KR102681428B1 - 건설 현장의 조기경보 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흙막이 가시설 공사 현장 등을 포함하는 건설현장에 대하여 복합적으로 계측된 데이터를 기반으로 건설현장의 안전성을 모니터링하며, 위험 발생을 사전에 감지하여 조기 경보함으로써 경제적인 피해뿐 아니라 인명사고를 포함한 대형사고를 예방할 수 있는 건설 현장의 조기경보 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 흙막이 공사, 연약지반 공사, 터널 공사, 교량 공사, 건축 공사 중 어느 하나의 건설현장에서 구조물 및 지반에 대한 하나 이상의 상태 정보를 계측 및 수집하고, 수집한 계측데이터를 송신하는 센서부; 상기 센서부에 송신하는 계측데이터를 수신 및 저장하는 데이터베이스부; 및 상기 데이터베이스부에 저장된 계측데이터를 분석하여 구조물 및 지반 각각에 대한 위험 수준을 판단하며, 위험 수준이 기설정된 관리 기준을 초과하는 경우 경보알람을 생성 및 출력하고 선택된 관리자단말로 송신하는 분석부;를 포함하는 것이 특징이다.

Description

건설 현장의 조기경보 시스템{Early warning system for construction sites}

본 발명은 흙막이 가시설 공사 현장 등을 포함하는 건설현장에 대하여 복합적으로 계측된 데이터를 기반으로 건설현장의 안전성을 모니터링하며, 위험 발생을 사전에 감지하여 조기 경보함으로써 경제적인 피해뿐 아니라 인명사고를 포함한 대형사고를 예방할 수 있는 건설 현장의 조기경보 시스템에 관한 것이다.

최근 도심지에서 시공되는 건축물들은 높은 지가와 주차 공간 확보 등의 이유로 지하구조물의 깊이와 규모가 점점 대형화되고 있다.

이에 따라 건축물의 시공 전 선행되어야 하는 대규모 지반굴착 및 흙막이 구조물의 중요성이 커지고 있다.

일반적으로 흙막이 구조물은 지반굴착 시 공사현장 주변의 토사나 지하수의 유입을 막으면서 토압 및 수압 등의 측압에 저항하는 가설구조물이다. 이러한 가설구조물은 벽체를 구성하는 재료와 지보공의 형식 등에 따라 그 구조와 공법 등이 다양하게 실시되고 있다.

근래 들어 흙막이 구조물의 붕괴로 인한 안전사고가 빈번하게 발생하고 있는데, 이러한 안전사고는 주로 부실시공에 기인한 경우가 많지만 기후 변화로 인해 예상치 못한 폭우가 내리는 경우에도 지반의 함수율이 높아져 사고로 이어질 가능성이 있다.

이와 같은 흙막이 구조물의 붕괴는 시공 영역 주변에 건물이 없는 경우라면 당해 시공 현장의 문제로만 끝나지만, 건물이 밀집한 도심지의 경우 지반이 무너지게 되면서 경제적인 피해뿐 아니라 인명사고를 포함하는 대형 사고로 이어질 수 있다.

이에 따라 흙막이 구조물의 시공 현장에서는 가시설의 안전성에 대한 지속적인 모니터링이 요구되는데, 종래의 경우 작업자가 직접 현장에서 육안 점검과 함께 측량장비를 이용한 조사를 실시하였다.

그러나 상술한 종래 조사 방식에 의하면 조사를 실시하는 작업자가 숙련된 기술자가 아닐 경우 조사의 신뢰도가 급격히 낮아지고, 특히 대부분의 구조물은 기술자가 접근하기 힘들고 구조물에 발생된 작은 변화까지도 탐지하기가 곤란하다.

따라서 작업자에 의한 직접적인 조사만으로는 흙막이 구조물의 붕괴 조짐을 파악하기에 한계가 있으며, 현재에는 흙막이 구조물에 대한 위험 상황을 사전 감지하여 표출 및 전파할 수 있는 수단이 부재한 실정이다.

대한민국 공개특허 제10-2012-0072984호

따라서 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 안출된 것으로, 흙막이 가시설 공사 현장 등을 포함하는 건설현장에서 복합적으로 계측되는 데이터를 기반으로 건설현장의 안전성을 모니터링하고, 위험 발생 감지에 따라 경보알람을 출력하여 긴급상황에서 신속한 후속 조치가 이루어질 수 있게 하는 건설 현장의 조기경보 시스템을 제공하는 것이 목적이다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 수단으로서 본 발명의 건설 현장의 조기경보 시스템(이하 "본 발명의 시스템"이라 칭함)은, 흙막이 공사, 연약지반 공사, 터널 공사, 교량 공사, 건축 공사 중 어느 하나의 건설현장에서 구조물 및 지반에 대한 하나 이상의 상태 정보를 계측 및 수집하고, 수집한 계측데이터를 송신하는 센서부; 상기 센서부에 송신하는 계측데이터를 수신 및 저장하는 데이터베이스부; 및 상기 데이터베이스부에 저장된 계측데이터를 분석하여 구조물 및 지반 각각에 대한 위험 수준을 판단하며, 위험 수준이 기설정된 관리 기준을 초과하는 경우 경보알람을 생성 및 출력하고 선택된 관리자단말로 송신하는 분석부;를 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 건설현장은, 흙막이 벽체 가시설 공사 현장이며, 상기 센서부는, 지중경사계, 지하수위계, 하중계, 구조물경사계, 균열계, 변형률계 중 하나 이상을 포함하고 가시설 및 배면 지반에 설치되는 계측센서와, 상기 계측센서에서 출력되는 계측데이터를 수집하고 수집한 계측데이터를 상기 데이터베이스부로 송신하는 데이터로거를 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 분석부는, 계측센서별 둘 이상의 기준값 데이터를 설정하고, 상기 계측센서별 계측데이터와 둘 이상의 기준값 데이터를 상호 비교 분석하여 상기 위험 수준을 단계별로 판단하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 분석부와 연계되어 상기 데이터베이스부에 저장된 계측센서별 계측데이터와 상기 분석부의 분석 결과를 전달받고, 접속된 관리자단말의 요청에 응답하여 선택된 정보를 표시하는 모니터링부;를 더 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 센서부는, 건설현장에서 선택된 하나 이상의 구역에 설치되어 구역별 영상을 촬영하고, 촬영된 구역별 영상데이터를 상기 데이터베이스부로 송신하는 하나 이상의 CCTV를 더 포함하며, 상기 모니터링부는, 상기 데이터베이스부에 저장된 구역별 영상데이터를 전달받고, 접속된 관리자단말의 요청에 응답하여 선택된 구역에 대한 영상을 표시하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 건설현장에서 선택된 하나 이상의 구역에 설치되며, 상기 분석부에서 출력되는 경보알람을 작동신호로 입력받아 음향으로 출력 및 가시적으로 표시하는 경보부;를 더 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 지하수위계는, 하단부에 지하수의 유동이 가능하도록 하는 유동부가 형성되며 천공에 삽입되는 삽입관과, 상기 삽입관에서 슬라이드 연동이 되도록 하는 부력구와, 상기 부력구에 장착되는 프루브와, 상기 프루브에 연결되는 케이블과, 상기 케이블이 감기거나 풀리면서 수위가 감지되도록 하는 수위감지기를 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 부력구는 외주연에 복수의 바퀴가 구성되며 중앙부 하면에 프루브가 노출되도록 수용공간이 형성되는 것이 특징이다.

이와 같은 본 발명의 시스템은, 흙막이 가시설 공사 현장 등을 포함하는 건설현장에서 구조물 및 지반에 대하여 복합적으로 계측된 데이터를 기반으로 건설현장의 안전성을 모니터링할 수 있다.

또한 계측된 데이터를 비교 분석하여 건설현장에 대한 위험 발생을 사전에 감지하고, 위험 상황에 따른 경보 발령과 관련 정보를 현장 관리자뿐 아니라 현장 주변으로 공지함으로써 긴급상황에서 충분한 대처 시간의 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한 센서 기반의 계측데이터를 이용하여 숙련된 기술자가 부재하더라도 신뢰도 있는 분석 결과를 제공할 수 있으며 경보 발령이 자동화되어 인력 부족으로 인한 지연을 최소화하고 신속한 후속 조치가 이루어질 수 있게 하는 효과가 있다.

또한 건설현장에 대한 위험 수준을 단계별로 판단할 수 있으므로 잠재적인 위험을 사전에 예방함으로써 경제적인 피해뿐 아니라 인명사고를 포함한 대형사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 시스템이 적용되는 건설 현장의 예를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 시스템을 개략적으로 나타내는 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시스템의 구성을 나타내는 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서부의 구성을 나타내는 블록도.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 구성으로 지하수위계의 일 실시예를 나타내는 도면.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 시스템은 개별 건설현장에 마련되어 해당 현장의 구조물과 지반에 대한 하나 이상의 상태 정보를 계측하는 센서부(10)와, 각 건설현장의 센서부(10)로부터 하나 이상의 계측데이터를 수신받아 현장별로 저장 및 관리하고, 계측데이터를 기반으로 해당 건설현장의 안전 상황을 모니터링하면서 위험 감지에 따른 경보를 현장 관리자에게 안내하는 관제서버(20) 및 상기 관제서버(20)에 접속하여 관제서버(20)의 처리 결과를 제공받는 관리자단말(30)을 포함할 수 있다.

본 발명에 있어 상기 건설현장은 도 1에 도시된 바와 같이 흙막이 공사, 연약지반 공사, 터널 공사, 교량 공사, 건축 공사 중 어느 하나일 수 있으며, 건설현장의 유형에 따라 현장의 안정성을 판단하기 위한 개별 계측센서의 종류 및 수집 데이터의 대상이 다르게 선택될 수 있다.

예를 들면 상기 건설현장이 연약지반 공사일 경우, 상기 센서부(10)는 지중경사계, 지하수위계, 지표침하계, 간극수압계, 지중침하계와 같은 계측센서들로 구성될 수 있다.

그리고 상기 건설현장이 터널 공사일 경우, 상기 센서부(10)는 응력계, 처짐계, 경사계, 지진계, 신축이음계, 풍향풍속계와 같은 계측센서들로 구성될 수 있다.

또한 상기 건설현장이 건축 공사일 경우, 상기 센서부(10)는 구조물경사계, 균열계, 진동계, 신축계와 같은 계측센서들로 구성될 수 있다.

이하에서는 상기 언급된 다양한 건설현장 중 흙막이 벽체 가시설 공사를 일 예로 적용하여 본 발명의 시스템을 설명하기로 한다.

상기 센서부(10)는 가시설 및 배면 지반에 장착되어 가시설 및 배면 지반에 대한 하나 이상의 상태 정보를 계측 및 수집할 수 있다.

상기 가시설은 구조물의 시공 전에 임시 시공되는 흙막이 벽체를 포함할 수 있으며, 이때 흙막이 벽체는 지중 말뚝, 토류판, 띠장재, 버팀보, 어스 앵커, 그라우팅 등을 포함할 수 있다.

상기 센서부(10)는 가시설 및 배면 지반 각각에 대하여 수집된 하나 이상의 계측데이터를 선택된 무선 통신망을 통해 관제서버(20)로 송신할 수 있다.

일 예로 센서부(10)는 도 4에 도시된 바와 같이 하나 이상의 계측센서와, 각 계측센서에서 출력되는 계측데이터를 수집하고 수집한 계측데이터를 이하에서 설명하는 관제서버(20)의 데이터베이스부(200)로 송신하는 데이터로거(110)를 포함할 수 있다.

상기 데이터로거(110)는 계측데이터를 송신하도록 명령함에 있어 송신모드를 설정할 수 있다.

일 예로 데이터로거(110)는 모든 계측센서의 계측데이터를 실시간으로 송신하도록 명령하는 스트리밍모드 또는 계측센서의 계측값이 출력되는 시점에만 계측데이터를 송신하도록 명령하는 트리거모드 중 어느 하나의 모드를 선택할 수 있다.

또한 상기 데이터로거(110)는 각 계측센서에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있으며, 변환된 디지털 신호에 대한 필터링과 노이즈 제거 등 통상의 신호 처리 과정을 수행하고, 보정된 계측데이터를 상기 데이터베이스부(200)로 송신할 수 있다.

상기 계측센서는 지중경사계(101), 지하수위계(102), 하중계(103), 구조물경사계(104), 균열계(105), 변형률계(106) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 지중경사계(101)는 흙막이 벽체의 배면 지반에 설치되어 지중의 경사도를 계측할 수 있다. 이러한 지중경사계(101)로부터 계측된 계측데이터를 기반으로 굴착에 따른 배면 지반의 변위를 파악하여 흙막이 벽체의 안전성을 판단할 수 있다.

상기 지하수위계(102)는 흙막이 벽체의 배면 지반에 설치되어 배면 지반의 지하 수위 변화를 계측하는 것으로, 수위심도 변화에 따른 안정성 및 침윤선 등을 감시할 수 있다.

상기 하중계(103)는 제 1하중계와 제 2하중계로 구성될 수 있다.

제 1하중계는 어스앵크에 장착되어 어스앵커의 인장재에 가해지는 하중을 계측하게 되며, 이를 통해 흙막이 벽체의 안정성을 판단할 수 있다

제 2하중계는 버팀보에 설치되어 버팀보에 가해지는 하중을 계측할 수 있다. 제 2하중계의 경우 굴토작업 진행에 따라 버팀보에 전달되는 축력 변화를 감지하는 것으로 지보의 안정성 여부를 판단할 수 있다.

상기 구조물경사계(104)는 흙막이 벽체에 장착되어 기울기값을 계측하는 것으로, 굴착에 따른 구조물의 안정성을 판단할 수 있다.

상기 균열계(105)는 흙막이 벽체의 토류판에 설치되어 토류판의 균열 여부를 감지할 수 있다.

상기 변형률계(106)는 버팀보에 설치되어 버팀보의 변형률을 계측하는 것으로, 버팀보의 응력변화에 따른 흙막이 벽체의 안정성을 판단할 수 있다.

이와 같은 계측센서들은 가시설의 시공 과정에서 지장을 주지 않는 범위에서 설치하는 것이 바람직하며, 계측센서의 종류와 설치개수, 설치위치 등은 가시설 시공 현장의 환경과 규모에 따라 선택적으로 결정될 수 있음은 당연하다.

그리고 각각의 계측센서는 고유의 식별정보를 포함한 계측데이터를 출력함으로써, 계측데이터를 전달받는 관제서버(20)가 계측센서를 식별할 수 있게 한다.

상기 계측센서는 물리적 충격이나 눈, 비와 같은 외부 환경으로부터 보호를 위하여 패킹하우징에 내재된 상태로 구성될 수 있으며, 도면에 도시된 바 없으나 착탈수단이 마련되어 구조물 또는 배면 지반에 탈부착이 가능하도록 장착될 수 있다.

상기 관제서버(20)는 각 건설현장별 구축된 센서부(10)에서 송신하는 하나 이상의 계측데이터를 수신하고 이를 현장별로 저장 및 관리할 수 있다.

상기 관제서버(20)는 도 3에 도시된 바와 같이 데이터베이스부(200)와 분석부(210) 및 모니터링부(220)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 데이터베이스부(200)는 상기 센서부(10)에 송신하는 하나 이상의 계측데이터를 수신 및 저장할 수 있으며, 상기 분석부(210)의 분석 과정에서 요구되는 계측데이터를 상기 분석부(210)로 전달할 수 있다.

상기 분석부(210)는 상기 데이터베이스부(200)에 저장된 하나 이상의 계측데이터를 분석하여 구조물과 지반 각각에 대한 위험 수준을 판단하며, 위험 수준이 기설정된 관리 기준을 초과하는 경우 경보알람을 생성 및 출력하고 이를 선택된 하나 이상의 관리자단말(30)로 송신할 수 있다.

여기서 상기 관리자단말(30)은 상기 관제서버(20)로부터 사전 접속 권한이 부여된 단말일 수 있다.

상기 관리자단말(30)은 현장을 관리 감독하는 관리자 및 안전 책임자 등 현장 담당자의 단말일 수 있으며, 일반적인 퍼스널컴퓨터(PC)는 물론 스마트폰 및 태블릿PC와 같은 모바일 기기를 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되지 않음은 당연하다

상기 분석부(210)는, 계측센서별 둘 이상의 기준값 데이터를 설정하고, 상기 계측센서별 계측데이터와 둘 이상의 기준값 데이터를 상호 비교 분석하여 상기 위험 수준을 단계별로 판단할 수 있다.

일 예로 상기 분석부(210)는 각 계측센서별 기준값 데이터를 제 1기준값, 제 2기준값 및 제 3기준값으로 구분하여 설정할 수 있다.

상기 제 1기준값, 제 2기준값, 제 3기준값은 점진적으로 큰 수치 범위를 가질 수 있다.

또한 상기 제 1기준값, 제 2기준값, 제 3기준값은 가시설 현장의 시공이 진행됨에 따른 누적치를 적용하여, 각각의 기준값이 증가되도록 설정할 수 있다.

이러한 기준값 데이터는 가시설 등의 구조물에 대한 최초 설계 기준과, 굴착 진행 상태별 구조물 및 지반에 대한 다양한 예측 실험 내지 모델링한 결과를 통해 설정될 수 있으며, 관리자에 의해 조정될 수 있음은 당연하다.

그리고 상기 분석부(210)는 계측센서에서 계측된 계측데이터와 둘 이상의 기준값 데이터를 비교 분석하여 위험 수준을 단계별로 판단할 수 있다.

일 예로 상기 분석부(210)는 위험 수준을 '관심', '주의', '경계', '심각' 4가지의 단계로 판단할 수 있다.

상기 '관심'단계는 '계측데이터 < 제 1기준값'의 조건을 갖는 평상시로, 각 계측센서별 정상계측이 이루어지고 있음을 확인할 수 있다.

상기 '주의'단계는 '제 1기준값 ≤ 계측데이터 < 제 2기준값'의 조건으로, 현장 점검, 계측데이터의 정밀 분석 및 계측센서의 작동 상태 확인 등의 조치를 요구하도록 안내할 수 있다.

관리자는 상기 분석부(210)의 '주의'단계의 인지를 통해 대피소 및 대피로 점검, 비상연락망을 통한 상황 전파, 현장대응 매뉴얼 시행, 보강계획 수립 등의 업무를 수행할 수 있다.

상기 '경계'단계는 '제 2기준값 ≤ 계측데이터 < 제 3기준값'의 조건으로 보강공법 시행, 유관기관 비상대기 협조 요청, 현장 주변 주민 통제 및 상황 전파 등의 조치를 요구하도록 안내할 수 있다.

관리자는 '경계'단계의 판단 결과에 따라 계측빈도를 높이는 등의 감시체제를 강화할 수 있으며, 현장상황에 따라 시공속도를 조절하거나 계측치가 계속적인 증가 양상을 보일 경우 공사 중지 여부를 결정한 후 그에 대한 대책을 강구할 수 있다.

상기 '심각'단계는 '제 3기준값 ≤ 계측데이터'의 조건으로, '심각'단계로 판단된 경우, 관리자는 건설현장에 대한 잠정적 공사 중지를 결정과 함께 응급 보강조치를 취할 수 있다.

또한 인명피해를 방지할 수 있도록 현장 주변 주민대피 안내를 실시하고, 경고판 및 통제선(Safety Line) 등을 설치하며, 붕괴 발생시 긴급조치 및 외부자문단과 시공사, 감리단 관련기관과의 회를 통해 대책수립를 마련할 수 있다.

상기 분석부(210)는 단계별로 판단된 위험 수준이 기설정된 관리 기준을 초과하는 경우 경보알람을 생성 및 출력하고 선택된 관리자단말로 송신할 수 있다.

이때 기설정된 관리 기준은 상기 '경계'단계 이상일 수 있으며, 수치 범위를 초과한 해당 계측센서와 초과치 정보를 경보알람과 함께 관리자단말(30)로 송신할 수 있다.

또한 상기 분석부(210)는 각 단계별 위험 수준에 따른 적합한 조치 사항이 기록된 메시지 정보가 저장되어 있으며, 경보알람과 함께 해당 조치 사항에 대한 메시지를 관리자단말(30)로 송신할 수 있다.

한편 상기 모니터링부(220)는 상기 분석부(210)와 연계되어 상기 데이터베이스부(200)에 저장된 계측센서별 계측데이터와 상기 분석부(210)의 분석 결과 즉 비교 분석을 통해 판단된 위험 수준을 전달받고, 접속된 관리자단말(30)의 요청에 응답하여 선택된 정보를 표시할 수 있다.

상기 모니터링부(220)는 계측센서별 계측데이터를 표시정보로 가공하여 웹(Web)상에서 표시되게 할 수 있으며, 상기 관리자단말(30)은 웹페이지의 접속을 통해 안전 관리에 필요한 정보를 제공받을 수 있다.

상기 모니터링부(220)는 계측센서별 계측데이터를 도표, 그래프, 도형 등과 같은 표시정보로 가공할 수 있으며, 공지의 다양한 UI(user interface)를 통해 웹(Web) 상에서 표시함으로서 관리자가 용이하게 건설현장의 구조물 및 지반의 상태 정보를 확인할 수 있게 한다.

또한 상기 모니터링부(220)는 상기 데이터서베이스부(200)에 저장된 각 계측센서의 계측데이터를 통계화할 수 있으며, 상기 관리자단말(30)의 요청에 따라 선택된 현장별 및 계측센서별 통계데이터를 조회하여 제공할 수 있다.

한편 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서부(10)는 도 4에 도시된 바와 같이 건설현장에서 선택된 하나 이상의 구역에 설치되어 구역별 영상을 촬영하고, 촬영된 구역별 영상데이터를 상기 데이터베이스부(200)로 송신하는 하나 이상의 CCTV(120)를 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 모니터링부(220)는 상기 데이터베이스부(200)에 저장된 개별 건설현장의 구역별 영상데이터를 전달받고, 접속된 관리자단말(30)의 요청에 응답하여 선택된 현장별 및 구역별에 대한 영상을 표시할 수 있다.

이처럼 본 발명은 모니터링 화면을 통해 구조물 및 지반의 변위 등 건설현장에 대한 안전 상황을 육안으로 관찰할 수 있도록 함으로써, 관리자에게 현장 점검의 편의성을 제공할 수 있게 된다.

이에 더하여 본 발명의 시스템은 건설현장에서 선택된 하나 이상의 구역에 설치되며, 상기 분석부(210)에서 출력되는 경보알람을 작동신호로 입력받아 음향으로 출력 및 가시적으로 표시하는 경보부(40)를 더 포함할 수 있다.

일 예로 상기 경보부(40)는 상기 분석부(210)에서 단계별로 판단한 위험 수준과 관련 경고 안내 메시지를 표시하는 LED 전광판(400)을 포함할 수 있다.

그리고 상기 경보부(40)는 상기 분석부(210)에서 단계별로 판단한 위험 수준과 관련 경고 안내 메시지를 음성 내지 음향으로 출력하는 스피커(410)를 더 포함할 수 있다.

이러한 경보부(40)는 건설현장의 위험 발생 시 현장 노동자는 물론 현장 주변으로 즉시 안내됨에 따라 긴급 대피와 같은 신속한 조치가 이루어지게 함으로써 사고 발생에 따른 인명피해를 최소화할 수 있게 한다.

한편 본 발명에서는 상기 지하수위계(102)의 일 실시예가 제시되고 있는데, 이하, 본 실시예의 지하수위계(102)는 도면번호를 1로 하여 설명한다.

본 실시예의 지하수위계(1)는 도 5 내지 도 7에서 보는 바와 같이 하단부에 지하수의 유동이 가능하도록 하는 유동부(22)가 형성되며 천공(3)에 삽입되는 삽입관(2)과, 상기 삽입관(2)에서 슬라이드 연동이 되도록 하는 부력구(6)와, 상기 부력구(6)에 장착되는 프루브(7)와, 상기 프루브(7)에 연결되는 케이블(8)과, 상기 케이블(8)이 감기거나 풀리면서 수위가 감지되도록 하는 수위감지기(9)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 삽입관(2)은 하단부에 유동부(22)가 형성되고, 유동부(22)와 일체로 폐면의 관몸체(21)로 구성된다.

상기 삽입관(2)은 천공(3)에 삽입되는 구성으로 천공(3)에 삽입후 삽입관(2)과 천공(3) 사이로서 하단부에 모래층(5)이 형성되도록 하고, 모래층(5) 상부에 그라우트층(4)이 형성되도록 하여 삽입관(2)을 천공(3)에 고정토록 한다.

상기 유동부(22)는 삽입관(2) 하단부에 복수의 관통공(221)과 상기 하단부를 감싸는 여재시트(222)로 구성되어 지중의 지하수가 상기 모래층(5)을 거쳐 유동부(22)를 통해 삽입관(2) 내부로 유동케 하는 것이다. 이 과정에서 여재시트(22)의 구성으로 지하수 중의 이물질이 삽입관(2) 내부로 유입되는 것을 제어토록 하는 것이다.

상기 부력구(6)는 상기 삽입관(2)에서 슬라이드 연동이 되도록 하는 구성으로, 상기 삽입관(2)으로 유입된 지하수의 수위에 따라 상기 삽입관(2)에서 상,하로 슬라이드 연동이 가능하도록 하는 것이다.

상기 부력구(6)의 구성에 의해 상기 케이블(8)에 별도의 동력원을 이용하여 상기 수위감지기(9)에서 수위측정을 위해 감기거나 풀리도록 할 필요가 없이 수위에 따라 연동하는 부력구(6)에 의해 케이블(8)은 자동적으로 상기 수위감지기(9)에서 수위측정을 위해 감기거나 풀리도록 할 수 있는 것이다.

이를 위해 수위감지기(9)에는 스프링 등 공지의 구조에 의해 부력구(6)의 자중에 의해 풀리고, 수위에 의해 상승하는 부력구(6)의 상승력에 의해 감기도록 구성될 수 있다.

상기 부력구(6)는 상기 삽입관(2)에서 상,하 슬라이드 연동시 뒤틀림에 의해 삽입관(2)에 낌을 방지하기 위해 도면에서 보는 바와 같이 상기 부력구(6)는 부력구몸체(61)의 외주연에 복수의 바퀴(62)가 구성되도록 하여 삽입관(2)에서 부력구(6)의 상,하 연동이 용이하도록 하는 것이다.

또한 상기 부력구(6)에는 부력구몸체(61) 중앙부 하면에 프루브(7)가 노출되도록 수용공간(63)이 형성됨을 특징으로 하는데, 수용공간(63)으로 지하수가 차오르면서 프루브(7)가 수면에 잠김에 따라 수위가 측정되도록 하는 것이다.

상기 수용공간(63)은 프루브(7)를 보호하기 위한 것으로, 바람직하게는 상기 수용공간(63)의 높이가 노출된 프루브(7)의 길이보다 크게 구성되도록 하여 지하수가 삽입관(2)에 없을 시 또는 외부에 보관시에도 프루브(7)가 삽입관(2) 바닥 또는 타 구조물에 충돌되는 것을 방지토록 한다.

이와 같이 프루브(7)가 부력구(6)에 장착되어 상기 삽입관(2)에서 상,하로 슬라이드 연동이 되도록 함에 따라 프루브(7)의 삽입관(2) 등에 마찰에 의한 고장을 방지할 수 있게 되는 것이다.

상기 프루브(7)는 수위센서(도면 미도시)가 구성되어 지하수의 수위가 측정되도록 하는 것으로, 상기 프루브(7)는 케이블(8)에 연결되고 상기 케이블(8)은 상기 수위감지기(9)에서 감기거나 풀리면서 수위가 감지되도록 하는 것이다. 여기서 케이블(8)과 수위감지기(9)의 작동기작은 공지의 작동기작으로 그 상세 설명은 생략한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10 : 센서부 20 : 관제서버
30 : 관리자단말 40 : 경보부
110 : 데이터로거 120 : CCTV
200 : 데이터베이스부 210 : 분석부
220 : 모니터링부 400 : 전광판
410 : 스피커

Claims (8)

1. 흙막이 공사, 연약지반 공사, 터널 공사, 교량 공사, 건축 공사 중 어느 하나의 건설현장에서 구조물 및 지반에 대한 하나 이상의 상태 정보를 계측 및 수집하고, 수집한 계측데이터를 송신하는 센서부;
   상기 센서부에 송신하는 계측데이터를 수신 및 저장하는 데이터베이스부; 및
   상기 데이터베이스부에 저장된 계측데이터를 분석하여 구조물 및 지반 각각에 대한 위험 수준을 판단하며, 위험 수준이 기설정된 관리 기준을 초과하는 경우 경보알람을 생성 및 출력하고 선택된 관리자단말로 송신하는 분석부;를 포함하되,
   상기 건설현장은 흙막이 벽체 가시설 공사 현장이며,
   상기 센서부는,
   지중경사계, 지하수위계, 하중계, 구조물경사계, 균열계, 변형률계 중 하나 이상을 포함하고 가시설 및 배면 지반에 설치되는 계측센서와, 상기 계측센서에서 출력되는 계측데이터를 수집하고 수집한 계측데이터를 상기 데이터베이스부로 송신하는 데이터로거를 포함하고,
   상기 지하수위계는,
   하단부에 지하수의 유동이 가능하도록 하는 유동부가 형성되며 하단부에 모래층이 형성되고 모래층 상부에 그라우트층이 형성되는 천공에 삽입 및 고정 설치되는 삽입관과, 상기 삽입관에서 슬라이드 연동이 되며 상기 삽입관으로 유입되는 지하수의 수위에 따라 상기 삽입관에서 상,하로 슬라이드 이동하는 부력구와, 상기 부력구에 장착되는 프루브와, 상기 프루브에 연결되는 케이블과, 상기 케이블이 감기거나 풀리면서 수위가 감지되도록 하는 수위감지기를 포함하며,
   상기 부력구는 부력구몸체와 상기 부력구몸체의 외주연에 복수의 바퀴가 구성되며, 중앙부 하면에 프루브가 노출되게 하는 수용공간이 형성되어 상기 수용공간으로 지하수가 차올라 프루브가 수면에 잠기도록 하면서 상기 수용공간의 높이가 노출된 프루브의 길이보다 크게 구성되는 것을 특징으로 하는 건설 현장의 조기경보 시스템.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 분석부는,
   계측센서별 둘 이상의 기준값 데이터를 설정하고, 상기 계측센서별 계측데이터와 둘 이상의 기준값 데이터를 상호 비교 분석하여 상기 위험 수준을 단계별로 판단하는 것을 특징으로 하는 건설 현장의 조기경보 시스템.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 분석부와 연계되어 상기 데이터베이스부에 저장된 계측센서별 계측데이터와 상기 분석부의 분석 결과를 전달받고, 접속된 관리자단말의 요청에 응답하여 선택된 정보를 표시하는 모니터링부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건설 현장의 조기경보 시스템.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 센서부는,
   건설현장에서 선택된 하나 이상의 구역에 설치되어 구역별 영상을 촬영하고, 촬영된 구역별 영상데이터를 상기 데이터베이스부로 송신하는 하나 이상의 CCTV를 더 포함하며,
   상기 모니터링부는,
   상기 데이터베이스부에 저장된 구역별 영상데이터를 전달받고, 접속된 관리자단말의 요청에 응답하여 선택된 구역에 대한 영상을 표시하는 것을 특징으로 하는 건설 현장의 조기경보 시스템.
   
6. 제 1항에 있어서,
   건설현장에서 선택된 하나 이상의 구역에 설치되며, 상기 분석부에서 출력되는 경보알람을 작동신호로 입력받아 음향으로 출력 및 가시적으로 표시하는 경보부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건설 현장의 조기경보 시스템.
   
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8. 삭제

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