KR100478124B1 - 터널의 내공변위 측정용 핀 및 이를 이용한 핀 설치방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터널의 내공변위를 측정하기 위한 핀 및 상기 핀을 터널 안쪽 벽면상에 설치하기 위한 방법에 관한 발명이다.

본 발명에 의한 측정핀은 화약총으로 발사 가능한 측정핀 구조로서,

선단부가 총알 형태로 뾰족한 형상을 가지며, 두개의 부분으로 구분되는 중앙 몸통부중 상기 선단부에 이어지는 제1 몸통부는 제2 몸통부에 비해 가는 굵기를 가지며, 상기 제2 몸통부의 표면상에는 나사산이 형성되어 있으며, 상기 중앙 몸통부에 이어지는 후미부는 상기 제2 몸통부보다 가는 굵기를 가지면서 표면상에는 거칠기 처리가 되어있는 구조의 총알부와, 상기 총알부의 제2 몸통부와 같은 굵기를 가지면서 표면상에는 제2 몸통부와 동일한 크기 및 형태의 나사산이 형성된 나사막대봉과, 상기 총알부와 나사막대봉을 하나로 결합하기 위한 것으로서, 가운데가 비어있는 원통 구조를 가지며 내부면 상에는 나사홈을 형성하여 상기 총알부의 제2 몸통부와 나사막대봉상에 형성된 나사산과 결합될 수 있는 굵기를 가진 결합수단과, 한쪽 끝단에는 상기 나사막대봉의 나사산과 결합될 수 있도록 내부에 일정 길이만큼 나사홈이 파여져 있으며, 다른쪽 끝단에는 내공변위 측정용 고리 또는 광파기 타겟을 부착하기 위한 부착수단이 구비된 측정기 연결수단을 포함하여 이루어진다.

Description

터널의 내공변위 측정용 핀 및 이를 이용한 핀 설치방법 {A pin for measuring of radial movements and convergence of tunnel and a method for installing the pin on the surface of the tunnel}

본 발명은 터널의 내공변위를 측정하기 위한 핀 및 상기 핀을 터널 안쪽 벽면상에 설치하기 위한 방법에 관한 발명이다.

일반적으로 터널 굴착공사를 하는 경우, 먼저 암반을 파서 지공을 형성한 후 지공 내부의 암반면상에 형성된 균열등을 방지하고자 실링 숏크리트(Sealing Shotcrete)를 타설하게 된다. 이때 터널 공사시 또는 터널 공사 완료후에 터널 주변을 둘러싸고 있는 불량 암반등의 존재로인해 기초 암반과 실링 숏크리트 사이에 발생할 수 있는 응력 및 변위등을 측정하여 측정된 결과치를 터널의 설계 및 보강, 보수 또는 지속적 사후관리에 적용하는 것이 필요하다.

이와같은 목적으로 다양한 형태의 내공변위 측정핀이 제시되었으며, 도 1 에 예시된 바와 같이 이들 측정핀들을 터널 내부의 숏크리트면상에 배열 설치하였다.

이때 사용되는 측정핀은 도 1 에 예시된 바와 같이 40 내지 50 센티미터의 길이를 갖는 철근 구조물을 숏크리트 내부에 타설하고, 숏크리트 바깥으로 돌출되는 철근 구조물의 한쪽 끝단에는 나사홈이 형성된 돌출부를 두어 상기 돌출부에 측정용 줄(wire)을 묶어 연결하기 위한 고리를 부착하거나 광측정용 광파기 타겟(도 2 참조)을 부착한다.

그러나 이와같은 종래의 측정핀 구조와 이를 이용한 설치 방법에는 시공상 많은 문제점이 있었다. 즉, 종래의 방법에 의해 측정핀을 설치하기 위해서는 먼저 숏크리트를 타설한 후 대형 드릴로 철근 구조물을 삽입하기 위한 구멍을 형성해야 한다. 그러나 이와같은 천공작업은 많은 시간이 소요될뿐 아니라 진동으로인해 안전상의 문제가 항상 도사리고 있었다. 특히 천정같이 작업하기가 어려운 부분에서는 작업시간의 지연이 극심하게된다. 천공작업후에는 형성된 구멍내부에 몰탈과 같은 고착제를 주입하여 약 12시간 정도 기다려 양생을 하게된다. 양생이 끝나면 구멍내부에 하나씩 철근 구조물 형태의 측정핀을 삽입하고 그 끝단 돌출부에 고리 또는 광파기 타겟을 조립한다.

그러나 종래방법의 또 다른 문제점은 숏크리트상에 설치된 상태에서의 상기 돌출부가 작업도중 쉽게 파손된다는 점이다. 문제는 일단 돌출부가 파손되면 측정핀 전체의 재생이 불가능하므로 다른 지점을 다시 천공하여 측정핀을 설치해야만 한다.

본 발명에서는 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 설치가 용이한 내공변위 측정용 핀 구조를 제시하는데 첫번째 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 본 발명에 의한 측정핀을 숏크리트상에 간단히 설치하는 방법을 제시하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 측정핀은 다음과 같은 구조를 가진다.

즉, 터널의 내공변위를 측정하기 위해 화약총으로 발사 가능한 측정핀 구조에 있어서,

선단부(1)가 총알 형태로 뾰족한 형상을 가지며, 두개의 부분으로 구분되는 중앙 몸통부중 상기 선단부에 이어지는 제1 몸통부(2)는 제2 몸통부(3)에 비해 가는 굵기를 가지며, 상기 제2 몸통부(3)의 표면상에는 나사산이 형성되어 있으며, 상기 중앙 몸통부에 이어지는 후미부(4)는 상기 제2 몸통부보다 가는 굵기를 가지면서 표면상에는 거칠기 처리가 되어있는 구조의 총알부와,

상기 총알부의 제2 몸통부(3)와 같은 굵기를 가지면서 표면상에는 제2 몸통부와 동일한 크기 및 형태의 나사산이 형성된 나사막대봉(5)과,

상기 총알부와 나사막대봉을 하나로 결합하기 위한 것으로서, 가운데가 비어있는 원통 구조를 가지며 내부면 상에는 나사홈을 형성하여 상기 총알부의 제2 몸통부와 나사막대봉상에 형성된 나사산과 결합될 수 있는 굵기를 가진 결합수단(6)과,

한쪽 끝단에는 상기 나사막대봉의 나사산과 결합될 수 있도록 내부에 일정 길이만큼 나사홈이 파여져 있으며, 다른쪽 끝단에는 내공변위 측정용 고리 또는 광파기 타겟을 부착하기 위한 부착수단(8)이 구비된 측정기 연결수단(7)을 포함하여 이루어진다.

이때, 상기 총알부를 화약총을 이용하여 터널 내벽인 숏크리트상에 발사하는 경우 숏크리트 내부로 박히는 부분을 상기 제1 몸통부까지로만 제어하기위한 것으로, 상기 제1 몸통부상에 끼워질 수 있도록 플라스틱 재질의 원형고리 형태를 가지는 적어도 하나 이상의 스토퍼(9)를 추가로 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 결합수단에 의해 상기 총알부의 제2 몸통부와 나사막대봉을 결합하는 경우 결합후 흔들리지 않도록 고정시키기 위해 상기 상기 총알부의 제2 몸통부와 나사막대봉 사이에 고무판 또는 접착제(미도시)를 추가로 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 의한 내공변위 측정용 핀은 상기 측정기 연결수단을 제외한 모든 부분이 금속재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

도 3 은 본 발명에 의한 측정핀의 결합전 구성도이며, 도 4 는 본 발명에 의한 측정핀을 결합한 상태도이다.

한편, 본 발명에 의한 측정핀 설치방법은 다음과 같다.

즉, 터널의 내공변위를 측정하기 위한 측정핀을 화약총으로 발사하여 터널 내벽인 숏크리트상에 설치하는 방법에 있어서,

선단부가 총알 형태로 뾰족한 형상을 가지며, 두개의 부분으로 구분되는 중앙 몸통부중 상기 선단부에 이어지는 제1 몸통부는 제2 몸통부에 비해 가는 굵기를 가지며, 상기 제2 몸통부의 표면상에는 나사산이 형성되어 있으며, 상기 중앙 몸통부에 이어지는 후미부는 상기 제2 몸통부보다 가는 굵기를 가지면서 표면상에는 거칠기 처리가 되어있는 구조의 총알부를 화약총에 장전한 후 터널 내벽인 숏크리트상에 발사하는 단계와,

상기 총알부의 제2 몸통부와 같은 굵기를 가지면서 표면상에는 제2 몸통부와 동일한 크기 및 형태의 나사산이 형성된 나사막대봉을 상기 총알부와 하나로 결합하기 위한 것으로서, 가운데가 비어있는 원통 구조를 가지며 내부면 상에는 나사홈을 형성하여 상기 총알부의 제2 몸통부와 나사막대봉상에 형성된 나사산과 결합될 수 있는 굵기를 가진 결합수단을 상기 총알부의 제2 몸통부 나사산에 돌려 끼우는 단계와,

상기 결합수단의 다른쪽 끝단에 형성된 나사홈에 상기 나사막대봉의 나사산을 이용하여 돌려끼우는 단계와,

한쪽 끝단에는 상기 나사막대봉의 나사산과 결합될 수 있도록 내부에 일정 길이만큼 나사홈이 파여져 있으며, 다른쪽 끝단에는 내공변위 측정용 고리 또는 광파기 타겟을 부착하기 위한 부착수단이 구비된 측정기 연결수단을 이용하여 한쪽 끝단에 형성된 나사홈을 통해 상기 나사막대봉에 돌려 끼우고, 다른쪽 끝단에 형성된 부착수단을 통해 내공변위 측정용 고리 또는 광파기 타겟을 부착하는 단계를 포함하여 이루어진다.

이때, 상기 총알부를 화약총을 이용하여 터널 내벽인 숏크리트상에 발사하는 경우 숏크리트 내부로 박히는 부분을 상기 제1 몸통부까지로만 제어하기위해 플라스틱 재질의 원형고리 형태를 갖는 스토퍼를 상기 제1 몸통부상에 적어도 하나 이상의 갯수만큼 끼운후 화약총으로 발사하는 단계를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.

이상에서 언급한 바와 같이 본 발명에 의한 측정핀과 이들 측정핀을 터널 숏크리트상에 설치하는 방법을 통해 보다 안전하고, 빠르고, 간편하고, 경제적으로 측정핀을 설치하거나 분해하는 것이 가능하다.

도 1 은 종래의 터널 내공변위 측정용 핀 구조 및 터널내부에 이들 핀들을 설치한 상태도이다.

도 2 는 일반적인 광파기 타겟의 외형도이다.

도 3 은 본 발명에 의한 측정핀의 결합전 구성도이다.

도 4 는 본 발명에 의한 측정핀을 결합한 상태도이다.

Claims (7)

1. 터널의 내공변위를 측정하기 위해 화약총으로 발사 가능한 측정핀 구조에 있어서,

   선단부가 총알 형태로 뾰족한 형상을 가지며, 두개의 부분으로 구분되는 중앙 몸통부중 상기 선단부에 이어지는 제1 몸통부는 제2 몸통부에 비해 가는 굵기를 가지며, 상기 제2 몸통부의 표면상에는 나사산이 형성되어 있으며, 상기 중앙 몸통부에 이어지는 후미부는 상기 제2 몸통부보다 가는 굵기를 가지면서 표면상에는 거칠기 처리가 되어있는 구조의 총알부;와

   상기 총알부의 제2 몸통부와 같은 굵기를 가지면서 표면상에는 제2 몸통부와 동일한 크기 및 형태의 나사산이 형성된, 나사막대봉;

   상기 총알부와 나사막대봉을 하나로 결합하기 위한 것으로서, 가운데가 비어있는 원통 구조를 가지며 내부면 상에는 나사홈을 형성하여 상기 총알부의 제2 몸통부와 나사막대봉상에 형성된 나사산과 결합될 수 있는 굵기를 가진 결합수단;

   한쪽 끝단에는 상기 나사막대봉의 나사산과 결합될 수 있도록 내부에 일정 길이만큼 나사홈이 파여져 있으며, 다른쪽 끝단에는 내공변위 측정용 고리 또는 광파기 타겟을 부착하기 위한 부착수단이 구비된 측정기 연결수단을 포함하여 이루어진, 터널의 내공변위 측정용 핀.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 총알부를 화약총을 이용하여 터널 내벽인 숏크리트상에 발사하는 경우 숏크리트 내부로 박히는 부분을 상기 제1 몸통부까지로만 제어하기위한 것으로, 상기 제1 몸통부상에 끼워질 수 있도록 플라스틱 재질의 원형고리 형태를 가지는 적어도 하나 이상의 스토퍼를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는, 터널의 내공변위 측정용 핀.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 결합수단에 의해 상기 총알부의 제2 몸통부와 나사막대봉을 결합하는 경우 결합후 흔들리지 않도록 고정시키기 위해 상기 상기 총알부의 제2 몸통부와 나사막대봉 사이에 고무판 또는 접착제를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는, 터널의 내공변위 측정용 핀.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 측정기 연결수단을 제외한 모든 부분이 금속재질로 이루어진 것을 특징으로 하는, 터널의 내공변위 측정용 핀.
5. 터널의 내공변위를 측정하기 위한 측정핀을 화약총으로 발사하여 터널 내벽인 숏크리트상에 설치하는 방법에 있어서,

   선단부가 총알 형태로 뾰족한 형상을 가지며, 두개의 부분으로 구분되는 중앙 몸통부중 상기 선단부에 이어지는 제1 몸통부는 제2 몸통부에 비해 가는 굵기를 가지며, 상기 제2 몸통부의 표면상에는 나사산이 형성되어 있으며, 상기 중앙 몸통부에 이어지는 후미부는 상기 제2 몸통부보다 가는 굵기를 가지면서 표면상에는 거칠기 처리가 되어있는 구조의 총알부를 화약총에 장전한 후 터널 내벽인 숏크리트상에 발사하는 단계;와

   상기 총알부의 제2 몸통부와 같은 굵기를 가지면서 표면상에는 제2 몸통부와 동일한 크기 및 형태의 나사산이 형성된 나사막대봉을 상기 총알부와 하나로 결합하기 위한 것으로서, 가운데가 비어있는 원통 구조를 가지며 내부면 상에는 나사홈을 형성하여 상기 총알부의 제2 몸통부와 나사막대봉상에 형성된 나사산과 결합될 수 있는 굵기를 가진 결합수단을 상기 총알부의 제2 몸통부 나사산에 돌려 끼우는 단계;

   상기 결합수단의 다른쪽 끝단에 형성된 나사홈에 상기 나사막대봉의 나사산을 이용하여 돌려끼우는 단계;

   한쪽 끝단에는 상기 나사막대봉의 나사산과 결합될 수 있도록 내부에 일정 길이만큼 나사홈이 파여져 있으며, 다른쪽 끝단에는 내공변위 측정용 고리 또는 광파기 타겟을 부착하기 위한 부착수단이 구비된 측정기 연결수단을 이용하여 한쪽 끝단에 형성된 나사홈을 통해 상기 나사막대봉에 돌려 끼우고, 다른쪽 끝단에 형성된 부착수단을 통해 내공변위 측정용 고리 또는 광파기 타겟을 부착하는 단계를 포함하여 이루어지는, 터널의 내공변위를 측정하기 위한 측정핀 설치 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 총알부를 화약총을 이용하여 터널 내벽인 숏크리트상에 발사하는 경우 숏크리트 내부로 박히는 부분을 상기 제1 몸통부까지로만 제어하기위해 플라스틱 재질의 원형고리 형태를 갖는 스토퍼를 상기 제1 몸통부상에 적어도 하나 이상의 갯수만큼 끼운후 화약총으로 발사하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 터널의 내공변위를 측정하기 위한 측정핀 설치 방법.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 결합수단에 의해 상기 총알부의 제2 몸통부와 나사막대봉을 결합하는 경우 결합후 흔들리지 않도록 고정시키기 위해 상기 상기 총알부의 제2 몸통부와 나사막대봉 사이에 고무판 또는 접착제를 미리 넣은후 결합하는 것을 특징으로 하는, 터널의 내공변위를 측정하기 위한 측정핀 설치 방법.