KR20060136002A

KR20060136002A - Instrument for measuring two dimensional deformation in tunnels

Info

Publication number: KR20060136002A
Application number: KR1020050055058A
Authority: KR
Inventors: 김포령
Original assignee: (주)지티씨코퍼레이션
Filing date: 2005-06-24
Publication date: 2007-01-02

Abstract

본 발명은 터널의 라이닝 변형을 계측하기 위한 2차원 터널 변형 자동계측장치에 관한 것으로, 본 발명에서는 터널의 최초 내공과 동일한 형상으로 라이닝 벽에 설치되는 기준틀 부재, 상기 기준틀 부재의 자립을 위한 새들 플레이트, 상기 기준틀 부재를 터널의 바닥 또는 벽면에 고정하기 위한 앵커 플레이트, 상기 기준틀 부재에 소정 간격으로 개재되는 측정 포인트 블록, 상기 측정 포인트 블록에 접촉하여 터널 내공의 변위를 감지하는 길이변형 센서가 구비되고 상기 라이닝 벽에 부착 설치되는 계측기 및 상기 길이변형 센서의 케이블과 연결되어 신호를 자동적으로 기록하는 데이터 이력 기록기로 이루어지는 2차원 터널 변형 자동계측장치가 제공된다.The present invention relates to a two-dimensional tunnel deformation automatic measurement device for measuring the deformation of the lining of the tunnel, in the present invention, a reference frame member installed on the lining wall in the same shape as the initial hole of the tunnel, the saddle plate for the self-reliance of the reference frame member And a anchor plate for fixing the reference frame member to the bottom or wall of the tunnel, a measuring point block interposed at the predetermined interval at the reference frame member, and a length deformation sensor for detecting displacement of the hole in the tunnel in contact with the measuring point block. Provided is a two-dimensional tunnel deformation automatic measuring device comprising a measuring instrument attached to the lining wall and a data history recorder connected to a cable of the length strain sensor to automatically record a signal.

이와 같은 본 발명은 기존에 상용되는 동일한 목적의 계측장치와 달리 복잡한 계산식이 불필요하여 계산에 따른 오차를 줄일 수 있고, 구조가 간단하여 설치에 수반되는 비용이 저렴하므로 경제적인 효과가 있다.The present invention, unlike the conventional measuring device of the same purpose that is commercially available, there is no need for a complicated calculation formula to reduce the error due to the calculation, the structure is simple and the cost involved in the installation is economical because it is low.

2차원, 터널, 내공변형, 계측, 길이변형 센서, 기준틀 부재 2D, tunnel, hole deformation, measurement, length deformation sensor, reference frame member

Description

Instrument for measuring two dimensional deformation in tunnels

도 1은 본 발명의 터널 변형 자동 계측장치를 전체 정면도,1 is an overall front view of the tunnel deformation automatic measuring device of the present invention,

도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 새들 플레이트의 설치구조를 도시한 정면도 및 사시도,2a to 2b is a front view and a perspective view showing the installation structure of the saddle plate of the present invention,

도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 앵커 플레이트의 설치구조를 도시한 정면도 및 사시도,3a to 3b is a front view and a perspective view showing the installation structure of the anchor plate of the present invention,

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 계측기의 설치구조를 도시한 정면도, 사시도 및 분해사시도,4a to 4c is a front view, a perspective view and an exploded perspective view showing the installation structure of the measuring instrument of the present invention,

도 5는 종래의 터널 내공측정 센서기구장치를 도시한 부분 정면도.5 is a partial front view showing a conventional tunnel internal-air measurement sensor mechanism device.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

20 : 기준틀 부재 30 : 라이닝 벽20: reference frame member 30: lining wall

40 : 새들 플레이트 41 : 슬라이딩 베어링40: saddle plate 41: sliding bearing

50 : 앵커 플레이트 54 : 틸트 미터(tilt meter)50: anchor plate 54: tilt meter

60 : 계측기 61 : 계측 플레이트60: measuring instrument 61: measuring plate

62, 63 : 길이변형 센서 66 : 측정 포인트 블록62, 63: length deformation sensor 66: measuring point block

67 : 설치 플레이트 67a : 장공형 홀67: mounting plate 67a: long hole

본 발명은 터널의 라이닝 변형을 계측하기 위한 2차원 터널 변형 자동계측장치에 관한 것으로, 특히 지하철, 철도, 도로 등의 말굽형상 또는 원형 터널과 같은 구조물이 외력 또는 기타 요인에 의하여 변형(내공변형 및 기울음)을 보일 경우에 대비하여 터널의 위치별 변화 여부를 감지할 수 있는 2차원 터널 변형 자동계측장치에 관한 것이다.The present invention relates to a two-dimensional tunnel deformation automatic measurement device for measuring the deformation of the lining of the tunnel, in particular, such as horseshoe shape of the subway, railway, road, or structure such as a circular tunnel deformation by external force or other factors The present invention relates to a two-dimensional tunnel deformation automatic measurement device capable of detecting the change of each tunnel position in case of tilt).

터널 내공변위계측이란 터널의 라이닝 단면이 초기 계측된 단면에서 얼마나 변화되었는지를 계측하는 것으로 터널의 위험여부를 판단하는 중요한 자료가 된다.Tunnel internal displacement measurement is a measure of how much the lining cross section of the tunnel changes from the initial measured cross section.

내공변위계측은 라이닝 단면을 따라 원호에 다수의 계측센서를 일렬로 나열하여 개개의 센서들을 측정함으로써 이루어진다. 이때 초기 계측값이란 계측 센서 설치 종료 후 계측 센서들이 안정되었을 때 이루어지는 최초 계측 값을 말한다. 또한 최초 계측 시 동시에 광파기 등 측량기기를 사용하여 해당 단면을 측량하여 초기 단면의 모습을 구한다. 즉 최초 계측 값과 초기단면의 모습을 맵핑(mapping)한다. 이 과정에 의하여 향후 계측 값의 변위는 터널 내공 단면의 변위로 환산이 가능해진다.Internal displacement measurements are made by measuring individual sensors by arranging a plurality of measurement sensors in a line along the cross section of the lining. At this time, the initial measured value refers to the initial measured value that is made when the measuring sensors are stabilized after the installation of the measuring sensor is finished. In addition, at the first measurement, the cross section is surveyed using a surveying instrument such as an optical drill to obtain the initial cross section. In other words, the mapping between the initial measurement value and the initial cross section. By this process, the displacement of the measured value can be converted into the displacement of the tunnel hole cross section.

우리나라 터널 내공변위 측정은 상당수 수동 계측에 의존하고 있으나 향후 자동계측 시스템을 이용한 계측이 보편화 될 것으로 생각되며, 특히 2차원 측정이 주가 될 것이다.Tunnel displacement measurements in Korea depend on a large number of manual measurements, but in the future, measurements using an automatic measurement system are expected to become more common, especially two-dimensional measurements.

첨부한 도 5는 종래의 터널 내공측정 센서기구장치를 도시한 부분 정면도로 서, 라이닝 벽(19)에 고정 장치(16)를 사용하여 고정된 긴 암(12)에는 리니어 길이변위 측정센서가 내장되어 있고, 각도변위 측정센서(14)가 부착되어 있어 길이와 각도 변화를 측정하게 된다. 각 점의 기준 계측값과 상대적인 변위 즉, 두 센서를 통하여 측정한 길이와 각도를 자동 계측장비를 사용하여 계측을 하게 되며, 이 상대적인 변위를 연산을 통하여 절대 변위로 바꿈으로써 초기단면 대비 변위단면을 그려 터널 내공을 측정한다. 두 개의 긴 암(12, 13)은 라이닝 벽(19)에 부착된 고정 장치(16)에 고정 핀(15)으로 고정시킨다. 고정 장치(16)는 고정 앵커 볼트(17, 18)로 라이닝 벽(19)에 고정된다.FIG. 5 is a partial front view showing a conventional tunnel hole measuring sensor device, wherein a linear length displacement measuring sensor is built into the long arm 12 fixed to the lining wall 19 using the fixing device 16. The angular displacement measuring sensor 14 is attached to measure the length and the angular change. The measured value and the relative displacement of each point, that is, the length and angle measured by the two sensors, are measured using automatic measuring equipment.The relative displacement is compared to the initial section by changing the relative displacement into absolute displacement through calculation. Draw and measure the hole inside the tunnel. The two long arms 12, 13 are fastened with fixing pins 15 to the fixing device 16 attached to the lining wall 19. The fastening device 16 is fastened to the lining wall 19 with fastening anchor bolts 17, 18.

그러나 이와 같은 종래의 2차원 터널 내공측정 센서기구장치는 길이변위 측정센서와 각도변위 측정센서를 이용하여 길이와 각도 변화량을 측정한 후 다시 삼각함수를 이용하여 변위를 추출하여야 하므로 복잡한 계산식을 수행해야 하는 불편함이 있었고, 계산에 따르는 오차가 발생할 수 있는 문제점이 있었다.However, such a conventional two-dimensional tunnel hole measuring sensor apparatus has to measure the length and angle change by using the length displacement sensor and the angle displacement sensor, and then extract the displacement by using the trigonometric function. There was an inconvenience in that, there was a problem that an error may occur according to the calculation.

또한, 설치되는 암의 수가 많아야 하고, 각각의 암 마다 길이변위와 각도변위 측정센서가 내장되어야 하므로 설치에 따르는 비용이 고가인 단점이 있었다.In addition, since the number of arms to be installed, and the length displacement and angular displacement measuring sensor should be built in each arm has a disadvantage that the cost of the installation is expensive.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 복잡한 계산식이 불필요하여 오차의 범위를 줄일 수 있고, 구조가 간단하여 설치비용이 저렴하고 경제적인 2차원 터널 변형 자동계측장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made in order to solve the above problems, it is possible to reduce the range of the error is not complicated calculation formula, and to provide a two-dimensional tunnel deformation automatic measuring device is cheap and economical installation simple structure The purpose is.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 터널의 최초 내공과 동 일한 형상으로 라이닝 벽에 설치되는 기준틀 부재, 상기 기준틀 부재가 터널의 라이닝 벽면에 평행하여 자립하기 위한 새들 플레이트, 상기 기준틀 부재를 터널의 바닥 또는 벽면에 고정하기 위한 앵커 플레이트, 상기 기준틀 부재에 소정 간격으로 개재되는 측정 포인트 블록, 상기 측정 포인트 블록에 접촉하여 터널 내공의 변위를 감지하는 길이변형 센서가 구비되고 상기 라이닝 벽에 부착 설치되는 계측기 및 상기 길이변형 센서의 케이블과 연결되어 신호를 자동으로 기록하는 데이터이력 기록기로 이루어지는 2차원 터널 변형 자동계측장치가 제공된다.In order to achieve the above object, in the present invention, a reference frame member installed in the lining wall in the same shape as the initial inner hole of the tunnel, the saddle plate for the reference frame member to stand in parallel to the lining wall surface of the tunnel, the reference frame member tunnel Anchor plate for fixing to the bottom or wall of the measurement, measuring point block interposed at a predetermined interval on the reference frame member, a length deformation sensor for detecting the displacement of the tunnel hole in contact with the measuring point block is provided and attached to the lining wall There is provided a two-dimensional tunnel deformation automatic measurement device consisting of a data recorder which is connected to the measuring instrument and the cable of the length-deformation sensor to record the signal automatically.

여기서, 상기 길이변형 센서는 터널 내공의 X축 변위를 감지하는 X축 길이변형 센서 및 Y축 변위를 감지하는 Y축 길이변형 센서로 이루어진다.Here, the length deformation sensor is composed of an X axis length deformation sensor for detecting the X axis displacement of the tunnel hole and a Y axis length deformation sensor for detecting the Y axis displacement.

또한, 상기 기준틀 부재는 다수의 스테인리스 스틸 재질의 관을 커플러로 결합시켜 이루어지며, 터널 라이닝 벽으로부터 20～50㎜ 위치에 고정되도록 설치하는 것이 바람직하다.In addition, the reference frame member is made by coupling a plurality of stainless steel pipes with a coupler, it is preferable to install so as to be fixed to the position 20 ~ 50mm from the tunnel lining wall.

상기 새들 플레이트는 'ㄷ'자형으로 절곡된 단면형상으로서 상기 기준틀 부재가 접하는 내측 면에는 슬라이딩 베어링이 부착되어 기준틀 부재의 자립을 지원할 뿐 터널 라이닝의 변형은 자유롭게 허용된다.The saddle plate has a cross-sectional shape bent in a 'c' shape and a sliding bearing is attached to an inner surface of the frame to which the frame member is in contact, thereby supporting the independence of the frame frame member and allowing deformation of the tunnel lining freely.

한편, 상기 앵커 플레이트에는 X축 및 Z축 방향의 기울음도 측정이 가능한 틸트 미터가 설치된다.On the other hand, the anchor plate is provided with a tilt meter capable of measuring the inclination in the X-axis and Z-axis direction.

또한, 상기 계측기는 상기 길이변형 센서와 광파 측량 타깃이 설치되는 계측 플레이트와, 상기 계측 플레이트를 터널 라이닝 벽에 고정 설치하기 위한 설치 플레이트로 구성되며, 상기 설치 플레이트에는 상기 계측 플레이트의 설치위치를 조 절하기 위한 장공형 홀이 형성된다.The measuring instrument may further include a measuring plate on which the longitudinal deformation sensor and a conventional wave target are installed, and an mounting plate for fixing the measuring plate to a tunnel lining wall. A long hole is formed for cutting.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 고안의 실시 예에 대하여 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 고안은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

첨부한 도 1은 본 발명의 터널 변형 자동 계측장치를 도시한 전체 정면도로서, 본 발명의 계측장치는 터널의 최초 내공과 동일한 형상으로 라이닝 벽(30)에 설치되는 기준틀 부재(20)와, 상기 기준틀 부재(20)가 터널의 라이닝 벽(30)에 평행하여 자립하도록 지원하기 위한 새들 플레이트(saddle plate)(40)와, 상기 기준틀 부재(20)를 터널의 바닥 또는 벽면에 고정하기 위한 앵커 플레이트(anchor plate)(50)와, 터널 내공의 변위를 감지하는 길이변형 센서가 구비되고 상기 라이닝 벽(30)에 부착 설치되는 계측기(60)와, 상기 길이변형 센서의 케이블과 연결되어 신호를 자동적으로 기록하는 데이터 이력 기록기(data logger)(도시 안함)로 이루어진다.1 is an overall front view showing the tunnel deformation automatic measuring device of the present invention, the measuring device of the present invention is a frame member 20 installed on the lining wall 30 in the same shape as the initial hole of the tunnel, and Saddle plate 40 for supporting the frame member 20 to stand on its own parallel to the lining wall 30 of the tunnel, and anchor plate for fixing the frame member 20 to the bottom or wall of the tunnel. (anchor plate) 50, a length sensor that detects the displacement of the hole in the tunnel is provided and attached to the lining wall 30, the measuring device 60 and the cable of the length sensor is automatically connected to the signal Data logger (not shown) is recorded.

상기 기준틀 부재(20)는 소정 길이를 갖는 관(pipe)을 다수 결합시켜 이루어지는 것으로, 상기 라이닝 벽(30)으로부터 일정간격으로 떨어진 위치에 고정되어 터널의 최초 내공과 동일한 형상으로 설치되는 것이다. The reference frame member 20 is formed by combining a plurality of pipes (pipe) having a predetermined length, it is fixed at a position spaced apart from the lining wall 30 is installed in the same shape as the initial hole of the tunnel.

이때, 상기 기준틀 부재(20)는 터널 라이닝 벽(30)으로부터 20～50㎜ 위치에 고정되도록 설치되는 것이 가장 바람직하며, 기준틀 부재(20)의 재질은 부식이 없는 스테인리스 스틸이 바람직하다.At this time, the reference frame member 20 is most preferably installed so as to be fixed at a position 20 ~ 50mm from the tunnel lining wall 30, the material of the reference frame member 20 is preferably stainless steel without corrosion.

첨부한 도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 새들 플레이트의 설치구조를 도시한 정면도 및 사시도이다.2A to 2B are front and perspective views illustrating an installation structure of the saddle plate of the present invention.

도 2a 내지 도 2b를 참조하면, 상기 새들 플레이트(40)는 'ㄷ'자형으로 절곡된 단면형상을 가지며, 그 양단은 다시 외측으로 절곡되어 상기 라이닝 벽(30)에 앵커 볼트(42)로 고정시킬 수 있다.2A to 2B, the saddle plate 40 has a cross-sectional shape that is bent in a 'c' shape, and both ends thereof are bent outwards and fixed to the lining wall 30 by anchor bolts 42. You can.

상기 새들 플레이트(40)는 'ㄷ'자형으로 절곡된 내측 면에 상기 기준틀 부재(20)가 끼워지도록 하여 상기 기준틀 부재(20)가 터널의 라이닝 벽(30)에 평행하여 자립할 수 있도록 지원하기 위한 것으로, 이 경우 상기 새들 플레이트(40)의 내측 면 폭은 상기 기준틀 부재(20)의 외경과 동일하게 형성되어 기준틀 부재(20)가 최초 설치한 위치에서 벗어나지 않도록 하며, 이와 수직방향으로는 기준틀 부재(20)의 외경보다 길게 형성되어 상기 기준틀 부재(20)가 새들 플레이트(40)의 'ㄷ'자형으로 절곡된 내측 면에 끼워진 상태에서 화살표 방향(도 2b 참조)으로 유동이 가능하다.The saddle plate 40 allows the reference frame member 20 to be fitted to an inner surface bent in a 'c' shape so that the reference frame member 20 can stand on its own parallel to the lining wall 30 of the tunnel. In this case, the width of the inner surface of the saddle plate 40 is formed to be the same as the outer diameter of the reference frame member 20 so as not to deviate from the position where the reference frame member 20 is initially installed, the reference frame in the vertical direction It is formed longer than the outer diameter of the member 20, the reference frame member 20 is possible to flow in the direction of the arrow (see Fig. 2b) in the state fitted to the inner surface bent in the '' 'of the saddle plate 40.

또한, 상기 기준틀 부재(20)가 접하는 새들 플레이트(40)의 내측 면에는 기준틀 부재(20)와의 마찰이 발생하는 것을 방지하기 위한 슬라이딩 베어링(sliding bearing)(41)이 구비된다.In addition, a sliding bearing 41 is provided on an inner surface of the saddle plate 40 that the reference frame member 20 is in contact with, to prevent friction with the reference frame member 20.

이는 터널의 내공변형이 발생할 경우, 라이닝 벽(30)에 고정된 새들 플레이트(40)가 터널 벽면과 더불어 이동되더라도 상기 기준틀 부재(20)는 최초 내공의 형상을 유지할 수 있도록 하기 위함이다.This is to allow the reference frame member 20 to maintain the shape of the initial hole even when the saddle deformation of the tunnel occurs, even if the saddle plate 40 fixed to the lining wall 30 is moved along with the tunnel wall surface.

도면 중, 미 설명부호 21은 상기 기준틀 부재(20)를 이루는 다수의 관(pipe) 들을 결합시키기 위한 커플러(coupler)로서, 각각의 관을 상기 커플러(21)로 결합시켜 터널의 내공형상과 동일하게 기준틀 부재(20)를 만드는 것이다.In the figure, reference numeral 21 is a coupler for coupling a plurality of pipes constituting the reference frame member 20, and each pipe is coupled to the coupler 21 to be the same as the hole shape of the tunnel. To make a reference frame member 20.

한편, 상기 기준틀 부재(20)를 설치하기 위해서는 기준틀 부재(20)의 양단을 터널의 바닥 또는 벽면에 고정해야 하는데, 이를 위해 상기 앵커 플레이트(anchor plate)(50)가 설치된다. 상기 앵커 플레이트(50)는 도 3a 내지 도 3b에 도시한 바와 같이, 터널의 바닥 또는 벽면에 앵커 볼트(52) 등으로 고정되며, 상기 기준틀 부재(20)의 단부가 삽입되어 고정 가능한 앵커 파이프(51)가 상면에 형성되어 있다.On the other hand, in order to install the reference frame member 20, both ends of the reference frame member 20 should be fixed to the bottom or wall of the tunnel, for this purpose the anchor plate (anchor plate) 50 is installed. As shown in FIGS. 3A to 3B, the anchor plate 50 is fixed to the bottom or wall of the tunnel with an anchor bolt 52 or the like, and an end of the reference frame member 20 can be inserted and fixed to the anchor pipe ( 51 is formed on the upper surface.

이와 같은 앵커 플레이트(50)에는 X축 및 Z축 방향의 움직임을 측정하여 터널의 기울음 여부를 판단할 수 있는 틸트 미터(tilt meter)(54)가 설치된다.The anchor plate 50 is provided with a tilt meter 54 capable of determining whether the tunnel is inclined by measuring movement in the X and Z-axis directions.

첨부한 도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 계측기의 설치구조를 도시한 정면도, 사시도 및 분해사시도로서, 상기 기준틀 부재(20)에 소정 간격으로 개재되는 측정 포인트 블록(measure point block)(66)과, 상기 측정 포인트 블록(66)에 접촉하여 터널 내공의 변위를 감지하는 길이변형 센서(62, 63)가 구비되는 계측기(60)를 도시하였다.4A to 4C are front, perspective, and exploded perspective views illustrating the installation structure of the measuring instrument of the present invention, and are measured point blocks 66 interposed at predetermined intervals on the reference frame member 20. And, the measuring point 60 is provided with a length-deformation sensors (62, 63) for contacting the measuring point block 66 to detect the displacement of the hole in the tunnel.

상기 계측기(60)는 상기 길이변형 센서(62, 63)와 광파 측량 타깃(64)이 설치되는 계측 플레이트(61)와, 상기 계측 플레이트(61)를 터널 라이닝 벽(30)에 고정설치하기 위한 설치 플레이트(67)로 구성된다.The measuring device 60 includes a measuring plate 61 on which the length-deformation sensors 62 and 63 and a light wave surveying target 64 are installed, and the measuring plate 61 is fixed to the tunnel lining wall 30. It consists of an installation plate 67.

여기서, 상기 길이변형 센서(62, 63)는 터널 내공의 X축 변위를 감지하는 X축 길이변형 센서(62) 및 Y축 변위를 감지하는 Y축 길이변형 센서(63)로 이루어지 며, 상기 길이변형 센서(62, 63)의 감지부(62a, 63a)가 상기 측정 포인트 블록(66)에 접하도록 설치되어 터널의 내공변형을 감지하도록 한다.Here, the length deformation sensors 62 and 63 are composed of an X axis length deformation sensor 62 for detecting the X axis displacement of the tunnel hole and a Y axis length deformation sensor 63 for detecting the Y axis displacement. The sensing units 62a and 63a of the length strain sensors 62 and 63 are installed to contact the measurement point block 66 to detect the inner strain of the tunnel.

상기 측정 포인트 블록(66)은 상기 기준틀 부재(20)가 끼워질 수 있는 홀(66a)이 형성되고, 상기 길이변형 센서(62, 63)의 감지부(62a, 63a)가 접할 수 있도록 소정 길이만큼 돌출된 측정부(66b)가 구비되어 기준틀 부재(20)에 볼트 등으로 고정 설치된다.The measuring point block 66 has a hole 66a through which the reference frame member 20 can be fitted, and has a predetermined length so that the sensing units 62a and 63a of the length deformation sensors 62 and 63 may contact each other. The measuring portion 66b protruding as much is provided and is fixed to the reference frame member 20 by bolts or the like.

또한, 상기 길이변형 센서(62, 63)와 광파 측량 타깃(64)이 설치되는 계측 플레이트(61)는 상기 설치 플레이트(67)에 결합되고, 상기 설치 플레이트(67)는 라이닝 벽(30)에 고정 설치되는데, 상기 길이변형 센서(62, 63)의 감지부(62a, 63a)가 상기 측정 포인트 블록(66)에 접하도록 설치되므로 터널 내공이 변형되는 경우, 라이닝 벽(30)에 고정된 계측기(60)가 터널 내공변형에 따라 변위를 일으키고, 이와 동시에 기준틀 부재(20)에 개재된 측정 포인트 블록(66)에 접하는 길이변형 센서(62, 63)의 감지부(62a, 63a)가 X축, Y축 변위를 감지하여 터널 내공의 변형을 측정하게 된다.In addition, the measurement plate 61, on which the length-deformation sensors 62 and 63 and the conventional wave measurement target 64 are installed, is coupled to the mounting plate 67, and the mounting plate 67 is attached to the lining wall 30. It is fixedly installed, the sensing unit (62a, 63a) of the length-deformation sensor (62, 63) is installed so as to contact the measuring point block 66, when the tunnel hole is deformed, the measuring instrument fixed to the lining wall (30) The detection unit 62a, 63a of the length strain sensor 62, 63 in contact with the measuring point block 66 interposed between the reference hole member 20 and 60 at the same time causes displacement according to the tunnel internal deformation. In addition, the displacement of the tunnel hole is measured by detecting the displacement of the Y axis.

여기서, 상기 설치 플레이트(67)에는 상기 계측 플레이트(61)의 설치위치를 조절하기 위한 장공형 홀(67a)이 형성되어, 상기 설치 플레이트(67)에 상기 계측 플레이트(61)를 앵커 볼트 등의 고정부재(65)로 결합할 때 측정 포인트 블록(66)에 길이변형 센서(62, 63)의 감지부(62a, 63a)가 정확히 접할 수 있도록 조절이 가능하다.Here, the mounting plate 67 is formed with a long hole (67a) for adjusting the mounting position of the measuring plate 61, the mounting plate 67 to the measuring plate 61, such as anchor bolt When coupled to the fixing member 65 is adjustable so that the detection unit (62a, 63a) of the length-deformation sensors 62, 63 to the measuring point block 66 can be exactly in contact with.

또한, 상기 길이변형 센서(62, 63)의 설치 시에도 센서의 X축, Y축 방향이 터널 단면의 X축, Y축 방향과 정확히 일치하도록 조절할 수 있게 상기 계측 플레이트(61)에 장공형 홀(61a)이 형성된다.In addition, even when the length-deformation sensor (62, 63) is installed, the long hole in the measuring plate 61 to be adjusted so that the X-axis, Y-axis direction of the sensor exactly match the X-axis, Y-axis direction of the tunnel cross section 61a is formed.

이와 같은 본 발명에 따른 2차원 터널 변형 자동계측장치는 해당 구조물의 단면형상과 닮은 기준틀 부재(20)를 설치하고, 2차원 변형을 감지할 수 있는 계측기(60)들을 관측대상 지점에 설치하여 터널의 단면 형상변위에 따른 관측대상 지점의 변화량을 측정한 후 이를 사전에 확인했던 각각의 관측대상 지점의 좌표 값과 비교함으로써 터널의 단면형상 변화를 별도의 복잡한 계산과정 없이도 파악할 수 있다.The two-dimensional tunnel deformation automatic measuring device according to the present invention is installed by the reference frame member 20 similar to the cross-sectional shape of the structure, and by installing the measuring instruments 60 that can detect the two-dimensional deformation at the observation target point tunnel The change in the cross-sectional shape of the tunnel can be grasped without any complicated calculation process by measuring the amount of change in the observation point according to the cross-sectional shape displacement of the cross section and comparing it with the coordinate values of each observed point.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 2차원 터널 변형 자동계측장치의 설치방법을 설명하면 다음과 같다. Referring to the installation method of the two-dimensional tunnel deformation automatic measurement apparatus of the present invention configured as described above are as follows.

먼저, 터널 라이닝 벽(30) 및 바닥 면에 기준틀 부재(20) 고정용 새들 플레이트(40)와 앵커 플레이트(50)를 설치할 장소를 표시한다. First, the place where the saddle plate 40 and the anchor plate 50 for fixing the reference frame member 20 is installed on the tunnel lining wall 30 and the bottom surface is indicated.

표시된 각 지점에 앵커 홀을 천공 후, 공 내 이물질을 깨끗이 청소한다. After drilling the anchor hole at each marked point, clean the foreign substances in the ball.

상기 앵커 홀 내에 급속 응결 에폭시를 충전하고, 앵커 볼트를 체결한다. The anchor hole is filled with a quick setting epoxy and the anchor bolt is tightened.

스테인리스 스틸 재질의 기준틀 부재(20)를 현장 조립하여 설치되어 있는 앵커 위치에 임시로 거치한다. A stainless steel reference frame member 20 is temporarily mounted at the anchor position where the on-site assembly is installed.

이때 측정 포인트 블록(66)도 조립한다. At this time, the measuring point block 66 is also assembled.

상기 기준틀 부재(20)가 터널 라이닝 벽(30)으로부터 약 20～50㎜ 위치에서 고정되도록 새들 플레이트(40)와 앵커 플레이트(50)를 설치한다. The saddle plate 40 and the anchor plate 50 are installed so that the reference frame member 20 is fixed at about 20-50 mm from the tunnel lining wall 30.

터널 라이닝 벽(30)에 계측기(60)를 설치할 장소를 표시한다. The place where the meter 60 is to be installed is indicated on the tunnel lining wall 30.

측정 포인트 블록(66)이 계측기(60)에 장착되어 있는 길이변형 센서(62, 63)가 중간 위치에 접촉하도록 조정하여 고정시킨다. The measuring point block 66 is adjusted and fixed so that the length-deformation sensors 62 and 63 attached to the measuring device 60 come into contact with the intermediate position.

계측기(60)를 터널 라이닝 벽(30) 표면에 부착하고 길이변형 센서(62, 63)의 X축, Y축 방향이 터널 단면의 X축, Y축 방향과 정확히 일치하도록 조절한다.The measuring device 60 is attached to the surface of the tunnel lining wall 30 and adjusted so that the X-axis and Y-axis directions of the length-deformation sensors 62 and 63 coincide with the X-axis and Y-axis directions of the tunnel cross section.

각각의 센서 케이블을 가지런하게 모아서 데이터이력 기록기(data logger)가 위치한 곳으로 유도한 후 데이터이력 기록기와 연결한다. Gather each sensor cable neatly, guide it to where the data logger is located and connect it to the data history logger.

컴퓨터를 데이터 이력기록기와 연결하여 시스템의 이상여부를 확인한다.Connect the computer with the data history recorder to check the system.

전체 시스템에 이상 없음이 확인되면 보호설비를 시공함으로써 설치를 종료한다.If it is confirmed that there is no problem in the whole system, the installation is terminated by constructing protective equipment.

이와 같은 본 발명의 계측장치의 사용 온도범위는 -20℃～+80℃이며, 적용되는 분야는 지하철, 철도, 도로 등의 터널단면의 내공변형, 기울임 등의 변화 계측, 건축물의 골조 변화 계측, 배수 터널, 전력 통신터널의 단면 변화 계측 등이다.The use temperature range of the measuring device of the present invention is -20 ℃ ~ +80 ℃, the field of application is the measurement of changes in the internal strain, tilt, etc. of the tunnel section of the subway, railway, road, etc. Measurement of cross-sectional changes in drainage tunnels and power communication tunnels.

이와 같은 본 발명의 계측장치는 자동계측으로서 최소 2분 간격의 실시간 모니터링이 가능하며, 지하철과 철도 및 기타 터널 내부와 같이 사람이 접근하기 어려운 곳의 계측이 가능하다.Such a measuring device of the present invention is capable of real-time monitoring of at least two minutes intervals as an automatic measurement, it is possible to measure where people are difficult to access, such as subways, railways and other tunnels.

또한, 기존의 시스템과 비교하여 1/2 이상 경제적이면서 복잡한 계산식이 불필요하므로 오차범위를 크게 줄일 수 있다.In addition, compared to the existing system is more than 1/2 economical and complicated calculation formula is unnecessary, so the error range can be greatly reduced.

또한, 표면 부착방식으로 점검 및 보수가 매우 용이하고, 상기 기준틀 부재는 고장이 없으며, 센서고장 시 보수가 매우 용이하고 보정이 불필요한 장점이 있다.In addition, the surface attachment method is very easy to check and repair, there is no failure of the reference frame member, the sensor is very easy to repair and there is an advantage that correction is unnecessary.

또한, 정밀 센서(±0.1㎜ 정밀도) 채택으로 계측결과의 신뢰도가 높고, 상기 계측기에 광파 타깃을 부착하여 좌표변화의 비교 검증이 가능하다. In addition, the use of a precision sensor (± 0.1 mm accuracy) provides high reliability of the measurement results, and the optical wave target is attached to the measuring instrument to enable comparative verification of coordinate changes.

이상을 통해 본 고안의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 고안은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 고안의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 고안의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and it is possible to carry out various modifications within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the scope of the invention.

상기와 같은 본 발명은 기존에 상용되고 있는 터널과 인접한 위치에서 다른 구조물을 건설함으로써 터널 주변지반의 변형에 따른 상용 터널의 안전성 확인이 필요할 경우에 유용한 정보를 제공할 수 있으며, 교통량이 빈번하면서 관련 기술자의 접근은 여의치 않거나 장, 단기간 자동 또는 수동으로 다량의 정보를 획득할 필요가 있을 경우에 적용이 가능한 시스템이다.The present invention as described above can provide useful information when it is necessary to check the safety of the commercial tunnel according to the deformation of the ground around the tunnel by constructing another structure in the vicinity of the existing commercially available tunnel, frequent traffic related The technician's approach is a system that can be applied when it is not possible, or when a large amount of information needs to be obtained automatically or manually for a short period of time.

또한, 2개의 길이변형 센서가 터널의 라이닝 벽에 설치되는 표면 부착방식으로 점검 및 보수가 매우 용이하고, 라이닝 벽과 일체로 거동하므로 복잡한 2차 계산이 불필요하여 계산에 따른 오차를 크게 줄일 수 있으며, 터널의 단면변형과 종방향 변형을 확인할 수 있는 정밀 틸트 미터가 터널의 좌, 우측 양단에 위치하므로 부분적인 3차원 터널변형 자동계측장치의 효과도 기대할 수 있다.In addition, it is very easy to check and repair due to the surface attachment method installed in the lining wall of the tunnel, and it is integrated with the lining wall, so that complicated secondary calculations are unnecessary and the error according to the calculation can be greatly reduced. In addition, the precision tilt meter, which can identify the cross-sectional deformation and longitudinal deformation of the tunnel, is located at both ends of the tunnel, so that the effect of the partial three-dimensional tunnel deformation automatic measuring device can be expected.

또한, 센서를 환경 여건에 따라 필요한 수량(최소 3개소～최대 7개소)만 설치하는 것이 가능하므로 센서설치에 따르는 비용을 크게 줄일 수 있어 종래의 계측 장치와 비교하여 1/2 이상 경제적으로 수행 가능한 계측장비를 제공할 수 있다.In addition, it is possible to install only the required quantity (minimum 3 to maximum 7) of sensors according to the environmental conditions, so that the cost of sensor installation can be greatly reduced, which can be performed more than 1/2 economically compared to conventional measuring devices. Can provide measuring equipment.

Claims

A reference frame member installed on the lining wall in the same shape as the initial hole of the tunnel;

A saddle plate for installing the frame member so as to be free to be parallel to the lining wall of the tunnel;

An anchor plate for fixing the reference frame member to the bottom or wall of the tunnel;

A measuring point block interposed in the reference frame member at predetermined intervals;

A measuring instrument which is provided with a length strain sensor which contacts the measuring point block and detects displacement of the tunnel hole and is attached to the lining wall; And

Data history recorder for automatically recording signals connected to the cable of the longitudinal deformation sensor

Two-dimensional tunnel deformation automatic measurement device, characterized in that consisting of.

The method of claim 1,

The length deformation sensor is a two-dimensional tunnel deformation automatic measurement device, characterized in that consisting of the X-axis length deformation sensor for detecting the X-axis displacement of the tunnel hole and the Y-axis length deformation sensor for detecting the Y-axis displacement.

The method of claim 1,

The reference frame member is a two-dimensional tunnel deformation automatic measurement device characterized in that the coupling of a plurality of stainless steel tubes having a predetermined length by a coupler.

The method according to claim 1 or 3,

And the reference frame member is installed to be fixed at a position of 20 to 50 mm from the tunnel lining wall.

The method of claim 1,

The saddle plate is a cross-sectional shape bent in the '' 'shape, the two-dimensional tunnel deformation automatic measurement device, characterized in that the sliding bearing is installed on the inner surface contacting the frame member.

The method of claim 1,

The anchor plate is a two-dimensional tunnel deformation automatic measurement device characterized in that the tilt meter which can measure the tilt of the tunnel by measuring the movement in the X-axis and Z-axis direction.

The method of claim 1,

The measuring instrument,

A measurement plate on which the length-deformation sensor and the optical wave measurement target are installed;

Consisting of a mounting plate for fixedly mounting the metrology plate to the tunnel lining wall,

The mounting plate is a two-dimensional tunnel deformation automatic measurement device characterized in that the hole is formed for adjusting the mounting position of the measuring plate.