본 발명의 청구항 1은, 양단에 조인트를 갖는 다수의 강재끼리를 연결하여 이루어지는 강제 벽의 제조방법에 있어서, 상기 강재를 상기 조인트끼리를 끼워맞춤시키면서 타설하여, 강제 벽의 일부 또는 전부를 형성함과 동시에, 상기 강제 벽의 일측에 상기 강제 벽의 조인트부를 둘러싸도록 가설 강재를 타설하여 가설 강제 벽을 형성하고, 상기 강제 벽과 상기 가설 강제 벽으로 끼워진 영역 내의 토사를 제거하고, 상기 강제 벽의 조인트부를 세정한 후, 이 조인트부를 자동 용접하는 것을 특징으로 하는 것이다.
강제 벽을 구성하기 위한 조인트를 갖는 강재로서는, 웹(web)과 그 양측에 플랜지를 갖는 U형 강시판, 직선형 강시판, 강관시판, 또한 이들과 형강을 조합한 것, 이 외에, 특별히 한정되지 않는다.
가설 강재도, 상술한 U형 강시판, 직선형 강시판, 강관시판, 또한 이들과 형강을 조합한 것, 그 외, 특별히 한정되지 않고, 또한 강제 벽 본체를 구성하는 강재와 가설 강재는 다른 형태인 것이어도 좋다.
가설 강재를 이용하는 목적은 자동 용접을 가능하게 하는 공간을 형성하는 것이고, 이 가설 강재는 시공중 또는 시공후에 있어서 재이용 가능하다. 또한, 가설 강재에 의해서 형성되는 가설 강제 벽은, 다수의 가설 강재를 접속하여 형성되는 경우에 한하지 않고 단일의 가설 강재로 형성되는 경우도 있다.
조인트부의 세정은, 용접을 가능하게 하고, 또한 용접의 품질을 확보하기 위해서 행해지는 것으로, 물 또는 에어 등의 고압분사 등이 효율적이다.
조인트부의 자동 용접은, 예컨대 자동 용접용의 가이드를 강시판에 자석으로 부착시키는 등으로 하여, 통상의 방법으로 행할 수 있다.
본 발명에 있어서, 소요 두께와 용착부 길이를 확보할 수 있는 용접속도는, 예컨대 CO2가스를 실드 가스로 한 MAG 용접에서는 10∼20 cm/분 전후, 플라즈마 용접에서는 이것의 배 정도를 채용할 수가 있고, 장시간에 걸쳐 거의 같은 정도의 품질의 용접이, 간단한 설정으로 가능하다. 따라서, 용접공의 용접작업에 비하여, 균질하고 또한 능률적인 용접을 할 수 있어, 강시판을 이용하는 폐기물 처분장 등, 용접 연장 길이가 길수록, 용접 비용을 저감할 수가 있다.
강제 벽의 조인트 부분 이외의 개소에서는, 강제 벽과 가설 강제 벽이 거의 접하고 있는 것이 바람직하지만, 자동 용접기의 크기, 강시판 등의 조인트를 갖는 강재의 타설기의 사양 등에 의해 필요하다면, 이들은 떨어져 있어도 좋다.
또, 조인트 용접부의 성능에 관해서는, 미리 습윤 상태로 한 비대칭 조인트를 갖는 강시판을 이용하여, 용접간격과 속도를 변화시켜 조인트부의 자동 용접을 시도하고, 그 용접부를 절단계측하는 것에 의해 용접두께 및 용착부를 검토한 결과, 조인트가 습윤상태이어도, 자동 용접에 의해서 충분한 용접두께와 용착부를 얻을 수 있는 것이 판명되었다.
본 발명은, 재료면에서 환경안전성을 충족시키며, 또한 용접공에 의한 용접에서는 발판이나 휴게(休憩)가 필요하고, 용접자체가 하향 용접에 비하여 곤란한 연직방향 용접(횡방향 용접)이 되는데 대하여, 용접을 자동 용접으로 하는 것으로 습윤상태에 있어서도 강재 조인트부의 용접이 가능한 것을 실제로 증명하고, 이것을 실제 시공에 적용한 것이다.
즉, 본 발명과 같이 용접의 대상이 되는 조인트부를 둘러싸는 영역을 강재로 형성하고, 그 영역 내의 토사를 굴착제거한 경우, 지하수가 조인트부나 강제 벽과 가설 강제 벽과의 접면(직접 접하고 있지 않고, 토사가 끼어 있는 것도 좋다)으로부터 침출(浸出)하는 정도이면, 자동 용접에 의한 조인트부의 지수가 가능하고, 또한 이 용접부의 부식을 고려하여도 지수성능이 유지되는 차수강제 벽을 제조할 수 가 있다.
또한, 강제 벽을 형성하는 강재의 형식 또는 형태에 의해, 강제 벽의 평면폭이나 용접대상이 되는 조인트부의 위치, 필요로 하는 가설 강재의 매수 등이 달라지지만, 이들로 형성되는 영역에서는, 영역 내의 토사를 제거한 시점에서 누수상태가 판명되므로, 필요하면 자동 용접 가능한 상태를 확보하기 위해서, 누수위치나 누수상태에 따라서, 예컨대 강제 벽의 조인트부의 외측 또는 조인트부 내에 스트립판 또는 봉 형상 부재를 설치하거나, 강제 벽과 가설 강제 벽의 접면부 또는 가장 접근한 위치의 외측 등에 반비율의 강관 또는 스트립판을 설치하면 좋다.
또한, 타설위치의 근방에 물길이 있는 경우 등도, 필요에 따라서 이들 부재를 설치하면 좋다. 설치한 강관이나 스트립판 또는 봉 형상 부재는, 수압이나 토압에 의해 영역방향으로 눌려지기 때문에 누수량이 감소할 뿐만 아니라 침출량도 균등하게 되어, 자동 용접이 가능한 상태를 확보할 수가 있다.
용접대상이 되는 조인트부가 확실하게 지수되어있는지의 여부는, 예컨대 자동 용접기에 카메라를 부착시켜 놓으면, 용접직후에 확인할 수가 있다.
강제 벽과 가설 강제 벽의 이간량이 크고, 옆면으로부터 토사가 들어오는 경우에는, 그것을 막기 위해서 강시판 벽과 가설 강시판 벽과의 사이에 어떠한 차폐 부재를 설치하여도 좋다.
청구항 2는, 청구항 1에 관한 강제 벽의 제조방법에 있어서, 상기 강제 벽과 상기 가설 강제 벽과의 사이, 또는 상기 강제 벽과 상기 가설 강제 벽의 단부에, 상기 영역 내로 토사가 들어오는 것을 방지하기 위한 차폐 부재를 설치하여, 상기 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 것이다.
차폐 부재도 강재가 바람직하지만, 강제 벽과 가설 강제 벽과의 사이에 타설 가능한 것이면 특별히 한정되지 않는다. 또한, 차폐 부재는 강시판이나 가설 강시판과 결합시켜도 좋지만, 반드시 결합할 필요는 없다.
또, 본 발명은, 조인트부의 차수성능이 높은 차수강제 벽의 제조방법을 제공하는 것이지만, 제조시의 차수성뿐만 아니라, 강재의 부식속도(담수에서 0.2 mm/년 이하)등을 고려하여, 용접부의 용착 길이를 정하면 좋다. 용접부의 용착 길이를 강시판의 최소 두께 이상으로 하면, 강제 벽 본체 이상으로 충분한 내식성을 확보할 수가 있다.
또한, 강제 벽과 가설 강제 벽으로 끼워진 영역으로부터 굴착 등에 의해 제거한 토사는, 조인트부의 자동 용접이 종료한 후에 다시 매립하므로서, 배토(排土)를 없앨 수 있다. 이 밖에, 차수강제 벽 설치위치가 폐기물로 오염되어 있는지의 여부는, 굴착토의 검사에 의해 공사착공 직후에 확인할 수가 있다.
또한, 배토의 매립 후, 차수강제 벽의 기중(氣中)부를 립(笠) 콘크리트 등으로 덮으면, 차수강제 벽의 부식 값이 크게 저감할 수 있고, 공용년수를 대폭 연장할 수 있다.
청구항 3은, 양단에 조인트를 갖는 다수의 강재끼리를 연결하여 이루어진 강제 벽의 제조방법에 있어서, 상기 강재를 상기 조인트끼리를 끼워맞춤시키면서 타설하여, 내측에 폐영역을 갖는 이중벽 구조의 강제 벽을 형성하고, 이어서 상기 폐영역 내의 토사, 또는 수분, 또는 그 양자를 제거한 후, 이 강제 벽의 조인트부를 이 이중벽 구조의 강제 벽의 내부 폐공간을 이용하여 내측으로부터 자동 용접하여, 이 폐영역 내로의 물의 침입을 저지하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명은, 해면 또는 수면 폐기물 처분장 등, 주로 수저지반 등의 수량(水量)이 많아, 차수를 필요로 하는 개소에 알맞은 방법이다.
이중벽 구조의 강제 벽을 형성하는 조인트를 갖는 강재로서는, 소위 박스형 강시판 등이 있고, 내측 및 외측의 조인트의 끼워맞춤에 의해 그 사이에 폐영역이 형성된다.
또한, 박스형 강시판에 대해서도 직선형 강시판을 이중으로 배치하여 칸막이 벽을 설치한 직선 강시판 형식, H형 강시판이나, Z형 강시판, U형 강시판, 또는 횡단면 형상을 동일 방향으로 맞추어 직선 형상으로 결합 가능하게 하고 비대칭 U형 강시판을 내외이중으로 배치한 것, 또는 이들과 칸막이 벽을 구성하는 강판 또는 H형강이나 T형강 등의 형강을 조합하여 박스 형상으로 구성한 것 등이 있고, 내측에 폐영역을 갖는 이중벽 구조의 강제 벽을 형성할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않는다.
이중벽 구조, 또는 박스형으로 한 이유는, 이중벽 내에서의 자동 용접을 실시하기 쉬운 점에 부가하여, 이중벽 내에서 폐기물 처분장 등으로부터의 물의 누출의 검사가 가능한 점, 만일 누출되고 있어도 재용접이나 이중벽 내로의 지수재의 충전이 용이한 점 등을 들 수 있고, 이들이 시공진척에 추종하는 페일 세이프가 되고 있다.
강시판의 형식에 따라 이중벽의 형상은 다르지만, 형성되는 이중벽 내의 물 등의 제거시점에서 강제 벽의 조인트부 및 이중벽 저면으로부터의 침출수의 상태가 판명되고, 그것에 의하여 자동 용접의 가부판단도 가능해진다.
구체적으로는, 수역에 시공되는 강제 벽의 경우, 강재의 타설에 의해 이중벽 구조의 강제 벽을 형성하고, 이중벽 내에 설치한 펌프 등으로 배수를 행하고, 조인트부 또는 이중벽 저면으로부터의 물의 침입이 충분히 적은 상태, 예컨대 부착한 수분 및 유입하는 수분량이 용접의 아크 열량에 의해서 증발하는 정도, 또는 그 이하의 양이면, 자동 용접을 행할 수 있다. 또한, 용접부로부터의 누수를 눈으로 확인하거나 또는 카메라 등으로 확인하고, 필요하면 그 자리에서 보수한다.
또, 본 발명에 있어서 폐영역은, 수중 등이면 펌프 등으로 배수하는 것만으로 좋지만, 늪지대 등에서는 토사도 제거하거나, 필요에 따라서 조인트부의 용접 개소를 세정한다.
조인트부의 세정은, 용접을 가능하게 하고, 또한 용접의 품질을 확보하기 위해서 행해지는 것으로, 워터 제트 또는 에어 등의 고압분사 등이 효율적이다.
조인트부의 자동 용접은, 예컨대 자동 용접용의 가이드를 강시판에 자석으로 부착시키는 등으로 하여 통상의 방법에 의해 행할 수 있다.
본 발명에 있어서, 소요 두께와 용착부 길이를 확보할 수 있는 용접속도는, 예컨대 CO2가스를 실드 가스로 한 MAG 용접에서는 10∼20 cm/분 전후, 플라즈마 용접에서는 이것의 배 정도를 채용할 수가 있고, 장시간에 걸쳐 거의 같은 정도의 품질의 용접이 간단한 설정으로 가능하다. 따라서, 용접공의 용접작업에 비하여, 균질하고 또한 능률적인은 용접이 가능하고, 강시판을 이용하는 폐기물 처분장 등, 용접연장이 길수록, 용접 비용을 저감할 수가 있다.
또, 조인트 용접부의 성능에 관해서는, 미리 습윤상태로 한 비대칭 조인트를 갖는 강시판을 이용하여, 용접간격과 속도를 변화시켜 조인트부의 자동 용접을 시도하고, 그 용접부를 절단계측하는 것에 의해 용접두께 및 용착부를 검토한 결과, 조인트가 습윤상태이어도, 자동 용접에 의해서 충분한 용접두께와 용착부를 얻을 수 있는 것이 판명되었다.
용접 대상이 되는 조인트부가 확실하게 지수되어 있는지의 여부는, 예컨대 자동 용접기에 카메라를 부착시켜 놓으면, 용접직후에 확인할 수가 있다.
또한 용접에 관해서는, 용접공에 의한 용접에서는 발판이나 휴게가 필요하고, 또한 용접자체가 하향 용접에 비하여 곤란한 연직방향 용접(횡방향 용접)이다. 본 발명에서는, 용접을 자동 용접으로 하는 것으로, 용접공이 작업하는 경우에 비하여 작업영역을 크게 확보하는 경우가 없는 데다가, 폐영역 내의 토사 및/또는 수분을 제거하여 용접하기 때문에, 수중 용접용의 특별한 기기나 기능을 필요로 하지 않고, 용접품질의 균일성을 유지할 수 있다.
즉, 본 발명은 재료면에서의 환경안전성을 충족시키며, 또한 타설시공 추종형의 페일 세이프 기능을 갖는 차수강제 벽의 제조방법이 되고 있다.
또, 조인트부로부터의 누수가 많아, 그대로는 자동 용접이 곤란한 경우 등에 있어서는, 예컨대, 조인트부의 외측 또는 조인트 끼워맞춤부 내에, 조인트끼리의 틈을 막기 위한 조인트 길이 방향으로 연속하는 장척부재를 설치하는 것에 의해, 조인트부로부터의 누수를 저감하여, 자동 용접을 용이하게 할 수가 있다.
구체적으로는, 장척부재로서 용접의 대상이 되는 조인트 끼워맞춤부의 틈에 들어갈 수 있는 소직경의 수지제의 봉 형상 부재, 관, 또는 금속 고리봉 등을 삽입하여 두거나, 또는 조인트의 외측에 박판, 융점이 높은 수지 시트 등을 설치한다.
그 상태로 강제 이중벽 내의 물을 펌프 업(pump up)하여 배수하면, 내외의 수압차에 의해 장척부재를 조인트부의 틈에 밀착시켜, 지수효과를 얻을 수 있다. 그것에 의해, 누수량이 감소하여 자동 용접이 용이해진다.
청구항 4는, 청구항 3에 관한 강제 벽의 제조방법에 있어서, 상기 폐영역 내에 존재하는 차수층 보다 상부의 토사, 또는 수분, 또는 그 양자를 제거하여, 수저면(水底面) 아래까지 자동 용접하는 것을 특징으로 하는 것이다.
예컨대, 해면 폐기물 처분장의 해저지반 중에 차수층이 존재하는 경우에 있어서, 해중 부분은 차수할 수 있다고 해도, 해저지반의 점토층 등의 차수층 보다 상층에서는 지수가 충분하지 않은 경우가 고려되고, 그 경우에는 차수층 보다 상부의 토사 등을 제거하고, 또한, 가능하다면 차수층도 일부 제거하여 자동 용접 하는 것으로, 해저부분에 관해서도 지수성을 확보하는 것이 가능하다.
구체적으로는 워터 제트나 굴착기 등으로 차수층까지의 지반을 여분으로 굴착하여, 샌드 펌프 등으로 토사와 함께 배수를 행해, 상술한 바와 같이 대상 조인트부를 자동 용접으로 차수한다.
그 후는, 다시, 아래쪽이 차수층으로 되도록 하여 다시 매립하는 것으로, 배토처리가 불필요해지지만, 샌드 펌프 등으로 배수한 물을 대선(臺船) 상이나 가설발판상에서 여과하여 세립분과 조립분으로 나누어, 필요에 따라 지수재를 투입한 후에, 이들을 세립분, 조립분의 순으로 강제 이중벽 내에 다시 매립되면, 강제 이 중벽 내 저면으로부터의 투수(透水)계수를 작게 할 수가 있어, 보다 신뢰성이 높은 차수구조를 얻을 수 있다.
청구항 5는, 양단에 조인트를 갖는 다수의 강재끼리가 상기 조인트로 연결되어 내측에 폐영역을 가지는 이중벽 구조의 강제 벽에 있어서, 조인트부의 전부가 강제의 지수용 형재로 덮여 있으며, 상기 지수용 형재와 상기 강재, 또는 지수용 형재끼리, 또는 그 양자가 길이 방향으로 빈틈없이 연속하여 용접되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명은, 강제 벽의 조인트부에서의 높은 차수성을 얻기 위해서, 강시판 등의 강재의 조인트 부분을 지수용 형재로 덮는 데다가, 강재와 지수용 형재, 또는 지수용 형재끼리, 또는 그 양자를 길이 방향으로 빈틈없이 연속하여 용접한 것이다.
이러한 접합은, 용접 위치 근방의 토사나 수분을 제거하여, 용접이 가능한 공간을 확보하므로서, 자동 용접기 등에 의해 행할 수 있다.
청구항 6은, 청구항 5에 관한 강제 벽에 있어서, 상기 지수용 형재가, 상기 조인트를 덮도록, 상기 강재의 조인트 근방에 걸어맞춤 또는 용접되어 있는 경우를 한정한 것이다.
조인트부를 덮는 지수용 형재는, 미리 일측의 강재에 용접 등에 의해 부착시켜 놓아도 좋고, 강재에 이 강재의 길이 방향으로 연장되는 걸림부를 설치해 놓고, 지수용 형재로서 립부착 홈형강 또는 립부착 산형강 등을 이용하여, 지수용 형재 단부의 립부분을 강재의 걸림부에 걸어맞춤하도록 해도 좋다.
강재에 부착된 지수용 형재와 타측의 강재가 용접된 것, 쌍방의 강재에 부착 된 지수용 형재끼리가 용접된 것, 강재에 부착된 지수용 형재와 타측의 강재에 설치된 걸림부가 용접된 것, 지수용 형재의 립부분 또는 플랜지부분과 쌍방의 강재 또는 쌍방의 강재에 설치된 걸림부가 용접된 것 등, 어느 쪽의 강제 벽이어도, 본 발명의 목적을 충분히 달성할 수가 있다.
이와 같은 지수용 형재로서는, 상술한 립부착 홈 형강이나 립부착 산 형강 이외에, 조인트 부분을 덮을 수 있고, 또한 강제 벽에 용이하게 부착되는 것이면, 단면 형상 등, 특별하게 한정되지 않는다.
또한, 지수용 형재의 재질에 관해서는, 적절한 강도와 용접성을 구비하고 있으면, 강 이외의 것이라도 좋다.
청구항 7은, 청구항 5 또는 청구항 6에 관한 강제 벽에 있어서, 연결된 상기 강재가 수중(水中), 또는 지중(地中), 또는 그 양자(兩者)에 관입되어 있는 경우를 한정한 것이다.
청구항 8은, 양단에 조인트를 갖는 다수의 강재끼리를 연결하여 이루어지는 강제 벽의 제조방법에 있어서, 상기 강재를 상기 조인트끼리를 끼워맞춤시키면서 타설하여, 내측에 폐영역을 갖는 이중벽 구조의 강제 벽을 형성하고, 상기 조인트의 상기 폐영역측을 강제의 지수용 형재로 덮은 상태로, 상기 폐영역 내에 존재하는 토사, 또는 수분, 또는 그 양자를 제거하여, 상기 조인트를 덮는 지수용 형재와 상기 강재, 또는 지수용 형재끼리, 또는 그 양자를, 자동 용접에 의해 길이 방향으로 빈틈없이 연속하여 용접하는 것을 특징으로 하는 것이다.
이중벽 구조의 강제 벽을 형성하는 조인트를 갖는 강재로서는, 소위 박스형 강시판 등이 있으며, 내측 및 외측의 조인트의 끼워맞춤에 의해 그 사이에 폐영역 이 형성된다.
또한, 박스형 강시판에 관해서도, 직선형 강시판을 이중으로 배치하여 칸막이 벽을 설치한 직선강시판 형식, H형 강시판이나, Z형 강시판, U형 강시판, 또는 횡단면 형상을 동일 방향으로 갖게 하여 직선 형상으로 결합 가능하게 한 비대칭 U형 강시판을 내외 이중으로 배치한 것, 또는 이들과 칸막이 벽을 구성하는 강판 또는 H형강이나 T형강 등의 형강을 조합하여 박스 형상으로 구성한 것 등이 있고, 내측에 폐영역을 갖는 이중벽 구조의 강제 벽을 형성할 수 있고, 또한 조인트 근방에 지수용 형재를 부착시키는 것이 가능한 형상이면, 특별하게 한정되지 않는다.
청구항 9에 관한 강제 벽의 제조방법은, 양단에 조인트를 갖는 다수의 강재끼리를 연결하여 이루어지는 강제 벽의 제조방법에 있어서, 상기 강재를 상기 조인트끼리를 끼워맞춤시키면서 타설하여 강제 벽을 형성하고, 이어서 상기 강제 벽의 상기 조인트 근방의 토사를 차수층까지 굴착하여 폐영역을 형성하고, 상기 조인트의 상기 폐영역측을 지수용 형재로 덮은 상태로, 상기 폐영역 내에 존재하는 토사, 또는 수분, 또는 그 양자를 제거하여, 상기 조인트를 덮는 지수용 형재와 상기 강재 또는 지수용 형재끼리를, 자동 용접에 의해 길이 방향으로 빈틈없이 연속하여 용접하는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 5 내지 청구항 7에 관한 강제 벽은, 청구항 8에 관한 강제 벽의 제조방법과 같이 이중벽 구조의 강제 벽을 형성하는 경우에 한하지 않고, 단일벽 구조의 강제 벽의 경우에는, 청구항 9와 같이 강제 벽의 상기 조인트 근방의 토사를 차수층까지 굴착하여 폐영역을 형성함으로써도 제조할 수가 있다.
즉, 강제 벽의 적어도 일측에 형성한 폐영역을 자동 용접 등을 위한 공간으로서 이용할 수가 있다.
또, 청구항 8 또는 청구항 9에 관한 강제 벽의 제조방법에 있어서, 이중벽 구조의 내측 또는 강제 벽의 일측에 형성되는 폐영역으로의 물의 침입방지에 관해서는, 필요에 따라, 지수용 형재와 강재로 둘러싸인 영역에 체류하는 수분을 배출하거나, 또는 지수용 형재와 강재로 둘러싸인 영역에 충전재를 투입하는 것이 행해진다.
충전재로서는, 그라우트(grout)재, 몰탈재나 고분자 급수재와 같은 수분을 흡수하여 고화하는 재료 이외에, 아스팔트, 점토, 규사 등을 활용할 수 있다.
또한, 청구항 8 또는 청구항 9에 관한 강제 벽의 제조방법에 있어서 폐영역 내에 존재하는 토사나 수분의 제거에 관하여, 수중 등이면 펌프 등으로 배수하는 것만으로 좋지만, 늪지대 등에서는 토사도 제거하거나, 필요에 따라서, 조인트부를 덮는 지수용 형재와 강재의 틈도 세정한다.
토사 등의 구체적인 제거방법으로서는, 워터 제트나 굴착기 등으로 차수층까지의 지반을 여분으로 굴착하여, 샌드 펌프 등으로 토사와 함께 배수를 행하는 방법이 있다.
강시판 등의 강재와 그 조인트를 덮는 지수용 형재와의 용접, 또는 지수용 형재끼리의 용접으로서는, 예컨대 강재에 자동 용접용 가이드를 자석으로 부착시키는 등으로 하여 통상의 자동 용접의 방법에 의해 행할 수 있다.
본 발명에 있어서, 소요 두께와 용접길이를 확보할 수 있는 용접속도는, 예 컨대 CO2가스를 실드 가스로 한 MAG 용접에서는 10∼20 cm/분 전후, 플라즈마 용접에서는 이것의 배 정도를 채용할 수가 있고, 장시간에 걸쳐 거의 동일한 정도의 품질의 용접을 간단한 셋팅으로 할 수 있다. 따라서, 용접공의 용접작업에 비하여, 균질하고 또한 능률적인 용접을 할 수 있고, 강시판을 이용하는 폐기물 처분장 등, 용접연장 길이가 길수록, 용접 비용의 저감효과가 커진다.
또한, 일반적으로 용접공에 의한 용접에서는 발판이나 휴게가 필요하고, 또한, 본 발명에 있어서의 용접에 관해서 말하면, 하향 용접에 비하여 작업이 곤란한 연직방향 용접(횡방향 용접)이지만, 용접을 자동 용접으로 하면, 용접공이 작업하는 경우만큼 큰 작업영역을 확보할 필요가 없는 데다가, 폐영역 내의 토사나 수분을 제거하여 용접하기 때문에, 수중 용접용의 특별한 기기나 기능을 필요로 하지 않고, 용접품질의 균일성을 유지할 수 있다.
청구항 10은, 청구항 8 또는 청구항 9에 관한 강제 벽의 제조방법에 있어서, 상기 폐영역 내에 존재하는 토사, 또는 수분, 또는 그 양자를 차수층의 상부까지 제거하는 경우를 한정한 것이다.
예컨대, 해면폐기물 처분장의 해저지반 중에 차수층이 존재하는 경우 등에 있어서, 해중부분은 차수할 수 있다고 해도, 해저지반의 점토층 등의 차수층 보다 상층에서는 지수가 불충분해지는 경우가 고려된다.
그 경우에는 차수층 보다 상방의 토사 등을 제거하고, 또한, 가능하면 차수층도 일부 제거하여, 조인트를 덮는 지수용 형재를 차수층에까지 관입하고, 그 후, 지수용 형재와 강재로 둘러싸인 영역에 충전재를 투입하거나 또는 지수용 형재와 상기 강재로 둘러싸인 영역에 체류하는 수분을 펌프 등으로 배출하는 것으로 이 영역으로부터 상기 폐영역으로의 물의 침입을 방지한 후, 폐영역 내에 존재하는 토사, 또는 수분, 또는 그 양자를 제거하고, 마지막으로 기중(氣中)에 있는 강재와 지수용 형재의 접합부분 또는 지수용 형재끼리를 자동 용접하는 것으로, 해저부분에 관해서도 지수성을 확보할 수가 있다.
청구항 11은, 양단에 조인트를 갖는 다수의 강시판끼리가 상기 조인트로 연결되어 이루어지는 시판식 강제 벽에 있어서, 상기 강시판은, 상기 양단의 조인트의 근방에 타설법선과 동일 방향의 플랫부를 가지며, 상기 양단의 조인트의 횡단면 형상이 좌우 비대칭이고, 서로 걸어맞춤하는 상기 조인트의 일측이 상기 플랫부에 대하여 내향, 상기 조인트의 타측이 상기 플랫부에 대하여 외향으로 형성되고, 또한 상기 조인트의 적어도 일측의 조인트의 기부에 돌기를 가지며, 상기 플랫부를 동일 방향으로 맞춘 상태로, 다수의 강시판끼리를 직선 형상으로 연결할 수 있도록 한 것이며, 상기 일측의 조인트의 상기 돌기와 또 일측의 조인트의 외측면이 길이 방향으로 빈틈없이 연속하여 용접되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
비대칭 조인트를 갖는 강시판으로서는, 직선형, U형(웹과 그 양측에 플랜지를 갖는 형상 등)의 어떤 것이어도 좋다.
또한, 상기 일측의 조인트의 돌기와 또 일측의 조인트의 외측면과의 사이의 용접의 종류로서는, TIG, MIG, MAG, 플라즈마 아크 등의 가스 실드 아크 용접을 이용할 수 있고, 용접재료나 실드 가스의 종류 등은 상관없다.
조인트의 기부에 형성된 돌기에 의해서, 강시판은 조인트부에서의 회전이 구 속된다.
청구항 12는, 양단에 조인트를 갖는 다수의 강시판끼리가 상기 조인트로 연결되어 이루어지는 시판식 강제 벽에 있어서, 상기 강시판은, 상기 양단의 조인트의 근방에 타설법선과 동일 방향의 플랫부를 가지며, 상기 양단의 조인트의 횡단면 형상이 좌우 비대칭이고, 서로 걸어맞춤하는 상기 조인트의 한편이 상기 플랫부에 대하여 내향, 상기 조인트의 타측이 상기 플랫부에 대하여 외향으로 형성되고, 상기 내향의 조인트측의 기부에 내향의 돌기를 가지며, 또한 상기 외향의 조인트측의 기부에 내향의 입상부를 가지며, 상기 플랫부를 동일 방향으로 맞춘 상태로, 다수의 강시판끼리를 직선 형상으로 연결할 수 있도록 한 것이며, 상기 외향의 조인트의 외측면과 상기 내향의 돌기가 길이 방향으로 빈틈없이 연속하여 용접되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
즉, 청구항 12는, 청구항 11에 관한 시판식 강제 벽에 있어서, 일측의 조인트인 내향의 조인트측의 기부에 상기 돌기를 가지며, 타측의 조인트인 외향의 조인트측의 기부에 내향의 입상부를 갖는 경우에 상당한다.
청구항 13은, 청구항 11 또는 청구항 12에 관한 시판식 강제 벽에 있어서, 다수의 강시판이 상기 양단의 조인트로 연결되어 이루어지는 2개의 시판 벽끼리가, 각각의 시판 벽의 상기 조인트의 연결부끼리가 서로 내향하여 대치한 상태로, 수중, 또는 지중, 또는 그 양자에 관입되어 있는 것을 특징으로 한다.
배경기술의 항에서 설명한 각 기술에 공통하는 다른 문제로서, 강시판과는 별도로 간격유지용 돌기 형상체, 특수형상의 조인트부재, 차수 부재 또는 구속부재 의 제작 및 부착의 필요가 있는 것 외에, 차수성을 높이기 위한 차수 시일재나 팽창성을 갖는 차수재, 또는 그라우트재 등이 필요하고, 차수를 실현하기 위한 비용(차수 부재, 차수재 등의 제조 비용이나 현장 시공 비용)이 높아진다는 것을 들 수 있다.
또한, 차수 시일재, 팽윤성을 갖는 차수재 또는 그라우트재의 경년 열화나 시판 벽에 외력이 작용하였을 때의 박리에 기인하는 차수성능의 저하라는 문제가 있다.
본 출원인은, 이와 같은 과제를 해결하기 위해서, 상술한 비대칭 조인트를 갖는 강시판의 조인트 형상의 특징을 활용하여, 조인트 연결부의 용접을 실시하는 것을 발안하였다.
그리고, 하기에 설명하는 바와 같이, 좌우 비대칭인 조인트의 연결부에 있어서, 외향 조인트의 외측면과 내향의 돌기와의 사이를 강시판의 길이 방향으로 연속하여 용접한 경우와, 외향의 조인트측의 기부에서 내향으로 돌출하는 입상부와 내향 조인트의 외측면과의 사이를 강시판의 길이 방향으로 연속하여 용접한 경우의 양자를 비교하여, 전자에 있어서는 용접이 안정하고, 비교적 용이하게 용접 비드가 빈틈없이 형성되어, 이 부분에 있어서의 차수성이 얻어지는 것을 발견한 것이다.
또, TIG나 플라즈마 아크 용접과 같은 비소모 전극형의 용접법을 외향 조인트의 외측면과 내향의 돌기의 용접에 적용하는 경우에는, 용접재료를 이용하지 않고서 돌기를 용융시켜 외측면에 용착하거나, 돌기와 외측면을 함께 용융시켜 일체화하여도 좋다.
청구항 14는, 양단에 조인트를 갖는 강시판에 있어서, 상기 양단의 조인트의 근방에 타설법선과 동일 방향의 플랫부를 가지며, 상기 양단의 조인트의 횡단면 형상이 좌우 비대칭이고, 서로 걸어맞춤하는 상기 조인트의 일측이 상기 플랫부에 대하여 내향, 상기 조인트의 타측이 상기 플랫부에 대하여 외향으로 형성되고, 상기 조인트의 적어도 일측의 조인트의 기부에 돌기를 가지며, 상기 플랫부를 동일 방향으로 맞춘 상태로, 다수의 강시판끼리가 직선 형상으로 연결하게 되어 있으며, 또한, 상기 돌기의 일부 또는 전부가 다른 부분에 비하여 저융점의 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
강시판의 전체형상으로서는, 직선형, U형(웹과 그 양측에 플랜지를 갖는 형상 등)의 어떤 것이어도 좋다.
돌기의 일부 또는 전부를 구성하는 저융점 재료로서는, 강재보다도 저융점의 용접재료(용가재)나 경납재(황동납 또는 은납)가 바람직하다.
조인트의 기부에 형성된 돌기에 의해서, 강시판은 조인트부에서의 회전을 구속한다.
청구항 15는, 양단에 조인트를 갖는 강시판에 있어서, 상기 양단의 조인트의 근방에 타설법선과 동일 방향의 플랫부를 가지며, 상기 양단의 조인트의 횡단면 형상이 좌우 비대칭이고, 서로 걸어맞춤하는 상기 조인트의 일측이 상기 플랫부에 대하여 내향, 상기 조인트의 타측이 상기 플랫부에 대하여 외향으로 형성되고, 상기 내향의 조인트측의 기부에 내향의 돌기를 가지며, 상기 외향의 조인트측의 기부에 내향의 입상부를 가지며, 상기 플랫부를 동일 방향으로 갖게 한 상태로, 다수의 강시판끼리가 직선 형상으로 연결 가능하게 되어 있으며, 또한, 상기 돌기의 일부 또는 전부가 다른 부분에 비하여 저융점의 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
즉, 청구항 15는, 청구항 14에 관한 강시판에 있어서, 일측의 조인트인 내향의 조인트측의 기부에 내향의 돌기를 가지며, 타측의 조인트인 외향의 조인트측의 기부에 내향의 입상부를 갖는 경우에 상당한다.
청구항 14 또는 청구항 15에 관한 강시판끼리를, 상기 조인트부에서 연결하고, 상기 돌기를 가열하여, 조인트부의 외측면과 상기 돌기가 길이 방향으로 연속하여 빈틈없이 접합되도록 하는 것으로, 시판식 강제 벽에 높은 차수성이 부여된다.
이와 같은 접합부의 형성시의 상기 돌기를 가열하는 수단으로서는, 가스 실드 아크 용접이면, TIG, 플라즈마 아크 등의 비소모 전극형이 바람직하고, 실드 가스의 종류는 상관없다. 예컨대, 수중에서의 접합이면, 플라즈마 아크 용접의 아크를 이용하여 접합부위를 가열하는 방법이 적합하고, 기중에서 접합하는 것이면, 가스 버너에서의 가열에 의해, 용가재나 경납을 용융시키는 방법이라도 좋다.
본 출원인은, 청구항 11 내지 청구항 13의 경우와 같이 좌우 비대칭인 조인트의 끼워맞춤부에 있어서, 외향 조인트의 외측면과 내향의 돌기를 강시판의 길이 방향으로 연속하여 빈틈없이 접합하는 것을 목적으로 하여, 내향의 돌기의 거의 전체를 강시판의 다른 부분에 비하여 저융점의 재료로 한 경우와, 내향의 돌기를 강시판의 다른 부분과 동일 재료로 한 경우의 양자를 비교하였다.
또, 이 때, 가열수단으로서는 비소모 전극형의 가스 실드 아크 용접의 하나인 플라즈마 아크 용접장치를 이용하여, 대기중에서 내향의 돌기에 목표를 정하여 가열하는 방법을 채용하였다.
전자에 있어서는 모재가 용융을 시작하기 전에 내향의 돌기를 형성하는 저융점 재료가 녹기 시작하여, 외향 조인트의 외측면과 내향의 돌기와의 사이에 비교적 용이하게 저융점 재료가 용융한 접합 재료가 빈틈없이, 차수성을 갖도록 형성된다.
도 1은 본 발명의 청구항 1에 있어서의, 조인트를 갖는 강재 및 가설 강재로서, 강시판을 이용한 경우의 시공순서의 일례를 플로우 차트로서 도시하는 것으로, 이하의 순서로 작업이 행해진다.
강시판 타설기기의 시공능력, 사용대수에 따라서, 완성차수강제 벽 중 어느 부위로부터 강시판 벽의 구축을 시작한다(도 1a).
적어도 1개소에, 가설 강시판을 타설하여(도 1b), 강시판 벽의 일부와 가설 강시판으로 둘러싸이는 영역을 형성한다(도 1c).
폐영역 내의 토사를 굴착제거(도 1d)한 후, 영역 내의 강시판 벽의 조인트부를 세정한다(도 1e).
계속해서, 자동 용접기를 영역 내에 설정하여 (도 1f), 자동 용접(도 1g)을 행한다.
지수가 확실한 것을 확인한 후, 가설 시판을 제거한다(도 1h).
상술한 a∼h를 반복하는 것으로, 차수강제 벽을 완성한다.
또, h의 가설 강시판의 제거 전에, 다음 가설 강시판을 타설하고, b∼g를 행해도 좋으며, 그 경우, 먼저 타설한 가설 강시판의 제거는 그 사이의 어떠한 시점에서도 좋으며, 예컨대 선행한 용접부의 지수의 확실성의 확인을 행한 후에 제거하여도 좋다.
도 2는 강제 벽(A)을 구성하는 강재로서, U형 강시판(11)을 이용한 경우의 일 실시형태를 도시하는 것으로, 강제 벽(A)은 교대로 역방향으로 배치한 U형 강시판(11)의 양단의 조인트끼리를 접속하는 것으로 형성되어 있다.
이 강제 벽(A)의 한 쪽에, 이 예에서는 동일 모양의 U형 강시판인 가설 강시판(11t)으로 이루어지는 가설 강제 벽(D)을 배치하여, 강제 벽(A)과 가설 강제 벽(D)에 끼워진 폐영역(B)을 형성하고 있다.
또한, 이 예에서는 1개의 폐영역(B)을 형성하기 위해서, 3장의 가설 강시판(11t)을 이용하고 있고, 이 폐영역(B)에서의 강제 벽(A)의 용접대상 조인트부(J)는 2개소이다.
또, 가설 강시판(11t)을 5장 연결하여 설치하면, 동시에 2개의 폐영역(B)을 형성시킬 수 있고, 이들의 폐영역(B) 내에서의 용접대상 조인트부(J)는 4개소가 된다. 또한 가설 강시판(11t)을 7장 연결하여 설치하면, 동시에 3개의 폐영역(B)이 형성되고, 이 때의 용접대상 조인트부(J)는 6개소가 된다. 이들은 시공조건이나 강재의 형상, 시공기기, 시공순서 등에 따라서, 적절하게 결정할 수 있다.
도 3은 강제 벽(A)을 구성하는 강재로서, 양단의 조인트부(J)에서의 조인트 형상이 좌우 비대칭으로, 횡단면 형상을 동일 방향으로 맞추어 직선 형상으로 결합 가능하게 되어 있으며, 양단의 조인트부(J)의 근방에 타설법선과 동일 방향이 되는 플랫부를 가지며, 서로 걸어맞춤하는 갈고리 형상의 조인트의 일측이 강제 벽(A)의 가장 바깥쪽 가장자리에 대하여 내향, 타측이 외향으로 형성된 비대칭 U형 강시판(1)을 이용한 경우의 일 실시형태를 도시하는 것이다. 또, 상술한 비대칭 U형 강시판(1)의 조인트 형상은, 다른 실시형태의 설명에 있어서 상술한다.
이 경우, 도면에 도시하는 바와 같이, 가설 강시판(1t)으로서도 비대칭 U형 강시판을 이용하면, 1개의 비대칭 U형 강시판으로 1개의 폐영역(B)을 형성할 수가 있다. 물론, 가설 강시판(1t)으로서의 비대칭 U형 강시판을 다수연접하여, 동시에 다수의 폐쇄영역(B)을 형성시킬 수 있다.
또한, 이러한 비대칭 U형 강시판을 이용한 경우, 같은 정도의 단면 강성을 갖는 U형 강시판에 비하여, 횡단면 형상을 동일 방향으로 맞추어 직선 형상으로 결합할 수 있다고 하는 비대칭 조인트의 특성으로부터 차수강제 벽(A)의 두께를 작게 억제할 수 있다.
그 때문에, 예컨대 폐기물 처분장에 적용할 때, 시공 가능한 공간이 한정되어 있어도, 폐기물 처분장의 유효부피가 최대로 되는 강제 벽(A)의 제조가 가능해진다.
또한, 강제 벽(A)이나 가설 강제 벽(D)에 비대칭 U형 강시판을 이용하면, 도 3에 도시하는 바와 같이, 용접대상의 조인트부(J)를 가설 강시판(1t)으로부터 가장 먼 위치에 배치할 수가 있고, 또한 모든 용접개소가 같은 방향으로 되기 때문에, 자동 용접하기 쉬운 등의 이점이 있다.
도 4는 강제 벽(A)을 구성하는 강재로서, 비대칭 U형 강시판(1)에 강제 벽(A)의 강성을 높이기 위한 연결 강재(1c)로서의 H형강이 일체화된 것을 이용한 경우의 일 실시형태를 도시하는 것이다.
이 예에서는 가설 강시판(1t)에 비대칭 U형 강시판을 이용하고, 2장의 가설 강시판(1t)에 의해 가설 강제 벽(D)을 형성하고 있다. 이 경우, 큰 폐영역(B)이 형성되고, 폐영역(B)의 토사를 굴착제거한 후, 내측으로부터 강제 벽(A)의 조인트부(J)를 자동 용접할 수가 있다.
비대칭 U형 강시판(1) 대신에 통상의 U형 강시판 또는 직선형 강시판으로 하고, 또한 연결 강재(1c)로서의 H형강의 대신에 T형 이외의 강재를 이용하는 경우도 같다. 또한, 자동 용접기에 의한 용접이 가능한 영역이 얻어지는 것이면, 가설 강시판(1t) 대신에 임의의 형태의 가설 강시판을 이용할 수 있다.
도 5는 강제 벽(A)을 구성하는 강재로서, 직선형 강시판(21)을 이용하고, 또한 가설 강제 벽(D)과의 사이에 강철 스트립판, H형강이나 T형강의 차폐 부재(21s)(또는 21s', 21s'')를 설치한 경우의 실시형태(청구항 2에 대응)를 정리하여 도시한 것이다.
직선형 강시판(21)에 의해 강제 벽(A)을 형성하는 경우, U형 강시판이나 비대칭 U형 강시판에 비하여, 그대로는 강제 벽(A)과 가설 강제 벽(D)과의 이간거리를 크게 잡는 것이 어렵기 때문에, 도 5와 같이 차폐 부재(21s)(또는 21s', 21s")로 폐영역(B)의 옆면을 폐색하여, 자동 용접을 위한 최저한의 지수성을 확보하고, 또는 굴삭부분으로의 토사의 유입을 방지하는 것이 바람직하다.
도 2나 도 3과 같이, 강제 벽(A)과 가설 강제 벽(D)과의 거리가 일정하지 않은 경우에는, 예컨대 자동 용접하는 조인트가 존재하는 영역의 이웃의 영역에 차폐 부재로서 강판이나 형강 등을 설치하는 것에 의해, 굴착부분으로의 토사의 유입을 방지할 수 있다.
도 5와 같이 토압(土壓)으로 차폐 부재(21s)(또는 21s', 21s")가 쓰러질 우려가 있는 모양의 경우는, 충분한 근입(根入)을 행하거나 스페이서를 설치하면 좋다. 또한, 전술한 바와 같이, 차폐 부재(21s)(또는 21s', 21s")는 반드시 강제 벽(A)이나 가설 강제 벽(D)에 접하지 않아도 좋다.
도 6은 본 발명의 청구항 3에 있어서의, 조인트를 갖는 강재로서, 박스형 강시판을 이용하여, 해수역에 적용한 경우의 시공순서의 일례를 플로우 차트로서 도시하는 것으로, 이하의 순서로 작업이 행해진다(하천, 호수늪 등의 경우도 같다).
강시판 타설기기의 시공능력, 사용대수에 따라서, 완성차수강제 벽의 어느 부위로부터 박스형 강시판에 의한 이중벽 구조의 강제 벽(강시판 이중벽)의 구축을 시작한다(도 6a).
다음으로, 이 박스형 강시판에 의해서 칸막이되는 이중벽의 각각의 폐영역에 관해서, 펌프 등으로 내부의 해수를 배수한다(도 6b).
폐영역으로의 누수가 적은 것을 확인하고 박스형 강시판끼리의 조인트부를 자동 용접기에 의해 용접한다(도 6c).
이상이, 본 제조방법에 있어서의 기본순서이다. 또, 강시판 조인트부 또는 강시판 이중벽의 저면지반으로부터의 누수량이 많은 경우는, 전술한 바와 같이 조 인트부의 외측 또는 조인트 끼워맞춤부 내에 조인트끼리의 틈을 막기 위한 장척부재를 설치하는 등의 누수유입대책을 실시한다.
또한, 해저지반의 토층(土層) 구성, 즉 모래층이나 차수층이 되는 점토층의 위치, 두께, 성상에 따라서는, 강시판 이중벽의 저면토사의 굴착제거를 행하고(도 6d), 조인트부를 세정한 후에(도 6e), 자동 용접기를 설정하여(도 6f), 기본순서의 도 6b의 배수후, 자동 용접을 행한다(도 6g).
도 7은 본 발명에 있어서의 강제 벽을 구성하는 강재로서, 직선형 강시판을 이중으로 배치 한 박스형 강시판(31)을 이용한 경우의 일 실시형태를 도시하는 것이다.
도 7에 도시하는 박스형 강시판(31)은 평행한 2개의 플랜지부(31f)를 웹부(31w)에서 연결한 대략 H형 단면의 강재이고, 개개의 플랜지부(31f)는 양단에 서로 끼워맞춤하는 조인트(32, 33)를 갖는 직선형 강시판의 형태를 갖고 있다.
인접하는 박스형 강시판(31)에 관해서, 평행한 2개의 플랜지부(31f)의 양단의 조인트(32, 33)를 끼워 맞춤시키면서 순차 접속하여 가는 것에 의해, 내측에 폐공간(B)을 갖는 이중벽 구조의 강제 벽(A)이 형성되어 간다.
수역에서의 시공에 있어서는, 통상, 폐공간(B)이 거의 물로 채워지고, 그 하부는 수저지반의 토사에 근입된 상태가 된다.
그 상태로, 펌프 등으로 폐공간(B)의 내측의 물을 배수하고, 폐공간(B)을 이용하여 조인트(32, 33)의 끼워맞춤에 의한 조인트부(J)를 내측으로부터 자동 용접기에 의해 용접하고, 이 용접에 의해 조인트부(J)에서의 지수성을 확보한다.
수저면측으로부터 물이 침출하여 오는 경우에는, 수저면에 관해서 소정깊이까지 토사를 워터 제트 또는 굴착기 등에 의해 제거하고, 그 부분의 조인트부(J)의 자동 용접을 행한 후, 근입 부분의 토사를 다시 매립한다.
또, 전술한 바와 같이, 조인트부(J)의 용접에 관해서는, 부착한 수분 및 유입하는 수분량이 용접의 아크열량에 의해서 증발하는 정도, 또는 그 이하의 량이면, 자동 용접을 할 수 있고, 누수가 문제로 되는 경우에는, 조인트부(J)의 재용접을 행하거나, 다른 누수대책을 실시할 필요가 있다.
도 11 내지 도 13은, 각각, 그와 같은 누수대책의 일례를 도시하는 것이다. 또, 조인트 부분의 부호는, 도 7의 부호(조인트(32, 33))를 이용하지만, 후술하는 도 9 및 도 10 등의 실시형태의 경우에 관해서도 같다.
도 11은, 조인트(32, 33)의 끼워맞춤에 의한 조인트부(J)의 외측(강제 벽(A)이 외부로부터 내측보다 높은 수압 또는 토압을 받는 측)에, 가소성을 갖는 시트 형상의 합성 수지로 이루어지며, 조인트부의 길이 방향으로 연속하는 장척부재(s1)를 설치한 경우이다.
이중벽의 내측의 물 및/또는 토사가 배출되면, 이중벽의 외측의 수압 또는 토압이 내측보다 높게 되기 때문에, 장척부재(s1)는 조인트(32, 33) 사이의 틈에 흡입되는 형으로 조인트부(J)에 밀착하고, 그 부분에서는 이중벽의 외측으로부터 내측으로의 물의 흐름을 완전히 차단할 수가 있다.
도 12, 도 13은 조인트부(J)의 외측이 아니라, 서로 끼워맞춤시킨 조인트(32, 33)의 끼워맞춤부 내에, 수지제의 봉 형상 부재, 관, 또는 금속 환봉 등의 장척부재(s2)를 끼워넣은 경우이다.
장척부재(s2)는, 끼워넣을 때에는 그 직경보다 큰 틈에 삽입되고, 그 상태로 이중벽의 내측의 물 및/또는 토사가 배출되면 , 이중벽의 외측의 수압 또는 토압이 내측보다 높게 되기 때문에, 장척부재(s2)는 이중벽의 내측을 향해 흡입되는 형으로, 조인트(32, 33)의 틈의 폭이 작아지는 부분에 밀착하고, 그 부분에서는 이중벽의 외측으로부터 내측으로의 물의 흐름을 차단할 수가 있다.
또, 장척부재(s1, s2)가 가소성을 갖는 재료, 또는 탄성이 큰 재료만큼 밀착도가 증가하고, 보다 완전에 가까운 차수가 가능해지지만, 자동 용접에 영향이 없는 정도이면 약간의 누수는 허용된다.
도 8은 본 발명에 있어서의 강제 벽을 구성하는 강재로서, 비대칭 U형 강시판을 이중으로 배치한 박스형 강시판을 이용한 경우의 일 실시형태를 도시하는 것이다.
도 8에 도시하는 박스형 강시판(31')은, 양단의 조인트(32, 33)의 형상이 좌우 비대칭으로, 횡단면 형상을 동일 방향으로 맞추어 직선 형상으로 결합 가능하게 되어 있으며, 양단의 조인트부(J)의 근방에 타설법선과 동일 방향이 되는 플랫부를 가지며, 서로 걸어맞춤하는 갈고리 형상의 조인트(32, 33)의 일측이 내향, 타측이 외향으로 형성된 양단에 조인트(32, 33)를 갖는 비대칭 U형 강시판을 2장을 서로 맞대어 배치하고, 용접으로 일체화한 형태를 갖고 있다.
인접하는 박스형 강시판(31')에 관해서, 양단의 조인트(32, 33)를 끼워맞춤시키면서 순차 접속하여 가는 것에 의해, 내측에 폐공간(B)을 갖는 이중벽 구조의 강제 벽(A)이 형성되어 간다.
폐공간(B) 내의 토사 및 또는 물의 배출이나 자동 용접, 누수대책은, 도 7의 실시형태의 경우와 마찬가지이다.
도 9는 본 발명에 있어서의 강제 벽을 구성하는 강재로서, 비대칭 U형 강시판을 이중으로 배치한 박스형 강시판(31")을 이용한 경우의 다른 실시형태를 도시하는 것이다.
도 8의 박스형 강시판(31')은, 비대칭 U형 강시판을 2장을 서로 맞대어 배치하여, 용접으로 일체화한 것임에 비해, 도 9의 박스형 강시판(31")은 2장을 서로 맞대어 배치한 비대칭 U형 강시판 사이에 연결 강재(31c)로서 H형강을 용접하여 일체화 한 것으로, 단면 강성을 높인 것이다.
즉, 비대칭 U형 강시판끼리를 연결하는 강재의 길이를 크게 한 것으로 단면 강성이 높아질 수 있으며, 연결 강재(31c)로서 H형강을 이용하는 것으로 비틀림 강성이 높게 되고, 용접 뒤틀림의 발생이 작게 마무리되어, 제작이 용이해진다.
또한, 도 7 내지 도 9의 실시형태에 있어서, 다수의 박스형 강시판을 미리 육상에서 용접하여 유니트를 형성하고, 이들을 타설하여 접속하는 것도 가능하다.
도 10은 본 발명에 있어서의 강제 벽을 구성하는 강재로서, 통상의 U형 강시판(11)을 이용한 경우의 일 실시형태를 도시하는 것으로, 이 예에서는 강재 자체는 박스형은 아니지만, U형 강시판(11)에 의해서 형성되는 강제 벽을 이중으로 배치한 것으로 이중벽 구조로 하여, 내측에 폐영역(B)을 형성하고 있다.
이 경우도, 조인트부(J)의 수가 많아지기 때문에, 시공성을 높이기 위해서 는, 미리 다수의 U형 강시판(11)을 육상에서 용접한 후에, 타설하는 것이 고려된다.
도 14는 조인트 근방에 플랫부를 갖는 강재로서, 도 15에 도시하는 바와 같은 박스형 강시판(31)을 이용하여, 해수역에 적용한 경우의, 시공순서의 일례를 플로우 차트로서 도시하는 것으로, 이하의 순서로 작업이 행해진다(하천, 호수늪 등의 경우도 같다).
(1) 강시판 타설기기의 시공능력, 사용대수에 따라서, 강제 벽(A) 중 어느 부위로부터, 박스형 강시판(31)에 의한 이중벽 구조의 강제 벽(A)(강시판 이중벽)의 구축을 시작한다(도 14a).
해저지반의 토층 구성, 즉 모래층이나 점토층의 위치, 두께, 성상에 따라서는, 차수층 상부의 이중벽 내에 차수성이 뒤떨어지는 토사 등이 퇴적하고 있는 경우가 있어, 강시판 이중벽 내의 저면토사의 굴착을 행해, 해당 부분의 토사나 물을 배출한다(도 14a'). 또, 이 때, 이중벽 내 폐영역(B)의 물에 관해서는 완전히 제거할 필요는 없다.
(2) 이어서, (1)에서 타설한 박스형 강시판(31)의 조인트부(J)를 덮도록, 지수용 형재(51)로서의 립부착 홈 형강의 립부분(51r)을, 강시판(31)의 조인트(32, 33) 근방의 플랫부(34)에 형성된 걸림부(31r)에 걸어맞춤시키면서, 상기 이중벽 내에 떨어뜨려 넣어 간다. 필요하면, 해저의 토중(土中)에 타설한다(도 14b).
(3) 그 후, 지수용 형재(51)와 강시판(31)으로 둘러싸인 조인트 지수영역(C)에 체류하는 물이 상기 이중벽 내의 폐영역(B)에 침입하는 것을 방지하기 위해서, 조인트 지수영역(C) 내에 체류하는 물을 펌프 등으로 상시 배출하도록 하여 둔다(도 14c).
또는, 이중벽 외부로부터 내부에 조인트부(J)를 통하여 물이 침입하는 것을 방지할 목적으로, 걸어맞춤시킨 지수용 형재(51)와 박스형 강시판(31)으로 둘러싸인 조인트 지수영역(C)에, 몰탈 등의 충전재를 투입한다(도 14c').
그리고, 충전재의 투입에 의해, 조인트 지수영역(C)으로부터 이중벽 내의 폐영역(B)으로의 물의 침입이 없는 것을 확인한다. 구체적으로는, 이중벽 내 폐영역(B)의 수위의 변화를 확인하면 좋다.
(4) 이 후, 박스형 강시판(31)에 의해서 칸막이되는 이중벽 내의 각각의 폐영역(B)에 관해서, 펌프 등으로 내부의 해수(상황에 따라 토사(土砂)도)를 배수한다(도 14d)). 또, (3)의 공정을 채용하는 경우에는, (4)의 공정을 병행하여 실시해도 좋다.
(5) 이중벽 내 각각의 폐영역(B)으로의 외부로부터의 물의 침입이 없는 것을 확인하고, 지수용 형재(51)로서의 립부착 홈 형강과 박스형 강시판(31)과의 사이의 틈을 자동 용접기에 의해 용접한다(도 14 e). 도 15(b) 중, 부호 7이 그 용접부를 도시한다.
본 발명은, 강시판 등의 강재의 조인트부에서의 지수를 요구하는 부분에 관해서, 길이 방향으로 빈틈없이 연속 용접을 행하는 것에 의해 강제 벽이 완전한 차수를 가능하게 하는 것이지만, 특히 조인트부 근방에 플랫부를 갖는 강재를 이용하는 경우에 있어서는, 그 형상에 의한 이점도 크다.
도 15는, 강제 벽(A)을 구성하는 강재로서, 박스형 강시판(31)을 이용한 경우이다. 도 15에 도시하는 박스형 강시판(31)은, 평행한 2개의 플랜지부(31f)를 웹부(31w)에서 연결한 대략 H형 단면의 강재이고, 개개의 플랜지부(31f)는 양단에 서로 끼워맞춤하는 조인트(32, 33)를 갖는 직선형 강시판의 형태를 갖고 있다.
인접하는 박스형 강시판(31)에 관해서, 평행한 2개의 플랜지부(31f)의 양단의 조인트(32, 33)를 끼워맞춤시키면서 순차 접속하여 가는 것에 의해, 내측에 폐공간(B)을 갖는 이중벽 구조의 강제 벽(A)이 형성되어 간다.
수역에서의 시공에 있어서는, 통상, 폐공간(B)이 거의 물로 채워지고, 그 하부는 수저지반의 토사에 근입된 상태가 된다.
그 후, 도시하는 바와 같이 지수용 형재(51)로서의 립부착 홈 형강의 양단의 립부분(51r)을 강시판(31)의 플랜지부(31f)의 플랫부(34)에 설치한 걸림부(31r)에 걸어맞춤시켜, 조인트(32, 33)를 타넘도록 하여 걸어맞춤시킨다.
그 후, 펌프 등으로 폐공간(B)의 내측의 물을 배수하고, 폐공간(B)을 이용하여 지수용 강재(51)와 강시판(31)과의 사이의 틈을 자동 용접기에 의해 용접하고, 이 용접에 의해 완전한 차수성을 실현한다.
또, 수저면측으로부터 물이 누출하여 오는 경우에는, 수저면으로부터 소정깊이까지 토사를 워터 제트 또는 굴착기 등에 의해 제거하고, 토중에 관입한 지수용 강재(51)와 강시판(31)의 자동 용접을 행한 후, 근입 부분의 토사를 다시 매립한다.
도 16은, 강제 벽을 구성하는 강재로서, 비대칭 U형 강시판을 이중으로 배치 한 박스형 강시판(31')을 이용한 경우의 일 실시형태를 도시하는 것이다.
도 16에 도시하는 박스형 강시판(31')은, 양단의 조인트(32, 33)의 형상이 좌우 비대칭으로, 횡단면 형상을 동일 방향으로 맞추어 직선 형상으로 결합 가능하게 되어 있으며, 양단의 조인트부(J)의 근방에 타설법선과 동일 방향이 되는 플랫부(34)를 가지며, 서로 걸어맞춤하는 갈고리 형상의 조인트(32, 33)의 일측이 내향, 타측이 외향으로 형성된 양단에 조인트(32, 33)를 갖는 비대칭 U형 강시판을 2장을 서로 맞대어 배치하고, 용접으로 일체화한 형태를 갖고 있다.
인접하는 박스형 강시판(31')에 관해서, 양단의 조인트(32, 33)를 끼워맞춤시키면서 순차 접속하여 가는 것에 의해, 내측에 폐공간(B)을 갖는 이중벽 구조의 강제 벽(A)이 형성되어 간다.
폐공간(B) 내의 토사 및/또는 물의 배출이나 자동 용접방법은, 도 15의 실시형태의 경우와 마찬가지이다.
도 17은 강제 벽(A)을 구성하는 강재로서, 비대칭 U형 강시판을 이중으로 배치한 박스형 강시판(31")을 이용한 경우의 다른 실시형태를 도시하는 것이다.
도 16의 박스형 강시판(31')은, 비대칭 U형 강시판을 2장을 서로 맞대어 배치하고, 용접으로 일체화한 것인데 비하여, 도 17의 박스형 강시판(31")은 2장을 서로 맞대어 배치한 비대칭 U형 강시판 사이에 연결 강재(31c)로서 H형강을 용접하여 일체화 하는 것으로, 단면 강성을 높인 것이다.
즉, 비대칭 U형 강시판끼리를 연결하는 강재의 길이를 길게 한 것으로 단면 강성이 높게 될 수 있으며, 연결 강재(31c)로서 H형강을 이용하는 것으로 비틀림 강성이 높게 되어, 용접 뒤틀림의 발생이 작게 마무리되어, 제작이 용이해진다.
도 18은 본 발명에 관한 강제 벽(A)을 구성하는 강재로서, 직선형 강시판을 이중으로 배치한 박스형 강시판(41)을 이용한 경우의 다른 실시형태를 도시하는 것으로, 이 예에서는, 이중으로 배치한 양 갈고리 형식의 직선형 강시판과 이들을 연결하는 두꺼운 판 형상의 연결 강재(41c)를 용접으로 일체화하고 있다.
도 19는 강제 벽(A)을 구성하는 강재로서, H형 단면의 강재의 플랜지부 양단에 슬릿을 갖는 관 형상의 암컷 조인트와 이것에 끼워맞춤하는 수컷 조인트를 갖는 박스형 강시판(41')을 이용한 경우의 실시형태를 도시하는 것이다.
마찬가지로, 도 20은 강제 벽(A)을 구성하는 강재로서, 2장을 서로 맞대어 배치한 U형 강시판 사이에 연결 강재(41c)를 용접하여 일체화한 강시판(41")과, 통상의 U형 강시판(11")의 조인트끼리를 조합한 경우의 실시형태를 도시하는 것이다.
또, 이상 상술한 도 15 내지 도 20의 실시형태에 있어서, 다수의 박스형 강시판을 미리 육상에서 용접하여 유닛을 형성하고, 이들을 타설하여 접속하는 것도 가능하다.
도 21은 조인트부 근방에 플랫부를 갖는 강재로서, 도 22에 도시하는 바와 같은 비대칭 U형 강시판(1)을 이용하여, 육상에 적용한 경우의, 시공순서의 일례를 플로우 차트로서 도시하는 것으로, 이하의 순서로 작업이 행해진다.
(1) 강시판 타설기기의 시공능력, 사용대수에 따라서, 강제 벽(A) 중 어느 부위로부터, 강시판(1)에 의한 강제 벽(A)(일층 벽)의 구축을 시작한다(도 21a). 이 때, 차수층에까지 강시판(1)의 하단이 도달하도록 타설하는 것이 일반적이다.
(2) 상기 강제 벽(A)의 조인트부(J) 근방을 차수층까지 굴착하고, 토사나 물을 배출하는 것에 의해 폐영역(B)으로서의 폐공간을 확보한다(도 21b). 이 폐영역(B)의 규모로서는, 지수용 형재(51)의 끼워넣기 및 그것에 연속되는 용접작업이 가능한 공간을 확보할 수 있는 만큼의 크기(수평 면적 ×연직 깊이)가 있으면 된다. 또, 이 때, 폐영역(B) 내의 물에 관해서는 완전히 제거할 필요는 없다.
(3) 다음으로, (1)에서 타설한 강시판(1)의 조인트(2, 3)를 덮도록, 지수용 형재(51)로서의 립부착 홈 형강을 이 강시판(1)의 조인트(2, 3) 근방의 플랫부(4)에 형성된 걸림부(1r)에 걸어맞춤시키면서, 상기 폐영역(B) 내에 떨어뜨려 넣어간다(도 21 c). 필요하면, 토중에 타설한다.
(4) 그 후, 상기 지수용 형재(51)와 강시판(1)으로 둘러싸인 조인트 지수영역(C)에 체류하는 물이 상기 폐영역(B) 내에 침입하는 것을 방지하기 위해서, 조인트 지수영역(C) 내에 체류하는 물을 펌프 등으로 상시 배출하도록 해 둔다(도 21d).
또는, 상기 폐영역(B) 외부로부터 조인트부(J)를 통하여 물이 침입하는 것을 방지할 목적으로, 지수용 형재(51)와 강시판(1)으로 둘러싸인 조인트 지수영역(C)에, 몰탈 등의 충전재를 투입한다(도 21d').
그리고, 충전재의 투입에 의해, 조인트 지수영역(C)으로부터 위쪽 폐영역(B) 내로의 물의 침입이 없는 것을 확인한다. 구체적으로는, 폐영역(B) 내의 수위의 변화를 확인하면 좋다.
(5) 이 후, 강시판(1)의 조인트부(J) 근방에 설치한 각각의 폐영역(B)에서, 펌프 등으로 내부의 물(상황에 따라 토사도)을 배수한다(도 21 e). 또, (4)의 공정을 채용하는 경우에는, (5)의 공정을 병행해 실시해도 좋다.
(6) 상기 폐영역(B)으로의 외부로부터의 물의 침입이 없는 것을 확인하고, 상기 지수용 형재(51)와 강시판(1)과의 틈을 자동 용접기에 의해 용접한다(도 21f). 도 23(a) 내지 도 23(d)에 있어서의 부호 7이 그 용접부를 도시한다.
도 23은, 강제 벽(A)을 구성하는 강재의 조인트부를 덮는 지수용 형재(51)의 형상예를 나타내는 것으로, 도 23(a)은 일반적인 립부착 홈 형강의 경우, 도 23(c)은 외향의 립부분(51r')을 갖는 립부착 홈 형강의 경우, 도 23(b)은 립부착 홈 형강의 웹부분이 산 형상으로 된 특수한 형상의 립부 형재의 경우이다.
이외에도, 도시하지 않았지만 원형이나 반원형의 형재를 채용 가능하다.
도 23(d)는, 지수용 형재로서, 서로 연결되는 강재의 조인트(2, 3)의 근방에 미리, 각각 산 형강(51', 51")을 용접하여 두고, 강재의 타설에 의해 산 형강(51', 51")의 선단부가 서로 겹쳐져, 내측에 조인트 지수영역(C)이 형성되는 경우이다.
이 경우, 폐영역(B)에서, 지수용 형재로서의 산 형강(51', 51'')의 선단부가 겹치는 부분을 길이 방향으로 빈틈없이 연속하여 용접하는 것으로, 완전한 차수가 가능해진다. 또, 산 형강(51', 51")이 서로 겹치는 부분에는, 필요에 따라, 별도, 지수 시일재를 개재시키는 경우도 있다. 지수 시일재로서는, 예컨대 지수 고무나 물팽창성의 수지도료 등을 이용할 수 있다.
도 24는, 강재로서의 비대칭 U형 강시판(1)의 다른 예를 나타낸 것으로, 좌우의 조인트(2, 3')도 내측 갈고리(내향의 돌기(2a))와 외측 갈고리(외향의 돌기(3c))로부터 이루어지는 이중식의 갈고리를 갖고 있는 점에 특징이 있다.
또, 도면 중의 돌기(2a, 3c)(내측 갈고리 및 외측 갈고리)의 높이로서는, 회전을 구속할 수 있고, 또한 조인트(2, 3')끼리의 이탈이 용이하지 않으면, 도면에 도시하는 높이에 관계없이, 더 낮게 하여도 좋다.
또한, 조인트(2, 3')에 대한 플랫부(4)의 위치는, 도시한 바와 같은 내향의 조인트(2)의 최하단 및 외향의 조인트(3')의 최상단이 아니어도, 조인트(2, 3')의 끼워맞춤에 지장을 초래하지 않는 위치이면 좋다.
도 25는, 청구항 11 및 청구항 12에 관한 강제 벽의 일 실시형태를 도시하는 것으로, 비대칭 조인트(2, 3)를 갖는 비대칭 U형 강시판(1)을 1열에 연결한 후, 조인트 끼워맞춤부를 용접하여, 강제 벽(A)을 형성하고 있다.
이 예에서는, 비대칭 U형 강시판(1)의 내향의 조인트(2)측의 기부에 조인트부에서의 회전을 구속하기 위한 내향의 돌기(2a)가 형성되고, 외향의 조인트(3)측의 기부에 내향으로 돌출하는 입상부(3a)가 형성되어 있다.
내향의 조인트(2)와 외향의 조인트(3)를 걸어맞춤시켜 다수의 강시판(1)을 연결하고, 외향의 조인트(3)측의 외측면(3b)과 내향의 조인트(2)측의 돌기(2a)를 길이 방향으로 연속하여 빈틈없이 용접하는 것으로, 강제 벽(A)에 높은 차수성을 주고 있다.
강제 벽(A)의 시공방법으로서는, 수중 및/또는 지중에 강시판(1)을 1장씩 조인트(2, 3)를 끼워맞춤시키면서 관입한 후, 이 조인트(2, 3)를 용접하는 방법이라도 좋고, 다수의 강시판(1)을 미리 조인트부에서 연결 및 용접하여 일체화한 것을 복수장 준비하여, 조인트(2, 3)를 끼워맞춤시키면서 수중 및/또는 지중에 관입한 후, 이 조인트(2, 3)를 용접하는 방법이라도 좋다.
이 강제 벽(A)은, 도 26에 도시하는 바와 같은 비대칭인 조인트(2, 3)(도 26(a)는 다수의 강시판(1)을 조인트부에서 연결한 상태를 도시하는 평면도, 도 26(b)은 조인트 끼워맞춤부의 확대도)를 갖는 강시판(1)의 조인트 형상의 특징을 살린 것이지만, 본 출원인은, 도 26에 도시하는 좌우 비대칭인 조인트(2, 3)의 끼워맞춤부에서, 도 27에 도시하는 바와 같이 외향 조인트(3)의 외측면(3b)과 내향의 돌기(2a)와의 사이를 강시판(1)의 길이 방향으로 연속하여 용접한 경우와, 도 28에 도시하는 바와 같이 외향의 조인트(3)측의 기부에서 내향으로 돌출하는 입상부(3a)와 내향 조인트(2)의 외측면(2b)과의 사이를 강시판(1)의 길이 방향으로 연속하여 용접한 경우의 양자를 비교하여 이하의 지견을 얻었다.
전자에 있어서는 용접이 안정하여, 도 27(a)에 도시하는 바와 같이 외향 조인트(3)의 외측면(3b)과 내향의 돌기(2a)와의 사이에 비교적 용이하게 용접 비드가 빈틈없이 형성되어, 이 부분에 있어서의 차수성이 얻어진다.
한편, 후자에 있어서는 용접이 불안정해져, 도 28(b), 도 28(c)에 도시하는 바와 같이 외향의 조인트(3)측의 기부에서 내향으로 돌출하는 입상부(3a), 또는 내향 조인트(2)의 외측면(2b) 중 어느 쪽에 용접 아크가 기운 상태로 용접되고, 상기 어느 쪽에 부풀어 오른 용접 비드(5a, 5b)가 형성된다.
그 때문에, 강시판(1)의 길이 방향으로 연속하여 용접하는 경우에는, 용접속도를 전자에 비하여, 꽤 저하시키지 않으면, 외향의 조인트(3)측의 기부에서 내향 으로 돌출하는 입상부(3a)와 내향 조인트(2)의 외측면(2b)과의 사이에 용접 비드를 빈틈없이, 차수성을 갖도록 형성하는 것이 곤란해진다. 또한, 전자에 비하여, 용접 비드 형상은 비교적 크게 외표면으로 돌출한 형상이 된다.
이 현상의 원인으로서는, 전자의 경우에는, 외향 조인트(3)의 외측면(3b)과 내향의 돌기(2a)로부터 형성된 폐선각도(開先角度)가 도 27(a)에 도시하는 바와 같이 예각(90° 미만)인 데 대하여, 후자의 경우에는, 외향의 조인트(3)측의 기부에서 내향으로 돌출하는 입상부(3a)와 내향 조인트(2)의 외측면(2b)으로부터 형성된 폐선각도가 도 28(a)에 도시하는 바와 같이 둔각(90°보다 큼)이기 때문으로 생각된다.
또, TIG나 플라즈마 아크 용접같은 비소모 전극형의 용접법을 외향 조인트(3)의 외측면(3b)과 내향의 돌기(2a)의 용접에 적용하는 경우에는, 용접재료를 이용하지 않고서 돌기(2a)를 용융시켜 외측면(3b)에 용착하거나, 돌기(2a)와 외측면(3b)을 함께 용융시켜 일체화하여도 좋다(도시하지 않음).
도 29는, 청구항 11에 관한 강제 벽(A)의 다른 실시형태를 도시하는 것으로, 도 25의 실시형태의 경우와 같이, 비대칭 조인트(2, 3)를 갖는 비대칭 U형 강시판(1)을 1열에 연결한 후, 조인트 끼워맞춤부를 용접하여, 강제 벽(A)을 형성하고 있다.
도 25의 실시형태와의 차이로서, 도 29의 실시형태에서는, 외향의 조인트(3)측에도 입상 부(3a)와의 사이에, 조인트부에서의 회전을 구속하기 위한 외향의 돌기(3c)가 형성되어 있고, 이러한 조인트(2, 3)를 걸어맞춤시킨 상태로, 외향의 조 인트(3)측의 외측면(3b)과 내향의 조인트(2)측의 돌기(2a)를 길이 방향으로 연속하여 빈틈없이 용접하고 있다.
이 경우의 용접개소로서는, 도시의 개소 이외에, 외향의 돌기(3c)와 내향의 돌기(2)의 외측면(2b)과의 사이라도 좋다.
또한, 도 25, 도 29의 실시형태의 어느 경우도, 돌기(2a) 또는 돌기(3c)는 조인트부에서의 회전을 구속할 수가 있고, 또한 조인트(2, 3)끼리가 용이하게 이탈하지 않는 것이면 좋고, 예컨대 도시한 것보다 낮은 것이라도 좋다.
또한, 조인트(2, 3)에 대한 플랫부(4)의 위치는, 도시한 바와 같은 내향의 조인트(2)의 최하단 및 외향의 조인트(3)의 최상단 뿐만 아니라, 조인트(2, 3)의 끼워맞춤에 지장을 초래하지 않은 위치이면, 특별하게 한정되지 않는다.
도 30(a), 도 30(b)는, 청구항 13에 관한 강제 벽의 일 실시형태를 도시하는 것으로, 이들은 비대칭 조인트(2, 3)를 갖는 비대칭 U형 강시판(1)을 2열에 연결한 후, 비대칭 U형 강시판(1)끼리를 시판 벽의 가장 바깥쪽 가장자리에 대하여 서로 내향 방향으로 대치시킨 상태로, 각 조인트 끼워맞춤부를 용접하여, 강제 벽(A)을 형성하고 있다. 도 30(a)가 2열의 시판 벽이 근접하고 있는 데 대하여, 도 30(b)는 2열의 시판 벽이 이간하고 있는 경우이다.
강제 벽의 시공방법으로서는, 각 열을 따로 따로 수중 및/또는 지중에 관입하는 것이 일반적이지만, 가능하면 2열의 강시판 벽을 서로 이간한 상태로 동시에 관입해도 좋다.
이 경우의 특징으로서는, 2열에 수중 및/또는 지중에 관입된 대치하는 강시 판 벽에 외계와 격리된 폐공간이 형성되기 때문에, 지중에 관입된 부분을 굴착하여, 조인트 끼워맞춤부 및 그 주변부의 토사를 제거하는 것으로, 그 후의 조인트 끼워맞춤부의 용접시공이 용이해지는 점을 들 수 있다.
또한, 차수처리 후에는, 상기 폐공간은 외계와는 차단되기 때문에, 조인트 용접부의 감시나 보수용도에도 활용할 수 있다.
도 31(a), 도 31(b)는, 청구항 13에 관한 강제 벽(A)의 다른 실시형태를 도시하는 것으로, 이들은 비대칭 조인트(32, 33)를 갖는 2장의 비대칭 U형 강시판끼리를 시판 벽의 가장 바깥쪽 가장자리에 대하여 서로 내향 방향으로 대치시킨 상태로, 직접 용접 또는 강판이나 H형강 등의 강재를 통해 용접하여 일체화한 것을 1열에 연결한 후, 조인트 끼워맞춤부를 용접하여 차수성이 뛰어난 강제 벽(A)을 형성하고 있다. 도 31(a)는 2장의 비대칭 U형 강시판끼리를 직접용접하여 일체화한 박스형 강시판(31')의 경우, 도 31(b)는 연결 강재(31c)로서의 H형강을 통해 용접하여 일체화한 박스형 강시판(31")의 경우이다.
이 경우의 특징으로서는, 강시판의 수중 및/또는 지중으로의 관입이 2장을 동시에 할 수 있기 때문에, 시공(타설)능률이 향상하는 것 외에, 수중 및/또는 지중관입후의 강시판(1)끼리의 간격을 일정하게 유지할 수 있기 때문에, 도 34에 도시하는 바와 같은 이동식 용접기의 도입에 적당하며, 조인트 끼워맞춤부의 용접시공의 효율화를 도모할 수 있다.
또한, 도 30의 실시형태의 경우와 같이, 외계와 격리된 폐공간이 형성되기 때문에, 지중에 관입된 부분을 굴착하여, 조인트 끼워맞춤부 및 그 주변부의 토사 를 제거하는 것으로, 그 후의 조인트 끼워맞춤부의 용접시공이 용이해진다.
또한, 차수처리 후에는, 상기 폐공간은 외계와는 차단되기 때문에, 조인트 용접부의 감시나 보수 용도에 활용할 수 있다.
도 32는, 청구항 13에 관한 강제 벽(A)의 또 다른 실시형태를 도시하는 것으로, 플랜지부(31f)로서의 비대칭 조인트를 갖는 2장의 직선형 강시판끼리를 시판 벽의 가장 바깥쪽 가장자리에 대하여 서로 내향 방향으로 대치하는 형으로, 웹부(31w)로서의 강판을 통해 용접하여 일체화한 박스형 강시판(31)을 1열에 연결한 후, 조인트 끼워맞춤부를 용접하여, 강제 벽(A)을 형성하고 있다.
이 경우도, 도 31의 실시형태와 같이, 강시판의 수중 및/또는 지중으로의 관입이 실질적으로 2장을 동시에 행할 수 있기 때문에, 시공(타설)능률이 향상하는 것 이외에, 수중 및/또는 지중관입 후의 강시판끼리의 간격을 일정히 유지할 수 있기 때문에, 도 34에 도시하는 바와 같은 이동식 용접기의 도입에 적합하며, 조인트 끼워맞춤부의 용접시공의 효율화를 도모할 수 있다.
또한, 외계와 격리된 폐공간이 형성되기 때문에, 지중에 관입된 부분을 굴착하여, 조인트 끼워맞춤부 및 그 주변부의 토사를 제거하는 것으로, 그 후의 조인트 끼워맞춤부의 용접시공이 용이해진다.
또한, 차수처리 후에는, 상기 폐공간은 외계와는 차단되기 때문에, 조인트 용접부의 감시나 보수 용도에 활용할 수 있다.
또, 이상의 실시형태에 있어서의 용접시공방법으로서는, 도 33이나 도 34에 도시된 바와 같이, 강시판의 길이 방향으로 연속하여 소정의 용접속도로 소정위치 의 용접이 가능한 이동식 용접기(8, 9), 바람직하게는 자동 용접 로봇을 이용하는 것이 시공 능률의 면에서 유효하지만, 수동개입에 의한 용접이라도 좋다.
또, 도 33중, 부호 8a는 용접 토치, 8b는 주행용 레일, 8c는 주행용 롤러, 도 34중, 부호 9a는 용접 토치, 9b는 용접기 사이 간격조정용 팬터그래프(pantograph), 9c는 위치결정겸 주행용 롤러를 도시한다.
또한, 도 33이나 도 34에 도시한 이동식 용접기를 이용한 조인트 끼워맞춤부의 용접에 있어서는, 끼워맞춤부에 들어간 토사 등의 이물질을 제거하기 때문에, 물 또는 에어 등의 가스에 의한 용접 위치의 정화를 용접 직전에 행하는 기능을 부여하는 것이 바람직하다.
도 35는, 청구항 14 및 청구항 15에 관한 강시판의 일 실시형태를 도시하는 것으로, 비대칭 조인트(2, 3)를 갖는 비대칭 U형 강시판(1)을 1열에 연결한 후, 조인트 끼워맞춤부를 용접하여, 강제 벽(A)을 형성하고 있다.
이 예에서는, 비대칭 U형 강시판(1)의 내향의 조인트(2)측의 기부에 내향의 돌기(2a)가 형성되고, 외향의 조인트(3)측의 기부에 내향으로 돌출하는 입상부(3a)가 형성되어 있다.
내향의 돌기(2a)의 일부 또는 전부가 다른 부분에 비하여 저융점의 재료(5c)로 구성되고, 내향의 조인트(2)와 외향의 조인트(3)를 걸어맞춤시켜 다수의 강시판(1)을 연결하고, 외향의 조인트(3)측의 외측면(3b)과 내향의 조인트(2)측의 돌기(2a)와의 사이를 길이 방향으로 연속하여 빈틈없이 용접하는 것으로, 강제 벽(A)에 높은 차수성을 부여하고 있다.
강제 벽(A)의 시공방법으로서는, 수중 및/또는 지중에 강시판(1)을 1장씩 조인트(2, 3)를 끼워맞춤시키면서 시공한 후, 이 조인트(2, 3)를 접합하는 방법이라도 좋고, 다수의 강시판(1)을 미리 조인트부에서 연결 및 접합하여 일체화한 것을 복수장 준비하여, 조인트(2, 3)를 끼워맞춤시키면서 수중 및/또는 지중에 시공한 후, 이 조인트(2, 3)를 접합하는 방법이라도 좋다.
이 청구항 14 및 청구항 15에 관한 강시판도, 도 26에 도시하는 바와 같은 비대칭인 조인트(2, 3)를 갖는 강시판(1)의 조인트 형상의 특징을 살린 것이며, 본 출원인은, 도 26에 도시하는 좌우 비대칭인 조인트(2, 3)의 끼워맞춤부에서, 외향 조인트(3)의 외측면(3b)과 내향의 돌기(2a)를 강시판(1)의 길이 방향으로 연속하여 빈틈없이 접합하는 것을 목적으로서, 내향의 돌기(2a)의 거의 전체를 강시판(1)의 다른 부분에 비하여 저융점의 재료(5c)로 한 경우(도 35(b))와, 내향의 돌기(2a)를 강시판(1)의 다른 부분과 동일 재료로 한 경우(도 38(a))의 양자를 비교하여 이하의 지견을 얻었다.
또, 이 때, 가열수단으로서는 비소모 전극형의 가스 실드 아크 용접의 하나인 플라즈마 아크 용접장치를 이용하여, 대기중에서 내향의 돌기(2a)에 목표를 정하여 가열하는 방법을 채용하였다.
전자(도 35)에 있어서는 모재가 용융을 시작하기 전에 접합 재료(저융점 재료(5c))가 녹기 시작하여, 외향 조인트(3)의 외측면(3b)과 내향의 돌기(2a)와의 사이에 비교적 용이하게 접합 재료가 빈틈없이, 차수성을 갖도록 형성된다.
한편, 후자(도 38)에 있어서는 내향의 돌기(2a)와 모재는 동일의 재료(강재) 이고, 돌기의 융점이 높기 때문에, 가열용의 아크의 방향이나 돌기(2a)와의 거리에 의해서 이 돌기(2a)의 용융상황이 변화하여, 도 38(b)에 모식적으로 도시하는 바와 같이, 접합부 길이 방향의 위치에 따라서는 접합 불량 부위가 발생한다(외향 조인트(3)의 외측면(3b)과 내향의 돌기(2a)와의 사이에 물이 침입하는 정도의 빈틈이 빈다).
또는, 아크의 방향, 돌기(2a)와의 거리나 입열량(入熱量)에 따라서는, 도시하지 않지만 내향 돌기(2a)의 근원 부분이나 외향 조인트(3)부분을 깎아 없애버리는 트러블이 발생하는 경우도 있었다.
그 때문에, 강시판(1)의 길이 방향으로 연속하여 접합하는 경우에는, 아크의 위치 및 각도를 정확히 유지하여, 입열량을 적절히 조정해야 할 필요가 있는 것 외에, 접합 속도를 전자(도 35)에 비하여 꽤 저하시키지 않으면, 상기 접합시의 트러블을 회피하고, 외향 조인트(3)의 외측면(3b)과 내향의 돌기(2a)를 차수성을 갖도록 빈틈없이 접합하는 것이 매우 곤란해지는 것을 알았다.
이상, 대기중에 있어서 조인트 접합 실험의 결과에 따라서 설명하였지만, 기중에 비하여 수중에서는, 용융한 부재가 주위의 물에 의해 발열(拔熱)되어 고화하기 쉽기 때문에, 접합 재료가 되는 돌기를 용융시키기 위해서는, 가열용 아크에 의한 입열량을 크게 하지 않으면 안된다.
돌기의 일부 또는 전부에 저융점 재료를 이용하지 않고서 수중에서 조인트를 접합하는 경우에는, 기술한 바와 같이 강시판의 플랜지에 구멍이 있거나, 조인트 부분을 깎아 없애 버린다고 하는 트러블이 보다 발생하기 쉬워, 본 발명에 관한 강 시판은 수중에서 접합하는 경우에 바람직하다.
도 36은, 다른 실시형태로서, 내향의 돌기(2a)의 일부만을 저융점 재료(5c)로 한 경우의 외향의 조인트(3)의 외측면(3b)과 내향의 돌기(2a)의 접합전후의 상태를 도시하고 있다.
도 36의 실시형태로서는, 내향의 돌기(2a)에 관해서, 외향의 조인트(3)에 대치하는 측만을 저융점 재료(5c)로 하고 있지만, 예컨대 내향의 돌기(2a)의 상부의 부분 중 어느 하나를 저융점 재료(5c)로 하는 것도 가능하다.
또, 도 36(a)에 도시하는 바와 같이 저융점 재료(5c)를 내향의 돌기(2a)와 일체화시키는 방법으로서는, 접착제에 의한 방법이나, 강시판(1)의 열간압연 종료후의 적당한 모재온도에 있을 때에, 저융점 재료(5c)를 소정의 위치에 소정의 형상에 유입하고, 그 후 냉각하여 경화시키는 방법 등이 있다.
도 37은, 내향의 돌기(2a)의 일부를 저융점 재료(5c)로 치환하는 다른 방법을 도시하는 것으로, 저융점 재료(5c)(열용융재료)를 미리 내향의 돌기(2a)의 일부 또는 전부의 형상으로 성형한 것을 준비하여 두고, 모재인 강시판쪽도 상기 내향의 돌기(2a)가 예컨대 인로구조(印寵構造)로 끼워맞춤되도록 성형하여 두고, 양자를 끼워맞춤하여 일체화시키는 경우이다. 끼워맞춤면에는 미리 접착제를 도포하여 두거나, 또는 양자를 끼워맞춤한 후, 나사(도시하지 않음) 등으로 고정시켜도 좋다.
도 39는, 본 발명의 청구항 14에 관한 강시판의 다른 실시형태를 도시하는 것으로, 도 35의 실시형태의 경우와 같이 비대칭 조인트(2, 3)를 갖는 비대칭 U형 강시판(1')을 1열에 연결한 후, 조인트 끼워맞춤부를 용접하여, 강제 벽(A)을 형성 하고 있다.
도 35의 실시형태와의 차이로서, 도 39의 실시형태에서는, 외향의 조인트(3)측에도 입상부(3a)와의 사이에, 외향의 돌기(3c)가 형성되어 있고, 이러한 조인트(2, 3)를 걸어맞춤시킨 상태로, 외향의 조인트(3)측의 외측면(3b)과 내향의 조인트(2) 측의 돌기(2a)와의 사이를 길이 방향으로 연속하여 빈틈없이 용접하고 있다.
이 경우의 용접개소로서는, 도시의 개소 이외에, 외향의 돌기(3c)와 내향의 돌기(2)의 외측면(2b)과의 사이라도 좋고, 그 경우, 외향의 돌기(3c)의 일부 또는 전부가 다른 부분에 비하여 저융점의 재료(5c)로 구성된다.
또한, 도 39의 실시형태에 대하여도, 도 35의 실시형태에 대한 도 36 및 도 37과 같은 변형형태, 즉 외향의 돌기(3c)에 관해서, 내향의 조인트(3)에 대치하는 측만을 저융점 재료로 하거나, 또는 외향의 돌기(3c)의 도면중 하부의 부분 중 어느 하나를 저융점 재료로 하는 것이나, 저융점 재료를 미리 외향의 돌기(3c)의 일부 또는 전부의 형상으로 성형한 것을 준비 해 두고, 모재인 강시판쪽도 상기 외향의 돌기(3c)가 예컨대 인로구조로 끼워맞춤할 수 있도록 성형하여 두고, 양자를 끼워맞춤하여 일체화시키는 변형형태를 고려할 수 있다.
또한, 도 35, 도 39의 실시형태 중 어느 경우도, 돌기(2a) 또는 돌기(3c)는 조인트부에서의 회전을 구속할 수가 있고, 또한 조인트(2, 3)끼리가 용이하게 이탈하지 않는 것이면 좋고, 예컨대 도시한 것보다 낮은 것이라도 좋다.
또한, 조인트(2, 3)에 대한 플랫부(4)의 위치는, 도시한 바와 같은 내향의 조인트(2)의 최하단 및 외향의 조인트(3)의 최상단뿐만 아니라, 조인트(2, 3)의 끼워맞춤에 지장을 초래하지 않는 위치이면, 특별하게 한정되지 않는다.
도 40의 일 실시형태는, 비대칭 조인트(2, 3)를 갖는 비대칭 U형 강시판(1)을 2열에 연결한 후, 비대칭 U형 강시판(1)끼리를 시판 벽의 가장 바깥쪽 가장자리에 대하여 서로 내향 방향으로 대치시킨 상태로, 각 조인트 끼워맞춤부를 접합하여, 강제 벽(A)을 형성하고 있다. 도 40(a)가 2열의 시판 벽이 근접하고 있는 데 대하여, 도 40(b)는 2열의 시판 벽이 이간하고 있는 경우이다.
강제 벽의 시공방법으로서는, 각 열을 따로따로 수중 및/또는 지중에 설치하는 것이 일반적이지만, 가능하면 2열의 강시판 벽을 서로 이간한 상태로 동시에 시공하여도 좋다.
이 경우의 특징으로서는, 2열에 수중 및/또는 지중에 형성된 마주보는 강시판 벽에 외계와 격리된 폐공간이 형성되기 때문에, 지중에 형성된 부분을 굴착하고, 조인트 끼워맞춤부 및 그 주변부의 토사를 제거하는 것으로, 그 후의 조인트 끼워맞춤부의 접합시공이 용이해지는 점을 들 수 있다.
또한, 차수처리 후에는, 상기 폐공간은 외계와는 차단되기 때문에, 조인트 접합부의 감시나 보수 용도에도 활용할 수 있다.
도 41(a), 도 41(b)는, 다른 실시형태를 도시하는 것으로, 이들은 비대칭 조인트(2, 3)를 갖는 2장의 비대칭 U형 강시판끼리를 각각의 시판 벽의 가장 바깥쪽 가장자리에 대하여 서로 내향 방향으로 대치시킨 상태로, 직접용접 또는 강판이나 H형강 등의 강재를 통해 용접하여 일체화한 박스형 강시판을 1열에 연결한 후, 조 인트 끼워맞춤부를 접합하여 차수성이 뛰어난 강제 벽(A)을 형성하고 있다. 도 41(a)는 2장의 비대칭 U형 강시판끼리를 직접 용접하여 일체화한 박스형 강시판(31')의 경우, 도 41(b)는 연결 강재(31c)로서의 H형강을 통해 용접하여 일체화한 박스형 강시판(31")의 경우이다.
이 경우의 특징으로서는, 강시판의 수중 및/또는 지중으로의 시공이 실질적으로 2장을 동시에 행할 수 있기 때문에, 시공(타설)능률이 향상하는 것 외에, 수중 및/또는 지중설치후의 강시판끼리의 간격을 일정하게 유지할 수 있기 때문에, 도 43에 도시하는 바와 같은 이동접합기(8')의 도입에 적절하여, 조인트 끼워맞춤부의 접합시공의 효율화를 도모할 수 있다.
또한, 도 40의 실시형태의 경우와 같이, 외계와 격리된 폐공간이 형성되기 때문에, 지중에 시공된 부분을 굴착하여, 조인트 끼워맞춤부 및 그 주변부의 토사를 제거하는 것으로, 그 후의 조인트 끼워맞춤부의 접합시공이 용이해진다.
또한, 차수처리 후에는, 상기 폐공간은 외계와는 차단되기 때문에, 조인트 접합부의 감시나 보수 용도에 활용할 수 있다.
도 42는, 또 다른 실시형태를 도시하는 것으로, 플랜지부(31f)로서의 비대칭 조인트를 갖는 2장의 직선형 강시판끼리를 시판 벽의 가장 바깥쪽 가장자리에 대하여 서로 내향 방향으로 대치하는 형으로, 웹부(31w)로서의 강판을 통해 용접하여 일체화한 박스형 강시판(31)을 1열에 연결한 후, 조인트 끼워맞춤부를 접합하여, 강제 벽(A)을 형성하고 있다.
이 경우도, 도 41의 실시형태와 같이 강시판의 수중 및/또는 지중으로의 시 공이 2장을 동시에 할 수 있기 때문에, 시공(타설)능률이 향상하는 것 외에, 수중 및/또는 지중설치후의 강시판(11)끼리의 간격을 일정히 유지할 수 있기 때문에, 도 43에 도시하는 바와 같은 이동접합기(8')의 도입에 적절하여, 조인트 끼워맞춤부의 접합시공의 효율화를 도모할 수 있다.
또한, 외계와 격리된 폐공간이 형성되기 때문에, 지중에 형성된 부분을 굴착하고, 조인트 끼워맞춤부 및 그 주변부의 토사를 제거하는 것으로, 그 후의 조인트 끼워맞춤부의 접합시공이 용이해진다.
또한, 차수처리 후에는, 상기 폐공간은 외계와는 차단되기 때문에, 조인트 접합부의 감시나 보수 용도에 활용할 수 있다.
또, 이상의 실시형태에 있어서의 접합방법으로서는, 도 43이나 도 44에 도시하는 바와 같은, 강시판의 길이 방향으로 연속하여 소정의 접합 속도로 소정위치의 접합이 가능한 이동식 접합기(8', 9'), 바람직하게는 자동 용접 로봇을 이용하는 것이 시공 능률의 면에서 유효하지만, 수동개입에 의한 접합이라도 좋다.
또한, 도 43이나 도 44에 도시한 이동식 접합기를 이용한 조인트 끼워맞춤부의 접합에 있어서는, 끼워맞춤부에 들어간 토사 등의 이물질을 제거하기 때문에, 물 또는 에어 등의 가스에 의한 접합 위치의 정화를 접합 직전에 하는 기능을 부여하는 것이 바람직하다.