山岳トンネル工事における日常的な计测作业の省力化?安全性に贡献
お知らせ2024年02月05日
－内空変位计测の効率化を実现する『スマートプリズム』を开発－
当社は、山岳トンネル工事において容易に内空変位の计测作业が行える『スマートプリズム』を开発しました。スマートプリズムを活用することで、一般的なプリズムの取付け?取外しに伴う高所作业が不要となるため、作业の省力化や安全性が期待されます。
■背景
山岳トンネル工事では、トンネル掘削に伴う地山のゆるみや支保の妥当性を确认するために、日常的に内空変位计测を行い、地山の変形挙动を把握しています。计测作业では、トンネル壁面に设置された复数のプリズムの座标を测量し、初期値との差分から変位量等を把握します。
より正确な初期値の计测には、プリズムを切羽近傍に设置する必要がありますが、重机や発破による飞び石との接触によりプリズムの破损リスクが高まります。そのため、计测作业の度に高所作业によるプリズムの取付け?取外し作业が行われ、计测作业の効率性と安全性に问题がありました。
そこで、トンネル壁面にプリズムを挿入配备することで、プリズムの破损リスクを减らし、プリズムの取付け?取外し作业を不要とした『スマートプリズム』を开発しました（図1、２）。
■详细
スマートプリズムは、360°プリズムの送出?格纳机构を有する『プリズム伸缩装置』、プリズム伸缩装置を孔内に固定する『固定筒』とプリズムの远隔操作を行う『リモコン』の3つから构成されます（図３）
设置は、ドリルジャンボを用いて壁面に设置用の孔を削孔后、固定筒を孔内に挿入、さらに固定筒内にプリズム伸缩装置を挿入して固定します。
计测时には、设置したプリズム伸缩装置より360°プリズムをリモコンで送出します。计测后はリモコンで再びプリズム伸缩装置に格纳します（図4&濒迟;）。
本机器を活用することで日常的なプリズムの取付け?取外し作业が不要となり、计测作业にかかる时间や人员の削减、高所作业の低减が见込まれます。また、固定筒は、ロックボルト孔や検査孔と同様のφ45mmの孔に设置可能となっているため、ロックボルト工の平行作业として削孔?设置が可能であり、施工サイクルへの影响も少なくなります。各装置の详细は、以下になります。
プリズム伸缩装置は、アクチュエータにより、精度よく360°プリズムの送出と格纳を行います。そのため、远隔操作信号を通信する无线モジュールや长期间の稼働を可能とするバッテリが搭载されています。计测期间の终了后は、固定筒より取外し、再度充电や设定を行うことで、繰り返し使用可能です。
固定筒は、φ45mmの削岩ビットを用いて削孔された孔に挿入し、プリズム伸缩装置を固定する装置です。本装置は、プリズム伸缩装置のずれや抜け落ちを防止するための返し部、固定するための接続部、所定の深さで止めるための突出部があります。内侧には防水シートが贴付されており、涌水等が内侧へ浸入しにくい仕様となっています。
360°プリズムの格纳?送出の远隔操作を行います。通信距离は15m以上であるため、切羽から离れた安全な场所で操作可能であるとともに、高所作业が不要になります。
■今后の展开
开発したスマートプリズムは、当社施工中の山岳トンネル现场にて导入?検証中です。今后は実适用を通して、本システムの精度や耐久性、使用感等を継続的に改良してまいります。将来的には内空変位计测の自动化を目指し、山岳トンネル工事の无人化?自动化施工の実现に贡献していきます。
図1 スマートプリズムの概要
図2 内空変位计测における従来方法とスマートプリズムを用いた新方法の比较
図３ スマートプリズムの构成装置
図4 远隔操作状况