山岳トンネルの切羽より前方の地山は、掘削した時点から「先行変位」が発生し始めます。二軸先行変位計は、長尺鋼管先受け工の鋼管やGFRP（※1）管内に計測器を設置することで、切羽前方に生じる水平方向と鉛直方向の先行変位を計測することができます。二軸先行変位計を設置することで、既設トンネルや既設構造物の挙動監視が必要な近接施工では、掘削に伴う地中の先行変位を計測し、近接構造物の影響をリアルタイムに監視することできます。また、坑内変位（掘削後に坑内で計測される変位）に、先行変位を加えた「全変位」から地山の安定性（塑性化の有無）を正確に評価することができます。

水平方向の先行変位を計測可能です

• 従来技術である先行天端沈下計は、重力加速度式センサー（※2）を用いているため、鉛直方向の変位計測に限定されていました。そこで、角度センサーとして、ロボット制御などに利用されるロータリエンコーダ（※3）を採用し、二軸先行変位計のヒンジ部（接合部）に水平方向と鉛直方向に回転するエンコーダをそれぞれ1個設置することで、水平方向も計測可能としました。

複数地点において坑内から水平方向の地中変位を計測可能です

• 近接構造物の水平方向の挙動を地表に設置する傾斜計などで監視する場合、計測範囲は土被りが小さい坑口部付近に限定されていました。二軸先行変位計は、坑内から設置することができるため、複数地点において近接構造物の地中変位を計測することが可能です。また、異方性や先受け工を有する場合など、天端沈下に比べて内空変位が卓越する地山では、鉛直方向だけでなく、水平方向の先行変位も考慮して、支保工の健全性を評価することができます。



高精度かつ安価で簡便な機器です

• ロータリエンコーダはキャリブレーションが不要で、分解能が高いため、高精度に先行変位を計測するこができます。また、ロータリエンコーダは、加速度センサーよりも安価であるため、従来機器よりも安価に作製することができます。さらに、長さ1mのセグメントを連結して構成されているため、延長が容易です。
　

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