(57)【要約】　　　（修正有）【課題】電源供給及び検出信号の伝送手段が、摩擦や扱き、屈曲といった機械的な負荷を蒙ることなく、ケーブルの素線切れやケーブルの切断は発生せず、耐久性に富み、且つ精度の高い検知能力を有するドレーン工法におけるドレーン材の残置位置確認装置の提供。【解決手段】打設機械Ｂ側の一次電源１４と、マンドレルＡ側に設け前記検知手段２へ供給する二次電源５と、前記一次電源１４から二次電源５に非接触で電力を供給する非接触式電源供給装置３，４、とを有し；前記検知手段２の発信する検知信号を伝送する非接触式伝送手段６〜１０と、該非接触式伝送手段６〜１０によって伝送された信号を画像処理する画像処理装置１１と、該画像装置１１で画像処理されたデータを演算処理してドレーン材Ｄの残置位置を確認する演算装置１２、とを有することを特徴とする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マンドレルに挿通されたドレーン材に所定間隔をおいて被検知体を装着し該マンドレルの先端に上記被検知体を検知する複数の検知手段を設け、マンドレルによってドレーン材を地盤の所定深さまで打ち込み、次いでマンドレルを引き抜いてドレーン材を地盤中に残置すると共に上記検知手段により被検知体の位置検知信号を得るようにしたドレーン工法に於けるドレーン材の残置位置確認装置において；打設機械側の一次電源と、マンドレル側に設け前記検知手段へ供給する二次電源と、前記一次電源から二次電源に非接触で電力を供給する非接触式電源供給装置、とを有し；前記検知手段の発信する検知信号を伝送する非接触式伝送手段と、該非接触式伝送手段によって伝送された信号を画像処理する画像処理装置と、該画像装置で画像処理されたデータを演算処理してドレーン材の残置位置を確認する演算装置、とを有することを特徴とするドレーン工法に於けるドレーン材の残置位置確認装置。
【請求項２】
前記非接触式電源供給手段は、マンドレル側に設置した受波部と打設機械側に設置した送波部とで構成され、高周波を利用した電磁誘導式電源供給手段であることを特徴とする請求項１のドレーン工法に於けるドレーン材の残置位置確認装置。
【請求項３】
前記非接触式伝送手段は、マンドレル側に設置した発光手段と、打設機械側に設置した受光手段とで構成されたことを特徴とする請求項１、２何れかのドレーン工法に於けるドレーン材の残置位置確認装置。
【請求項４】
前記発光手段は、前記複数の検出手段に対応した複数の発光素子を配置し、該発光素子の配置と前記検知手段の配置とを関連付けており、前記受光手段はズームレンズ機能を有するＣＣＤ撮像手段であることを特徴とした請求項３のドレーン工法に於けるドレーン材の残置位置確認装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軟弱地盤の排水、圧密促進のために実施されるドレーン工法において、ドレーン材が地盤中に正しく残置されたか否かを確認する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
軟弱地盤中に、ドレーン材を打設することにより、軟弱地盤中に含まれる水を排出して地盤の安定化を促進するドレーン打設工法は知られている。
【０００３】
従来、このドレーン打設工法においては、ドレーン材を打設管（マンドレル）の先端に係合させて地盤中に打ち込み、マンドレルを引き抜いてドレーン材を地盤中に残置させているが、引抜きの際にドレーン材が共上がりすることがあり、このような場合にはドレーン材の再打設が必要となる。
【０００４】
したがって、ドレーン材を打設してマンドレルを引抜く際にはドレーン材の残置を確認する必要があり、その確認装置として、例えば複数の被検知材を内蔵させたシート状のドレーン材と、マンドレルの先端に設置した検出手段とを有し、該検出手段によって前記複数の被検知材を選出するように構成された確認装置が知られている（例えば特公昭６３−４９００６号公報、実用新案登録第２５２３３８７号公報、特許第３１３９７０６号公報参照）。
【０００５】
しかし、上記装置においては、検知手段への電源供給及び検知信号の伝送には多芯ケーブルをマンドレル先端からマンドレル上端までマンドレル内に敷設し、マンドレル上端から打設機械固定部であるタワーフレームの上部に設置したケーブル滑車を介して、打設機械上に設置した演算装置に接続する構成が採られている。
この装置は構造が簡単である反面、多芯ケーブルが滑車を介して屈曲されるため、マンドレルの上下移動の繰り返しによってケーブルの素線切れやケーブルの切断が発生し、計測データのミス発生とケーブル交換作業に伴う時間及び費用の発生が問題となっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、電源供給及び検出信号の伝送手段が、摩擦や扱き、屈曲といった機械的な負荷を蒙ることなく、したがってケーブルの素線切れやケーブルの切断は発生せず、耐久性に富み、且つ精度の高い検知能力を有するドレーン工法におけるドレーン材の残置位置確認装置を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のドレーン工法に於けるドレーン材の残置位置確認装置は、マンドレル（Ａ）に挿通されたドレーン材（Ｄ）に所定間隔をおいて被検知体（１）を装着し該マンドレル（Ａ）の先端に上記被検知体（１）を検知する複数の検知手段（２）を設け、マンドレル（Ａ）によってドレーン材（Ｄ）を地盤の所定深さまで打ち込み、次いでマンドレル（Ａ）を引き抜いてドレーン材（Ｄ）を地盤中に残置すると共に上記検知手段（２）により被検知体（１）の位置検知信号を得るようにしたドレーン工法に於けるドレーン材の残置位置確認装置において；打設機械（Ｂ）側の一次電源（１４）と、マンドレル（Ａ）側に設け前記検知手段（２）へ供給する二次電源（５）と、前記一次電源（１４）から二次電源（５）に非接触で電力を供給する非接触式電源供給装置（３，４）、とを有し；前記検知手段（２）の発信する検知信号を伝送する非接触式伝送手段（６〜１０）と、該非接触式伝送手段（６〜１０）によって伝送された信号を画像処理する画像処理装置（１１）と、該画像装置（１１）で画像処理されたデータを演算処理してドレーン材（Ｄ）の残置位置を確認する演算装置（１２）、とを有することを特徴とする（請求項１）。
【０００８】
ここで、前記二次電源（５）として、容積効率のよい、例えばリチウム・イオン電池やニッケル水素電池を用いることが好ましい。
【０００９】
前記非接触式電源供給手段は、マンドレル（Ａ）側に設置した受波部（３）と打設機械（Ｂ）側に設置した送波部（４）とで構成され、高周波を利用した電磁誘導式電源供給手段であることを特徴としている（請求項２）。
また、前記非接触式電源供給手段からの電源供給（電力供給）は、マンドレル（Ａ）が引き上げられている時間、すなわち打設機械（Ｂ）が待機中、移動中、或いは打設作業中のように非接触式電源供給手段の上端側面とタワーフレーム上部に取り付けてある電流伝送部が相対している時間に供給することが好ましい。
【００１０】
前記非接触式伝送手段は、マンドレル（Ａ）側に設置した発光手段（６）と、打設機械（Ｂ）側に設置した受光手段（８〜１０）とで構成されたことを特徴としている（請求項３）。
【００１１】
また、前記発光手段（６）は、前記複数の検出手段（２）に対応した複数の発光素子（７）を配置し、該発光素子（７）の配置と前記検知手段（２）の配置とを関連付けており、前記受光手段（８〜１０）はズームレンズ機能（９）を有するＣＣＤ撮像手段（８）であることを特徴としている（請求項４）。
ここで、受光手段（８〜１０）のズームレンズ機能は、演算手段１２の打設深度出力、すなわちマンドレルの上下移動量に連動させてズーミングを自動的に行い、発光手段（６）と受光手段（８〜１０）との相対距離が大きくなった場合でも、撮像画像から発光素子（７）の配置を識別出来るように構成しておくことが好ましい。
【００１２】
上述のような装置を具備した本発明のドレーン工法に於けるドレーン材の残置位置確認装置によれば、打設機械（Ｂ）側からマンドレル（Ａ）側への電源供給は多芯ケーブルを用いない非接触方式であり、また、マンドレル（Ａ）側の検知手段（２）から打設機械（Ｂ）側への検出信号の伝送も非接触方式を採っているため、多芯ケーブルの素線切れは起こりようもなく、多芯ケーブルの素線切れによる誤信号は発生しない。
したがって誤信号による演算ミスは回避され、復帰に伴うロスタイム及び再打設による施工費用のロスを無くすことが出来る。
また、ケーブル断線に伴うケーブル交換作業のロスタイムと、費用発生を無くすことが出来る。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１４】
図１及び図２において、全体を符号Ａで示すマンドレルの内部には、シート状のドレーン材Ｄが挿入され、マンドレルＡの下端より下方において共上がりを防止するために図示しないシューに連結されている。
そのシート状のドレーン材Ｄは所定の間隔を置いてステンレスなどの複数の被検知体１が装着されている。
【００１５】
該マンドレルＡの内部下端近傍には、複数（図示の例では４個）の検知手段である例えば金属検知器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ（以下総称して符号２を用いる）が設置されており、マンドレルＡ上端の外縁部Ａｒには前記金属検知器２と同数の発光素子７を有する発光手段６が設置されている。
また、マンドレルＡ上端の外縁部Ａｒの径方向で前記発光手段６の反対側には非接触式電源供給手段Ｃを構成する受波部３が設置されており、該受波部３の下方（図１）には前記金属検知器２に電源供給ライン１５（図２）を介して電力を供給する二次電源５が設置されている。
【００１６】
ここで、一次電源１４として、外部電源（商用電力）、或いは携帯発電機の発電による電力池等を用いることが出来る。そして二次電源５としては、容積効率の良い、例えばリチウム・イオン電池や、ニッケル水素電池等を用いることが出来る。
なお、図示の例では前記発光手段６は発光素子７の発光方向（発光面７ａ）が垂直上方を向くように配置されており、各発光素子７は前記各被検知体２と夫々対応するように配置されている。
【００１７】
他方、打設機械Ｂ側には、前記非接触電源供給手段Ｃの受波部３の受波面３ａに対向する位置に、前記非接触電源供給手段Ｃの送波部４の送波面４ａが受波部３の受波面３ａに向き合うように設置されており、該送波部４は一次電源１４に電源供給ライン１６を介して接続されている。
該非接触電源供給手段Ｃの送波部４からは受波部３に向かって高周波の電磁波が照射されることによって、受波部３および電源供給ライン１５を介して直接金属検知器２に電気が供給される。又は、前記二次電源５に一旦充電し、金属検知器２を作動させる場合に二次電源５から電源供給ライン１５を介して金属検知器２に電気を供給するように構成されている。
【００１８】
また、打設機械Ｂ側には、マンドレルＡ側の前記発光手段６の発光面７ａに対向する位置（図１の上方）にズームレンズ９を備えたＣＣＤカメラ８が設置されており、ズームレンズ９の前面には、外乱光の影響による受光手段の性能低下を避けるために、発光素子７の発する光波の波長のみを透過させるバンドパスフィルター１０が設けられている。
そして、マンドレルＡ側の発光手段６と、打設機械Ｂ側のズームレンズ９及びバンドパスフィルター１０を含むＣＣＤカメラ８とを有する受光手段、とによって非接触式伝送手段Ｅが構成されている。
【００１９】
また、打設機械Ｂ側では、前記ＣＣＤカメラ８は画像処理装置１１と、また画像処理装置１１は演算装置１２と夫々信号ライン１８で接続されている。
【００２０】
ドレーン材Ｄが地盤中に正しく残置されたか否かを確認する方法に関して主として図３を用いて説明する。
図１において、先ず地盤中にドレーン材Ｄを打ち込んだ状態でマンドレルＡを抜き出す。
前記ドレーン材Ｄには、例えば１ｍ毎に被検知体１が装着してある。一方、マンドレルＡ内部の先端に例えば２５ｃｍ間隔で設置された４個の金属検知器２のうちの上端のもの２ａが１個２ａは、前記被検知体１を通過した場合に、例えば図３の左端に示すようにオン信号を発信するように構成されている。
【００２１】
前記発光手段６では前記信号ライン１７によって前記感知波形を受信すると発光手段６の発光素子７（７ａ）はＯＮ状態となり、発光する。この発光現象は非接触で前記バンドパスフィルタ１０、ズームレンズ９を介してＣＣＤカメラ８で撮像される。
【００２２】
ＣＣＤカメラで撮像された情報は信号ライン１８を介して画像処理装置１１に送られ、該画像処理装置１１で画像処理され、信号ライン１８を介して演算装置（図２参照）１２に送られる。
【００２３】
このようにして順次金属検知器２ｂ、２ｃ、２ｄと信号を発する演算装置では上述のように処理された情報と、図示しない深度計測情報とを比較する。すなわち被検知体１が１ｍ間隔であり、金属検知器２が２５ｃｍ間隔であるとすると、マンドレルを１０ｍ引き抜けば４０回信号を発することになる。マンドレルＡを１０ｍ引き抜いたにも拘らず上述の発光信号のカウント数が３６回であったとする。
この場合は、マンドレルＡを引き抜く際に、前記ドレーン材ＤはマンドレルＡとドレーン材Ｄとの摩擦抵抗・その他の原因によって当初の予定よりも１ｍ上方にずり上がってしまったことを意味する。
一方、残置位置の確認においては、残置位置のずれの許容値を当初の埋め込み予定深度の５％以内としてあり、従って上述の場合は許容値を超えているので、再度マンドレルＡを地盤に貫入してドレーン材Ｄを埋め込むことからやり直すことと成る。
【００２４】
前記演算装置１２は、前記ズームレンズと信号ライン１９により接続されている。そして該演算装置１２は、詳細は省略しているが、前記マンドレルＡの打設深度を常時計測しており、その深度データを基に図４及び図５で示すようにマンドレルＡの上下移動量に連動させて、ズーミングを自動的に行うように構成されている。
すなわち、図４はマンドレルＡが最も上方に位置した場合で、ズームレンズはズームダウンしている。
一方、図５はマンドレルＡの地盤への打込み量が最大の場合で、ズームレンズはズームアップして撮像画像は右図から左図に補正される。
【００２５】
上述のような残置位置確認装置を具備した実施形態によれば、打設機械Ｂ側からマンドレルＡ側への電源供給は多芯ケーブルを用いない非接触方式であり、また、マンドレルＡ側の金属検知器２から打設機械Ｂ側への検出信号の伝送も非接触方式を採っているため、従来技術で生じたような多芯ケーブルの素線切れは起こりようもなく、多芯ケーブルの素線切れによる誤信号は発生しない。
したがって誤信号による演算ミスは回避され、復帰に伴うロスタイム及び再打設による施工費用のロスを無くすことが出来る。
また、ケーブル断線に伴うケーブル交換作業のロスタイムと、費用発生を無くすことが出来る。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の作用効果を以下に列記する。
（１）　打設機械側からマンドレル側への電源供給は多芯ケーブルを用いない非接触方式であるため、多芯ケーブルの素線切れによる誤信号は発生しない。
（２）　誤信号による演算ミスは回避され、復帰に伴うロスタイム及び再打設による施工費用のロスを無くすことが出来る。
（３）　ケーブル断線に伴うケーブル交換作業のロスタイムと、費用発生を無くすことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の全体構成を示す斜視図。
【図２】本発明の実施形態の要部の構成を示すブロック図。
【図３】本発明の実施形態による検知信号の処理方法を説明する工程図
【図４】本発明の実施形態による受光装置のズーミング補正を説明するものでマンドレルを打込む前の状態を示す図。
【図５】本発明の実施形態による受光装置のズーミング補正を説明するものでマンドレル打込み量最大時の状態を示す図。
【符号の説明】
Ａ・・・マンドレル
Ｂ・・・打設機械
Ｃ・・・非接触式電源供給手段
Ｄ・・・ドレーン材
Ｅ・・・非接触式伝送手段
１・・・被検知体
２・・・検知手段／金属検知器
３・・・受波部
４・・・送波部
５・・・二次電源
６・・・発光手段
８・・・ＣＣＤ撮像手段／ＣＣＤカメラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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