KR100278367B1 - Rotary target attaching device for measuring internal displacement and shear displacement - Google Patents
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Abstract
본 발명은 터널 및 지하 공간 시공시 지반의 변위를 계측하기 위한 내공변위 및 천단변위 측정을 위한 분리 회전식 타켓 부착 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a detachable rotary target attachment device for measuring the internal displacement and the shear displacement for measuring the displacement of the ground during the construction of tunnels and underground spaces.
본 발명은 터널벽면에 일단이 삽입 고정되는 고정구(10)와; 상기 고정구(10)의 한쪽 단부에 연결되는 연결보울트(20)와; 상기 연결보울(20)의 다른 한쪽 단부에 연결되는 탄성봉(30)과; 상기 탄성봉(30)의 다른 한쪽 단부에 연결되어 타켓을 부착하는 타켓부착부(40)와; 상기 연결보울트(20)와 탄성봉(30)을 연결하기 위한 제1연결수단과; 상기 탄성봉(30)과 타켓부착부(40)를 연결하기 위한 제2연결수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.The present invention is a fastener (10) having one end fixed to the tunnel wall surface; A connection bolt 20 connected to one end of the fixture 10; An elastic rod 30 connected to the other end of the connection bowl 20; A target attachment part 40 connected to the other end of the elastic rod 30 to attach a target; First connecting means for connecting the connecting bolt 20 and the elastic rod 30; It characterized in that it comprises a second connecting means for connecting the elastic rod 30 and the target mounting portion (40).
Description
본 발명은 터널 및 지하 공간 시공시, 지반의 변위를 계측하기 위한 타켓 부착장치에 관한 것으로, 특히 광파기를 이용하여 지반 변위를 계측할 경우에 타켓을 부착할 수 있게 하는 내공변위 및 천단변위 측정을 위한 분리 회전식 타켓 부착 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a target attachment device for measuring the displacement of the ground during the construction of tunnels and underground spaces, and in particular, to measure the internal displacement and the tip displacement that allow the target to be attached when measuring the displacement of the ground using an optical wave. It relates to a detachable rotary target attachment device for.
제1도는 터널을 굴착하면서 내공변위와 천단변위를 측정하는 시공예를 보여주고 있다.Figure 1 shows a construction example for measuring the internal displacement and the tiandan displacement while digging a tunnel.
제1도에서 보는 바와 같이 종래에 광파기를 이용하여 터널 및 지하 공간을 시공함에 있어서 내공변위 및 천단변위의 측정은 광파기(N)과 파를 반사하는 반사타켓(MT1~MT9)에 의하여 측정된다. 즉, 광파기(N)를 터널 내부에 거치하고 반사타켓(T1~T6)에 파를 반사시켜 측정한다. 이렇게 측정되어지는 값은 광파기(N)의 데이터 저장 장치에 저장되게 되어, 이 값을 이용하여 내공변위와 천단변위 값이 계산되어진다.As shown in FIG. 1, in the conventional construction of a tunnel and an underground space using an optical wave, the measurement of the internal hole displacement and the top-end displacement is measured by the optical wave target N and the reflection targets MT1 to MT9 reflecting waves. That is, the optical wave receiver (N) is mounted inside the tunnel, and the wave is reflected on the reflection targets T1 to T6 and measured. The measured value is stored in the data storage device of the optical wave receiver N, and the values of the internal displacement and the shear displacement are calculated using this value.
이러한 반사타켓(MT1~MT9)은 접착식과 회전식이 있다.These reflection targets MT1 to MT9 are adhesive and rotatable.
상기 접착식은 가격이 저렴한 반면에 타켓을 고정하기 위한 부착 장치가 필요하고, 회전식은 가격이 고가이면서 설치 및 관리가 용이하지 못하다는 단점이 있다.While the adhesive type is inexpensive, it requires an attachment device for fixing the target, and the rotary type has a disadvantage of being expensive and not easy to install and manage.
이러한 단점을 보완하기 위하여 개발된 것이 내공변위 및 천단변위 측정을 위한 분리 회전형 타켓 부착 장치이다.It was developed to compensate for this disadvantage is a separate rotary target attachment device for the measurement of internal displacement and shear displacement.
첨부된 제2도는 종래의 타켓부착장치의 일례를 보여주고 있다.2 is a view illustrating an example of a conventional target mounting apparatus.
이 타켓 부착 장치는 타켓부착부(1), 타켓보호부(2), 탄성봉(3), 고정장치(4), 앵커볼트(5), 내부충진물(6)을 구비하고 있다.The target attachment device includes a target attachment portion 1, a target protection portion 2, an elastic rod 3, a fixing device 4, an anchor bolt 5, and an internal filling material 6.
이들 구성을 구체적으로 살펴보면 타켓부착부(1)는 타켓을 부착하는 부위로 용접 또는 연결장치에 의해 탄성봉(3)과 연결된다.Looking at these configurations in detail, the target attachment portion 1 is connected to the elastic rod (3) by a welding or connecting device as a portion to attach the target.
타켓보호부(2)는 숏크리트 및 발파시 분진으로부터 타켓을 보호하기 위하여 타켓부착부(1)를 덮어주는 역할을 한다. 특히 탄성봉(3)과 연결고무줄(8) 또는 스프링을 이용하여 연결되어 아래에서 당겨 늘어날 수 있도록 하고 아래 부분에 연결줄(7)을 달아 당길 수 있도록 하였다. 측정시에는 타켓보호부(2)에 연결된 줄을 당겨 타켓부착부(1) 뒷부분에 위치시키고 측정한 후 원위치에 두어 타켓을 보호하게 하였다.The target protection part 2 serves to cover the target attachment part 1 to protect the target from dust during shotcrete and blasting. In particular, it is connected to the elastic rod (3) and the connection using a rubber cord (8) or a spring to be pulled down from below and to attach a connection cord (7) in the lower part. At the time of measurement, the string connected to the target protection part (2) was pulled and positioned at the rear of the target attachment part (1), and the measurement was made to protect the target by placing it in its original position.
탄성봉(3)은 발파에 의한 비석의 충격에 대해 보호될 수 있는 회복력이 큰 탄성바로서, 숏크리트(S) 타설 두께에 맞게 제작되는데 이 부분을 타켓부착부(1)와 연결되며 상부는 앵커볼트(5)에 연결되도록 되어있다. 특히 충격에 의한 변형을 막기 위해 탄성봉(3)은 실리콘 등을 이용한 내부충진물(6)로 충진되어 있다. 고정장치(4)는 앵커볼트(5)와 연결된 탄성봉(3)의 방향을 고정시키는 역할을 하고, 앵커볼트(5)는 특히 현장에서 쉽게 설치할 수 있도록 인력 천공장비를 이용하여 천공을 하며, 내부는 너트를 형성시켜 탄성봉(3)과 연결되도록 하였다.Elastic bar (3) is a resilient bar having a large recovery force that can be protected against the impact of zeolite by blasting, made to fit the shotcrete (S) casting thickness, this part is connected to the target attachment portion (1) and the upper part is anchor It is intended to be connected to the bolt (5). In particular, in order to prevent deformation due to impact, the elastic rod 3 is filled with an internal filler 6 using silicon or the like. Fixing device (4) serves to fix the direction of the elastic rod (3) connected to the anchor bolt (5), anchor bolt (5) is drilled by using a manpower drilling equipment, in particular to be easily installed in the field, Inside the nut was formed to be connected to the elastic rod (3).
이러한 타켓 부착 장치는 종전에 내공핀을 이용하는 계측 방법에서 천단변위 및 내공변위를 측정하기 위해서 건설 장비를 활용하여야 하고, 터널 공사에 방해가 된다는 기존 계측의 단점을 개선하였으나, 내공핀이 설치되는 위치와 방법에 대해서 여전히 많은 문제점이 있으며, 타켓 부착부의 타켓을 숏크리트와 발파 분진으로부터 보호하기 위하여 보호부를 구비하고 있으나 이것 또한 효과적이지 못한 것이었다.The target attachment device has previously used construction equipment to measure the top end displacement and the internal displacement in the measurement method using the internal hole pin, and improves the disadvantage of the existing measurement that hinders the tunnel construction, but the location where the internal pin is installed There are still a lot of problems with the method and the method, and the protection unit is provided to protect the target from the shotcrete and the blast dust, but this was also ineffective.
본 발명은 터널 내 암발파에 의한 비석 및 발파 분진에 대하여 안전한 타켓 부착 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a target attachment device that is safe against zeolite and blast dust caused by rock blasting in the tunnel.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 회전식 타켓 부착 장치는, 터널벽면에 일단이 삽입 고정되는 고정구와; 상기 고정구의 한쪽 단부에 연결되는 연결보울트와; 상기 연결보울트의 다른 한쪽 단부에 연결되는 탄성봉과; 상기 탄성봉의 다른 한쪽 단부에 연결되어 타켓을 부착하는 타켓부착부와; 상기 연결보울트와 탄성봉을 연결하기 위한 제1연결수단과; 상기 탄성봉과 타켓부착부를 연결하기 위한 제2연결수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.Rotating target attachment device of the present invention for achieving the above object, the end is fixed to the tunnel wall; A connection bolt connected to one end of the fixture; An elastic rod connected to the other end of the connection bolt; A target attachment part connected to the other end of the elastic rod to attach a target; First connecting means for connecting the connecting bolt and the elastic rod; It characterized in that it comprises a second connecting means for connecting the elastic rod and the target mounting portion.
고정구는 앵커보울트가 채택되며, 고정구와 연결보울트는 연결보울트에 형성되는 수나사부에 의하여 체결된다.The anchor is an anchor bolt is adopted, the fastener and the connection bolt is fastened by a male thread formed in the connection bolt.
탄성봉은 타설되는 숏크리트의 두께의 길이보다 긴 길이를 가진다.The elastic rod has a length longer than the length of the thickness of the shotcrete to be poured.
타켓부착부는 1회용 접착식 타켓을 이용하기 위하여 중심축에서 타켓의 두께만큼 절삭하여 회전시 중심 방향이 항상 일정하게 유지되며, 타켓을 숏크리트와 발파 분진으로부터 보호하기 위하여 보호부를 구비한다.The target attachment portion is cut by the thickness of the target in the central axis in order to use the disposable adhesive target, the center direction is always kept constant during rotation, and provided with a protective part to protect the target from shotcrete and blast dust.
제1연결수단은 연결보울트의 내부에 삽입되는 자석에 의하여 연결보울트와 탄성봉이 연결될 수 있고, 용접, 또는 기타 연결 장치를 포함할 수 있다.The first connecting means may be connected to the connection bolt and the elastic rod by a magnet inserted into the connection bolt, and may include a welding or other connecting device.
제2연결수단은 타켓부착부 내부에 삽입되는 자석에 의하여 회전 가능한 상태로 고정된다.The second connection means is fixed in a rotatable state by a magnet inserted into the target attachment portion.
이와 같은 본 발명에 의하면 광파기를 이용한 내공변위 및 천단변위 계측에서 타켓의 설치와 분리가 용이하여 막장면 전방에 타켓 부착이 가능하며, 광파기의 설치 방향에 관계없이 측정하는 것이 가능하며, 계측시 터널 굴착 작업 공정에 방해를 주지 않고, 계측을 위해 건설 장비를 사용할 필요가 없고, 숏크리트 타설 후에도 지속적으로 계측이 가능하다라는 등의 장점을 가지고 있다. 그 결과 터널 굴착으로 발생하는 변위의 80-90%를 계측할 수 있게 되며 계측된 결과의 신뢰도를 높일 수 있게 됨으로써 얻어진 계측값을 막장의 안정성 판단, 설계변경, 지보 설치시기 등을 결정하는 자료로 활용하는 것이 가능하게 된다.According to the present invention, it is easy to install and detach the target in the measurement of the hole displacement and the shear displacement using the optical wave, so that the target can be attached to the front of the membrane surface, and the measurement can be performed regardless of the installation direction of the optical wave, and the tunnel during the measurement It does not interfere with the excavation process, there is no need to use construction equipment for measurement, and it is possible to continuously measure after shotcrete placement. As a result, it is possible to measure 80-90% of the displacement caused by tunnel excavation and to increase the reliability of the measured results. It becomes possible to utilize.
제1도는 종래 기술을 설명하기 위한 예시도.1 is an exemplary diagram for explaining the prior art.
제2도는 종래의 타켓 부착 장치의 일부를 절개한 단면도.2 is a cross-sectional view of a portion of a conventional target attachment device.
제3도는 본 발명 실시예의 단면도.3 is a cross-sectional view of an embodiment of the present invention.
제4도는 본 발명 실시예의 분해 사시도.4 is an exploded perspective view of an embodiment of the present invention.
제5도는 본 발명 실시예의 타켓부착부의 저면도.5 is a bottom view of the target mounting portion of the embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.An embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
제4도 및 제5도는 본 발명 타켓 부착 장치의 실시예를 나타내고 있다.4 and 5 show an embodiment of the target attachment device of the present invention.
이 도면을 참조하여 상기한 바와 같이 사용되는 본 발명의 타켓 부착 장치의 구성을 상세히 살펴보도록 한다.With reference to this figure to look at the configuration of the target attachment device of the present invention used as described above in detail.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 타켓 부착 장치는 고정구(10), 연결보울트(20), 탄성봉(30), 타켓부착부(40)로 구성된다.As shown, the target attachment device according to the present invention is composed of a fixture 10, the connection bolt 20, the elastic rod 30, the target attachment portion 40.
고정구(10)는 결합되어 일체화된 연결보울트(20), 탄성봉(30), 타켓부착부(40)를 암반 벽체에 고정시키기 위해 사용된다.Fixture 10 is used to secure the coupling bolt 20, the elastic rod 30, the target attachment portion 40 is coupled to the rock wall.
이 고정구(10)는 암반 벽체를 향하는 쪽의 단부에 사방으로 절개홈(11)이 형성되어 있고 다른쪽의 단부에는 연결보울트(20)와의 접촉을 용이하게 하기 위하여 플랜지(12)가 형성되어 있으며, 축방향으로 관통되는 통공(13)이 형성되는데, 플랜지(12)가 형성된 입구쪽의 통공(13) 내주면에는 연결보울트(20)를 고정시키기 위한 암나사(14)가 형성되어 있다.The fastener 10 has an incision groove 11 formed at an end facing the rock wall in all directions and a flange 12 formed at the other end to facilitate contact with the connecting bolt 20. , A through hole 13 penetrated in the axial direction is formed, the female screw 14 for fixing the connection bolt 20 is formed on the inner circumferential surface of the through hole 13 formed in the flange 12 is formed.
연결보울트(20)는 고정구(10)와 탄성봉(30)을 연결하기 위하여 사용된다.The connection bolt 20 is used to connect the fixture 10 and the elastic rod 30.
이 연결보울트(20)는 고정구(20)에 결합될 수 있도록 상단부에 수나사(21)가 형성되며, 상기 수나사(21)의 아래쪽에는 육각체(22)로 형성되는데, 이 육각체(22)는 탄성봉(30)과 자석(50)이 삽입될 수 있도록 하단부로부터 원통형의 통공(23)이 일정한 깊이를 가지고 형성되어 있다.The connection bolt 20 is formed with a male screw 21 at the upper end to be coupled to the fixture 20, the lower portion of the male screw 21 is formed of a hexagonal body 22, the hexagonal body 22 is A cylindrical through hole 23 is formed from the lower end portion with a predetermined depth so that the elastic rod 30 and the magnet 50 can be inserted.
이러한 연결보울트(20)는 통공(23)에 자석(50)을 먼저 삽입하고 후속적으로 탄성봉(30)을 삽입하게 됨으로써 자석(50)에 의하여 탄성봉(30)과 연결되고, 고정구(10)와는 수나사(21)를 고정구(10)의 암나사(14)와 체결시킴으로써 고정된다.The connection bolt 20 is first connected to the elastic rod 30 by the magnet 50 by inserting the magnet 50 into the through hole 23 and subsequently inserting the elastic rod 30, the fixture 10 ) Is fixed by fastening the male screw 21 to the female screw 14 of the fastener 10.
탄성봉(30)은 고정구(10)와 탄성봉(30)이 회전 가능하게 연결될 수 있도록 원기둥의 형상으로 형성되면서 지속적인 계측이 가능하도록 숏크리트 두께와 같은 길이로 제작된다. 이것의 재질로는 금속 또는 플라스틱 등이 가능하다.The elastic rod 30 is formed in the shape of a cylinder so that the fixture 10 and the elastic rod 30 can be rotatably connected, and is manufactured in the same length as the shotcrete thickness to enable continuous measurement. Its material may be metal or plastic.
타켓부착부(40)는 타켓을 부착하는 부위로 강재 또는 프라스틱으로 제작될 수 있다.The target attachment portion 40 may be made of steel or plastic as a portion for attaching the target.
이 타켓부착부(40)는 자석(60), 용접 또는 기타 연결장치에 의해 탄성봉(30)과 연결되는데, 자석(60)과 탄성봉(30)의 일단을 삽입하기 위하여 상부 표면에 통공(41)이 형성되어 있고, 자석(60)을 이용한 연결은 회전이 가능하게 되어 어느 방향에서든지 측정이 가능하게 하였다. 이를 위하여 타켓부착부(40)는 제6도에서 보는 바와 같이 중심선에서 타켓 두께 만큼 절삭된 절삭부(42)를 형성하여 회전시킬 때에 중심점의 위치가 변동되는 경우가 없도록 하였다.The target attachment portion 40 is connected to the elastic rod 30 by a magnet 60, welding or other connecting device, the through hole in the upper surface for inserting one end of the magnet 60 and the elastic rod 30 41) is formed, and the connection using the magnet 60 can be rotated to measure in any direction. To this end, as shown in FIG. 6, the target attachment portion 40 forms a cutting portion 42 cut by the target thickness at the center line so that the position of the center point does not change when rotated.
이와 같은 분리 회전형 타켓 부착 장치를 이용한 내공변위 및 천단변위의 측정은 현장에서 인력천공장비를 사용하여 삽입공을 천공한 다음 절개홈(11)의 탄성을 이용하여 고정구(10)를 삽입공에 삽입하여 설치하고, 광파기(N)를 터널 내부에 거치하며, 통상적인 방법과 같이 타켓부착부(40)에 반사타켓을 부착한 다음 반사타켓에 파를 반사시켜 측정한다. 이렇게 측정되어지는 값은 공지된 광파기(N)의 데이터 저장 장치에 저장되게 되며, 이 값을 이용하여 내공변위와 천단변위 값이 계산되어진다.The measurement of the hole displacement and the tip end displacement using such a detachable rotary target attachment device is performed by drilling the insertion hole using a manpower drilling equipment in the field, and then using the elasticity of the cutting groove 11 to insert the fixture 10 into the insertion hole. Insert and install, mount the optical wave receiver (N) in the tunnel, and attach the reflection target to the target attachment portion 40 as in the usual method, and then reflect the wave on the reflection target and measure. The measured value is stored in the data storage device of the known optical wave receiver N, and the values of the internal displacement and the shear displacement are calculated using this value.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명은 분리 회전형 타켓 부착 장치로서 광파기를 이용한 내공변위 및 천단변위 계측에서 타켓의 설치와 분리가 용이하여 막장면 전방에 타켓 부착이 가능하며, 타켓부착부(40)가 자석(50)(60)에 의하여 회전하게 되어 광파기의 설치 방향에 관계없이 측정하는 것이 가능하여 계측시 터널 굴착 작업 공정에 방해를 주지 않고, 계측을 위해 건설 장비를 사용할 필요가 없으며, 숏크리트 타설후에도 지속적인 계측 작업이 가능하게 됨으로서 터널 굴착으로 발생하는 변위의 80-90%를 계측할 수 있게 되어 계측된 결과의 신뢰도를 높일 수 있는 효과가 있는 것이다.As described above, the present invention is a detachable rotary target attachment device, so that the target can be easily attached to the front of the membrane surface by the installation and separation of the target in the measurement of the hole displacement and the tip displacement using the optical wave, and the target attachment portion 40 is provided. It is rotated by the magnets 50 and 60 so that it can be measured regardless of the installation direction of the optical wave, so that it does not interfere with the tunnel excavation work process during measurement, and there is no need to use construction equipment for measurement, and even after shotcrete casting By enabling continuous measurement work, 80-90% of the displacement generated by tunnel excavation can be measured, which increases the reliability of the measured result.
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