KR100919990B1

KR100919990B1 - 경사 차단판이 설치된 추진관

Info

Publication number: KR100919990B1
Application number: KR1020070104631A
Authority: KR
Inventors: 전승배
Original assignee: 주식회사 대용이엔씨
Priority date: 2007-10-17
Filing date: 2007-10-17
Publication date: 2009-10-05
Also published as: KR20070108490A

Abstract

본 발명은 터널, 지하도, 공동구 등의 지중구조물의 시공시 공사구간을 개착하지 않고, 지하에서 강제 관체를 압입, 추진함으로써 시공하는 관추진 공법에 사용되는 추진관에 관한 것으로, 선두 추진관의 선단부에 경사 차단판을 설치하여 토질의 급격한 변화에 따른 토사 유입 및 상부 지반 붕괴를 방지할 수 있도록 한 것이다.

본 발명을 통하여, 관추진 공법에 의한 지중구조물의 시공시 추진관 선단부의 붕괴를 효과적으로 방지할 수 있으며, 이로써 공사구간 상부 지반의 안정성 또한 확보할 수 있고, 붕괴방지용 부속 설비에 의한 추진저항을 최소화함으로써, 시공성을 확보하고 공사비를 절감하는 효과를 얻을 수 있다.

지중구조물, 추진관, 차단판

Description

경사 차단판이 설치된 추진관{Propulsion pipe with tilted plate}

관추진 공법이란 도 1에서와 같이, 도로터널, 지하도, 공동구(共同溝), 도수(導水)터널, 배수구 등 각종 지하구조물의 시공시, 공사구간의 개착을 최소화하기 위하여 구조물 종단의 시점 또는 종점에 토류벽(土留壁)(201) 및 반력벽(反力壁)(202)이 설치된 추진기지를 구성하고 유압실린더 등의 추진장치(203)를 통하여 강제(鋼製) 관체인 추진관(100)을 압입, 추진하는 동시에 추진관(100) 내부의 토사를 굴착하는 공법을 말한다.

이러한 관추진 공법을 통하여 개착 없이도 신속한 지중구조물의 시공이 가능 하게 되었으며, 특히 공사구간 상부에 구조물이 많은 도심지 공사나 하천 또는 제방 등의 하부를 통과하는 경우와 같이 개착이 불가능한 경우에도 효과적인 시공이 가능하게 되었다.

도 1을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 통상의 관추진 공법은 추진관(100)의 추진과 동시에 추진관(100) 내부의 굴착이 진행되며, 선두 추진관(100) 이후에 이와 연결된 다수의 추진관(100)이 연속적으로 투입되면서 전체 구조물을 구성하게 되는데, 공사구간 중 주변에 비하여 토질의 점착력이 낮거나 함수비가 높은 구간에 선두추진관(100)이 도달할 경우 도 1의 하부 도면에서와 같이 선두 추진관(100)의 개방된 선단부를 통하여 토사가 급격히 유입되는 붕괴사고가 발생할 수 있다.

이러한 붕괴사고는 작업자의 안전 측면에서 뿐 아니라, 추진관(100) 선단부가 붕괴됨에 따라 상부 지반 또한 함몰될 수 있으므로, 상부 구조물의 안전에도 심각한 문제를 야기할 수 있으며, 특히 추진공법이 인구가 밀집된 도심지에서 빈번하게 진행됨을 고려할 때 대규모 인명피해를 유발할 수 있어, 이에 대한 대책이 절실한 실정이다.

이에, 도 2에서와 같이, 추진관(100)의 선단부에 수평판을 설치하거나 추진관(100)을 2중으로 구성하는 등의 방법이 개발되었으나, 유입되는 토사를 차단하는 효과가 미미할 뿐 아니라, 추진관(100) 선단부의 단면을 확대하는 효과가 있어 추진관(100)의 압입시 더 많은 출력이 소요되는 심각한 문제점이 있었다.

특히, 곡선구간의 시공시 선두 추진관(100)의 방향전환이 어려워 곡률반경을 확대할 수 밖에 없으며, 그에 따라 종단이 연장되어 공사비 또한 증액되는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 지중구조물 시공용 추진관(100)에 있어서, 추진관(100) 내부 상단면에 회동축(121)을 통하여 차단판(110)이 회동가능하도록 설치되되, 추진관(100)의 추진시 차단판(110)은 수평상태로 고정되며, 고정상태가 해제되면 차단판(110)이 하방(下方)으로 회동된 후 경사진 상태로 고정되어, 유입되는 토사를 차단할 수 있도록 한 것이다.

또한, 차단판(110)을 슬라이드 형식으로 구성한 예로서, 추진관(100) 내부 상단면에 경사진 상태의 차단판(110) 상단이 접합되어 설치되되, 상기 차단판(110)은 중공(中空)의 외판(111)과 이에 삽입되는 내판(112)으로 구성되고, 추진관(100)의 추진시 내판(112)이 외판(111)에 삽입된 상태로 고정되며, 고정상태가 해제되면 내판(112)이 하방(下方)으로 돌출될 수 있도록 하였으며, 전자의 회동형 차단판(110)과 후자의 슬라이드형 차단판(110)의 복합형태로서, 차단판(110)을 중공(中空)의 외판(111)과 이에 삽입되는 내판(112)으로 구성하고, 추진관(100)의 추진시 수평상태로 고정되도록 하며, 고정상태가 해제되면 차단판(110)이 하방(下方)으로 회동되면서, 내판(112)이 외판(111)으로부터 하방(下方)으로 돌출되도록 하였다.

한편, 원단면 추진관(100)의 경우에도 적용할 수 있도록, 차단판(110)을 중공(中空)의 외판(111)과 이 외판(111)의 양 측면에 삽입되는 한 쌍의 내판(112)으로 구성하되, 이들 내판(112)의 외측면이 곡선형이고, 추진관(100)의 추진시 차단판(110)은 수평상태로 고정되며, 고정상태가 해제되면 차단판(110)이 하방(下方)으 로 회동되면서, 내판(112)이 외판(111)으로부터 측방(側方)으로 돌출되도록 구성하였다.

본 발명을 통하여, 관추진 공법에 의한 지중구조물의 시공시 추진관 선단부의 붕괴를 효과적으로 방지할 수 있으며, 이로써 공사구간 상부 지반의 안정성 또한 확보할 수 있다.

또한, 붕괴방지용 부속 설비에 의한 추진관의 추진저항을 최소화함으로써, 시공성을 확보하고 공사비를 절감하는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 상세한 구성 및 작동방식을 첨부된 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.

우선 도 3은 본 발명의 기본 작동방식을 설명한 도면으로서, 동 도면을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 선두 추진관(100)의 선단이 붕괴 우려가 있는 지반에 도달하면 토사 유입의 징후를 포착한 작업자가 차단판(110)을 조작함으로써, 추진관(100) 내측 상단면에 밀착되어 있던 차단판(110)이 전개되어 경사진 상태로 고정됨으로써 유입되는 토사를 차단하게 된다.

도 4는 이와 같은 차단판(110)의 설치상태를 구체적으로 도시한 것으로, 차단판(110)과 추진관(100) 내측 상단면이 힌지(hinge)연결된 회동식 차단판(110)을 예시하고 있으며, 도시된 실시예에서 추진관(100)의 추진시 차단판(110)의 고정수단은 차단판(110) 선단부와 추진관(100)에 설치된 고정바(133)를 연결하는 와이어(132)로서, 도 5에서와 같이, 작업자가 와이어(132)를 고정바(133)로부터 이탈시키면 차단판(110)은 자중에 의하여 하방으로 회동하게 되며, 추진관(100) 내측 벽면에 설치된 걸림부(131)에 의하여 회동이 멈추면서 경사진 상태로 고정된다.

통상 추진관(100) 선단부의 붕괴에는 토사유입량 또는 누수량의 증가 등 현장작업자가 포착할 수 있는 징후가 선행되므로, 붕괴징후를 포착한 현장작업자가 와이어(132) 등에 의한 차단판(110) 고정상태를 해제함으로써 차단판(110)을 전개하게 되며, 특별한 붕괴징후가 포착되지 않더라고, 일시적인 공사중단시 차단판(110)을 전개하였다가 재개시에는 다시 차단판(110)을 추진관(100) 내측 상단면에 고정함으로써 공사중단 기간 동안의 붕괴사고나 과다한 토사 유입을 예방할 수 있다.

도 6은 도 5와 같은 회동식 차단판(110)의 고정수단으로서 고정키(139)를 적용한 것으로, 회동축(121)을 추진관(100) 내측 상단면으로부터 충분히 이격하여 구성하고, 회동축(121)을 중심으로 절곡되어 후방측에 걸림부(131)가 형성된 차단판(110)을 적용함으로써, 걸림부(131)와 추진관(100) 사이에 고정키(139)를 삽입하여 차단판(110)을 수평상태로 고정할 수 있도록 한 것이다.

특히, 동 도면을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 전체적인 구조가 간단할 뿐 아니라, 고정키(139)를 제거하기만 하면 차단판(110)이 전개되고 차단판(110)의 상부면과 추진관(100)의 내측 상단면이 완전히 밀착되어 추진관(100)의 추진저항 저 감에 유리하다.

이렇듯, 회동식 차단판(110)은 와이어(132)나 고정키(139) 등 다양한 방식의 고정수단을 취할 수 있으며, 이는 당업자에 의하여 현장여건에 따라 선택 적용될 수 있는 사항이므로 이에 대한 청구범위의 구체적인 한정은 하지 않는다.

도 7은 회동이 아닌 돌출방식으로 작동하는 슬라이드 형식의 차단판(110)을 도시한 것으로, 여기서 차단판(110)은 중공(中空)의 외판(111)과 이 외판(111)에 삽입되는 내판(112) 및 외판(111)에 내판(112)을 고정하는 고정핀(113) 등의 고정수단으로 구성되며, 추진관(100)의 추진시 내판(112)이 외판(111)에 삽입된 상태로 고정되다가, 고정핀(113)을 제거하면 내판(112)이 자중에 의하여 외판(111) 밖으로 돌출되면서 전개되어 유입되는 토사를 차단하게 된다.

도 8은 도 7의 실시예를 변형한 것으로, 외판(111)과 내판(112)에 각각 가이드홈(114)과 걸림핀(115)을 구성하여, 걸림핀(115)이 가이드홈(114) 하단에 걸리면서 내판(112)이 외판(111)으로부터 완전히 이탈되는 것을 막을 수 있도록 한 것이다.

도 9는 전술한 회동식 차단판(110)과 슬라이드식 차단판(110)을 복합한 것으로, 회동축(121)에 의하여 추진관(100)에 연결된 외판(111)과, 이 외판(111)에 삽입되는 내판(112)으로 차단판(110)을 구성하여, 외판(111)의 고정상태를 해제하면 외판(111)이 자중에 의하여 회동함과 동시에 내판(112) 또한 자중에 의하여 돌출되도록한 것이다.

한편, 도 10 및 도 11은 원형단면을 가진 추진관(100)에 본 발명을 적용한 것으로, 원형단면에서 단면형상과 일치 또는 근사한 형태의 차단판(110)을 적용할 경우, 추진관(100) 내측 상단에 밀착하여 고정할 수 없으므로, 도 10 및 도 11에서와 같이, 전개상태에 따라 차단판(110)의 형상이 변형될 수 있도록 구성한다.

즉, 도 11에서와 같이, 중공(中空)의 외판(111) 양 측면에 각각 내판(112)을 삽입하되, 내판(112)의 외측면을 곡선형으로 형성하고, 이들 한 쌍의 내판(112) 사이에 스프링(119)을 설치하여 외판(111)의 전개와 함께 스프링(119)의 탄성에 의하여 내판(112)들이 측방으로 돌출되도록 한 것이며, 이로써 추진관(100)의 내주면에 상기 내판(112)의 외측면이 밀착되어, 유입되는 토사를 차단하게 되는 것이다.

도 1은 종래의 관추진 공법 설명도

도 2는 종래의 선단부 붕괴 방지용 추진관 예시도

도 3은 본 발명이 적용된 관추진 공법 설명도

도 4는 회동형 차단판이 적용된 본 발명의 일 실시예 부분절단 저면사시도

도 5는 도 4 실시예의 대표단면도

도 6은 밀착형 차단판이 적용된 본 발명의 일 실시예 대표단면도

도 7은 슬라이드형 차단판이 적용된 본 발명의 일 실시예 대표단면도

도 8은 변형된 슬라이드형 차단판이 적용된 본 발명의 일 실시예 부분절단 저면사시도

도 9는 복합형 차단판이 적용된 본 발명의 일 실시예 대표단면도

도 10은 원단면 추진관용 차단판 예시도

도 11은 도 10 실시예의 차단판 발췌 부분절단 사시도

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

100 : 추진관

110 : 차단판

111 : 외판

112 : 내판

113 : 고정핀(pin)

114 : 가이드홈

115 : 걸림핀(pin)

119 : 스프링(spring)

121 : 회동축

131 : 걸림부

132 : 와이어

133 : 고정바(bar)

139 : 고정키(key)

201 : 토류벽

202 : 반력벽

203 : 추진장치

Claims

지중구조물 시공용 추진관(100)에 있어서,

추진관(100) 내부 상단면에 회동축(121)을 통하여 차단판(110)이 회동가능하도록 설치되되;

추진관(100)의 추진시 차단판(110)은 수평상태로 고정되며;

고정상태가 해제되면 차단판(110)이 하방(下方)으로 회동된 후 경사진 상태로 고정됨을 특징으로 하는 경사 차단판이 설치된 추진관.
지중구조물 시공용 추진관(100)에 있어서,

추진관(100) 내부 상단면에 경사진 상태의 차단판(110) 상단이 접합되어 설치되되;

상기 차단판(110)은 중공(中空)의 외판(111)과 이에 삽입되는 내판(112)으로 구성되고;

추진관(100)의 추진시 내판(112)이 외판(111)에 삽입된 상태로 고정되며;

고정상태가 해제되면 내판(112)이 하방(下方)으로 돌출됨을 특징으로 하는 경사 차단판이 설치된 추진관.
제1항에 있어서, 차단판(110)은 중공(中空)의 외판(111)과 이에 삽입되는 내판(112)으로 구성되고;

추진관(100)의 추진시 차단판(110)은 수평상태로 고정되며;

고정상태가 해제되면 차단판(110)이 하방(下方)으로 회동되면서, 내판(112)이 외판(111)으로부터 하방(下方)으로 돌출됨을 특징으로 하는 경사 차단판이 설치된 추진관.
제1항에 있어서, 차단판(110)은 중공(中空)의 외판(111)과 이 외판(111)의 양 측면에 삽입되는 한 쌍의 내판(112)으로 구성되되, 이들 내판(112)의 외측면이 곡선형이고;

추진관(100)의 추진시 차단판(110)은 수평상태로 고정되며;

고정상태가 해제되면 차단판(110)이 하방(下方)으로 회동되면서, 내판(112)이 외판(111)으로부터 측방(側方)으로 돌출됨을 특징으로 하는 경사 차단판이 설치된 추진관.