KR101476319B1

KR101476319B1 - 수직구 터널 갱내기준점 측량 방법

Info

Publication number: KR101476319B1
Application number: KR20140133450A
Authority: KR
Inventors: 김동집
Original assignee: 주식회사 대신측량기술
Priority date: 2014-10-02
Filing date: 2014-10-02
Publication date: 2014-12-26

Abstract

본 발명은 수직구 터널 갱내기준점 측량 방법에 관한 것으로, 작업 공정이 편리하고 정확한 갱내기준점을 측량할 수 있는 수직구 터널 갱내기준점 측량 방법에 관한 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 수직구의 상부에서 상부기준점(P1)을 측량하는 상부기준점 측량 단계; 상부기준점(P1)의 하부로 와이어(1)를 내리고 추(2)를 다는 터널 내 추 배치 단계; 상부에 XY 평면 위치의 조정이 가능한 위치표시기구(380)가 구비된 위치표시장치(C)를 추(2)의 하부에 배치하고, 상부기준점(P2)의 연직지점의 위치에 위치표시기구(380)가 위치하도록 위치표시기구(380)의 XY 평면위치를 조정면서 갱내기준점(P2)을 측량하는 측량 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명은 터널 시공을 할 시 갱내기준점(P2)을 정확하게 측량하여, 터널 내부 측량을 정밀하게 할 수 있다.

Description

수직구 터널 갱내기준점 측량 방법{METHOD SURVEYING THE UNDERGROUND CONTROL POINT}

본 발명은 수직구 터널 갱내기준점 측량 방법에 관한 것으로, 작업 공정이 편리하고 정확한 갱내기준점을 측량할 수 있는 수직구 터널 갱내기준점 측량 방법에 관한 것이다.

터널은 교량의 정의와는 상대적으로 "위쪽에 땅을 남겨 놓고 그 밑을 뚫어 그 곳에 만들어진 공간을 어떤 용도로 제공하는 것"이라 할 수 있다.

즉, 터널은 도로·철도·수로(水路) 등을 통하게 하기 위해 땅속을 뚫은 통로를 말하며 용도에 따라 철도·도로·수로·광산 터널로 나뉘고, 터널 장소에 따라 산악·시가·수저(水底) 터널로 나뉘는데, 현재는 장대(長大)한 터널이나 해저 터널도 건설되고 있다.

이러한 터널을 시공시 터널측량을 하게 되는 데 터널측량은 크게 나누면 갱외측량, 갱내측량, 갱내외 연결측량으로 나누어진다.

상기 갱내측량을 수행할 시 갱내기준점을 측량해야 하며, 갱내기준점은 수직구를 통하여 측량하는 것이 일반적이다.

그러나 종래에는 수직구를 이용해 갱내기준점을 측량할 시, 작업 공정이 많아 번거롭고, 정확한 갱내기준점을 측량하기 어려웠다.

등록특허 10-0463260

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로, 작업 공정이 편리하고 정확한 갱내기준점을 측량할 수 있는 수직구 터널 갱내기준점 측량 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 수직구의 상부에서 상부기준점을 측량하는 상부기준점 측량 단계; 상부기준점의 하부로 와이어를 내리고 추를 다는 터널 내 추 배치 단계; 상부에 XY 평면 위치의 조정이 가능한 위치표시기구가 구비된 위치표시장치를 추의 하부에 배치하고, 상부기준점의 연직지점의 위치에 위치표시기구가 위치하도록 위치표시기구의 XY 평면위치를 조정면서 갱내기준점을 측량하는 측량 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 터널 내 추 배치 단계에서, 상부기준점의 하부에 위치하는 터널 내 지점에 안착기구를 배치하고, 안착기구의 상부에 상방으로 개구되며 액체가 담긴 추고정통을 안착하며, 추고정통의 바닥으로부터 일정간격 이격하도록 추고정통에 추를 삽입하고, 상기 측량 단계에서, 위치표시장치를 안착기구의 하부에 배치한 후, 갱내기준점을 측량하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 위치표시기구는 투명재질로 이루어지고, 위치표시기구에 조명등이 내설되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 터널 내 추 배치 단계에서, 안착기구의 상부에 레이저 타입의 거리측정기가 설치하고, 수직구의 상부에 반사판을 구비하여, 수직구의 상부로부터 안착기구까지의 연직거리를 측정하고; 와이어길이측정기를 구비하여, 와이어의 이동거리를 측정하며; 단말기를 구비하고, 단말기는 연직거리와 이동거리를 비교한 후, 연직거리 및 이동거리가 기준값 이상의 차이가 발생할 경우, 외부로 추의 위치조정이 필요함을 알리는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 터널 시공을 할 시 갱내기준점을 정확하게 측량하여, 터널 내부 측량을 정밀하게 할 수 있다.

또한 본 발명은 기준점표시장치의 위치표시기구의 XY 위치를 조절함으로써, 갱내기준점의 위치를 정확하게 표시할 수 있고, 터널 내부가 어두울 경우 위치표시기구의 상부를 조명하여 위치표시기구의 십자선 모양이 잘 보이도록 함으로써, 갱내기준점의 위치 표시를 용이하게 할 수 있다.

나아가 본 발명은 오차확인장치를 통해 추가 연직방향으로 정확하게 위치하는지를 정밀하게 확인함으로써, 추의 부정확한 위치로 인한 갱내기준점의 잘못된 측량을 방지할 수 있다.

도 1은 제1실시예에 사용되는 위치조절장치를 개략적으로 나타낸 사시도이고,
도 2는 제1실시예에 사용되는 위치조절장치의 지지기구를 개략적으로 나타낸 사시도이고,
도 3은 제1실시예에 사용되는 위치조절장치의 연결기구를 개략적으로 나타낸 사시도이고,
도 4는 제1실시예에 사용되는 위치조절장치의 기준점표시장치를 개략적으로 나타낸 사시도이고,
도 5 내지 도 10은 제1실시예에 따른 수직구 터널 갱내기준점 측량 방법을 설명하기 위한 도면이고,
도 11은 제2실시예에 사용되는 오차확인장치를 설명하기 위한 도면이고,
도 12는 제2실시예에 따른 수직구 터널 갱내기준점 측량 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하 본 발명에 따른 수직구 터널 갱내기준점 측량 방법을 각각의 실시예에 따라 상세히 설명한다.

1. 제1실시예에 따른 수직구 터널 갱내기준점 측량 방법

1) 제1실시예에 사용되는 장치

도 1은 제1실시예에 사용되는 위치조절장치를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 제1실시예에 사용되는 위치조절장치의 지지기구를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 3은 제1실시예에 사용되는 위치조절장치의 연결기구를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 4는 제1실시예에 사용되는 위치조절장치의 기준점표시장치를 개략적으로 나타낸 사시도로서, 우선 도 1 내지 도 4를 참조하여 제1실시예에 사용되는 위치조절장치의 구성을 설명하면 다음과 같다.

상기 위치조절장치(C)는 지지기구(100)와, 연결기구(200)와, 기준점표시장치(300)와, 제1고정기구(400)와, 제2고정기구(500)를 포함한다.

지지기구(100)는 상방으로 개구된 체결홈(111)을 구비한 베이스체(110)와, 베이스체(110)의 둘레부에 설치되며 베이스체(110)의 수평을 조절하는 수평조절체(120)와, 베이스체(110)에 설치되어 베이스체(110)의 수평을 나타내는 수평기(130)를 갖춘다.

연결기구(200)는 상하방으로 관통되는 관통홀(210)과, 측방으로 관통되며 관통홀(210)과 연통되는 고정홀(220)을 갖추고서, 지지기구(100)의 베이스체(110)의 체결홈(111)에 착탈가능하게 설치된다.

기준점표시장치(300)는 본체(310)와, 본체(310)에 X축 방향으로 이동가능하게 설치되는 X축이동체(320)와, X축이동체(320)의 이동을 조절하는 X축이동조절체(330)와, X축이동체(330)의 이동을 고정하는 X축고정체(340)와, X축이동체(330)의 상부에 Y축방항으로 이동가능하게 설치되는 Y축이동체(350)와, Y축이동체(350)의 이동을 조절하는 Y축이동조절체(360)와, Y축이동체(360)의 이동을 고정하는 Y축고정체(370)와, Y축이동체(370)의 상부에 설치되는 위치표시기구(380)를 갖춘다.

본체(310)는 둘레부를 따라 걸림홈이 형성되며 연결기구(200)의 관통홀(210)에 착탈가능하게 삽입되는 삽입체(311)와, 삽입체(311)의 상부에 구비되는 베이스체(312)를 갖춘다.

X축이동체(320)는 본체(310)의 베이스체(312)의 상부에 X축 방향으로 이동가능하게 설치되며, 본 실시예에서는 LM 가이드 타입으로 본체(310)에 이동가능하게 설치된다.

X축이동조절체(330)는 본체(310)에 설치되는 제1지지체(331)와, X축이동체(320)에 설치되는 제2지지체(332)와, 일단이 제1지지체(331)에 회전가능하게 삽입되고 타단이 제2지지체(332)에 나사산 결합되는 위치조절체(333)를 갖춘다.

X축고정체(340)는 X축이동체(330)의 측면에 설치되어 X축이동체(330)의 이동을 고정한다.

Y축이동체(350)는 X축이동체(330)의 상부에 Y축방향으로 이동가능하게 설치되며, 본 실시예에서는 LM 가이드 타입으로 X축이동체(320)에 이동가능하에 설치된다.

Y축이동조절체(360)는 X축이동체(330)에 설치되는 제1지지체(361)와, Y축이동체(350)에 설치되는 제2지지체(362)와, 일단이 제1지지체(361)에 회전가능하게 삽입되고 타단이 제2지지체(362)에 나사산 결합되는 위치조절체(363)를 갖춘다.

Y축고정체(370)는 Y축이동체(350)의 측면 설치되어 Y축이동체(370)의 이동을 고정한다.

위치표시기구(380)는 상부에 십자눈금이 표시되며 Y축이동체(370)의 상부에 설치된다.

제1고정기구(400)는 지지기구(100)의 베이스체(110)의 측면에 설치되어 베이스체(110)에 설치된 연결기구(200)를 고정한다.

제2고정기구(500)는 연결기구(200)의 고정홀(220)에 착탈가능하게 설치되어 기준점표시장치(300)를 연결기구(200)에 고정한다.

한편 본 실시예에서는 위치표시기구(380)에 조명등이 설치되어, 터널 내에서 위치표시기구(380)의 십자선을 확인할 시 보다 명확하게 확인할 수 있다. 이때 위치표시기구(380)는 투명체를 이루어지고, LED로 이루어진 조명등이 위치표시기구(380)에 내설되거나, 위치표시기구(380)의 외부에 조명등이 설치될 수 있다.

2) 측량 방법

도 5 내지 도 10은 제1실시예에 따른 수직구 터널 갱내기준점 측량 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 도 5 내지 도 10을 참조하여 제1실시예에 따른 수직구 터널 갱내기준점 측량 방법을 설명하면 다음과 같다.

(S10) 상부기준점 측량 단계

갱내기준점을 측량하기 위한 사전 작업으로 수직구의 상부에서 상부기준점(P1)을 정밀하게 측량한다.

갱내기준점은 터널 중심선을 비롯한 모든 구조물측량의 기준점이 되는 것으로, 정확한 갱내기준점 측량을 하기 위해서는 상부기준점(P1)의 측량이 정밀하게 측량되어야 한다.

(S20) 터널 내 추 배치 단계

도 5와 같이 상부기준점(P1)의 하부로 와이어(1, 예를 들어 피아노선)를 내리고, 와이어(1)에 도 6과 같이 일정 무게를 갖는 추(2)를 달며, 추(2)가 터널 바닥면으로부터 일정간격 이격되도록 한다. 이때 수직구의 상부에는 상판(3)으로 폐쇄되어 있으며, 작업자는 상기 상판(3)을 일부 절단한 후 권취기(4)를 이용하여 와이어(1)를 터널 내부로 낙하시킨다. 또한 권취기(4)는 수동 또는 모터를 이동한 자동 타입이 적용되어, 와이어(1)를 감거나 푼다.

계속해서 상기 추(2)를 터널 바닥으로부터 일정간격 이격하여 안정적으로 고정하기 위해 도 7과 같이 지지다리를 갖는 탁자 형상의 안착기구(5) 및 안착기구(5)의 상부에 안착되는 추고정통(6)을 추(2)의 하부에 구비한다. 이때 추고정통(6)은 상방으로 개구된 통 형상을 이루어 내부에 액체(물 또는 기름)가 채워지며, 추(2)는 도 8과 같이 추고정통(6)에 삽입되어 추고정통(6)의 바닥면으로부터 일정간격 이격되게 와이어(1)에 고정된다. 여기서 상기 액체는 추(2)가 흔들리는 것을 방지하는 것으로 일정 점성을 갖는 것이 바람직하다.

(S30) 갱내기준점 측량 단계

도 9와 같이 상기 위치조절장치(C)를 안착기구(5)의 하부에 배치한 후 와이어(1)의 연직지점을 측량한다.

이때 도 10과 같이 2대의 측량기(7, 예를들어 트랜시트)를 이용하여 팽팽한 와이어(1)의 일정지점 및 안착기구(5)의 하부를 시준하면서 와이어(1)와 연직을 이루는 연직지점을 확인하며, 연직지점을 확인하면 연직지점에 위치한 작업자는 위치조절장치(C)의 위치표시기구(380)의 위치를 조정하여 위치표시기구(380)의 십자선이 연직지점에 위치하도록하여 갱내기준점(P2)를 측량한다. 이때 작업자는 X축이동조절체(330)를 이용하여 X축이동체(320)의 위치를 이동하고, Y축이동조절체(360)를 이용하여 Y축이동체(350)를 이동시킴으로써, 위치표시기구(380)의 위치를 정밀 조절할 수 있다.

여기서 위치표시기구(380)의 십자선이 잘 보이지 않을 경우, 조명등을 점등하여, 위치표시기구(380)의 십자선이 잘 보이도록 할 수 있다.

본 실시예에서 와이어(1)의 일정지점은 측량기(7) 시준의 편리함을 위해 별도의 표식이 설치되는 것이 바람직하다.

한편 본 실시예에서는 상부기준점을 1개 측량하여, 갱내기준점 1개를 측량하는 것으로 하였지만, 상부기준점 2개를 측량하고, 각각의 상부기준점에서 2개의 와이어(1)를 각각 내려 갱내기준점 2개를 측량할 수도 있다.

2. 제2실시예에 따른 수직구 터널 갱내기준점 측량 방법

1) 제2실시예에 사용되는 장치

도 11은 본 실시예에 사용되는 오차확인장치를 설명하기 위한 도면으로서, 도 11을 참조하여 본 실시예에 사용되는 오차확인장치를 설명하면 다음과 같다.

본 실시예에 사용되는 오차확인장치(E)는 거리측정기(10)와, 수평기(20)와, 와이어길이측정기(30)와, 단말기(40)를 갖춘다.

거리측정기(10)는 안착기구(5)의 상부에 안착기구(5)의 상면으로부터 상판(3)까지의 연직 거리를 측정한다. 본 실시예에서 거리측정기(10)는 레이저 거리측정기가 적용되고, 상판(3)에는 관통홀이 형성되어 상기 관통홀에 반사판(11)이 설치된다. 한편 거리측정기(10)는 거리를 측정할 수 있으면 적외선 또는 초음파를 이용한 기기가 적용될 수도 있다. 또한 거리측정기(10)는 송신기를 갖춰 측정한 거리신호를 단말기(40)로 무선송출한다.

수평기(20)는 안착기구(5)의 상부에 설치되되, 거리측정기(8)에 이웃하게 설치되어, 안착기구(5)의 수평상태를 확인한다.

와이어길이측정기(30)는 권취기(4)에 설치되며, 권취기(4)에 설치된 와이어(1)의 일단이 초기위치에서 이동한 거리를 측정한다. 이때 와이어길이측정기(30)는 권취기(4)의 회전수를 감지하여 와이어(1)의 이동거리를 측정할 수 있다. 또한 와이어길이측정기(30)는 송신기를 갖춰 측정한 거리신호를 단말기(40)로 무선송출한다.

단말기(40)는 별도로 구비되며, 거리측정기(10)로부터의 거리신호와 와이어길이측정기(30)로부터의 거리신호를 수신한다. 그리고 단말기(40)는 상기 거리신호에 따른 거리를 비교하여 미리 설정된 기준값 이상으로 오차가 발생할 경우, 디스플레이부에 추(2)가 연직방향으로 위치하지 않는다는 표시를 한다. 한편 단말기(40)에는 추고정통(6)의 하부 두께 등이 사전에 저장되며, 와이어길이측정기(30)로부터의 거리신호에 따라 와이어 이동거리를 확인할 시 추고정통(6)의 하부 두께 등을 고려하여 기계적 오차를 미리 보정한다.

2) 측량 방법

도 12는 제2실시예에 따른 수직구 터널 갱내기준점 측량 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 도 12를 참조하여 제2실시예에 따른 수직구 터널 갱내기준점 측량 방법을 설명하면 다음과 같다.

본 실시예는 제1실시예의 터널 내 추 배치 단계(S20)에서 추(2)가 연직방향으로 위치했는지를 보다 정밀하게 확인한다.

도 12에서 알 수 있듯이, 추(2)가 연직방향으로 낙하하지 않았을 시, 추(2)의 위치는 실제 연직방향과 (a)각도 정도 달라지게 된다. 그러나 각도 차이는 작업자가 육안으로 확인하기 어려울 수 있다.

이때 작업자는 단말기(40)를 구동하고, 단말기(40)는 거리측정기(10)로부터 안착기구(5)로부터 상판(3)까지의 연직거리를 수신하고, 와이어길이측정기(30)로부터 와이어의 이동거리를 수신한다. 그리고 단말기(40)는 상기 연직거리 및 이동거리를 비교하여, 거리 차가 기준값 이상 나타날 경우 디스플레이부에 추(2)의 위치가 정확하지 않다고 표시한다.

그러면 작업자는 이를 확인한 후, 추(2)의 위치를 조정하여 추가(2)가 상부기준점(P1)에서 연직방향에 위치하도록 조정한다.

4. 본 발명의 효과

본 발명은 터널 시공을 할 시 갱내기준점(P2)을 정확하게 측량하여, 터널 내부 측량을 정밀하게 할 수 있다.

또한 본 발명은 기준점표시장치(300)의 위치표시기구(380)의 XY 위치를 조절함으로써, 갱내기준점(P2)의 위치를 정확하게 표시할 수 있고, 터널 내부가 어두울 경우 위치표시기구(380)의 상부를 조명하여 위치표시기구(380)의 십자선 모양이 잘 보이도록 함으로써, 갱내기준점(P2)의 위치 표시를 용이하게 할 수 있다.

나아가 본 발명은 오차확인장치(E)를 통해 추(2)가 연직방향으로 정확하게 위치하는지를 정밀하게 확인함으로써, 추(2)의 부정확한 위치로 인한 갱내기준점(P2)의 잘못된 측량을 방지할 수 있다.

1; 와이어 2; 추
3; 상판 4; 권취기
5; 안착기구 6; 추고정통
7; 측량기 10; 거리측정기
20; 수평기 30; 와이어길이측정기
40; 단말기 100; 지지기구
200; 연결기구 300; 기준점표시장치
400; 제1고정기구 500; 제2고정기구
C; 위치조절장치 E; 오차확인장치

Claims

수직구의 상부에서 상부기준점을 측량하는 상부기준점 측량 단계;
상부기준점의 하부로 와이어를 내리고 추를 다는 한편, 상부기준점의 하부에 위치하는 터널 내 지점에 안착기구를 배치하고, 안착기구의 상부에 상방으로 개구되며 액체가 담긴 추고정통을 안착하며, 추고정통의 바닥으로부터 일정간격 이격하도록 추고정통에 추를 삽입하는 터널 내 추 배치 단계;
상부에 XY 평면 위치의 조정이 가능한 위치표시기구가 구비된 위치표시장치를 안착기구의 하부에 배치하고, 상부기준점의 연직지점의 위치에 위치표시기구가 위치하도록 위치표시기구의 XY 평면위치를 조정면서 갱내기준점을 측량하는 측량 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직구 터널 갱내기준점 측량 방법.
제1항에 있어서,
상기 위치표시기구는 투명재질로 이루어지고, 위치표시기구에 조명등이 내설되는 것을 특징으로 하는 수직구 터널 갱내기준점 측량 방법.
제1항에 있어서,
상기 터널 내 추 배치 단계에서,
안착기구의 상부에 레이저 타입의 거리측정기가 설치하고, 수직구의 상부에 반사판을 구비하여, 수직구의 상부로부터 안착기구까지의 연직거리를 측정하고;
와이어길이측정기를 구비하여, 와이어의 이동거리를 측정하며;
단말기를 구비하고, 단말기는 연직거리와 이동거리를 비교한 후, 연직거리 및 이동거리가 기준값 이상의 차이가 발생할 경우, 외부로 추의 위치조정이 필요함을 알리는 것을 특징으로 하는 수직구 터널 갱내기준점 측량 방법.
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