KR20020058577A - 터널여굴 측량방법 및 그 장치 - Google Patents

터널여굴 측량방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

터널의 과대굴착정도를 신속, 정확하고 편리하게 측량할 수 있도록 이루어진 터널여굴 측량방법 및 그 장치에 관한 것이다.
이러한 터널여굴 측량방법 및 그 장치는, 터널의 내공단면의 측정지점을 향해 레이저 발진장치에서 레이저빔을 발사하여 그 반사파를 수신하는 방법으로 터널의 내공단면의 거리를 측정하는 레이저 거리측정기와, 이 레이저 거리측정기의 외부에 설치되어 상기 거리 측정시 측정지점의 측정각도를 표시하는 각도기를 포함하는 터널여굴 측량방법 및 그 장치를 제공한다.
상기 각도기는 레이저 거리 측정기와 분리 가능하게 결합되어 보관 및 휴대가 간편하게 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

터널여굴 측량방법 및 그 장치{SURVEYING METHOD AND APPARATUS FOR OVERBREAK OF TUNNEL}
본 발명은 터널의 여굴 측량방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터널의 과대굴착정도를 신속, 정확하고 편리하게 측량할 수 있도록 이루어진 여굴 측량방법 및 그 장치에 관한 것이다.
일반적으로 지하철이나 도로를 건설하기 위해서는 터널 굴착이 필연적으로 수반되며, 이러한 터널굴착은 그 지역의 지형조건, 터널의 규모 및 시공방법 등에따라 그에 적합한 방법으로 설계 및 측량작업을 한 후 굴착하게 된다.
대개의 경우 터널의 굴착에 있어서 주로 이용되는 방법은 발파를 통한 굴착방법이 가장 많이 이용되고 있다.
발파를 이용한 터널 굴착은 먼저, 다수개의 구멍을 소정의 깊이로 뚫고서 여기에 폭약을 장착한 후, 이 폭약을 발파시켜 일정한 깊이만큼 굴착하는 방식이다.
이러한 발파를 이용한 터널굴착시 가장 문제가 되는 것 중의 하나는 굴착면 주변에 형성되는 과대여굴(過大餘掘)(이하 여굴이라 칭함)로써 ,여굴(餘掘)이란 계획된 굴착단면을 초과하여 그 주변에 여분으로 굴착된 부분을 말한다.
터널 굴착시 발생된 여굴은 터널공사를 시행하면서 이를 메우기 위하여 부가적인 재료가 소요되어 터널공사의 공사비용을 증가시키게 되며, 부분적인 낙반 등 으로 인하여 안전사고가 발생할 가능성이 높아진다.
따라서 굴진 때마다 터널내부의 내공단면을 확인하여 터널이 설계대로 정확하게 굴진 되었는지 여부를 검측하는 터널 내부측량을 실시하게 된다.
이러한 터널의 내부측량은 굴진 할 때마다 발생하는 편차의 누적을 방지하기 위하여 매 막장마다 또는 설정된 일정한 거리마다 내부측량을 행하여 시공상의 오차 및 여굴의 발생을 최소화 할 수 있도록 하고 있다.
이러한 터널굴착공사에서 여굴을 측량하기 위해서는, 광파기와 반사경 및 이 반사경을 작업자가 터널단면의 원주방향을 따라서 위치시킬 수 있도록 하는 작업대를 이용하여 측정하였다.
도 5a 및 도 5b는 종래의 측정장비를 이용하여 터널 내공단면을 측정하는 것을 나타내는 도면으로써, 도 5a에서와 같이 굴진된 터널 내부에서 작업용 장비(52)에 높이 및 방향 조절 가능하게 장착된 캐리어(54)에 탑승한 작업자가 터널내벽의 측정위치에 반사경(56)을 갖다 대고, 이 반사경(56)을 향하여 막장후방에 설치된 광파기(58)를 이용하여 빛을 발사하여 광파기(58)에서 그 반사파를 수신하는 방법으로 터널의 내공단면의 거리를 측정한다.
이때 광파기와 연결된 컴퓨터에는 정확한 내공단면 설계도가 입력되어 있어서 측정된 값과의 차이를 계산하여 여굴량을 자동으로 계산하게 해준다.
상기와 같은 동일한 방법으로 터널단면의 원주방향을 따라서 다수의 지점에서의 여굴량을 측정할 수 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 측량방법에 의하면 발파된 터널의 막장주변의 상태는 일정한 면으로 이루어지지 않고 암반 등이 불규칙하게 돌출된 다수의 돌출부분(A)이 존재하게 되므로, 도 5b에서와 같이 측정지점(B)이 돌출부분(A)의 뒤쪽에 위치하면 측량을 할 수 없게되는 문제점이 있다.
따라서 광파기(58)에서 보았을 때, 가시상태에 있는 지점만 측정할 수 있으며 광파기(58)로 볼 수 없는 위치에 있는 여굴의 경우에는 측정할 지점을 표시하는 반사경(56)을 가시거리에 위치시켜 측정해야 되므로, 실제 여굴량과는 많은 오차가 발생하여 정확한 측량을 하지 못하는 문제점이 있다.
또한 종래의 측량방법은 광파기(58) 및 반사경(56)과 함께 작업자가 올라갈 수 있는 별도의 작업용 장비(52)가 반드시 필요하므로, 이에 따른 작업의 번거로움과 함께 측량작업에 필요한 시간이 많이 소요되는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 작업용 장비가 필요치 않고, 터널단면에 돌출된 부분이 있어도 이에 관계없이 터널의 여굴을 정확하고 신속하게 측량할 수 있도록 이루어진 터널여굴 측량방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 실현하기 위하여, 터널의 내공단면의 측정지점을 향해 레이저 발진장치에서 레이저빔을 발사하여 그 반사파를 수신하는 방법으로 터널의 내공단면의 거리를 측정하는 레이저 거리측정기와, 이 레이저 거리측정기의 외부에 설치되어 상기 거리 측정시 측정지점의 측정각도를 표시하는 각도기를 포함하는 터널여굴 측량방법 및 그 장치를 제공한다.
상기 각도기는 레이저 거리 측정기와 분리 가능하게 결합되어 보관 및 휴대가 간편하게 이루어진 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 터널여굴 측량장치의 정면도.
도 2는 본 발명에 따른 터널여굴 측량장치의 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 터널여굴 측량장치를 터널의 측면에서 바라본 사용상태도.
도 4는 본 발명에 따른 터널여굴 측량장치를 터널의 정면에서 바라본 사용상태도.
도 5는 종래 기술에 의한 터널여굴 측량장치의 사용상태도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 터널여굴 측량장치의 정면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 터널여굴 측량장치의 측면도로서, 본 발명에 의한 터널여굴 측량방법 및 그 장치는, 터널의 내공단면의 측정지점을 향해 레이저 발진장치에서 레이저빔을 발사하여 그 반사파를 수신하여 터널의 내공단면의 거리를 측정하는 레이저 거리측정기(2)와, 이 레이저 거리측정기(2)의 외부에 설치되어 상기 거리 측정시측정지점의 측정각도를 표시하는 각도기(4)를 포함한다.
상기 레이저 거리측정기(2)는 측정지점으로 발사된 레이저빔이 되돌아오는데 걸리는 시간을 계측하여 이것을 거리로 환산하여 표시하도록 이루어지며, 이러한 레이저 거리측정기(2)는 토목공사나 건축공사에서 통상적으로 이용되는 것이 사용될 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
이러한 레이저 거리측정기(2)는 지면에 지지된 받침대(6)에 분리 가능하게 설치되며, 이 받침대(6)에서 수직방향으로 360도 회전 가능하게 고정된다.
그리고 상기 레이저 거리측정기(2)의 외측에는, 이 거리 측정기(2)에 분리 가능한 상태로 긴밀하게 결합되는 부착판(8)이 조립되며, 이 부착판(8)에는 레이저 거리측정기(2)가 터널의 내공단면 거리를 측정할 때 거리측정기(2)의 기울어진 각도, 즉 측정지점의 측정각도를 나타내는 각도기(4)가 고정되어 있다.
상기 각도기(4)에는 일측에 추(10)가 연결된 줄(12)이 고정되며, 이 줄(12)을 통하여 각도기(4)의 기울어진 각도를 측정할 수 있도록 되어 있다.
도 3 및 도 4는 상기와 같은 본 발명의 여굴 측량장치의 사용상태도로써, 터널공사시 일정거리를 굴진하면 터널내부의 내공단면을 확인하여 터널이 설계대로 정확하게 굴진 되었는지 여부를 검측하는 터널 내부측량을 실시하게 되는데, 먼저 측량하고자 하는 지점(터널막장부근)의 터널 중심부에 본 발명의 여굴 측량장치를 설치한다.
그리고 설치된 터널여굴 측량장치를 구성하는 레이저 거리측정기(2)의 정확한 중심점의 좌표를 알기 위해, 터널 외부에 설치된 기준점으로부터 광파기 등을이용하여 레이저 거리측정기(2)의 정확한 중심점의 좌표를 구하고, 터널 내공단면의 측량지점에 대략 직교방향으로 레이저빔을 발사하여 레이저 거리측정기(2)와 측량지점까지의 거리와, 그때 각도기(4)에 표시된 측정각도를 기록한다.
이러한 측량시 터널의 내벽에 도 3에서와 같은 돌출부분(A)이 존재하여도 그와 관계없이 측량을 행할 수 있게 되며, 상기와 동일한 방법으로 도 4에서와 같이 터널단면의 원주방향을 따라서 다수의 측량지점을 설정하여 측량시의 거리 및 각도를 기록한다.
기록된 데이터는 터널단면을 나타내는 설계도면에 표기하여 터널굴착 밖으로 나온 선분의 길이만큼을 여굴량으로 하거나, 아니면 측정된 데이터를 컴퓨터에 입력된 설계도면상에 표기하여 계획된 굴착설계선 밖으로 나온 것을 여굴량으로 하면 여굴의 측량이 완료된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예가 예시를 목적으로 설명되어 있으나 이에 제한되지는 않으며, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것도 가능하다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 터널여굴 측량방법 및 그 장치는, 굴착된 터널의 측정지점과 대략 직교하는 방향에서 내공단면을 측정함으로 터널단면에 돌출된 부분이 있어도 이에 관계없이 터널의 여굴을 정확하게 측량할 수 있다.
또한 측정장치를 지면에 고정시킨 상태에서 터널 내공단면의 원주방향을 따라서 거리 측정기를 회전시키는 방식으로 거리 및 각도를 측정할 수 있으므로, 작업용 장비가 필요치 않을 뿐만 아니라 신속하고 편리하게 여굴량을 측량을 할 수 있다.

Claims (2)

  1. 터널 외부에 설치된 기준점으로부터 광파기 등을 이용하여 레이저 거리측정기의 정확한 중심점의 좌표를 구하고, 터널 내부의 굴진된 임의의 측정지점을 향해 레이저 거리측정기로 레이저빔을 발사하여 그 반사파를 수신하는 방법으로 레이저 거리측정기와 터널의 내공단면 측정지점간의 거리를 측정하고, 이러한 측정지점의 거리 측정시 거리측정기의 측정각도를 표시하며, 상기와 동일한 방법으로 터널단면의 원주방향을 따라서 다수의 측정지점을 설정하여 측정시의 거리 및 각도를 기록한 후, 기록된 데이터를 터널단면을 나타내는 설계도면에 표기하여 비교하거나 측량된 데이터를 컴퓨터에 입력된 설계도에 표기하여 비교하는 것으로 터널의 여굴량을 측량하는 터널여굴 측량방법.
  2. 터널의 내공단면의 측정지점을 향해 레이저 발진장치에서 레이저빔을 발사하여 그 반사파를 수신하는 방법으로 터널의 내공단면의 거리를 측정하는 레이저 거리측정기와, 이 레이저 거리측정기의 외부에 설치되어 상기 거리 측정시 측정지점의 측정각도를 표시하는 각도기를 포함하는 터널여굴 측량장치.
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