KR100216681B1 - 지하수가 많은 지반에서의 상수,하수관 등의 압입추진 공법과 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 특히 지하수가 많은 지중에서 상,하수관 등을 압입추진하는 공법 및 그 장치에 관한 것으로서 스크류 콘베이어 케이싱(12)내에서 스크류 콘베이어(3)를 잭(5)으로 전진시켜, 배토구측의 후방 스톱밸브(7)를 폐쇄하여 채토구측의 전방 스톱밸브(6)를 여는 제1공정과 관(8)을 후방으로부터 압압함과 동시에, 원판상 커터(1)를 회동구동시켜 압입 굴삭을 하는 제2의 공정과, 굴삭토가 밀실(10)의 내에 도입충만하여 압입 불능으로 된 때에 스크류 콘베이어(3)를 원동기(4)로 구동회전시켜 굴삭토를 스크류 콘베이어 케이싱 내(12)에 도입충만 시키는 제3의 공정과, 스크류 콘베이어(3)를 잭(5)으로 후퇴시켜 전방 스톱밸브(6)를 폐쇄하고 후방 스톱밸브(7)를 열며, 원동기(4)로 구동회전시켜 토사를 배출하는 제4의 공정을 반복하는 것을 특징으로 하는 지하수가 많은 지반에서의 상수, 하수관 등의 압입추진 공법 및 그 장치를 요지로 한다.

Description

지하수가 많은 지반에서의 상수, 하수관 등의 압입추진 공법과 그 장치

제1도는 후방 스톱밸브를 폐쇄하고 전방 스톱밸브를 열어 압입굴삭을 하여 완전히 지수(地水)를 한 상태를 나타내는 종단면도.

제2도는 압입정지하고 전방 스톱밸브를 닫고 후방 스톱밸브를 열어 완전히 지수를 하면서 배토중의 상태를 나타내는 종단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 원판상 커터 2 : 커터를 구동하는 원동기

3 : 스크류 콘베이어 4 : 구동하는 원동기

5 : 전진후퇴시키는 잭 6 : 전방 스톱밸브

7 : 후방 스톱밸브 8 : 관

9 : 선단 날 입구(先端刃口) 10 : 굴삭토를 저류(貯留)하는 밀실

11 : 칸막이 벽 12 : 스크류 콘베이어 케이싱

상,하수관 등을 지중에 압입추진하여 배관하는 경우에 지하수가 많으면 관의 선단의 지반이 물과 함께 유출하고 얼마안가서 크게 붕괴하여 지상에 함몰이 일어나므로 위험하다. 또 관의 주위에 걸리는 토압이 불균등하게 되기 때문에 추진방향이 부정확하게 되는 일이 많다. 따라서 이와같은 지반에 압입추진 공사를 할 경우에는 미리 웰포인트 공법을 채용하여 지하수위를 내림으로써 관로에는 물이 없는 상태로 하든지, 혹은 규산소다, 벤토나이트, 시멘트 등의 혼합액을 토중에 주입하여 관로의 물을 배제하고 지수를 하며 흙을 강도를 증대시킨 후 시공하는 것이 통례이다. 그러나 웰 포인트 공법은 물을 빼내기 위하여 여러개의 우물을 파는 것이기 때문에 경우에 따라서는 지반의 침하(沈下)를 일으킨다든지, 부근 주민이 사용하는 우물을 마르게 한다든지 하는 경우가 있으므로 일반적으로 채용할 수 있는 공법이라고 말할 수는 없다.

또 약액주입법에 있어서도 강알카리성의 규산소다를 고압으로 지중에 주입하므로 연약한 지반에서는 이상융기(異狀隆起)가 일어난다든지, 또는 지하수를 알카리성으로 바꾼다든지 하여 인체 혹은 농산물에 이변을 일으키는 경우가 있으므로, 이것도 도저히 언제 어떠한 경우에나 채용할 수 있는 공법은 아니다.

한편, 이들의 관에 압기공법(壓氣工法), 니수압송공법(泥水壓送工法)등의 소위 관선단에 기밀실을 설치하고 그 속에 공기 또는 흙탕물 등을 압송하여 지하수압에 견딜수 있도록 하는 공법도 있으나 자갈, 옥석 등의 통기성이 양호한 지반에서는 채용불가능하며, 또 심도가 대단히 깊은 경우에는 고압력을 요하게 되므로 인간이 견딜 수 없게 되어 작업 불가능하게 되며 극히 한정된 상황에만 적합한 공법이라 말할 수 있다. 이와같이 지하수는 관압입 추진공사에 있어서 가장 곤란한 존재이다.

본 발명은 이러한 여러 가지의 공법의 결점을 개선하여 안전, 확실하게 관압입 추진 포설공사를 할 수 있도록 한 관압입 추진공법과 그 장치를 개발 제시한 것이다. 출원인이 개발 제시한 관압입 추진공법과 그 장치는 다음과 같다. 전단에는 날 입구를 가지고, 굴삭날과 스크류 콘베이어를 내장하는 굴진기를 선두에 설치하여 압입관을 접속시켜 뒤쪽으로부터 압압(押壓)하여 지중에서 추진시키며, 굴삭날을 회전하여 땅을 굴삭하고, 스크류 콘베이어로 배토(排土)하는 관압입 추진장치에 있어서, 굴삭날과 그 구동장치관에 굴삭토의 저류실을 칸막이벽에 의해 밀실로 형성하고, 그 하방부에 가설한 배토장치에 후방 스톱밸브를 장비하여 잭으로 전진후퇴 시켜 배토구를 개폐자유로히 할 수 있는 기구를 장착함으로써, 지하수가 유입하여 오지 않는 통상운전에서는 배토장치와 후방 스톱밸브를 잭으로 후퇴시켜 배토구를 개방하고, 배토장치를 구동회선시켜 굴삭토를 관내로 배출하며, 이와는 달리 대량의 지하수가 유사(流砂)와 같이 유입해 온 경우에는 배토장치를 후방 스톱밸브를 잭으로 소정의 간격까지 전진시켜 배토구와 후방 스톱밸브의 개방면적을 축소하여 유수(流水)의 속도와 양을 감소시켜 토사가 흐르지 않토록 배토장치 내에 퇴적층만시키고 배토장치로부터는 토사만이 관내로 배출되도록 하며, 이상의 조작에서도 지수(止水)하지 않을 경우에는 잭으로 배토장치와 후방 스톱밸브를 전진시켜서 배토구를 닫고, 배토장치의 구동회전을 정지하며, 굴삭날에 의한 땅의 굴삭, 관의 추진을 계속하여 토사를 저류실내에 충만압밀(充滿壓密) 시킨 후, 후방 스톱밸브를 열어 배토장치를 구동회전하여 배토시킨다. 본 발명은 이상의 조작을 반복하는 것을 특징으로 하는 상수, 하수관등의 압입추진공법과 그 장치이다.

본 발명은 종래 여러 상황에 적합한 복잡한 공법과 장치를 개량하여, 굴삭토를 배토하기 위하여 스크류 콘베이어에 배토구측을 개폐하는 후방 스톱밸브 뿐만 아니고 채토구측을 개폐하는 전방 스톱밸브도 병설한 것으로, 지하수가 대단히 많은 지반에서의 상수, 하수관 등을 압입추진으로 시공할 수 있는 적합한 공법과 장치이며, 그 상세를 도면에 의한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

1은 전방의 토사를 구동회전하여 굴삭하는 원판상커터이며, 2는 커터(1)를 구동하는 원동기이다. 3은 굴삭토를 배출하는 스크류 콘베이어이며, 4는 그것을 구동하는 원동기, 5는 전진후퇴 시키는 잭이다. 원동기(4)의 케이싱은 잭(5)에 대하여 회전 정지적으로 결합되며, 잭(5)의 후단부는 관(8)에 고정한 부착대(台)에 회전 정지적으로 결합된다. 6은 스크류 콘베이어의 전방(채토구)을 개폐하는 스톱밸브이며, 7은 스크류 콘베이어의 후방(배토구)을 개폐하는 후방 스톱밸브이다. 전방 스톱밸브(6)와 후방 스톱밸브(7)와의 스크류 콘베이어 축상에서의 취부거리 간격은, 스크류 콘베이어 케이싱(12)의 길이보다 약간 긴 거리의 것으로 한다. 8은 관, 9는 선단 날 입구, 10은 굴삭토를 저류하는 밀실이며, 11은 밀실(10)을 형성하는 칸막이이다. 12는 원통형의 스크류 콘베이어 케이싱이다. 원판상의 커터(1)와 커터를 구동하는 원동기(2)간에 칸막이벽(11)에 의해 밀실(10)을 형성하며, 밀실(10)의 하방부에 스크류 콘베이어의 케이싱(12)을 연설하고, 그 스크류 콘베이어 케이싱(12)내에 전방 스톱밸브(6)와 후방 스톱밸브(7)를 장비하는 배토용 스크류 콘베이어(3)를 내장하여 잭(5)으로 전진, 후퇴시켜 전방 스톱밸브(6)에 의해 채토구측을, 후방 스톱밸브(7)에 의해 배토구측을 개폐자유로이 하며 원동기(4)로 구동회전하여 배토하는 것을 특징으로 하는 관 압입 추진장치이며, 다음에 그 기구에 의한 관압입 추진 공법에 대하여 서술한다.

본 굴진기의 선단 날 입구 후드부는 밀실(10)로 되어 있으며, 칸막이벽(11)으로 차단되어 있다. 원판상 커터(1)를 그 중심에서 구동회전시켜 굴삭하여, 실내에 토사를 저류한다. 고로 칸막이벽(11)의 출구를 열지않는 한 흙이나 물도 뒤쪽으로 배출되지 않는다. 이 토사를 배출하기 위하여 소구경의 배토스크류 콘베이어(3)가 칸막이벽 하부에 가설되어 있고, 그 스크류 케이싱(12)의 뒷 끝에 전방 스톱밸브(6)와 후방 스톱밸브(7)를 장비하여 두었다. 따라서, 지하수가 대단히 많은 지반중에 관을 압입추진 할 경우에는 스크류 콘베이어 케이싱(12)내에서 스크류 콘베이어(3)를 잭(5)으로 전진시켜, 배토구측의 후방 스톱밸브(7)를 폐쇄하고 채토구측의 전반 스톱밸브(6)를 여는 제1의 공정을 먼저 취하며, 다음에, 접속시킨 압입관을 뒤쪽으로부터 압입하여 관(8)을 전진구동시킴과 동시에, 원판상 커터(1)를 원동기(2)로 구동회전시켜 압입굴삭을 하는 제2의 공정을 취한다. 다음에 굴삭토가 밀실(10)내에 도입 충만하여, 압입 불능으로 될 때 스크류 콘베이어(3)를 원동기(4)로 구동회전시켜 굴삭토를 스크류 콘베이어 케이싱(12)내에 도입충만케하는 제3의 공정을 취한다.

더욱 그 다음에 스크류 콘베이어(3)를 잭(5)으로 후퇴시켜 전방 스톱밸브를 폐쇄하고 후방 스톱밸브(7)를 열며, 원동기(4)로 구동회전시키는 제4의 공정을 취하며 물이 칩입하는 일 없이 스크류 콘베이어 케이싱(12)내에 모인 토사가 배출된다. 이상의 작업을 순차 반복함으로써 상당량의 지하수가 유통하고 있는 장소라도 대량의 출수붕괴(出水崩壞)는 절대로 일어나지 않고 안전확실하게 추진시공을 할 수 있으며 구조 및 조작원리가 간단명료하므로 오퍼레이터의 숙련도를 의지하는 것도 적고, 또 기계의 보수정비도 용이하며 경량소형이므로 발진항(發進抗)의 치수도 작아서 경제적이다.

Claims (2)

1. 전단부에 선단 날 입구(9)를 가지고, 이 전단부 내실을 칸막이벽(11)에 의하여 구획되는 굴삭토 저류용 밀실(10)로 하고, 이 밀실(10) 전단부에 커터가 붙은 회전원판(1)이 회전자유로이 취부되며, 또 이 밀실(10)에 개구하는 배토용 스크류 콘베이어 케이싱(12)을 구비하여, 뒤쪽으로부터 전진구동 할 수 있도록 한 굴진기관(掘進機管)(8) 장치로써, 배토용 스크류 콘베이어(3)의 축의 전단부에 스톱밸브(6)를 취부함과 동시에, 이 스크류 콘베이어(3)의 축의 콘베이어 케이싱(12)의 길이보다 약간 긴 거리의 전단 스톱밸브(6)에서 떨어진 위치에 후방 스톱밸브(7)를 취부하며, 이 스크류 콘베이어(3)의 축에 원동기(4)의 회전축을 결합함과 동시에 이 원동기(4)의 케이싱을 관(8)에 고정된 취부대에 대하여 잭(5)을 개재하여 전후진 할 수 있도록 결합한 상수, 하수관 등의 압입추진 장치를 사용하여, 스크류 콘베이어 케이싱(12)내에서 스크류 콘베이어(3)를 잭(5)으로 전진시켜, 배토구축의 후방 스톱밸브(7)를 폐쇄하여 채토구측의 전방 스톱밸브(6)를 여는 제1공정과 관(8)을 후방으로부터 압입함과 동시에, 원판상커터(1)를 회동구동시켜 압입 굴삭을 하는 제2의 공정과, 굴삭토가 밀실(10)내에 도입충만하여 압입 불능으로 된 때에 스크류 콘베이어(3)를 원동기(4)로 구동회전시켜 굴삭토를 스크류 콘베이어 케이싱 내(12)에 도입충만 시키는 제3의 공정과, 스크류 콘베이어(3)를 잭(5)으로 후퇴시켜 전방 스톱밸브(6)를 폐쇄하고 후방 스톱밸브(7)를 열며, 원동기(4)로 구동회전시켜 토사를 배출하는 제4의 공정을 반복하는 것을 특징으로 하는 지하수가 많은 지반에서의 상수, 하수관 등의 압입추진 공법.
2. 전단부에 선단날 입구(9)를 가지고, 이 전단부 내실을 칸막이벽(11)에 의하여 구획되는 굴삭토 저류용 밀실(10)로 하고, 이 밀실(10) 전단부에 커터가 붙은 회전원판(1)이 회전자유로이 취부되며, 또 이 밀실(10)에 열리는 배토용 스크류 콘베이어 케이싱(12)를 구비하여, 뒤쪽으로부터 전진구동 할 수 있도록 한 굴진기관(8)장치에 있어서, 배토용 스크류 콘베이어(3)의 축의 전단부에 스톱밸브(6)를 취부함과 동시에, 이 스크류 콘베이어(3)의 축을 콘베이어 케이싱(12)의 길이보다 약간 긴 거리의 이 전단 스톱밸브(6)로부터 떨어진 위치에 후방 스톱밸브(7)를 취부하며, 이 스크류 콘베이어(3)의 축에 원동기(4)의 회전축을 결합함과 동시에 이 원동기(4)의 케이싱을 관(8)에 고정된 치부대에 대하여 잭(5)을 개재하여 회전 정지적으로 결합한 것을 특징으로 하는 지하수가 많은 지반에서의 상하, 하수관등의 압입추진 장치.