(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クレーンのワイヤによって吊り下げられる掘削機と、
前記クレーンのワイヤとは別に掘削機に取り付けられるワイヤと、
前記ワイヤを地上から支持する支持機構と、
前記ワイヤを前記掘削機により形成される溝の直上に案内する案内機構と、
前記掘削機近傍の前記ワイヤの角度を測定する一方の傾斜計と、
地面付近の前記ワイヤの角度を測定する他方の傾斜計と、
前記一方の傾斜計の測定値と前記他方の傾斜計の測定値とを取り込んでその両測定値を平均処理する信号処理装置と、
前記信号処理装置で平均処理した測定値を前記溝の掘削角度として表示する表示装置とを備え、
前記一方の傾斜計は前記掘削機に取り付けられ、かつ、一方の傾斜計と他方の傾斜計とが前記ワイヤで結ばれていることを特徴とする溝の掘削角度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤に掘削機を用いて形成される溝の掘削角度測定方法および溝の掘削角度測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地中構造物の一つである地中連続壁は、掘削機を用いて地盤に形成された溝を、鉄筋コンクリートなどに置き換えることにより形成される。すなわち、地中連続壁を精度よく作製するには溝を精度よく掘削しなければならない。このため、溝の掘削角度を掘削しながら、つまりその場で精度よく測定する必要がある。
以下に従来の溝の掘削角度測定方法について説明する。
【０００３】
第一の従来の溝の掘削角度測定方法を図３（Ａ）を用いて説明する。
まず、掘削機１に滑車２５を取り付ける。次に支持台２１から延びるワイヤ２２を滑車２５を介して傾斜計２３に取り付ける。ここで、傾斜計２３は支持台２１により溝２の直上に設けられる。
その後、支持機構１１によりワイヤ１２を介して支持された掘削機１は、地盤３に溝２を形成する。この溝２の掘削角度は、傾斜計２３によりその場で測定されるワイヤ２２の角度にて表される。
【０００４】
次に、第二の従来の溝の掘削角度測定方法を図３（Ｂ）を用いて説明する。
まず、掘削機１に支持台２１から延びるワイヤ２２の端部を取り付ける。ワイヤ２２の角度は支持台２１に設けられている傾斜計２３により検出される。ここで傾斜計２３としてはレーザー変位計や作動トランス変位計などを用いる。
その後、支持機構１１によりワイヤ１２を介して支持された掘削機１は、地盤３に溝２を形成する。この溝２の掘削角度は、傾斜計２３によりその場で測定されるワイヤ２２の角度にて表される。
【０００５】
次に、第三の従来の溝の掘削角度測定方法を図４を用いて説明する。
まず、掘削機１に支持機構１１から延びるワイヤ２２を取り付ける。ここで、掘削機１にはワイヤ２２の角度を測定する傾斜計２３を取り付ける。
その後、支持機構１１によりワイヤ１２を介して支持された掘削機１は、地盤３に溝２を形成する。この溝２の掘削角度は、傾斜計２３によりその場で測定されるワイヤ２２の角度にて表される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ワイヤ２２には、自重によるたるみ（カナテリー）がある。また、掘削の際に溝２の側壁に流している安定液の一部は飛散してワイヤ２２に付着し、ワイヤ２２をたるませている。
このため、上述した従来の溝の掘削角度測定方法による傾斜角度の測定値には、ワイヤ２２のたるみに起因して常に誤差が生じていた。
【０００７】
本発明は、ワイヤのたるみの影響を小さくした溝の掘削角度測定方法および溝の掘削角度測定装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、本発明は、地盤に掘削機を用いて形成される溝の掘削角度測定方法において、掘削機に取り付けられた一方の傾斜計と、溝の直上に設けられた他方の傾斜計とをワイヤで結び、前記一方の傾斜計により測定された該ワイヤの角度と、前記他方の傾斜計により測定された該ワイヤの角度と、を平均した該ワイヤの角度を前記溝の掘削角度として用いることを特徴とする。
【０００９】
ここで、前記平均には単純平均と加重平均の双方が含まれる。また、前記掘削機や前記一方の傾斜計や前記他方の傾斜計や前記ワイヤには制限はない。
【００１０】
この発明によれば、ワイヤのたるみにより真のワイヤ角度より常に大きな値を示す前記一方の傾斜計のワイヤ角度測定値と、ワイヤのたるみにより真のワイヤ角度より常に小さな値を示す前記他方の傾斜計のワイヤ角度測定値と、を平均して算出された該ワイヤの角度を前記溝の掘削角度とする。このため、掘削機により溝を掘りつつ該溝の角度を測定でき、また、ワイヤのたるみに起因する溝の掘削角度測定値の測定誤差は従来の溝の掘削角度測定方法と比較して小さい。従って、より高精度に前記溝の掘削角度を掘削しながら管理できる。
【００１１】
この発明は、溝の掘削角度測定装置であって、クレーンのワイヤによって吊り下げられる掘削機と、前記クレーンのワイヤとは別に掘削機に取り付けられるワイヤと、前記ワイヤを地上から支持する支持機構と、前記ワイヤを前記掘削機により形成される溝の直上に案内する案内機構と、前記掘削機近傍の前記ワイヤの角度を測定する一方の傾斜計と、地面付近の前記ワイヤの角度を測定する他方の傾斜計と、前記一方の傾斜計の測定値と前記他方の傾斜計の測定値とを取り込んでその両測定値を平均処理する信号処理装置と、を備え、前記一方の傾斜計は前記掘削機に取り付けられ、かつ、一方の傾斜計と他方の傾斜計とが前記ワイヤで結ばれていることを特徴とする。
【００１２】
ここで、前記掘削機や前記一方の傾斜計や前記他方の傾斜計や前記ワイヤには制限はない。
【００１３】
この発明によれば、少ない労力で溝の掘削角度測定方法によって溝の掘削角度をその場で測定する、溝の掘削角度測定装置を実現できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図１および図２を参照して本発明の一実施の形態である溝の傾斜角度測定装置２０について説明する。
【００１５】
まず、図１を用いて構成について説明する。
掘削機１により形成される溝２の傾斜角度を計る、溝の傾斜角度測定装置２０は、地上に設置される支持台２１（支持機構）と、支持台２１から延びて掘削機１に取り付けられるワイヤ２２（ワイヤ）と、掘削機１近傍におけるワイヤ２２の角度を測定する傾斜計２３（一方の傾斜計）と、溝２の直上におけるワイヤ２２の角度を測定する傾斜計２４（他方の傾斜計）と、傾斜計２３から信号線２７を介して信号を送受信し、また傾斜計２４からは信号線２８を介して信号を送受信する信号処理装置２６（信号処理装置）と、を有している。
【００１６】
支持台２１は、ワイヤ２２を所定長さ有するリールと、前記リールから延びるワイヤ２２を溝２の直上に案内する案内部（案内機構）を有しており、地盤３の上に安定するように、例えば底部は広くかつ重心は低い形状とする。
【００１７】
傾斜計２３としては、例えば作動トランス変位計やレーザー変位計を用いる。また、傾斜計２３は例えば掘削機１に取り付けられて掘削機１近傍におけるワイヤ２２の角度を測定して、その測定値θ１を信号線２７を介して信号処理装置２６に出力する。ここで、信号線２７は例えば掘削機１の電力供給線（図示省略）に沿わせることにより、力学的負荷を与えることなく掘削機１の位置に合わせて延長できる。
傾斜計２４も、傾斜計２３と同様に例えば作動トランス変位計やレーザー変位計を用いる。また、傾斜計２４は例えば支持台２１に取り付けられて溝２の直上におけるワイヤ２２の角度を測定して、その測定値θ２を信号線２８を介して信号処理装置２６に出力する。
【００１８】
信号処理装置２６は、例えばCentral Processing Unit（以下ＣＰＵと表示）と、Random Access Memory（以下ＲＡＭと表示）と、Read Only Memory（以下ＲＯＭと表示）と、表示装置と、記憶装置を有している。前記ＣＰＵは、前記記憶装置内に格納されているプログラムを前記ＲＡＭ内のプログラム領域に展開したのち、測定値θ１と測定値θ２を用いて所定の演算により溝２の掘削角度θ０を算出するとともに、掘削角度θ０を前記記憶装置に格納させ、また前記表示装置に掘削角度θ０を、例えば時間との関係を示すグラフとして連続的に表示させる。
【００１９】
掘削角度θ０を算出する方法としては、例えば測定値θ１と測定値θ２とを単純平均する方法などを挙げられるが、この原理を図２の模式図を用いて説明する。
傾斜計２３の測定値θ１は、ワイヤのたるみにより真のワイヤ角度より角度θ３ほど大きくなる。また、傾斜計２４の測定値θ２は、ワイヤのたるみにより真のワイヤ角度より角度θ４ほど小さくなる。従って測定値θ１と測定値θ２との平均値である掘削角度θ０の測定誤差は（θ３−θ４）／２（θ３＞θ４を仮定：θ３＜θ４の場合は（θ４−θ３）／２）となる。
【００２０】
すなわち、溝の傾斜角度測定装置２０において、その測定誤差は第一および第二の従来の溝の掘削角度測定方法の測定誤差である角度θ４と比較して｜θ３−３×θ４｜／２（θ３＞θ４を仮定：θ３＜θ４の場合は｜θ４＋θ３｜／２）ほど小さくなり、また第三の従来の溝の掘削角度測定方法の測定誤差であるθ３と比較して｜θ３＋θ４｜／２（θ３＞θ４を仮定：θ３＜θ４の場合は｜３×θ３−θ４｜／２）ほど小さくなる。
また、その場で溝２の掘削角度を測定できるので、溝２の掘削角度の修正を早めに行える。
さらに、掘削角度θ０は信号処理装置２６の表示装置に連続的に表示されるので、容易に掘削角度θ０の経時変化を把握できる。
【００２１】
なお、本実施例では測定値θ１と測定値θ２を単純に平均したが、例えば深さをパラメータとした加重平均を行うことにより、より高精度に溝２の掘削角度θ０を算出できる。
また、傾斜計２３と傾斜計２４の取り付け方法や取り付け位置は、当然使用する傾斜計の種類により適宜変わる。
【００２２】
以上より、溝の傾斜角度測定装置２０を用いると、溝２の掘削角度の測定誤差は従来の溝の掘削角度測定方法と比較して小さくなり、また、その場で溝２の掘削角度を測定できるので、溝２の掘削角度の修正を早めに行える。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、ワイヤのたるみにより真のワイヤ角度より常に大きな値を示す前記一方の傾斜計のワイヤ角度測定値と、真のワイヤ角度より常に小さな値を示す前記他方の傾斜計のワイヤ角度測定値と、を平均した値を溝の掘削角度とするので、ワイヤのたるみに起因する溝の掘削角度測定値の測定誤差は従来の溝の掘削角度測定方法と比較して小さい。従って、より高精度に前記溝の掘削角度を掘削しながら管理できる。
【００２４】
この発明によれば、少ない労力で溝の掘削角度測定方法によって溝の掘削角度をその場で測定する、溝の掘削角度測定装置を実現できる。また、前記信号処理装置に表示装置を取り付け、該表示装置に前記溝の掘削角度を表示させると、掘削角度の経時変化を容易に認識できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である溝の掘削角度測定装置２０の全体を示す図である。
【図２】溝の掘削角度測定装置２０による測定の原理を示す模式図である。
【図３】従来の溝の掘削角度測定方法を示す図である。
【図４】従来の溝の掘削角度測定方法を示す図である。
【符号の説明】
１                    掘削機
２                    溝
３                    地盤
１１                  支持機構
１２                  ワイヤ
２０                  溝の傾斜角度測定装置
２１                  支持台（支持機構、案内機構）
２２                  ワイヤ（ワイヤ）
２３                  傾斜計（一方の傾斜計）
２４                  傾斜計（他方の傾斜計）
２６                  信号処理装置
２７，２８            通信線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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