327A (zh) * | 2020-09-10 | 2020-12-22 | 西安科技大学 | 一种基于多传感器融合的煤矿巷道钻锚机器人精确定位方法及系统 |
| CN112114327B (zh) * | 2020-09-10 | 2023-08-18 | 西安科技大学 | 一种基于多传感器融合的煤矿巷道钻锚机器人精确定位方法及系统 |
| CN113090298A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-07-09 | 义煤集团宜阳义络煤业有限责任公司 | 一种大倾角三软煤层大断面锚网索联合支护方法及系统 |
| CN114492703A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-05-13 | 浙江大学台州研究院 | 一种基于路径规划导航的隧道定位方法、装置及打孔方法 |
| CN114492703B (zh) * | 2022-01-12 | 2023-11-28 | 浙江大学台州研究院 | 一种基于路径规划导航的隧道定位方法、装置及打孔方法 |
| WO2025156006A1 (en) * | 2024-01-22 | 2025-07-31 | Hay Innovations and Technology Pty Ltd | Underground mining overbreak minimisation method and system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07103770B2 (ja) | 1995-11-08 |
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