JP4740959B2 - 岩盤補強ボルトの施工をモニタリングして記録する方法及びシステム - Google Patents

Description

本発明は、それぞれ請求項１及び請求項９の前文による、少なくとも１つの岩盤補強ボルトの施工をモニタリングして記録する方法及びシステムに関するものである。

トンネル及び坑道における岩盤補強は、トンネル及び地下通路の壁と屋根の岩相に分配して多数の岩盤ボルトを施工することで実現されている。施工作業が記録されるということに限っては、これは手作業で紙の上にメモをとることによって実行されるが、ほとんどの施工は一般的にまったく記録されていない。

しかし、手作業での記録作業は、時間を浪費し信頼性に欠ける。特にトンネルにおける岩盤ボルトが施工後間もなく所謂ショットクリートによって非常に頻繁に覆工されることから、多くの場合、特に補強施工の品質を保証することは困難である。

本発明の目的は、上記問題点を回避するか或いは少なくとも低減するような仕方で、上記の方法及びシステムを改善することにある。特に、本発明の目的は、経済的でありまた補強施工の迅速なモニタリングを可能にする信頼性の高い方法及びシステムを提供することにある。

これらの目的は、それぞれ請求項１及び請求項９による方法及びシステムによって達成される。

これによって、施工パラメータデータ及び施工位置データは自動的に記憶されて、施工が完全で且つ十分な品質であることを保証するように完全な補強施工の全体を概括するために、引き続いて利用でるようにしている。

個々のボルトの施工品質を検証するため、個々のボルトは施工パラメータ及び／又は施工位置要求に従って施工されてきたか否かを評価するのが好ましい。

特に、施工パラメータデータ及び／又は施工位置データは、前もって記憶した目標データ（すなわち参照又は所望データ）と比較されるのが好ましい。それによって、目標データは、必要或いは所望の場合に、補強されることになるトンネル或いは坑道の個々の位置について個別的に設定され得る。

特にまた、評価ステップの結果として、比較で目標データに一致しないことを示す場合には、警告指示を発生させることが好ましい。それによって、作業者は即座に警戒でき、また例えば欠陥のあるものに代わり、新しいボルトの施工に取りかかることができる。さらに、特定領域内で施工されるボルトの数が不十分である場合にも、警告指示は出されるべきである。

記憶されたデータは、紙の形態でも或いは、最も好ましくは、デジタル画像形態で視覚できる形態に変換されるのが好ましい。これによって、かかるデータは施工装置の内部に又は近くに設けたモニター装置で及び／又は遠隔位置で、例えばインターネットを介して検討され得る。

視覚化（visualisation ）で得られる三次元画像により、プロジェクトの所有者ばかりか建設業者にとっても明確に表示される。つまり、どのような岩盤補強が事実上施工されているのかに関連して、全体としてのプロジェクトを容易に再検討することができる。

圧力流体で拡張される拡張可能な管状ボルトの場合には、施工パラメータは、拡張作業中に到達した最大圧力、予め決定された圧力レベルを越えた拡張作業の継続時間、ボルト張力、ボルト型式、ボルト長、ボルト径、及び固着グラウト材の可能容量である。

例えばネジ式拡張手段、或いは、ここでは非管状ボルトと記載した拡張のまったくない手段のような、例えば機械的な部分を備えていてもよい一般的な岩盤補強ボルトでは、施工パラメータは、拡張張力、ボルト張力、ボルト型式、ボルト長、ボルト径、及び固着グラウト材の可能容量である。

その他の種々のボルトでは、その他のパラメータが関心をもって登録されてもよい。

施工作業工程中、作業者は、例えばボルト位置、施工されることになるボルト型式、施工されることになるボルトの寸法等のような目標情報を提供するシステムによって支持されるのが好ましい。全施工が自動化され或いは遠隔制御されることを除外するものではない。

相応する利点は、請求項に記載された相応するシステムによって得られる。

次に、実施形態及び添付図面により、本発明をさらに詳細に説明する。

図１では、符号１は一般的な岩盤面補強の施工用装置を示している。

この目的のために、掘削装置１は、掘削機の摺動部材を担持するアーム部を有する可動車両を備えている。装置１は中央処理装置（ＣＰＵ）４に接続され、中央処理装置（ＣＰＵ）４は、一方では、装置１の動作を制御し、また他方では掘削機に関わる位置、方向、掘削距離等をモニターする。Ｓ１は、掘削機の動作を感知する一般的な感知手段を表している。

ＣＰＵは、車両上に或いは遠隔の場所に位置決めできる。また、掘削装置を制御するための別個のコンピューターと、掘削機の作業動作を制御するための別個のコンピューターとを一台づつ設けることができる。Ｓ４は、車両の位置及び作業動作を感知するための一般的な感知手段を表している。

自動掘削補強ボルトを施工（敷設）する場合には、掘削機は、そのようなボルトの施工のために当業者にとってそれ自体公知の方法で適応される。

符号２は、高圧水を発生及び／又は供給する手段と、連結ノズル（図示されていない）を備えるボアホールに挿差されたボルトに高圧水を供給する導管と、圧力が予め決められたレベルを越えるまでの拡張作業の継続時間だけでなく拡張作業中に到達した最大圧力をも感知する感知手段Ｓ２とを備えるボルト拡張装置を示している。これは、ボルトが適切に拡張されていることを保証するためのものである。

符号３は、固着グラウト材をボルト孔内に注入する装置を示し、グラウト注入作業を実行するそれ自体公知の手段を備えている。また装置３は、固着グラウト材の容量を感知する感知手段Ｓ３を備えている。

装置１、ボルト拡張装置２、固着グラウト材注入装置３は、すべて中央処理装置（ＣＰＵ）４に接続されている。これによって、施工位置データ同様施工パラメータデータをもモニタリングして記録することができ、かかるデータはＣＰＵ４に接続されているか或いは一体である記憶装置Ｍに記憶される。

ＣＰＵ４は、ケーブル或いは別の方法の何れかを介して、ＰＣのようなコンピューター５に接続するようにされている。従って、ＰＣ５は装置１に隣接して或いは装置１から離れて配置されてもよい。またＰＣ５を増設して、１台のＰＣを装置に隣接して配置し、また１台以上のＰＣを離れた位置、例えば制御センターに配置するようにしてもよい。これによって、１トンネル或いは１掘削坑或いは複数のトンネル或いは複数の掘削坑において、１台だけでなく数台の装置１によって実施される複数の施工をモニターして記録することが可能である。

適当なソフトウェアを搭載することにより、例えば、特定のトンネル或いは坑道で施された補強をモニター上に様々な異なるフォーマット例えば三次元で、建設業者或いはプロジェクトの所有者に視覚的に表示することが可能である。

適当なソフトウェアのアプリケーションを介して、例えばボルト孔の掘削及び補強ボルトの位置決めを実行される少なくともいくつかの作業動作に関して、作業工程が自動的に或いは遠隔から制御されることさえも可能であるように、作業者に表示されるよう、或いは、記憶装置Ｍから位置決め情報を提供することで、現場での施工を支えることも可能である。

図２には、本発明によるモニタリングして記憶する方法の一連の動作順序６が示されている。
位置７：一連の動作の開始を示す。
位置８：記憶装置から掘削装置の作業者に目標位置決めデータを提供する。
位置９：ボルト孔を掘削し、例えばボアホール長のようなボアホールデータをＣＰＵに供給する。
位置１０：ボアホール内に、前述の寸法の岩盤ボルトを挿差する。
位置１１：岩盤ボルトを拡張する；ＣＰＵに拡張データ（圧力、時間）を供給する。
位置１２：固着グラウト材を注入する；注入データ信号をＣＰＵへ供給する。
位置１３：記憶装置にデータを記憶する；データを評価する；もしデータが目標データと一致するならＯＫ信号を、或いは、データが目標データと一致しないなら警告指示を出す。
位置１４：一連の動作順序の終了を示す

本発明は、特許請求の範囲内において変更することができる。例としては、異なる型式の岩盤ボルトが施工されてもよい。拡張可能な張力ボルトの場合には、ネジで締め或いは別の方法でボルトに加えられた張力をモニターし、相応する信号をＣＰＵへ伝送してもよい。

拡張可能な管状ボルトの場合には、固着グラウト材の注入に関わるステップは省略され得る。また目標位置決めデータは作業者に提供されないこともあり得る。その場合には、個々のボルトの施工は施工指導書、マップなどに基づいて施され得る。

補強ボルト施工装置に関する本発明によるシステム概略図。 本発明による方法の一連の動作順序を示す図。

Claims (17)

1. トンネル或いは坑道で少なくとも１つの岩盤補強ボルトの施工をモニタリングして記録する方法であって、ボルト施工関連情報が記憶され且つボルトの識別に関連付けられる方法において、
   −少なくとも１つのボルト施工関連パラメータを登録し、相応する施工パラメータデータを関連メモリーに記憶するステップと、
   −施工位置を登録し、相応する施工位置データを関連メモリーに記憶するステップと
   を特徴とする方法。
2. ボルトが、施工パラメータ及び／又は施工位置要求に従って施工されているか否かを評価することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 評価が、施工パラメータデータ及び／又は施工位置データを前もって記憶した目標データと比較することを包含することを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 評価ステップが、比較で目標データに一致していないことを示す場合において結果として警告指示を発生させることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 記憶されたデータが、視覚化できる形態に変換されることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の方法。
6. ボルトが拡張な可能管状ボルトであって、施工パラメータが、拡張中に到達した最大圧力、圧力が予め決定された圧力レベルを越えるまでの継続時間、ボルト張力、ボルト型式及び寸法、固着グラウト材の容量のグループから１つ以上で構成されることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の方法。
7. ボルトが非管状ボルトであって、施工パラメータが、ボルト張力、ボルト型式及び寸法、固着グラウト材の容量、のグループから１つ以上で構成されることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の方法。
8. 目標位置決め情報を記憶装置から供給することによって施工の位置決めを支持していることを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の方法。
9. トンネル或いは坑道で少なくとも１つの岩盤補強ボルトの施工をモニタリングして記録するシステムであって、ボルト施工関連情報が記憶され且つボルトの識別に関連付けられるシステムにおいて、
   −少なくとも１つのボルト施工関連パラメータを登録する手段（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、４）及び相応する施工パラメータデータを関連メモリー（Ｍ）に記憶する手段と、
   −施工位置を登録する手段（Ｓ４，４）及び相応する施工位置データを関連メモリー（Ｍ）に記憶する手段と、
   を有することを特徴とするシステム。
10. ボルトが、施工パラメータ及び／又は施工位置要求に従って施工されているか否かを評価する評価手段（４）を有することを特徴とする請求項９に記載のシステム。
11. 評価手段が、施工パラメータデータ及び／又は施工位置データを前もって記憶した目標データと比較する手段（４）を包含することを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
12. 比較で目標データに一致しないことを示す場合において警告指示を供給する手段を有することを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
13. 記憶したデータを視覚化できる形態に変換する手段を有することを特徴とする請求項９から１２の何れか一項に記載のシステム。
14. ボルトが拡張可能な管状ボルトであって、施工パラメータが、拡張中に到達した最大圧力、圧力が予め決定された圧力レベルを越えるまでの継続時間、ボルト張力、ボルト型式及び寸法、固着グラウト材の容量のグループから１つ以上で構成されることを特徴とする請求項９から１３の何れか一項に記載のシステム。
15. ボルトが非管状ボルトであって、上記施工パラメータが、ボルト張力、ボルト型式及び寸法、固着グラウト材の容量のグループから１つ以上で構成されることを特徴とする請求項９から１３の何れか一項に記載のシステム。
16. 施工の位置決めを支持するために記憶装置から目標位置決め情報を供給する手段を有することを特徴とする請求項９から１５の何れか一項に記載のシステム。
17. 岩盤ボルト打設装置の制御システムと一体型であるか或いは関連付けられて成ることを特徴とする請求項９から１６の何れか一項に記載のシステム。

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