KR101519546B1 - 정준점 설정 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정준점 설정 시스템에 관한 것으로 보다 상세하게는 수평터널의 원점이 되는 정준점을 설정하기 위해 무게 추를 와이어의 끝단에 매달고 수직터널 바닥 부근으로 떨어트려 측량기로 흔들리는 무게 추의 X축과 Y축의 평균값을 측정하여 기준점을 설정한 후 무게 추 하단에 설치된 원점 설정용 스테이지의 중심점과 측량된 기준점을 일치시켜 정준점을 설정하도록 한 정준점 설정 시스템에 관한 것인바, 정준점 설정 시스템에 있어서, 수직으로 굴착된 터널 내부로 전원공급에 의해 구동모터를 작동시켜 회전드럼에 권취된 로프를 이용하여 로프 끝단에 연결된 무게 추를 올리고 내려 무게 추의 위치를 조절하는 정준점 설정용 추 공급수단과; 상기 정준점 설정용 추 공급수단에 의해 수직 터널 내부로 공급된 무게 추의 흔들림을 측정하는 측량수단과; 터널 바닥에 수평부재를 이용하여 수평을 잡은 후 X축 및 Y축 배드부재를 이동시켜 정준점이 표시된 표시부와 상기 측량수단에 의해 설정된 기준점을 일치시켜 정준점을 설정하는 정준점 설정장치로 이루어진 것에 그 특징이 있다.

Description

정준점 설정 시스템{Canonical point setting system}

본 발명은 정준점 설정 시스템에 관한 것으로 보다 상세하게는 수평터널의 원점이 되는 정준점을 설정하기 위해 무게 추를 와이어의 끝단에 매달고 수직터널 바닥 부근으로 떨어트려 측량기로 흔들리는 무게 추의 X축과 Y축의 평균값을 측정하여 기준점을 설정한 후 무게 추 하단에 설치된 원점 설정용 표시부의 중심점과 측량된 기준점을 일치시켜 정준점을 설정하도록 한 정준점 설정 시스템에 관한 것이다.

통상적으로 수평터널을 굴착하기 전 수직으로 수 미터에서 수십 미터를 굴착한 후 수평굴착을 위한 정준점을 설정하게 된다. 상기 정준점을 설정하는 방법으로는 수직으로 굴착된 터널에 지면에서 무게 추가 구비된 와이어를 떨어트리면 와이어 끝단에 매달려 있는 무게 추는 지구의 자전과 자력의 영향에 의해 지하에서는 멈추지 않고 지속적으로 흔들리게 된다.

초기에는 흔들림이 심하지만 일정한 시간이 경과 되면 흔들림이 잦아들면서 일정하게 흔들림을 형성하게 되므로 터널 내부로 들어간 작업자는 상기 무게 추의 X축 및 Y축 흔들림을 측량기로 측정하여 기준점을 설정하게 된다.

상기 측량기를 이용하여 기준점 측량이 완료되면 십자 형태의 원점이 표기된 플레이트를 무게 추의 하단 바닥에 놓고 다시 측량기를 이용하여 설정된 기준점과 상기 플레이트의 중심을 일치시킨 후 작업자가 망치와 못, 또는 타정용 총을 이용하여 플레이트의 중심에 고정수단을 지면에 대고 때려 박아 고정하였다.

상기에서와 같이 십자 형태의 원점이 표기된 플레이트를 고정하게 되면 측량기를 이용하여 기 고정된 플레이트로부터 일정 간격 이격 되게 수평중심선 상에 플레이트를 하나 더 설치하여 정준점을 설정하도록 하였다.

그러나 상기한 종래 정준점 설정 시스템은 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 십자 형태의 원점이 표기된 플레이트를 못 등과 같은 고정수단으로 작업자가 고정하기 때문에 고정수단을 타정시 상기 플레이트가 흔들리게 되어 정준점 설정시 오차가 발생하는 원인이 되었으며, 타정 되어 고정되는 고정수단이 지면에 박히는 형태에 따라서도 플레이트가 이동되어 정준점 형성시 오차가 발생되는 문제가 있고, 오차가 발생된 정준점을 이용하여 이격된 위치에 두 번째 정준점을 형성시키고 상기 오차가 발생 되어 형성시킨 정준점을 기준으로 수평선을 긋고 상기 수평선을 따라 수평 터널을 굴착하게 되면 굴착하고자 하는 원래의 공사 지점으로부터 이탈되어 터널이 종국에는 휘어지게 굴착하여야 하는 문제를 야기시키며, 상기 오차가 정준점을 기준으로 양측에서 터널을 굴착하여 들어와 터널과 터널을 맞출 때 굴착된 끝단의 터널이 서로 어긋나게 되는 커다란 문제점도 발생하게 된다.

이러한 상기 종래 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 무게 추의 흔들림을 측정한 값에 의해 정하여진 기준점과 원점 설정용 스테이지의 중심점을 일치시켜 정준점을 설정하도록 하여 정준점 설정시 고정수단을 미사용함으로써 지면을 관통하지 않고 오차 없이 간편하게 설정할 수 있는 편리성과 정확성을 향상시키고 원점 설정용 스테이지에 발광수단을 설치하여 지하에서의 설치작업이 용이한 등의 이점이 있는 정준점 설정 시스템을 제공하는데 있다.

상기한 본 발명의 목적은 정준점 설정 시스템에 있어서, 수직으로 굴착된 터널 내부로 전원공급에 의해 구동모터를 작동시켜 회전드럼에 권취된 로프를 이용하여 로프 끝단에 연결된 무게 추를 올리고 내려 무게 추의 위치를 조절하는 정준점 설정용 추 공급수단과; 상기 정준점 설정용 추 공급수단에 의해 수직 터널 내부로 공급된 무게 추의 흔들림을 측정하는 측량수단과; 터널 바닥에 수평부재를 이용하여 수평을 잡은 후 X축 및 Y축 배드부재를 이동시켜 정준점이 표시된 표시부와 상기 측량수단에 의해 설정된 기준점을 일치시켜 정준점을 설정하는 정준점 설정장치로 이루어진 것을 특징으로 하는 정준점 설정 시스템에 의하여 달성된다.

상기 무게 추를 수직 터널에 공급 후 물이 채워진 용기에 무게 추를 담가 무게 추가 흔들리는 시간을 단축시키기 위한 무게 추 홀딩용기를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 정준점 설정 시스템에 의하여 달성된다.

본 발명인 정준점 설정 시스템을 이용한 정준점 설정 방법은 무게 추를 수직 터널로 공급하는 무게 추 공급단계와; 상기 무게 추의 유동범위를 측량수단을 이용하여 기준점을 설정하는 기준점 설정단계와; 무게 추 하단부의 터널 바닥에 정준점 설정장치의 수평을 맞추는 수평맞춤단계와; 상기 정준점 설정장치의 수평을 맞춘 후 정준점이 표시된 표시부를 X축과 Y축으로 이동시켜 상기 정준점이 표시된 표시부와 상기 측량수단에 의해 설정된 기준점을 일치시키는 정준점 설정단계에 의해 정준점을 설정하는 것을 특징으로 하는 정준점 설정 방법에 의하여 달성된다.

상기 정준점 설정단계에 의해 설치된 정준점 설정장치의 표시부의 중심을 연장하여 상기 연장된 중심 선상에 보조용 정준점 설정장치를 더 설치하는 보조정준점 장치 설치단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 정준점 설정 방법에 의하여 달성된다.

상기 무게 추를 수직 터널에 공급 후 물이 채워진 용기에 무게 추를 담가 무게 추가 흔들리는 시간을 단축시키기 위한 무게 추 홀딩단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 정준점 설정 방법에 의하여 달성된다.

이와 같은 본 발명은 수평터널의 원점이 되는 정준점을 설정하기 위해 무게 추를 와이어의 끝단에 매달고 수직터널 바닥 부근으로 떨어트려 흔들리는 무게 추의 X축과 Y축의 평균값을 측량기로 측정하여 기준점을 설정한 후 무게 추 하단에 설치된 원점 설정용 표시부의 중심점과 측량된 기준점을 일치시켜 정준점을 설정하고 고정수단을 미사용함으로써 지면을 관통하지 않고 오차 없이 간편하게 설정할 수 있는 편리성과 정확성을 향상시키는 등의 효과가 있는 매우 유용한 발명이다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명인 정준점 설정 시스템의 구성을 보여주는 정면 예시도 및 평면예시도.
도 2는 본 발명의 기술이 적용된 정준점 설정 방법을 보여주는 순서도.
도 3a는 본 발명의 기술적 요지인 무게 추 공급장치의 구조를 보여주는 정면사시도.
도 3b는 본 발명의 기술적 요지인 무게 추 공급장치의 구조를 보여주는 배면사시도.
도 4는 본 발명의 기술적 요지인 정준점 설정장치의 구조를 보여주는 사시도
도 5는 본 발명의 기술적 요지인 정준점 설정장치의 작동을 개략적으로 설명한 평면도.
도 6은 본 발명의 다른 정준점 설정 방법을 보여주는 순서도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도 1a 및 도 1b는 본 발명인 정준점 설정 시스템의 구성을 보여주는 정면 예시도 및 평면예시도로서 이에 따른 본 발명인 정준점 설정 시스템의 구성은 수직으로 굴착된 터널 내부로 전원공급에 의해 구동모터(130)를 작동시켜 회전드럼(110)에 권취된 로프를 이용하여 로프 끝단에 연결된 무게 추(120)를 올리고 내려 무게 추의 위치를 조절하는 정준점 설정용 추 공급장치(100), 상기 정준점 설정용 추 공급장치(100)에 의해 수직 터널 내부로 공급된 무게 추(120)의 흔들림을 측정하는 통상의 측량수단(200) 및 터널 바닥에 수평부재(310)를 이용하여 수평을 잡은 후 X축 및 Y축 조절테이블(330)(340)을 이동시켜 정준점이 표시된 표시부(350)와 상기 측량수단(200)에 의해 설정된 기준점을 일치시켜 정준점을 설정하는 정준점 설정장치(300)로 이루어진 구조이다.

상기 정준점 설정용 추 공급장치(100)의 구조는 첨부도면 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 일정한 높이를 갖도록 구비된 프레임에 회전가능하게 축설되어 와이어를 풀고 권취하는 회전드럼(110)이 설치된다.

상기 회전드럼(110)의 회전축에는 회전드럼과 같이 회전하는 톱니형의 회전체가 설치되며 프레임에는 회전드럼(110)의 회전을 정지시키는 걸림부재를 포함하여 이루어진 잠금수단(140)이 설치된다.

한편 상기 프레임의 앞쪽에는 와이어가 회전드럼에서 와이어가 풀릴 때 회전드럼에 근접되게 프레임에 설치된 유동방지 로울러가 설치되며, 상기 유동방지 로울러로부터 이격되어 와이어가 탈거되는 것을 방지하는 와이어 이탈방지봉과 프레임에서 전방으로 연결된 연결바의 끝단에 회전 가능하게 축설된 가이드용 로울러가 설치된다.

상기 회전드럼에서 와이어가 풀릴 때 회전드럼(110)의 후방에 근접되게 설치된 방향절환수단(150)은 첨부도면 도 3b에 도시된 바와 같이 회전드럼(110)과 같은 방향으로 회전하도록 회전축에 연결된 스크류봉에는 이동로울러가 나사 맞춤 되어 이루어진 구조이다.

한편 프레임에는 상기 회전드럼(110)을 회전시키는 구동모터(130)와 상기 구동모터(130)를 온/오프 시키는 콘트롤박스(160)와 상기 구동모터의 구동력에 의해 회전드럼을 회전시키는 운동전달수단(170)과 상기 회전드럼(110)의 회전축에 설치된 핸들과 와이어의 끝단에 설치된 무게 추(120)를 포함하여 이루어진 구조이다.

상기 정준점 설정장치(300)는 하단에 수평을 맞출 수 있도록 수평기(311)가 구비된 수평부재(310) 상부에는 360도 회전하는 회전체(320)가 결합 설치되며, 상기 회전체(320)에는 X축 방향을 조절하는 조절레버(331)가 구비된 X축조절테이블(330)과 Y축 방향을 조절하는 조절레버(341)가 구비된 Y축조절테이블(340)이 적층되어 설치되고 상기 Y축조절테이블(340) 상부에는 원점 설정용 표시부(350)가 설치되어 이루어진 구조이다.

상기 회전체(320), X축조절테이블(330), Y축조절테이블(340)에는 위치 조절 후 조절된 위치를 유지할 수 있도록 회전방향에 의해 록킹 및 록킹해지를 하는 스톱볼트(322)(332)(342)가 구비되어 있다.

한편 상기 무게 추(120)를 수직 터널에 공급 후 무게 추(120)가 흔들리지 않고 멈추어 설 때까지 기다리는 시간을 단축시키기 위하여 무게 추 침수용기(500)를 더 설치하여 사용할 수 있다. 상기 무게 추 침수용기(500)는 물이 채워진 용기에 무게 추를 담가 무게 추(120)가 흔들리는 시간을 단축시키기 위함이다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 정준점 설정 시스템을 이용하여 정준점 설정 방법을 설명하면 첨부도면 도 2에 도시된 바와 같이 먼저 수직으로 굴착된 터널의 입구에 본 발명인 정준점 설정용 추 공급장치(100)를 고정 설치한 후 무게 추(120)를 터널 안쪽으로 집어넣고 잠금수단(140)을 해지시킨다.

상기에서와 같이 잠금수단(140)이 해지되면 콘트롤박스에 구비된 전원 스위치를 온 시킨 후 와이어가 권취된 회전드럼(110)을 회전시키는 스위치를 이용하여 회전드럼(110)을 일방향으로 회전시키면 권취된 와이어가 무게 추(120)의 자중에 의해 장력을 일정하게 유지하면서 풀려 터널 바닥으로 떨어진다.

회전드럼에 와이어가 무질서하게 권취되어 있기 때문에 회전드럼(110)에 권취된 와이어가 풀리면서 무게 추(120)를 심하게 요동치게 만든다. 이때 와이어가 상방향에서 하방향으로 경사지게 풀어지게 되면 심한 흔들림을 발생시키기 때문에 와이어를 수평 방향으로 전환시켜 흔들림을 최소화시킨다.

상기 와이어의 방향 전환은 방향절환수단(150)에 의하여 이루어지며 방향절환수단(150)의 작동은 회전드럼(110)이 정회전되면 회전드럼(110)과 같은 방향으로 회전하도록 회전축에 연결된 스크류봉도 정회전하게 된다. 따라서 상기 스크류봉에 나사 맞춤 설치된 이동로울러가 회전방향의 나사면을 따라 위치가 이동된다. 즉 권선된 와이어의 위치에 의해 이동되면서 외면은 와이어와 접촉하고 있기 때문에 마찰을 최소화하기 위하여 공회전된다.

상기에서와 같이 방향이 전환된 와이어는 같은 높이로 설치된 유동방지 로울러를 경유하게 되며, 풀어진 와이어는 유동방지 로울러의 하단을 통과하게 되는데 이때 유동방지 로울러는 와이어를 눌러 장력 유지 및 흔들림을 방지하게 된다.

상기 본 발명에서 사용되는 로울러의 단면 형상은 "V" 형태로 와이어가 로울러로부터 이탈되는 것을 방지하기 위함이다.

상기와 같이 와이어가 구동모터(130)에 의해 회전드럼(110)에서 풀려 터널로 안내될 때 모터 구동이기 때문에 위치를 조절하기 위해 핸들을 이용하여 회전드럼(110)을 회전시키면 구동모터(130)의 회전시보다 미세한 위치로 무게 추(120)의 위치를 조절한다. 이러한 행위는 무게 추(120)를 수직 터널로 공급하는 무게 추 공급단계(S10)를 수행하게 되는 것이다.

한편 상기에서와 같이 무게 추(120)가 수직 터널에 공급되면 심하게 흔들리게 되는데 상기한 무게 추(120)의 흔들림이 잠잠해 질 때까지 기다리게 된다. 상기 무게 추가 일반적으로 수직터널 내부 수십 미터로 와이어에 매달려 공급되면 멈추지 아니하고 지구의 자전과 자력에 의해 일정한 흔들림을 갖게 된다.

따라서 상기 무게 추(120)가 일정한 주기로 일정한 괘도를 형성하며 흔들릴 때 첨부도면 도 1b에 도시된 바와 같이 작업자가 수직 터널로 들어가 상기 무게 추(120)의 유동범위를 측량수단(200)을 이용하여 기준점을 설정하는 기준점 설정단계(S20)를 수행한다.

상기 기준점 설정단계(S20)에 의해 기준점이 설정되면 무게 추(120) 하단부의 터널 바닥에 정준점 설정장치(300)의 수평을 맞추는 수평맞춤단계(S30)를 수행하여 정준점 설정장치(300)의 수평을 맞춘 후 정준점 설정장치를 설치한다.

상기에서와 같이 정준점 설정장치(300)의 수평을 맞춘 후 정준점이 표시된 표시부(350)를 각 테이블(330)(340)에 구비된 조절레버(331)(341)를 이용하여 X축과 Y축으로 이동시켜 상기 정준점이 표시된 표시부(350)와 상기 측량수단(200)에 의해 설정된 기준점을 일치시키는 정준점 설정단계(S40)에 의해 정준점을 설정한다.

이때 설정된 위치가 흔들리지 아니하도록 테이블(330)(340)을 고정하기 위해 회전방향에 의해 록킹 및 록킹을 해지를 하는 스톱볼트(332)(342)를 이용하여 고정시킨다. 한편 상기 정준점 설정단계(S40)에 의해 설치된 정준점 설정장치(300)의 표시부(350) 중심을 연장하여 첨부도면 도 6에 도시된 바와 같이 상기 연장된 중심선상에 보조용 정준점 설정장치(300)를 더 설치하여 사용할 수 있다.

상기에서와 같이 일정한 간격으로 이격되게 2대의 정준점 설정장치(300)를 설치하면 상기 2대의 정준점 설정장치(300)의 중심과 수평 터널에 굴착하기 위해 중심이 되는 중심선을 연장하여 형성시켰을 때 오차가 발생하지 않는 이점이 있다.

첨부도면 도 1a에 도시된 바와 같이 상기 무게 추(120)를 수직 터널에 공급 후 물이 채워진 용기에 무게 추를 침수시켜 무게 추(120)의 흔들리는 시간을 단축시키기 위한 무게 추 침수단계(S10a)를 수행할 수도 있다.

이와 같은 본 발명은 수평터널의 원점이 되는 정준점을 설정하기 위해 무게 추를 와이어의 끝단에 매달고 수직터널 바닥 부근으로 떨어트려 흔들리는 무게 추의 X축과 Y축의 평균값을 측량기로 측정하여 기준점을 설정한 후 무게 추 하단에 설치된 원점 설정용 표시부의 중심점과 측량된 기준점을 일치시켜 정준점을 설정하도록 함으로서 고정수단을 미사용함으로써 지면을 관통하지 않고 오차 없이 간편하게 설정할 수 있는 편리성과 정확성을 향상시키는 등의 효과가 있는 매우 유용한 발명이다.

100 : 정준점 설정용 추 공급장치 110 : 회전드럼
120 : 무게 추 130 : 구동모터
140 : 잠금수단 150 : 방향절환수단
160 : 콘트롤박스 170 : 운동전달수단
200 : 측량수단 300 : 정준점 설정장치
310 : 수평부재 311 : 수평기
320 : 회전체 330 : X축조절테이블
331 : 조절레버 340 : Y축조절테이블
350 : 표시부 500 : 무게 추 침수용기

Claims (5)

1. 정준점 설정 시스템에 있어서,
   수직으로 굴착된 터널 내부로 전원공급에 의해 구동모터를 작동시켜 회전드럼에 권취된 로프를 이용하여 로프 끝단에 연결된 무게 추를 올리고 내려 무게 추의 위치를 조절하는 정준점 설정용 추 공급수단과;
   상기 정준점 설정용 추 공급수단에 의해 수직 터널 내부로 공급된 무게 추의 흔들림을 측정하는 측량수단과;
   터널 바닥에 수평부재를 이용하여 수평을 잡은 후 X축 및 Y축 배드부재를 이동시켜 정준점이 표시된 표시부와 상기 측량수단에 의해 설정된 기준점을 일치시켜 정준점을 설정하는 정준점 설정장치로 이루어진 것을 특징으로 하는 정준점 설정 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 무게 추를 수직 터널에 공급 후 물이 채워진 용기에 무게 추를 담가 무게 추가 흔들리는 시간을 단축시키기 위한 무게 추 침수용기를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 정준점 설정 시스템.
   
3. 정준점 설정 방법에 있어서,
   무게 추를 수직 터널로 공급하는 무게 추 공급단계와;
   상기 무게 추의 유동범위를 측량수단을 이용하여 기준점을 설정하는 기준점 설정단계와;
   무게 추 하단부의 터널 바닥에 정준점 설정장치의 수평을 맞추는 수평맞춤단계와;
   상기 정준점 설정장치의 수평을 맞춘 후 정준점이 표시된 표시부를 X축과 Y축으로 이동시켜 상기 정준점이 표시된 표시부와 상기 측량수단에 의해 설정된 기준점을 일치시키는 정준점 설정단계에 의해 정준점을 설정하는 것을 특징으로 하는 정준점 설정 방법.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 정준점 설정단계에 의해 설치된 정준점 설정장치의 표시부의 중심을 연장하여 상기 연장된 중심 선상에 보조용 정준점 설정장치를 더 설치하는 보조정준점 장치 설치단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 정준점 설정 방법.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 무게 추를 수직 터널에 공급 후 물이 채워진 용기에 무게 추를 담가 무게 추가 흔들리는 시간을 단축시키기 위한 무게 추 침수단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 정준점 설정 방법.

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