표제지
제출문
서문 / 최병훈
요약
목차
1. 서론 13
1.1. 연구 배경 및 목적 13
1.2. 연구범위 13
2. 별내선 건설공사 개요 13
2.1. 추진배경 13
2.2. 추진목적 14
2.3. 사업개요 14
2.4. 사업 추진경위 15
2.5. 별내선 건설공사 계측기 적용 현황 16
2.5.1. 별내선 1공구 본선개착, 정거장, 본선환기구 구간 16
2.5.2. 별내선 2공구 가시설, 터널 구간 19
3. 수동 계측기 설계기준 및 운영실태 21
3.1. 개요 21
3.1.1. 수동 계측기의 종류 22
3.1.2. 수동 계측기의 장단점 23
3.1.3. 수동 계측기의 설치비용 조사 23
3.1.4. 수동 계측기의 적용사례 26
3.2. 개착, 인접구조물 비개착 구간 계측관리요령 27
3.2.1. 계측기 설치 항목 27
3.2.2. 계측기 위치선정 28
3.2.3. 계측기사양 및 설치방법 29
3.2.4. 계측관리 빈도 및 관리치 41
3.2.5. 측정오차 및 망실에 대한 조치방법 44
3.3. 터널구간 계측관리요령 45
3.3.1. 계측기 설치 항목 45
3.3.2. 계측기 설치 위치 선정 45
3.3.3. 계측기 사양 및 설치방법 46
3.3.4. 계측관리 빈도 및 관리치 56
3.3.5. 측정오차 및 망실에 대한 조치방법 60
3.4. 유지관리 계측관리 61
3.4.1. 계측기 설치 항목 61
3.4.2. 계측기 설치 위치 선정 61
3.4.3. 계측기 사양 및 설치방법 62
3.4.4. 계측관리 빈도 및 관리처 67
3.4.5. 측정오차 및 망실에 대한 조치방법 70
3.5. 계측관리 대응체제 71
3.5.1. 1차 관리기준치 초과 시(주의단계) 71
3.5.2. 2차 관리기준치 초과 시(경보단계) 72
3.5.3. 3차 관리기준치 추과 시(위험단계) 73
3.6. 수동 계측기 설계 기준 73
4. 자동화 계측기 설계기준 및 운영실태 75
4.1. 개요 75
4.2. 자동화 계측 구축 시 각 항목별 정의 및 설계기준 75
4.2.1. 계측시스템의 구성 75
4.2.2. 각 항목별 정의 76
4.2.3. 각 항목별 계측기 운영에 대한 설계기준 79
4.3. 자동화 계측기기 설계 및 성능기준 83
4.3.1. 현장 계측기 성능검사 83
4.3.2. 현장별 계측기의 성능 검사 대상 및 기준 83
4.3.3. 주요 계측기 성능비교 84
4.3.4. 주요 계측기 단가 비교 87
4.3.5. 데이터 로거 단가 비교 87
4.4. 계측기기 설치 전 후 필요 서류에 대한 기준 88
4.4.1. 설치 전 제출서류 포함내용 88
4.4.2. 계측기기의 배치에 대한 기준 89
4.4.3. 계측기기의 선정에 대한 기준 90
4.5. 자동화 계측 운영방안 91
4.5.1. 개요 91
4.5.2. 자동화 계측 운영방안 91
4.6. 자동화 계측사례 94
4.6.1. 덕정교 측방유동에 대한 정밀안전진단 및 계측 94
4.6.2. 노량진역 환승통로 중 경부선, KTX 하부 통과 구간 지하 연결 통로 계측 94
4.6.3. 북양-자안 도로 공사 중 서해안 고속도로 통과 구간 95
4.6.4. 경부선 조치원-부강간 도로공사중 경부선 통과 구간 96
4.6.5. 경인고속도로 하부통과 구간 계측 97
4.6.6. 물양장 건설공사 중 군장 에너지 해저 터널 계측 통과구간 계측 98
4.6.7. 영주교 P4~P5구간(G2) 1본 거더 현장 진단 및 계측 99
4.6.8. 서울복합 1, 2호기 폐수처리건물 발전시설 인접 진동계측 100
5. 문제점 101
5.1. 수동 계측 시 문제점 101
5.1.1. 설계 시 문제점 101
5.1.2. 현장 설치 시 문제점 102
5.2. 자동 계측 시 문제점 102
5.2.1. 자동 계측 표준에 대한 문제 102
5.2.1. 자동 계측 시 설치에 대한 문제 103
5.3. 소결론 103
6. 개선방안 105
6.1. 계측형태에 따른 경제성 분석 105
6.1.1. 수동과 자동계측 투자비용 분석 105
6.1.2. 계측빈도에 따른 계측비용 분석 106
6.1.3. 계측기수량 증가에 따른 계측비용 분석 106
6.1.4. 분석결과 107
6.2. 운영 방안 및 운영 S/W 기준 제시 107
6.2.1. 개요 107
6.2.2. S/W 기준 및 특성 제안 108
6.3. 자동계측 시스템 구축 111
6.3.1. 일반적인 자동화 시스템 구축도 111
6.3.2. 자동계측 시스템 단계별 구축도 111
6.3.3. 중앙제어 원격 관리시스템 112
6.4. DEMO 프로그램 개발 112
6.4.1. 개요 112
6.4.2. SYSTEM 주요 사양 및 기능 113
6.4.3. 프로그램 주요 사양 114
6.5. DEMO 프로그램 적용(WebAce Ver l.0) 116
6.5.1. 별내선(8호선연장) 1공구 건설공사 중 암사역 자동화 계측 116
6.5.2. 월드컵대교 현장 중 아리수정수장 횡단 구간 120
6.6. 기대효과 125
7. 결론 126
7.1. 경제성 분석 126
7.2. 제도개선이 필요한 사항 127
7.3. 향후 연구방향 제시 127
참고문헌 128
판권기 129
표 2.1. 별내선(8호선 연장) 건설공사 사업 개요 14
표 2.2. 계측기 설치 종류 및 목적 16
표 2.3. 계측기 위치별 수량 17
표 2.4. 계측기 측정 빈도 18
표 2.5. 계측기 설치 수량(가시설 구간) 19
표 2.6. 계측기 설치 수량(터널 구간) 20
표 3.1. 수동 계측기의 종류 22
표 3.2. 수동 계측기의 장단점 23
표 3.3. 수동 계측기의 적용사례 26
표 3.4. 흙막이 가설구조물의 계측항목 27
표 3.5. 지중경사계 사양 및 설치방법 29
표 3.6. 지하수위계 사양 및 설치방법 30
표 3.7. 지표침하계 사양 및 설치방법 31
표 3.8. 층별침하계 사양 및 설치방법 32
표 3.9. 변형률계 사양 및 설치방법 33
표 3.10. 버팀보하중계 사양 및 설치방법 34
표 3.11. 어스앵커하중계 사양 및 설치방법 35
표 3.12. 간극수압계 사양 및 설치방법 36
표 3.13. 락볼트축력계 사양 및 설치방법 37
표 3.14. 구조물경사계 사양 및 설치방법 38
표 3.15. 구조물균열계 사양 및 설치방법 39
표 3.16. 소음진동측정계 사양 및 설치방법 40
표 3.17. 계측빈도 41
표 3.18. 계측관리 적용 기준 43
표 3.19. 막장관찰 46
표 3.20. 내공변위계 사양 48
표 3.21. 내공변위계 설치 및 측정데이터 관리 50
표 3.22. 지중변위계 사양 51
표 3.23. 락볼트축력계 사양 및 설치방법 52
표 3.24. 숏크리트응력계 사양 및 설치방법 53
표 3.25. 계측관리 빈도 및 관리치 56
표 3.26. 천단침하의 초기 관리 기준치 예시 56
표 3.27. 내공변위의 초기 관리 기준치 예시 57
표 3.28. 일본 비도 건설 관리 기준 57
표 3.29. 오스트리아 Alberg 터널의 관리 기준 57
표 3.30. 갱내변위속도에 따른 2차 라이닝용 concrete 설계 강도 58
표 3.31. 프랑스 공업성 관리기준 58
표 3.32. 내공변위 관리 기준 및 조치 방법 58
표 3.33. 천단침하 관리 기준 59
표 3.34. 지중변위에 대한 관리 기준 예시 59
표 3.35. 락볼트 축력에 대한 관리 기준 예시 59
표 3.36. 숏크리트 응력에 대한 관리 기준 예시 60
표 3.37. 계측기 망실의 위험소지 및 대책 60
표 3.38. 유지관리 구조물의 계측항목 61
표 3.39. 지표침하계 사양 및 설치방법 62
표 3.40. 변형률계 사양 및 설치방법 63
표 3.41. 구조물경사계 사양 및 설치방법 64
표 3.42. 구조물균열계 사양 및 설치방법 65
표 3.43. 소음진동측정계 사양 및 설치방법 66
표 3.44. 여러 가지 구조물의 최대 허용 침하량 67
표 3.45. 변형률계 관리기준 68
표 3.46. 구조물경사계 관리기준 68
표 3.47. 구조물균열계 관리기준 69
표 3.48. 계측관리 대응체제 71
표 4.1. 감지소자에 따른 역학계측기기의 분류 76
표 4.2. 역학계측기기의 감지소자 76
표 4.3. 전원 공급 장치의 설치 유무 80
표 4.4. 현장 관리 기준 예 83
표 4.5. 관리 기준 예와 자동 계측기기 분해 능력을 비교한 기준치 83
표 4.6. 주요 계측기 단가 비교 87
표 4.7. 데이터 로거 단가 비교 87
표 4.8. 관리기준치 초과 시 계측시스템 운영 93
표 4.9. 군장에너지 해저 터널 계측기 설치 수량 98
표 5.1. 자동 계측기의 문제점 103
표 6.1. 관리기준치 초과 시 계측시스템 운영 110
표 6.2. 프로그램 주요 모듈별 기능 115
표 6.3. 별내선(8호선연장) 1공구 건설공사 중 암사역 자동화 계측 117
그림 2.1. 별내선(8호선 연장) 건설공사 노선도 14
그림 3.1. 계측기 설치비 단가조사 현황(총괄) 25
그림 3.2. 계측기의 주요 파손원인 및 대처방안 44
그림 3.3. 막장 관찰 일지 샘플 47
그럼 3.4. 내공변위 측정 및 내공변위 측정기 48
그림 3.5. 내공변위 타켓 49
그림 3.6. 지중변위계 상세도 50
그림 3.7. 지중변위계 제원 51
그림 3.8. V/W 숏크리트응력계 제원 54
그림 3.9. 락볼트 인발시험 상세도 55
그림 3.10. 진동속도 및 진폭의 허용치 69
그림 3.11. 측기의 주요 파손원인 및 대처방안 70
그림 4.1. 자동경사계(IP타입) 설치모습 84
그림 4.2. 자동경사계(E.L Beam Sensor) 설치모습 85
그림 4.3. 진동계 제원 및 설치모습 86
그림 4.4. 변형률계 제원 86
그림 4.5. 실시간 수준별 경고 및 유지관리 S/W구축 예시 93
그림 4.6. 덕정교 현장 자동계측 프로그램 94
그림 4.7. 노량진역 환승통로 현장 자동계측 프로그램 94
그림 4.8. 북양-자안 도로공사 현장 자동계측 프로그램 95
그림 4.9. 측정 상세도 95
그림 4.10. 측정 측점 96
그림 4.11. 경부선 조치원-부강간 도로공사 현장 자동계측 프로그램 96
그림 4.12. 경인고속도로 하부통과 현장 위치도 97
그림 4.13. 경인고속도로 하부통과 현장 계측 계획도 97
그림 4.14. 물양장 설치위치 시설물 98
그림 4.15. 영주교 P4~P5구간(G2) 1본 거더 현장 상세도 99
그림 4.16. 서울복합 1, 2호기 폐수처리건물 발전시설 현장 계측 계획도 100
그림 6.1. 수동계측(상주)/기존자동계측/표준화 자동계측 계측 비용 비교 105
그림 6.2. 계측 인건비 비용 비교표 106
그림 6.3. 계측 인건비 고정 시설 2배 투자 시 비용 비교표 106
그럼 6.4. 실시간 수준별 경고 및 유지관리 S/W구축 예시 110
그림 6.5. 일반적인 자동화 시스템 구축도 111
그림 6.6. 자동계측 시스템 단계별 구축 예 111
그림 6.7. CRAS의 시스템 구성도 112
그림 6.8. 유지관리 시스템 구축 예상도 116
그림 6.9. 별내선 1공구 건설공사 암사역 자동화계측 중 중앙제어 118
그림 6.10. 별내선 1공구 건설공사 암사역 자동화계측 중 현장 관리용 화면 118
그림 6.11. 별내선 1공구 건설공사 암사역 자동화계측 중 종합 계측 상황 118
그림 6.12. 별내선 1공구 건설공사 암사역 자동화계측 현장용-클라우드 서버 119
그림 6.13. 별내선 1공구 건설공사 암사역 자동화계측 중 측정된 데이터 그래프 119
그림 6.14. 월드컵대교 현장 아리수정수장 횡단구간 중 원격제어 120
그림 6.15. 월드컵대교 현장 아리수정수장 횡단구간 중 원격제어 화면 120
그림 6.16. 월드컵대교 현장 아리수정수장 횡단구간 중 현장용 관리 프로그램 121
그림 6.17. 월드컵대교 현장 아리수정수장 횡단구간 중 종합/분석 Module 121
그럼 6.18. 월드컵대교 현장 아리수정수장 횡단구간 중 종합 계측 상황 표시 122
그림 6.19. 월드컵대교 현장 아리수정수장 횡단구간 중 3차원 그래프 표시 122
그림 6.20. 월드컵대교 현장 아리수정수장 횡단구간 중 전체 데이터 이력 표시 123
그림 6.21. 월드컵대교 현장 아리수정수장 횡단구간 중 데이터 형상을 3차원 표현 123
그림 6.22. 월드컵대교 현장 아리수정수장 횡단구간 중 2차원 그래프로 표시 124
그림 6.23. 월드컵대교 현장 아리수정수장 횡단구간 중 데이터 출력 표시 124
그림 6.24. 월드컵대교 현장 아리수정수장 횡단구간 중 원하는 날짜별로 데이터 출력 124
그림 7.1. 계측기 수량 증가 비용 비교표 126