KR102347207B1 - Desiging method for tunnel - Google Patents

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KR102347207B1
KR102347207B1 KR1020200141475A KR20200141475A KR102347207B1 KR 102347207 B1 KR102347207 B1 KR 102347207B1 KR 1020200141475 A KR1020200141475 A KR 1020200141475A KR 20200141475 A KR20200141475 A KR 20200141475A KR 102347207 B1 KR102347207 B1 KR 102347207B1
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신재철
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Abstract

According to the present invention, a method for designing a 3D tunnel comprises: an initial input step (S100) of inputting the project name and initial data on a construction site; an installation shape designation step (S200) of specifying the longitudinal installation shape of a tunnel structure (A) by a point or a line in order to set the extension of the tunnel structure (A); a lining concrete setting step (S300) of setting a lining concrete section (10) along the line created in the installation shape designation step (S200); an expansion joint setting step (S400) of setting an expansion joint (J) to the lining concrete; a construction joint setting step (S500) of setting a construction joint (CJ) of the lining concrete; a shotcrete section setting step (S600) of setting a shotcrete section (20) on the outer surface of the lining concrete; an excavation section setting step (S700) of setting a total excavation section (30); a drainage concrete section setting step (S800) of designing a drainage concrete section (40); a pavement forming step (S900) of forming a road pavement (50); a culvert forming step (S1000) of forming a culvert (60) by filling rubbles; a lock bolt forming step (S1100) of forming a lock bolt (70); a support hole forming step (S1200) of forming an inner support hole; and an auxiliary hole forming step (S1300) of forming other auxiliary holes. Therefore, production of drawings and calculation of material quantities can be quickly and accurately performed.

Description

3차원 터널 설계 방법{DESIGING METHOD FOR TUNNEL}3D tunnel design method {DESIGING METHOD FOR TUNNEL}

본 발명은 건설분야에 관한 것으로, 상세하게는 3차원 터널 설계 방법에 대한 기술이다.The present invention relates to the field of construction, and in particular, a technology for a three-dimensional tunnel design method.

일반적인 터널의 설계는 터널구조물을 설계하고, 설계완료된 단면을 기반으로 도면을 작업한다. 이후, 도면을 기반으로 물량을 산출하여 수량을 계산하는데 이는 모두 개별적인 단계로 이루어져 지고, 취합된다. 설계작업은 설계팀에서 구조해석용 프로그램을 이용하여 실시하고, 도면작업은 상용화된 도면 프로그램을 이용하여 구조해석결과를 참고하여 실시하게 된다. 마지막으로 완성된 도면을 참고하여 물양을 산출하게 된다. 때문에 설계, 도면, 물량이 연동되지 못하고, 해당 작업자에 따라 오류가 발생할 수 있다.In general tunnel design, the tunnel structure is designed and drawings are made based on the completed design section. Thereafter, the quantity is calculated based on the drawings and the quantity is calculated, which is all done in individual steps and is collected. The design work is carried out by the design team using a program for structural analysis, and the drawing work is carried out with reference to the structural analysis results using a commercialized drawing program. Finally, the water volume is calculated with reference to the completed drawing. Therefore, the design, drawings, and quantity cannot be linked, and errors may occur depending on the worker concerned.

이를 해결하기 위해 상술한 기술을 활용하여 설계자동화 프로그램이 다수 개발 중에 있다. 프로그램은 정밀도에 따라 LOD(Level of Development) 100, 200, 300, 400, 500으로 구분되는데, LOD 100은 개념설계 모델수준으로 그래픽 표면만 가능한 수준을 말하고, LOD 200은 개략형상 모델을 설정하는 수준으로 개략적인 수량과 크기 형상을 설정할 수 있는 수준을 말한다. LOD 300은 정밀 형상 모델수준으로 치수와 관련한 주요사항과 정보가 제공된다. LOD 400은 제작모델 수준으로서, 구조물의 상세, 조합구조, 설치정보가 포함되어 제작이 가능한 수준을 말한다.In order to solve this problem, many design automation programs are being developed using the above-described technology. The program is divided into LOD (Level of Development) 100, 200, 300, 400, and 500 according to the precision. LOD 100 is the level of the conceptual design model level, which refers to the level where only graphic surfaces are possible, and LOD 200 is the level to set the outline model. It refers to the level at which the rough quantity and size shape can be set. LOD 300 is a precision shape model level and provides important details and information related to dimensions. LOD 400 is the level of the production model, and it refers to the level that can be manufactured by including details of the structure, combination structure, and installation information.

건설분야의 경우, 지금까지 개발된 3차원 설계자동화 프로그램은 LOD 300 수준 이하의 프로그램 들로서, 시공이 가능한 단계에 이르지 못하고, 구조물의 형상에 대한 정보만을 제공하는 프로그램이였다.In the case of the construction field, the 3D design automation programs developed so far were programs below the LOD 300 level, which did not reach the stage where construction was possible and only provided information on the shape of the structure.

상술하는 종래의 기술구성, 명칭, 도면번호는 그 종래기술의 설명에 한정되어 사용된다.The above-described prior art configuration, names, and reference numbers are used limitedly for the description of the prior art.

대한민국등록특허 10-1695591호 '공간상의 모델의 위치를 특정하는 프로그램 라이브로리를 이용한 토목지식 기반의 설계방법'은 본 발명은 공간상의 모델의 위치를 특정하는 프로그램 라이브러리를 이용한 토목지식 기반의 설계방법에 관한 것으로, 프로파일 구축수단(10)으로 3D 커브( Curve)와 서피스(Surface)를 만드는 프로파일 구축단계(S10단계)와; 템플릿 모델 생성수단(20)으로 3D 커브(Curve)와 서피스(Surface)를 기반으로 하여 만들고자 하는 3차원 모델이 위치에 따라 능동적으로 변경되는 3차원 라이브러리화된 템플릿 모델을 구축하는 템플릿 모델 생성단계(S20단계)와; 3D모델 데이터 정의수단(30)으로 템플릿 모델에서 개별 항목별로 구분되는 정보를 엑셀 데이터 시트로 생성하여 단일 혹은 다수의 3D 모델 데이터를 정의하는 3D 모델 데이터 정의단계(S30단계) 및; 3차원 모델 생성수단(40)으로 엑셀에 정의된 3D 모델 데이터를 이용하여 단일 혹은 다수의 모델을 생성하는 3차원 모델 생성단계(S40단계)로 이루어져 단일 혹은 다수의 모델을 일괄적으로 변환된 좌표 공간상의 특정위치에 컴퓨터의 프로그램 라이브러리를 이용하여 생성하는 설계방법에 의해 지식기반 라이브러리 구축에 제한을 받지 않고, 기능 구현, 설계단계, 시공단계 등에서 모델 재구축 시간을 용이하게 단축할 수 있고, 3차원 선형 포장 계획면 기반을 통한 지식 기반 라이브러리를 구현할 수 있을 뿐만 아니라 적은 작업자가 단시간에 설계할 수 있어 설계 비용을 획기적으로 줄일 수 있는 각별한 장점이 있는 유용한 발명이다.Republic of Korea Patent No. 10-1695591 'a design method based on civil engineering knowledge using a program library for specifying the location of a model in space' is a design method based on civil engineering knowledge using a program library for specifying the location of a model in space. With respect to, a profile building step (step S10) of making a 3D curve and a surface with the profile building means (10); A template model generation step ( step S20) and; 3D model data definition step (step S30) of defining single or multiple 3D model data by generating information classified for each item in the template model as an Excel data sheet with the 3D model data definition means 30 (step S30); The three-dimensional model generating means 40 consists of a three-dimensional model generating step (step S40) of generating a single or multiple models using the 3D model data defined in Excel, so that single or multiple models are collectively transformed. The knowledge-based library construction is not limited by the design method created using the computer program library at a specific location in space, and the model reconstruction time can be easily shortened in the function implementation, design stage, and construction stage, 3 It is a useful invention that not only can implement a knowledge-based library based on the dimensional linear pavement plan, but also can design it in a short time by fewer workers, which has a special advantage in that it can dramatically reduce the design cost.

대한민국등록특허 10-0538937호 '구조물데이터와 오토캐드를 이용한 철골도면 생성시스템'은 상용구조물프로그램의 결과데이터를 이용하여 오토캐드로 철골구조물 도면을 자동으로 생성시킬 수 있는 구조물데이터와 오토캐드를 이용한 철골도면 생성시스템이다. 이는 기존의 상용구조해석 프로그램으로부터 구조물데이터를 자동으로 읽어들여 자체 정보데이터베이스로 변환하고 2차원 및 3차원시뮬레이션을 이용하여 사용자가 쉽게 원하는 구조물단면을 선정할 수 있고, 최종적으로 엔지니어의 구조해석결과물을 오토캐드도면파일로 자동 생성시키는 철골도면 생성 시스템이다.Republic of Korea Patent No. 10-0538937 'Steel frame drawing generation system using structure data and AutoCAD' is a system using structure data and AutoCAD that can automatically generate steel structure drawings with AutoCAD using the result data of a commercial structure program. It is a steel frame drawing generation system. It automatically reads structural data from the existing commercial structural analysis program, converts it into its own information database, and uses 2D and 3D simulations to enable users to easily select the desired structural cross section, and finally to save the engineer's structural analysis result. It is a steel frame drawing generation system that automatically creates an AutoCAD drawing file.

대한민국등록특허 10-1801262호 '도면 해석 시스템 및 그 방법'은 건물 설계를 위한 기준층 도면 레이어의 속성을 해석하고 지도 구축에 필요한 데이터만을 축적 함으로써 기준층 이외의 층에 대해 자동으로 도면 레이어를 해석하여 지도로 변환할 수 있도록 하기 위함이다. 본 발명에 따른 도면 해석 시스템은, 적어도 하나 이상의 도면 DB(data base)에서 추출한 데이터 속성값 및 규칙을 저장하는 추출부; 상기 데이터 속성값 및 규칙을 적용하여 지도를 제작하는 지도 제작부; 상기 제작된 지도를 저장하는 저장부를 포함한다.Republic of Korea Patent No. 10-1801262 'drawing analysis system and method' analyzes the properties of the base floor drawing layer for building design and accumulates only the data necessary for map construction to automatically analyze the drawing layer for floors other than the reference floor and map it in order to be able to convert it to A drawing analysis system according to the present invention includes: an extraction unit for storing data attribute values and rules extracted from at least one drawing DB (data base); a map production unit for producing a map by applying the data attribute values and rules; and a storage unit for storing the produced map.

대한민국등록특허 10-1695591호Republic of Korea Patent No. 10-1695591 대한민국등록특허 10-0538937호Republic of Korea Patent No. 10-0538937 대한민국등록특허 10-1801262호Republic of Korea Patent No. 10-1801262

본 발명은 터널구조물의 설계와 설계에 따른 도면 및 물량산출을 연동하여 자동으로 처리하는 3차원 터널 설계 방법으로서, 터널구조물의 시공을 즉각 실시할 수 있는 설계 수준으로 터널을 설계할 수 있는 장점이 있다.The present invention is a three-dimensional tunnel design method that automatically processes the design of a tunnel structure and drawings and quantity calculations according to the design. have.

상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명에 따른 3차원 터널 설계 방법은 공사현장의 사업명 및 초기데이터를 입력하는 초기입력단계(S100); 터널구조물(A)의 연장을 설정하기 위해, 점(point) 또는 라인(Line)으로 상기 터널구조물의(A)의 종방향 설치형상을 지정하는 설치형상지정단계(S200); 상기 설치형상지정단계(S200)로 생성된 라인(Line)을 따라 라이닝콘크리트 단면(10)을 설정하는 라이닝콘크리트설정단계(S300); 상기 라이닝콘크리트에 신축이음(J)을 설정하는 신축이음설정단계(S400); 상기 라이닝콘크리트의 시공이음(CJ)을 설정하는 시공이음설정단계(S500); 상기 라이닝콘크리트의 외면에 숏크리트 단면(20)을 설정하는 숏크리트단면설정단계(S600); 총 굴착단면(30)을 설정하는 굴착단면설정단계(S700); 배수콘크리트 단면(40)을 설계하는 배수콘크리트단면설정단계(S800); 도로포장부(50)를 형성하는 포장공형성단계(S900); 잡석채움공으로 맹암거(60)를 형성하는 맹암거형성단계(S1000); 락볼트(70)를 형성하는 락볼트형성단계(S1100); 내부지보공을 형성하는 지보공형성단계(S1200); 기타 부대공을 형성하는 부대공형성단계(S1300);을 포함한다.In order to solve the above problems, a three-dimensional tunnel design method according to the present invention includes an initial input step of inputting a project name and initial data of a construction site (S100); In order to set the extension of the tunnel structure (A), the installation shape designation step (S200) of designating the longitudinal installation shape of the tunnel structure (A) with a point or a line (Line); Concrete lining setting step (S300) of setting the concrete lining section 10 along the line (Line) created by the installation shape designation step (S200) (S300); An expansion joint setting step (S400) of setting an expansion joint (J) to the lining concrete; A construction joint setting step (S500) of setting a construction joint (CJ) of the lining concrete; A shotcrete section setting step (S600) of setting the shotcrete section 20 on the outer surface of the lining concrete; An excavation section setting step (S700) of setting the total excavation section 30; Concrete drainage section setting step (S800) to design the concrete drainage section 40; Paving hole forming step (S900) to form the road pavement unit (50); A culvert formation step (S1000) of forming a culvert 60 with rubble filling balls; A lock bolt forming step (S1100) of forming a lock bolt (70); A support hole forming step of forming an inner support hole (S1200); It includes;

상기 초기입력단계(S100), 상기 설치형상지정단계(S200), 상기 라이닝콘크리트설정단계(S300), 상기 신축이음설정단계(S400), 상기 시공이음설정단계(S500), 상기 숏크리트단면설정단계(S600), 상기 굴착단면설정단계(S700), 상기 배수콘크리트단면설정단계(S800), 상기 포장공형성단계(S900), 상기 맹암거형성단계(S1000), 상기 락볼트형성단계(S1100), 상기 지보공형성단계(S1200), 상기 부대공형성단계(S1300)에 적용되는 구조물의 형상, 구조, 재료적 특성은 터널데이터 라이브러리(L)에 저장된 내용을 이용하여 형성되는 것이 바람직하다.The initial input step (S100), the installation shape designation step (S200), the lining concrete setting step (S300), the expansion joint setting step (S400), the construction joint setting step (S500), the shotcrete section setting step ( S600), the excavation section setting step (S700), the drainage concrete section setting step (S800), the pavement hole forming step (S900), the culvert forming step (S1000), the rock bolt forming step (S1100), the The shape, structure, and material properties of the structure applied to the support hole forming step (S1200) and the auxiliary hole forming step (S1300) are preferably formed using the contents stored in the tunnel data library (L).

상기 터널데이터 라이브러리(L)에는 터널 구조물에 적용되는 모든 구조물의 형상정보(L101)와 속성정보(L102)가 저장되되, 상기 형상정보(L101)는 구조물의 기하학적 크기와 형상에 대한 정보이고, 상기 속성정보(L102)는 구조물의 재료적 특성 및 성능에 대한 정보로서, 터널 구조물의 구조계산 결과로 부터 얻어진 정보인 것이 바람직하다.The tunnel data library L stores shape information L101 and attribute information L102 of all structures applied to the tunnel structure, wherein the shape information L101 is information on the geometric size and shape of the structure, The attribute information L102 is information on the material properties and performance of the structure, and is preferably information obtained from the structure calculation result of the tunnel structure.

상기 초기입력단계(S100)의 이력정보는 본선, 간선 등을 입력하는 도로시설의 위치입력단계(S101); 상행선, 하행선 등을 입력하는 방향입력단계(S102); 수직구, 피난연락갱 및 터널부속시설물 등의 확장공간을 입력하는 확장입력단계(S103);을 포함하는 것이 바람직하다.The history information of the initial input step (S100) is a location input step (S101) of a road facility for inputting a main line, a trunk line, etc.; a direction input step of inputting an uplink line, a downlink line, etc. (S102); It is preferable to include; an expansion input step (S103) of inputting an expansion space such as a vertical opening, an evacuation junction, and a tunnel annex facility.

상기 설치형상지정단계(S200)의 상기 점(point) 또는 상기 라인(Line)은 상기 위치입력단계(S101), 상기 방향입력단계(S102), 상기 확장입력단계(S103)에 적용된 정보가 모두 표현되도록 생성되고, 터널 내부의 도로 횡구배값(S1)이 지정되어 설정되는 것이 바람직하다.The point or the line of the installation shape designation step (S200) is all information applied to the position input step (S101), the direction input step (S102), and the extension input step (S103) is expressed It is desirable that the lateral gradient value S1 of the road inside the tunnel is designated and set.

상기 라이닝콘크리트설정단계(S300)는 철근을 배근하는 철근배근단계(S301)를 포함하는 것이 바람직하다.The concrete lining setting step (S300) preferably includes a reinforcing bar reinforcement step (S301) of reinforcing reinforcing bars.

상기 굴착단면설정단계(S700)는 굴착단면 형성을 위한 굴착공법을 설정하는 굴착공법설정단계(S701); 굴착면을 구분하는 굴착면구분단계(S702); 작업장의 환기방법을 결정하는 환기방식설정단계(S703);를 포함하는 단계로 설정되는 것이 바람직하다.The excavation section setting step (S700) includes an excavation method setting step (S701) of setting an excavation method for forming an excavation section; an excavation surface classification step of classifying an excavation surface (S702); It is preferable to set to a step including; a ventilation method setting step (S703) for determining the ventilation method of the workplace.

상기 시종점지정단계(S600) 이후에 상기 터널구조물(A)에 대한 3차원 형상을 기반으로 시공에 필요한 물량이 산출되고, 산출된 물량의 출력과 확인이 가능한 것이 바람직하다.It is preferable that the quantity required for construction is calculated based on the three-dimensional shape of the tunnel structure (A) after the start-end point designation step (S600), and output and confirmation of the calculated quantity are possible.

상기 배수콘크리트단면설정단계(S800)는 사용자가 단면을 직접 입력하여 단면을 형성하거나, 상기 터널데이터 라이브러리(L)에 저장된 단면을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.In the drainage concrete cross-section setting step (S800), it is preferable that the user directly input the cross-section to form the cross-section or select and use the cross-section stored in the tunnel data library (L).

상기 포장공형성단계(S900)는 포장의 재질 및 단면을 지정하고, 시멘트안정치리필터층을 지정하는 것이 바람직하다.In the step of forming the pavement hole (S900), it is preferable to specify the material and cross section of the pavement, and to designate the cement stabilizer filter layer.

상기 초기입력단계(S100), 상기 설치형상지정단계(S200), 상기 라이닝콘크리트설정단계(S300), 상기 신축이음설정단계(S400), 상기 시공이음설정단계(S500), 상기 숏크리트단면설정단계(S600), 상기 굴착단면설정단계(S700), 상기 배수콘크리트단면설정단계(S800), 상기 포장공형성단계(S900), 상기 맹암거형성단계(S1000), 상기 락볼트형성단계(S1100), 상기 지보공형성단계(S1200), 상기 부대공형성단계(S1300)에서 적용되는 구조물의 형상 및 위치는 측방향, 전후방향, 상하방향을 따라 회전과 이동이 가능한 것이 바람직하다.The initial input step (S100), the installation shape designation step (S200), the lining concrete setting step (S300), the expansion joint setting step (S400), the construction joint setting step (S500), the shotcrete section setting step ( S600), the excavation section setting step (S700), the drainage concrete section setting step (S800), the pavement hole forming step (S900), the culvert forming step (S1000), the rock bolt forming step (S1100), the It is preferable that the shape and position of the structure applied in the support hole forming step (S1200) and the auxiliary hole forming step (S1300) can be rotated and moved along the lateral direction, the front-back direction, and the vertical direction.

본 발명에 의한3차원 터널 설계 방법은 구조계산에서 설계가 완료된 단면을 사용하여 도면을 작업하되, 3차원으로 모델링된 도면을 기반으로 물량이 자동계산되기 때문에 설계공정이 빠르고 물량의 오차가 발생하지 않는다. 무엇보다 구조물의 설계변경되더라도, 설계단계에서 구조물의 단면을 변경하는 것만으로 도면과 수량(물량)산출이 가능하기 때문에 신속하고 정확한 도면과 물량산출을 실시할 수 있다.The three-dimensional tunnel design method according to the present invention works on drawings using the cross-section that has been designed in the structural calculation, but the design process is fast and there is no error in the amount because the amount is automatically calculated based on the drawing modeled in three dimensions. does not Above all, even if the design of the structure is changed, drawings and quantity (quantity) can be calculated only by changing the cross section of the structure at the design stage, so drawings and quantity calculation can be carried out quickly and accurately.

도 1은 대한민국등록특허 10-1695591호의 대표도
도 2는 대한민국등록특허 10-0538937호의 대표도
도 3은 대한민국등록특허 10-1801262호의 대표도
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 설치형상단계를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 라이닝콘크리트설정단계를 나타내는 도면
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 숏크리트단면설정단계를 나타내는 도면
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 총 굴착단면을 나타내는 도면
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 총 굴착단면의 굴착순서를 나타내는 도면
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 락볼트, 라이닝콘크리트, 도로포장부, 맹암거, 배수콘크리트단면, 숏크리트 단면이 지정된 것을 나타내는 도면
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 라이닝콘크리트 단면을 지정하는 것을 나타내는 도면
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축이음을 설정하는 것을 나타내는 도면
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 숏크리트단면을 설정하는 것을 나타내는 도면
도 13은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 숏크리트 단면을 설정하는 것을 나타내는 도면
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 총 굴착 단면을 지정하는 것을 나타내는 도면
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배수콘크리트 단면을 지정하는 것을 나타내는 도면
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도로포장부를 지정하는 것을 나타내는 도면
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 맹암거를 형성하는 것을 나타내는 도면
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 락볼트를 형성하는 것을 나타내는 도면
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 프로그램 흐름도를 나타내는 도면
1 is a representative view of Korean Patent No. 10-1695591
2 is a representative view of Republic of Korea Patent No. 10-0538937
3 is a representative view of Korean Patent No. 10-1801262
4 is a view showing an installation shape step according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a concrete lining step setting according to an embodiment of the present invention;
6 is a view showing a shotcrete cross-section setting step according to an embodiment of the present invention;
7 is a view showing a total excavation cross-section according to an embodiment of the present invention;
8 is a view showing an excavation sequence of a total excavation cross-section according to an embodiment of the present invention;
9 is a view showing that a rock bolt, lining concrete, road pavement, culvert, drainage concrete cross-section, and shotcrete cross-section are designated according to an embodiment of the present invention;
10 is a view showing designating a cross section of lining concrete according to an embodiment of the present invention;
11 is a view illustrating setting of an expansion joint according to an embodiment of the present invention;
12 is a view illustrating setting a shotcrete cross section according to an embodiment of the present invention;
13 is a view illustrating setting a shotcrete cross section according to another embodiment of the present invention;
14 is a view showing designating a total excavation cross-section according to an embodiment of the present invention
15 is a view showing designating a cross section of drained concrete according to an embodiment of the present invention;
16 is a view showing designation of a road pavement unit according to an embodiment of the present invention;
17 is a view showing the formation of a blind culvert according to an embodiment of the present invention;
18 is a view showing the formation of a rock bolt according to an embodiment of the present invention;
19 is a diagram illustrating a program flow diagram according to an embodiment of the present invention;

본 발명에 의한 3차원 터널 설계 방법의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.An embodiment of a three-dimensional tunnel design method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in the description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals, A description will be omitted.

또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.In addition, terms such as first, second, etc. used below are merely identification symbols for distinguishing the same or corresponding components, and the same or corresponding components are limited by terms such as first, second, etc. no.

또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.In addition, the term "coupling" does not mean only when there is direct physical contact between each component in the contact relationship between each component, but another component is interposed between each component, so that the component is in the other component. It should be used as a concept that encompasses even the cases in which each is in contact.

이하, 첨부표 및 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 터널 설계 방법에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a three-dimensional tunnel design method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying tables and drawings.

본 발명에 따른 3차원 터널 설계 방법은 공사현장의 사업명 및 초기데이터를 입력하는 초기입력단계(S100); 터널구조물(A)의 연장을 설정하기 위해, 점(point) 또는 라인(Line)으로 터널구조물의(A)의 종방향 설치형상을 지정하는 설치형상지정단계(S200); 설치형상지정단계(S200)로 생성된 라인(Line)을 따라 라이닝콘크리트 단면(10)을 설정하는 라이닝콘크리트설정단계(S300); 라이닝콘크리트에 신축이음(J)을 설정하는 신축이음설정단계(S400); 라이닝콘크리트의 시공이음(CJ)을 설정하는 시공이음설정단계(S500); 라이닝콘크리트의 외면에 숏크리트 단면(20)을 설정하는 숏크리트단면설정단계(S600); 총 굴착단면(30)을 설정하는 굴착단면설정단계(S700); 배수콘크리트 단면(40)을 설계하는 배수콘크리트단면설정단계(S800); 도로포장부(50)를 형성하는 포장공형성단계(S900); 잡석채움공으로 맹암거(60)를 형성하는 맹암거형성단계(S1000); 락볼트(70)를 형성하는 락볼트형성단계(S1100); 내부지보공을 형성하는 지보공형성단계(S1200); 기타 부대공을 형성하는 부대공형성단계(S1300);을 포함한다.The three-dimensional tunnel design method according to the present invention includes an initial input step of inputting a project name and initial data of a construction site (S100); In order to set the extension of the tunnel structure (A), the installation shape designation step (S200) of designating the longitudinal installation shape of the tunnel structure (A) with a point (point) or a line (Line); Concrete lining setting step (S300) to set the concrete lining section 10 along the line (Line) created by the installation shape designation step (S200) (S300); An expansion joint setting step (S400) of setting an expansion joint (J) to the lining concrete; Construction joint setting step of setting the construction joint (CJ) of the lining concrete (S500); A shotcrete section setting step (S600) of setting the shotcrete section 20 on the outer surface of the lining concrete; An excavation section setting step (S700) of setting the total excavation section 30; Concrete drainage section setting step (S800) to design the concrete drainage section 40; Paving hole forming step (S900) to form the road pavement unit (50); A culvert formation step (S1000) of forming a culvert 60 with rubble filling balls; A lock bolt forming step (S1100) of forming a lock bolt (70); A support hole forming step of forming an inner support hole (S1200); It includes;

초기입력단계(S100), 설치형상지정단계(S200), 라이닝콘크리트설정단계(S300), 신축이음설정단계(S400), 시공이음설정단계(S500), 숏크리트단면설정단계(S600), 굴착단면설정단계(S700), 배수콘크리트단면설정단계(S800), 포장공형성단계(S900), 맹암거형성단계(S1000), 락볼트형성단계(S1100), 지보공형성단계(S1200), 부대공형성단계(S1300)에 적용되는 구조물의 형상, 구조, 재료적 특성은 터널데이터 라이브러리(L)에 저장된 내용을 활용하여 형성할 수 있다.Initial input step (S100), installation shape designation step (S200), lining concrete setting step (S300), expansion joint setting step (S400), construction joint setting step (S500), shotcrete section setting step (S600), excavation section setting Step (S700), drainage concrete cross-section setting step (S800), pavement hole formation step (S900), culvert formation step (S1000), rock bolt formation step (S1100), support hole formation step (S1200), auxiliary hole formation step ( The shape, structure, and material properties of the structure applied to S1300) can be formed by utilizing the contents stored in the tunnel data library (L).

초기입력단계(S100)부터 부대공형성단계(S1300)까지의 입력단계는 물량산출과 연동되어 각 단계(S100~S1300)별 입력정보가 완료되면 각 단계별 물량이 산출되고, 사용자가 확인할 수 있다.The input step from the initial input step (S100) to the auxiliary work forming step (S1300) is linked with the quantity calculation, and when the input information for each step (S100 to S1300) is completed, the quantity for each step is calculated, and the user can check it.

터널데이터 라이브러리(L)에는 터널 구조물에 적용되는 모든 구조물의 형상정보(L101)와 속성정보(L102)가 저장되며, 형상정보(L101)와 속성정보(L102)는 터널 구조물의 구조계산 결과로 부터 얻어진 정보이다.The shape information L101 and attribute information L102 of all structures applied to the tunnel structure are stored in the tunnel data library L, and the shape information L101 and the attribute information L102 are obtained from the structure calculation result of the tunnel structure. information obtained.

구체적으로 초기입력단계(S100)의 입력정보는 본선, 간선 등을 입력하는 도로시설의 위치입력단계(S101); 상행선, 하행선 등을 입력하는 방향입력단계(S102); 수직구, 피난연락갱 및 터널부속시설물 등의 확장공간을 입력하는 확장입력단계(S103);을 포함하는 것이 바람직하다.Specifically, the input information of the initial input step (S100) is a location input step (S101) of a road facility for inputting a main line, a trunk line, etc.; a direction input step of inputting an uplink line, a downlink line, etc. (S102); It is preferable to include; an expansion input step (S103) of inputting an expansion space such as a vertical opening, an evacuation junction, and a tunnel annex facility.

설치형상지정단계(S200)의 점(point) 또는 라인(Line)은 위치입력단계(S101), 방향입력단계(S102), 확장입력단계(S103)에 적용된 정보가 모두 표현되도록 생성되고, 터널 내부의 도로 횡구배값(S1)이 지정되어 설정되는 것이 바람직하다.The point or line of the installation shape designation step (S200) is created so that all information applied to the position input step (S101), the direction input step (S102), and the extension input step (S103) is expressed, and inside the tunnel It is preferable that the road lateral gradient value S1 of

설치형상지정단계는 도 4와 같은 실시예로 이루어지고, 3D 모델링이 진행된다. 아울러 라이닝콘크리트설정단계(S300)는 철근을 배근하는 철근배근단계(S301)를 더 포함한다.The installation shape designation step is performed according to the embodiment shown in FIG. 4, and 3D modeling is performed. In addition, the concrete lining setting step (S300) further includes a reinforcing bar reinforcement step (S301) of reinforcing the reinforcing bars.

굴착단면설정단계(S700)는 굴착단면 형성을 위한 굴착공법을 설정하는 굴착공법설정단계(S701); 굴착면을 구분하는 굴착면구분단계(S702); 작업장의 환기방법을 결정하는 환기방식설정단계(S703);를 포함하는 단계로 설정되는 것이 바람직하다.The excavation section setting step (S700) includes an excavation method setting step (S701) of setting an excavation method for forming an excavation section; an excavation surface classification step of classifying an excavation surface (S702); It is preferable to set to a step including; a ventilation method setting step (S703) for determining the ventilation method of the workplace.

시종점지정단계(S600) 이후에 터널구조물(A)에 대한 3차원 형상을 기반으로 시공에 필요한 물량이 산출되고, 산출된 물량의 출력과 확인이 가능한 것이 바람직하다.It is preferable that the quantity required for construction is calculated based on the three-dimensional shape of the tunnel structure (A) after the start and end point designation step (S600), and output and confirmation of the calculated quantity are possible.

배수콘크리트단면설정단계(S800)는 사용자가 단면을 직접 입력하여 단면을 형성하거나, 터널데이터 라이브러리(L)에 저장된 단면을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.In the drainage concrete cross-section setting step (S800), it is preferable that the user directly input the cross-section to form the cross-section, or select and use the cross-section stored in the tunnel data library (L).

포장공형성단계(S900)는 포장의 재질 및 단면을 지정하고, 시멘트안정치리필터층을 지정하는 것이 바람직하다.In the pavement forming step (S900), it is preferable to designate the material and cross-section of the pavement, and to designate a cement stabilizer filter layer.

초기입력단계(S100), 설치형상지정단계(S200), 라이닝콘크리트설정단계(S300), 신축이음설정단계(S400), 시공이음설정단계(S500), 숏크리트단면설정단계(S600), 굴착단면설정단계(S700), 배수콘크리트단면설정단계(S800), 포장공형성단계(S900), 맹암거형성단계(S1000), 락볼트형성단계(S1100), 지보공형성단계(S1200), 부대공형성단계(S1300)에서 적용되는 구조물의 형상 및 위치는 측방향, 전후방향, 상하방향을 따라 회전과 이동이 가능한 것이 바람직하다.Initial input step (S100), installation shape designation step (S200), lining concrete setting step (S300), expansion joint setting step (S400), construction joint setting step (S500), shotcrete section setting step (S600), excavation section setting Step (S700), drainage concrete cross-section setting step (S800), pavement hole formation step (S900), culvert formation step (S1000), rock bolt formation step (S1100), support hole formation step (S1200), auxiliary hole formation step ( It is preferable that the shape and position of the structure applied in S1300) can be rotated and moved along the lateral direction, the front-rear direction, and the vertical direction.

A : 터널구조물 10 : 라이닝콘크리트단면
20 : 숏크리트 단면 30 : 총 굴착단면
40 : 배수콘크리트 단면 50 : 도로포장부
60 : 맹암거 70 : 락볼트
S100 : 초기입력단계 S200 : 설치형상지정단계
S300 : 라이닝콘크리트설정단계 S400 : 신축이음설정단계
S500 : 시공이음설정단계 S600 : 숏크리트단면설정단계
S700 : 굴착단면설정단계 S800 : 배수콘크리트단면설정단계
S900 : 포장공형성단계 S1000 : 맹암거형성단계
S1100 : 락볼트형성단계 S1200 : 지보공형성단계
S1300 : 부대공형성단계
A: Tunnel structure 10: Concrete lining section
20: shotcrete cross section 30: total excavation cross section
40: drainage concrete cross section 50: road pavement part
60: mang culvert 70: rock bolt
S100: Initial input step S200: Installation shape designation step
S300: Lining concrete setting step S400: Expansion joint setting step
S500: Construction joint setting stage S600: Shotcrete cross-section setting stage
S700: Excavation section setting step S800: Drainage concrete section setting step
S900: pavement hole formation step S1000: blind culvert formation step
S1100: Rock bolt formation step S1200: Support hole formation step
S1300: Unit air formation stage

Claims (11)

공사현장의 사업명 및 초기데이터를 입력하는 초기입력단계(S100);
터널구조물(A)의 연장을 설정하기 위해, 점(point) 또는 라인(Line)으로 상기 터널구조물(A)의 종방향 설치형상을 지정하는 설치형상지정단계(S200);
상기 설치형상지정단계(S200)로 생성된 라인(Line)을 따라 라이닝콘크리트 단면(10)을 설정하는 라이닝콘크리트설정단계(S300);
상기 라이닝콘크리트에 신축이음(J)을 설정하는 신축이음설정단계(S400);
상기 라이닝콘크리트의 시공이음(CJ)을 설정하는 시공이음설정단계(S500);
상기 라이닝콘크리트의 외면에 숏크리트 단면(20)을 설정하는 숏크리트단면설정단계(S600);
총 굴착단면(30)을 설정하는 굴착단면설정단계(S700);
배수콘크리트 단면(40)을 설계하는 배수콘크리트단면설정단계(S800);
도로포장부(50)를 형성하는 포장공형성단계(S900);
잡석채움공으로 맹암거(60)를 형성하는 맹암거형성단계(S1000);
락볼트(70)를 형성하는 락볼트형성단계(S1100);
내부지보공을 형성하는 지보공형성단계(S1200);
기타 부대공을 형성하는 부대공형성단계(S1300);을 포함하고,
상기 초기입력단계(S100), 상기 설치형상지정단계(S200), 상기 라이닝콘크리트설정단계(S300), 상기 신축이음설정단계(S400), 상기 시공이음설정단계(S500), 상기 숏크리트단면설정단계(S600), 상기 굴착단면설정단계(S700), 상기 배수콘크리트단면설정단계(S800), 상기 포장공형성단계(S900), 상기 맹암거형성단계(S1000), 상기 락볼트형성단계(S1100), 상기 지보공형성단계(S1200), 상기 부대공형성단계(S1300)에 적용되는 구조물의 형상, 구조, 재료적 특성은 터널데이터 라이브러리(L)에 저장된 내용을 이용함과 아울러,
상기 터널데이터 라이브러리(L)에는 터널 구조물에 적용되는 모든 구조물의 형상정보(L101)와 속성정보(L102)가 저장되되,
상기 형상정보(L101)는 구조물의 기하학적 크기와 형상에 대한 정보이고, 상기 속성정보(L102)는 구조물의 재료적 특성 및 성능에 대한 정보로서, 터널 구조물의 구조계산 결과로 부터 얻어진 정보이며,
상기 초기입력단계(S100)의 입력정보는
본선, 간선 등을 입력하는 도로시설의 위치입력단계(S101);
상행선, 하행선 등을 입력하는 방향입력단계(S102);
수직구, 피난연락갱 및 터널부속시설물 등의 확장공간을 입력하는 확장입력단계(S103);를 더 포함하고,
상기 굴착단면설정단계(S700)는
굴착단면 형성을 위한 굴착공법을 설정하는 굴착공법설정단계(S701);
굴착면을 구분하는 굴착면구분단계(S702);
작업장의 환기방법을 결정하는 환기방식설정단계(S703);를 포함하며,
상기 배수콘크리트단면설정단계(S800)는 사용자가 단면을 직접 입력하여 단면을 형성하거나, 상기 터널데이터 라이브러리(L)에 저장된 단면을 선택하여 사용하고,
상기 포장공형성단계(S900)는
포장의 재질 및 단면을 지정하고, 시멘트안정치리필터층을 지정하는 단계를 포함하며,
상기 부대공형성단계(S1300) 이후에 상기 터널구조물(A)에 대한 3차원 형상을 기반으로 시공에 필요한 물량이 산출되고, 산출된 물량의 출력과 확인이 가능한 것을 특징으로 하는 3차원 터널 설계 방법.
An initial input step of inputting the project name and initial data of the construction site (S100);
In order to set the extension of the tunnel structure (A), the installation shape designation step (S200) of designating the longitudinal installation shape of the tunnel structure (A) with a point (point) or a line (Line);
Concrete lining setting step (S300) of setting the concrete lining section 10 along the line (Line) created by the installation shape designation step (S200);
An expansion joint setting step (S400) of setting an expansion joint (J) to the lining concrete;
A construction joint setting step (S500) of setting a construction joint (CJ) of the lining concrete;
A shotcrete section setting step (S600) of setting the shotcrete section 20 on the outer surface of the lining concrete;
An excavation section setting step (S700) of setting the total excavation section 30;
Concrete drainage section setting step (S800) to design the concrete drainage section 40;
Paving hole forming step (S900) to form the road pavement unit (50);
A culvert formation step (S1000) of forming a culvert 60 with rubble filling balls;
A lock bolt forming step (S1100) of forming a lock bolt (70);
A support hole forming step of forming an inner support hole (S1200);
Including; and the auxiliary ball forming step (S1300) of forming other auxiliary balls,
The initial input step (S100), the installation shape designation step (S200), the lining concrete setting step (S300), the expansion joint setting step (S400), the construction joint setting step (S500), the shotcrete section setting step ( S600), the excavation section setting step (S700), the drainage concrete section setting step (S800), the pavement hole forming step (S900), the culvert forming step (S1000), the rock bolt forming step (S1100), the The shape, structure, and material properties of the structure applied to the support hole forming step (S1200) and the auxiliary hole forming step (S1300) are stored in the tunnel data library (L),
The tunnel data library (L) stores shape information (L101) and attribute information (L102) of all structures applied to the tunnel structure,
The shape information (L101) is information on the geometric size and shape of the structure, and the attribute information (L102) is information on the material properties and performance of the structure, which is information obtained from the structure calculation result of the tunnel structure,
The input information of the initial input step (S100) is
a location input step (S101) of a road facility for inputting a main line, a trunk line, etc.;
a direction input step of inputting an uplink line, a downlink line, etc. (S102);
It further includes; an expansion input step (S103) of inputting an expansion space such as a vertical opening, an evacuation junction, and a tunnel annex facility;
The excavation section setting step (S700) is
An excavation method setting step of setting an excavation method for forming an excavation section (S701);
an excavation surface classification step of classifying an excavation surface (S702);
Including; a ventilation method setting step (S703) for determining the ventilation method of the workplace;
In the drainage concrete cross-section setting step (S800), a user directly inputs a cross-section to form a cross-section, or selects and uses a cross-section stored in the tunnel data library (L),
The packaging hole forming step (S900) is
Specifying the material and cross section of the pavement, including the step of specifying the cement stability filter layer,
A three-dimensional tunnel design method, characterized in that after the auxiliary construction step (S1300), the quantity required for construction is calculated based on the three-dimensional shape of the tunnel structure (A), and the output and confirmation of the calculated quantity are possible .
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 설치형상지정단계(S200)의 상기 점(point) 또는 상기 라인(Line)은 상기 위치입력단계(S101), 상기 방향입력단계(S102), 상기 확장입력단계(S103)에 적용된 정보가 모두 표현되도록 생성되고,
터널 내부의 도로 횡구배값(S1)이 지정되어 설정되는 것을 특징으로 하는 3차원 터널 설계 방법.
According to claim 1,
The point or the line of the installation shape designation step (S200) is all information applied to the position input step (S101), the direction input step (S102), and the extension input step (S103) is expressed created to be
A three-dimensional tunnel design method, characterized in that the road lateral gradient value (S1) inside the tunnel is designated and set.
제1항에 있어서,
상기 라이닝콘크리트설정단계(S300)는 철근을 배근하는 철근배근단계(S301)를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 터널 설계 방법.
According to claim 1,
The three-dimensional tunnel design method, characterized in that the lining concrete setting step (S300) comprises a reinforcing bar reinforcement step (S301) of reinforcing reinforcing bars.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 초기입력단계(S100), 상기 설치형상지정단계(S200), 상기 라이닝콘크리트설정단계(S300), 상기 신축이음설정단계(S400), 상기 시공이음설정단계(S500), 상기 숏크리트단면설정단계(S600), 상기 굴착단면설정단계(S700), 상기 배수콘크리트단면설정단계(S800), 상기 포장공형성단계(S900), 상기 맹암거형성단계(S1000), 상기 락볼트형성단계(S1100), 상기 지보공형성단계(S1200), 상기 부대공형성단계(S1300)에서 적용되는 구조물의 형상 및 위치는 측방향, 전후방향, 상하방향을 따라 회전과 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 3차원 터널 설계 방법.
According to claim 1,
The initial input step (S100), the installation shape designation step (S200), the lining concrete setting step (S300), the expansion joint setting step (S400), the construction joint setting step (S500), the shotcrete section setting step ( S600), the excavation section setting step (S700), the drainage concrete section setting step (S800), the pavement hole forming step (S900), the culvert forming step (S1000), the rock bolt forming step (S1100), the A three-dimensional tunnel design method, characterized in that the shape and position of the structure applied in the support hole formation step (S1200) and the auxiliary hole formation step (S1300) can rotate and move along the lateral direction, the front-back direction, and the vertical direction.
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