KR20120005611A - 스파이럴형 락볼트를 이용한 지중변위 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터널등의 측정홀에 삽입되는 락볼트를 스파이럴형상으로 형성한 후 이에 일정간격의 나선 사이에서 고정되어 나선의 변위를 측정토록 하나 이상의 변위측정유니트를 구비하는 구성으로 락볼트를 측정홀에 용이하게 위치결정하면서 변위를 용이하게 측정할 수 있도록 하는 스파이럴형 락볼트를 이용한 지중변위 측정장치에 관한 것이다.

Description

스파이럴형 락볼트를 이용한 지중변위 측정장치{a measuring device for displacement with a rock bolt in spiral}

본 발명은 터널 등의 측정홀에 삽입되는 락볼트를 스파이럴형상으로 형성한 후 이에 하나 이상의 변위측정유니트를 고정하는 구성으로 락볼트를 측정홀에 용이하게 위치결정 하면서 변위를 용이하게 측정할 수 있도록 하는 스파이럴형 락볼트를 이용한 지중변위 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 터널 공사나, 사면 절취 공사, 흙막이 공사, 댐 공사 등과 같은 각종 토목, 건축 공사를 진행하거나, 터널 구조물이나 교량 구조물 등과 같은 각종 토목, 건축 구조물을 안정적으로 운용해야 하는 경우에, 해당공사 구간 또는 토목, 건축 구조물 지반 내의 지중 변위 정도를 정확하게 측정하여 주변 지반의 거동을 파악함과 더불어, 공사의 안정성 및 구조물의 안정적 운용성을 확보하기 위한 일환으로서 변위를 계측하는 센서가 장착된 지중 변위 측정 장치가 적용되고 있다.

그리고, 이러한 변위 계측 센서가 장착된 지중 변위 측정 장치는, 진동현식 센서나 전기식 센서를 적용하여 지반의 변위 정도를 계측할 수 있도록 한다.

이와같은 기술과 관련되어 특허 제951811호에 슬라이딩 방식의 앵커를 장착한 지중변위 측정장치가 개시되어 있으며 그 구성은 도1a에서와 같이, 지반의 변위를 센싱하는 변위 계측 센서(28)가 고정적으로 내장 설치되어 있는 고정관(16)과;상기 고정관(16)의 외부에 슬라이딩 이동 가능하게 겹치도록 결합되어 지반의 접촉 부위의 변위에 연동적으로 슬라이딩 이동하도록 설치되는 슬라이딩 앵커 슬리브(24); 상기 변위 계측 센서(28)와 이동 전달 수단에 의해 상호 연결되어 있고, 상기 슬라이딩 앵커 슬리브(24)와 맞물리도록 배치되고서, 상기 슬라이딩 앵커 슬리브(24)의 슬라이딩 이동에 연동적으로 이동되어 상기 이동 전달 수단을 통해 상기 변위 계측 센서(28)에 이동력을 전달하는 슬라이딩 이동부(26); 및 상기 슬라이딩 이동부(26)의 슬라이딩 이동 상태를 안내하는 슬라이딩 안내관(18)을 포함하여 구성되고, 상기 슬라이딩 이동부(26)와 상기 변위 계측 센서(28) 간을 연결하는 이동 전달 수단은 인장이 가능하게 상호 연결되어 있는 탄성 스프링(30)으로 상기 변위 계측 센서(28)는 상기 탄성 스프링(30)의 인장에 따라 가해지는 인장력을 센싱하도록 하는 구성으로 이루어 진다.

그러나, 상기와 같은 지중변위 측정장치는, 고정관(16)의 외부에 철면등으로 이루어진 별도의 마찰부가 없어 천공홀등에 장착시 터널등의 거동과 상이한 거동을 갖도록 되어 정확한 변위 측정이 힘들게 되는 단점이 있는 것이다.

이와같은 문제점을 해결하기 위하여 특허 제802004호에 나타난 스파이럴(11)을 갖으면서 양단에 촉(13) 및 평단부(12)를 갖는 선재(10)를 나사부(21)를 갖는 볼트(20)의 끼움홈(22)에 삽입한 후 고정하는 스파이럴형 록볼트(1)를 적용할 수 있으나 상기와 같은 구성 역시 스파이럴형 록볼트를 통하여 마찰부를 형성하여 이에 따른 문제점은 해결할 수 있으나 변위측정장치의 연결이 힘들게 되는 문제점이 있는 것이다.

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 측정홀 내에서 락볼트를 정확하게 고정할 수 있도록 하며, 지중변위에 따른 압력의 크기를 정확하게 측정할 수 있도록 하고, 락볼트와 변위측정유니트 사이의 연결작업이 용이하게 이루어질 수 있도록 하며, 지중에서 적용되는 압력이 센서에 정확하게 전달될 수 있도록 하는 스파이럴형 락볼트를 이용한 지중변위 측정장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 터널등의 측정홀에 삽입되는 락볼트를 스파이럴형상으로 형성한 후 이에 일정간격의 나선 사이에서 고정되어 나선의 변위를 측정토록 하나 이상의 변위측정유니트를 구비하는 구성으로 이루어진 스파이럴형 락볼트를 이용한 지중변위 측정장치를 제공한다.

그리고, 본 발명의 락볼트는 요부가 형성되고, 상기 락볼트에 지지되는 하나 이상의 변위측정유니트가 요부에 대응되는 고정턱을 갖는 상부커버 및 하부커버의 결합구조로 이루어지면서 상기 나선에 지지되는 측정바가 상부커버 및 하부커버중 어느 하나에서 이동가능토록 설치되어 커버에 고정되는 변위센서에 연결되는 구성으로 이루어 진 스파이럴형 락볼트를 이용한 지중변위 측정장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 변위측정유니트는 커버의 중앙부에 주름부가 구비되는 구성으로 이루어 진 스파이럴형 락볼트를 이용한 지중변위 측정장치를 제공한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 측정홀 내에서 락볼트를 정확하게 고정하며, 지중변위에 따른 압력의 크기를 정확하게 측정하고, 락볼트와 변위측정유니트 사이의 연결작업이 용이하게 이루어지며, 지중에서 적용되는 압력이 센서에 정확하게 전달되는 효과가 있는 것이다.

도1a,b는 각각 종래의 락볼트를 도시한 외관도이다.
도2는 본 발명에 따른 변위측정장치의 장착상태를 도시한 측면도이다.
도3은 본 발명에 따른 변위측정장치의 요부 사시도이다.
도4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 변위측정장치의 요부 사시도이다.
도5a,b는 각각 본 발명에 따른 변위측정장치의 요부 분해도 및 단면도이다.
도6 및 도7은 각각 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 변위측정장치를 도시한 요부단면도 및 사시도이다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명에 따른 변위측정장치의 장착상태를 도시한 측면도이고, 도3은 본 발명에 따른 변위측정장치의 요부 사시도이며, 도4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 변위측정장치의 요부 사시도이고, 도5a,b는 각각 본 발명에 따른 변위측정장치의 요부 분해도 및 단면도이며, 도6 및 도7은 각각 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 변위측정장치를 도시한 요부단면도 및 사시도이다.

본 발명은, 터널(T)등의 측정홀(H)에 삽입되는 락볼트(100)를 스파이럴형상으로 형성한다.

그리고, 상기 락볼트(100)는, 일정간격으로 연속되는 요부(105)와 돌출되는 나선(101)이 구비되면서 상기 나선 사이에서 고정되어 나선 사이의 변위를 측정토록 하나 이상의 변위측정유니트(200)가 구비된다.

또한, 상기 락볼트(100)는, 가장자리에 나사산 등으로 이루어진 요철(103)이 형성된다.

더하여, 상기 변위측정유니트(200)는, 상기 요부(105)에 대응되어 나선상으로 형성되는 요부(105)를 따라 회전되면서 이동하도록 고정턱(211)을 갖는 상부커버(210) 및 하부커버(230)의 결합구조로 이루어진다.

이때, 상기 변위측정유니트(200)는, 상기 나선(101)에 지지되는 측정바(251)가 상부커버 또는 하부커버중 어느 하나에 형성되는 슬롯(253)을 따라 이동가능토록 설치된다.

또한, 상기 변위측정유니트(200)는, 중공상의 파이프형 구조로서 그 내경측에 적어도 하나 이상의 고정턱(211)이 구비되어도 되며, 상기 변위측정유니트를 이루는 중공상의 파이프에는 주름부(205)가 더 구비된다.

그리고, 상기 측정바(251)의 일단에는 상부커버 또는 하부커버중 어느 하나에 일단이 고정되는 변위센서(250)의 타단이 연결된다.

계속하여, 상기 락볼트(100)는, 가장자리에는 커버장착요부(170)가 함몰 형성된다.

이때, 상기 커버장착요부(170)에 장착되는 변위측정유니트(200)는, 상부커버 및 하부커버의 결합구조로 이루어진다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 동작을 설명한다.

도2 내지 도7에서 도시한 바와같이 본 발명은, 터널(T)의 발파 등에 따른 변형이거나 굴착부의 지중변위를 측정하기 위하여 측정지역에 미리 천공되는 측정홀(H)의 내측에 복수의 변위측정유니트(200)를 갖는 락볼트(100)를 삽입한 후 경화재(L)등을 충진하여 측정홀(H)의 내측에서 일체로 고정한다.

이때, 상기 락볼트(100)는 스파이럴형상으로 형성되어 측정홀(H)의 내측에 충진될 때 락볼트와 측정홀 사이에 밀착되는 충진재에 의해 접촉면적을 넓혀 락볼트를 측정홀의 내측에서 견고하게 지지토록 한다.

그리고, 상기 락볼트(100)에는 일정간격으로 연속되는 요부(105)와 돌출되는 나선(101)이 구비되어 상,하부커버 분리형 구조를 갖거나 중공상으로 이루어진 일체형의 변위측정유니트(200)가 회전되면서 일정위치에 위치결정되거나 상,하부커버를 결합하는 구성으로 위치결정된다.

이때, 상기 변위측정유니트(200)의 내경측에 일체로 연결되어 돌출되는 고정턱(211)이나 커버를 중심으로 가변토록 설치되는 측정바(251)가 용접에 의해 요부(105)에 결합되어 락볼트 전체에 작용하는 인장변형 또는 압축변형을 측정토록 한다.

또한, 상기 락볼트(100)는, 가장자리에는 요철(103)이 형성되어 그 둘레에 요철에 대응되는 턱(미도시)을 갖는 변위측정유니트(200)가 고정될 때 요철(103)에 의해 변위측정유니트(200)의 회전이 방지토록 된다.

이때, 상기 변위측정유니트(200)는, 상기 요부(105)에 대응되는 고정턱(211)이 상부커버(210) 또는 하부커버(230)에 일체로 구비되어 상부커버 및 하부커버를 상호 결합할 때 락볼트(100)의 요부에 용접등에 의해 결합할 때 회전이 방지토록 된다.

이때, 상기 변위측정유니트(200)는, 상기 나선(101)에 지지되는 측정바(251) 역시 상부커버 또는 하부커버중 어느 하나에 형성되는 슬롯(253)을 따라 이동가능토록 설치되어 변위측정유니트(200)의 회전시 측정바(251)가 나선상의 요부(105)따라 걸려 회전하면서 이동토록 된다.

그리고, 상기 변위측정유니트(200)를 락볼트의 일정위치에 용접등에 의해 고정하면 슬롯을 따라 이동토록 되는 측정바(251)와 상부커버 또는 하부커버중 어느 하나에 일단이 고정되는 다른 측정바에 변위센서(250)의 양측이 각각 연결되어 나선에 밀착되는 측정바 및 다른 측정바에 작용하는 응력을 감지하게 된다.

계속하여, 상기 락볼트(100)는, 가장자리에는 커버장착요부(170)가 함몰 형성되어 변위측정유니트(200)를 견고하게 고정하면서 측정홀의 내측에 락볼트를 진입시킬 때에도 변위측정유니트가 유동되는 것을 최소화 하게 된다.

또한, 상기 변위측정유니트(200)는, 커버의 중앙부에 주름부(205)가 구비되어 커버가 락볼트에 용접등으로 각각 고정된 후 락볼트에 변위가 일어날 때 상기 커버가 주름부를 중심으로 신축토록 되어 커버의 주름부를 제외한 커버의 양측에 각각 고정되는 변위센서(250)에서 변위 값을 알 수 있게 된다.

이상과 같이 접촉면적을 증대시키는 스파이럴 형상의 락볼트와 그 둘레에 장착되는 변위측정유니트(200)를 통하여 측정홀의 내측에서 터널등의 변위값을 신속하게 측정할 수 있게 되는 것이다.

100...락볼트 101...나선
105...요부 200...변위측정유니트
201...가이드돌기 205...주름부
211...밀착면 250...변위센서
253...슬롯

Claims (6)

1. 터널(T)등의 측정홀(H)에 삽입되면서 스파이럴형상으로 형성되는 락볼트(100); 및,
   상기 락볼트(100)에 하나 이상 고정되면서 내측에 락볼트와 동시에 변형되는 커버의 변위를 측정토록 변위센서가 구비되는 변위측정유니트(200)의 연결구조로 이루어진 스파이럴형 락볼트를 이용한 지중변위 측정장치
2. 제1항에 있어서, 상기 변위측정유니트(200)는, 요부(105)에 대응되는 고정턱(211)을 갖는 상부커버(210) 및 하부커버(230)의 결합구조로 이루어지며,
   상기 고정턱이 일정간격으로 연속되는 요부(105)와 돌출되는 나선(101)을 갖는 락볼트에 고정되어 나선 사이의 변위를 측정토록 설치되는 것을 특징으로 하는 스파이럴형 락볼트를 이용한 지중변위 측정장치
3. 제1항에 있어서, 상기 변위측정유니트(200)는, 나선을 따라 회전되면서 가변되는 측정바가 돌출되어 락볼트에 결합되는 것을 특징으로 하는 스파이럴형 락볼트를 이용한 지중변위 측정장치
4. 제3항에 있어서, 상기 변위측정유니트(200)는, 상기 나선(101)에 지지되는 측정바(251)가 상부커버 또는 하부커버중 어느 하나에 형성되는 슬롯(253)을 따라 이동가능토록 설치되는 것을 특징으로 하는 스파이럴형 락볼트를 이용한 지중변위 측정장치
5. 제1항에 있어서, 상기 락볼트(100)는, 가장자리에는 커버장착요부(170)가 함몰 형성되어 상부커버 및 하부커버의 결합구조로 이루어진 변위측정유니트(200)가 장착되어 용접결합되는 것을 특징으로 하는 스파이럴형 락볼트를 이용한 지중변위 측정장치
6. 제5항에 있어서, 상기 변위측정유니트(200)는, 내경이 관통되는 통체로서 이루어지면서 커버의 중앙부에 주름부(205)가 구비되는 것을 특징으로 하는 스파이럴형 락볼트를 이용한 지중변위 측정장치

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