KR20230005573A - Measurement method of displacement using a measuring target with automatic transport function - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자동 이송부 기능을 갖는 측정타겟을 이용한 내공변위 측정방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 작업 현장의 효율성을 최적화시키면서 터널 공사 현장의 보다 정밀한 내공변위 측정을 구현할 수 있는 자동 이송부 기능을 갖는 측정타겟을 이용한 내공변위 측정방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for measuring internal displacement using a measurement target having an automatic transfer unit function, and more particularly, to a method for measuring internal displacement using an automatic transfer unit function capable of realizing more precise measurement of internal displacement at a tunnel construction site while optimizing the efficiency of a work site. It relates to a method for measuring internal hole displacement using a measurement target.
오늘날 터널 시공 공법에는 새로운 첨단 공법이 나날이 개발되고 있다. 이때 가장 문제가 되는 것은 터널 내공의 변위로 인하여 터널 구조물이 붕괴하여 대형사고가 발생할 가능성이 있다는 점이다. In today's tunnel construction method, new cutting-edge methods are being developed day by day. The biggest problem at this time is that the tunnel structure collapses due to the displacement of the tunnel cavity, and there is a possibility of a major accident.
일반적으로 터널은 선상 구조물이라는 특수성 때문에 사전에 이루어진 지반조사로부터 파악된 정보는 제한적으로 이용된다. 발생 응력이나 지반 강도는 굴착 공법과 지보(支保)의 시공방법에 의해서도 변하므로 시공에 따른 지반의 거동 특성을 명확하게 측정하는 방법이 필요하다.In general, because tunnels are shipboard structures, information obtained from preliminary ground investigations is limitedly used. Since the generated stress or ground strength also changes depending on the excavation method and the construction method of the support, a method for clearly measuring the behavior characteristics of the ground according to the construction is needed.
일반적인 터널 굴착공사의 경우, 암반을 굴착하여 지보공(支保工)을 형성한 후 지보공 내부의 암반 면에 형성된 균열의 진행을 방지하기 위하여 풍화암, 연암, 경암 등의 암(岩) 타입에 따라 구분하여 적절하게 숏크리트를 타설하는데, 이때 터널의 내공변위 및 진단변위를 계측하여 그 결과치를 시공에 반영함으로써 공사를 안전하게 진행할 수 있다. In the case of general tunnel excavation work, after the rock mass is excavated to form a support hole, in order to prevent the progress of cracks formed on the rock surface inside the support hole, it is classified according to the type of rock such as weathered rock, soft rock, and hard rock. Shotcrete is properly poured, and at this time, the tunnel displacement and diagnostic displacement are measured, and the result is reflected in the construction, so that the construction can proceed safely.
대표적인 방법이 터널 내공에 반사판을 가진 타겟을 터널에 부착하고, 레이저 광선을 발사하여 그 타겟에서 반사되는 광선의 속도를 측정하여 터널의 길이(거리)를 파악하고, 또 소정의 기준점과의 각도 변위량을 측정하여 터널 내부의 내공 변위량을 파악하는 방법이다.A representative method is to attach a target with a reflector to the tunnel, emit a laser beam, measure the speed of the beam reflected from the target, determine the length (distance) of the tunnel, and determine the amount of angular displacement with respect to a predetermined reference point. It is a method to determine the amount of internal hole displacement inside the tunnel by measuring .
기존의 변위량 측정을 위한 타겟은 터널의 내공변위 및 천단변위 측정용 핀을 설치한 후 숏크리트를 타설하는 경우 타겟이 숏크리트에 매립될 수 있는 문제가 있으며, 터널의 막장에 설치하는 경우 암반 발파로 인하여 비산되는 파편과의 충돌로 인하여 타겟이 망실 되어 터널 내공의 초기치를 계측할 수 없는 문제가 있고, 또한 장비 운행 등에 따른 타격으로 타겟이 망실되는 문제가 있다.Existing targets for measuring the amount of displacement have a problem in that the target can be buried in the shotcrete when shotcrete is placed after installing pins for measuring tunnel displacement and ceiling displacement, and when installed at the end of a tunnel, due to rock blasting There is a problem in that the target is lost due to a collision with scattered fragments, so that the initial value of the tunnel hole cannot be measured, and there is also a problem in that the target is lost due to damage caused by equipment operation.
이러한 문제를 해결하기 위하여 본 출원인은 자동 이송부를 갖는 측정타겟을 개발하여 출원한 바 있다. 상기 자동 이송부를 갖는 측정타겟은 측정 타겟부가 선택적으로 터널 외측으로 노출시키고 미사용 시에는 타겟부를 폐쇄시킴에 따라 터널 굴착에 따른 타겟의 망실 문제를 해소할 수 있다.In order to solve this problem, the present applicant has developed and applied for a measurement target having an automatic transfer unit. The measurement target having the automatic transfer unit can solve the problem of target loss due to tunnel excavation by selectively exposing the measurement target unit to the outside of the tunnel and closing the target unit when not in use.
하지만, 위와 같이 기능화된 측정타겟을 이용하여 측정시에도 타겟 측정 장비(레이저 측정기)를 이용하여 측정할 시 번잡한 공사 현장에서 측정 장비를 매번 설치 및 회수해야하기 때문에 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라, 측정 장치의 위치를 세팅하는 과정에서 시간이 소요되며 위치 변화에 따른 측정 정밀도를 크게 저하시키는 문제도 발생하게 된다.However, even when measuring using a functionalized measurement target as above, when measuring using a target measuring device (laser measuring device), it takes a lot of time because the measuring device must be installed and retrieved every time at a busy construction site, and it takes a lot of time to measure. It takes time in the process of setting the position of the device, and a problem of greatly deteriorating the measurement accuracy according to the position change also occurs.
KR 10-2016-0032669호KR 10-2016-0032669
KR 10-1574727호KR 10-1574727
KR 10-2020-0082818호KR 10-2020-0082818
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 터널의 내공변위 및 천단변위 측정용 타겟을 제공함에 있어서, 설치의 용이성과 관리의 안정성 그리고 변위량 측정의 효율성을 모두 만족시킬 수 있는 굴착 터널의 내공변위 측정방법을 제공하고자 하는데 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention provides a target for measuring bore displacement and top displacement of a tunnel, which can satisfy all of the ease of installation, stability of management, and efficiency of displacement measurement. The purpose is to provide a measurement method.
특히, 본 발명은 외부 충격에 따른 파손의 문제점을 쉽게 해결할 수 있기 때문에 굴착 터널 막장에 근접하게 설치가 가능하고 이를 통해 실시간 변위량을 측정할 수 있어 측정 정밀도를 크게 향상시킬 수 있는 측정방법을 제공하고자 하는데 목적이 있다.In particular, since the present invention can easily solve the problem of damage caused by external impact, it is possible to install it close to the excavation tunnel end and measure the amount of displacement in real time through this to provide a measurement method that can greatly improve the measurement accuracy. has a purpose to
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 타겟부가 선택적으로 노출되는 자동 이송부를 구비한 측정타겟장치를 내공변위 측정을 위한 터널 내벽으로 다수개 설치하는 제 1단계, 미사용 시 외부로 노출되지 않으며, 사용 시 승강 구동방식을 통해 상부로 노출되어 상기 측정타겟장치를 통해 공사 터널의 내공변위 측정을 위한 측정장치를 터널 막장으로부터 일정거리를 두고 터널 내벽 일측으로 매설되도록 설치하는 제 2단계, 공사 터널의 내공변위 측정을 위해 상기 측정타겟장치의 타겟부가 외부로 노출되도록 상기 자동 이송부를 구동시켜 상기 타겟부를 외부로 노출시켜 측정을 준비하는 제 3단계, 상기 제 2단계에서 매설 설치된 상기 측정장치를 승강 구동시킨 후 승강이 완료되면 상기 측정타겟장치의 타겟부 위치를 측정하기 위한 측정을 준비하는 제 4단계, 상기 측정타겟장치의 타겟부의 위치를 검출하는 제 5단계, 상기 제 5단계에서 측정이 완료된 후 상기 측정타겟장치의 자동 이송부를 제어하는 타겟부를 원위치로 복귀시키는 제 6단계 및 상기 제 5단계에서 측정이 완료된 후 상기 측정장치를 하강 구동시켜 공사현장 외부로 노출되지 않도록 원위치로 복귀시키는 제 7단계를 포함하여 구성된다.The present invention for achieving the above object is the first step of installing a plurality of measurement target devices having an automatic transfer unit in which the target portion is selectively exposed to the inner wall of the tunnel for measuring the internal hole displacement, and is not exposed to the outside when not in use. , The second step of installing a measuring device for measuring the internal displacement of the construction tunnel through the measurement target device exposed to the top through the lifting drive method when in use so as to be buried on one side of the inner wall of the tunnel at a certain distance from the tunnel end, construction tunnel A third step of exposing the target portion to the outside by driving the automatic transfer unit so that the target portion of the measurement target device is exposed to the outside for measurement of the internal hole displacement, and lifting the measuring device installed buried in the second step When the elevation is completed after driving, the fourth step of preparing a measurement for measuring the position of the target part of the measurement target device, the fifth step of detecting the position of the target part of the measurement target device, and after the measurement is completed in the fifth step The sixth step of returning the target unit controlling the automatic feeder of the measurement target device to its original position and the seventh step of returning the target unit to its original position by lowering the measuring device after the measurement is completed in the fifth step so that it is not exposed to the outside of the construction site It is composed of.
또한, 상기 제 1단계는, 상기 측정타겟장치를 굴착 터널의 막장면을 기준으로 일정 간격을 두고 외측 방향으로 다수의 위치에 각각 설치하며, 하나의 단면 위치를 기준으로 터널 내주면을 따라 다수개가 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the first step, the measurement target device is installed at a plurality of positions in the outward direction at regular intervals based on the face of the excavation tunnel, and a plurality of devices are installed along the inner circumferential surface of the tunnel based on one cross-sectional position. characterized by being
또한, 상기 제 1단계에서 설치되는 다수의 위치에 대한 상기 측정타겟장치는 상기 제 4단계에서 승강 완료된 상기 측정장치를 통해 모두 측정한 후 상기 측정타겟장치와 측정장치를 원위치로 복귀시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the measurement target device for the plurality of positions installed in the first step is measured through the measurement device that has been lifted in the fourth step, and then the measurement target device and the measurement device are returned to their original positions. do.
또한, 상기 제 2단계는, 상기 측정장치를 터널 막장으로부터 일정 거리 이격된 터널 내벽 일측으로 측정장치 매설을 위한 매설 공간을 형성하는 제 2-1단계, 상기 제 2-1단계에서 형성된 매설 공간으로 상기 측정장치를 위치시키는 제 2-2단계, 상기 제 2-2-단계에서 매설 공간으로 위치된 상기 측정장치에 전원과 통신부를 연결하는 제 2-3단계 및 상기 제 4단계에 따른 내공변위 측정을 위하여 상기 측정장치를 구동시켜 외부로 승강되도록 제어하는 제 2-4단계를 포함하여 구성된다.In addition, the second step is the 2-1st step of forming a buried space for burying the measuring device on one side of the inner wall of the tunnel spaced apart from the tunnel end by a certain distance, and the buried space formed in the 2-1st step. The 2-2 step of locating the measuring device, the 2-3 step of connecting power and a communication unit to the measuring device located in the buried space in the 2-2-step, and the internal displacement measurement according to the 4 step It is configured to include a 2nd to 4th step of controlling to drive the measuring device so that it is lifted to the outside for the purpose.
또한, 상기 제 6단계 후에는, 상기 측정장치를 통해 측정된 내공변위값을 중앙서버로 전송하는 제 8단계를 더 포함하여 구성된다.In addition, after the sixth step, an eighth step of transmitting the internal hole displacement value measured by the measuring device to the central server is further included.
또한, 상기 제 3단계는, 상기 측정장치가 외부 중앙서버로부터 제어를 받아 내공변위 측정을 시작하면 무선통신으로 상기 측정타겟장치에 신호를 인가하여 상기 타겟부가 외부로 노출되도록 제어한 후 상기 측정장치로부터 측정을 시작하는 것을 특징으로 한다.In the third step, when the measurement device receives control from an external central server and starts measuring internal hole displacement, a signal is applied to the measurement target device through wireless communication to control the target portion to be exposed to the outside, and then the measurement device It is characterized in that the measurement starts from.
또한, 상기 제 4단계는, 터널 내공변위 측정을 위해 상기 측정장치를 승강 구동시켜 외부로 노출시킨 후 상기 측정타겟장치의 타겟부로 측정값을 획득하기 전에 임의의 기준점을 기준으로 영점 세팅을 위한 측정장치의 위치를 정렬하는 정렬단계를 더 포함하여 구성된다.In addition, in the fourth step, after exposing the measurement device to the outside by lifting and driving the measurement device to measure the displacement in the tunnel, measurement for setting a zero point based on an arbitrary reference point before obtaining a measurement value with the target unit of the measurement target device. It is configured to further include an alignment step of aligning the position of the device.
또한, 상기 제 1단계는, 터널 굴착에 따른 막장이 전진하면 전진된 거리만큼 추가적으로 상기 측정타겟장치를 계속적으로 설치하면서 임의의 위치에 고정된 상기 측정장치로 계속 측정하면서 내공변위를 측정한다.Further, in the first step, when the face is moved forward due to tunnel excavation, the internal hole displacement is measured while continuously installing the measurement target device by the advanced distance and continuously measuring it with the measuring device fixed at an arbitrary position.
또한, 터널 굴착에 따른 막장이 전진하면 전진된 거리만큼 추가적으로 설치되는 상기 측정타겟장치를 통해 내공변위를 측정하되, 임의의 거리만큼 터널 굴착이 진행되면 상기 측정장치를 전방으로 재설치한 후 다시 상기 제 3단계 내지 제 7단계를 반복 수행하여 내공변위를 측정하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the face is advanced due to tunnel excavation, the displacement of the hole is measured through the measurement target device additionally installed by the advanced distance. It is characterized in that the internal hole displacement is measured by repeatedly performing
또한, 상기 측정장치는, 터널 공사 현장 바닥으로 매설 위치되는 수용부가 마련된 하나의 몸체부, 상기 몸체부의 수용부가 위치하는 측정부, 상기 몸체부 상부측을 선택적으로 개방시키는 커버부, 상기 측정부를 몸체부 외부로 승강 구동시키고, 승강 구동에 따라 상기 커버부를 개방시키는 구동부, 상기 측정부를 통해 검출된 상기 측정타겟장치의 변위값을 외부 중앙서버로 송신하는 통신부 및 상기 구동부와 측정부 그리고 통신부로 전원을 공급하는 전원부를 포함하여 구성된다.In addition, the measuring device includes one body portion provided with an accommodating portion buried in the floor of a tunnel construction site, a measuring portion in which an accommodating portion of the body portion is located, a cover portion for selectively opening the upper side of the body portion, and a body portion for measuring the body portion. A drive unit that lifts and drives the outside of the unit and opens the cover according to the lift drive, a communication unit that transmits the displacement value of the measurement target device detected through the measurement unit to an external central server, and power to the drive unit, the measurement unit, and the communication unit. It is configured to include a power supply unit to supply.
또한, 상기 제 1단계는, 굴착 터널 막장 전진에 따라 일정 반경 내에서는 전진 거리만큼 상기 측정타겟장치를 연속적으로 설치하고 측정장치는 고정된 위치에서 변위량 측정을 실시하며, 상기 일정 반경을 벗어난 막장 전진 거리가 발생할 경우 상기 측정장치를 이동 설치하여 변위량을 측정하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the first step, the measurement target device is continuously installed as much as the forward distance within a certain radius according to the advancement of the excavation tunnel face, the measurement device measures the amount of displacement at a fixed position, and the face advance beyond the certain radius. When a distance occurs, it is characterized in that the amount of displacement is measured by moving and installing the measuring device.
또한, 상기 중앙서버는, 상기 측정장치로부터 측정되는 상기 측정타겟장치의 최초 위치 정보를 수신받아 저장하고, 상기 측정장치가 내공변위 측정을 위하여 상기 측정타겟장치의 위치를 반복 검출할 때 상기 중앙서버로부터 최초 위치 정보를 수신받아 측정 기준점을 결정한 후 내공변위 측정을 위한 측정을 시작하는 것을 특징으로 한다.In addition, the central server receives and stores initial location information of the measurement target device measured from the measurement device, and when the measurement device repeatedly detects the location of the measurement target device to measure internal hole displacement, the central server It is characterized in that the measurement for measuring the internal hole displacement is started after receiving the initial location information from and determining the reference point for measurement.
또한, 상기 제 5단계는, 상기 측정장치를 승강 구동시키는 제 5-1단계, 상기 제 5-1단계에서 승강 구동이 완료된 측정장치의 기준점에 해당하는 영점 세팅을 위하여 정렬하는 제 5-2단계, 상기 중앙서버로부터 상기 측정타겟장치의 위치 정보를 수신하는 제 5-3단계, 위치 정보 수신을 완료한 후 상기 측정타겟장치로부터 내공변위값 검출을 위하여 위치를 측정하는 제 5-4단계 및 상기 제 5-4단계에서 검출된 내공변위값을 상기 중앙서버로 제공하는 제 5-5단계를 포함하여 구성된다.In addition, the 5th step includes the 5-1st step of driving the measuring device up and down, and the 5-2nd step of aligning to set the zero point corresponding to the reference point of the measuring device that has been driven up and down in the 5-1st step. , the 5-3 step of receiving the location information of the measurement target device from the central server, the 5-4 step of measuring the location from the measurement target device to detect an intracavitary displacement value after receiving the location information, and the above and a step 5-5 of providing the internal hole displacement value detected in step 5-4 to the central server.
또한, 상기 제 5-4단계는, 상기 측정타겟장치의 위치정보를 저장하는 메모리부를 더 포함하고, 상기 메모리부에는 측정타겟장치별 ID 정보(위치정보)를 통해 측정대상이 되는 측정타겟장치별로 타겟부를 인출시키도록 제어하는 제 5-4-1단계, 하나의 상기 측정타겟장치에 대한 변위값을 검출하면 해당 측정타겟장치의 타겟부를 다시 수납시키도록 제어하는 제 5-4-2단계, 다음의 측정타겟장치의 타겟부를 노출시키도록 제어하는 제 5-4-3단계 및 상기 제 5-4-1단계 내지 제 5-4-3단계를 반복 수행하여 터널의 내공변위를 측정하는 제 5-4-4단계를 포함하여 구성된다.In addition, the step 5-4 further includes a memory unit for storing the location information of the measurement target device, and the memory unit stores the measurement target device ID information (location information) for each measurement target device. Step 5-4-1 of controlling the target unit to be drawn out, Step 5-4-2 of controlling the target unit of the corresponding measurement target device to be retracted when the displacement value of one measurement target device is detected, and then The 5-4-3 step of controlling to expose the target portion of the measurement target device and the 5-4-1 to 5-4-3 steps are repeated to measure the internal hole displacement of the tunnel. It consists of 4-4 steps.
또한, 상기 5-4-3단계는, 상기 측정장치가 다음의 측정 대상이 되는 측정타겟장치로 측정을 시작할 때 상기 메모리부에 저장된 ID 정보(위치정보)를 통해 상기 측정타겟장치의 위치를 확인하고, 상기 측정장치의 구동부를 구동시켜 측정 대상 측정타겟장치로 검출 위치를 결정한 후 변위값을 검출한다.In addition, in the step 5-4-3, when the measurement device starts to measure the next measurement target device, the location of the measurement target device is checked through the ID information (location information) stored in the memory unit. And, by driving the drive unit of the measurement device, the detection position is determined by the measurement object measurement target device, and then the displacement value is detected.
상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명은, 구동 방식을 통해 터널 내벽면으로 선택적인 노출이 구현되는 측정타겟장치와, 마찬가지로 구동 방식을 통해 바닥에서 외부측으로 선택적인 노출이 구현되는 측정장치를 통해 터널 굴착 현장에서 내공변위 측정을 효율적으로 구현할 수 있으며, 무엇보다 시간단축, 장비 안정화, 측정 정밀도를 향상시킬 수 있는 이점을 가지고 있다. The present invention configured and operated as described above is a tunnel through a measurement target device in which selective exposure is implemented to the inner wall surface of the tunnel through a driving method, and a measuring device in which selective exposure is implemented from the floor to the outside through a driving method. It is possible to efficiently measure internal displacement at the excavation site, and above all, it has the advantages of reducing time, stabilizing equipment, and improving measurement accuracy.
또한, 상기 측정타겟장치는 앵커 볼트를 시공 터널 벽에 천공 설치한 후 나사체결 방식으로 쉽게 체결하여 변위 측정 타겟을 설치할 수 있기 때문에 설치의 용이성을 갖는 이점이 있다.In addition, the measurement target device has an advantage of ease of installation because the displacement measurement target can be installed by easily fastening anchor bolts to the wall of the construction tunnel through a screw fastening method.
또한, 레이저 측정수단과 같은 측정장치를 이용하여 변위 측정을 위한 타겟이 구동 메커니즘을 통해 노출 또는 수납되기 때문에 열악한 터널 현장에서 발파, 굴착 등 공사과정에서 파손되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.In addition, since the target for measuring displacement using a measuring device such as a laser measuring means is exposed or accommodated through a driving mechanism, there is an advantage in preventing damage during construction such as blasting and excavation at a poor tunnel site.
또한, 타겟을 노출, 이송시키는 이송부와 타겟부의 구조적 특징을 통해 정밀하게 노출시킬 수 있어 결과적으로 변위 측정 정밀성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, it is possible to accurately expose the target through structural features of the transport unit and the target unit for exposing and transporting the target, and as a result, there is an effect of improving displacement measurement accuracy.
도 1은 본 발명에 따른 자동 이송부 기능을 갖는 측정타겟을 이용한 내공변위 측정방법의 개략적인 순서도,
도 2는 본 발명에 따른 자동 이송부 기능을 갖는 측정타겟을 이용한 내공변위 측정방법에 따른 시스템의 전체 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 자동 이송부 기능을 갖는 측정타겟을 이용한 내공변위 측정방법에서 측정장치의 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 자동 이송부 기능을 갖는 측정타겟의 개략도,
도 5는 본 발명에 따른 자동 이송부 기능을 갖는 측정타겟을 이용한 내공변위 측정방법에서 측정장치 설치 순서도,
도 6은 본 발명에 따른 자동 이송부 기능을 갖는 측정타겟을 이용한 내공변위 측정방법에서 측정장치와 시스템의 전체 구성도,
도 7은 본 발명에 따른 자동 이송부 기능을 갖는 측정타겟을 이용한 내공변위 측정방법의 일 실시예를 나타낸 도면,
도 8은 본 발명에 따른 측정타겟장치의 구동예를 도시한 도면,
도 9는 본 발명에 따른 자동 이송부 기능을 갖는 측정타겟을 이용한 내공변위 측정방법의 실시예를 나타낸 도면,
도 10은 본 발명에 따른 측정방법의 실시예를 도시한 도면.1 is a schematic flowchart of a method for measuring internal hole displacement using a measurement target having an automatic transfer unit function according to the present invention;
2 is an overall configuration diagram of a system according to a method for measuring internal hole displacement using a measurement target having an automatic feeder function according to the present invention;
3 is a configuration diagram of a measuring device in a method for measuring internal hole displacement using a measuring target having an automatic feeder function according to the present invention;
4 is a schematic diagram of a measurement target having an automatic feeder function according to the present invention;
5 is a flow chart of installing a measuring device in the method for measuring internal hole displacement using a measuring target having an automatic feeder function according to the present invention;
6 is an overall configuration diagram of a measuring device and system in a method for measuring internal hole displacement using a measuring target having an automatic feeder function according to the present invention;
7 is a view showing an embodiment of a method for measuring internal hole displacement using a measurement target having an automatic transfer unit function according to the present invention;
8 is a view showing a driving example of a measurement target device according to the present invention;
9 is a diagram showing an embodiment of a method for measuring internal hole displacement using a measurement target having an automatic feeder function according to the present invention;
10 is a diagram showing an embodiment of a measuring method according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 자동 이송부 기능을 갖는 측정타겟을 이용한 내공변위 측정방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method for measuring internal hole displacement using a measurement target having an automatic feeder function according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 자동 이송부 기능을 갖는 측정타겟을 이용한 내공변위 측정방법에 관한 것으로, 타겟부가 선택적으로 노출되는 자동 이송부를 구비한 측정타겟장치를 내공변위 측정을 위한 터널 내벽으로 다수개 설치하는 제 1단계, 미사용 시 외부로 노출되지 않으며, 사용 시 승강 구동방식을 통해 상부로 노출되어 상기 측정타겟장치를 통해 공사 터널의 내공변위 측정을 위한 측정장치를 터널 막장으로부터 일정거리를 두고 터널 내벽 일측으로 매설되도록 설치하는 제 2단계, 공사 터널의 내공변위 측정을 위해 상기 측정타겟장치의 타겟부가 외부로 노출되도록 상기 자동 이송부를 구동시켜 상기 타겟부를 외부로 노출시켜 측정을 준비하는 제 3단계, 상기 제 2단계에서 매설 설치된 상기 측정장치를 승강 구동시킨 후 승강이 완료되면 상기 측정타겟장치의 타겟부 위치를 측정하기 위한 측정을 준비하는 제 4단계, 상기 측정타겟장치의 타겟부의 위치를 검출하는 제 5단계, 상기 제 5단계에서 측정이 완료된 후 상기 측정타겟장치의 자동 이송부를 제어하는 타겟부를 원위치로 복귀시키는 제 6단계 및 상기 제 5단계에서 측정이 완료된 후 상기 측정장치를 하강 구동시켜 공사현장 외부로 노출되지 않도록 원위치로 복귀시키는 제 7단계를 포함하여 구성된다.It relates to a method for measuring internal hole displacement using a measurement target having an automatic transfer unit function according to the present invention, wherein a plurality of measurement target devices having an automatic transfer unit in which the target unit is selectively exposed are installed on the inner wall of a tunnel for measuring internal hole displacement. Step, it is not exposed to the outside when not in use, and when in use, it is exposed to the top through the lift drive method, and the measuring device for measuring the internal displacement of the construction tunnel through the measuring target device is buried on one side of the inner wall of the tunnel at a certain distance from the tunnel end 2nd step of installing to measure the internal displacement of the construction tunnel; 3rd step of preparing for measurement by exposing the target to the outside by driving the automatic transfer unit so that the target of the measurement target device is exposed to the outside; A fourth step of preparing measurement for measuring the position of the target part of the measurement target device when the elevation is completed after driving the measuring device installed buried in the step, a fifth step of detecting the position of the target part of the measurement target device, After the measurement is completed in the 5th step, the 6th step of returning the target unit controlling the automatic transfer unit of the measurement target device to its original position, and after the measurement is completed in the 5th step, the measuring device is driven downward to expose it to the outside of the construction site It is configured to include a seventh step of returning to the original position so that it does not.
본 발명에 따른 자동 이송부 기능을 갖는 측정타겟을 이용한 내공변위 측정방법은, 터널 굴착 현장에서 내공변위를 측정할 때 측정 효율성, 타겟 손실 방지, 측정장비의 안정적인 보관, 관리의 용이성, 측정 시간 단축, 내공변위 원격 제어 등 터널 굴착 현장에서 매우 우수한 내공변위 측정방법을 제공할 수 있는 주요 기술에 해당한다.According to the present invention, the method for measuring internal displacement using a measurement target having an automatic conveyor function provides measurement efficiency, prevention of target loss, stable storage of measuring equipment, ease of management, reduction of measurement time when measuring internal displacement at a tunnel excavation site, It is a major technology that can provide a very excellent method for measuring internal displacement at tunnel excavation sites, such as remote control of internal displacement.
특히, 본 발명은 구동 방식을 통해 선택적으로 노출되는 측정타겟장치와 측정장치를 통해 열악한 공사 현장에서 장치들의 손상 없이 안정적인 측정을 구현하고 원격제어를 통해 야간에도 실시간 측정이 가능하여 전반적으로 작업 효율성을 증대시킬 수 있는 내공변위 측정방법을 제공할 수 있는 이점이 있다.In particular, the present invention implements stable measurement without damage to devices at a poor construction site through a measurement target device and a measurement device that are selectively exposed through a driving method, and real-time measurement is possible even at night through remote control, thereby improving overall work efficiency. There is an advantage of providing a method for measuring internal hole displacement that can be increased.
도 1은 본 발명에 따른 자동 이송부 기능을 갖는 측정타겟을 이용한 내공변위 측정방법의 개략적인 순서도이다. 1 is a schematic flow chart of a method for measuring internal hole displacement using a measurement target having an automatic feeder function according to the present invention.
본 발명에 따른 내공변위 측정방법은 자동 이송부를 갖는 측정타겟장치와 승강 방식을 갖는 측정장치를 통해 실시된다. 아래에서 각각의 구성을 보다 상세히 설명하기로 하며, 측정방법의 순서를 설명한다. The method for measuring internal hole displacement according to the present invention is performed using a measurement target device having an automatic transfer unit and a measuring device having an elevation method. Below, each configuration will be described in more detail, and the order of the measurement method will be described.
우선, 내공변위 측정을 위하여 터널의 내벽면으로는 다수의 측정타겟장치가 설치되며, 상기 측정타겟장치는 본 출원인 출원한 발명으로써, 개략적으로 터널 내벽면으로 타공을 실시한 후 상기 측정타겟장치를 삽입 설치한다. 그리고 측정타겟장치 내부에 마련된 이송부에 의해 타겟부를 선택적으로 외부로 노출시킬 수 있으며, 미사용 시에서는 타겟부를 다시 복귀시켜 외부로부터 파손을 방지할 수 있다.First, in order to measure the internal hole displacement, a plurality of measurement target devices are installed on the inner wall surface of the tunnel, and the measurement target device is an invention filed by the present applicant. Roughly, a hole is drilled into the inner wall surface of the tunnel and then the measurement target device is inserted. install In addition, the target part can be selectively exposed to the outside by the transfer part provided inside the measurement target device, and when not in use, the target part can be restored to prevent damage from the outside.
따라서, 상기 측정타겟장치는 타겟부가 선택적으로 노출되는 자동 이송부를 구비한 측정타겟장치로써, 이를 내공변위 측정을 위한 터널 내벽으로 다수개 설치되는 제 1단계(S100)이다. 일반적으로 측정타겟은 터널 굴착방향을 따라 일정 간격을 두고 설치되며 단면 기준으로 내벽면 원주면을 따라 다시 다수개 설치하여 각 포인트에 대한 내공변위를 측정한다. Therefore, the measurement target device is a measurement target device having an automatic transfer unit through which the target unit is selectively exposed, and is a first step (S100) in which a plurality of units are installed on the inner wall of the tunnel for measuring the hole displacement. In general, measurement targets are installed at regular intervals along the tunnel excavation direction, and a plurality of measurement targets are installed again along the circumferential surface of the inner wall on a cross-sectional basis to measure the displacement of the hole at each point.
상기 제 1단계(S100)에서 측정타겟장치가 설치되면 상기 측정타겟장치의 변위량을 검출하기 위한 측정장치를 설치하는 제 2단계(S200)로써, 본 발명의 주요 기술로써, 상기 측정장치도 마찬가지로 승강 구동방식을 통해 외측으로 선택적인 노출이 가능한 승강 구동방식의 측정장치가 적용된다.If the measurement target device is installed in the first step (S100), as a second step (S200) of installing a measuring device for detecting the displacement of the measurement target device, as the main technology of the present invention, the measuring device is also lifted and lowered. A measuring device of a lifting and lowering driving method, which can be selectively exposed to the outside through a driving method, is applied.
상기 측정장치는 레이저 조사 방식의 측정장비에 해당하며, 이를 설치하기 위하여 터널 바닥이나 측벽면 등 타겟장치로부터 일정 거리를 두고 터널 내벽면 일측으로 매설되도록 설치한 후 사용 시 외부로 노출시키고 미사용 시에는 내부로 복귀하는 승강 구동방식의 측정장치가 적용되며, 해당 구성은 아래 도면에서 상세히 설명한다.The measuring device corresponds to a laser irradiation type measuring device, and in order to install it, it is installed to be buried on one side of the inner wall of the tunnel at a certain distance from the target device such as the tunnel floor or side wall, and then exposed to the outside when in use, and when not in use A measuring device of a lift drive type that returns to the inside is applied, and its configuration will be described in detail in the drawings below.
따라서, 상기 측정장치는 막장면을 기준으로 일정 거리를 두고 설치되며, 막장면에서 소정간격으로 설치되는 상기 측정타겟장치의 변위량을 검출하게 된다. 매설 방식으로 설치되는 측정장치는 필요시 동작시키고 미사용 시 내부로 복귀되기 구조를 가지기 때문에 공사 현장의 특성상 인력이나 장비 이동시에도 별도의 철저작업 없이 용이하게 관리할 수 있을 뿐만 아니라, 외부 충격으로부터 파손을 방지할 수 있는 큰 장점이 있다.Therefore, the measuring device is installed at a certain distance from the face of the face, and detects the amount of displacement of the measuring target device installed at a predetermined interval from the face of the face. Since the measuring device installed in the buried method has a structure that operates when necessary and returns to the inside when not in use, not only can it be easily managed without separate thorough work even when moving personnel or equipment due to the nature of the construction site, but also it can be damaged from external impact. There are great advantages to avoiding it.
상기 제 1단계(S100)와 제 2단계(S200)를 통해 측정타겟장치와 측정장치가 굴착 터널 현장에서 설치된 후 변위 측정을 실시할 경우 상기 측정타겟장치의 이송부를 구동시켜 타겟부를 노출시키고, 상기 측정장치를 승강 구동시킨 다음 측정을 시작한다.After the measurement target device and the measurement device are installed at the excavation tunnel site through the first step (S100) and the second step (S200), when displacement measurement is performed, the transfer unit of the measurement target device is driven to expose the target portion, Start the measurement after driving the measuring device up and down.
즉, 공사 터널의 내공변위 측정을 위해 상기 측정타겟장치의 타겟부가 외부로 노출되도록 상기 자동 이송부를 구동시켜 상기 타겟부를 외부로 노출시켜 측정을 준비하는 제 3단계(S300)와, 상기 제 2단계에서 매설 설치된 상기 측정장치를 승강 구동시킨 후 승강이 완료되면 상기 측정타겟장치의 타겟부 위치를 측정하기 위한 측정을 준비하는 제 4단계(S400)를 실시한다.That is, a third step (S300) of preparing for measurement by exposing the target portion to the outside by driving the automatic transfer unit so that the target portion of the measurement target device is exposed to the outside in order to measure the internal displacement of the construction tunnel, and the second step After driving the buried measuring device up and down, when the elevation is completed, a fourth step (S400) of preparing a measurement for measuring the position of the target part of the measurement target device is performed.
상기 제 3단계와 제 4단계가 완료되면 상기 측정타겟장치의 타겟부의 위치를 검출하는 제 5단계(S500)를 통해 터널의 변위량을 검출한다. 상기 측정장치는 레이저 검출 방식으로써, 측정장치에서 조사되는 레이저빔을 측정타겟장치로 조사하여 터널의 변위량을 검출하는 것이다. 이때, 거리별로 설치되는 측정타겟장치와 터널 내주면을 따라 설치되는 측정타겟장치를 모두 검출하기 위하여 측정장치를 X축과 Y축 방향으로 구동하면서 타겟의 변위량을 검출할 수 있다. When the third and fourth steps are completed, the displacement amount of the tunnel is detected through the fifth step (S500) of detecting the position of the target part of the measurement target device. The measuring device is a laser detection method, and detects the amount of displacement of the tunnel by radiating a laser beam emitted from the measuring device to a measuring target device. At this time, in order to detect both the measurement target device installed for each distance and the measurement target device installed along the inner circumferential surface of the tunnel, the amount of displacement of the target may be detected while the measurement device is driven in the X-axis and Y-axis directions.
상술한 바와 같이 변위량 측정을 위하여 측정장치와 측정타겟장치의 설치 그리고 측정을 위한 각 장치들의 구동을 통해 변위량 측정을 끝마치면 측정타겟장치의 타겟부를 원위치시켜 복귀시키는 제 6단계(S600)와 상기 제 5단계에서 측정이 완료된 후 상기 측정장치를 하강 구동시켜 공사현장 외부로 노출되지 않도록 원위치로 복귀시키는 제 7단계(S700)를 통해 변위량 측정과정을 종료한다. As described above, the sixth step (S600) of returning the target part of the measurement target device to its original position when the displacement measurement is completed through the installation of the measuring device and the measurement target device and the driving of each device for measuring the displacement amount as described above. After the measurement is completed in
도 2는 본 발명에 따른 자동 이송부 기능을 갖는 측정타겟을 이용한 내공변위 측정방법에 따른 시스템의 전체 구성도이다.2 is an overall configuration diagram of a system according to a method for measuring internal hole displacement using a measurement target having an automatic feeder function according to the present invention.
본 발명의 내공변위 측정방법에는 크게 터널 내벽에 설치되는 측정타겟장치(100)와 상기 측정타겟장치로부터 변위량을 검출하기 위해 임의의 위치에 해당하는 터널 바닥면에 설치되는 측정장치(200)로 구성되고, 상기 측정장치에서 검출되는 측정값은 통신망을 통해 외부에 마련된 중앙서버(300)로 전송한다. 이를 위하여 상기 측정장치(200)는 전원부(250) 그리고 통신부(260)가 구성되며, 바람직하게 상기 통신부(260)는 무선통신으로 구현되는 것이 바람직하지만, 이더넷 등의 유선망으로도 적용될 수 있다.The method for measuring internal hole displacement of the present invention largely consists of a
상기 측정장치(200)로부터 검출되는 내공변위값은 상기 중앙서버(300)에서 수신 받으며 공사 관리자는 상기 중앙서버와 연결된 중앙 단말기(310)를 통해 변위값을 모니터링하고 이로부터 공사 현장을 관리감독하게 되는 것이다.The internal hole displacement value detected by the measuring
도 3은 본 발명에 따른 자동 이송부 기능을 갖는 측정타겟을 이용한 내공변위 측정방법에서 측정장치의 구성도이다.3 is a block diagram of a measuring device in a method for measuring internal hole displacement using a measuring target having an automatic feeder function according to the present invention.
상기 측정장치(200)는 굴착 터널의 바닥으로 일정깊이 매설하여 설치되는 것이 주요 특징이며, 미사용 시에는 보관 상태에 있다가 사용 시에는 상부측으로 승강 구동하여 측정을 실시하고 다시 하강 구동시켜 터널 내벽으로 매설하여 보관시킬 수 있는 구조를 갖는다. 이를 위하여 상기 측정장치는 터널 내벽면으로 일정깊이의 매설 공간을 마련하고 여기서 매설 설치하는데, 측정장치(200)를 보호하는 소정 크기의 몸체(210)와 상기 몸체 내부에 위치하는 레이저 방식의 측정부(230), 상기 몸체 상부측을 선택적으로 개방시키는 커버부(220), 상기 측정부를 상부측으로 승강 구동시키기 위한 구동부(240), 그리고 전원을 인가하는 전원부(250)와 외부 통신을 위한 통신부(260)를 포함한다.The main feature of the measuring
측정부(230)는 레이저 모듈을 포함하는 구성으로써, 레이저빔을 조사하여 반사되는 값을 검출하는 기능을 포함하는 레이저 모듈이며, 레이저빔을 X축, Y축 방향으로 구동하여 조사할 수 있는 기능을 포함한다. 따라서, 상기 측정부는 레이저빔을 측정타겟장치로 조사함으로써 터널 침하에 따라 발생되는 변위량을 검출할 수 있는 것이다.The measuring
상기 구동부(240)는 상기 측정부를 외부로 노출시키거나 다시 원위치 시키기 위한 구동수단으로써, 일반적으로 구동모터를 이용하여 상기 측정부를 상부측으로 승강 구동시키거나 하강 구동시키게 되는데, 구동부의 구동방식은 공지의 다양한 구동기술을 채택하여 적용할 수 있으며, 구동모터에 한정짓는 것은 아니다.The driving
따라서, 외부 단말기(본 발명의 중앙서버)로부터 제어 신호를 수신 받으면 상기 구동부(240)가 동작하여 측정부를 외측으로 노출되도록 승강 제어하고, 변위량 측정이 종료되면 다시 측정부를 몸체 내측으로 수납되도록 하강 구동시킴으로써 미사용 시 몸체 내부에 수납되는 구조를 갖는다. Therefore, when a control signal is received from an external terminal (central server of the present invention), the
이와 같이 바닥면에 매설 설치되는 측정장치를 통해 측정 후 장치를 분리하거나 회수하는 시간을 절약할 수 있을 뿐만 아니라, 공사 현장에서 발생되는 충격이나 건설장비 이동에 따른 파손 위험을 방지할 수 있어 매우 효율적인 변위량 측정방법을 실현할 수 있는 것이다.In this way, through the measuring device buried in the floor, it is possible to save the time to separate or collect the device after measurement, as well as to prevent the risk of damage caused by shock or movement of construction equipment at the construction site, which is very efficient. It is possible to realize the displacement measurement method.
도 4는 본 발명에 따른 자동 이송부 기능을 갖는 측정타겟의 개략도이다. 본 발명에 따른 측정타겟장치(100)는 본 출원인이 출원한 측정타겟으로써, 터널 내벽으로 일정 깊이의 타공을 형성하고 여기서 끼움 결합 또는 체결 결함을 통해 타공홈에 끼움 설치된다. 측정타겟장치 끝단으로는 이송부(120)에 의해 선택적으로 노출되는 타겟부(110)가 마련되어 있으며, 상기 타겟부는 미사용 시 다시 측정타겟장치 내측으로 수납되는 구조는 갖는다. 이러한 측정타겟장치는 막장 전진에 필요에 발파 과정에서 파편으로 인한 파손을 방지할 수 있으며, 이러한 기능을 통해 기존에는 타겟 보호를 위하여 막장면에서 상당한 거리를 두고 설치하였지만, 본 발명의 측정타겟장치는 막장면에 근접하게 설치할 수 있기 때문에 변위량 측정을 보다 정밀하게 실시할 수 있는 이점이 있다.4 is a schematic diagram of a measurement target having an automatic feeder function according to the present invention. The
또한, 상기 측정타겟장치는 타겟부(110)의 구동을 원격에서 제어할 수 있는 통신모듈(미도시)을 구비하고 있으며, 앞서 측정장치의 제어방식에서와 같이 중앙 서버에서 직접 제어하거나 위치적으로 근접한 측정장치로부터 제어 신호를 수신 받아 타겟부의 노출과 수납을 제어할 수 있는 것이다. In addition, the measurement target device is provided with a communication module (not shown) capable of remotely controlling the operation of the
도 5는 본 발명에 따른 자동 이송부 기능을 갖는 측정타겟을 이용한 내공변위 측정방법에서 측정장치 설치 순서도이다.5 is a flow chart for installing a measuring device in the method for measuring internal hole displacement using a measuring target having an automatic feeder function according to the present invention.
앞서 도 3에서 설명한 바와 같이 본 발명의 측정장치(200)는 터널 바닥면에 설치되고 선택적으로 노출/수납을 구현하기 때문에 최초 설치 시 시공방법이 요구된다. 우선, 측정하고자 하는 임의의 위치에 측정장치를 바닥측으로 매설 설치하기 위하여 매설 공간을 형성한다(제 2-1단계; S210). 매설 공간은 측정장치의 외형 사이즈에 대응하도록 일정 깊이로 작업하여 형성시킨 후 매설 공간이 준비되면 측정장치를 위치시킨다(제 2-2단계; S220). 이때, 측정장치를 보호하기 위한 몸체를 매설하는데, 측정장치는 몸체에 일체로 조립된 완성품 상태로 설치될 수 있다.As described above in FIG. 3, since the measuring
상기 제 2-2단계를 통해 매설 공간에 위치한 측정장치에 전원부와 통신부를 연결하여 구동에 필요한 전원을 공급하고 신호 송수신을 위한 통신부를 연결한다. 통신부는 무선 또는 유선 방식으로 채택될 수 있으며, 바람직하게는 지하 터널 현장의 특성에 따라 원활한 통신 제어를 위하여 유선 방식이 적용되는 것이 바람직하다.Through step 2-2, the power supply unit and the communication unit are connected to the measuring device located in the buried space to supply power necessary for driving and connect the communication unit for signal transmission and reception. The communication unit may be adopted in a wireless or wired manner, and preferably, a wired manner is applied for smooth communication control according to the characteristics of the underground tunnel site.
상기 제 2-1단계 내지 제 2-3단계까지의 과정으로 설치가 완료되면 최초 측정을 위하여 외부에서 승강 신호를 인가하여 측정부가 외부로 노출되도록 승강 구동시켜 측정장치의 측정준비가 완료된다.When the installation is completed through the steps 2-1 to 2-3, a lifting signal is applied from the outside to expose the measuring unit to the outside for the first measurement, and the measuring device is ready for measurement.
도 6은 본 발명에 따른 자동 이송부 기능을 갖는 측정타겟을 이용한 내공변위 측정방법에서 측정장치와 시스템의 전체 구성도이다. 앞서 도 3에서의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 측정장치는 터널 현장의 바닥으로 매설 설치되며 외부 중앙 서버(300)의 통제를 받아 측정 과정을 수행한다. 측정을 수행하기 위해서는 몸체에 수납된 측정부(230)를 구동부에 의해 승강 구동시켜 외부측으로 노출되도록 하며 이때, 측정부를 커버링하는 커버부(220)가 개방되면서 상기 측정부(230)가 상부측으로 일정 높이 승강 구동되어 노출된다. 다수의 위치에 설치된 측정타겟장치를 통해 변위량을 측정한 후 검출된 측정값은 통신부(260)를 통해 중앙서버(300)에 전송시키고 현장을 관리 감독하는 관리자는 중앙 단말기(310)를 통해 터널의 변위량 상태를 실시간으로 모니터링 하게 된다. 6 is an overall configuration diagram of a measuring device and a system in a method for measuring internal hole displacement using a measuring target having an automatic feeder function according to the present invention. As described above in FIG. 3 , the measurement device according to the present invention is installed buried in the floor of a tunnel site and performs a measurement process under the control of an external
또한, 본 발명에서는 터널 내에 다수개로 설치되는 상기 측정타겟장치의 위치 정보를 상기 측정장치가 파악하여 해당 위치에 따라 상기 구동부(240)를 구동시켜 측정부(230)가 해당 타겟 위치에 조준되도록 제어하기 위하여 메모리부(270)를 포함하며, 상기 메모리부는 각 측정타겟장치의 위치정보를 포함하는 ID 정보를 저장하고 있으며, 상기 ID 정보에 따라 상기 구동부를 구동시켜 측정부가 해당 타겟으로 조준되도록 제어한다.In addition, in the present invention, the measurement device grasps the location information of the measurement target devices installed in plurality in the tunnel, and controls the
도 7은 본 발명에 따른 자동 이송부 기능을 갖는 측정타겟을 이용한 내공변위 측정방법의 일 실시예를 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 측정방법에 적용된 터널의 측단면도를 도시하고 있다. 굴착 막장면을 기준으로 일정간격(1 ~ 2m 단위)으로 두고 측정타겟장치(100)가 다수개 설치되며 이로부터 일정간격 떨어지는 터널 내벽 일측으로 측정장치(200)가 매설 설치되어 있다. 측정을 시작하면 측정장치를 상부측으로 승강 구동하여 노출되고 마찬가지로 측정타겟장치도 외부측으로 노출되어 측정을 시작한다. 측정이 완료되면 측정장치와 측정타겟장치는 다시 수납 상태 즉, 원위치로 복귀하면서 측정을 종료하고 미측정 시간동안 터널 굴착에 따른 전반적인 공사가 진행되는 것이다. 다시 측정이 요구될 때에는 측정장치와 측정타겟장치를 노출시켜 측정하게 된다.7 is a view showing an embodiment of a method for measuring internal hole displacement using a measurement target having an automatic feeder function according to the present invention. As shown, a cross-sectional side view of a tunnel applied to the measurement method according to the present invention is shown. A plurality of
한편, 본 발명에서는 상기 측정타겟장치가 설치된 위치 정보를 상기 중앙서버가 저장하고 있다. 최초 위치정보를 상기 측정장치를 통해 검출할 수 있거나 관리자의 입력을 통해 측정타겟장치가 설치된 위치정보를 입력할 수 있으며, 해당 정보를 중앙서버가 저장하고 있다가 내공변위 측정을 위하여 상기 측정타겟장치의 위치를 반복 검출할 때 상기 중앙서버로부터 최초 위치 정보를 수신받아 측정 기준점을 결정한 후 내공변위 측정을 위한 측정을 시작한다. 터널 내벽에 설치된 다수의 측정타겟장치 위치 정보를 모두 저장하고 있기 때문에 측정을 희망하는 위치별로 내공변위값을 선택적으로 측정할 수 있는 것이다.Meanwhile, in the present invention, the central server stores location information where the measurement target device is installed. Initial location information can be detected through the measuring device, or location information where the measurement target device is installed can be input through a manager's input. When the location of is repeatedly detected, first location information is received from the central server, a reference point for measurement is determined, and then measurement for internal displacement measurement is started. Since all of the location information of a plurality of measurement target devices installed on the inner wall of the tunnel is stored, the internal hole displacement value can be selectively measured for each desired location.
이러한 위치 정보를 기반으로 하여 측정장치가 내공변위 측정을 위한 과정을 상세히 설명하기로 한다. 상기 제 5단계를 구체적으로 설명하면, 상기 측정장치를 승강 구동시키는 제 5-1단계와, 상기 제 5-1단계에서 승강 구동이 완료된 측정장치의 기준점에 해당하는 영점 세팅을 위하여 정렬하는 제 5-2단계와 상기 중앙서버로부터 상기 측정타겟장치의 위치 정보를 수신하는 제 5-3단계와, 상기 측정타겟장치의 위치 정보 수신을 완료한 후 상기 측정타겟장치로부터 내공변위값 검출을 위하여 측정하는 제 5-4단계 그리고 상기 제 5-4단계에서 검출된 내공변위값을 상기 중앙서버로 제공하는 제 5-5단계를 포함하여 구성된다.A process for measuring internal hole displacement by the measuring device based on the location information will be described in detail. The fifth step will be described in detail. The 5-1 step of driving the measuring device up and down, and the 5th step of aligning the zero point corresponding to the reference point of the measuring device that has been driven up and down in the 5-1 step. Step -2 and step 5-3 of receiving the location information of the measurement target device from the central server, and measuring to detect an internal cavity displacement value from the measurement target device after completing the reception of the location information of the measurement target device Step 5-4 and Step 5-5 of providing the internal hole displacement value detected in step 5-4 to the central server.
도 8은 본 발명에 따른 측정타겟장치의 구동예를 도시한 도면이다. 터널 단면상 내주면을 따라 다수의 측정타겟장치(100)가 설치되어 있으며, 도시된 바와 같이 측정상태에서는 타겟부가 노출되고 측정을 종료하면 타겟부는 내부로 수납된 상태를 갖는다. 다시 측정 작업이 요구되면 타겟부를 노출시켜 측정을 수행한다. 아래 도 10에서 구체적으로 설명하겠지만, 측정장치가 각각의 타겟장치로부터 측정을 구현할 때는 순차적인 측정을 구현하여 측정장치의 레이저 산란 문제를 해소한다. 이는 아래에서 구체적으로 설명하기로 한다.8 is a diagram showing a driving example of a measurement target device according to the present invention. A plurality of
도 9는 본 발명에 따른 자동 이송부 기능을 갖는 측정타겟을 이용한 내공변위 측정방법의 실시예를 나타낸 도면이다. 도 9에서는 막장 전진에 따른 측정장치와 측정타겟장치의 전진 형태를 나타내고 있다.9 is a view showing an embodiment of a method for measuring internal hole displacement using a measurement target having an automatic feeder function according to the present invention. Figure 9 shows the forward form of the measuring device and the measuring target device according to the forward movement.
본 발명에서는 기본적으로 측정장치의 측정반경을 약 2km 까지 측정하는 것으로 하며, 2km 반경 내의 막장 전진시에서는 측정장치를 이동 설치하지 않고 한 위치에서 계속적으로 측정을 수행한다. 해당 반경 내에서는 측정타겟장치만 막장 전진에 따라 계속적으로 설치하면서 변위량을 측정하게 되고, 반경을 벗어난 시점에서는 측정장치를 이동 설치하여 측정을 수행한다.In the present invention, basically, the measurement radius of the measuring device is measured up to about 2 km, and when moving forward within a radius of 2 km, the measurement device is continuously measured at one location without moving and installing. Within the radius, only the measurement target device is continuously installed according to the forward movement, and the amount of displacement is measured, and at the time point outside the radius, the measurement device is moved and installed to perform measurement.
따라서, 본 발명은 비교적 큰 막장 전진 반경에서도 레이저 방식의 측정장치를 통해 계속적으로 변위량을 측정할 수 있으며, 타겟 손실을 방지할 수 있는 자동 이송부를 갖는 측정타겟장치를 통해 막장에 매우 근접하게 설치하여 최단거리에서 변위량을 검출할 수 있다.Therefore, the present invention can continuously measure the amount of displacement through a laser-type measuring device even at a relatively large advancing radius, and is installed very close to the end through a measurement target device having an automatic transfer unit that can prevent target loss. The amount of displacement can be detected from the shortest distance.
도 10은 본 발명에 따른 측정방법의 실시예를 도시한 도면이다.10 is a diagram showing an embodiment of a measuring method according to the present invention.
본 발명에서는 레이저 측정 방식을 적용함에 따라 터널내에 설치된 다수의 타겟부로부터 레이저 산란등의 문제를 최소화시키기 위하여 순차적인 타겟 노출과 측정을 구현한다. 앞서 도 6에서 설명한 바와 같이 측정장치에 구성되는 메모리부에는 각각의 타겟에 대한 위치정보를 갖는 ID 정보를 포함하고 있으며, 이를 통해 각각의 측정타겟장치 제어와 위치 정보 파악, 측정을 위한 측정장치의 구동을 제어하게 되는 것이다.In the present invention, as the laser measurement method is applied, sequential target exposure and measurement are implemented to minimize problems such as laser scattering from a plurality of target parts installed in the tunnel. As described above with reference to FIG. 6, the memory included in the measuring device includes ID information having location information on each target, and through this, the measurement device for controlling each measurement target device, grasping location information, and measuring It will control the drive.
이를 위하여 상기 제 5-4단계는 보다 세부적인 구동 메커니즘을 갖고 측정 작업을 시작하며, 상기 메모리부(270)에는 측정타겟장치별 ID 정보(위치정보)를 통해 측정대상이 되는 측정타겟장치별로 타겟부를 인출시키도록 제어하는 제 5-4-1단계를 통해 측정 대상의 타겟부를 노출시킨다. 하나의 상기 측정타겟장치에 대한 변위값을 검출을 완료하며 해당 측정타겟장치의 타겟부를 다시 수납시키도록 제어하는 제 5-4-2단계를 통해 한 개의 측정타겟장치 측정을 완료한다.To this end, in step 5-4, the measurement operation starts with a more detailed driving mechanism, and the
다음의 측정타겟장치의 타겟부를 노출시키도록 다시 제어하는 제 5-4-3단계를 실시하여 두 번째 타겟의 측정을 수행하게 되고, 이러한 과정을 반복수행하기 위해 상기 제 5-4-1단계 내지 제 5-4-3단계를 반복 수행하여 터널의 내공변위를 측정하는 제 5-4-4단계를 포함하여 구성된다.Step 5-4-3 is performed to expose the target portion of the next measurement target device to measure the second target. To repeat this process, steps 5-4-1 to Step 5-4-4 of measuring the displacement of the tunnel by repeating step 5-4-3 is included.
앞서 설명한 바와 같이 상기 5-4-3단계는 상기 측정장치가 다음의 측정 대상이 되는 측정타겟장치로 측정을 시작할 때 상기 메모리부에 저장된 ID 정보(위치정보)를 통해 상기 측정타겟장치의 위치를 확인하고, 상기 측정장치의 구동부를 구동시켜 측정 대상 측정타겟장치로 검출 위치를 결정한 후 변위값을 검출한다. 각각의 ID 정보 1 ~ 16에서 순차적으로 타겟 노출과 측정 그리고 타겟 수납의 과정을 반복하여 터널 내에 설치된 모든 타겟장치로부?? 변위량을 검출하게 되는 것이다.As described above, step 5-4-3 determines the location of the measurement target device through the ID information (location information) stored in the memory unit when the measurement device starts to measure the next measurement target device. After confirming, and driving the drive unit of the measuring device to determine the detection position with the measuring target device to be measured, a displacement value is detected. From all target devices installed in the tunnel by repeating the process of target exposure, measurement, and target storage sequentially from each ID information 1 to 16 ?? It is to detect the amount of displacement.
이와 같이 구성되는 본 발명은 구동 방식을 통해 터널 내벽면으로 선택적인 노출이 구현되는 측정타겟장치와, 마찬가지로 구동 방식을 통해 바닥에서 외부측으로 선택적인 노출이 구현되는 측정장치를 통해 터널 굴착 현장에서 내공변위 측정을 효율적으로 구현할 수 있으며, 무엇보다 시간단축, 장비 안정화, 측정 정밀도를 향상시킬 수 있는 이점을 가지고 있다.The present invention configured as described above is a measurement target device in which selective exposure is implemented to the inner wall surface of the tunnel through a driving method, and a measuring device in which selective exposure is implemented from the floor to the outside through a driving method. Displacement measurement can be implemented efficiently, and above all, it has advantages of reducing time, stabilizing equipment, and improving measurement accuracy.
이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.Although the above has been described and illustrated in relation to preferred embodiments for illustrating the principles of the present invention, the present invention is not limited to the configuration and operation as shown and described. Rather, it will be appreciated by those skilled in the art that many changes and modifications may be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, all such appropriate changes and modifications and equivalents should be regarded as falling within the scope of the present invention.
100 : 측정타겟장치 110 : 타겟부
120 : 이송부 200 : 측정장치
210 : 몸체 220 : 커버부
230 : 측정부 240 : 구동부
250 : 전원부 260 : 통신부
270 : 메모리부 300 : 중앙서버
310 : 중앙 단말기 100: measurement target device 110: target unit
120: transfer unit 200: measuring device
210: body 220: cover
230: measuring unit 240: driving unit
250: power unit 260: communication unit
270: memory unit 300: central server
310: central terminal
Claims (10)
미사용 시 외부로 노출되지 않으며, 사용 시 승강 구동방식을 통해 상부로 노출되어 상기 측정타겟장치를 통해 공사 터널의 내공변위 측정을 위한 측정장치를 터널 막장으로부터 일정거리를 두고 터널 내벽 일측으로 매설되도록 설치하는 제 2단계;
공사 터널의 내공변위 측정을 위해 상기 측정타겟장치의 타겟부가 외부로 노출되도록 상기 자동 이송부를 구동시켜 상기 타겟부를 외부로 노출시켜 측정을 준비하는 제 3단계;
상기 제 2단계에서 매설 설치된 상기 측정장치를 승강 구동시킨 후 승강이 완료되면 상기 측정타겟장치의 타겟부 위치를 측정하기 위한 측정을 준비하는 제 4단계;
상기 측정타겟장치의 타겟부의 위치를 검출하는 제 5단계;
상기 제 5단계에서 측정이 완료된 후 상기 측정타겟장치의 자동 이송부를 제어하는 타겟부를 원위치로 복귀시키는 제 6단계; 및
상기 제 5단계에서 측정이 완료된 후 상기 측정장치를 하강 구동시켜 공사현장 외부로 노출되지 않도록 원위치로 복귀시키는 제 7단계;를 포함하여 구성되는 자동 이송부 기능을 갖는 측정타겟을 이용한 내공변위 측정방법.A first step of installing a plurality of measurement target devices having an automatic transfer unit through which the target unit is selectively exposed to an inner wall of a tunnel for measuring internal hole displacement;
When not in use, it is not exposed to the outside, and when in use, it is exposed to the upper part through the lifting and lowering driving method, and the measuring device for measuring the internal displacement of the construction tunnel through the measuring target device is installed to be buried on one side of the inner wall of the tunnel at a certain distance from the tunnel face. The second step of doing;
a third step of preparing for measurement by exposing the target portion to the outside by driving the automatic transfer unit so that the target portion of the measurement target device is exposed to the outside in order to measure the internal displacement of the construction tunnel;
a fourth step of preparing a measurement for measuring the position of a target part of the measurement target device when the elevation is completed after driving the measuring device installed buried in the second step;
a fifth step of detecting the location of the target unit of the measurement target device;
a sixth step of returning the target unit controlling the automatic transfer unit of the measurement target device to its original position after the measurement in the fifth step is completed; and
After the measurement is completed in the fifth step, a seventh step of driving the measuring device downward to return it to its original position so as not to be exposed to the outside of the construction site; A method for measuring internal displacement using a measurement target having an automatic transporter function.
상기 측정타겟장치를 굴착 터널의 막장면을 기준으로 일정 간격을 두고 외측 방향으로 다수의 위치에 각각 설치하며, 하나의 단면 위치를 기준으로 터널 내주면을 따라 다수개가 설치되는 것을 특징으로 하는 자동 이송부 기능을 갖는 측정타겟을 이용한 내공변위 측정방법.The method of claim 1, wherein the first step,
The measurement target device is installed at a plurality of positions in the outward direction at regular intervals based on the face of the excavation tunnel, and an automatic transfer unit function, characterized in that a plurality of units are installed along the inner circumferential surface of the tunnel based on one cross-sectional position Method for measuring internal hole displacement using a measurement target having
상기 제 1단계에서 설치되는 다수의 위치에 대한 상기 측정타겟장치는 상기 제 4단계에서 승강 완료된 상기 측정장치를 통해 모두 측정한 후 상기 측정타겟장치와 측정장치를 원위치로 복귀시키는 것을 특징으로 하는 자동 이송부 기능을 갖는 측정타겟을 이용한 내공변위 측정방법.According to claim 2,
The measurement target device for the plurality of positions installed in the first step measures all through the measuring device that has been lifted in the fourth step, and then returns the measurement target device and the measurement device to their original positions. A method for measuring internal hole displacement using a measurement target having a transfer function.
상기 측정장치를 터널 막장으로부터 일정 거리 이격된 터널 내벽 일측으로 측정장치 매설을 위한 매설 공간을 형성하는 제 2-1단계;
상기 제 2-1단계에서 형성된 매설 공간으로 상기 측정장치를 위치시키는 제 2-2단계;
상기 제 2-2-단계에서 매설 공간으로 위치된 상기 측정장치에 전원과 통신부를 연결하는 제 2-3단계; 및
상기 제 4단계에 따른 내공변위 측정을 위하여 상기 측정장치를 구동시켜 외부로 승강되도록 제어하는 제 2-4단계;를 포함하여 구성되는 자동 이송부 기능을 갖는 측정타겟을 이용한 내공변위 측정방법.The method of claim 1, wherein the second step,
a 2-1 step of forming a buried space for burying the measuring device on one side of the inner wall of the tunnel spaced apart from the end of the tunnel by a predetermined distance;
a 2-2 step of locating the measuring device into the buried space formed in the 2-1 step;
a 2-3 step of connecting a power source and a communication unit to the measuring device located in the buried space in the 2-2-step; and
Steps 2-4 of driving the measuring device and controlling it to ascend and descend to the outside for measuring the internal hole displacement according to the fourth step; A method for measuring internal hole displacement using a measurement target having an automatic transporter function.
상기 측정장치를 통해 측정된 내공변위값을 중앙서버로 전송하는 제 8단계를 더 포함하여 구성되는 자동 이송부 기능을 갖는 측정타겟을 이용한 내공변위 측정방법.The method of claim 1, after the sixth step,
An eighth step of transmitting the internal cavity displacement value measured by the measuring device to a central server.
상기 측정장치가 외부 중앙서버로부터 제어를 받아 내공변위 측정을 시작하면 무선통신으로 상기 측정타겟장치에 신호를 인가하여 상기 타겟부가 외부로 노출되도록 제어한 후 상기 측정장치로부터 측정을 시작하는 것을 특징으로 하는 자동 이송부 기능을 갖는 측정타겟을 이용한 내공변위 측정방법.The method of claim 1, wherein the third step,
When the measuring device receives control from an external central server and starts measuring the internal hole displacement, a signal is applied to the measurement target device through wireless communication to control the target unit to be exposed to the outside, and then the measurement starts from the measuring device. A method for measuring internal hole displacement using a measurement target having an automatic feeder function.
터널 내공변위 측정을 위해 상기 측정장치를 승강 구동시켜 외부로 노출시킨 후 상기 측정타겟장치의 타겟부로 측정값을 획득하기 전에 임의의 기준점을 기준으로 영점 세팅을 위한 측정장치의 위치를 정렬하는 정렬단계를 더 포함하여 구성되는 자동 이송부 기능을 갖는 측정타겟을 이용한 내공변위 측정방법.The method of claim 1, wherein the fourth step,
An alignment step of aligning the position of the measuring device for zero point setting based on an arbitrary reference point before obtaining a measurement value with the target part of the measurement target device after exposing the measuring device to the outside by lifting and driving the measuring device to measure the tunnel hole displacement. A method for measuring internal hole displacement using a measurement target having an automatic feeder function configured to further include.
터널 굴착에 따른 막장이 전진하면 전진된 거리만큼 추가적으로 상기 측정타겟장치를 계속적으로 설치하면서 임의의 위치에 고정된 상기 측정장치로 계속 측정하면서 내공변위를 측정하는 자동 이송부 기능을 갖는 측정타겟을 이용한 내공변위 측정방법.The method of claim 1, wherein the first step,
When the face is advanced due to tunnel excavation, the internal hole using a measuring target having an automatic feeder function to measure the internal hole displacement while continuously installing the measurement target device by the advanced distance and continuously measuring the internal hole displacement with the measuring device fixed at an arbitrary position Displacement measurement method.
터널 굴착에 따른 막장이 전진하면 전진된 거리만큼 추가적으로 설치되는 상기 측정타겟장치를 통해 내공변위를 측정하되, 임의의 거리만큼 터널 굴착이 진행되면 상기 측정장치를 전방으로 재설치한 후 다시 상기 제 3단계 내지 제 7단계를 반복 수행하여 내공변위를 측정하는 것을 특징으로 하는 자동 이송부 기능을 갖는 측정타겟을 이용한 내공변위 측정방법.According to claim 8,
When the face is advanced due to tunnel excavation, the displacement of the hole is measured through the measurement target device additionally installed by the advanced distance. A method for measuring internal cavity displacement using a measurement target having an automatic feeder function, characterized in that the internal cavity displacement is measured by repeatedly performing steps to 7th.
터널 공사 현장 바닥으로 매설 위치되는 수용부가 마련된 하나의 몸체부;
상기 몸체부의 수용부가 위치하는 측정부;
상기 몸체부 상부측을 선택적으로 개방시키는 커버부;
상기 측정부를 몸체부 외부로 승강 구동시키고, 승강 구동에 따라 상기 커버부를 개방시키는 구동부;
상기 측정부를 통해 검출된 상기 측정타겟장치의 변위값을 외부 중앙서버로 송신하는 통신부; 및
상기 구동부와 측정부 그리고 통신부로 전원을 공급하는 전원부;를 포함하여 구성되는 자동 이송부 기능을 갖는 측정타겟을 이용한 내공변위 측정방법.
The method according to any one of claims 1 to 9, wherein the measuring device,
One body part provided with a receiving part buried in the floor of a tunnel construction site;
a measuring unit in which the receiving part of the body is located;
a cover portion selectively opening an upper portion of the body portion;
a driving unit that lifts and drives the measurement unit to the outside of the body unit and opens the cover unit according to the lift drive;
a communication unit for transmitting the displacement value of the measurement target device detected through the measurement unit to an external central server; and
A method for measuring internal cavity displacement using a measurement target having an automatic transfer function, comprising: a power supply unit supplying power to the drive unit, the measurement unit, and the communication unit.
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2021
- 2021-07-01 KR KR1020210086454A patent/KR102589072B1/en active IP Right Grant
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