KR100514602B1 - 강관 추진을 이용한 지하보도 설치방법 및 그 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철도나 도로와 같이 개착하지 않고 횡단하는 각종 관(Pipe)을 추진하여 설치한 후 그 내부에 통행할 수 있도록 하는 지하보도를 제공하는 것으로,

더욱 상세하게는 추진기를 통하여 굴착하면서 각종 관을 추진한 후 추진 강관의 내부에서 보도와 조명을 설치하여 통행할 수 있도록 하도록 하며 각종 선이나 관통물의 설치를 가능하게 하는 강관 추진을 이용한 지하보도 설치방법 및 그 구조에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 여굴에 지면(4)을 관통하는 추진 강관(10)과;

추진 강관(10)의 내부에 지붕부(60)의 양측으로 측벽부(62)가 형성되며 하측에 보도 바닥부(63)가 일체형으로 설치되어 형성된 공간(64)과;

측벽부(62)의 양측 공간에 각종 선과 관을 관통시키는 관통부(65)와;

추진 강관(10)의 내측면과 지붕부(60)와 측벽부(62) 및 보도 바닥부(63)의 사이에 포틀랜드 시멘트를 충진시킨 충진부(61)로 이루어짐을 특징으로 하는 것이다.

Description

강관 추진을 이용한 지하보도 설치방법 및 그 구조{Establishment method of underground footway and the structure that use steel pipe propulsion}

본 발명은 철도나 도로를 개착하지 않고 횡단하는 각종 관(Pipe)을 추진하여 설치한 후 그 내부에 통행할 수 있도록 하는 지하보도를 제공하는 것으로,

더욱 상세하게는 추진기를 통하여 굴착하면서 각종 관을 추진한 후 추진 강관의 내부에서 보도와 조명을 설치하여 통행할 수 있도록 하도록 하며 각종 선이나 관통물의 설치를 가능하게 하는 강관 추진을 이용한 지하보도 설치방법 및 그 구조에 관한 것이다.

일반적으로 지하보도 구조물은 도로 또는 철로를 지상으로 횡단하지 않고 지중으로 횡단할 수 있도록 하기 위해 설치되는 것으로서, 대표적인 시공방법으로는 구조물을 시공하고자 하는 곳의 땅을 완전히 개착(開鑿)하여 구조물을 시공한 다음, 그 위에 개착된 흙을 덮는 오픈 트렌치 공법(Open Trench Menhod : 이하 "O.T.M"이라 칭함)과 시공하고자 하는 곳의 땅을 개착하지 않고 쉴드 터널링 머신(Shied Tunneling Machine)을 사용한 비개착(非開鑿)하여 터널을 형성한 다음, 형성된 터널 안에 구조물을 시공하는 터널 보링 공법(Tunneling Boring Method : 이하 "T.B.M"이라 칭함)이 있다. 그외에 파이프를 이용하여 상부의 토층을 지지한 상태에서 그 아래 지하 구조물을 지공하는 파이프 루프 공법(Pipe Roof Method) 등이 있다.

특히, 파이프 루프 공법은 지하 보도 구조물을 시공하고자 하는 도로 양측에 수직 발진갱과 도달갱을 굴삭한 다음, 도로밑 일정한 깊이의 지반 내에 수직 발진갱에서 수직 도달갱 방향으로 다수개의 루프용 강관을 서로 밀접하게 압입 추진시켜 병렬로 설치하여 토압을 지탱한 상태에서 수직 발진갱과 수직 도달갱중 한쪽에서 다른쪽을 향해 지반을 굴삭하고, 굴삭된 지반에 콘크리트를 직접 타설하거나 미리 만들어진 콘크리트 구조물을 유압 잭을 이용한 압입 추진으로 지중에 밀어 넣는 방식이다.

그러나, 이와 같은 종래의 파이프 루프 공법은 루프용 강관을 지중에 다수개 매설하여 토압을 지탱시킨 상태에서 루프용 강관의 하측에 콘크리트 구조물을 직접 타설하거나 압입추진하는 방식이므로 루프용 강관의 매설 깊이만큼 더 깊게 굴삭하여야 하는 결점이 있다.

또한, 콘크리트를 직접 타설하여 구조물을 구축하는 경우, 타설된 콘크리트가 굳어지기 전까지 작업을 중단해야 하므로 시공기간 및 시공비가 자연 증가하게 되는 결점이 있다.

그리고, 미리 만들어진 콘크리트 구조물을 유압잭을 이용하여 압입 추진으로 구축하는 경우, 현재 국내 도로 교통법상 노면에서 통상 4.2m 이상의 구조물은 차량을 이용하여 운반할 수 없는 실정이므로 지름이 3m 이상의 대구경 지하보도의 구축은 거의 불가능하며, 작업 현장에서 지름 3m 이상의 대구경 지하보도 구조물을 직접 가공하는 방법이 제안되고 있으나 이 역시 작업 공간이 많이 필요하게 되고, 콘크리트 타설물을 사용함으로 환경 오염 등을 유발시키는 문제점이 있다.

또한, 콘크리트 구조물을 구축한 다음, 전기시설 또는 배수시설 등 부대시설을 설치하기 위해 구조물 전체에 대한 방수 처리를 하여야 하므로 시공기간이 증가되는 원인이 되었다.

또한, 보도를 설치하는 방법은 크게 두가지로 분류되는데, 한가지는 도로, 또는 철로를 가로지르는 보도 육교를 설치하는 방법과, 도로 또는 철로를 지하로 가로지르도록 하는 방법이 있다.

그러나 보도 육교를 설치하는 경우에는 미관이 좋지 못하며, 안정성이 떨어지고, 육교를 설치하는 과정에서 기차 또는 차량이나 사람의 통행에 많은 지장을 초레하게 된다.

본 발명은 이러한 종래의 결점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로, 추진기를 통하여 대구경의 추진 강관을 압입추진방법으로 추진하여 설치한 후 추진 강관의 내부에 지붕부와 측벽 및 보도 바닥부를 형성하여 안정된 지하보도를 설치할 수 있도록 하는 방법 및 구조를 제공하는 것이다.

본 발명은 추진 강관의 외측으로 여굴이 거의 발생되지 않도록 하며, 추진 강관의 외측으로 충진제가 충진되어 추진 강관의 수명을 연장시키도록 하는 것이다.

본 발명의 추진 강관을 설치한 후 양측에 측벽부 내부의 양측에서 관통부를 형성하여 수도관, 통신선, 전기선, 하수관 등과 같은 다양한 전기시설 또는 배수시설 등 부대시설이 관통되도록 하는 것이다.

본 발명은 여굴에 지면을 관통하는 추진 강관과;

추진 강관의 내부에 지붕부의 양측으로 측벽부가 형성되며 하측에 보도 바닥부가 일체형으로 설치되어 형성된 공간과;

측벽부의 양측 공간에 각종 선과 관을 관통시키는 관통부와;

추진 강관의 내측면과 지붕부와 측벽부 및 보도 바닥부의 사이에 포틀랜드 시멘트를 충진시킨 충진부로 이루어짐을 특징으로 하는 것이다.

추진 강관(10)을 가설하기 위해서는 지면(4)의 상측으로 레일(1)이 설치된 철도침목(3)과 같은 철로를 관통하거나 통상적인 도로 또는 높은 지역의 돌출부분을 관통할 양측면 중 어느 한쪽에는 구동 기관실(21)과 추진기(20)를 설치하여 추진기지로 활용되는 것이다.

추진기(20)의 전방에 굴진기(30)가 설치되는 것이며, 한쪽 벽에는 지지벽 콘크리트(23)가 설치되어 있어서 추진기(20)의 구동에 의한 반동을 적절하게 버틸 수 있도록 하는 것이다.

바닥면에는 바닥 콘크리트(25)가 형성되며 그 상측으로 추진기 설치대(24)가 설치되어 추진기(20)를 설치하는 것이다.

추진기(20)는 양측으로 추진잭(26)이 형성되어 있으며, 일측으로 추진밀판(28)이 설치되어 추진 강관(10)을 추진할 수 있도록 하는 것이다.

추진기(20)에는 자동레이저 레벨(27)이 설치되어 있어서 추진 강관(10)이 추진되는 위치를 결정하거나 수정할 수 있도록 하는 것이다.

굴진기(30)는 추진밀판(28)과의 사이에 추진 강관(10)이 설치되는 것이며, 전방으로 흙(7)의 종류에 따라 다양한 커터를 장착하여 사용하는 선단부 커터(33)가 설치되고, 선단부 커터(33)는 유압이나 공압 또는 모터의 동력으로 회전되는 동력축(34)을 통하여 회전되면서 굴착하도록 한다.

굴진기(30)의 동력축(34) 일측에는 스크류오거(31)가 설치되고 후방으로 오거축(32)이 형성되어 발생되는 흙을 추진기지(21)로 배출하도록 하는 것이다.

굴진기(30)의 내부에는 전방의 작업환경을 확인하는 CDC 카메라(37)가 설치되고 선단부 커터(33)의 방향을 제어할 수 있도록 진행조절 실린더(36)가 설치되며, 자동레이저조정 시스템(35)이 설치되는 것이다.

상기 굴진기(30)가 삽입되는 부분에는 추진 강관(10)이 설치되어 추진되는 것으로,

추진 강관(10)의 일측에는 충진제가 믹서되어 공급되는 믹서기(50)에서 공급호스(51)를 통하여 추진 강관(10)의 외측에서 일정한 두께로 충진제(5)를 충진(코팅)시키는 것이다.

추진 강관(10)의 추진이 완료되면 여굴(2)이 거의 형성되지 않도록 충진제(5)가 충진되어 있으며, 그 내부에는 지하보도를 이루는 공간(64)이 형성되는 것이다.

상기 공간(64)은 추진 강관(10)에 비하여 지름이 적은 강관의 일부(절반정도)를 절단하여 지붕부(60)를 형성하도록 하고, 이 지붕부(60)의 양측 끝면에서 안쪽으로 직선형이 되도록 돌출한 후 하측으로 직선형의 측벽부(62)를 형성하는 것이다.

상기 측벽부(62)의 양측면을 수평되게 연결하여 보도 바닥부(63)를 형성하도록 하며, 측벽부(62)의 내부와 추진 강관(10)의 사이에는 상당한 크기의 공간이 형성되므로 이 공간을 관통부(65)로 활용할 수 있도록 하는 것이다.

상기 관통부(65)는 수도관이나 하수관, 전선관, 통신관 등과 같이 다양한 전기시설 또는 배수시설 등 부대시설이 관통되도는 공간으로 제공되도록 하는 것이다.

상기 측벽부(62)의 상측면에는 조명(66)을 설치하여 내부를 밝힐 수 있도록 하며, 추진 강관(10)의 내측과 지붕부(60)와 측벽부(62) 및 보도 바닥부(63)의 외측에 형성된 부분으로 포틀랜드 시멘트 등으로 충진부(61)를 형성하는 것이다.

추진 강관(10)을 3,500mm로 추진하여 공간(64)을 성형하는 경우에는 폭과 높이를 2.5미터 정도로 설치할 수 있는 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 추진 강관(10)을 매설할 일측으로 바닥 콘크리트(25)를 설치하고 한쪽의 벽면에 지지벽 콘크리트(23)를 일정한 두께로 타설한다.

지지벽 콘크리트(23)의 전방으로 추진기(20)와 굴진기(30)를 설치하는 것으로, 추진기(20)의 추진잭(26) 전방으로 추진밀판(28)이 설치되어 있으며, 추진밀판(28)의 전방으로 굴진기(30)가 설치되어 도 1 과 같이 위치하도록 하는 것이다.

추진기지(21)의 외측에는 구동 기관실(21)이 형성되어 있어서 구동 기관실(21)의 내부에 있는 추진기(20)와 굴진기(30)를 제어할 수 있도록 하는 것이다.

도 1 과 같이 설치된 상태에서 굴진기(30)에 구동력을 전달하여 동력축(34)을 구동시킴에 따라서 선단부 커터(33)를 구동시킨다.

선단부 커터(33)가 구동되면서 지면(4)에 전진되어 굴진기(30)가 서서히 전진하는 것이며, 추진기(20)의 추진잭(26)에 의하여 추진밀판(28)이 굴진기(30)를 추진시키어 굴착이 이루어지도록 하는 것이다.

굴진기(30)의 선단부 커터(33)가 굴착하면서 추진밀판(28)에 의하여 도 2 와 같이 추진되는 것이다.

도 2 와 같이 굴진기(30)가 지면(7) 속에 모두 추진이 완료되면 추진잭(26)을 추진시켜 추진기(20)를 원상태로 후진시키고, 추진기(20)가 후진 된 공간에 도 3 과 같이 추진 강관(10)을 공급한다.

추진 강관(10)을 굴진기(30)의 후방으로 공급하여 첫 번째 추진 강관(10)을 부설한 후 추진기(20)를 구동시켜 추진잭(26)을 통하여 추진밀판(28)이 전진되고, 동시에 굴진기(30)의 선단부 커터(33)가 지면(4)을 굴착하면서 전진되는 것이다.

이때 추진 강관(10)의 외측에 설치된 믹서기(50)에 공급된 충진제가 믹서되어 공급호스(51)를 통하여 추진 강관(10)의 외측면을 감싸고 있는 상태에서 충진제(5)가 배출되어 추진 강관(10)의 외측으로 일정한 두께의 충진제(5)가 충진되는 것이다.

상기 충진제(5)는 다양하게 적용할 수 있으나 일반적으로는 벤토나이트와 포틀랜드 시멘트, 모래, 석분 및 점토를 지면(4)이나 주변 여건에 따라서 적절한 양으로 혼합하여 사용한다.

상기 충진제(5)인 벤토나이트는 추진 강관(10)의 외측으로 충진되면서 추진 강관(10)의 진입을 따라서 진입되면서 여굴(12)에 충진되는 것이며, 추진 강관(10) 하나가 모두 전진되면 추진기(20)를 원상태로 복귀시키면서 충진장치(50)의 구동을 정지시키고 새로운 추진 강관을 공급하는 과정을 반복하여 반대편에 까지 이르도록 하는 것이다.

이와 같이 지면(4)을 관통하는 추진 강관(10)을 매설하는 동안에 추진 강관(10)의 외측으로 충진제(11)가 충진되어 가설되는 것이다.

이때, 구동 기관실(22)에서는 굴질기(30)의 전방으로 CDC 카메라(37)를 통하여 확인하면서 작업할 수 있으며, 작업의 이상 유, 무를 확인할 수 있도록 하는 것이다.

또한, 추진기(20)에 설치되는 자동레이저 레벨(27)은 추진 강관(10)이 정확한 진행방향으로 추진되고 있는지의 정보를 구동 기관실(22)에 제공하여 추진방향의 정확성을 확인할 수 있도록 하는 것이다.

또한, 진행의 방향의 오차가 발생(잘못)하여 방향을 수정하거나, 설계된 높이나 위치 및 방향을 수정하려는 경우에는 진행조정 실린더(36)를 구동시켜 선단부 커터(33)의 방향을 변경할 수 있으므로 작업의 진행중에도 추진공의 진행방향이나 위치를 수정할 수 있는 것이다.

따라서 방향의 수정이 가능하여 설계의 변경은 물론, 정밀시공을 가능케 하는 것이다.

종래 강관의 경우에는 강관에 한정되므로 가격이 고가이며, 작업성이 불편하고 어려운 것이었으나, 본 발명의 추진 강관(10)은 관의 종류를 한정하지 않고, 흄관, 유리섬유 복합관, 상수도관, 하수도관 등 다양한 전기시설 또는 배수시설 등 부대시설이 관통되도록 하는 것이다.

추진 강관(10)의 내측으로 형성되는 지붕부(60)는 아치형으로 추진 강관(10)의 지름보다 작은 것을 절반 정도 절단하여 설치하고 보도 바닥부(63)와 측벽부(62)를 연결하여 일체형으로 성형되도록 하여 내부에 공간(64)을 성형하는 것이다.

상기 측벽부(62)의 안쪽에는 추진 강관(10)의 사이에 공간이 많이 형성되므로 관통부(65)와 같이 각종 관이나 선 등을 관통시키는 것이다.

상기 측벽부(62)의 양쪽에는 조명(66)을 설치하여 공간(64)을 밝힐 수 있도록 하는 것이며, 충분한 지하보도를 제공할 수 있는 것이다.

상기 공간(64)은 도 9 와 같이 사각형으로 형성하는 것이 가능하며, 보도 바닥부(63)와 같이 적어도 2.5m의 폭을 제공하는 것이며, 공간(64)의 형태는 필요에 따라서 자유롭게 적용할 수 있는 것이다.

본 발명은 추진 강관(10)의 내부에서 공간을 활용하여 지하보도를 성형하는 것이므로 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 정도의 다양한 형태로 실시하는 것이 가능하다.

본 발명은 추진기를 통하여 대구경의 추진 강관을 압입추진방법으로 추진하여 설치한 후 추진 강관의 내부에 지붕부와 측벽 및 보도 바닥부를 형성하여 안정된 지하보도를 저렴한 비용으로 공기를 크게 앞당겨 설치할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 추진 강관의 외측으로 여굴이 거의 발생되지 않도록 하며, 추진 강관의 외측으로 충진제가 충진되어 추진 강관이 습기로부터 분리되어 부식을 방지하므로 수명을 연장하도록 하는 것이다.

본 발명의 추진 강관을 설치한 후 양측에 측벽부 내부의 양측에서 관통부를 형성하여 수도관, 통신선, 전기선, 하수관 등과 같은 다양한 전기시설 또는 배수시설 등 부대시설이 관통되도록 하는 공간이 자연적으로 제공되어 별도의 방수처리과정을 수행하지 않아도 되는 것이다.

도 1 은 본 발명의 설치방법을 실시하기 위한 설치상태도

도 2 는 본 발명의 추진기를 전진시켜 작업하는 상태의 정면도

도 3 은 본 발명의 추진기를 후진시켜 강관을 공급하는 상태의 정면도

도 4 는 본 발명의 추진기로 강관을 추진하는 상태의 정면도

도 5 는 본 발명의 추진기로 하나의 강관을 추진한 상태의 정면도

도 6 은 본 발명의 추진기로 강관을 추진 완료한 상태의 정면도

도 7 은 본 발명의 강관이 추진된 상태의 단면도

도 8 은 본 발명의 강관을 추진한 후 지하보도를 설치한 상태의 단면도

도 9 는 본 발명의 도 8 에 대한 다른 실시예의 단면도도 10 은 본 발명의 굴진기에 대한 단면도

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

1 : 레일 2 : 여굴

3 : 철도침목 5 : 충진제

10 : 추진 강관 20 : 추진기

21 : 구동 기관실 22 : 크레인

23 : 지지벽 콘크리트 24 : 추진기 설치대

25 : 바닥 콘크리트 26 : 추진잭

27 : 자동레이저 레벨 28 : 추진밀판

30 : 굴진기 31 : 스크류오거

32 : 오거축 33 : 선단부 커터

34 : 동력축 35 : 자동레이저조정 시스템

36 : 진행조절 실린더 37 : CDC 카메라

50 : 믹서기 51 : 공급호스

60 : 지붕부 61 : 충진부

62 : 측벽부 63 : 보도 바닥부

64 : 공간 65 : 관통부

66 : 조명

Claims (4)

1. 지면(4)의 양측을 추진하는 방법으로 관통시켜 추진 관로(10)를 설치함에 있어서,

   추진기(20)를 가동시켜 추진 강관(10)을 굴진기(30)의 후방에서 추진하면서 추진 강관(10)의 외측으로 충진제(5)를 충진하면서 지면(4)을 관통하도록 하는 강관 추진단계;

   추진 강관(10)의 내부에 공간(64)이 형성되도록 아치형의 지붕부(60)를 형성하고 하측으로 측벽부(62)와 보도 바닥부(63)를 형성하는 단계;

   상기 측벽부(62)와 추진 강관(10)의 사이에 형성된 관통부(65)를 각종 선이나 관이 관통되도록 하는 단계;

   상기 지붕부(60)와 측벽부(62) 및 보도 바닥부(63)와 추진 강관(10)의 사이에 형성된 충진부(61)에 포틀랜드 시멘트를 충진시키는 충진단계;

   상기 측벽부(62)의 상측에 조명(66)을 설치하고 공간(64)을 통행할 수 있도록하는 마감 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 강관 추진을 이용한 지하보도 설치방법.
2. 지면(4)의 양측을 추진하는 방법으로 관통시켜 추진 관로(10)를 설치함에 있어서,

   여굴에 지면(4)을 관통하는 추진 강관(10)과;

   추진 강관(10)의 내부에 지붕부(60)의 양측으로 측벽부(62)가 형성되며 하측에 보도 바닥부(63)가 일체형으로 설치되어 형성된 공간(64)과;

   측벽부(62)의 양측 공간에 각종 선과 관을 관통시키는 관통부(65)와;

   추진 강관(10)의 내측면과 지붕부(60)와 측벽부(62) 및 보도 바닥부(63)의 사이에 포틀랜드 시멘트를 충진시킨 충진부(61)와로 이루어짐을 특징으로 하는 강관 추진을 이용한 지하보도 설치구조.
3. 제2항에 있어서, 공간(64)은 사각형으로 이루어짐을 특징으로 하는 강관 추진을 이용한 지하보도 설치구조. .
4. 제2항에 있어서, 보도 바닥부(63)의 폭이 2.5m가 되도록 함을 특징으로 하는 강관 추진을 이용한 지하보도 설치구조.