JP2008014893A - 傾斜計及びそれを用いた計測方法 - Google Patents

Abstract

【課題】径寸法が極めて小さい（例えば、直径２５ｍｍ以下の）傾斜計と、当該傾斜計を用いて削孔予定線に対する削孔された孔の変位を計測する方法の提供。
【解決手段】水平に対する傾斜を計測する計測装置（１）と、該計測装置を視認する目視装置（２）と、該目視装置（２）により計測装置（１）が視認出来るように計測装置（１）を照射する照明装置（３）と、目視装置（２）による視認の結果を伝達する伝達ライン（４）と、筐体（５）とを備え、該筐体（５）には計測装置（１）、目視装置（２）、照明装置（３）が収納されていると共に、該筐体（５）は概略円筒状に構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボーリング孔（例えば、鉛直方向のボーリング孔）の曲がり測定、すなわち、削孔されたボーリング孔が削孔予定線に対して、どの程度だけ変位しているのか（傾いているのか）を調べるための方法及び装置に関する。

ボーリング孔やモニターリングの通水孔の削孔時に、削孔予定線に対する変位（曲がり或いは傾きの程度）を傾斜計で測定することが一般的に行われる。

近年、例えば、地盤改良工法、土壌浄化工法等において、各種ボーリング孔やモニターリングの削孔に際して、掘削孔の径寸法が小さい場合が多く、例えば、傾斜計の直径が２５ｍｍ以下であることが要求される場合がある。

しかし、既存の傾斜計では、その直径を２５ｍｍ以下にすることは不可能である。

その他の従来技術として、磁気マーカーを用いて、竪孔における掘削先端位置を容易且つ高精度に計測するシステムが提案されている（特許文献１参照）。
しかし、係るシステムは、極小径の掘削孔における使用を前提としておらず、そのため、計測計の直径を３０ｍｍ以下に収めることは不可能である。
特開２００５−２８３４１９号公報

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、径寸法が極めて小さい（例えば、直径２５ｍｍ以下の）傾斜計と、当該傾斜計を用いて削孔予定線に対する削孔孔の変位を計測する方法の提供を目的としている。

本発明の傾斜計（１００、１０２）は、水平に対する傾斜を計測する計測装置（例えば、気泡式水準器１、浮１Ａ等）と、該計測装置を視認する目視装置（例えば、ＣＣＤカメラ２、内視鏡）と、該目視装置（２）により計測装置（１、１Ａ）が視認出来るように計測装置（１）を照射する照明装置（例えばＬＥＤランプ３）と、目視装置（２）による視認の結果を伝達する伝達ライン（例えば、目視装置がＣＣＤカメラの場合は電気信号ケーブル４、内視鏡の場合は光ファイバー）と、筐体（筐体５）とを備え、該筐体（５）には計測装置（１）、目視装置（２）、照明装置（３）が収納されていると共に、該筐体（５）は概略円筒状に構成されていることを特徴としている（請求項１：図１〜図１０参照）。

本発明の実施に際して、前記筐体（５）は、直径が２５ｍｍ以下であるのが好ましい。

また、本発明の傾斜計（１０３）は、（例えば地上側に設置された図示しない光源と、）光ファイバー（４Ａ）と、該光ファイバー（４Ａ）に接続され且つ水平に対する傾斜を計測する計測装置（１Ａ）と、計測装置（１Ａ）の計測結果から傾斜を決定する制御装置（コントロールユニット或いはコンピュータ）と、計測装置（１Ａ）の計測結果を制御装置へ伝達するための電気信号伝達ライン（６Ａ）とを備えており、前記計測装置（１Ａ）は筐体（筐体５）内に収納されており、受光装置（１１Ａ）と、光ファイバー（４Ａ）から照射された光が入射すると受光装置（１１Ａ）表面上で焦点を結ぶ様に屈折する光学系（レンズ１２Ａ、その他）とを備え、該受光装置（１１Ａ）は、光学系（１２Ａ）を出た光が焦点を結んだ位置に関する情報を制御装置へ出力する様に構成されていることを特徴としている（請求項２：図１１）。

又、本発明の傾斜計（１００）は、前記筐体（５）の捩れを計測する捩れ計測装置（１Ｂ）を備え、該捩れ計測装置（１Ｂ）は近接センサ（６０）及び磁石（７０）を有しているのが好ましい（請求項３：図４〜図６）。
ここで、近接センサ（６０）は筐体（５）内に設けられ、磁石（７０）はロッド２０内壁面に所定の深度毎に複数個配置されているのが好ましく、前記ロッド２０は傾斜を計測するべきボーリング孔（Ｈ）に建て込まれ且つ筐体（５）が挿入される様に構成されている（図４、図５）。
或いは、磁石（７０）は筐体（５）内に設けられ、近接センサ（６０）はロッド（２０）内壁面に所定の深度毎に複数個配置されているのが好ましい（図６）。

また、前記筐体（５）の捩れを計測する捩れ計測装置を備え、該捩れ計測装置はジャイロ（８０）で構成されているのが好ましい（請求項４）。

なお、極小径の掘削孔（ロッドが建て込まれている掘削孔）の掘削は、ジェットによる掘削に限定されるものではない。

上述した傾斜計（請求項１の傾斜計）を用いた計測方法は、傾斜を計測するべきボーリング孔にロッド（２０）を建て込む工程（Ｓ１）と、計測手段（例えば、気泡式水準器１、浮１Ａ等）、目視手段（例えば、ＣＣＤカメラ２、内視鏡）、照明手段（例えばＬＥＤランプ３）が収納されている筐体（プローブ５）をロッド（２０）内に挿入する工程（Ｓ３）と、筐体（プローブ５）を下降させつつ、所定の計測位置毎に筐体（５）の捩れ量を計測する捩れ量計測工程（Ｓ５、Ｓ６）と、所定の計測位置毎に照明手段（例えばＬＥＤランプ３）で計測手段（例えば、気泡式水準器１、浮等）を照射して、目視手段（例えば、ＣＣＤカメラ２、内視鏡）で計測手段（１）の表示を視認する計測手段視認工程（Ｓ１０）と、計測手段視認工程（Ｓ１０）で視認された計測手段（１）の表示からロッド（２０）の傾斜を決定する工程（Ｓ１１）と、該工程で決定された傾斜を捩れ量計測工程（Ｓ５、Ｓ６）で計測された捩れ量によって較正する較正工程（Ｓ１２）、とを有することを特徴としている（請求項５）。
ここで、捩れ量計測工程（Ｓ５、Ｓ６）を実行する「所定の計測位置」と、計測手段視認工程（Ｓ１０）を実行する「所定の計測位置」とは、同一位置であっても良いし、別の位置であっても良い。

上述した傾斜計（請求項２の傾斜計）を用いた計測方法は、傾斜を計測するべきボーリング孔にロッド（２０）を建て込む工程（Ｓ１）と、受光装置（１１Ａ）及び光学系（レンズ１２Ａ、その他）を備えた計測手段（１Ａ）が収納されている筐体（プローブ５Ａ）をロッド（２０）内に挿入する工程（Ｓ３）と、筐体（プローブ５Ａ）を下降させつつ、所定の計測位置毎に筐体の捩れ量を計測する捩れ量計測工程（Ｓ５、Ｓ６）と、所定の計測位置毎に光学系（１２Ａ）を出た光が受光装置（１１Ａ）表面上で焦点を結んだ位置からロッド（２０）の傾斜を求める（Ｓ１１）工程と、該工程（Ｓ１１）で求めたロッドの傾斜を捩れ量計測工程（Ｓ５、Ｓ６）で計測された捩れ量によって較正する較正工程（Ｓ１２）、とを有することを特徴としている（請求項６）。
ここで、捩れ量計測工程（Ｓ５、Ｓ６）を実行する「所定の計測位置」と、傾斜を求める（Ｓ１１）工程を実行する「所定の計測位置」とは、同一位置であっても良いし、別の位置であっても良い。

上述する構成を具備する本発明の傾斜装置（請求項１）を用いれば、照明装置（例えばＬＥＤランプ３）で計測装置（例えば、気泡式水準器１、浮１Ａ等）を照射し、目視装置（例えば、ＣＣＤカメラ２、内視鏡）で計測装置の表示を視認し、視認された計測装置の表示から、ボーリング孔（Ｈ）或いはロッド（２０）の傾斜を決定することが出来る。
ここで計測装置（１）、目視装置（２）、照明装置（３）は、筐体（筐体５）に収納されているおり、直径寸法の小さな円筒形状に構成することが出来るので、本発明によれば、直径寸法の小さな傾斜計が提供されるのである。

或いは本発明の傾斜装置（請求項２）を用いれば、光学系（レンズ１２Ａ、その他）により、光ファイバー（４Ａ）から照射された光が受光装置（１１Ａ）表面上で焦点を結び、当該焦点を結んだ位置から、ボーリング孔（Ｈ）或いはロッド（２０）の傾斜を求めることが出来る。
そして、光学系（レンズ１２Ａ、その他）及び受光装置（１１Ａ）は筐体（筐体５Ａ）に収納されているおり、直径寸法の小さな円筒形状に構成することが出来る。

ここで、本発明の傾斜装置を下降する際に、筐体（プローブの筐体）自体が回転或いは回動してしまうと、ボーリング孔或いはロッドの傾斜を正確に求めることができない。
しかし、本発明において、前記筐体の捩れを計測する捩れ計測装置（６０、７０）を備えれば（請求項３）、捩れ計測装置（６０、７０）で計測された筐体（５）の捩れ量によって、ロッド（２０）の傾斜を較正することが出来るので、本発明により求めたボーリング孔（Ｈ）或いはロッド（２０）の傾斜の精度は、さらに向上する。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
先ず、図１〜図７を参照して第１実施形態を説明する。

図１において、地盤Ｇには極小径のボーリング孔（例えば、モニターリグの通水孔）Ｈが削孔されている。ボーリング孔Ｈの曲がりの程度を測定するため、全体を符号１００で示す傾斜計が、ボーリング孔Ｈ内に挿入された状態が、図１では示されている。
ここで、傾斜測定の測定精度は、例えば１／１００程度である。

傾斜計１００は、気泡式水準器１と、ＣＣＤカメラ２と、ＬＥＤランプ３と、を備えている。
気泡式水準器１は、水平に対する傾斜を計測する計測装置である。なお、計測装置として、浮き（ブイ）を採用しても良い。

ＣＣＤカメラ２は、計測装置である気泡水準器１を視認する目視装置である。後述する様に、ＣＣＤカメラの代わりに内視鏡を用いることも可能である。
ＬＥＤランプ３は、ＣＣＤカメラ２により気方式水準器１が視認出来るように器方式水準器１を照射するように構成されている。

傾斜計１００は、筐体（プローブの筐体）５と、電気信号ケーブル４とを備えている。ここで、電気信号ケーブル４は、ＣＣＤカメラ２による視認の結果を伝達するための伝達ラインである。
筐体５は概略円筒状に形成されており、その内部に気泡式水準器１、ＣＣＤカメラ２およびＬＥＤランプ３が収納されている。
なお、「プローブ」なる文言は、ＣＣＤカメラ、水準器、ＬＥＤ照明を包含する機器であって、筐体５で覆われている機器を包括的に表現する文言である。

ここで、目視装置として内視鏡を用いた場合には、伝達ラインに光ファイバーが用いられる。内視鏡による映像、すなわち光学的なデータを地上側に伝達せしめるためである。

第１実施形態において、計測装置は気泡式水準器に限定されるものではなく、これは例示であり、気泡式ではない水準器や、その他のタイプの装置を用いることが可能である。

ＬＥＤランプ３は、気泡式水準器１を視認するのに必要な明るさを獲得するために用いられる照明である。そして、照明はＬＥＤに限定されるものではない。
また、蛍光塗料等を利用した発光式の水準計であれば、ＬＥＤランプ３の様な照明を設ける必要性事態が無い。

図１において、傾斜計１００は地上側において、深度検出器７と、カメラコントローラ１５と、ＬＥＤ用電源１６と、制御手段であるコンピュータ５０とを備えている。
コンピュータ５０は、コンピュータ本体５０Ａと、キーボード５０Ｂと、モニタ５０Ｃを有している。

カメラコントローラ１５は、前記電気信号ケーブル４を介して、ＣＣＤカメラ２と接続されている。
ＬＥＤ用電源１６は、ＬＥＤ用電源ケーブル６を介して、ＬＥＤランプ３と接続されている。

コンピュータ本体５０Ａは、ケーブル３０を介してカメラコントローラ１５と接続され、ケーブル４０を介して深度検出器７と接続されている。
カメラコントローラ１５はＣＣＤカメラの稼動時の条件設定や、ＣＣＤカメラで撮影した画像情報の一次処理を行うと共に、一次処理した画像情報をコンピュータ本体５０Ａに伝送する際の中継を担っている。

前記電気信号ケーブル４は、筐体５から地上の所定位置まで、ケーブルカバー４Ｃに覆われている。
ＬＥＤ用電源ケーブル６も同様に、筐体５から地上の所定位置まで、ケーブルカバー６Ｃに覆われている。

図１では、地盤Ｇに削孔されたボーリング孔Ｈにボーリングロッド（以下、ボーリングロッドをロッドと略記する）２０が既に公知の手段によって建て込まれた状態が示されている。
筐体５をロッド２０内部へ挿入するには、地上側に設置した筐体挿入装置９が用いられる。
筐体挿入装置９は、深度検出器７と筐体５の降下速度を調節するためのブレーキ８を設けている。

深度検出器７は、ケーブルカバー４Ｃの繰り出し量により、筐体５の深度を検出するように構成されている。
図１では、深度検出装置７は接触車輪７１を有しており、接触車輪７１が、ケーブルカバー４Ｃで覆われた電気信号ケーブル４を、所定の押圧力により接触している。
なお、図示しない駆動装置により接触車輪７１を回転し、以って、電気信号ケーブル４を地中側へ積極的に繰り出す様に構成することができる。

筐体５をロッド２０内に降下させれば、その降下量に応じて深度接触車輪７１が回転し、深度接触車輪７１の回転量に関する情報がケーブル４０で前記コンピュータ本体５０Ａに伝送される。
そして、コンピュータ本体５０Ａにおいて、深度接触車輪７１の回転量から筐体５の降下量すなわち深度を演算する。

ブレーキ８は、筐体５を制動しながら降下させるために設けられている。
ここで、筐体５は自重により下降が可能であるが、何等制動せずに自由落下に任せたのでは、ボーリング孔Ｈにおける底部に筐体５が衝突して、筐体５或いはその内部の機器が破損してしまう恐れが存在する。係る破損の危険性を回避するため、ブレーキ８で制動しつつ、筐体５を下降し、以って、筐体５及び／又は内蔵された機器の破損を防止している。

図２は、筐体５を詳細に示している。そして、図３は図２の断面を示している。
筐体５は泥水中に降下される場合があり、また、筐体５に内蔵される気泡式水準器１、ＣＣＤカメラ２及びＬＥＤランプ３は何れも精密機器であり、一部は光学系機器を構成する場合がある。そのため、筐体５は、水圧への備え及び耐衝撃が必要となり、その材料として、耐衝撃性が強い金属が選ばれる。

また、筐体５を水圧の高い箇所（深度の大きい箇所）へ降下させるために、一定以上の比重量が要求される。すなわち、筐体５には、錘としての機能、すなわち重力により泥水中を確実に下降する機能が必要となり、その意味でも金属製であるのが好ましい。

なお、筐体５の材料は金属に限定される訳ではなく、厚さ寸法が薄くても、一定以上の強度を有するる材料であれば、筐体５の材料として選択可能である。
しかし、必要な強度を及び比重量を得るための厚さ寸法が厚くなってしまうと、プローブの直径寸法が大きくなってしまうので、筐体５の材料選択には、注意が必要である。

ロッド２０内には地下水が溜まってしまう場合には、筐体５には耐水性が必要である。
明確には図示されていないが、地下水の筐体５内部への侵入防止のため、筐体内部に高圧（３ｋｇｆ／ｃｍ^２〜５ｋｇｆ／ｃｍ^２）の不活性ガスを充填している。

また、深度が深くなると泥水圧や地下水圧が増大し、気泡式水準器１の気泡が小さくなってしまい、視認が困難となる恐れがある。
図示の実施形態において、筐体５内に予め高圧の不活性ガスを充填しているのは、深度が深くなって泥水圧や地下水圧が増大しても、筐体５の内圧が変化せず、気泡式水準器１の気泡が小さくならない様にするためでもある。

図示はされていないが、筐体５がロッド２０の内壁面に衝突するのを防止するために、筐体５には、ロッド２０に対するセンタリング機構がつけることが可能である。センタリング機構については、従来公知の機構をそのまま適用可能である。

ロッド２０内に水、特に泥水が充満している場合に、筐体５が抵抗なく沈降する様に、図示の実施形態において、筐体５の先端は尖っている。図示はされていないが、筐体５の先端を半球形に構成しても良い。
但し、泥水中を迅速に沈降出来るのであれば、筐体５先端は部分的に平坦であっても構わない。

ケーブルカバー４Ｃの捩れにより、筐体５全体が回動或いは回転して、ＣＣＤカメラ２及び気泡式水準器１も回動或いは回転してしまうと、気泡式水準器１の映像から気泡の偏奇している方向を求めて、ボーリング孔Ｈ或いはロッド２０の傾きを計算しても、実際の傾きとは異なってしまう。
従って、ボーリング孔Ｈ或いはロッド２０における実際の傾きを求めるためには、ケーブル４の捩れ、筐体５全体の回動或いは回転を較正する必要がある。

係る較正を行うため、図示の実施形態では、例えば所定深度毎に監視を行い、気泡式水準器１の映像から演算されたボーリング孔Ｈ或いはロッド２０の傾きが許容値以上に急増したならば、ケーブル４の捩れ、筐体５全体の回動或いは回転等の異常が発生と判断している。

図示の実施形態において、ケーブル４の捩れや、筐体５全体の回動或いは回転等の異常を検出するその他の態様が、図４及び図５で示されている。
図４、図５において、筐体５側に設けた近接センサ６０と、ロッド２０の内壁面に設けた多数のマグネット７０とから捩れ計測装置１Ｂを較正している。
マグネット７０は所定の深度毎にロッド２０内壁面の円周方向について一定の位置にセットしている。

筐体５側に設けた近接センサ６０は、所定の深度毎に、ロッド２０の内壁面に設けられたマグネット７０との距離を検出するように構成されている。
マグネット７０はロッド２０内壁面の円周方向について一定の位置にセットされているので、ケーブル４の捩れや筐体５全体の回動等に対応して、マグネット７０と近接センサ６０との相対位置は変化する。

捩れを生じていない初期状態では、例えば筐体５側に設けた近接センサ６０と、ロッド２０内周面に設けたマグネット７０とは、筐体５の中心を通り半径方向に伸びる同一線上に位置している。この場合、近接センサ６０とマグネット７０との相対距離は、符号「Ｌ１」で示す通りである。
ケーブル４の捩れや筐体５全体の回動により、図５に示すように捩れθが生じた場合は、近接センサ６０とマグネット７０との相対距離は、符号「Ｌ２」で示す距離に増大する。

近接センサ６０の受信結果により、近接センサ６０とマグネット７０との相対距離は求まるので、当該相対距離により捩れ量θを求め、ケーブル４の捩れ量や筐体５全体の回動量を求めることが出来る。
これにより、所定深度毎にケーブル４の捩れや、筐体５全体の回転或いは回動を監視する事が出来るのである。

ロッド２０の長手方向に所定のピッチで設けたマグネット７０の各々で、上述した態様によって捩れ量θを算出し、算出した捩れ量θを筐体５において積算すれば、合計の捩れ量、すなわちケーブル４の捩れや、筐体５全体の回転或いは回動が求まる。
それと共に、マグネット７０の所定のピッチにおいて、算出した捩れ量θが許容範囲を超えて増加していたならば、異常発生と判断している。

図４、図５では、ロッド２０の内壁面に複数の磁石７０を設け、筐体側に近接センサ６０を設けているが、図６に示すように、筐体５側に磁石７０を設け、ロッド２０内壁面に、複数の近接センサ６０を所定の深度毎に設けても良い。

図４〜図６の様に構成すれば、ケーブル４の捩れ量や筐体５全体の回転量或いは回動量を求めることが出来る。そして、気泡式水準器１の映像から気泡の偏奇している方向を求めて、ボーリング孔Ｈ或いはロッド２０の傾きを計算する際に、ケーブル４の捩れ量や筐体５全体の回転量或いは回動量を用いて較正を行い、計算結果と実際の傾きとの乖離を無視できる程度に微小化させることが可能となる。
その様に構成すれば、後述するようなジャイロを別途設けることは不要となる。

図示の実施形態では、図７に示すように、筐体（探査部）５内にジャイロ８０を設けても良い。
そのように構成すれば、ジャイロ８０により、方向をチェックでき、ケーブル４の捩れや筐体５全体の回転或いは回動に起因する誤差を較正することが出来る。

図示はされていないが、ジャイロ８０が筐体５外にある場合には、ケーブル４及びケーブルカバー４Ｃは捩り剛性があるものが選択される。ジャイロ８０と筐体５との間のケーブル４及びケーブルカバー４Ｃにおける捩れ量を少なくして、ジャイロ８０が示す向きと、気泡式水準器１が示す向きとの較正を容易にするためである。

或いは、図示はされていないが、ケーブルカバー４Ｃに円周方向位置が一定である旨の刻印、すなわち、方向を示す刻印を付けることが出来る。
そのように構成すれば、地上で当該刻印をチェックして、その刻印の向いている向きがどの程度ずれたかを計測することにより、ケーブル４の捩れを検出し、必要な較正を行う。

図１〜図７を参照して上述した傾斜計１００を用いて、ロッド２０（或いは、ボーリング孔Ｈ）の予定掘削線（図１〜図７の第１実施形態では、鉛直線）に対する変位の計測について、図８のフローチャートを参照して説明する。

先ず、ロッド２０をボーリング孔Ｈに建て込み（ステップＳ１）、ロッド建て込みが完了すれば（ステップＳ２がＹＥＳ）、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３では筐体５を、ブレーキ８を操作しつつ、ロッド２０内に降下させる。
筐体５は所定の計測位置に到達するまで降下される（ステップＳ４）。
ここで、ステップＳ４における「所定の計測位置」とは、捩れ量を計測する工程を実行するべき計測位置或いは深度を意味している。すなわち、図４〜図６において説明した所定深度であり、複数のマグネット７０（或いは、近接センサ６０）を設置する間隔（ピッチ）に相当する。

筐体５が所定の計測位置に到達したならば（ステップＳ４がＹＥＳ）、近接センサ６０からの検出信号を検出し（ステップＳ５）、当該検出信号に基づいて、捩れ量の計測を行うべき所定の計測位置間における捩れ量（所定深度におけるケーブル４の捩れ量或いは筐体５全体の回動量）を演算する（ステップＳ６）。
すなわち、筐体５の降下後、最初の「所定の計測位置」に到達した場合には、その時点までの捩れ量を演算する。それ以降は、直前の「所定の計測位置」から到達した「所定の計測位置」の間における捩れ量、すなわち、図４〜図６において説明した複数のマグネット７０（或いは、近接センサ６０）を設置する間隔（ピッチ）における捩れ量を演算する。

コンピュータ本体５０Ａは、演算した捩れ量（所定の計測位置における捩れ量）が閾値以下か否かを判断する（ステップＳ７）。閾値以下であれば（ステップＳ７がＹＥＳ）、ステップＳ８に進む。
演算した捩れ量が閾値を超えている場合（ステップＳ７がＮＯ）、すなわち所定の計測位置において捩れ量が急激に増加した場合には、何らかの異常が発生したものと判定し（ステップＳ１５）、筐体５を引き上げて（ステップＳ１６）、ロッド２０或いはボーリング孔Ｈの傾斜計測作業を終了する。

ステップＳ８では、ステップＳ６で求めた「所定の計測位置」間の捩れ量（図４〜図６において説明した複数のマグネット７０或いは近接センサ６０を設置する間隔における捩れ量）を合算して、その総和を捩れ量とする。

次にステップＳ９で、ＣＣＤカメラ２（或いは内視鏡）で気泡式水準器１の気泡位置を視認する工程を実施する「所定の計測位置」まで降下したか否かを判断する（ステップＳ９）。目標深度に到達していなければ（ステップＳ９がＮＯ）、ステップＳ４まで戻り、ステップＳ４以降を繰り返す。
目標深度に到達していれば（ステップＳ９がＹＥＳ）、ＣＣＤカメラ２（或いは内視鏡）で気泡式水準器１の気泡位置を読み取り（ステップＳ１０）、計測位置間におけるロッド２０（或いは、ボーリング孔Ｈ）の予定掘削線（例えば鉛直線）に対する変位量δを暫定的に決定する（ケーブル４の捩れ量や筐体５の回動量を考慮しない段階の傾斜量を決定する）（ステップＳ１１）。

ここで、ステップＳ４における「所定の計測位置」（計測位置間の捩れ量を演算するための位置）と、ステップＳ９における「所定の計測位置」（計測位置間の変位量δを演算するための位置）とは、別々の位置であっても良いし、同一の位置であっても良い。
計測位置間の捩れ量を演算するための「所定の計測位置」（ステップＳ４における所定の計測位置）と、計測位置間の変位量δを演算するための「所定の計測位置」（ステップＳ９における所定の計測位置）とが同一の位置である場合には、ステップＳ４〜ステップＳ８と、ステップＳ９〜ステップＳ１３とが同時に且つパラレルに実行される。

計測位置間の変位量δが演算されたならば、演算された計測位置間の変位量δが閾値以下か否かを判断する（ステップＳ１２）。ここで、ステップＳ１２における閾値は、ステップＳ７における閾値とは異なるパラメータであり、異なる数値である。
演算された計測位置間の変位量δが閾値を超えている場合（ステップＳ１２がＮＯ）、すなわち当該計測位置で演算された変位量δが急激に増加した場合には、何らかの異常が発生したものと判定し（ステップＳ１５）、筐体５を引き上げて（ステップＳ１６）、ロッド２０或いはボーリング孔Ｈの傾斜計測作業を終了する。
演算された計測位置間の変位量δが閾値以下であれば（ステップＳ１２がＹＥＳ）、ステップＳ１３に進み、ステップＳ１１で求めた所定の計測位置間の変位量δを合算して、その総和を捩れ量とする。

次に、目標深度、すなわちロッド２０の最深部まで筐体５或いはプローブが到達したか否かを判断する（ステップＳ１４）。
到達していない場合には、ステップＳ４以下を繰り返す（ステップＳ１４がＮＯのループ）。
筐体５がロッド２０の最深部まで到達したならば（ステップＳ１４がＹＥＳ）、ステップＳ１３で求めた変位量（計測位置間の変位量δの総和）を、ステップＳ７で求めた捩れ量（所定深度毎の捩れ量の総和）を用いて較正する（ステップＳ１７）。そして、最終的な（実際の）変位量を決定する（ステップＳ１８）。

較正された変位量或いは傾斜量は、コンピュータ５０のモニタ５０Ｃに表示され（ステップＳ１９）、計測作業を終了する。

次に、図９、図１０を参照して第２実施形態を説明する。
図１〜図８の第１実施形態では、傾斜を計測する計測装置として気泡式水準器１を例示していた。
これに対して、図９、図１０の第２実施形態では、ブイ（浮）により、筐体５（実際にはボーリング孔Ｈ）が鉛直か、傾斜しているかを判定している。すなわち、第２実施形態では、計測装置としてブイ（浮）を用いている。

図9は筐体５の構成を示しており、且つ、筐体５或いはボーリング孔Ｈが鉛直な状態を示している。
図９において、全体を符号１０２で示す傾斜計には仕切り部材Ｆが設けられている。この仕切り部材Ｆは、筐体５の下端位置とＬＥＤランプ３との概略中間に設けられており、筐体５の中心軸Ｌｃに直交する様に配置されている。そして、仕切り部材Ｆは、透明の樹脂（或いは硝子）により製造されている。
仕切り部材Ｆで仕切られた先端側の領域（図９における仕切り部材Ｆの下側の領域）には、例えばシリコンオイルＪが充填されている。

シリコンオイルＪが充填された領域（図９における仕切り部材Ｆの下側の領域）には、ブイ（浮き）１Ａが取り付けられている。このブイ（浮き）１Ａは、下端が筐体５内部の先端（底部）に係止されており、上端側が揺動可能となっている。

図９の上方には、仕切り部材の表面に照射されたＬＥＤライト３により光が照射される領域（光の輪）Ｄを上方から視た状態が示されている。
筐体５（ボーリング孔Ｈ）が鉛直を保っている図９の状態では、透過して見えるブイ１Ａの位置は、光の輪Ｄの中心点Ｏに一致している。

図１０は、筐体５（ボーリング孔Ｈ）が傾斜した状態を示している。
ブイ１Ａの上端は浮力によって鉛直方向上方を向いているので、図１０の上方で示すように、ブイ１Ａ先端の位置は、光の輪Ｄの中心点Ｏから距離δだけ離れる。
図１０上方で示す状態が、画像情報としてコンピュータ本体５０Ａに伝送され、傾斜量が演算される。

図９、図１０の第２実施形態におけるその他の構成及び作用効果に関しては、図１〜図８の第１実施形態と概略同様である。

次に、図１１を参照して第３実施形態を説明する。
第１実施形態及び第２実施形態は、ＣＣＤカメラ（内視鏡等でも可）で傾斜測定装置（気泡式水準器１、ブイ１Ａ）により傾きを視認して、ロッド２０の変位を求めている。
それに対して、図１１の第３実施形態は、傾斜測定装置を視認することが不要である。

図１１において、全体を符号１０３で示す傾斜計は、地上側の図示しない光源と、光ファイバー４Ａと、光学系（レンズ）１２Ａと、受光装置１１Ａとで構成された計測装置１Ａを有している。
光ファイバー４Ａは地上側の光源から照射された光を、筐体５に伝送する。
光学系（レンズ）１２Ａは、光ファイバー１Ａ先端から照射された光１３を、受光装置１１Ａの上面で焦点を結ぶ様に収束させる。換言すれば、受光装置１１Ａの上面は、光学系１２Ａで収束された光１３の焦点位置に来るように配置されている。

光学系（レンズ）１２Ａは、ロッド２０が鉛直であれば、光ファイバー１Ａ先端から照射された光１３が、受光部１１Ａ表面の中央に焦点を結ぶように設定されている。
ロッド２０が鉛直方向に対して傾斜している場合には、光ファイバー１Ａ先端から照射された光１３は、受光部１１Ａ表面中央から離隔したポイントに焦点を結ぶ。

光がレーザー光であれば、拡散の程度によるが、光学系１２Ａを省略することも可能である。
そして、地上側の抗原から照射される光は、拡散し難いタイプの光が選択される。

受光部１１Ａは、光ファイバー１Ａ先端から照射された光１３が受光部１１Ａ表面上で焦点を結んだ位置を、電気信号伝達ライン６Ａにより、地上側に伝達するように構成されている。
図示しない地上側の制御手段は、受光部１１Ａ表面上の焦点の位置から、ロッド２０の傾斜を演算するように構成されている。なお、演算自体は、従来、公知の手法により行われる。

図１１で示す第３実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図１〜図１０の実施形態と同様である。

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定するものではないことを付記する。

本発明の第１実施形態の全体構成を示す構成図。 第１実施形態のプローブを詳細に示した部分断面図。 図２のＸ−Ｘ断面矢視図。 第１実施形態の捩れ量検出機構を説明する模式図。 図４のＸ−Ｘ断面矢視図。 第１実施形態の捩れ量検出機構の変形例を示す横断面図。 第１実施形態の変形例の部分断面図。 第１実施形態の計測方法を説明するフローチャート。 本発明の第２実施形態の部分断面図。 傾斜した状態における第２実施形態の部分断面図。 本発明の第３実施形態の部分断面図。

符号の説明

１・・・計測装置／気泡式水準器
２・・・目視装置／ＣＣＤカメラ
３・・・照明装置／ＬＥＤランプ
４・・・伝達ライン／電気信号ケーブル
５・・・筐体
６・・・照明用電源ケーブル／ＬＥＤ用電源ケーブル
７・・・深度検出装置
８・・・ブレーキ
９・・・挿入装置
１５・・・カメラコントローラ
１６・・・照明用電源
２０・・・ロッド
５０・・・コンピュータ
Ｈ・・・ボーリング孔

Claims (6)

1. 水平に対する傾斜を計測する計測装置と、該計測装置を視認する目視装置と、該目視装置により計測装置が視認出来るように計測装置を照射する照明装置と、目視装置による視認の結果を伝達する伝達ラインと、筐体とを備え、該筐体には計測装置、目視装置、照明装置が収納されており、該筐体は概略円筒状に構成されていることを特徴とする傾斜計。
2. 光ファイバーと、該光ファイバーに接続され且つ水平に対する傾斜を計測する計測装置と、計測装置の計測結果から傾斜を決定する制御装置と、計測装置の計測結果を制御装置へ伝達するための電気信号伝達ラインとを備えており、前記計測装置は筐体内に収納されており、受光装置と、光ファイバーから照射された光が入射すると受光装置表面上で焦点を結ぶ様に屈折する光学系とを備え、該受光装置は、光学系を出た光が焦点を結んだ位置に関する情報を制御装置へ出力する様に構成されていることを特徴とする傾斜計。
3. 前記筐体の捩れを計測する捩れ計測装置を備え、該捩れ計測装置は近接センサ及び磁石を有している請求項１、２の何れかの傾斜計。
4. 前記筐体の捩れを計測する捩れ計測装置を備え、該捩れ計測装置はジャイロで構成されている請求項１、２の何れかの傾斜計。
5. 請求項１の傾斜計を用いた計測方法において、傾斜を計測するべきボーリング孔にロッドを建て込む工程と、計測手段、目視手段、照明手段が収納されている筐体をロッド内に挿入する工程と、筐体を下降させつつ、所定の計測位置毎に筐体の捩れ量を計測する捩れ量計測工程と、所定の計測位置毎に照明手段で計測手段を照射して、目視手段で計測手段の表示を視認する計測手段視認工程と、計測手段視認工程で視認された計測手段の表示からロッドの傾斜を決定する工程と、該工程で決定された傾斜を捩れ量計測工程で計測された捩れ量によって較正する較正工程、とを有することを特徴とする計測方法。
6. 請求項２の傾斜計を用いた計測方法において、傾斜を計測するべきボーリング孔にロッドを建て込む工程と、受光装置及び光学系を備えた計測手段が収納されている筐体をロッド内に挿入する工程と、筐体を下降させつつ、所定の計測位置毎に筐体の捩れ量を計測する捩れ量計測工程と、所定の計測位置毎に光学系を出た光が受光装置表面上で焦点を結んだ位置からロッドの傾斜を求める工程と、該工程で求めたロッドの傾斜を捩れ量計測工程で計測された捩れ量によって較正する較正工程、とを有することを特徴とする計測方法。

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