JP2016008399A - 切羽面監視方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ距離計によって切羽面までの距離を計測できる範囲を広げ、盛替えの頻度を容易に軽減できる切羽面監視方法を提供する。【解決手段】トンネル１の坑内Ａに設置されたレーザ距離計３によって切羽面５の押し出し量を監視する切羽面監視方法であって、レーザ距離計３によって、切羽面５までの距離を計測する切羽面測定工程と、繰り返し実行される切羽面進行工程による切羽面５の進行によってレーザ距離計３から切羽面５までの距離が離れ、レーザ距離計３での計測距離の精度が不十分である場合に、レーザ距離計３を取り外して、切羽面５に近い位置に再設置する盛替え工程と、を備え、盛替え工程にてレーザ距離計３を再設置した際にはレーザ距離計３にＮＤフィルター３１を装着してレーザ光Ｌまたは反射光Ｒを減光し、切羽面５の進行の結果、距離の計測に減光不要と判断される場合には、ＮＤフィルター３１を計測器から取り外すことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、トンネルの切羽面の押し出し量を監視するための監視方法に関する。

トンネル施工の際には、地盤の掘削、土砂や土岩の搬出（ズリ出し）を行って切羽面を形成し、更に、切羽面に吹付コンクリートの一次吹き付けを行う。その後、支保工の建て込み、二次吹付け、ロックボルトの設置等を行って一連の工程が終了し、この一連の工程を繰り返し実行することで坑道を形成する。

上記の一連の工程（１サイクル）には、最低でも４時間は必要とされ、その約半分の時間は、切羽面に一次吹き付けを行った後の工程、つまり、支保工の建て込み、二次吹付け、ロックボルトの設置等の工程に割かれる。したがって、これらの後半の工程は、全体の工程のなかでも多くの時間を要する重要な工程であり、長時間の、その重要な工程を、安全に、且つ確実に実行するためにも、切羽面の崩落の監視は重要である。そのため、従来からレーザ距離計を用いて切羽面までの距離（押し出し量）を随時計測し、押し出し量の変位に応じて崩落の予測を行う監視方法が行われていた（特許文献１参照）。

レーザ距離計を用いて切羽面までの距離を計測する場合、まずはトンネルの天端に設置した台にレーザ距離計を設置し、そこから切羽面にレーザ光を照射して、その距離をリアルタイム（例えば、１秒〜１分程度の計測ピッチ）で測定する。その際、計測した距離の変位を割り出すことで切羽面の押し出し量の変位を割りだす。しかしながら、切羽面の進行に伴い、レーザ距離計から切羽面までの距離が離れて、レーザ距離計での計測限界に達してしまうと、最早、信頼性の高い計測はできなくなるため、トンネルの天端に設置した台を取り外し、より切羽面に近い天端に台を再設置する必要がある。この作業は、盛替えと呼ばれている。

特開２００５−３３１３６３号公報

しかしながら、この盛替えは、非常に手間を要する作業であり、できるだけ盛替えの頻度を少なくしたいところであったが、実際には、安全面にも配慮する必要があって、盛替えの頻度を軽減することはかなり難しかった。

本発明は、以上の課題を解決することを目的としており、レーザ距離計によって切羽面までの距離を計測できる範囲を広げ、盛替えの頻度を容易に軽減できる切羽面監視方法を提供することを目的とする。

本発明は、トンネルの坑内に設置された計測器により、トンネルの切羽面にレーザ光を照射し、切羽面からの反射光を捕捉して切羽面までの距離を計測し、計測した距離に基づいて切羽面の押し出し量を監視する切羽面監視方法であって、切羽面を掘削すると共に、掘削で生じた土岩を除去して切羽面を進行させる切羽面進行工程と、計測器によって、切羽面までの距離を計測する切羽面測定工程と、繰り返し実行される切羽面進行工程による切羽面の進行の結果、計測器から切羽面までの距離が離れ、計測器で計測される距離の精度が不十分であると判断される場合に、計測器を取り外して、切羽面に近い位置に再設置する盛替え工程と、を備え、盛替え工程にて計測器を再設置した際には計測器にＮＤフィルターを装着してレーザ光、及び反射光の少なくとも一方を減光し、切羽面の進行の結果、距離の計測に減光不要と判断される場合には、ＮＤフィルターを計測器から取り外すことを特徴とする。

従来のいわゆるレーザ距離計では、切羽面に近づけ過ぎてしまうと、反射光の光量が多すぎて計測不能となり、従って、切羽面からは、ある程度遠ざける必要がある。一方で、切羽面が進行して離れ過ぎると計測不能になるため、どうしても計測可能な範囲は限られてくる。一方で、本発明では、盛替え工程にて計測器を再設置した際には計測器にＮＤフィルターを装着してレーザ光、及び反射光の少なくとも一方を減光するので、反射光の光量が多すぎるという影響を排除でき、計測器をできるだけ切羽面に近づけることができる。更に、切羽面が進行して減光不要と判断される場合には、ＮＤフィルターを計測器から取り外すだけで継続しての計測が可能になる。したがって、計測器によって計測できる切羽面までの距離を広げることができ、盛替えの頻度を容易に軽減できて盛替えに要する作業量を大幅に軽減できる。その結果、全体工程の短縮にも貢献できる。

また、切羽面進行工程によって形成された切羽面上に吹付コンクリートを施工する一次支保工程を行い、一次支保工程の後で、切羽面上のレーザ光の照射目標位置に、吹付コンクリートよりも反射率が高いターゲット部を設置すると好適である。切羽面上に吹付コンクリートを施工することで、切羽面上は凹凸になり、反射効率が低下する。そのため、ターゲット部をレーザ光の照射目標位置に設置することで、反射光の光量を増すことができ、計測器によって計測できる距離を広げるのに有効である。

また、盛替え工程において、計測器で計測される距離の精度が不十分であると判断される場合とは、少なくとも、計測器で計測される距離の振れ幅が所定の閾値を超えた場合、計測器で捕捉される反射光の光量が所定の閾値未満となった場合、及び計測器で計測される距離が予め設定した距離に到達した場合のいずれか一つであると好適である。盛替えを必要とする時期を客観的な指標によって判断でき、計測精度の低下防止に有効である。

また、計測器にＮＤフィルターを装着した後、距離の計測に減光不要と判断される場合とは、少なくとも、計測器で計測される距離の振れ幅が所定の閾値を超えた場合、計測器で捕捉される反射光の光量が所定の閾値未満となった場合、及び計測器で計測される距離が予め設定した距離に到達した場合のいずれか一つであると好適である。ＮＤフィルターを取り外す時期を客観的な指標によって判断でき、計測精度の低下防止に有効である。

また、盛替え工程において、計測器を再設置する際の切羽面に近い位置とは、切羽面進行工程に支障を来さず、且つ計測器の破損を防ぐことができると認められる適正距離であると好適である。切羽面進行工程に支障を来さず、且つ計測器の破損を防ぐことができるので、作業に支障を来す虞が無い位置まで安心して計測器を接近させることができる。

また、上記の適正距離とは、切羽面からの距離が１０ｍ以上、且つ２０ｍ未満であると好適である。この距離であれば、切羽面進行工程に支障を来さず、且つ計測器の破損を防ぐことができると認められるからである。

本発明によれば、計測器によって切羽面までの距離を計測できる範囲を広げ、盛替えの頻度を容易に軽減できる。

本発明の実施形態に係る切羽面監視方法の盛替え工程、及び切羽面測定工程を簡易的に示す斜視図である。 本実施形態に係るレーザ距離計を模式的に示し、盛替え工程直後の切羽面測定工程を示す説明図である。 本実施形態に係るレーザ距離計を模式的に示し、ＮＤフィルターをレーザ距離計から取り外した後の切羽面測定工程を示す説明図である。 地山を掘削してトンネルを形成する際に繰り返し実行される前半の工程を模式的に示しており、（ａ）は掘削工程を示す断面図、（ｂ）はズリ出し工程を示す断面図、（ｃ）は１次支保工程を示す断面図である。 地山を掘削してトンネルを形成する際に繰り返し実行される後半の工程を模式的に示しており、（ａ）は坑内に鋼製支保工を設置している工程を示す断面図であり、（ｂ）は二次支保工程を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る切羽面監視方法の切羽面測定工程及び盛替え工程を模式的に示す断面図であり、（ａ）はＮＤフィルターを装着したレーザ距離計によって切羽面までの距離を測定している状態を示す断面図であり、（ｂ）はレーザ距離計からＮＤフィルターを取り外して切羽面までの距離を計測している状態を示す断面図であり、（ｃ）は盛替え工程を実施している状態を示す断面図である。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。

山岳トンネル工事では、作業員が切羽面に近い位置で作業するため、安全管理上、常に切羽面の状況を監視し、地山の目に見えない微妙な変位、つまり切羽面の押し出し量を監視して切羽面の崩落予測をすることは非常に重要である。

切羽面の押し出し量を監視するため、本実施形態では高精度のレーザ距離計を利用している。最初に、図面を参照してレーザ距離計について説明する。

図１、図２及び図３に示されるように、坑内Ａの天端には、レーザ距離計（計測器）３が設置される設置台２が取り付けられている。レーザ距離計３は、レーザ光Ｌの照射方向が、切羽面５側を向くように設置台２に設置される。レーザ距離計３（図２、図３参照）は、レーザダイオードを有して切羽面５の照射目標位置Ｍにレーザ光Ｌを照射する照射部３ａと、切羽面５の照射目標位置Ｍで反射した反射光Ｒを受光する受光素子を有する受光部３ｂと、照射部３ａからのレーザ光Ｌの照射を制御するとともに、受光部３ｂでの反射光Ｒの捕捉を監視する制御演算部３ｃと、を備えている。なお、本実施形態では、照射目標位置Ｍに反射板（ターゲット部）Ｔを設置しており、受光部３ｂでは、反射板Ｔで反射した反射光Ｒを捕捉している。

制御演算部３ｃは、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭなどが実装された制御基板やメモリ及び各種制御信号の送受信を行う通信モジュールなどを備えており、制御基板が所定のプログラムに従って動作処理を行うことにより、各種機能を実現する。

具体的に説明すると、制御演算部３ｃは、照射部３ａを制御して一定間隔（例えば、１秒〜１分程度）でレーザ光Ｌを照射させる（レーザ光照射機能）。さらに、各回のレーザ光Ｌの照射から反射光Ｒの到達までの時間差を割りだし、その結果、各回におけるレーザ距離計３から切羽面５までの距離を演算する（演算機能）。また、制御演算部３ｃは、演算結果としての距離データを表示装置４に送信する（送信機能）。なお、レーザ光Ｌを一定間隔で照射するタイミングは、監視の精度を高めるために数秒が好ましいが、数分であってもよい。

レーザ距離計３には、減光ユニット３０が着脱自在に装着される。減光ユニット３０は、ＮＤフィルター３１を備えている。ＮＤフィルター３１は、照射部３ａから照射されるレーザ光Ｌ及び反射板Ｔ（照射目標位置Ｍ）で反射した反射光Ｒの少なくとも一方を減光させる。例えば、減光ユニット３０の装着により、ＮＤフィルター３１が照射部３ａに対面するように設置された場合には、照射部３ａから照射されたレーザ光Ｌは減光して切羽面５の反射板Ｔに照射される。また、ＮＤフィルター３１が受光部３ｂに対面するように設置された場合には、反射光Ｒは減光して受光部３ｂに到達する。

表示装置４では、レーザ距離計３から送信された距離データに基づき、時間の経過に対する距離の変化、つまり切羽面５の押し出し量を出力する。表示装置４は、例えば、所定のソフトウェアを実装したＰＣやモニタなどである。表示装置４では、押し出し量の変位の振れを監視しており、押し出し量の変位の振れが所定の値を超え、その傾向が崩落の可能性を示唆する程大きくなると、例えば、警報を鳴らすなどの注意喚起を図る。なお、崩落予測のための評価の基準となる所定の値は地山の性状によって異なる。しかしながら、安全側の厳しい基準値を規定して共通化することも可能である。また、表示装置４を設けることなく、代わりにレーザ距離計３において崩落予測を行う仕様とすることも可能である。

次に、図４、及び図５を参照し、地山を掘削してトンネル１を形成する工程を説明しながら、本実施形態に係る切羽面監視方法を説明する。

図４、及び図５は、トンネル１を形成している途中の工程を示している。トンネル１の坑内Ａには、既に鋼製支保工１１が設置されており、更に、坑壁１ａには二次吹付コンクリートＣｂが吹き付けられている。また、トンネル１には、坑口Ｍａから坑内Ａに向かって送風管１２が設置されており、坑内Ａは、適宜に風が送り込まれている。

トンネル１の最奥となる切羽面５には、火薬Ｂを設置するための削孔が行われる。削孔によって形成された穴には火薬Ｂが設置され、発破が行われて掘削工程が実行される（図４（ａ）参照）。次に、掘削工程によって生じた土岩Ｄを除去するズリだし工程が実行される（図４（ｂ）参照）。掘削工程、及びズリだし工程は、切羽面進行工程である。

なお、本実施形態では、掘削工程として発破掘削を例示するが、ブレーカーやロードヘッダーなどを用いて掘削する機械掘削であっても良い。なお、機械掘削によって形成される切羽面５の方が、発破掘削によって形成される切羽面５に比べ、押し出し量を監視する必要性が高い場合もある。

次に、切羽面進行工程によって形成された新たな切羽面５、及びその周囲の坑壁１ａに対し、一次吹付コンクリートＣａを施工する一次支保工程を実行する（図４（ｃ）参照）。なお、一次支保工程の後で、切羽面５上のレーザ光Ｌの照射目標位置Ｍに、一次吹付コンクリートよりも反射率が高い反射板（ターゲット部）Ｔを設置する。なお、切羽面５からの反射光Ｒによって押し出し量監視のための十分なデータを取得可能な場合には、反射板Ｔを省略する事も可能である。

反射板Ｔの設置後、また、反射板Ｔを省略した場合には一次吹付コンクリートＣａの吹き付け後、切羽面測定工程を開始する（図３参照）。切羽面測定工程を開始すると、レーザ距離計３から反射板Ｔにレーザ光Ｌを照射し、反射板Ｔで反射した反射光Ｒを捕捉して反射板Ｔまでの距離を計測する。その後、切羽面測定工程は、後続の工程が実行されている間継続し、例えば、切羽面進行工程の掘削工程の前まで継続して切羽面５の押し出し量を測定する。

切羽面測定工程を行って切羽面５の押し出し量を監視しながら、トンネル１の坑内Ａでは、既に設置されている鋼製支保工１１の切羽面５寄りに並んで鋼製支保工１１の建て込みを行う（図５（ａ）参照）。更に、坑壁１ａに二次吹付コンクリートＣｂを吹き付け、ロックボルトを打設する二次支保工程を実行する（図５（ｂ）参照）。

以上の切羽面進行工程、一次支保工程、二次支保工程を繰り返し実行することで切羽面５を進行させ、また、繰り返し実行される切羽面進行工程の間、例えば、二次支保工程を実施している際中には、継続して切羽面測定工程を実施することで切羽面５の押し出し量を監視する。

なお、掘削パターンには、いくつかの態様があり、例えば、全断面掘削の場合には、上半施工の後に下半施工を行う。上半施工では、上半掘削、上半一次吹付け（一次吹付コンクリートの施工）、上半鋼製支保工の建て込み、上半二次吹付け（二次吹付コンクリートの施工）、上半ロックボルトの打設を行う。また、下半施工では、下半掘削、下半一次吹付け（一次吹付コンクリートの施工）、下半鋼製支保工の建て込み、下半二次吹付け（二次吹付コンクリートの施工）、下半ロックボルトの打設を行う。そして、上半施工における上半一次吹付けの後で切羽面測定工程を開始したり、上半一次吹付けの後で反射板を設置して切羽面測定工程を開始したりすることができる。

また、ＡＧＦ工法などの補助工法が入る場合には、切羽面の進行が止まっているので、その間、切羽面測定工程を繰り返し実行し、押し出し量を監視することができる。また、長期の休みや週末なども同様に切羽面の進行が止まっているので、その間、切羽面測定工程を繰り返し実行し、押し出し量を監視することができる。

次に図６を参照して盛替え工程と切羽面測定工程との関係について説明する。切羽面５の進行によってレーザ距離計３と切羽面５との距離が、例えば４０ｍ以上まで離れると（図６（ｃ）参照）、レーザ距離計３による計測が不安定になる。その結果、計測距離の精度が不十分になったと判断されるので、盛替え工程を実施してレーザ距離計３を切羽面５に近い位置まで移動して再設置する。

なお、レーザ距離計３での計測距離の精度が不十分であると判断される場合とは、例えば、レーザ距離計３によって繰り返し計測される切羽面５までの距離の振れ幅が大きくなり、その振れ幅が信頼性評価の基準として規定した所定の閾値を超えてしまう場合や、レーザ距離計３の受光部３ｂで捕捉される反射光Ｒの光量が、精度保持に必要とされる所定の閾値未満となってしまう場合などである。また、レーザ距離計３の性能上、あるいは経験的に、計測精度が不十分になる距離が解っている場合には、この距離を予め設定しておき、この距離に到達した場合に計測距離の精度が不十分であると判断することもできる。上記の各場合において計測距離の精度が不十分であると判断することで、盛替えを必要とする時期を客観的な指標によって判断でき、計測精度の低下防止に有効である。

本実施形態に係るレーザ距離計３は、減光ユニット３０を装着しない状態で、例えば、７０ｍ程度までの距離を精度良く計測できる仕様になっている。一方で、レーザ距離計３と切羽面５までの距離が２０ｍ未満まで近づくと、今度は、照射されるレーザ光Ｌの光量が多すぎ、その結果、受光部３ｂで捕捉される反射光Ｒの光量が多過ぎて計測が不安定になってしまう。そのため、本実施形態では、盛替え工程によってレーザ距離計３を切羽面５に近づける際、レーザ距離計３に減光ユニット３０を装着し、受光部３ｂで捕捉される反射光Ｒの光量が適切となる程度に減光させる。

ＮＤフィルター３１を備えた減光ユニット３０をレーザ距離計３に装着することで、レーザ距離計３を１０ｍ未満にまで接近させて再設置できる。しかしながら、レーザ距離計３を１０ｍ未満にまで接近させると、今度は、掘削工程やズル出し工程などの切羽面進行工程に支障を来す虞があり、また、レーザ距離計３の破損を招く可能性がある。そこで、本実施形態では、切羽面５に接近させて再設置する適正距離Ｅを切羽面５から１０ｍ以上、２０ｍ未満の範囲としている。切羽面５までの距離が１０ｍ以上になると、切羽面進行工程に支障を来さず、且つレーザ距離計３の破損を防ぐことができる。また、２０ｍ未満であれば、盛替えの頻度を減らす意味で有効である。

切羽面進行工程を繰り返し実行し（図６（ａ）参照）、レーザ距離計３と切羽面５との距離が、例えば２０ｍ以上まで離れると（図６（ｂ）参照）、逆にレーザ距離計３による計測精度が不安定になる。その結果、距離の計測に減光不要と判断されるので、レーザ距離計３から減光ユニット３０を取り外す。

なお、距離の計測に減光不要と判断される場合とは、例えば、レーザ距離計３によって繰り返し計測される切羽面５までの距離の振れ幅が大きくなり、その振れ幅が減光不要を判断するための基準として規定した所定の閾値を超えてしまう場合や、レーザ距離計３の受光部３ｂで捕捉される反射光Ｒの光量が、精度保持に必要とされる所定の閾値未満となってしまう場合などである。また、レーザ距離計３の性能上、あるいは経験的に、計測精度が不十分になる距離が解っている場合には、この距離を予め設定しておき、この距離に到達した場合に距離の計測に減光不要と判断することもできる。上記の各場合において距離の計測に減光不要と判断することで、ＮＤフィルター３１を取り外す時期を客観的な指標によって判断でき、計測精度の低下防止に有効である。

その後、切羽面進行工程を繰り返し実行し（図６（ｃ）参照）、レーザ距離計３と切羽面５との距離が、例えば７０ｍ以上まで離れると、上述同様に盛替え工程を実施し、レーザ距離計３に減光ユニット３０を装着して適正距離Ｅまで移動させる。

本実施形態に係る切羽面監視方法では、盛替え工程にてレーザ距離計３を再設置した際にはレーザ距離計３にＮＤフィルター３１を装着してレーザ光Ｌ、及び反射光Ｒの少なくとも一方を減光するので、反射光Ｒの光量が多すぎるという影響を排除でき、レーザ距離計３をできるだけ切羽面５に近づけることができる。更に、切羽面５が進行して減光不要と判断される場合には、ＮＤフィルター３１をレーザ距離計３から取り外すだけで継続しての計測が可能になる。したがって、レーザ距離計３によって計測できる切羽面５までの距離を広げることができ、盛替えの頻度を容易に軽減できて盛替えに要する作業量を大幅に軽減できる。その結果、全体工程の短縮にも貢献できる。

なお、本実施形態では、坑壁１ａの天端にレーザ距離計３を設置しており、側壁に設ける場合に比べ、坑内Ａの建設機械にレーザ光Ｌの照射を遮られる回数を減らすことができ、計測そのものに支障来す虞が少ない。

なお、切羽面５には、一次吹付コンクリートＣａが施工されており、切羽面５には、かなりの凹凸が存在する。つまり、切羽面５にレーザ光Ｌを照射した場合には反射光Ｒが拡散してしまい、レーザ距離計３で捕捉できる反射光Ｒの光量が小さくなる。そこで、切羽面５の照射目標位置Ｍに一次吹付コンクリートＣａよりも反射率の高い反射板（ターゲット部）Ｔを設置している。反射板Ｔは、例えばアンカーピン等によって切羽面５に固定することができる。反射板Ｔを照射目標位置Ｍに設置することで、レーザ距離計３で捕捉できる反射光Ｒの光量を増すことができ、レーザ距離計３によって計測できる距離を広げるのに有効である。

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は実施例によって限定されるものではない。

［実施例１］
実施例１で用いたレーザ距離計について表１を参照して説明する。なお、表１に示される実験結果は、ＮＤフィルターを備えた減光ユニットを取り外した状態での実験結果であり、また、切羽面には反射ターゲット（ターゲット部）を設置して実験を行った。なお、このレーザ距離計の場合、レーザ光の照射目標位置までの距離とレーザ光の半径は、１０ｍで６ｍｍ、５０ｍで３０ｍｍ、１００ｍで６０ｍｍとなる。このレーザ距離計によれば、１０ｍ離れた距離を±１．０ｍｍの誤算範囲で計測できる。

表１に示されるように、本実施例に係るレーザ距離計の場合、１０ｍではデータを取得できず、計測不能となった。一方で、少なくとも３０ｍ、５０ｍ、７０ｍでは良好なデータを取得でき、２０ｍ〜７０ｍの範囲で良好なデータを取得できることを確認した。また、１００ｍ、１４０ｍでは、距離が離れすぎてしまい、データを取得することはできたが、ブレが大きく、要求精度である±０．３ｍｍを満たすことはできなかった。なお、反射ターゲットを取り外した場合には、１０ｍの距離であっても良好なデータを取得することができた。

また、このレーザ距離計にＮＤフィルターを備えた減光ユニットを装着して同様の実験を行ったところ、反射ターゲットを設置した状態でありながら、１０ｍの距離で良好なデータを取得することができた。

上記のレーザ距離計を用いた第１実施例に係る切羽面監視方法の場合、減光ユニットを取り外した状態では、切羽面の進行に伴ってレーザ距離計から切羽面までの距離が７０ｍを超えると盛替え工程を実施する必要が生じた。この盛替え工程の際にＮＤフィルターを備えた減光ユニットをレーザ距離計に装着することで切羽面から１０ｍの位置まで近づけても計測精度を落とすことなく、切羽面の押し出し量を監視できることを確認した。

次に、切羽面の進行に伴ってレーザ距離計から切羽面までの距離が２０ｍを超えると、減光不要と判断される状況となった。そこで、ＮＤフィルターを備えた減光ユニットをレーザ距離計から取り外すことで継続して計測精度を落とすことなく、切羽面の押し出し量を監視できることを確認した。

その後、切羽面の進行に伴ってレーザ距離計から切羽面までの距離が７０ｍを超えると、再び盛替え工程を実施した。つまり、１回の盛替え工程によって切羽面からレーザ距離計までの距離が１０ｍから始まり、７０ｍ程度に到達するまで精度よく切羽面の押し出し量を監視することができた。

［比較例１］
比較例１に係る切羽面監視方法では、実施例１と同様のレーザ距離計を使用して測定工程を実施したが、ＮＤフィルターの装着は行わなかった。なお、本比較例では、切羽面に反射ターゲットを設置して実験を行った。

本比較例に係る盛替え工程では、切羽面から２０ｍの位置までしか近づけることは出来ず、結果的に１回の盛替え工程によって切羽面からレーザ距離計までの距離が２０ｍ〜７０ｍの範囲でしか精度よく切羽面の押し出し量を監視することができなかった。なお、切羽面に反射ターゲットを設置しなかった場合には、切羽面から１０ｍの位置まで近づけることができたが、今度は、切羽面からの距離を７０ｍまで遠ざけた状態での測定を行うことは出来なかった。

［実施例１及び比較例１の比較］
切羽面の進行距離が同じ場合（例えば、２００ｍ）において、実施例１は、比較例１に比べ、大幅に盛替えの頻度を減らすことができることを確認した。その結果、トンネルを形成する際の作業効率を大幅に向上させることができた。

１…トンネル、３…レーザ距離計（計測器）、５…切羽面、３１…ＮＤフィルター、Ａ…坑内、Ｃａ…一次吹付コンクリート、Ｄ…土岩、Ｒ…反射光、Ｌ…レーザ光、Ｅ…適正距離、Ｔ…反射板（ターゲット部）。

Claims (6)

1. トンネルの坑内に設置された計測器により、前記トンネルの切羽面にレーザ光を照射し、前記切羽面からの反射光を捕捉して前記切羽面までの距離を計測し、計測した距離に基づいて前記切羽面の押し出し量を監視する切羽面監視方法であって、
   前記切羽面を掘削すると共に、掘削で生じた土岩を除去して切羽面を進行させる切羽面進行工程と、
   前記計測器によって、前記切羽面までの距離を計測する切羽面測定工程と、
   繰り返し実行される前記切羽面進行工程による前記切羽面の進行の結果、前記計測器から前記切羽面までの距離が離れ、前記計測器で計測される距離の精度が不十分であると判断される場合に、前記計測器を取り外して、前記切羽面に近い位置に再設置する盛替え工程と、を備え、
   前記盛替え工程にて前記計測器を再設置した際には前記計測器にＮＤフィルターを装着して前記レーザ光、及び前記反射光の少なくとも一方を減光し、前記切羽面の進行の結果、距離の計測に減光不要と判断される場合には、前記ＮＤフィルターを前記計測器から取り外すことを特徴とする切羽面監視方法。
2. 前記切羽面進行工程によって形成された前記切羽面上に吹付コンクリートを施工する一次支保工程を行い、前記一次支保工程の後で、前記切羽面上の前記レーザ光の照射目標位置に、前記吹付コンクリートよりも反射率が高いターゲット部を設置することを特徴とする請求項１記載の切羽面監視方法。
3. 前記盛替え工程において、前記計測器で計測される距離の精度が不十分であると判断される場合とは、少なくとも、前記計測器で計測される距離の振れ幅が所定の閾値を超えた場合、前記計測器で捕捉される前記反射光の光量が所定の閾値未満となった場合、及び前記計測器で計測される距離が予め設定した距離に到達した場合のいずれか一つであることを特徴とする請求項１または２記載の切羽面監視方法。
4. 前記計測器にＮＤフィルターを装着した後、距離の計測に減光不要と判断される場合とは、少なくとも、前記計測器で計測される距離の振れ幅が所定の閾値を超えた場合、前記計測器で捕捉される前記反射光の光量が所定の閾値未満となった場合、及び前記計測器で計測される距離が予め設定した距離に到達した場合のいずれか一つであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の切羽面監視方法。
5. 前記盛替え工程において、前記計測器を再設置する際の前記切羽面に近い位置とは、切羽面進行工程に支障を来さず、且つ前記計測器の破損を防ぐことができると認められる適正距離である、請求項１〜４のいずれか一項記載の切羽面監視方法。
6. 前記適正距離とは、前記切羽面からの距離が１０ｍ以上、且つ２０ｍ未満である、請求項５記載の切羽面監視方法。

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