トンネルの長期的な変位監視手法への3Dレーザスキャナの適用性検討
完成後の山岳トンネルが変状を呈する原因の一つとして，トンネル周辺の緩み域の拡大，地震，凍上圧といった外力条件の変化が挙げられる。外力変化に伴うトンネルの変状に対して，予防保全的な対応を必要な範囲に効果的に実施するためには，長期的に面的な変位監視を実施する必要があるが，既往技術では限られた2点間の相対変位量や，現敵的な数点の移動量を測定する事しかできない課題がある。そこで，筆者らは高速で三次元の形状計測が可能なレーザスキャナ（3DLS）を活用して，トンネルの覆工変位を評価する手法の研究に取り組んでいる。本論文では，廃坑となった道路トンネルで現場計測試験を実施し，3DLSの作業効率や測定精度，覆工の変位評価を目的とした点群の効率的な処理方法に関して検討した結果を報告する。
キーワード：山岳トンネル，維持管理，覆工コンクリート，3Dレーザスキャナ，変位計測
＊１ 技術センター 社会基盤技術研究部 地盤研究室
＊２ 横浜国立大学大学院
Study on Application of 3D Laser Scanner to Long-Term Displacement Monitoring of Mountain Tunnels
Reasons for mountain tunnel deformation after construction include change in external loading conditions caused by enlargement of the loosened rock zone around the tunnel, by earthquake, or by frost heave. In order to effectively implement preventive maintenance measures against such tunnel deformation, long-term displacement monitoring of the concrete lining surface is required. The conventional monitoring techniques, however, can only measure displacements at a limited number of points or relative displacements between a limited number of pairs of points. These techniques cannot provide spatial displacement distributions. Therefore, the authors are studying how to evaluate displacements of tunnel concrete lining with a 3D laser scanner (3DLS) capable of measuring 3D shapes of objects at high speed. This paper reports on field measurement tests in a disused road tunnel constructed by the timbering support method. Test results include 3DLS operational efficiency, measurement accuracy, and an efficient method of processing point clouds to evaluate concrete lining displacements.
Keywords: mountain tunnel, operation and maintenance, concrete lining, 3D laser scanner, displacement measurement
*1 Geotechnical Research Section, Infrastructure Technology Research Department, Taisei Advanced Center of Technology
*2 Yokohama National University