KR20020055959A

KR20020055959A - Path-control system and method of pipejacking tunneling machine

Info

Publication number: KR20020055959A
Application number: KR1020000085235A
Authority: KR
Inventors: 권준용; 남장현
Original assignee: 이계철; 주식회사 케이티; 이정우; 한국 에스. 이. 씨 주식회사
Priority date: 2000-12-29
Filing date: 2000-12-29
Publication date: 2002-07-10

Abstract

PURPOSE: Provided is a control system of tunneling route of a tunneling machine to apply the system to the machine in a tubular driving mode in order to continuously measure errors in vertical, horizontal, rolling, pitching dimensions and/or excavating distance. CONSTITUTION: The control system comprises a measuring device(10) for continuously determining various values such as vertical/horizontal errors, rolling, pitching or tunneling distance to represent condition and location of the tunneling machine; a route control portion(20) to estimate a set of targets in series by determining specific control mode of tunneling routes after receiving input values form the measuring device; and an equipment(30) for regulating directions of the tunneling machine dependent on the estimated value from the route control portion. The control system preferably has any optic system(11) and a clinometer(12) in combination with the same.

Description

PATH-CONTROL SYSTEM AND METHOD OF PIPEJACKING TUNNELING MACHINE}

본 발명은 관추진방식 터널 굴진기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터널 굴진기의 경로제어를 자동시스템으로 구성하여 터널 굴진기를 유연한 경로로 제어하여 발생되는 경로오차를 최소화할 수 있는 관추진방식 터널 굴진기의 굴착경로 제어시스템 및 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a tube propulsion type tunnel excavator, and more particularly, a tube propulsion type tunnel excavation capable of minimizing a path error caused by controlling the tunnel excavator with a flexible path by configuring the path control of the tunnel excavator as an automatic system. The present invention relates to an excavation path control system and a control method of a machine.

최근 들어 사회가 급속히 발전하면서, 초고속정보통신망을 비롯하여 상하수도, 전기, 가스 시설 등의 사회 기반설비의 수요가 폭발적으로 증가하고 있다. 이렇게 새로이 구축되는 사회 기반설비들은 이미 기존의 설비가 밀집되어 복잡하게 설치되어 있는 도심에 그 수요가 집중되고 있으므로, 환경, 교통 등에 대한 부담으로 인해 비개착공법을 적용하는 사례가 증가하고 있다.Recently, with the rapid development of society, the demand for social infrastructure such as high-speed information communication network, water and sewage, electricity and gas facilities is exploding. Since the newly built social infrastructure is concentrated in the city where existing facilities are densely populated and complex, the use of non-open construction methods is increasing due to the burden on the environment and transportation.

마이크로터널링 장비의 운용은 터널을 설계된 경로대로 구축하기 위하여 땅속을 목표경로를 따라 굴진하도록 하는 것이다. 이때, 목표경로의 시작점은 발진구가 될 것이고, 도착점은 도달구가 된다. 보통 단단한 암반층에서의 굴착작업의 진행은 목표경로를 따라 굴진하는 것이 용이하지만, 연약지반이나 다양한 토질이 불균일하게 분포되어 있는 구간에서의 작업은 대기중에서의 항공기 운행이나 수면, 또는 수중을 항해하는 배처럼 경로제어가 필요하게 된다.The operation of the microtunneling equipment is to drill the ground along the target path to build the tunnel along the designed path. At this time, the starting point of the target path will be the oscillation opening, and the arrival point will be the reaching opening. In general, excavation work in hard rock layers is easy to be excavated along the target path, but in soft ground or in areas where various soils are unevenly distributed, the operation of the aircraft in the air, the surface of the water, or the ship sailing underwater Like this, path control is needed.

마이크로터널링 장비가 목표경로로 추진하는데 있어서 오차를 일으키는 주원인으로는 연약지반에서의 굴착시 수십톤에 달하는 자체 중량으로 인해 장비의 침하가 나타나거나, 성질이 다른 두 토질이 만나는 지층을 굴착할 경우에는 두 지층의 토압차에 의해 굴진 방향이 상하 또는, 좌우로 변경될 수 있다. 이 밖에도 터널링 장비 하부에 침전되는 토사나 암편에 의한 경우와 장비의 굴착을 담당하는 커터헤드의 회전방향에 의한 롤링(Rolling) 현상도 나타날 수 있으며, 터널링 장비의 기계적 구조상 비대칭 요인도 있을 수 있다.The main cause of error in the microtunneling equipment propulsion to the target path is the settlement of the equipment due to its own weight of several tens of tons when excavating in the soft ground, or when digging the layers where two soils of different properties meet. Due to the earth pressure difference between the two layers, the direction of excavation can be changed vertically or horizontally. In addition, there may be a rolling phenomenon due to the soil or rock settled under the tunneling equipment and the rotational direction of the cutter head responsible for the excavation of the equipment, and there may be an asymmetry factor in the mechanical structure of the tunneling equipment.

이러한 문제들로 인해 발생하는 터널링 장비의 경로 오차를 보정하는데 있어서 어려운 점은 굴진작업이 땅속에서 이루어진다는 것이다. 그것은 비행기나 배의 경우와는 달리 굴진경로를 결정하는 커터면판의 정확한 위치를 알기 위하여 시각적인 센서를 전혀 활용할 수 없다는 것과 마이크로터널링 공사의 경우 단순한 굴진이 아닌 굴착이 병행된다는 점이다. 이러한 사항들은 터널링 장비의 경로 제어 기술을 복잡하게 만드는 요인이 된다. 따라서, 시각적인 센서를 대신할 수 있는 측정장치를 사용해야 하며, 굴착기능을 고려하여 경로제어를 실현하여야 할 것이다. 경로제어를 실행함에 있어서 마이크로터널링 장비의 경우 기계식 실드장비와는 달리 자체 추진력을 가지고 있지 않고, 발진구에 설치된 원압잭에 의해 밀어 넣는 방식을 사용하기 때문에, 예측할 수 없는 양의 거리지연 현상이 나타나는 것이 불가피하다. 이로 인해 심한 경우에는 목표경로의 최종 도착점인 도달구에 안착할 수 없는 경우도 발생하여 공사비용을 대폭 증대시키는 결과를 낳기도 한다. 한편, 실드공법의 경우에는 굴착 장비가 자체적으로 추진력을 가지고 전진하면서 바로 후방에 세그먼트를 조립하면서 터널이 건설되는 방식으로 즉각적인 경로수정이 비교적 용이한 편이다.The difficulty in compensating for the path errors of tunneling equipment caused by these problems is that excavation is done underground. Unlike airplanes and ships, it is impossible to use the visual sensor at all to know the exact position of the cutter face to determine the excavation path, and in the case of microtunneling, excavation is not simple drilling. These factors complicate the path control technology of tunneling equipment. Therefore, a measuring device that can replace the visual sensor should be used, and the path control should be realized in consideration of the excavation function. Unlike the mechanical shield, the micro-tunneling equipment does not have self-propelling force and is pushed by the pressure jack installed in the oscillation port. Therefore, unpredictable distance delay occurs. It is inevitable. As a result, in some cases, it may be impossible to settle in the arrival point, which is the final arrival point of the target path, resulting in a significant increase in construction costs. On the other hand, in the case of the shield method, the excavation equipment is moving forward with its own propulsion force, and as soon as the tunnel is constructed while assembling the segments immediately behind, it is relatively easy to modify the path.

한편, 종래에는 굴진경로 기준값 이상으로 오차가 발생할 경우, 운용자는 후방통에 대한 전방통의 상대적 자세를 바꿈으로 인해 굴진방향을 수정하게 된다. 이때, 후방통과 전방통간의 자세는 전방통 후면에 수직으로 설치된 레이저원으로부터 후방통 전면에 평행하게 설치된 레이저타겟에 레이저빔이 전방통이 놓여 있는 방향으로 주사되면서 나타나는 레이저빔의 위치로부터 알 수 있게 된다.On the other hand, conventionally, when an error occurs above the excavation route reference value, the operator corrects the excavation direction by changing the relative posture of the front cylinder relative to the rear cylinder. At this time, the posture between the rear barrel and the front barrel can be seen from the position of the laser beam that appears as the laser beam is scanned in the direction in which the front barrel is placed on the laser target installed parallel to the front of the rear barrel from the laser source installed vertically on the rear side of the front barrel. do.

경로오차를 줄이기 위해서 운용자는 전적으로 경험에 의해 적당히 방향수정장치의 전·후진거리를 조절하여 전방통과 후방통간의 자세를 보정하는 방법을 사용한다. 이러한 보정방법은 처음에는 오차가 감소하지만, 터널 굴진기가 전진해 가면서 점차로 반대방향으로 오차가 증가하게 되는 단점이 있었다.In order to reduce the path error, the operator uses the method of correcting the posture between the front and rear pains by adjusting the forward and backward distance of the direction corrector solely by experience. This correction method initially reduces the error, but as the tunnel excavator moves forward, the error gradually increases in the opposite direction.

따라서 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 경로오차 발생시 다단계에 걸친 제어를 실시하여, 현재 발생한 오차를 점차적으로 줄어 들도록 방향수정장치를 제어함으로써 보다 유연한 굴진경로를 확보할 수 있는 관추진방식 터널 굴진기의 굴진경로 제어시스템 및 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, the present invention is to solve such a conventional problem, by performing a multi-step control when a path error occurs, by controlling the direction correction device to gradually reduce the current error pipes that can ensure a more flexible excavation path It is an object of the present invention to provide a propulsion path control system and control method of a propulsion tunnel tunnel excavator.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 관추진방식 터널 굴진기의 굴진경로를 제어하는 제어시스템에 있어서, 터널링 공사진행 중에 수직오차, 수평오차, 회전(rolling), 수직기울기(pitching), 굴착거리 등을 지속적으로 측정하여 이로부터 장비의 자세와 위치를 알 수 있는 측정장치와, 측정장치로부터 측정값을 입력받아 굴진경로 제어모드를 판단하고 일련의 제어목표집합을 산출하는 경로 제어부와, 경로 제어부로부터 산출된 제어목표집합의 산출값에 따라 경로제어를 구현하는 방향수정장치로 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a control system for controlling the excavation path of a tube propulsion type tunnel excavator, and includes vertical errors, horizontal errors, rolling, vertical pitching, and excavation distance during tunneling construction. A measuring device capable of continuously measuring the position and the position of the equipment therefrom, a path control unit which receives a measured value from the measuring device, determines the excavation path control mode, and calculates a set of control targets; Characterized in that the direction correction device for implementing the path control in accordance with the calculated value of the control target set calculated from.

또한, 본 발명은 관 추진방식의 터널 굴진기의 굴진경로를 제어하는 방법에있어서, 터널 굴진기의 굴진거리에 대해 터널의 목표경로 및 굴진경로로부터 오차를 계산하고 그 오차로부터 굴진거리에 대한 방향수정장치의 전·후진 보정량으로 구성되는 일련의 제어목표집합을 산출하여 오차에 따른 방향수정장치의 작동으로 터널 굴진기의 전방통과 후방통간의 자세를 보정하는 1 단계와; 그 상태로 일정거리를 전진하여 처음 자세인 전방통과 후방통을 일직선으로 하는 2 단계와; 경로 제어 시작전의 방향수정장치를 최초 상태로 복귀하는 3 단계로 이루어진다.In addition, the present invention is a method for controlling the excavation path of the tunnel excavator of the tube propulsion method, for calculating the error from the target path and the excavation path of the tunnel with respect to the excavation distance of the tunnel excavator and the direction from the error to the excavation distance Calculating a set of control target sets comprising forward and backward correction amounts of the correction device and correcting the posture between the front cylinder and the rear cylinder of the tunnel excavator by the operation of the direction correction device according to the error; 2 steps of advancing a predetermined distance in the state to straighten the front and rear pain which is the first posture; It consists of three steps of returning the direction correction apparatus before a path control start to an initial state.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above objects and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.

도 1은 본 발명에 따른 관추진방식 터널 굴진기의 굴진경로 제어장치를 도시한 구성도,1 is a configuration diagram showing an excavation path control device of a tube propulsion type tunnel excavator according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 경로제어를 위한 자세변화를 개략적으로 도시한 개략도,2 is a schematic diagram schematically showing a change in posture for path control according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 경로 제어부의 경로 제어방법을 도시한 흐름도.3 is a flowchart illustrating a path control method of a path control unit according to the present invention;

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 ; 측정장치 11 ; 레이저를 이용한 광학시스템10; Measuring device 11; Laser Optical System

12 ; 경사계 13 ; 스트로크 센서12; Inclinometer 13; Stroke sensor

14 ; 롤링센서 15 ; 피칭센서14; Rolling sensor 15; Pitching Sensor

16 ; 레이저-타켓-CCD카메라 17 ; 영상처리장치16; Laser-targeted CCD camera 17; Image processing device

20 ; 경로제어부 30 ; 방향수정장치20; A path controller 30; Direction correction device

40 ; 후방통 50 ; 전방통40; Rear barrel 50; Anterior pain

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.

일반적으로 마이크로터널링 장비의 운용은 발진구 부근의 지표면에 제어실을 마련하고, 운용자(operator)는 그 안에서 터널 굴착에 대한 모든 사항을 감시하고 운용하며, 필요에 따라 원격제어를 하게 된다.In general, the operation of the micro-tunneling equipment is provided with a control room on the ground near the oscillation opening, and the operator monitors and operates all the tunnel excavations therein and performs remote control as necessary.

본 발명에 따른 관추진방식 터널 굴진기의 굴진경로 제어시스템은 터널링 공사진행 중에 수직오차, 수평오차, 회전(rolling), 수직기울기(pitching), 굴착거리 등을 지속적으로 측정하여 이로부터 장비의 자세와 위치를 알 수 있는 측정장치(10)와, 측정장치(10)로부터 측정값을 입력받아 굴진경로 제어모드를 판단하고 일련의 제어목표집합을 산출하는 경로 제어부(20)와, 경로 제어부(20)로부터 산출된 제어목표집합의 산출값에 따라 경로제어를 구현하는 방향수정장치(30)로 구성된다.The excavation path control system of the tube propulsion type tunnel excavator according to the present invention continuously measures the vertical error, horizontal error, rolling, vertical pitching, excavation distance, etc. during the tunneling course, and from this, the attitude of the equipment A measuring device 10 capable of knowing the position and the position, a path control unit 20 for determining the excavation path control mode by receiving the measured value from the measuring device 10 and calculating a series of control target sets, and a path control unit 20. It is composed of a direction correction device 30 for implementing the path control in accordance with the calculated value of the control target set calculated from the).

본 발명에 따른 마이크로터널링 장비의 현재 위치와 목표경로, 현재 방향수정장치의 상태 등을 알기 위한 측정장치로는 자이로스코프가 가장 우수하나, 크기가 크고, 가격이 비싸다는 제약조건이 있다. 따라서, 본 발명에서와 같이 소형 마이크로터널링 장비의 경우는 자이로스코프 대신에 레이저를 이용한 광학시스템(11)과 경사계(12)를 조합하여 사용하는 것이 바람직하다.As a measuring device for knowing the current position and target path of the micro-tunneling equipment according to the present invention, the state of the current direction correcting device, etc., the gyroscope is the most excellent, but there is a constraint that the size is large and the price is high. Therefore, in the case of the small micro-tunneling equipment as in the present invention, it is preferable to use a combination of the optical system 11 and the inclinometer 12 using a laser instead of a gyroscope.

레이저를 이용한 광학시스템(11)의 경우 발진구 및 터널링 장비의 전방통에서 레이저를 발사하여 터널링 장비의 후방통에 설치된 타겟 상의 레이저 포인트를 분석하여 수직, 수평오차를 검출해 내는 기능을 가지고 있다. 또한, 경사계(12)는 수직기울기를 측정하여 롤링과 피칭값을 감지해 내므로, 이 값들로부터 굴착기의 자세를 알 수 있다. 이러한 값들은 CCTV(미도시됨)를 통하여 운용자에게 영상정보로 전달된다.The optical system 11 using the laser has a function of detecting the vertical and horizontal errors by analyzing the laser point on the target installed in the rear cylinder of the tunneling equipment by firing the laser from the oscillation port and the front cylinder of the tunneling equipment. In addition, since the inclinometer 12 detects the rolling and pitching values by measuring the vertical tilt, the attitude of the excavator can be known from these values. These values are transmitted to the operator as video information through CCTV (not shown).

방향수정잭 일단에는 각 방향당 한 개씩 스트로크 센서(13 ; 전후진거리 측정)가 설치되어 장비의 전방통과 후방통과의 관계를 알 수 있다. 그리고, 현재 굴진경로의 굴진방향으로의 회전량과 수직 기울기는 롤링(Rolling)/피칭(Pitching) 센서(14,15)로부터 얻어진다. 한편, 굴진거리에 따라 변하는 수평 오차값을 이용하여, 그 값을 대략적으로 추정하고, 최종적으로 장비의 자세를 알 수 있다.One stroke sensor 13 (forward / backward distance measurement) is installed at one end of the direction correction jack, so that the relationship between the front and rear passages of the equipment can be known. Then, the rotation amount and the vertical inclination of the current excavation path in the excavation direction are obtained from the rolling / pitching sensors 14 and 15. On the other hand, by using the horizontal error value that varies depending on the excavation distance, the value can be roughly estimated, and finally the attitude of the equipment can be known.

장비의 위치를 결정하는 수평, 수직 오차는 레이저-타겟-CCD카메라(16) 및 영상처리장치(17)를 통하여 얻어지게 되는데, 타겟에 비친 레이저빔을 CCD카메라로 읽어들인 뒤 이를 영상처리 알고리즘을 적용하여 그 위치를 알아내게 된다.The horizontal and vertical errors for determining the position of the equipment are obtained through the laser-target-CCD camera 16 and the image processing apparatus 17. The laser beam reflected on the target is read by the CCD camera and then the image processing algorithm is applied. To find out its position.

또한, 원압 스트로크 인코더(18)를 통해 현재의 원압 잭 전진거리를 얻어냄으로써 굴진 중에 계속적으로 축적되는 데이터와 조합하여 총 굴진거리를 계산할 수 있다.In addition, the total excavation distance can be calculated by combining with the data continuously accumulated during excavation by obtaining the current accommodating jack advance distance through the distillation stroke encoder 18.

한편, 경로 제어부(20)는 목표경로를 기준으로 장비가 오른쪽 또는 왼쪽에 있는지, 장비가 목표경로 쪽으로 향하고 있는지 아니면 그 반대인지, 그리고 그 양은 어느 정도인지를 고려하여 산출한다. 여기서, 목표경로는 터널 설계 시 결정되며 센서를 이용한 측정으로 얻을 수 있다.On the other hand, the path control unit 20 calculates in consideration of whether the equipment is on the right or left side of the target path, whether the equipment is toward the target path or vice versa, and the amount thereof. Here, the target path is determined at the time of tunnel design and can be obtained by using a sensor.

한편, 경로 제어부(20)에서 종합적으로 분석되어 경로오차가 계산되고, 그 오차는 방향수정장치(30)를 제어하기 위한 제어량으로 변환된다. 이 제어량은 최종적으로 방향수정장치(30)의 동작으로 연결되어 경로 제어가 이루어지게 된다.Meanwhile, the path error is calculated by the path control unit 20 comprehensively, and the error is converted into a control amount for controlling the direction correcting device 30. This control amount is finally connected to the operation of the direction correcting device 30 is a path control is made.

도 2는 본 발명에 따른 경로제어를 위한 전방통과 후방통의 자세변화를 개략적으로 도시한 개략도이며, 도 3은 본 발명에 따른 경로 제어부의 경로 제어방법을 도시한 흐름도이다.2 is a schematic diagram schematically illustrating a change in posture of a front passage and a rear passage for path control according to the present invention, and FIG. 3 is a flowchart illustrating a path control method of the path control unit according to the present invention.

터널 굴진작업이 시작되면서, 굴진거리에 따른 후방통(40)의 후면 중심, 또는 최초 설치되는 추진관의 선단 중심 좌표에 대해 사전에 설계된 목표경로를 입력한다. 터널 굴진기가 굴진하면서 설계경로와 굴진경로를 측량하여 그 경로오차를 연속으로 기록한다. 이 경로오차 값들로부터 향후 추정되는 오차발생량을 추정하여 도 3a와 같이 그 값이 허용범위를 초과할 것으로 추정되는 경우에 굴진경로 제어모드로 들어간다. 굴진경로 제어모드에서 가장 먼저 하는 일은 오차를 보정할 수 있는 일련의 제어목표집합을 산출하는 것인데, 제어목표집합은 굴진거리, 각 방향수정장치의 보정량으로 구성된다.As the tunnel excavation operation is started, input a target path designed in advance for the center of the rear of the rear barrel 40, or the tip center of the propulsion pipe is installed first according to the excavation distance. As the tunnel excavator drills, it surveys the design path and excavation path and records the path error continuously. The estimated error generation amount is estimated from these path error values and enters the excavation path control mode when it is estimated that the value exceeds the allowable range as shown in FIG. 3A. In the excavation path control mode, the first thing to do is to calculate a series of control target sets that can correct errors. The control target sets consist of the excavation distance and the correction amount of each direction correction device.

도 2에 도시된 바와 같이, 방향수정장치의 경로 제어는 최소한 3 단계에 걸친 일련의 제어 프로세스로 구성된다. 즉, 오차가 허용범위를 벗어났다고 판단되는 경우 그 오차를 줄이기 위한 방향수정장치를 제어하는 1 단계와; 그 상태로 일정거리를 전진하는 2 단계; 그리고 처음 제어량을 원상으로 돌려놓는 3 단계로 구성된다.As shown in FIG. 2, the path control of the direction corrector consists of a series of control processes over at least three stages. That is, if it is determined that the error is out of the allowable range, the first step of controlling the direction correction device for reducing the error; 2 steps to advance a certain distance in that state; And it consists of three steps to return the initial control amount to the original.

1 단계는 도 2b와 같이 발생오차를 줄이기 위해 전방통(50)의 방향을 제어한다. 이 상태로 얼마간을 전진해야만 도 2c와 같이 전체적인 터널 굴진기의 굴진방향이 바뀌게 된다. 2 단계는 도 2d와 같이 제어가 시작되기 전의 자세인 터널 굴진기의 전방통(50)과 후방통(40)을 일직선으로 하는 단계이며, 3 단계는 도 2e와 같이 방향수정장치(30)의 전·후진길이를 조절하여 최초의 정상상태로 환원하는 단계로 이루어진다.The first step is to control the direction of the front cylinder 50 to reduce the generation error as shown in FIG. Only a few steps forward in this state will change the direction of excavation of the entire tunnel excavator as shown in FIG. Step 2 is a step of straightening the front cylinder 50 and the rear cylinder 40 of the tunnel excavator, which is the posture before control is started, as shown in FIG. 2D, and the third stage of the direction correcting apparatus 30 as shown in FIG. 2E. It consists of reducing the initial steady state by adjusting the length of forward and reverse.

3 단계는 방향수정장치(30)의 제어량을 고려하여 생략할 수 있다. 다시 말하면 발생된 오차량이 크거나 더욱 정밀한 제어를 필요로 할 경우에는, 1단계-2단계-1단계-2단계-3단계를 거치는 5단계 제어 및 그 이상도 가능하다.Step 3 may be omitted in consideration of the control amount of the direction correction device (30). In other words, when the amount of error generated is large or requires more precise control, five steps of control through 1 step-2 step-1 step-2 step-3 step and more are possible.

굴진경로 제어모드에서는 터널 굴진기가 굴진거리에 따른 순서로 구성된 제어목표집합의 굴진거리 제어값에 도달하면, 방향수정장치를 각각의 제어목표에 도달할 때까지 작동시킨다. 방향수정장치(30)들이 각각의 제어목표에 도달하게 되면, 그 다음 굴진거리 제어값을 설정하고, 이 과정을 반복한다.In the excavation path control mode, when the tunnel excavator reaches the excavation distance control value of the control target set configured in the order according to the excavation distance, the direction correcting device is operated until each control target is reached. When the direction correcting devices 30 reach the respective control targets, then the excavation distance control value is set, and the process is repeated.

만일, 더 이상 제어할 굴진거리 제어값이 없다면, 굴진경로 제어모드에서 빠져 나오게 되며, 처음 단계로 돌아가서 추정 경로오차가 기준값을 넘어서는지 관찰하면서 터널 굴진을 계속하게 된다.If there is no more excavation distance control value to control, it exits the excavation path control mode and continues tunneling while returning to the first step and observing whether the estimated path error exceeds the reference value.

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.In the above description, it should be understood that those skilled in the art can only make modifications and changes to the present invention without changing the gist of the present invention as it merely illustrates a preferred embodiment of the present invention.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 터널 굴진시에 발생되는 경로오차를 최소화할 수 있으며, 터널 굴진기를 유연한 경로로 제어하여, 추진효율을 극대화할 수 있다. 또한, 터널 굴진기의 경로제어를 자동시스템으로 구성이 가능하다.According to the present invention as described above, it is possible to minimize the path error generated during tunnel excavation, it is possible to maximize the propulsion efficiency by controlling the tunnel excavator in a flexible path. In addition, it is possible to configure the path control of the tunnel excavator with an automatic system.

Claims

In the control system for controlling the excavation path of the tube propulsion type tunnel excavator,

A measuring device that continuously measures vertical error, horizontal error, rolling, vertical pitching, excavation distance, etc. during the tunneling process, and knows the position and position of the equipment from it;

A path controller for receiving a measurement value from the measuring device and determining a excavation path control mode to calculate a series of control target sets;

Excavation route control system of a pipe propulsion type tunnel excavator, characterized in that the direction correction device for implementing the path control in accordance with the calculated value of the control target set calculated from the path control unit.

The optical system using a laser of claim 1, wherein the measuring device emits a laser from the front barrel of the oscillation port and the tunneling equipment, and analyzes a laser point on a target installed in the back barrel of the tunneling equipment to detect vertical and horizontal errors. And a rolling sensor and a pitching sensor for detecting a rolling and pitching value, and a plurality of stroke sensors installed at one end of each direction adjusting device at one end of the direction correcting device so as to know the relationship between the front tube and the rear tube of the equipment,

A laser-target-CCD camera installed to detect horizontal and vertical errors that determine the position of the equipment, an image processing apparatus for processing the same by an image processing algorithm, and a pressure stroke encoder capable of measuring the current straight distance of the jack jack. Excavation route control system of a tube propulsion type tunnel excavator, characterized in that consisting of.

In the method of controlling the excavation path of the tunnel excavator of the tube propulsion method,

Calculate the error from the target path and the excavation path of the tunnel with respect to the excavation distance of the tunnel excavator, and calculate the series of control target sets consisting of the forward and backward correction amount of the direction correction device for the excavation distance from the error. A step of correcting the posture between the front and rear barrels of the tunnel excavator by the operation of the correction device;

2 steps of advancing a predetermined distance in the state to straighten the front and rear pain which is the first posture;

An excavation path control method for a tube propulsion type tunnel excavator comprising three steps of returning the direction correcting device to the initial state before the path control starts.

The method of claim 3, wherein if the error amount generated in consideration of the control amount of the direction correcting device is large or more precise control is required, step 3 and step 2 are omitted until the control target is reached. Excavation route control method of a pipe propulsion type tunnel excavator, characterized in that repeated.