KR100924020B1

KR100924020B1 - 터널과 철도 및 건축물 단지내를 횡단하는 고압케이블 설치구조와 고압케이블을 설치하는 방법

Info

Publication number: KR100924020B1
Application number: KR1020080132620A
Authority: KR
Inventors: 강도묵
Original assignee: (주)경동기술공사
Priority date: 2008-12-23
Filing date: 2008-12-23
Publication date: 2009-10-28

Abstract

본 발명은 터널과 철도 및 건축물 단지내를 횡단하는 고압케이블 설치구조와 고압케이블을 설치하는 방법에 관한 것으로 상세하게는 구조물이 설치되어진 기초지반의 지중에 상기 구조물을 횡단하는 고압케이블이 삽입되는 케이블관과, 상기 케이블관과 결합링으로 결합되어지며 상기 케이블관이 삽입되어지는 토암관과, 상기 토암관과 케이블관을 지중에 수평방향으로 삽입하는 가압장치와, 상기 토암관과 케이블관 간에 모르타르를 주입하는 모르타르 주입장치를 포함하여 구성되며, 이를 설치하는 방법으로 이루어지는 터널과 철도 및 건축물 단지내를 횡단하는 고압케이블 설치구조와 고압케이블을 설치하는 방법에 관한 것이다.

터널, 철도, 횡단, 고압케이블, 건축물

Description

터널과 철도 및 건축물 단지내를 횡단하는 고압케이블 설치구조와 고압케이블을 설치하는 방법{High voltage cable installation method and high voltage cable installation structure to housing development crossing of tunnel and railroad and structure}

일반적으로, 전력관, 통신관, 가스관, 상하수도관 등을 지하구간내로 통과시키기 위한 공법으로서 개착식 공법, 강관압입 공법, 세미실드(semi-shield)공법 등을 들수 있다.

상기 개착식 공법은 지하구간확보에 필요한 거리만큼 지표면에서 소정 깊이까지 굴착하여 공간을 확보한 후 지하구조물을 축조하여 각종 케이블 및 상하수도관과 같은 매설목적관을 매설하고, 다시 지하구조물의 상부공간을 메워 원상복구하는 공법으로서, 시공성이 용이하고 공사중 지하매설물을 쉽게 확인할 수 있어 상황변화에 신속하게 대처할 수 있다는 장점이 있으나, 공사기간이 장시간 소요되고 공사비용도 많이 들어가는 단점이 있었다.

또한, 도로굴착시 소음, 진동, 먼저 등이 과도하게 발생하여 민원이 제기되었고, 도로굴착에 따른 법적규제를 엄격하게 준수해야 했으며, 주변 지반이 침하되거나 환경이 파괴되는 등의 문제점도 발생하였다.

반발력을 지지하고 유압을 가하여 강재를 추진시키는 공법인 강관압입 공법은 짧은 구간의 시공시 효과적이며, 압입시 지층을 확인하면서 굴착할 수 있기 때문에 토질의 여러층을 공략할 수 있으나, 장거리 굴착이 어렵고 선

굴착에 따른 선단 침하현상이 발생하며, 장거리 시공시 막장 안정성이 떨어진다는 문제가 있다.

원통형 실드로 선단부를 굴착한 후 매설목적관을 밀어 넣는 방식인 세미실드 공법은 기계식 굴착에 의하여 다양한 토질에 적용할 수 있으며, 반복작업으로 시공관리가 용이하다는 장점이 있으나, 연약지반에서는 추진이 어렵고 원형단면만 시공가능하기 때문에 적용범위가 제한된다는 단점이 있고, 과다한 오니(汚泥)의 발생으로 공사비용이 증가한다는 단점이 있다.

이에 따라 최근에는, 별도의 압입장비를 이용하여 로드(Rod)를 연속적으로 연결해가면서 지하로 압입하되, 선단로드의 앞쪽에는 소구경의 드릴비트를 연결하여 추진시킴과 동시에 로드내의 중공을 통하여 물과 벤토나이트 혼합액을 고압으로 공급·분사하면서 작업구간의 시작지점에서 도달지점까지 관통하는 선단 굴착공(Pilot

borehole)을 형성하고, 선단 굴착공 형성 후 선단 로드에 연결된 드릴비트를 크기가 다른 확공기로 교체해가면서 토굴내부가 원하는 관경에 도달될 때까지 물과 벤토나이트 혼합액을 공급·분사하면서 반복적으로 확공한다.

확공공정은 토굴내부가 원하는 관경에 도달할 때하며, 최종 확공기의 뒤에 가스관, 전력관, 통신관 등의 매설목적관 1개를 연결하여 확공된 토굴 내부로 인입시킨 후 매설하는 방식으로 시공하는 압입공법이 제안되어 적용되고 있다.

외국에서는 지하에 대부분 공동구가 형성되어 있고, 공동구에서 인출되는 전력관, 통신관 등의 매설목적관은 보통의 경우 1개가 인출되어 확공의 면적이 많이 필요하지 않으나, 우리나라에서는 다수개의 매설목적관을 1회의 시공으로 매설하도록 요구함으로써 다수개의 매설목적관이 여유롭게 수용될 수 있는 크기의 토굴을 굴착하게 되고, 이를 위하여 확공기를 크기별로 사용하게 됨에 따라 많은 양의 벤토나이트 오니가 발생되어 환경오염 및, 이를 제거하기 위한 처리공정의 추가에 따른 작업효율의 감소, 처리비용의 증대 등의 문제가 발생하였다. 특히, 시공이 완료된 다음, 매설목적관에 대한 매설 시작구와 도달구의 30M 이내 지점에서 지반이 침하되거나 붕괴되는 문제가 빈번하게 발생하였다.

상기의 압입공법은 각각 지하매설물이 많은 도심지, 하천 하월, 철도 등과 같이 개착식 공법으로는 횡단하여 전력관, 통신관, 가스관, 상하수도관 등의 매설목적관을 시공할 수 없는 작업구간에서 매우 유용하게 적용된다.

이와 같은 압입공법에 의하여 전력관, 통신관, 가스관, 상하수도관 등의 매설목적관을 시공함에 있어, 외국의 경우에는 공동구와 공동구에서 인출되는 관 하나만 매설하면 되기 때문에 불편함이 없지만, 우리나라의 경우 통신케이블 및 전력케이블 등 일반적으로 공동구나 단독구가 없이(예를 들어 송전분야에서는 송전전력구가 있으나, 보통 전력관은 10개 미만일때는 개착식으로 관로를 형성함) 다수개의 매설목적관을 한번에 매설해야 하기 때문에 많은 문제점이 발생되고 있다.

즉, 다수개의 매설목적관을 매설하기 위하여 선단 굴착공을 형성한 후 매설목적관이 매설될 수 있는 확공 면적에 도달될 때까지 여러 차례의 확공공정을 거쳐야 되고, 이 과정에서 발생되는 많은 양의 벤토나이트 오니가 시작지점과 도달지점에 형성된 시작구와 도달구에 쌓여 넘치게 되면서 주변 토양이나 하천을 오염시키는 것은 물론, 작업을 수행함에도 커다란 지장을 초래하여 별도의 준설차를 사용하여 벤토나이트 오니를 처리해야 하는바, 이로 인하여 시간적, 경제적으로 막대한 손실이 따른다는 문제가 있었고, 준설차를 사용하여도 점도가 높은 벤토나이트 오니는 펌핑이 되지 않아 후속작업에 많은 애로가 있었다.

또한, 다수개의 매설목적관을 매설하기 위한 토굴 내의 확공된 면적과 다수개의 매설목적관이 실제로 차지하는 면적의 차이에 의해 발생되는 여유공간에 의하여 주변 지반이 침하되거나 붕괴될 위험성이 높아지는 문제가 있었다.

그리고, 종래의 압입공법에서는 시공에 적용되는 확공기에 스위벨(swivel:베 어링이 내장되어 원활한 회전이 가능하도록 하는 기구)을 연결한 후, 상기 스위벨에 다시 당김고리부(pulling eye)를 연결하여 상기 당김고리부에 매설목적관이 연결되도록 함으로써 다수개의 매설목적관이 확공기와 함께 도달구쪽으로부터 토굴내부로 인입되도록 하였는데, 이와 같은 다수개의 매설목적관은 토굴내부로 인입되는 과정에서 매설목적관이 강력하게 당겨지면서 회전하게 됨에 따라 스위벨과 매설목적관 선단부의 당김고리부가 파손되는 현상이 발생하였다.

상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 토암관과 케이블관 간에 모르타르를 주입하여 하나의 모듈로 구성하여 지중에 삽입한뒤 고압케이블을 상기 케이블관에 삽입하는 구조와 이를 시공하는 방법으로 이루어지는 터널과 철도 및 건축물 단지내를 횡단하는 고압케이블 설치구조와 고압케이블을 설치하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은 터널과 철도 및 건축물 단지내를 횡단하는 고압케이블 설치구조와 고압케이블을 설치하는 방법에 관한 것으로 상세하게는 구조물이 설치되어진 기초지반의 지중에 상기 구조물을 횡단하는 고압케이블이 삽입되는 케이블관과, 상기 케이블관과 결합링으로 결합되어지며 상기 케이블관이 삽입되어지는 토암관과, 상기 토암관과 케이블관을 지중에 수평방향으로 삽입하는 가압장치와, 상기 토암관과 케이블관 간에 모르타르를 주입하는 모르타르 주입장치로 구성되며 이 구성을 시공하는 방법으로 이루어진다.

본 발명은 구조물이 설치되어진 기초지반의 지중에 상기 구조물을 횡단하는 고압케이블이 삽입되는 케이블관과, 상기 케이블관과 결합링으로 결합되어지며 상기 케이블관이 삽입되어지는 토암관과, 상기 토암관과 케이블관을 지중에 수평방향으로 삽입하는 가압장치와, 상기 토암관과 케이블관 간에 모르타르를 주입하는 모 르타르 주입장치로 구성되어 상기 토암관의 내부로 누수되지 않으며, 상기 모르타르로 인하여 강도가 강화되어지며, 상기 토암관에 누수가 발생하더라고 상기 케이블관으로 인하여 고압케이블에는 영향을 미치지 못하게 하는 효과가 있다.

도 1내지 도 4에 도시된 바와같이 본 발명은 터널과 철도 및 건축물 단지내를 횡단하는 고압케이블 설치구조에 있어서, 기초지반(2)의 상측에 설치되는 구조물(1)과; 상기 기초지반(2) 상측에 설치되는 구조물(1)의 양측벽면에서 일정거리 외측 위치에 상기 기초지반(2)의 지중으로 일정 깊이 굴착되는 굴착부(80)와; 상기 기초지반(2)의 지면에서 일정깊이 지중으로 삽입되어지는 토암관(10)과; 상기 토암관(10)의 내부에 삽입되어지며, 외주연에 수많은 돌기(21)가 형성되어지고, 관형로 이루어지는 케이블관(20)과; 상기 케이블관(20) 내부에 삽입되어지는 고압케이블(30)과; 상기 토암관(10)을 압력을 가하여 지중의 수평방향으로 삽입하는 가압장치(50)와; 상기 토암관(10)에 모르타르(40)를 주입하는 모르타르 주입장치(70);를 포함하여 구성되어진다.

이때, 도 4에 도시된 바와같이 상기 토암관(10)은 일측에 모르타르(40)가 주입되어지는 주입구(11)가 형성되고, 타측에 내부의 공기가 배출되어지는 배출홀(12)이 형성된다.

그리고, 도 3에 도시된 바와같이 상기 케이블관(20)과 상기 토암관(10) 간에는 결합링(60)이 삽입되어 상기 케이블관(20)과 상기 토암관(10)을 동시에 움직이도록 결합한다.

또한, 도 1에 도시된 바와같이 상기 가압장치(50)는 상기 토암관(10)에 압력을 가하는 가압판(51)과, 상기 가압판(51)을 이동시키는 이동부(52)와, 상기 이동부(52)를 지지하는 지지판(53)으로 구성되어 상기 굴착부(80)의 일측 벽면에 수평으로 설치되어진다.

도 5에 도시된 바와같이 본 발명을 이용한 방법은 터널과 철도 및 건축물 단지내를 횡단하는 고압케이블을 설치하는 방법에 있어서, 구조물(1)이 설치되는 기초지반(2)의 양측에 일정깊이 굴착부(80)를 형성하는 굴착단계(S10)와; 상기 굴착부(80)에서 타측의 굴착부(80)측으로 토암관(10)과 케이블관(20)을 결합링(60)으로 결합하고, 상기 굴착부(80)의 벽면에 가압장치(50)를 설치하여 상기 가압장치(50)로 상기 토암관(10)과 케이블관(20)을 가압하여 삽입하는 가압단계(S20)와; 상기 굴착부(80)에서 타측의 굴착부(80)까지 연장되어지도록 토암관(10)과 케이블관(20)을 추가로 연결하여 상기 가압장치(50)를 통해 삽입하는 연장삽입단계(S30)와; 상기 토암관(10)과 케이블관(20)이 타측의 굴착부(80)까지 삽입되어지면 상기 토암관(10)의 주입구(11)로 모르타르(40)를 모르타르 주입장치(70)를 통해 상기 토암관(10)과 상기 케이블관(20) 간에 채워넣는 모르타르 주입단계(S40)와; 상기 케이블관(20)에 고압케이블(30)을 삽입하여 전력기구와 연결하는 케이블 연결단계(S50);를 포함하여 이루어진다.

상기 과정을 좀더 상세하게 설명하면, 상기 굴착단계(S10)는 구조물(1)이 설치되는 기초지반(2)의 양측에 일정깊이 굴착부(80)를 형성하는 단계이다.

그리고, 상기 가압단계(S20)는 상기 굴착부(80)에서 타측의 굴착부(80)측으 로 토암관(10)과 상기 케이블관(20)을 결합링(60)으로 결합하고, 상기 굴착부(80)의 벽면에 가압장치(50)를 설치하여 상기 가압장치(50)로 상기 토암관(10)과 케이블관(20)을 가압하여 삽입하는 단계이다.

또한, 상기 연장삽입단계(S30)는 상기 굴착부(80)에서 타측의 굴착부(80)까지 연장되어지도록 토암관(10)과 케이블관(20)을 추가로 연결하여 상기 가압장치(50)를 통해 삽입하는 단계이다.

그리고, 상기 모르타르 주입단계(S40)는 상기 토암관(10)과 케이블관(20)이 타측의 굴착부(80)까지 삽입되어지면 상기 토암관(10)의 주입구로 모르타르(40)를 모르타르 주입장치(70)를 통해 상기 토암관(10)과 상기 케이블관(20) 간에 채워넣는 단계이다.

또한, 상기 케이블 연결단계(S50)는 상기 케이블관(20)에 고압케이블(30)을 삽입하여 전력기구와 연결하는 단계이다.

이때, 상기 굴착부(80)에는 맨홀 형태로 형성되어 유지보수가 가능하도록 한다.

즉, 본 발명을 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1내지 도 4에 도시된 바와같이 구조물(1)이 설치되는 기초지반(2)의 지중으로 상기 구조물(1)을 횡단하도록 고압케이블(30)을 설치하기 위하여 상기 기초지반(2)의 양측에 굴착부(80)를 형성하고, 지중에 수평으로 삽입되어지는 토암관(10)과 상기 토암관(10)의 내부에 삽입되어지며, 외주연에 수많은 돌기가 형성된 케이블관(20)이 결합링(60)을 통해 하나의 모듈로 구성되어 지중에 삽입되며, 상기 토 암관(10)과 상기 케이블관(20) 간에 모르타르(40)를 모르타르 주입장치(70)를 통해 주입하고, 상기 케이블관(20) 내부에 고압케이블(30)을 삽입하여 외부의 전력기구와 연결하게된다.

이때, 도1에 도시된 바와같이 상기 토암관(10)과 상기 케이블관(20)이 결합된 모듈을 가압장치(50)가 수평방향으로 가압하여 삽입하며, 상기 가압장치(50)는 상기 토암관(10)에 압력을 가하는 가압판(51)과, 상기 가압판(51)을 이동시키는 이동부(52)와, 상기 이동부(52)를 지지하는 지지판(53)으로 구성되어 상기 굴착부(80)의 일측 벽면에 수평으로 설치되어진다.

상기 본 발명의 구성 방법은 다음과 같다.

구조물(1)이 설치되는 기초지반(2)의 양측에 일정깊이 굴착부(80)를 형성하며, 상기 굴착부(80)에서 타측의 굴착부(80)측으로 토암관(10)과 상기 케이블관(20)을 결합링(60)으로 결합하고, 상기 굴착부(80)의 벽면에 가압장치(50)를 설치하여 상기 가압장치(50)로 상기 토암관(10)과 케이블관(20)을 가압하여 삽입하고, 상기 굴착부(80)에서 타측의 굴착부(80)까지 연장되어지도록 토암관(10)과 케이블관(20)을 추가로 연결하여 상기 가압장치(50)를 통해 삽입하게된다.

그리고, 상기 토암관(10)과 케이블관(20)이 타측의 굴착부(80)까지 삽입되어지면 상기 토암관(10)의 주입구로 모르타르(40)를 모르타르 주입장치(70)를 통해 상기 토암관(10)과 상기 케이블관(20) 간에 채워넣으며, 상기 케이블관(20)에 고압케이블(30)을 삽입하여 전력기구와 연결하게된다.

이때, 상기 토암관(10)과 상기 케이블관(20)이 결합된 관을 가압장치(50)가 수평방향으로 가압하여 삽입하며, 상기 가압장치(50)는 상기 토암관(10)에 압력을 가하는 가압판(51)과, 상기 가압판(51)을 이동시키는 이동부(52)와, 상기 이동부(52)를 지지하는 지지판(53)으로 구성되어 상기 굴착부(80)의 일측 벽면에 수평으로 설치되어진다.

그리고, 상기 토암관(10)의 일측에는 토출홀이 형성되어 상기 주입홀(11)을 통해 모르타르(40)가 주입되어지면 상기 토암관(10) 내부의 공기가 배출되어진다.

도 1은 본 발명에 따른 터널과 철도 및 건축물 단지내를 횡단하는 고압케이블 설치구조의 전체 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 터널과 철도 및 건축물 단지내를 횡단하는 고압케이블 설치구조의 토암관과 케이블관의 구조를 나타낸 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 터널과 철도 및 건축물 단지내를 횡단하는 고압케이블 설치구조의 토암관과 케이블관이 결합링으로 결합되어지는 것을 나타낸 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 터널과 철도 및 건축물 단지내를 횡단하는 고압케이블 설치구조전체 구성을 나타낸 정단면도,

도 5는 본 발명에 따른 터널과 철도 및 건축물 단지내를 횡단하는 고압케이블을 설치하는 방법을 나타낸 순서도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 토암관 20 : 케이블관

30 : 고압케이블 40 : 모르타르

50 : 가압장치 60 : 결합링

70 : 모르타르 주입장치 80 : 굴착부

Claims

터널과 철도 및 건축물 단지내를 횡단하는 고압케이블 설치구조에 있어서,

기초지반(2)의 상측에 설치되는 구조물(1)과;

상기 기초지반(2) 상측에 설치되는 구조물(1)의 양측벽면에서 일정거리 외측 위치에 상기 기초지반(2)의 지중으로 일정 깊이 굴착되는 굴착부(80)와;

상기 기초지반(2)의 지면에서 일정깊이 지중으로 삽입되어지는 토암관(10)과;

상기 토암관(10)의 내부에 삽입되어지며, 외주연에 수많은 돌기(21)가 형성되어지고, 관형로 이루어지는 케이블관(20)과;

상기 케이블관(20) 내부에 삽입되어지는 고압케이블(30)과;

상기 토암관(10)을 압력을 가하여 지중의 수평방향으로 삽입하는 가압장치(50)와;

상기 토암관(10)에 모르타르(40)를 주입하는 모르타르 주입장치(70);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 터널과 철도 및 건축물 단지내를 횡단하는 고압케이블 설치구조.
제 1항에 있어서,

상기 토암관(10)은 일측에 모르타르(40)가 주입되어지는 주입구(11)가 형성되고, 타측에 내부의 공기가 배출되어지는 배출홀(12)이 형성되는 것을 특징으로 하는 터널과 철도 및 건축물 단지내를 횡단하는 고압케이블 설치구조.
제 1항에 있어서,

상기 케이블관(20)과 상기 토암관(10) 간에는 결합링(60)이 삽입되어 상기 케이블관(20)과 상기 토암관(10)을 동시에 움직이도록 결합하는 것을 특징으로 하는 터널과 철도 및 건축물 단지내를 횡단하는 고압케이블 설치구조.
제 1항에 있어서,

상기 가압장치(50)는 상기 토암관(10)에 압력을 가하는 가압판(51)과, 상기 가압판을 이동시키는 이동부(52)와, 상기 이동부(52)를 지지하는 지지판(53)으로 구성되어 상기 굴착부(80)의 일측 벽면에 수평으로 설치되어지는 것을 특징으로 하는 터널과 철도 및 건축물 단지내를 횡단하는 고압케이블 설치구조.
터널과 철도 및 건축물 단지내를 횡단하는 고압케이블을 설치하는 방법에 있어서,

구조물(1)이 설치되는 기초지반(2)의 양측에 일정깊이 굴착부(80)를 형성하는 굴착단계(S10)와;

상기 굴착부(80)에서 타측의 굴착부(80)측으로 토암관(10)과 케이블관(20)을 결합링(60)으로 결합하고, 상기 굴착부(80)의 벽면에 가압장치(50)를 설치하여 상기 가압장치(50)로 상기 토암관(10)과 케이블관(20)을 가압하여 삽입하는 가압단계(S20)와;

상기 굴착부(80)에서 타측의 굴착부(80)까지 연장되어지도록 토암관(10)과 케이블관(20)을 추가로 연결하여 상기 가압장치(50)를 통해 삽입하는 연장삽입단계(S30)와;

상기 토암관(10)과 케이블관(20)이 타측의 굴착부(80)까지 삽입되어지면 상기 토암관(10)의 주입구로 모르타르(40)를 모르타르 주입장치(70)를 통해 상기 토암관(10)과 상기 케이블관(20) 간에 채워넣는 모르타르 주입단계(S40)와;

상기 케이블관(20)에 고압케이블(30)을 삽입하여 전력기구와 연결하는 케이블 연결단계(S50);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 터널과 철도 및 건축물 단지내를 횡단하는 고압케이블을 설치하는 방법.
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