KR101463859B1 - Tunnel construction method using the tunnel monitoring - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 터널 시공에서 콘크리트 타설 시 충진 모니터링을 활용한 터널 시공방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 콘크리트 타설 과정에서 발생되는 미충진 문제를 검출하여 실시간으로 하여 미충진(void) 문제점을 해결할 수 있는 터널 시공방법에 관한 것이다.
[0001] The present invention relates to a tunnel construction method using filling monitoring in concrete construction in a tunnel construction, and more particularly, to a tunnel construction method in which a non-filling problem occurring in a concrete installation process is detected and real- The present invention relates to a tunnel construction method.
일반적으로, 터널을 시공하기 위해서는 터널 굴착, 보강, 콘크리트 라이닝 설치의 순서로 공정을 진행하게 되는 바, 상기한 콘크리트 라이닝은 현장에서 직접 콘크리트를 타설하여 라이닝을 제작하는 현장타설 라이닝 공법을 사용하게 된다.Generally, in order to construct the tunnel, the tunnel excavation, reinforcement, and the installation of the concrete lining are sequentially carried out. In the concrete lining, the concrete lining method is used in which a concrete is laid directly on the site to make the lining .
굴착된 터널의 암반 굴착면에 보강용 숏크리트(SHOTCRETE)를 타설하여 굴착면을 고르게 한 후, 상기한 숏크리트의 외측면에 부직포 또는 방수시트를 부착하게 된다.A reinforcing shotcrete is placed on the rock excavation surface of the excavated tunnel to equalize the excavated surface, and then the nonwoven fabric or the waterproof sheet is attached to the outer surface of the shotcrete.
상기 숏크리트의 외측면에 부직포 또는 방수시트를 부착한 후, 여기에 거푸집을 설치하고 그 내측에 콘크리트를 타설함과 아울러 양생하여 라이닝을 형성하게 된다. 물론, 터널 시공 시 바닥면에는 도로(R)와 기초 배수구(O)가 설치되어 있게 된다.After the nonwoven fabric or the waterproof sheet is attached to the outer surface of the shotcrete, a mold is provided on the outer surface of the shotcrete, concrete is laid on the inner surface thereof, and the concrete is cured to form the lining. Of course, when the tunnel is constructed, the road R and the base drain O are installed on the floor.
터널을 시공할 때 터널의 입구측에서부터 암반 및 토사를 굴진시키면서 격자지보를 순차적으로 입설시키고 격자지보를 지지하기 위하여 다수의 간격지지구를 격자지보와 격자지보 사이에 고정 설치하여 격자지보를 지지시키며 터널굴진공사가 종료되면 간격지지구로 지지된 격자지보에 쇼크리트(Shocrete)를 타설시켜 일차적인 터널공사를 완료시키는 것이다.When constructing a tunnel, the grid supports are sequentially installed while rocks and soil are pushed from the entrance side of the tunnel. In order to support the grid support, a plurality of spacing support is fixed between the grid support and the grid support to support the grid support When tunnel construction is completed, Shocrete is installed on the grid support supported by the spacing support to complete the primary tunnel construction.
또한, 터널공사의 진행은 터널의 상부를 어느 정도 굴착한 후 바닥면에 콘크리트를 타설하고 다시 터널의 상부를 굴착한 후 바닥면에 콘크리트를 타설하는 식으로 연속적으로 터널작업을 진행하게 된다.In addition, the progress of the tunnel construction is accomplished by drilling the upper part of the tunnel to some extent, then pouring the concrete on the bottom surface, then digging the upper part of the tunnel, and then placing the concrete on the bottom surface.
여기서 터널 굴착 후 숏크리트 작업과 방수 시트를 시공한 다음 터널 보강 구조물인 라이닝을 형성하기 위해 거푸집을 설치하고 그 터널 내벽과 거푸집 외벽 사이로 콘크리트를 타설하여 라이닝을 양생한다.After the tunnel excavation, the shotcrete works and the waterproof sheet are installed. Then, the mold is installed to form the lining which is the reinforcement structure of the tunnel, and the concrete is laid between the inner wall of the tunnel and the outer wall of the formwork.
이때, 가장 큰 문제점으로는 대면적 라이닝을 양생할 때 대형 구조물에 해당하는 거푸집을 설치한 후 그 사이로 주입되는 콘크리트의 양이 매우 많기 때문에 콘크리트가 조밀하게 주입되지 않아 양생 후 라이닝 내부에 보이드(void)가 발생하여 구조물 강도를 떨어뜨리기 때문에 심각한 상황에서는 터널 붕괴로 이어질 수 있는 대형사고 발생할 수 있다.In this case, the biggest problem is that when a large-sized lining is cured, a concrete corresponding to a large structure is installed and the amount of concrete injected thereinto is very large. Therefore, the concrete is not densely injected, ), Which causes the structural strength to drop, which can lead to serious accidents that could lead to tunnel collapse in severe situations.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 터널 시공에서 터널 라이닝 형성을 위한 콘크리트 타설 과정에 있어 타설 시 콘크리트가 채워지지 않은 공간을 실시간으로 모니터링하여 콘크리트 타설 시 보이드(void) 발생을 억제하여 효율적으로 터널을 시공할 수 있는 시공방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide a tunnel construction method and a tunnel construction method capable of effectively preventing the occurrence of voids during concrete pouring by monitoring a space in which concrete is not filled, It is an object of the present invention to provide a construction method capable of constructing a tunnel.
이를 위해 본 발명은 콘크리트를 타설한 후 양생 전에 바로 콘크리트에 포함된 물기를 이용하여 콘크리트의 충진여부를 손쉽게 측정할 수 있는 계측장치를 제안하는데 그 목적이 있다.
To this end, it is an object of the present invention to provide a measuring device capable of easily measuring the filling of concrete by using water contained in concrete immediately after curing and before curing.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 터널 시공을 위해 일정 깊이로 굴착 작업을 진행한 후 터널 콘크리트 타설을 위해 거푸집을 시공하고, 상기 거푸집으로 콘크리트를 타설 및 양생하여 터널 라이닝을 형성하는 터널 시공방법에 있어서, 터널 굴착이 완료되면 숏크리트 타설 후 방수 시트를 부착하여 기초 공사를 완료하는 단계, 터널 라이닝을 형성하기 위해 거푸집을 설치하되, 상기 거푸집 내측 표면으로는 콘크리트의 수분에 의해 전기적으로 통전되는 구조의 전극이 소정간격을 가지고 복수개로 마련되는 단계, 상기 거푸집에 상기 콘크리트를 충진시키는 단계, 상기 전극으로 실시간 전원을 인가하고 거푸집 내부로 충진되는 콘크리트에 의해 통전 여부를 검출하여 그에 따른 콘크리트의 충전 여부를 검출하는 검출부의 검출신호 생성단계 및 상기 검출부에서 검출되는 신호를 외부에서 전달받아 작업자가 모니터링하여 거푸집에 충진되는 콘크리트의 충진 여부와 그에 해당하는 위치를 검출할 수 있도록 상기 검출부에 구비된 전극의 위치에 대응하는 위치정보를 포함하여 해당 정보를 출력하되, 상기 검출부가 설치된 각 영역에 대해 콘크리트가 충진된 정보와 미충진된 정보, 그리고 각각에 대한 위치정보를 함께 출력부를 통해 출력하는 단계를 포함하여 구성되는 터널 시공에서 콘크리트 타설 시 양생완료 전에 콘크리트의 미충진 부위를 모니터링하여 상기 미충진 부위를 재충진하는 단계를 포함하여 시공된다.In order to accomplish the above object, according to the present invention, there is provided a method of constructing a tunnel, comprising: constructing a tunnel for constructing a tunnel after a drilling operation to a predetermined depth for constructing the tunnel; installing a concrete into the tunnel, A method for constructing a tunnel lining, the method comprising the steps of: installing a waterproof sheet after a shotcrete is laid upon completion of tunnel excavation, completing a foundation work; installing a mold to form a tunnel lining; The method comprising the steps of filling the concrete with the concrete, applying real-time power to the electrode, detecting whether the concrete is filled by the concrete filled in the concrete mold, The detection signal generation section of the detection section for detecting the charging state And the position information corresponding to the position of the electrode provided in the detection unit so as to detect whether the concrete filled in the form and the corresponding position are detected And outputting the corresponding information, wherein the step of outputting the concrete filled information, the non-filled information, and the position information for each of the areas provided with the detecting unit together through an output unit, Monitoring the unfilled portion of the concrete before completion of the curing at the time of completion, and refilling the unfilled portion.
또한, 상기 출력하는 단계는, 상기 미충진정보가 확인되면, 상기 확인된 미충진 부위를 재충진하는 단계를 더 포함하여 터널 시공에서 콘크리트 타설 시 양생완료 전에 콘크리트의 미충진 부위를 모니터링하여 상기 미충진 부위를 재충진하는 것을 특징으로 한다.In addition, the step of outputting may further include refilling the identified unfilled portion when the unfilled information is confirmed, thereby monitoring an unfilled portion of the concrete before completion of curing when the concrete is laid in the tunnel construction, And filling the filling part again.
또한, 상기 검출부는, 지지포스트에 복수의 전극이 나란히 배열된 형태이며, 상기 전극은 한 쌍의 전극으로 구비되어 하나의 전극은 공통 전극으로 구성되고 나머지 하나의 전극은 개별 전극으로 마련되어 콘크리트 충진으로 인해 해당 전극이 통전되면 해당 전극의 신호를 통해 그 위치에 콘크리트가 충진된 것으로 검출하며, 통전되지 않는 신호가 발생하면 라이닝 양생 완료 전 미충진 부위에 재충진을 실시한 후 최종 양생단계를 실시한다.The detecting unit may include a plurality of electrodes arranged in a row on the support post, the electrodes being provided as a pair of electrodes, one electrode being a common electrode and the other electrode being a separate electrode, When the corresponding electrode is energized, it is detected that the concrete is filled through the signal of the corresponding electrode. If a signal that is not energized is generated, refill the uncharged area before completion of the lining curing and then perform the final curing step.
또한, 상기 거푸집을 설치하는 단계는, 상기 거푸집 표면을 따라 상기 검출부를 고정시키기 위한 고정 프레임이 구비되고 상기 검출부가 상기 거푸집 표면에 고정된 상태로 준비되며, 상기 검출부가 고정 설치된 고정 프레임을 상기 거푸집 표면에 터널 깊이 방향에 대해 연속적으로 설치하는 단계를 포함하고, 상기 라이닝이 양생된 다음 상기 거푸집을 제거한 후 상기 고정 프레임을 순차적으로 제거하여 라이닝에 매설된 검출부와 강제 분리시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the step of installing the mold may include a fixing frame for fixing the detecting unit along the mold surface, the detecting unit being prepared in a state fixed to the mold surface, The lining is cured and then the mold is removed, and then the fixed frame is sequentially removed and forcedly separated from the detection part buried in the lining.
또한, 상기 출력하는 단계는, 상기 라이닝 양생을 최종 완료하기 전에 실시되는 것으로, 상기 검출부를 구성하는 복수의 전극에 대응하는 위치마다 해당 전극에 전기적 신호가 미통전 될 경우 해당 전극에 위치정보를 해당하는 정보를 출력하여 콘크리트 미충진 위치가 확인되며, 복수의 전극에서 미통전이 발생될 경우 각각의 전극에 해당하는 모든 위치 정보가 상기 출력부에서 출력되는 것을 특징으로 한다.When the electric signal is not applied to the corresponding electrode at each position corresponding to the plurality of electrodes constituting the detection unit, the outputting step is performed before the completion of the lining curing. When the unplugged power is generated in the plurality of electrodes, all the position information corresponding to each electrode is outputted from the output unit.
또한, 상기 출력하는 단계는, 해당 라이닝의 실제 형상에 해당하는 이미지 정보를 출력하며, 상기 이미지 정보에서 상기 검출부가 설치된 위치정보를 함께 출력하고, 임의의 검출부로부터 전극 통전에 의해 충진 신호가 검출된 경우 상기 라이닝의 실제 형상 정보에 매칭하여 위치정보를 출력하도록 상기 제어부를 통해 제어하는 것을 특징으로 한다.The outputting may include outputting image information corresponding to the actual shape of the lining, outputting together the position information in which the detection unit is installed in the image information, and detecting a filling signal The controller controls the controller to output the position information by matching with the actual shape information of the lining.
또한, 상기 출력하는 단계는, 상기 거푸집 전체에 설치된 각 검출부에 대한 X축 방향의 위치정보와 하나의 검출부에 구성된 복수의 전극에 Y축 방향의 위치정보와 터널 깊이에 따른 Z축 방향에 대한 위치정보를 이용하여 콘크리트 미충진에 대한 영역을 3차원 정보로 표시하며, 상기 3차원 정보를 이용하여 미충진 영역에 대한 면적 정보를 산출하여 추가 충진될 콘크리트량을 출력하여 콘크리트 양생 전 부족한 충진량 만큼 콘크리트를 충전하는 단계를 포함한다.
The outputting step includes a step of outputting the position information in the X-axis direction to each of the detection units installed in the whole die, the position information in the Y-axis direction and the position in the Z- Information on the unfilled concrete area is displayed as three-dimensional information, and area information for the unfilled area is calculated using the three-dimensional information to output additional concrete amount to be filled, .
상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명은 복수의 전극이 나란히 배열되어 전기적 통전 시 출력 신호를 발생시키는 검출부를 터널 콘크리트 타설 시 일정 간격으로 매입하여 전기적으로 통제실과 접속됨으로써 콘크리트 충진여부를 검출하여 터널 시공의 안정성을 확보할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention configured and operated as described above, a plurality of electrodes are arranged side by side so that a detection unit that generates an output signal upon electrical energization is embedded at predetermined intervals when tunnel concrete is poured, and electrically connected to the control room, It is possible to secure the stability of the apparatus.
또한, 본 발명은 비교적 조밀하게 구성되는 검출부의 전극부에 의해 콘크리트 타설 시 발생되는 보이드 현상을 정밀하게 진단하여 보완함으로써 보다 정밀한 터널 시공이 가능하다.Further, according to the present invention, by precisely diagnosing and compensating for a void phenomenon occurring when concrete is poured by the electrode part of the detection part which is constituted relatively densely, it is possible to construct a more precise tunnel.
특히, 본 발명에 따른 검출부는 라이닝의 두께에 대응하도록 구성하기 때문에 콘크리트가 충진되지 않는 위치 정보를 보다 정확하게 검출할 수 있어 보다 안정적인 시공이 가능한 장점이 있다.
Particularly, since the detecting unit according to the present invention is configured to correspond to the thickness of the lining, position information without concrete filling can be detected more accurately, which makes it possible to perform more stable construction.
도 1은 일반적인 터널의 형태를 나타낸 사시도,
도 2는 일반적인 터널 시공을 통해 형성되는 터널 구조를 개략적으로 나타낸 단면도,
도 3a는 본 발명에 따른 터널 시공에서 콘크리트 타설 시 충진 모니터링을 활용한 터널 시공방법의 검출부와 고정 프레임을 나타낸 사시도,
도 3b는 고정프레임을 통해 거푸집 표면에 검출부가 설치된 상태를 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 터널 시공방법에서 검출부가 구비된 거푸집이 연속 설치된 상태를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명에 따른 검출부의 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 거푸집에 배열되는 검출부의 위치정보를 포함된 도면,
도 7은 본 발명에 따른 터널 시공방법에서 검출부에 의해 미충진 구역의 상태를 나타낸 도면,
도 8은 본 발명에 따른 터널 시공방법에서 최종적으로 검출부를 통해 콘크리트 미충진 상태를 모니터링 하기 위한 관제실의 출력부 화면을 나타낸 도면.1 is a perspective view showing a general tunnel shape,
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a tunnel structure formed through general tunnel construction,
FIG. 3A is a perspective view showing a detection part and a fixed frame of a tunnel construction method utilizing filling monitoring when concrete is poured in tunnel construction according to the present invention. FIG.
FIG. 3B is a perspective view showing a state in which a detection unit is installed on a form surface through a fixed frame,
4 is a view illustrating a state in which a mold provided with a detector is continuously installed in a tunnel construction method according to the present invention,
5 is a configuration diagram of a detection unit according to the present invention;
FIG. 6 is a view including position information of a detector arranged in a mold according to the present invention,
7 is a view showing a state of an unfilled zone by a detection unit in a tunnel construction method according to the present invention,
FIG. 8 is a view showing an output screen of a control room for monitoring concrete unfilled state through a detection unit in a tunnel construction method according to the present invention. FIG.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 터널 시공에서 콘크리트 타설 시 충진 모니터링을 활용한 터널 시공방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of a tunnel construction method using filling monitoring in concrete installation in a tunnel construction according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 터널 시공에서 콘크리트 타설 시 충진 모니터링을 활용한 터널 시공방법은, 터널 시공을 위해 일정 깊이로 굴착 작업을 진행한 후 터널 콘크리트 타설을 위해 거푸집을 시공하고, 상기 거푸집으로 콘크리트를 타설 및 양생하여 터널 라이닝을 형성하는 터널 시공방법에 있어서, 터널 굴착이 완료되면 숏크리트 타설 후 방수 시트를 부착하여 기초 공사를 완료하는 단계, 터널 라이닝을 형성하기 위해 거푸집을 설치하되, 상기 거푸집 내측 표면으로는 콘크리트의 수분에 의해 전기적으로 통전되는 구조의 전극이 소정간격을 가지고 복수개로 마련되는 단계, 상기 거푸집에 상기 콘크리트를 충진시키는 단계, 상기 전극으로 실시간 전원을 인가하고 거푸집 내부로 충진되는 콘크리트에 의해 통전 여부를 검출하여 그에 따른 콘크리트의 충전 여부를 검출하는 검출부의 검출신호 생성단계 및 상기 검출부에서 검출되는 신호를 외부에서 전달받아 작업자가 모니터링하여 거푸집에 충진되는 콘크리트의 충진 여부와 그에 해당하는 위치를 검출할 수 있도록 상기 검출부에 구비된 전극의 위치에 대응하는 위치정보를 포함하여 해당 정보를 출력하되, 상기 검출부가 설치된 각 영역에 대해 콘크리트가 충진된 정보와 미충진된 정보, 그리고 각각에 대한 위치정보를 함께 출력부를 통해 출력하는 단계를 포함하여 구성되는 터널 시공에서 콘크리트 타설 시 양생완료 전에 콘크리트의 미충진 부위를 모니터링하여 상기 미충진 부위를 재충진하는 단계를 포함하여 시공된다.In the tunnel construction method using the filling monitoring in the tunnel construction according to the present invention, the tunnel construction is carried out by drilling the tunnel to a certain depth and then constructing the concrete for tunnel concrete placement, A method of constructing a tunnel lining by curing, the method comprising the steps of: installing a waterproof sheet after completion of tunnel excavation, completing a foundation work; installing a mold to form a tunnel lining, The method comprising the steps of: providing a plurality of electrodes having a structure electrically connected to each other by moisture of concrete; filling the concrete with the concrete, applying real-time power to the electrodes, And detecting the presence of the concrete And a detector for detecting the presence or absence of the filling of the concrete filled in the mold and monitoring the position of the concrete filled in the concrete, And outputting the information including the concrete information, the non-filled information, and the position information for each of the regions provided with the detection unit together through the output unit And a step of refilling the unfilled portion by monitoring an unfilled portion of the concrete before completion of the curing when the concrete is laid in the tunnel construction.
본 발명에 따른 터널 시공에서 콘크리트 타설 시 충진 모니터링을 활용한 터널 시공방법은 터널 시공에 있어서, 콘크리트 타설 과정에서 거푸집 내측으로 설치되는 검출부를 통해 콘크리트 타설 시 충전 여부를 검출하여 콘크리트를 완벽하게 충진시킬 수 있도록 실시간 모니터링하는 터널 시공방법을 제공하는 주요 기술적 요지로 한다. 따라서, 상기 미충진정보가 확인되면, 상기 확인된 미충진 부위를 재충진하는 단계를 통해 터널 시공에서 콘크리트 타설 시 양생완료 전에 콘크리트의 미충진 부위를 모니터링하여 상기 미충진 부위를 재충진하는 과정을 반복하여 터널을 시공하는 것이 주요 기술적 요지이다.
In the tunnel construction method using the filling monitoring in the tunnel construction according to the present invention, in the construction of the tunnel in the tunnel installation, it is detected whether or not the concrete is filled when the concrete is poured through the detection part installed inside the formwork in the concrete installation process, The tunnel construction method of the present invention. Accordingly, if the unfilled information is confirmed, the process of refilling the unfilled portion by monitoring the unfilled portion of the concrete before completion of the curing when the concrete is laid in the tunnel construction through the step of refilling the unfilled portion. Repeated construction of tunnels is a key technical point.
도 3a는 본 발명에 따른 터널 시공에서 콘크리트 타설 시 충진 모니터링을 활용한 터널 시공방법의 검출부와 고정 프레임을 나타낸 사시도, 도 3b는 고정프레임을 통해 거푸집 표면에 검출부가 설치된 상태를 나타낸 사시도이다.FIG. 3A is a perspective view showing a detection part and a fixing frame of a tunnel construction method utilizing filling monitoring in concrete installation in a tunnel construction according to the present invention, and FIG. 3B is a perspective view showing a state where a detection part is installed on the surface of a mold through a fixed frame.
상기 거푸집을 설치하는 단계에서 검출부를 용이하게 설치하기 위하여 상기 거푸집 표면을 따라 상기 검출부를 고정시키기 위한 고정 프레임(220)이 구비되고 상기 검출부가 상기 거푸집 표면에 고정된 상태로 준비된다. 예를 들면 검출부를 구성하는 지지포스트가 고정 프레임에 고정된 구조를 가지는 것이다. 이때, 후시공 단계에 해당하는 고정 프레임 제거를 위하여 고정 프레임을 강제 제거 시 검출부와 이탈되는 구조를 가진다.In order to easily install the detecting unit in the step of installing the formwork, a
한편, 상기 검출부가 고정 설치된 고정 프레임을 상기 거푸집 표면에 터널 깊이 방향에 대해 연속적으로 설치되며, 상기 라이닝이 양생된 다음 상기 거푸집을 제거한 후 상기 고정 프레임을 순차적으로 제거하여 라이닝에 매설된 검출부와 강제 분리시킨다.Meanwhile, the fixed frame, on which the detection unit is fixed, is continuously installed in the depth direction of the tunnel on the surface of the mold, and after the lining is cured, the mold is removed and then the fixed frame is sequentially removed, .
본 발명에서는 터널 굴착 및 시공 과정에서 터널 외벽을 최종적으로 보강, 완성하기 위하여 콘크리트 구조물에 해당하는 라이닝을 양생할 때 콘크리트 타설 과정에서 발생되는 보이드(void)의 발생을 확인하여 보이드(void) 발생 시 콘크리트를 다시 타설하여 밀실되도록 타설한다.In the present invention, when the lining corresponding to the concrete structure is cured in order to finally reinforce and complete the outer wall of the tunnel during the tunnel excavation and construction process, voids generated in the concrete casting process are confirmed, Concrete is poured again and poured into the closed space.
우선, 터널 시공의 기초 공사로써는 터널 굴착이 완료된 후에는 숏크리트를 공압 분사하여 표면을 안정화시킨 후 방수 시트를 접착한다. 이 공정들은 일반적으로 터널 시공의 기초 공사에 해당하는 것이기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다.First, as a basic construction for tunnel construction, after the tunnel excavation is completed, the shotcrete is injected by air pressure to stabilize the surface, and then the waterproof sheet is bonded. Since these processes generally correspond to the foundation construction of the tunnel construction, detailed description will be omitted.
방수 시트 접착이 완료되면 터널의 핵심 시공 단계인 라이닝을 타설하여 시공한다. 라이닝은 터널 구조를 콘크리트 구조물에 의해 최종적으로 보강하기 위한 구조물로써, 소정 두께의 콘크리트 타설에 의해 터널 내벽을 지지하는 구조물에 해당한다. 따라서, 기초공사가 완료된 터널 내부에 라이닝을 형성하기 위하여 거푸집을 설치한 후 거푸집 내측으로 철골 구조를 배열하고 콘크리트 타설을 통해 라이닝 구조물을 양생한다.When the waterproof sheet is bonded, the lining which is the key construction step of the tunnel is laid in place. The lining is a structure for finally reinforcing the tunnel structure by the concrete structure, and corresponds to a structure for supporting the inner wall of the tunnel by pouring concrete with a predetermined thickness. Therefore, in order to form a lining inside the tunnel where foundation work is completed, a formwork is installed, a steel frame structure is arranged inside the formwork, and the lining structure is cured through concrete pouring.
도 4는 본 발명에 따른 터널 시공방법에서 검출부가 구비된 거푸집이 연속 설치된 상태를 나타낸 도면이다. 본 발명에서는 거푸집 외측 표면으로 복수의 검출부(210)가 규칙적으로 배열되어 있는데, 상기 검출부는, 외부에서 공급되는 전원을 통전시키기 위하여 한 쌍의 전극(211)이 복수개 마련된다. 4 is a view showing a state in which a mold provided with a detector is continuously installed in a tunnel construction method according to the present invention. In the present invention, a plurality of
도 5는 본 발명에 따른 검출부의 구성도이다. 좀 더 자세히 설명하면, 상기 검출부는 하나의 막대형 지지부(212)를 중심으로 양측으로 각각 전극이 구성되며, 이들 전극은 서로 통전되도록 설계되어 있다. 이러한 한 쌍의 전극이 지지부의 길이방향을 따라 일정 간격을 두고 구성되는데, 상기 지지부의 길이는 라이닝의 두께에 대응하는 길이를 가진다.5 is a configuration diagram of a detection unit according to the present invention. More specifically, the detecting unit is configured to have electrodes on both sides of a
따라서, 상기 검출부의 각 전극을 통해 라이닝의 두께 영역을 감지할 수 있는데. 이것은 전기적으로 통전되는지 여부를 검출하여 확인하여 콘크리트에 보이드가 발생했는지를 확인할 수 있게 되는 것이다.Therefore, the thickness region of the lining can be detected through each electrode of the detection unit. This means that it is possible to detect whether voids have occurred in the concrete by detecting whether or not it is electrically energized.
즉, 한 쌍의 전극은 원래 상태에서 통전되지 않는 구조를 가지지만, 콘크리트가 충진되어 전극을 감싸면 콘크리트에 존재하는 수분에 의해 통전됨에 따라 콘크리트가 각 영역에 충분히 충진 됐는지를 확인할 수 있다.That is, although the pair of electrodes have a structure that is not energized in the original state, when the concrete is filled and the electrode is wrapped, it can be confirmed that the concrete is sufficiently filled in each region as the water is energized by the water present in the concrete.
도 6은 본 발명에 따른 거푸집에 배열되는 검출부의 위치정보를 포함된 도면이다. 도시된 바와 같이 각각의 검출부에는 위치정보를 포함하여, 이 위치정보를 기준으로 거푸집에 설치되어 해당 전극의 전기적 신호를 수신하면 라이닝 구조물의 어느 위치에 해당하는지 알 수 있다.FIG. 6 is a view illustrating position information of a detection unit arranged in a mold according to the present invention. FIG. As shown in the figure, each detection unit includes positional information, and it is installed in the form on the basis of the positional information, and when the electric signal of the corresponding electrode is received, it can be known which position corresponds to the lining structure.
도 7은 본 발명에 따른 터널 시공방법에서 검출부에 의해 미충진 구역의 상태를 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이 콘크리트 타설 차량에 의해 강제적으로 다방향에서 거푸집 내측면으로 콘크리트를 연속 주입하게 되는데, 콘크리트를 타설하는 과정에서 공간으로 완전히 주입되지 않아 빈공간 즉, 보이드(void)가 발생할 수 있다. 이럴 경우 해당 위치에 설치된 전극에서 통전 신호가 발생되지 않음을 감지하여 해당 전극이 어디에 위치한 검출부의 어떤 전극인지를 감지할 수 있다.
FIG. 7 is a view illustrating a state of an unfilled zone by a detection unit in the tunnel construction method according to the present invention. FIG. As shown in the drawing, the concrete is continuously injected from the multi-direction to the inside of the mold by the concrete pouring vehicle. In the process of pouring the concrete, voids may be generated because the pouring hole is not completely injected into the space. In this case, it is sensed that no energizing signal is generated at the electrode provided at the corresponding position, and it is possible to detect which electrode of the detecting unit is located.
도 8은 본 발명에 따른 터널 시공방법에서 최종적으로 검출부를 통해 콘크리트 미충진 상태를 모니터링하기 위한 관제실의 출력부 화면을 나타낸 도면이다.FIG. 8 is a view showing an output screen of the control room for monitoring the unfilled state of concrete through the detection unit in the tunnel construction method according to the present invention.
라이닝 내부에 매립된 검출부는 전기적으로 외부 통제실(310)에 마련되는 제어부(320)와 연결되며 출력부(300)를 통해 보이드(void) 위치 정보를 표시하여 준다. 상기 출력부(311)는 일반적으로 단말기에 해당할 수 있으며, 검출부와 인터페이스를 통해 연결되어 전기적 신호를 확인하여 통전 전극에 의해 위치 정보가 표시된다.The detection unit embedded in the lining is electrically connected to the
상기 출력부는 기본적으로 거푸집 구조(거푸집 면적에 해당하는 공간정보)를 이미지를 모델링된 형태로 출력하며 여기에 설치된 검출부와 각 검출부에 구성되는 전극의 위치를 포인트별로 표시하여 준다. 그리고 임의의 전극이 타설 보이드로 인해 미통전 되었을 경우 라이닝의 이미지를 정보에 의해 실제 스케일에 대응하는 위치정보를 매칭하여 표시하여 준다. 필요에 따라서는 라이닝의 3차원 형상 정보를 출력하고 검출부에서 검출된 신호에 대응하는 위치 정보를 출력하여 준다.The output unit basically outputs the shape of the form (spatial information corresponding to the area of the form) in a modeled form, and displays the positions of the detectors and the electrodes formed in the detectors. When an arbitrary electrode is not energized due to the stray void, the lining image is matched with the position information corresponding to the actual scale by the information. If necessary, three-dimensional shape information of the lining is outputted, and position information corresponding to the signal detected by the detecting unit is output.
또한, 상기 출력부에는 경고음 출력이나 경고 메시지 등 소프트웨어를 통해 다양한 시각정보를 출력할 수 있도록 구성하여 작업자의 모니터링이 용이하며, 미통전 전극의 신호에 따라 3차원 공간정보를 통해 미충진 공간의 개략적인 공간 정보를 검출하여 주입량을 산출할 수 있다.The output unit is configured to output various visual information through software such as a warning sound output or a warning message, thereby facilitating monitoring by an operator. In accordance with the signal of the non-energized electrode, The injection amount can be calculated.
한편, 본 발명에 출력 기능의 핵심적 요소로 3차원적으로 배열되는 검출부를 통해 콘크리트 보이드의 영역을 3차원 정보를 출력하고 수학적 모델링을 이용하여 미충진 영역에 대한 공간 정보를 계산할 수 있다.Meanwhile, in the present invention, three-dimensional information of a concrete void region can be outputted through a detector arranged three-dimensionally as a core element of an output function, and spatial information about an unfilled region can be calculated using mathematical modeling.
상기 출력하는 단계에서는 상기 거푸집 전체에 설치된 각 검출부에 대한 X축 방향의 위치정보와 하나의 검출부에 구성된 복수의 전극에 Y축 방향의 위치정보와 터널 깊이에 따른 Z축 방향에 대한 위치정보를 이용하여 콘크리트 미충진에 대한 영역을 3차원 정보로 표시한다. 그리고 여기서 생성한 상기 3차원 정보를 이용하여 미충진 영역에 대한 면적 정보를 산출하여 추가 충진될 콘크리트량을 출력할 수 있는 것이다.
The outputting step uses the positional information in the X-axis direction for each detection unit installed in the whole die, the position information in the Y-axis direction and the position information in the Z-axis direction according to the tunnel depth to a plurality of electrodes constituting one detection unit And displays the area of the unfilled concrete as three-dimensional information. The area information for the unfilled area is calculated using the generated three-dimensional information, and the amount of concrete to be filled can be output.
이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. On the contrary, those skilled in the art will appreciate that many modifications and variations of the present invention are possible without departing from the spirit and scope of the appended claims. And all such modifications and changes as fall within the scope of the present invention are therefore to be regarded as being within the scope of the present invention.
100 : 숏크리트
110 : 방수시트
200 : 라이닝
210 : 검출부
211 : 전극
212 : 지지부
220 : 고정프레임
230 : 거푸집
300 : 통제실
311 : 출력부
320 : 제어부100: shotcrete
110: Waterproof sheet
200: lining
210:
211: Electrode
212: Support
220: stationary frame
230: Form
300: Control room
311: Output section
320:
Claims (7)
터널 굴착이 완료되면 숏크리트 타설 후 방수 시트를 부착하여 기초 공사를 완료하는 단계;
터널 라이닝을 형성하기 위해 거푸집을 설치하되, 상기 거푸집 내측 표면으로는 콘크리트의 수분에 의해 전기적으로 통전되는 구조의 전극이 소정간격을 가지고 복수개로 마련되는 단계;
상기 거푸집에 상기 콘크리트를 충진시키는 단계;
상기 전극으로 실시간 전원을 인가하고 거푸집 내부로 충진되는 콘크리트에 의해 통전 여부를 검출하여 그에 따른 콘크리트의 충전 여부를 검출하는 검출부의 검출신호 생성단계; 및
상기 검출부에서 검출되는 신호를 외부에서 전달받아 작업자가 모니터링하여 거푸집에 충진되는 콘크리트의 충진 여부와 그에 해당하는 위치를 검출할 수 있도록 상기 검출부에 구비된 전극의 위치에 대응하는 위치정보를 포함하여 해당 정보를 출력하되, 상기 검출부가 설치된 각 영역에 대해 콘크리트가 충진된 정보와 미충진된 정보, 그리고 각각에 대한 위치정보를 함께 출력부를 통해 출력하는 단계;를 포함하여 구성되는 터널 시공에서 콘크리트 타설 시 양생완료 전에 콘크리트의 미충진 부위를 모니터링하여 상기 미충진 부위를 재충진하는 단계를 포함하고,
상기 출력하는 단계는, 상기 미충진정보가 확인되면, 상기 확인된 미충진 부위를 재충진하는 단계를 더 포함하여 터널 시공에서 콘크리트 타설 시 양생완료 전에 콘크리트의 미충진 부위를 모니터링하여 상기 미충진 부위를 재충진하며,
상기 검출부는, 지지포스트에 복수의 전극이 나란히 배열된 형태이며, 상기 전극은 한 쌍의 전극으로 구비되어 하나의 전극은 공통 전극으로 구성되고 나머지 하나의 전극은 개별 전극으로 마련되어 콘크리트 충진으로 인해 해당 전극이 통전되면 해당 전극의 신호를 통해 그 위치에 콘크리트가 충진된 것으로 검출하며, 통전되지 않는 신호가 발생하면 라이닝 양생 완료 전 미충진 부위에 재충진을 실시한 후 최종 양생단계를 실시하고,
상기 거푸집을 설치하는 단계는, 상기 거푸집 표면을 따라 상기 검출부를 고정시키기 위한 고정 프레임이 구비되고 상기 검출부가 상기 거푸집 표면에 고정된 상태로 준비되며,
상기 검출부가 고정 설치된 고정 프레임을 상기 거푸집 표면에 터널 깊이 방향에 대해 연속적으로 설치하는 단계를 포함하고,
상기 라이닝이 양생된 다음 상기 거푸집을 제거한 후 상기 고정 프레임을 순차적으로 제거하여 라이닝에 매설된 검출부와 강제 분리시키고,
상기 출력하는 단계는, 상기 거푸집 전체에 설치된 각 검출부의 가로방향에 대한 X축 방향의 위치정보와 복수의 전극이 구성된 검출부의 길이방향에 대한 Y축 방향의 위치정보와 터널 깊이에 따른 Z축 방향에 대한 위치정보를 이용하여 콘크리트 미충진에 대한 영역을 3차원 정보로 표시하며,
상기 3차원 정보를 이용하여 미충진 영역에 대한 면적 정보를 산출하여 추가 충진될 콘크리트량을 출력하여 콘크리트 양생 전 부족한 충진량만큼 콘크리트를 충전하는 단계를 포함하는 터널 시공에서 콘크리트 타설 시 충진 모니터링을 활용한 터널 시공방법.A tunnel construction method for constructing a tunnel lining by drilling a concrete depth to construct a tunnel and constructing a concrete mold for pouring a tunnel concrete, and placing and curing concrete with the concrete form,
Completing the foundation work by attaching the waterproof sheet after the shotcrete is poured;
Providing a mold for forming a tunnel lining, wherein the mold inner surface is provided with a plurality of electrodes spaced apart from each other by a predetermined distance, the electrodes being electrically energized by moisture of concrete;
Filling the concrete with the concrete;
A detection signal generation step of detecting a presence or absence of charging by the concrete filled in the mold and detecting whether the concrete is charged according to real time power supply to the electrode; And
And the position information corresponding to the position of the electrode provided in the detection unit so as to detect whether the concrete filled in the form and the corresponding position are detected, And outputting the information, the concrete information, the non-filled information, and the location information for each of the areas provided with the detection unit, through the output unit. Monitoring the unfilled portion of the concrete before completion of curing to refill the unfilled portion,
The outputting step may further include refilling the identified unfilled portion when the unfilled information is confirmed to monitor the unfilled portion of the concrete before completion of curing when the concrete is installed in the tunnel construction, Lt; / RTI >
The detection unit may include a plurality of electrodes arranged in parallel on the support post, the electrodes being provided as a pair of electrodes, one electrode constituted by a common electrode and the other electrode provided by a separate electrode, When the electrode is energized, it is detected that the concrete is filled at that position through the signal of the corresponding electrode. If a signal that is not energized is generated, the unfilled portion is refilled before completion of the lining curing,
The step of installing the mold includes a fixing frame for fixing the detecting unit along the mold surface, and the detecting unit is prepared in a state where the detecting unit is fixed to the mold surface,
And a step of continuously mounting a fixed frame on which the detection unit is fixed, with respect to a depth direction of the tunnel on the formwork surface,
After the lining is cured, the mold is removed, and then the fixed frame is sequentially removed to force-separate the detection frame embedded in the lining,
The outputting step includes a step of outputting position information in the X-axis direction with respect to the transverse direction of each detection unit provided in the entire die, position information in the Y-axis direction with respect to the longitudinal direction of the detection unit including a plurality of electrodes, The area of the unfilled concrete is displayed as three-dimensional information using the position information of the concrete,
Calculating the area information for the unfilled area using the three-dimensional information, and outputting the amount of concrete to be filled to fill the concrete with a filling amount insufficient before the concrete curing, using filling monitoring in the concrete installation Tunnel construction method.
상기 라이닝 양생을 최종 완료하기 전에 실시되는 것으로,
상기 검출부를 구성하는 복수의 전극에 대응하는 위치마다 해당 전극에 전기적 신호가 미통전 될 경우 해당 전극에 위치정보를 해당하는 정보를 출력하여 콘크리트 미충진 위치가 확인되며,
복수의 전극에서 미통전이 발생될 경우 각각의 전극에 해당하는 모든 위치 정보가 상기 출력부에서 출력되는 것을 특징으로 하는 터널 시공에서 콘크리트 타설 시 충진 모니터링을 활용한 터널 시공방법.2. The method according to claim 1,
Which is carried out before final completion of the lining curing,
When electrical signals are not applied to the electrodes at positions corresponding to the plurality of electrodes constituting the detection unit, information corresponding to the positional information is output to the electrodes so that the concrete unfilled position is confirmed,
Wherein all of the position information corresponding to each electrode is outputted from the output unit when un-energized is generated in the plurality of electrodes.
해당 라이닝의 실제 형상에 해당하는 이미지 정보를 출력하며, 상기 이미지 정보에서 상기 검출부가 설치된 위치정보를 함께 출력하고, 임의의 검출부로부터 전극 통전에 의해 충진 신호가 검출된 경우 상기 라이닝의 실제 형상 정보에 매칭하여 위치정보를 출력하도록 상기 제어부를 통해 제어하는 것을 특징으로 하는 터널 시공에서 콘크리트 타설 시 충진 모니터링을 활용한 터널 시공방법.2. The method according to claim 1,
The image information corresponding to the actual shape of the lining is outputted and the position information on which the detection section is installed is outputted together with the image information. When a fill signal is detected by the energization of the electrode from an arbitrary detection section, the actual shape information of the lining Wherein the controller controls the controller to output location information by matching the tunnel information with the tunnel information.
상기 거푸집 전체에 설치된 각 검출부에 대한 X축 방향의 위치정보와 하나의 검출부에 구성된 복수의 전극에 Y축 방향의 위치정보와 터널 깊이에 따른 Z축 방향에 대한 위치정보를 이용하여 콘크리트 미충진에 대한 영역을 3차원 정보로 표시하며,
상기 3차원 정보를 이용하여 미충진 영역에 대한 면적 정보를 산출하여 추가 충진될 콘크리트량을 출력하여 콘크리트 양생 전 부족한 충진량만큼 콘크리트를 충전하는 단계를 포함하는 터널 시공에서 콘크리트 타설 시 충진 모니터링을 활용한 터널 시공방법.6. The method according to claim 1 or 5,
The positional information on the X-axis direction of each detecting unit installed in the whole die, the position information on the Y-axis direction and the position information on the Z-axis direction according to the tunnel depth to a plurality of electrodes constituting one detecting unit, And displays the region of interest as three-dimensional information,
Calculating the area information for the unfilled area using the three-dimensional information, and outputting the amount of concrete to be filled to fill the concrete with a filling amount insufficient before the concrete curing, using filling monitoring in the concrete installation Tunnel construction method.
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