(57)【要約】      （修正有）【課題】トンネル構造物の内壁における変状情報の記録に要する労力を低減するトンネル変状記録システムを提供する。【解決手段】可搬型コンピュータ１００は、シールドトンネルの内壁の展開画像を表示すると共に、表示された展開画像上に内壁における変状の情報を入力可能なタッチパネル式ディスプレイ２０と、タッチパネル式ディスプレイ２０に入力された変状の情報と当該変状に対応するセグメントピースピース番号とを関連付けて記憶する記憶部４３と、記憶部４３に記憶された変状の情報及び関連付けられたセグメントピースのピース番号を表形式で出力する出力部４４と、を備える。【選択図】図４
2019120108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル構造物の内壁における変状を記録するトンネル変状記録システムであって、
前記トンネル構造物の軸方向及び周方向に分割された複数のピースからなる前記内壁の展開画像を表示すると共に、表示された前記展開画像上に前記内壁における変状の情報を入力可能な表示・入力部と、
前記表示・入力部に入力された前記変状の情報と、当該変状に対応する前記ピースのピース番号と、を関連付けて記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記変状の情報及び関連付けられた前記ピースのピース番号を表形式で出力する出力部と、を備える、
トンネル変状記録システム。
【請求項２】
前記表示・入力部で表示された前記ピースの画像の複数に渡って前記変状の情報が入力された場合に、前記変状の情報を対応する前記ピース毎に仕分ける処理部を、備える
請求項１に記載のトンネル変状記録システム。
【請求項３】
前記変状の情報は、
前記展開画像上に面状に入力される情報、
前記展開画像上に線状に入力される情報、及び
前記軸方向又は前記周方向に隣り合う前記複数のピースの境界上に入力される情報、
から選択される一以上の情報である、
請求項１又は２に記載のトンネル変状記録システム。
【請求項４】
前記展開画像を作成する画像作成部を更に備える、
請求項１から３のいずれか１項に記載のトンネル変状記録システム。
【請求項５】
前記複数のピースは、ノーマルピース及びキーピースを含み、
前記画像作成部は、前記周方向における前記キーピースの位置を決定し、決定された前記キーピースの位置に基づいて、前記周方向における前記ノーマルピースの位置を決定する、
請求項４に記載のトンネル変状記録システム。
【請求項６】
前記変状を撮影する撮像部を更に含み、
前記記憶部は、前記撮像部により撮影された画像と、当該画像に対応する前記ピース番号と、を関連付けて記憶する
請求項１から５のいずれか１項に記載のトンネル変状記録システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル構造物の内壁における変状を記録するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル構造物の内壁には、ひび割れ、漏水、欠けといった変状が発生する。このような変状は、トンネル構造物の施工時に生じるだけでなく、経年劣化により生じる。また、内壁における変状は経時的に変化し、変状を放置しておくとトンネル構造物の寿命を縮めるおそれがある。このような理由から、トンネル構造物の施工時に変状情報を記録すると共に、施工後にも定期的に変状情報を記録し、トンネル構造物の健全性を分析・診断することが求められている。
【０００３】
変状情報の記録は、従来、調査技術者が変状を目視により確認し記録紙にスケッチすることにより行われている。記録紙には予めトンネル構造物の内壁の展開図が描かれており、調査技術者は、トンネル構造物の内壁と記録紙上の展開図とを見比べて内壁における変状の位置を把握し、記録紙に変状をスケッチする。
【０００４】
また、特許文献１では、トンネル構造物の内壁の設計図を表示可能な携帯情報端末に変状情報を記録することが提案されている。この携帯情報端末は、表示された設計図上にペン型入力機器を用いて図形を入力可能に形成されており、調査技術者は、トンネル構造物の内壁と表示された設計図とを見比べて目視により確認した変状の位置を把握し、携帯端末情報に変状情報を入力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２２７８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
トンネル構造物における健全性の分析・診断は、個々の変状を把握するだけでなく、トンネル構造物全体の変状を総合的に把握することが有効である。トンネル構造物全体の変状の総合的な把握においては、変状情報を表形式で記録することが好ましい。
【０００７】
しかしながら、変状を記録紙にスケッチした場合には、記録紙を参照しながらコンピュータに変状情報を入力して表形式で記録することになる。このような入力は手作業で行われるため、表形式で変状情報を記録するのには多大な労力を必要とする。
【０００８】
また、特許文献１に開示される携帯情報端末は、表示される設計図を画像情報として記憶している。そのため、この携帯情報端末に変状情報を入力した場合には、携帯情報端末に設計図と共に表示される変状情報を参照しながらコンピュータに変状情報を入力して表形式で記録することになる。そのため、変状を記録紙にスケッチした場合と同様に、表形式で変状情報を記録するのには多大な労力を必要とする。
【０００９】
本発明は、トンネル構造物の内壁における変状情報の記録に要する労力を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、トンネル構造物の内壁における変状を記録するトンネル変状記録システムであって、トンネル構造物の軸方向及び周方向に分割された複数のピースからなる内壁の展開画像を表示すると共に、表示された展開画像上に内壁における変状の情報を入力可能な表示・入力部と、表示・入力部に入力された変状の情報と、当該変状に対応するピースのピース番号と、を関連付けて記憶する記憶部と、記憶部に記憶された変状の情報及び関連付けられたピースのピース番号を表形式で出力する出力部と、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、トンネル構造物の内壁における変状情報の記録に要する労力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】シールドトンネルの断面図である。
【図２】シールドトンネルの内壁の展開図である。
【図３】本発明の実施形態に係る可搬型コンピュータの斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る可搬型コンピュータのブロック図である。
【図５】展開画像作成処理を示すフローチャートである。
【図６】展開画像におけるセグメントリングにセグメントピースを割り付ける処理を説明するための図である。
【図７】展開画像作成処理により作成された展開画像である。
【図８】表示部に表示された展開画像上にひび割れ、漏水及び欠けの情報を入力した例を示す図である。
【図９】表示部に表示された展開画像上に目開き及び目違いの情報を入力した例を示す図である。
【図１０】変状情報処理を示すフローチャートであり、ひび割れの情報が入力された場合を示す。
【図１１】変状情報処理を示すフローチャートであり、ひび割れの情報が複数のセグメントピースに渡ることなく入力された場合を示す。
【図１２】変状情報処理を示すフローチャートであり、漏水の情報が入力された場合を示す。
【図１３】変状情報処理を示すフローチャートであり、漏水の情報が複数のセグメントピースに渡ることなく入力された場合を示す。
【図１４】変状情報処理を示すフローチャートであり、欠けの情報が入力された場合を示す。
【図１５】変状情報処理を示すフローチャートであり、目開き又は目違いの情報が入力された場合を示す。
【図１６】出力処理により出力される変状の一覧表である。
【図１７】出力処理により出力される画像の一覧表である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るトンネル変状記録システムについて説明する。トンネル変状記録システムは、シールド工法によって地中に掘削された断面が円形のいわゆるシールドトンネル１の内壁における変状の記録に用いられる。
【００１４】
まず、シールドトンネル１の構造について、図１及び図２を参照して説明する。図１に示すように、シールドトンネル１の内壁は、トンネル軸方向に複数設けられるセグメントリング２からなる。
【００１５】
セグメントリング２は、鉛直上方に配置される１つのＫ型セグメントピース３ｋと、Ｋ型セグメントピース３ｋをトンネル周方向に挟むように配置される一対のＢ型セグメントピース３ｂと、一対のＢ型セグメントピース３ｂ間に配置される３つのＡ型セグメントピース３ａと、を有する。各セグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋは、トンネル周方向に隣接するセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋにボルト（不図示）を用いて連結されると共に、トンネル軸方向に隣接するセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋにボルト（不図示）を用いて連結される。
【００１６】
このように、シールドトンネル１の内壁は、トンネル軸方向及びトンネル周方向に隣接し互いに連結された複数のセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋからなる。
【００１７】
図２に示すように、Ａ型セグメントピース３ａは、トンネル周方向の長さ（弧長）が一定である。Ｂ型セグメントピース３ｂは、トンネル周方向の長さ（弧長）がトンネルの切羽側（図示左方）から坑口側（図示右方）に向けて漸増する。Ｋ型セグメントピース３ｋは、トンネル周方向の長さ（弧長）がトンネルの切羽側（図示左方）から坑口側（図示右方）に向けて漸減する。このようなＫ型セグメントピース３ｋは、セグメントリング２の組立時には一対のＢ型セグメントピース３ｂの間にトンネル軸方向に挿入されるため、軸方向挿入型セグメントとも呼ばれる。
【００１８】
トンネル軸方向に隣り合うセグメントリング２におけるＫ型セグメントピース３ｋは、トンネル周方向に所定長さ違えて配置される。
【００１９】
Ａ型、Ｂ型及びＫ型セグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋには、ひび割れ、漏水、欠け等の変状が発生する。また、隣り合うセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋの間隔が所定の値よりも大きい目開きや、隣り合うセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋの段差が所定の値よりも大きい目違いといった変状が発生することがある。
【００２０】
このような変状は、シールドトンネル１の施工時に生じるだけでなく、経年劣化により生じる。シールドトンネル１における健全性の分析・診断を行うためには、シールドトンネル１全体の変状を総合的に把握することが有効であり、変状情報を表形式で記録することが好ましい。
【００２１】
本実施形態に係るトンネル変状記録システムは、シールドトンネル１の内壁の変状情報を表形式で記録するものである。以下では、トンネル変状記録システムが、調査技術者によって持ち運び可能な可搬型コンピュータ１００である場合について説明する。
【００２２】
可搬型コンピュータ１００は、演算処理を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）と、ＣＰＵにより実行されるプログラムが予め記憶されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）と、ＣＰＵの演算結果等を記憶するＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）と、を有する。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、可搬型コンピュータ１００の筐体１０には、ＣＰＵの演算結果等を表示すると共に調査技術者による情報の入力が可能な表示・入力部としてのタッチパネル式ディスプレイ２０と、撮像部としてのカメラ３０と、が設けられている。
【００２３】
図４に示すように、可搬型コンピュータ１００は、シールドトンネル１の内壁の展開画像を作成する画像作成部４１と、画像作成部４１により作成された展開画像、タッチパネル式ディスプレイ２０（表示・入力部）に入力された情報等を処理する処理部４２と、タッチパネル式ディスプレイ２０（表示・入力部）に入力された情報やカメラ３０により撮影された画像、処理部４２の処理により得られる情報等を記憶する記憶部４３と、記憶部４３に記憶された情報を出力する出力部４４と、を備える。以下、画像作成部４１、処理部４２、記憶部４３及び出力部４４によって行われる処理について、具体的に説明する。
【００２４】
まず、画像作成部４１によって行われる展開画像作成処理について、図５及び図６を参照して説明する。
【００２５】
ステップＳ５０１にて、展開画像の作成に必要なデータを読み込む。展開画像の作成に必要なデータは、セグメントリング２のトンネル軸方向の幅Ｗ（図２参照）、セグメントリング２の内径Ｄ（図１参照）、Ｋ型セグメントピース３ｋのテーパ角度α（図２参照）、Ａ型、Ｂ型及びＫ型セグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋの中心角度θａ，θｂ，θｋ（図１参照）、Ｋ型セグメントピース３ｋの位置φ（図１参照）である。
【００２６】
Ｂ型及びＫ型セグメントピース３ｂ，３ｋの中心角度θｂ，θｋは、トンネル軸方向における中心を通る断面（図２に示すＩ−Ｉ線に沿う断面）での中心角度である。Ｋ型セグメントピース３ｋの位置φは、図１に示すように、Ｋ型セグメントピース３ｋにおけるトンネル周方向の中心Ｃｋとシールドトンネル１の天端Ｃｔとの間の中心角度である。
【００２７】
展開画像の作成に必要なこのようなデータは、予め記憶部４３に記憶されていてもよいし、タッチパネル式ディスプレイ２０から入力されてもよい。
【００２８】
次に、ステップＳ５０２にて、セグメントリング２の幅Ｗ及び内径Ｄに基づいて、展開画像におけるセグメントリング２を自動的に作成する（図６（ａ）参照）。展開画像におけるセグメントリング２のトンネル周方向の長さＬは、セグメントリング２の内径Ｄにπ／２を乗じることにより得られる。また、展開画像におけるセグメントリング２のトンネル周方向の中心を天端Ｃｔと定める。
【００２９】
次に、ステップＳ５０３にて、セグメントリング２の内径Ｄと、Ｋ型セグメントピース３ｋの位置φ、中心角度θｋ及びテーパ角度αとに基づいて、展開画像におけるセグメントリング２にＫ型セグメントピース３ｋを自動的に割り付ける（図６（ｂ）参照）。展開画像におけるＫ型セグメントピース３ｋの位置は、セグメントリング２の内径ＤとＫ型セグメントピース３ｋの位置φとを用いて、天端ＣｔからＫ型セグメントピース３ｋの中心Ｃｋまでの距離Ｃｄを算出することにより得られる。Ｋ型セグメントピース３ｋの形状は、セグメントリング２の内径ＤとＫ型セグメントピース３ｋの中心角度θｋ及びテーパ角度αとを用いて、セグメントリング２のトンネル周方向における両縁３ｋａ，３ｋｂの位置を算出することにより得られる。
【００３０】
次に、ステップＳ５０４にて、セグメントリング２の内径Ｄと、Ｂ型セグメントピース３ｂの中心角度θｂに基づいて、展開画像におけるセグメントリング２に一対のＢ型セグメントピース３ｂを自動的に割り付ける（図６（ｃ）参照）。具体的には、展開画像におけるＫ型セグメントピース３ｋの両隣にＢ型セグメントピース３ｂを自動的に割り付ける。Ｂ型セグメントピース３ｂの大きさは、セグメントリング２の内径Ｄと、Ｂ型セグメントピース３ｂの中心角度θｂを用いて算出される。
【００３１】
次に、ステップＳ５０５にて、セグメントリング２の内径Ｄと、Ａ型セグメントピース３ａの中心角度θａに基づいて、展開画像におけるセグメントリング２にＡ型セグメントピース３ａを自動的に割り付ける（図６（ｄ）参照）。具体的には、展開画像における一方のＢ型セグメントピース３ｂからセグメントリング２の一端に渡ってＡ型セグメントピース３ａを割り付けると共に、他方のＢ型セグメントピース３ｂからセグメントリング２の他端に渡ってＡ型セグメントピース３ａを自動的に割り付ける。Ａ型セグメントピース３ａの大きさは、セグメントリング２の内径Ｄと、Ａ型セグメントピース３ａの中心角度θａを用いて算出される。
【００３２】
このように、展開画像作成処理では、トンネル周方向におけるＫ型セグメントピース３ｋの位置を自動的に決定し、決定されたＫ型セグメントピース３ｋの位置に基づいて、トンネル周方向におけるＢ型セグメントピース３ｂ及びＡ型セグメントピース３ａの位置を自動的に決定する。つまり、Ｋ型セグメントピース３ｋの配置位置が決まるとＡ型セグメントピース３ａ及びＢ型セグメントピース３ｂの配置位置は自ずと決まる関係がある。画像作成部４１の展開画像作成処理において、Ｋ型セグメントピース３ｋはキーピースに相当し、Ａ型セグメントピース３ａ及びＢ型セグメントピース３ｂはノーマルピースに相当する。キーピースの配置位置が決まると、ノーマルセグメントピースの配置位置は自ずと決まる関係にあり、ピースの展開画像が作成できる。
【００３３】
次に、ステップＳ５０６にて、予め定められた数のセグメントリング２の展開画像を作成したか否かを判断する。予め定められた数は、例えば、シールドトンネル１におけるセグメントリング２の数である。予め定められた数は、調査技術者によって変更可能であってもよい。
【００３４】
ステップＳ５０６にて、予め定められた数のセグメントリング２の展開画像を作成していないと判断した場合には、ステップＳ５０１〜Ｓ５０５を再び実行する。このとき、展開画像が新たに作成されるセグメントリング２におけるＫ型セグメントピース３ｋは、既に作成されたセグメントリング２におけるＫ型セグメントピース３ｋに対してトンネル周方向に所定長さ違えて自動的に割り付けられる。なお、２回目以降におけるステップＳ５０１では、１回目のステップＳ５０１にて読み込まれるデータと異なるデータ（例えば、Ｋ型セグメントピース３ｋの位置φ）のみを読み込むだけでもよい。
【００３５】
ステップＳ５０１〜Ｓ５０５を予め定められた回数実行することにより、予め定められた数のセグメントリング２の展開画像が自動的に作成される（図７参照）。ステップＳ５０６にて、予め定められた数のセグメントリング２の展開画像を作成したと判断した場合には、ステップＳ５０７を実行する。
【００３６】
ステップＳ５０７にて、展開画像における各セグメントリング２に識別記号を自動的に付けると共に、各セグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋに識別記号を自動的に付ける。
【００３７】
ここでは、各セグメントリング２の識別記号を、坑口側から切羽側へ順番に「Ｎｏ．１」、「Ｎｏ．２」、・・・とし、各セグメントリング２におけるＫ型セグメントピース３ｋの識別記号を、「Ｋ」とする。一対のＢ型セグメントピース３ｂのうち、坑口側から切羽側を見てＫ型セグメントピース３ｋの反時計回り側に位置するＢ型セグメントピース３ｂの識別記号を「Ｂ１」とし、Ｋ型セグメントピース３ｋの時計回り側に位置するＢ型セグメントピース３ｂの識別記号を「Ｂ２」とする。また、各Ａ型セグメントピース３ａの識別記号を、時計回りに順番に「Ａ１」、「Ａ２」、・・・とする。そして、セグメントリング２の識別記号とセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋの識別記号とを併せてセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋ毎のピース番号とする。図７に示す展開画像では、ピース番号を各セグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋに併記している。
【００３８】
以上により、シールドトンネル１の内壁の展開画像が自動的に作成され、展開画像作成処理が終了する。なお、展開画像はＳ５０１〜Ｓ５０７の手順により作成される形態に限られず、別の方法により予め展開画像が作成されていてもよい。また、展開画像の作成後、処理部４２により、セグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋ毎の位置座標（位置座標群）を算出する。セグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋ毎の位置座標（位置座標群）は、記憶部４３に記録される。
【００３９】
次に、調査技術者による変状の情報の入力、及び処理部４２によって行われる変状情報処理について、図７から図１５を参照して説明する。
【００４０】
画像作成部４１により作成された展開画像は、タッチパネル式ディスプレイ２０に表示される。調査技術者は、シールドトンネル１の内壁と、タッチパネル式ディスプレイ２０に表示される展開画像（図７参照）とを見比べながら、目視により確認した変状の情報を、タッチパネル式ディスプレイ２０に表示される展開画像に入力する。また、調査技術者は、カメラ３０を用いてシールドトンネル１の内壁における変状を撮影し、変状を画像情報として記録する。
【００４１】
変状の情報の入力では、調査技術者は、まず、タッチパネル式ディスプレイ２０に表示される変状一覧から、目視により確認した変状を選択する。次に、タッチパネル式ディスプレイ２０に、画像作成部４１により作成された展開画像を表示させ、対応するセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋの画像上に変状の情報を入力する。
【００４２】
変状の一覧には、「ひび割れ」,「漏水」，「欠け」，「目開き」，「目違い」等の変状の種類があり、それぞれの変状の種類に対応するマーク５１ｂ〜５５ｂ（図８及び図９参照）が設定されている。マーク５１ｂ〜５５ｂは、タッチパネル式ディスプレイ２０での表示・入力に使用される。
【００４３】
セグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋからなる内壁に現れる変状の種類うち、「ひび割れ」はセグメントピース表面に線状に現れ、「漏水」はセグメントピース表面に面状に現れ、「欠け」はセグメントピース表面に点状に現れ、「目開き」・「目違い」は隣り合うセグメントピースの境界に現れる。
【００４４】
目視により確認した変状がひび割れである場合には、変状の情報は、調査技術者により展開画像上に線状に入力される。入力は、タッチパネル式ディスプレイ２０にタッチペン（図示省略）等を用いて行われる。ひび割れの情報を入力する際には、まず、タッチパネル式ディスプレイ２０に表示される変状一覧からひび割れを選択する。次に、対応するセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋの画像上に、ひび割れをスケッチする。これにより、変状としてのひび割れの情報が線状の図形５１ａとして入力されると共に、ひび割れを示すマーク５１ｂが線状の図形５１ａの近傍に付される（図８参照）。
【００４５】
目視により確認したひび割れが複数のセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋに渡って生じている場合には、調査技術者は、対応する複数のセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋの画像に渡ってひび割れをスケッチする。このとき、ひび割れを示すマーク５１ｂは、線状の図形５１ａに対して、１つ付される。なお、ひび割れを示すマーク５１ｂを線状の図形５１ａに対して各セグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋに付してもよい。
【００４６】
図１０に示すように、処理部４２は、ステップＳ１００１にて、図形５１ａに付されたマーク５１ｂを検出して、線状に入力された図形５１ａをひび割れの情報と識別する。マーク５１ｂは、処理部４２の処理において、入力された変状の情報がひび割れの情報であると識別するのに利用される。
【００４７】
ステップＳ１００２にて、線状の図形５１ａが複数のセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋの画像に渡っているか否かを判断する。線状にスケッチされ入力された図形５１ａが複数のセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋの画像に渡っていると判断した場合には、１つのひび割れの情報、つまり線状の図形５１ａは、対応するセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋ毎のひび割れ情報に自動的に仕分けられる。
【００４８】
詳細には、ステップＳ１００３にて、入力された線状の図形５１ａの位置座標（位置座標群）を検出する。検出された位置座標（位置座標群）は、ステップＳ１００４にて、記憶部４３に記録されたセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋ毎の位置座標（位置座標群）と比較される。そして、ステップＳ１００５にて、線状の図形５１ａの位置座標（位置座標群）をセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋ毎に自動的に仕分ける。ステップＳ１００６にて、線状の図形５１ａの全体の長さを自動的に算出すると共に、セグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋ毎に仕分けられた図形５１ａのセグメントピース毎の各々の長さを自動的に算出する。
【００４９】
例えば、図８に示す例において、線状の図形５１ａとして入力された線状の情報は、全体の長さ２１０ｃｍが算出されると共に、ピース番号「Ｎｏ．３−Ａ１」，ピース番号「Ｎｏ．３−Ａ２」，ピース番号「Ｎｏ．４−Ａ１」と識別された３つのＡ型セグメントピース３ａに仕分けられ、セグメントピース毎に長さが算出される。具体的には、線状の図形５１ａとして入力されたひび割れの長さが２１０ｃｍである場合において、ピース番号「Ｎｏ．３−Ａ１」のＡ型セグメントピース３ａには６０ｃｍ分のひび割れの情報が仕分けられ、ピース番号「Ｎｏ．３−Ａ２」のＡ型セグメントピース３ａには５０ｃｍ分のひび割れの情報が仕分けられ、ピース番号「Ｎｏ．４−Ａ１」のＡ型セグメントピース３ａには１００ｃｍ分のひび割れの情報が仕分けられて、処理される。
【００５０】
ステップＳ１００２にて、線状の図形５１ａが一つのセグメントピースに入力されている、すなわち複数のセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋに渡っていないと判断した場合には、図１１に示すように、ステップＳ１００７にて、図形の位置座標（位置座標群）を検出し、ステップＳ１００８にて、検出された位置座標（位置座標群）と、記憶部４３に記憶されたセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋ毎の位置座標（位置座標群）とを比較し、線状の図形５１ａが含まれるセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋを決定する。ステップＳ１００９にて、線状の図形５１ａの全体の長さを自動的に算出する。
【００５１】
記憶部４３には、ひび割れの全体の情報として、位置座標（位置座標群）と長さがピース番号に関連つけて記憶される。線状の図形５１ａが複数のセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋの画像に渡っている場合には、ひび割れのセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋ毎の情報として、仕分けられた位置座標（位置座標群）と長さがピース番号毎に記憶部４３に記憶される。なお、セグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋ毎の位置座標は、セグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋ毎に設定される座標系であって、展開画像全体の座標系と異なるものであってもよい。
【００５２】
目視により確認した変状が漏水である場合には、変状の情報は、調査技術者により展開画像上に面状に入力される。漏水の情報を入力する際には、まず、タッチパネル式ディスプレイ２０に表示される変状一覧から漏水を選択する。次に、対応するセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋの画像上に、漏水をスケッチする。これにより、変状としての漏水の情報が面状の図形５２ａ、例えば円形や多角形の図形として入力されると共に、漏水を示すマーク５２ｂが面状の図形５２ａの近傍に付される（図８参照）。
【００５３】
ひび割れと同様に、目視により確認した漏水が複数のセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋに渡って生じている場合には、調査技術者は、対応する複数のセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋに渡って漏水をスケッチする。漏水を示すマーク５２ｂは、面状の図形５２ａに対して１つ付されてもよいし、面状の図形５２ａに対して各セグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋに付してもよい。
【００５４】
図１２に示すように、処理部４２は、ステップＳ１２０１にて、図形５２ａに付されたマーク５２ｂを検出して、面状に入力された図形５２ａを漏水の情報と識別する。マーク５２ｂは、処理部４２の処理において、入力された変状の情報が漏水の情報であると識別するのに利用される。
【００５５】
ステップＳ１２０２にて、面状の図形５２ａが複数のセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋの画像に渡っているか否かを判断する。面状にスケッチされ入力された図形５２ａが複数のセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋの画像に渡っていると判断した場合には、１つの漏水の情報、つまり面状の図形５２ａは、対応するセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋ毎の漏水情報に自動的に仕分けられる。
【００５６】
詳細には、ステップＳ１２０３にて、入力された面状の図形５２ａの輪郭の位置座標（位置座標群）を検出する。検出された位置座標（位置座標群）は、ステップＳ１２０４にて、記憶部４３に記録されたセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋ毎の位置座標（位置座標群）と比較される。そして、ステップＳ１２０５にて、面状の輪郭の位置座標（位置座標群）をセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋ毎に自動的に仕分ける。ステップＳ１２０６にて、面状の図形５２ａ全体の面積を自動的に算出すると共に、セグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋ毎に仕分けられた図形５２ａのセグメントピース毎の各々の面積を算出する。
【００５７】
例えば、図８に示す例において、面状の図形５２ａとして入力された面状の情報は、全体の面積３．０ｍ２が算出されると共に、ピース番号「Ｎｏ．３−Ａ３」，ピース番号「Ｎｏ．４−Ａ２」，ピース番号「Ｎｏ．４−Ａ３」と識別された３つのＡ型セグメントピース３ａに仕分けられる、セグメントピース毎に面積が算出される。具体的には、面状の図形５２ａとして入力された漏水の面積が３．０ｍ２である場合において、ピース番号「Ｎｏ．３−Ａ３」のＡ型セグメントピース３ａには１．５ｍ２分の漏水の情報が仕分けられ、ピース番号「Ｎｏ．４−Ａ２」のＡ型セグメントピース３ａには０．５ｍ２分のひび割れの情報が仕分けられ、ピース番号「Ｎｏ．４−Ａ３」のＡ型セグメントピース３ａには１．０ｍ２分のひび割れの情報が仕分けられ、処理される。
【００５８】
ステップＳ１２０２にて、面状の図形５２ａが一つのセグメントピースに入力されている、すなわち複数のセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋに渡っていないと判断した場合には、図１３に示すように、ステップＳ１２０７にて、面状の図形５２ａの輪郭の位置座標（位置座標群）を検出し、ステップＳ１２０８にて、検出された位置座標（位置座標群）と、記憶部４３に記憶されたセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋ毎の位置座標（位置座標群）とを比較し、面状の図形５２ａが含まれるセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋを決定する。ステップＳ１２０９にて、面状の図形５２ａの全体の面積を自動的に算出する。
【００５９】
記憶部４３には、漏水の全体の情報として、位置座標（位置座標群）と面積がピース番号に関連つけて記憶される。面状の図形５２ａが複数のセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋの画像に渡っている場合には、漏水のセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋ毎の情報として、仕分けられた位置座標（位置座標群）と面積がピース番号に関連つけて記憶される。なお、セグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋ毎の位置座標は、セグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋ毎に設定される座標系であって、展開画像全体の座標系と異なるものであってもよい。
【００６０】
目視により確認した変状が欠けである場合には、変状の情報は、調査技術者により展開画像上に点状に入力される。欠けの情報を入力する際には、ひび割れ及び漏れの場合と同様に、まず、変状一覧から欠けを選択する。次に、対応するセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋの画像の当該箇所を例えばペン先により押す等して、欠けをスケッチする。これにより、変状としての欠けの情報が点状の図形５３ａとして入力されると共に、欠けを示すマーク５３ｂが点状の図形５３ａの近傍に付される（図８参照）。
【００６１】
図１４に示すように、処理部４２は、ステップＳ１４０１にて、図形５３ａに付されたマーク５３ｂを検出して、点状に入力された図形５３ａを欠けの情報と識別する。マーク５３ｂは、処理部４２の処理において、入力された変状の情報が欠けの情報であると識別するのに利用される。そして、処理部４２は、点状にスケッチされ入力された図形５３ａがどのセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋに含まれるかを判定する。
【００６２】
詳細には、ステップＳ１４０２にて、ペン先等により押されて入力された点状の図形５３ａの位置座標を検出する。検出された位置座標は、ステップＳ１４０３にて、記憶部４３に記録されたセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋ毎の位置座標（位置座標群）と比較される。Ｓ１４０４にて、点状の図形５３ａが含まれるセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋを決定する。
【００６３】
例えば、図８に示す例において、点状の図形５３ａと入力された欠け情報は、ピース番号「４−Ａ１」のＡ型セグメントピース３ａの対応箇所に欠けがあると判定され、処理される。
【００６４】
記憶部４３には、欠けの情報として、位置座標がピース番号に関連付けて記憶される。
【００６５】
目視により確認した変状が目開きである場合には、変状の情報は、調査技術者により、トンネル軸方向又はトンネル周方向に隣り合うセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋの境界に入力される、つまり、複数のセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋの画像に渡って入力される。目開きの情報を入力する際には、まず、タッチパネル式ディスプレイ２０に表示される変状一覧から目開きを選択する。次に、対応するセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋの画像の境界をなぞる、又は、境界の始点と終点をペン先により押してスケッチする。これにより、変状としての目開きの情報が波線の図形５４ａとして入力されると共に、目開きを示すマーク５４ｂが波線の図形５４ａの近傍に付される。
【００６６】
目視により確認した変状が目違いである場合には、変状の情報は、目開きと同様に、調査技術者により、トンネル軸方向又はトンネル周方向に隣り合うセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋの境界に入力される、つまり、複数のセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋの画像に渡って入力される。目違いの情報を入力する際には、まず、タッチパネル式ディスプレイ２０に表示される変状一覧から目違いを選択する。次に、対応するセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋの画像の境界をなぞり、又は、境界の始点と終点をペン先により押してスケッチする。これにより、変状としての目違いの情報が波線の図形５５ａとして入力されると共に、目違いを示すマーク５５ｂが波線の図形５５ａの近傍に付される。
【００６７】
図１５に示すように、処理部４２は、ステップＳ１５０１にて、図形５４ａ，５５ａに付されたマーク５４ｂ，５５ｂを検出して、波状にスケッチされ入力された図形５４ａ，５５ａを目開きの情報、目違いの情報と識別する。マーク５４ｂ，５５ｂは、処理部４２の処理において、入力された変状の情報が目開きの情報、目違いの情報であると識別するのに利用される。目開きの情報、目違いの情報は、セグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋの境界にスケッチされ同じ波状の図形で入力されているが、マーク５４ｂ，５５ｂを検出することで、目開きの情報と目違いの情報とを区別するのに有効である。
【００６８】
図形５４ａ，５５ａの後、検測により確認した目開き又は目違いの程度が、調査技術者により入力される。目開きの程度は、隣り合うセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋの間隔（例えば、１０ｍｍ）として入力される。目違いの程度は、隣り合うセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋの高低差（例えば、５ｍｍ）として入力される。
【００６９】
処理部４２は、複数のセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋの画像に渡る、１つの目開き、１つの目違いの情報、つまり波状の図形５４ａ，５５ａを対応するセグメントピース毎に目開きの情報，目違いの情報を自動的仕分ける。
【００７０】
詳細には、ステップＳ１５０２にて、入力された波状の図形５４ａ，５５ａの位置座標（位置座標群）を検出する。検出された位置座標（位置座標群）は、ステップＳ１５０３にて、記憶部４３に記録されたセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋ毎の位置座標（位置座標群）と比較される。そして、ステップＳ１５０４にて、波状の図形５４ａ，５５ａの位置座標（位置座標群）をセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋ毎に自動的に仕分ける。ステップＳ１５０５にて、波状の図形５４ａ，５５ａの範囲（セグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋに対する長さ）を自動的に算出する。
【００７１】
例えば、目開きの間隔や目違いの高低差は、隣り合うセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋの一方に入力されると、他方のセグメントにも自動的に相対する数値が入力される。図９に示す例において、ピース番号「Ｎｏ．５−Ａ１」のＡ型セグメントピース３ａがピース番号「Ｎｏ．５−Ａ２」のＡ型セグメントピース３ａに対して５ｍｍ突出している場合には、目違いの高低差をピース番号「Ｎｏ．５−Ａ１」のＡ型セグメントピース３ａに「＋５ｍｍ」と入力する。これにより、目違いの高低差がピース番号「Ｎｏ．５−Ａ２」のＡ型セグメントピース３ａに「−５ｍｍ」と自動的に入力される。また、図９に示す例において、ピース番号「Ｎｏ．６−Ａ１」のＡ型セグメントピース３ａがピース番号「Ｎｏ．５−Ａ２」のＡ型セグメントピース３ａに対して７ｍｍ窪んでいる場合には、目違いの高低差をピース番号「Ｎｏ．６−Ａ１」のＡ型セグメントピース３ａに「−７ｍｍ」と入力する。これにより、目違いの高低差がピース番号「Ｎｏ．５−Ａ２」のＡ型セグメントピース３ａに「＋７ｍｍ」と自動的に入力される。
【００７２】
記憶部４３には、目開きの情報、目違いの情報として、位置座標（位置座標群）と長さや、目開きの程度又は目違いの程度、セグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋ毎に仕分けられた位置座標（位置座標群）と長さ、セグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋ毎に目開きの程度又は目違いの程度がピース番号に関連付けて記録される。なお、セグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋ毎の位置座標は、セグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋ毎に設定される座標系であってもよい。
【００７３】
処理部４２では、タッチパネル式ディスプレイ２０の展開画像に入力・表示された図形５１ａ〜５５ａと近傍に付されたマーク５１ｂ〜５５ｂにより、変状の種類を識別するので、図形５１ａ〜５５ａのみで変状を検出する場合と比べて、変状の種類を誤った識別をするおそれが少ない。仮に、マーク５１ｂ〜５５ｂを用いることなくタッチペン等による図形５１ａ〜５５ａのみが入力される場合には、ひび割れの情報として入力された線状の図形５１ａと、目開き・目違いの情報として入力された波状の図形５４ａ，５５ａと、漏水として入力された面状の図形５２ａと、欠けとして入力された図形５３ａと、を区別して検出することができない場合がある。本実施形態では、マーク５１ｂ〜５５ｂを図形５１ａ〜５５ａの近傍に関連付けて付すことで、マーク５１ｂ〜５５ｂを利用して変状を検出するので、正確な識別ができる。
【００７４】
このように、可搬型コンピュータ１００では、タッチパネル式ディスプレイ２０に展開画像が表示されると共に、変状の情報が展開画像上に表示される。したがって、変状のあるセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋを把握することができる。調査技術者は、可搬型コンピュータ１００を持ち運び、シールドトンネル１の内壁の変状をタッチパネル式ディスプレイ２０にスケッチして入力することで、変状の情報を展開画像上に容易に入力・表示できる。また、入力したデータは処理部４２で自動的に処理され、セグメントピース毎の変状情報に仕分けられるので、セグメントピース毎の変状情報として整理をする必要がない。
【００７５】
また、目視により確認した変状を画像情報として記録する際には、まず、タッチパネル式ディスプレイ２０に、画像作成部４１により作成された展開画像を表示させ、対応するセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋの画像を選択する。次に、カメラ３０を起動し、シールドトンネル１の内壁における変状を撮影する。次に、タッチパネル式ディスプレイ２０に表示される変状一覧から、撮影した変状を選択する。
【００７６】
次に、記憶部４３により行われる記憶処理について、改めて説明する。
【００７７】
記憶処理では、タッチパネル式ディスプレイ２０に入力された変状の情報を、この変状に対応するセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋの情報として、又は、セグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋに仕分けられた情報として、セグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋのピース番号と関連付けて記憶する。
【００７８】
例えば、図８に示す例では、記憶部４３は、ひび割れの情報と、ピース番号「Ｎｏ．３−Ａ１」，ピース番号「Ｎｏ．３−Ａ２」及びピース番号「Ｎｏ．４−Ａ１」の両方を記憶する。漏水の情報と欠けの情報についても同様に記憶する。図９に示す例では記憶部４３は、目開きの情報と、ピース番号「Ｎｏ．５−Ｂ１」及びピース番号「Ｎｏ．６−Ａ３」と、の両方を記憶する。目違いの情報についても同様に記憶する。
【００７９】
また、記憶部４３に記憶されたセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋのピースの情報（ピース番号）と変状の情報から、処理部４２は、タッチパネル式ディスプレイ２０の展開画像に変状の情報とセグメントピースの情報についての表示を復元することも可能である。
【００８０】
また、記憶部４３は、調査技術者が目視により確認（点検）した年月日等の時刻情報を、可搬型コンピュータ１００に内蔵した時計の時刻情報を用いて併せて記憶する。
【００８１】
可搬型コンピュータ１００は、変状の大きさ、各セグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋにおける変状の位置、変状概要をタッチパネル式ディスプレイ２０に入力可能に構成されていてもよく、記憶部４３は、タッチパネル式ディスプレイ２０に入力される変状の情報に基づいて、変状の大きさ、変状の位置及び変状概要を記憶してもよい。
【００８２】
また、記憶処理では、カメラ３０により撮影された画像と、それに対応する変状の情報と、撮影した画像に対応するセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋのピース番号と、を関連付けて記憶する。例えば、ピース番号「Ｎｏ．３−Ａ１」に対応するＡ型セグメントピース３ａのひび割れを撮影した場合には、記憶部４３は、ピース番号「Ｎｏ．３−Ａ１」に関連付けて、ひび割れを撮影した画像とひび割れの情報とを記憶する。ピース番号「Ｎｏ．４−Ｂ１」とピース番号「Ｎｏ．４−Ａ３」に対応するＡ型及びＢ型セグメントピース３ａ，３ｂの境界にある目開きを撮影した場合には、記憶部４３は、ピース番号「Ｎｏ．４−Ｂ１」とピース番号「Ｎｏ．４−Ａ３」とを関連付けて、目開きを撮影した画像と目開きの情報とを記憶する。また、記憶部４３は、画像を撮影した年月日等の時刻情報を併せて記憶する。
【００８３】
次に、出力部４４により行われる出力処理について、説明する。
【００８４】
出力処理では、記憶部４３に記憶された変状の情報と、関連付けられたセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋのピース番号を、図１６に示すような表形式で出力し記録する。そのため、記録された全ての情報から、相互に関連する必要な情報を簡単に抽出することができる。例えば、シールドトンネル１全体のひび割れを総合的に把握する際に、ひび割れのあるセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋだけを抽出することができる。したがって、シールドトンネル１における健全性の分析・診断を容易に行うことができる。
【００８５】
また、出力処理では、記憶部４３に記憶された画像と、関連付けられたセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋのピース番号を、図１７に示すような表形式で出力し記録する。したがって、記録された変状を画像により確認することができ、各セグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋ及びシールドトンネル１における健全性の分析・診断の精度を向上させることができる。
【００８６】
出力結果は、タッチパネル式ディスプレイ２０に表示可能であるし、可搬型コンピュータ１００に有線又は無線により別途接続される印刷機により紙に印刷可能である。したがって、定期的にシールドトンネル１の内壁を点検する際に、タッチパネル式ディスプレイ２０に表示される記録や紙に印刷された記録を参照することにより、変状の経時的な変化を把握することができる。また、セグメントピース毎に記録された異なる年月日等の時刻における変状の情報を対比することで、経時的な変化を把握することができる。
【００８７】
以上の実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。
【００８８】
可搬型コンピュータ１００では、タッチパネル式ディスプレイ２０が、セグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋからなる内壁の展開画像を表示し、表示された展開画像上に前記内壁における変状の情報を入力可能であるため、セグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋごとに変状の情報を管理することができる。そのため、タッチパネル式ディスプレイ２０に表示されるセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋの画像に変状の情報を入力するだけで、変状の情報を表形式で記録することができる。したがって、シールドトンネル１の内壁における変状情報の記録に要する労力を低減することができる。
【００８９】
また、出力部４４が記憶部４３に記憶された変状の情報及び関連付けられたセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋのピース番号を表形式で出力するため、記録された全ての情報から、必要な情報を簡単に抽出することができる。そのため、シールドトンネル１全体の特定の変状を総合的に判断することができ、シールドトンネル１における健全性を容易に分析・診断することができる。
【００９０】
処理部４２は、タッチパネル式ディスプレイ２０で表示されたセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋの画像の複数に渡って変状の情報が入力された場合に、変状の情報を対応するセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋ毎に仕分ける。そのため、複数のセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋに渡る変状を容易に記録することができ、シールドトンネル１の内壁における変状情報の記録に要する労力を低減することができる。
【００９１】
画像作成部４１がセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋからなる内壁の展開画像を作成するため、展開画像におけるセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋを規定することができ、セグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋごとに変状の情報を管理することができる。そのため、タッチパネル式ディスプレイ２０に表示されるセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋの画像に変状の情報を入力するだけで、変状の情報を表形式で記録することができる。したがって、シールドトンネル１の内壁における変状情報の記録に要する労力をより低減することができる。
【００９２】
可搬型コンピュータ１００では、記憶部４３に予め記憶されたデータ又は調査技術者によって入力されるデータに基づいて、画像作成部４１がシールドトンネル１の内壁の展開画像を作成する。展開画像の作成に必要なデータは、シールドトンネル１の施工時の記録として残されており、また、シールドトンネル１の内壁を目視することにより得ることができるため、容易に展開画像を作成することができる。
【００９３】
また、可搬型コンピュータ１００では、記憶部４３は、カメラ３０により撮影された画像と、当該画像に対応するセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋのピース番号と、を関連付けて記憶する。したがって、画像により変状を記録することができ、各セグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋ及びシールドトンネル１における健全性の分析・診断の精度を向上させることができる。
【００９４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００９５】
上記実施形態では、トンネル変状記録システムは、可搬型コンピュータ１００のみからなるが、可搬型コンピュータ１００と、有線又は無線により接続される他のコンピュータと、によって構成されていても良い。
【００９６】
また、上記実施形態では、Ｋ型セグメントピース３ｋは、軸方向挿入型セグメントであるが、径方向挿入型セグメントであってもよい。この場合、展開画像の作成に必要なデータとして、Ｋ型セグメントピース３ｋのテーパ角度α（図２参照）は不要である。
【００９７】
また、上記実施形態では、Ｋ型セグメントピース３ｋの位置φは、Ｋ型セグメントピース３ｋにおけるトンネル周方向の中心Ｃｋ（図１参照）を基準としているが、トンネル軸方向に隣り合うセグメントピース３ａ，３ｂ，３ｋを連結するボルトの１つを基準としてもよい。
【符号の説明】
【００９８】
１００・・・可搬型コンピュータ（トンネル変状記録システム）
１・・・シールドトンネル（トンネル構造物）
３ａ・・・Ａ型セグメントピース（ノーマルピース）
３ｂ・・・Ｂ型セグメントピース（ノーマルピース）
３ｋ・・・Ｋ型セグメントピース（キーピース）
２０・・・タッチパネル式ディスプレイ（表示・入力部）
３０・・・カメラ（撮像部）
４１・・・展開画像作成部
４２・・・処理部
４３・・・記憶部
４４・・・出力部
【図１】
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【図２】
2019120108.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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