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公開番号2025113626
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-04
出願番号2024007882
出願日2024-01-23
発明の名称トンネル坑内滞水領域推定方法及びシステム
出願人公益財団法人鉄道総合技術研究所
代理人個人,個人
主分類E21F 16/02 20060101AFI20250728BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】低コストで簡素な構成でありながら、トンネル坑内における滞水領域や滞水量などを的確に推定することができるようにする。
【解決手段】トンネルの傾斜する坑内に設置されたセンサのうちから、水の流れる方向に関して互いに離間した上流側及び下流側の2箇所にそれぞれ設置された上流側のセンサ及び下流側のセンサを選択する工程と、前記上流側のセンサ及び下流側のセンサによって水位を計測する工程と、前記上流側のセンサによって水位が第1の閾値に到達したことが計測された時と、前記下流側のセンサによって水位が第2の閾値に到達したことが計測された時との時間差が所定の最小値以上かつ所定の最大値以下であると、前記上流側のセンサ及び下流側のセンサが設置された2箇所の間に滞水領域が発生したと推定する工程と、を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
トンネルの傾斜する坑内に設置されたセンサのうちから、水の流れる方向に関して互いに離間した上流側及び下流側の２箇所にそれぞれ設置された上流側のセンサ及び下流側のセンサを選択する工程と、
前記上流側のセンサ及び下流側のセンサによって水位を計測する工程と、
前記上流側のセンサによって水位が第１の閾値に到達したことが計測された時と、前記下流側のセンサによって水位が第２の閾値に到達したことが計測された時との時間差が所定の最小値以上かつ所定の最大値以下であると、前記上流側のセンサ及び下流側のセンサが設置された２箇所の間に滞水領域が発生したと推定する工程と、
を含むトンネル坑内滞水領域推定方法。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記上流側のセンサ及び下流側のセンサが設置された２箇所の高低差と前記上流側のセンサが計測した水の深さとの和に、前記下流側のセンサが設置された箇所の坑内の断面を水平面に投影した面積を乗じて、前記上流側のセンサ及び下流側のセンサが設置された２箇所の間の滞水量を推定する工程、を更に含む請求項１に記載のトンネル坑内滞水領域推定方法。
【請求項３】
前記上流側のセンサが計測した水の流量に基づいて、前記上流側のセンサ及び下流側のセンサが設置された２箇所の間に流入する水の流入量を推定する工程、を更に含む請求項２に記載のトンネル坑内滞水領域推定方法。
【請求項４】
前記時間差の所定の最小値及び所定の最大値は、前記上流側のセンサ及び下流側のセンサが設置された箇所毎にあらかじめ設定されている請求項１に記載のトンネル坑内滞水領域推定方法。
【請求項５】
前記センサは、水位と水面における流速とを直接計測して流量を求めることができる湧水計である請求項１～４のいずれか１項に記載のトンネル坑内滞水領域推定方法。
【請求項６】
前記センサは、開水路及び閉水路の水位と水面における流速とを直接計測して流量を求めることができるとともに、前記センサが水没した状態の水位を閾値として設定することができる請求項５に記載のトンネル坑内滞水領域推定方法。
【請求項７】
トンネルの傾斜する坑内に設置されたセンサであって、少なくとも、水の流れる方向に関して互いに離間した上流側及び下流側の２箇所にそれぞれ設置された上流側のセンサ及び下流側のセンサを含むセンサと、
前記上流側のセンサ及び下流側のセンサによって水位を計測する計測部と、
前記上流側のセンサによって水位が第１の閾値に到達したことが計測された時と、前記下流側のセンサによって水位が第２の閾値に到達したことが計測された時との時間差が所定の最小値以上かつ所定の最大値以下であると、前記上流側のセンサ及び下流側のセンサが設置された２箇所の間に滞水領域が発生したと推定する第１の推定部と、を備えるトンネル坑内滞水領域推定システム。
【請求項８】
前記上流側のセンサ及び下流側のセンサが設置された２箇所の高低差と前記上流側のセンサが計測した水の深さとの和に、前記下流側のセンサが設置された箇所の坑内の断面を水平面に投影した面積を乗じて、前記上流側のセンサ及び下流側のセンサが設置された２箇所の間の滞水量を推定する第２の推定部、を更に備える請求項７に記載のトンネル坑内滞水領域推定システム。
【請求項９】
前記上流側のセンサが計測した水の流量に基づいて、前記上流側のセンサ及び下流側のセンサが設置された２箇所の間に流入する水の流入量を推定する第３の推定部、を更に備える請求項８に記載のトンネル坑内滞水領域推定システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、トンネル坑内滞水領域推定方法及びシステムに関するものである。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、構造物であるトンネルの坑内には、状況によって水が流入する。このように流入する水を管路で誘導して排水することによって、トンネル坑内の環境を適切に保つことができる。
【０００３】
しかし、何らかの原因でトンネル坑内の排水に用いられる管路が塞がれた場合、一時的に水が滞り、いわゆる滞水が発生する。そして、滞水した領域、すなわち、滞水領域が広いと、トンネル坑内が冠水してしまう。トンネル坑内に人がいる場合に冠水すると、安全上の問題が発生する。
【０００４】
道路のような構造物において、滞水や冠水が発生したことを検知する技術は既に提案されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第７２４２９４９号公報
特許第７３０９０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の技術は、側道に設置した冠水センサと道路の３次元情報とを用いて道路の浸水域を推定したり、自動車等の車両に設置した電波センサによって車両周辺の冠水レベルを測定したりするものであって、トンネル坑内における滞水領域を推定したり測定したりするために使用することができるものではない。
【０００７】
ここでは、前記従来の技術の問題点を解決して、低コストで簡素な構成でありながら、トンネル坑内における滞水領域や滞水量などを的確に推定することができるトンネル坑内滞水領域推定方法及びシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そのために、トンネル坑内滞水領域推定方法においては、トンネルの傾斜する坑内に設置されたセンサのうちから、水の流れる方向に関して互いに離間した上流側及び下流側の２箇所にそれぞれ設置された上流側のセンサ及び下流側のセンサを選択する工程と、前記上流側のセンサ及び下流側のセンサによって水位を計測する工程と、前記上流側のセンサによって水位が第１の閾値に到達したことが計測された時と、前記下流側のセンサによって水位が第２の閾値に到達したことが計測された時との時間差が所定の最小値以上かつ所定の最大値以下であると、前記上流側のセンサ及び下流側のセンサが設置された２箇所の間に滞水領域が発生したと推定する工程と、を含む。
【０００９】
他のトンネル坑内滞水領域推定方法においては、さらに、前記上流側のセンサ及び下流側のセンサが設置された２箇所の高低差と前記上流側のセンサが計測した水の深さとの和に、前記下流側のセンサが設置された箇所の坑内の断面を水平面に投影した面積を乗じて、前記上流側のセンサ及び下流側のセンサが設置された２箇所の間の滞水量を推定する工程、を含む。
【００１０】
更に他のトンネル坑内滞水領域推定方法においては、さらに、前記上流側のセンサが計測した水の流量に基づいて、前記上流側のセンサ及び下流側のセンサが設置された２箇所の間に流入する水の流入量を推定する工程、を含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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