KR100936941B1 - 워터제트 고압분사와 펌핑을 병행한 수중굴착 및 매설장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래에 터파기 후, 구조물을 설치하는 것을 역으로 구조물을 터파기 할 굴착위치에 먼저 설치한 후, 고압으로 작동하는 워터제트 분사장치를 이용하여 수중 지반의 지질에 관계없이 고압의 물 분사에 의한 터파기를 수행함과 동시에 상기 고압 분사에 의해 터파기 된 수중 지반의 입자를 상기 물과 함께 대용량 펌프를 통한 펌핑 작용으로 토출하여 굴착할 때, 상기의 굴착 위치에 먼저 하강 된 구조물이 자연스럽게 원하는 위치 즉, 상기 수직의 굴착 단면에 정확하게 안착 되고, 또한 상기 굴착 된 수중 지반의 입자는 토출관을 통해 상기 수직의 굴착 단면 양옆에 쌓여 지게 함으로써, 자연의 유속에 의한 되메우기가 가능케 되어 굴착공정과 매설공정 그리고 되메우기 공정을 일련의 연속공정으로 이루어지게 하여 수중굴착 및 매설이 신속하고 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 워터제트 고압분사와 펌핑을 병행한 수중굴착 및 매설장치를 제공함에 그 특징이 있다.

수중굴착 및 매설장치, 워터제트분사 유니트, 대용량 펌프, 설치대상 구조물

Description

워터제트 고압분사와 펌핑을 병행한 수중굴착 및 매설장치{An apparatus underground and underwater digging the same time pumping for water jet high pressure spray}

본 발명은 하천 및 해저 면의 수중 지반(진흙, 모래, 자갈, 조개질 등)을 굴착하여 통신용 케이블, 전력선을 포함하는 각종 케이블 또는 송유관, 상수도관 등의 각종 배관(이하 "구조물"이라 칭함)을 설치하기 위해 수중굴착과 매설을 병행하기 위한 수중굴착 및 매설장치에 관한 것으로서, 보다상세하게는 고압으로 작동하는 워터제트 분사장치를 이용하여 수중 지반의 지질에 관계없이 고압의 물 분사에 의한 터파기를 수행함과 동시에 상기 고압의 물 분사에 의해 터파기 된 수중 지반의 입자를 상기 물과 함께 대용량 펌프를 통한 펌핑 작용으로 토출시켜 굴착할 때, 상기의 굴착 위치에 먼저 하강 된 구조물이 자연스럽게 원하는 위치 즉, 상기 수직의 굴착 단면에 정확하게 안착 되고, 또한 상기 굴착 된 수중 지반의 입자는 토출관을 통해 상기 수직의 굴착 단면 양옆에 쌓여 지게 함으로써, 자연의 유속에 의한 되메우기가 가능케 되어 굴착공정과 매설공정 그리고 되메우기 공정을 일련의 연속 공정으로 이루어지게 하여 수중굴착 및 매설이 신속하고 원활하게 이루어질 수 있도록 한 워터제트 고압분사 및 펌핑을 병행한 수중굴착 및 매설장치에 관한 것이다.

일반적으로, 수중굴착 및 매설장치는 육지와 도서지방에 통신 또는 전력선로를 구축하거나 바다를 경유한 장거리 송유관, 상수도관 등의 각종 구조물을 해저면에 매설하기 위해 사용되는 장치로서, 상기의 수중굴착 및 매설장치를 이용하여 각종 구조물을 매설하는 공법으로 오픈 컷(Open cut) 공법이 주로 사용되는데, 상기의 오픈 컷 공법은 수중굴착기(Grab 등)로 굴착위치의 수중 지반을 굴착하여 상기 굴착 단면에 구조물을 매설하고 다시 되메우는 방식인바, 이러한 오픈 컷 공법은 시공품질의 불량과 더불어 긴 공사기간이 소요되며, 그에 따른 시공비가 고가인 것이 단점으로 지적되었다.

한편, 매설방식의 수중굴착 및 매설장치의 구성을 살펴보면 자가발전기 및 기타 제어장치가 구비되고, 또 공기 압축기, 케이블 드럼 등이 적재되는 수중펌프, 유압실린더 등이 구비된 잠수정과; 상기 잠수정의 수중펌프와 연결된 수압분사노즐이 구비되어 쟁기에 의해 터파기 된 해저 면을 굴착하는 굴삭기로 크게 구성된다.

상기와 같이 구성된 종래 매설방식의 수중굴착 및 매설장치는 잠수정에 구비 된 쟁기로 1차 해저 면을 굴착하고, 수중펌프에 연결된 수압분사노즐을 통해 강한 분사력으로 굴착된 해저 면을 터파기하며, 그 자리에 각종 구조물을 매설하게 된다.

이러한, 수중굴착 및 매설장치는 최초 시공시점에서 종료시점까지의 굴착공정이 끝나고 나서 구조물을 굴착 단면에 안착시켜야 하는데, 상기의 굴착 종료시점에는 이전의 굴착 단면에 유속으로 인해 일부가 되메우기가 되어 버리므로 구조물을 원하는 위치에 정확하게 안착시킬 수 없게 되는 문제가 있다.

또한, 굴착이 끝난 상태에서 구조물을 해상에서 투하하는 과정에서 유속으로 인해 굴착 단면의 정확한 위치에 안착시킬 수 없기 때문에 잠수부에 의한 수중구조물의 이동작업이 요구되므로 그에 따른 인건비용과 시간비용이 과다하게 소요되는 문제와 상기의 이동작업이 매우 번거롭고 많은 위험성을 내포하게 되는 문제가 있다.

또한 상기의 굴착방식은 터파기 후, 구조물을 설치함에 따라 상기 터파기 된 굴착 단면에 유속으로 인해 일부가 되메우기가 되어 버리므로 구조물을 원하는 위치에 정확하게 안착시킬 수 없게 될 뿐 아니라, 넓은 굴착 단면으로 인해 자연의 유속에 의한 완전 되메우기가 불가능하므로 별도의 인공적인 되메우기 공정이 요구되며, 상기 인공적인 되메우기 공정에 소요되는 비용도 과다하게 되는 비경제적인 문제가 있다.

상기한 문제를 극복하고자 국내 특허공보 제91-0006816호에서는 도 1에 도시된 바와 같이 포설선(100)을 통해 견인되며, 쟁기(201)와 중량체(202)를 구비한 잠수정(200) 이외에 절삭비트(203a)가 부설된 스크류(203), 스크류의 회전 작동용 유압모터(204), 분사노즐이 구비된 수압관(205), 스크류에 의해 굴삭된 토양을 배출함과 동시에 배출된 토양으로 포설되는 케이블을 되메우기 위한 케이블 가이드관(206)이 구비된 굴삭기로 구성된 해저 케이블 매설기의 줄터파기 및 되메우기 장치가 제안된 바 있다.

그러나 상기의 구조 역시 먼저, 터파기 후 구조물을 설치함에 따라 상기 터파기 된 굴착 단면에 유속으로 인해 일부가 되메우기가 되어 버리므로 구조물을 원하는 위치에 정확하게 안착시킬 수 없게 될 뿐 아니라, 상기 잠수정에 구비된 굴삭기를 통해 굴착 되는 넓은 굴착 단면으로 인해 자연의 유속에 의한 완전 되메우기가 불가능하므로 별도의 인공적인 되메우기 공정이 요구되며, 상기 인공적인 되메우기 공정에 소요되는 비용도 과다하게 되는 비경제적인 문제가 있다.

그리고 상기의 구조는 포설선(100)의 견인력과 해저면의 지면상태에 따라 스크류(203)의 회전력에 의해 잠수정(200)이 전복될 우려가 있으며, 이 경우에 포설선(100)에서 공급되는 해저 케이블이 꼬이거나 끊어지는 경우가 종종 발생 되는 문 제가 있다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 종래에 터파기 후, 구조물을 설치하는 것을 역으로 구조물을 터파기 할 굴착위치에 먼저 설치한 후, 고압으로 작동하는 워터제트 분사장치를 이용하여 수중 지반의 지질에 관계없이 고압의 물 분사에 의한 터파기를 수행함과 동시에 상기 고압 분사에 의해 터파기 된 수중 지반의 입자를 상기 물과 함께 대용량 펌프를 통한 펌핑 작용으로 토출하여 굴착할 때, 상기의 굴착 위치에 먼저 하강 된 구조물이 자연스럽게 원하는 위치 즉, 상기 수직의 굴착 단면에 정확하게 안착 되고, 또한 상기 굴착 된 수중 지반의 입자는 토출관을 통해 상기 수직의 굴착 단면 양옆에 쌓여 지게 함으로써, 자연의 유속에 의한 되메우기가 가능케 되어 굴착공정과 매설공정 그리고 되메우기 공정을 일련의 연속공정으로 이루어지게 하여 수중굴착 및 매설이 신속하고 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 워터제트 고압분사와 펌핑을 병행한 수중굴착 및 매설장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 수상에 떠있는 부선(艀船)의 분기 로우프에 각각 연결되어 견인되는 수중굴착 및 매설장치에 있어서,

진흙 모래 등의 수중 지반을 고압의 물 분사를 통해 분쇄 및 교반하는 워터제트분사 유니트와; 상기 워터제트분사 유니트의 분사압력을 조절하는 압력조절탱크와; 상기 분쇄 및 교반된 수중 지반의 입자를 물과 함께 양수할 수 있는 대용량 펌프와; 상기 물과 함께 양수되는 입자가 토출되는 토출관과; 설치대상 구조물을 이탈 방지 및 정 위치시키기 위한 가이드 레일과; 수중에서 균형 및 수평밸런스를 유지하기 위한 부력탱크와; 수중의 작업 상황을 촬영하기 위한 수중카메라와; 상기의 각 유니트들이 조립되는 바디프레임과; 상기 바디프레임의 양단에서 수직방향으로 절곡 연장되어 바디프레임을 수중 지반 상에 안정되게 거치시키기 위한 받침다리와; 상기 받침다리의 단부에 부착 고정되는 슬라이더로; 이루어지는 수중굴착 및 매설장치가 제공되는 것을 특징으로 한다.

상기의 워터제트분사 유니트는 바디프레임의 하부에 4열의 분기파이프로 배치되고, 상기 4열의 분기파이프 단부 양측에는 고압의 물이 분사되는 분사노즐이 일정간격이 유지되어 다수 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 4열의 분기파이프는 수중굴착 및 매설장치의 측면에서 보았을 때 "ㄴ" 형으로 배치되고, 일측 상단은 압력조절탱크에 연결되어 분기파이프 단부에 다수 설치되는 분사노즐을 통한 고압의 물 분사 압력이 상기 압력조절탱크에 의해 조절되는 것을 특징으로 한다.

상기의 대용량 펌프는 바디프레임의 하부에 종 방향 2열과 횡 방향 3열로 배치되고, 상기 각각의 펌프에는 각각의 토출관이 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기의 토출관은 바디프레임의 상부 양측에서 외측방향을 향하도록 상향 경사지게 설치되어 토출관을 통해 토출 되는 입자가 굴착 단면의 양옆으로 쌓이는 것을 특징으로 한다.

상기 바디프레임의 양단에서 수직방향으로 절곡되는 받침다리는 그 길이가 가변 조절되는 구조로 채택됨에 따라 터파기 되는 굴착 단면의 깊이 또한 조절되는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 본 발명의 워터제트 고압분사와 펌핑을 병행한 수중굴착 및 매설장치에 따르면 설치대상 구조물이 먼저 설치된 상태에서 굴착→교반→펌핑→침하→매설 등 일련의 연속 작업에 따른 터파기 각이 거의 수직으로 형성됨에 따라 굴착 단면이 최소단면적으로 형성됨으로써, 먼저 굴착위치에 설치되어 가이드 레일을 통해 이탈 방지 및 정 위치가 유지되는 구조물이 원하는 지점의 굴착 단면에 정확히 안착 되어 매설됨으로써, 불필요한 작업량이 발생하지 않게 되는 효과가 있다.

또한, 상기 설치대상 구조물의 선 설치 이후, 굴착과 침하 매설이 연속으로 이루어지므로 선 작업과의 시간 공백이 전혀 없고, 유속으로 인한 자연 되메우기에 의한 오 시공의 우려가 전혀 없게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에서는 먼저 설치되는 설치대상 구조물이 가이드 레일을 통해 이탈 방지 및 정 위치가 유지됨에 따라 특히, 선형작업(케이블과 배관작업 등)에는 시공오차가 거의 발생치 않게 됨으로써, 확인작업을 제외한 잠수부의 작업이 전혀 필요치 않게 되어 그에 따른 인건비용과 시간비용을 절감할 수 있어 경제성이 향상되는 효과가 있을 뿐 아니라 안전사고의 발생도 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 거의 수직형상의 터파기 각과 폭으로 굴착 단면이 최소단면적으로 형성됨에 따라 자연의 유속에 의한 되메우기가 가능케 되어 별도의 인공적인 되메우기 공정이 전혀 필요 없게 되어 상기 인공적인 되메우기 공정에 소요되는 비용이 절감될 뿐 아니라, 상기의 굴착→교반→펌핑→침하→매설 등 일련의 연속적인 작업에 의해 수중굴착 및 매설이 신속하고 원활하게 이루어지는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면인 도 2 내지 도 5에 의거하여 상세히 설명하며, 도 2 내지 도 5에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 부호로 표기한다.

한편, 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 설명이나 또는 본 발명과 관련되는 기술 분야의 종사자들이 용이하게 이해할 수 있는 통상적인 기술에 대한 부분들은 별도의 설명을 생략한다.

본 발명의 특징에 따른 기술적 사상을 첨부된 도면인 도 2 및 도 5를 중심으로 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 2는 본 발명에 따른 워터제트 고압분사와 펌핑을 병행한 수중굴착 및 매설장치의 일실시예의 개략 구성 도면이며, 도 3a와 3b는 본 발명에 따른 워터제트 고압분사와 펌핑을 병행한 수중굴착 및 매설장치의 작동예를 나타낸 정면 구성도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 워터제트 고압분사와 펌핑을 병행한 수중굴착 및 매설장치의 작동예를 나타낸 측면 구성도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 워터제트 고압분사와 펌핑을 병행한 수중굴착 및 매설장치의 일 요부의 확대 구성도면이다.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 워터제트 고압분사와 펌핑을 병행한 수중굴착 및 매설장치에 의하면 수상에 떠있는 부선(艀船)의 분기 로우프에 각각 연결되어 견인되는 수중굴착 및 매설장치(1)에 있어서,

진흙 모래 등의 수중 지반을 고압의 물 분사를 통해 분쇄 및 교반하는 워터제트분사 유니트(2)와; 상기 워터제트분사 유니트(2)의 분사압력을 조절하는 압력 조절탱크(3)와; 상기 분쇄 및 교반된 수중 지반의 입자를 물과 함께 양수할 수 있는 대용량 펌프(4)와; 상기 물과 함께 양수되는 입자가 토출되는 토출관(5)과; 설치대상 구조물(6)을 이탈 방지 및 정 위치시키기 위한 가이드 레일(7)과; 수중에서 균형 및 수평밸런스를 유지하기 위한 부력탱크(8)와; 수중의 작업 상황을 촬영하기 위한 수중카메라(9)와; 상기의 각 유니트들이 조립되는 바디프레임(10)과; 상기 바디프레임(10)의 양단에서 수직방향으로 절곡 연장되어 바디프레임(10)을 수중 지반 에 안정되게 거치시키기 위한 받침다리(11)와; 상기 받침다리(11)의 단부에 부착 고정되는 슬라이더(12)로; 이루어지는 구성이다.

또한, 상기의 워터제트분사 유니트(2)는 바디프레임(10)의 하부에 4열의 분기파이프(13)로 배치되고, 상기 4열의 분기파이프(13) 단부 양측에는 고압의 물이 분사되는 분사노즐(14)이 일정간격으로 유지되어 다수 설치되는 구성이다.

또한, 상기 4열의 분기파이프(13)는 수중굴착 및 매설장치(1)의 측면에서 보았을 때 "ㄴ" 형으로 배치되고, 일측 상단은 압력조절탱크(3)에 연결되어 분기파이프(13) 단부 양측에 다수 설치되는 분사노즐(14)을 통한 고압의 물 분사 압력이 상기 압력조절탱크(3)에 의해 조절되는 구성이다.

또한, 상기의 대용량 펌프(4)는 바디프레임(10)의 하부에 종 방향 2열과 횡 방향 3열로 배치되고, 상기 각각의 펌프(4)에는 각각의 토출관(5)이 연결되는 구성 이다.

또한, 상기의 토출관(5)은 바디프레임(10)의 상부 양측에서 외측방향을 향하도록 상향 경사지게 설치되어 물과 함께 토출관(5)을 통해 토출 되는 수중 지반의 입자가 수중굴착 및 매설장치(1)의 양측 예컨대 굴착 단면의 양옆으로 쌓이게 되는 구성이다.

또한, 상기 바디프레임(10)의 양단에서 수직방향으로 절곡 연장되는 받침다리(11)는 그 길이가 가변 조절되는 구조로 채택됨에 따라 터파기 되는 굴착 단면의 깊이 또한 조절되는 구성이다.

또한, 상기의 설치대상 구조물(6)을 이탈 방지 및 정 위치시키기 위한 가이드 레일(7)은 바디프레임(10)의 하부 정중앙 즉, 종 방향 2열로 배치되는 양 펌프(4)의 사이에 위치되는 구성이다.

도면중 미설명 부호 (15)는 본 발명의 수중굴착 및 매설장치를 견인하기 위해 수상에 떠있는 부선(艀船), (16)은 부선과 수중굴착 및 매설장치를 연결하기 위한 연결로우프, (17)은 수중 지반을 지칭하고 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용상태를 도 2 내지 도 5와 관련하여 상세 히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 수중굴착 및 매설장치(1)는 수중에서 굴착 및 매설작업을 하는 것이므로 제트분사에 쓰이는 동력과 대용량 펌프에 쓰이는 동력은 수상에 떠있는 부선(艀船)에 설치된 동력공급장치에서 공급되는 것으로 본 발명의 기술요지에서 벗어나는 일반적인 사항이므로 상세한 설명은 생략한다.

먼저, 본 발명의 수중굴착 및 매설장치(1)가 통과할 지점의 장애물을 제거한 후, 부선(15)의 선미단에 구비되는 설치대상 구조물(6)을 유속의 저항을 회피함과 동시에 이탈 방지 및 정 위치를 유지시키기 위한 가이드 레일(7) 내측에 위치시킨 상태에서 수중굴착 및 매설장치(1)를 해저면 예컨대 수중 지반(17)에 거치시키게 되는데, 이때 설치대상 구조물(6)은 상기의 가이드 레일(7)에 안내되어 이탈이 방지됨과 아울러 정 위치가 유지된 상태에서 수중 지반(17)의 굴착위치에 먼저 설치된다.

그리고 수중에 거치 된 상기의 수중굴착 및 매설장치(1)는 바디프레임(10) 상부의 부력탱크(8)에 의해 바디프레임(10) 자체가 수중에서 균형 및 수평밸런스를 유지함과 동시에 바디프레임(10)의 양단에서 수직방향으로 절곡 연장되는 받침다리(11)에 의해 수중 지반(17)에 안정스럽게 거치 된다.

그리고 상기와 같이 부력탱크(8)의 밸런스 조절에 의해 수중에서 바디프레임(10)의 균형 및 수평이 유지됨과 아울러 받침다리(11)에 의해 수중 지반(18)에 안정되게 거치된 상태에서 수중 지반(17)을 굴착하기 위해 워터제트분사 유니트(2)가 가동되는데, 즉, 부선(15)의 워터라인을 통해 제공되는 물이 압력조절탱크(3)를 경유하여 바디프레임(10)의 하부에 4열로 배치되는 분기파이프(13)로 공급되고, 상기와 같이 공급되는 물은 분기파이프(13)의 단부 양측에 다수 설치되는 분사노즐(14)을 통해 상기 수중 지반(17)의 표층으로 고압 분사된다.

이때 상기 수중 지반(17)은 지질이 특별한 곳, 예를 들어 노출암을 제외하고는 대부분 진흙 및 모래 조개질 등의 입자형 지반이므로 물을 고압으로 분사하면 흙탕물이 일듯이 바닷물과 교반되어 지반이 약해지는 동시에 먼저 설치된 구조물(6)이 침하 되면서 원하는 위치까지 도달하게 되고, 이와 동시에 대용량 펌프(4)가 교반되는 위치의 입자와 물을 동시에 양수하여 굴착 단면을 형성하게 되며, 상기의 물과 함께 양수되는 수중 지반의 입자는 토출관(5)을 통해 토출되어 수중굴착 및 매설장치(1)의 양측인 예컨대 수직형상의 터파기 각과 폭으로 굴착되는 굴착 단면의 양측으로 쌓이게 되고, 이때 굴착 단면에는 상기 가이드 레일(7)에 의해 지지 안내되는 구조물(6)이 안착 됨과 동시에 굴착 단면의 양측에 쌓인 입자가 자연의 유속에 의해 상기 굴착 단면에 되메워지면서 구조물이 매설된다.

이어서 상기 부선(15)의 이동에 의해 수중굴착 및 매설장치(1)가 견인되며, 이때 부력탱크(8)에 의해 수중에서 균형 및 수평밸런스를 유지하는 상기의 수중굴착 및 매설장치(1)는 바디프레임(10)의 양단에서 수직방향으로 절곡 연장되는 받침다리(11) 단부에 부착 고정되는 슬라이더(12)에 의해 수중 지반(17)을 미끄러지듯이 직진이동하게 된다.

한편, 상기 수중굴착 및 매설장치(1)의 직진 이동과정 중에는 워터제트분사 유니트(2)가 지속적으로 가동되어 수중 지반(17)을 굴착하게 되는데, 이때 수중 지반(17)을 이루는 표층이 진흙 및 모래 조개질 등의 입자형 지반이 아닌 노출암 등의 암반층으로 이루어진 경우에는 압력조절탱크(3)를 통해 분사압력을 조절하는데, 예컨대 분사노즐(14)에서 분사되는 수압을 더욱 높인 상태로 분사되게 하면 어지간한 암반층은 고압의 분사력에 의해 파쇄되어 굴착이 가능케 된다.

상기와 같은 굴착→교반→펌핑→침하→매설 등 일련의 연속적인 작업과정에서 수중굴착 및 매설장치(1)의 직진이동 도중 함몰부나 장애물이 존재하여 수중에서 균형 및 수평밸런스 상태가 무너지면서 언밸런스를 이룰 경우, 부력탱크(8)에 의한 밸런스 유지동작을 재차 수행하여 수중굴착 및 매설장치(1)의 균형 및 수평밸런스를 유지시킨 상태로 진행하면서 수중 굴착작업 및 매설작업을 진행하게 된다.

한편, 상기 바디프레임(10)의 양단에서 수직방향으로 절곡 연장되는 받침다리(15)는 그 길이가 가변 조절되는 구조로 채택될 경우, 터파기 되는 굴착 단면의 깊이 또한 조절되는데, 이를 도 3과 관련하여 좀더 구체적으로 설명하면 도 3에 도시된 바와 같이 받침다리(11)의 길이(ℓ)가 짧으면 상대적으로 굴착 단면의 깊이(h)가 길어지고, 반대로 받침다리(11)의 길이(ℓ)가 길어지면 굴착 단면의 깊이(h)가 짧아지게 된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어 명백할 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 해저 케이블 매설기의 일부 구성을 나타낸 개략구성도.

도 2는 본 발명에 따른 워터제트 고압분사와 펌핑을 병행한 수중굴착 및 매설장치의 일실시 예의 개략 구성도.

도 3a,3b는 본 발명에 따른 워터제트 고압분사와 펌핑을 병행한 수중굴착 및 매설장치의 작동예를 나타낸 정면 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 워터제트 고압분사와 펌핑을 병행한 수중굴착 및 매설장치의 작동예를 나타낸 측면 구성도.

도 5는 본 발명에 따른 워터제트 고압분사와 펌핑을 병행한 수중굴착 및 매설장치의 일 요부의 확대 구성도이다.

<도면중 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 수중굴착 및 매설장치 2 : 워터제트분사 유니트

3 : 압력조절탱크 4 : 대용량 펌프

5 : 토출관 6 : 설치대상 구조물

7 : 가이드 레일 8 : 부력탱크

9 : 수중카메라 10 : 바디프레임

11 : 받침다리 12 : 슬라이더

13 : 분기파이프 14 : 분사노즐

Claims (7)

1. 수상에 떠있는 부선(艀船)의 연결로우프에 각각 연결되어 견인되는 수중굴착 및 매설장치(1)에 있어서,

   진흙 모래 등의 수중 지반을 고압의 물 분사를 통해 분쇄 및 교반하는 워터제트분사 유니트(2)와; 상기 워터제트분사 유니트(2)의 분사압력을 조절하는 압력조절탱크(3)와; 상기 분쇄 및 교반된 수중 지반의 입자를 물과 함께 양수할 수 있는 대용량 펌프(4)와; 상기 물과 함께 양수되는 입자가 토출되는 토출관(5)과; 설치대상 구조물(6)을 이탈 방지 및 정 위치시키기 위한 가이드 레일(7)과; 수중에서 균형 및 수평밸런스를 유지하기 위한 부력탱크(8)와; 수중의 작업 상황을 촬영하기 위한 수중카메라(9)와; 상기의 각 유니트들이 조립되는 바디프레임(10)과; 상기 바디프레임(10)의 양단에서 수직방향으로 절곡 연장되어 바디프레임(10)을 수중 지반 상에 안정되게 거치시키기 위한 받침다리(11)와; 상기 받침다리(11)의 단부에 부착고정되는 슬라이더(12)로; 이루어지고,

   상기의 워터제트분사 유니트(2)는 바디프레임(10)의 하부에 4열의 분기파이프(13)로 배치되고, 상기 4열의 분기파이프(13) 단부 양측에는 고압의 물이 분사되는 분사노즐(14)이 일정간격으로 유지되어 다수 설치됨을 특징으로 하는 워터제트 고압분사와 펌핑을 병행한 수중굴착 및 매설장치.
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3. 제 1 항에 있어서,

   상기 4열의 분기파이프(13)는 수중굴착 및 매설장치(1)의 측면에서 보았을 때 "ㄴ" 형으로 배치되고, 일측 상단은 압력조절탱크(3)에 연결되어 분기파이프(13) 단부 양측에 다수 설치되는 분사노즐(14)을 통한 고압의 물 분사 압력이 상기 압력조절탱크(3)에 의해 조절됨을 특징으로 하는 워터제트 고압분사와 펌핑을 병행한 수중굴착 및 매설장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기의 대용량 펌프(4)는 바디프레임(10)의 하부에 종 방향 2열과 횡 방향 3열로 배치되고, 상기 각각의 펌프(4)에는 각각의 토출관(5)이 연결됨을 특징으로 하는 워터제트 고압분사와 펌핑을 병행한 수중굴착 및 매설장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기의 토출관(5)은 바디프레임(10)의 상부 양측에서 외측방향을 향하도록 상향 경사지게 설치되어 물과 함께 토출관(5)을 통해 토출 되는 수중 지반의 입자가 수중굴착 및 매설장치(1)의 양측 예컨대 굴착 단면의 양옆으로 쌓이게 됨을 특징으로 하는 워터제트 고압분사와 펌핑을 병행한 수중굴착 및 매설장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 바디프레임(10)의 양단에서 수직방향으로 절곡 연장되는 받침다리(11)는 그 길이가 가변 조절되는 구조로 채택됨에 따라 터파기 되는 굴착 단면의 깊이 또한 조절됨을 특징으로 하는 워터제트 고압분사와 펌핑을 병행한 수중굴착 및 매설장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기의 설치대상 구조물(6)을 이탈 방지 및 정 위치시키기 위한 가이드 레일(7)은 바디프레임(10)의 하부 정중앙 즉, 종 방향 2열로 배치되는 양 펌프(4)의 사이에 배치됨을 특징으로 하는 워터제트 고압분사와 펌핑을 병행한 수중굴착 및 매설장치.

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