KR100957117B1 - 활재 분리 압송형 지중 추진관을 통한 추진공법 - Google Patents
활재 분리 압송형 지중 추진관을 통한 추진공법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 터널, 지하도, 공동구 등의 지중구조물의 시공시 공사구간을 개착하지 않고 지하에서 강제 관체를 압입, 추진함으로써 시공하는 관추진 공법에 사용되는 추진관에 관한 것으로, 선도 추진관의 외주면에 다수의 활재(滑材) 노즐을 설치하되, 이들 노즐에 액상의 활재 및 충전재를 압송하는 압송관을 연결함에 있어서 한 쌍의 압송관을 체크밸브와 분기관을 통하여 노즐과 연결함으로써 활재와 충전재를 별도로 압송할 수 있도록 한 것이다.
본 발명을 통하여, 액상 활재 및 충전재를 추진관(10)에 설치된 노즐(20)까지 압송함에 있어서 이들 활재 및 충전재를 혼합하지 않고 각각 별도로 압송할 수 있을 뿐 아니라 활재 및 충전재를 추진관(10)의 추진 공정에 따라 개별적으로 분출할 수 있어 액상 활재 및 충전재의 혼합 압송 및 분출로 인한 윤활효과 및 충전효과 저하를 방지할 수 있으며, 이로써 지중 추진관(10) 시공에 있어서 추진효율을 제고하고 지반안정성을 확보하는 효과를 얻을 수 있다.
추진관, 활재(滑材), 충전재, 분기관
Description
본 발명은 터널, 지하도, 공동구 등의 지중구조물의 시공시 공사구간을 개착하지 않고 지하에서 강제 관체를 압입, 추진함으로써 시공하는 관추진 공법에 사용되는 추진관에 관한 것으로, 선도 추진관의 외주면에 다수의 활재(滑材) 노즐을 설치하되, 이들 노즐에 액상의 활재 및 충전재를 압송하는 압송관을 연결함에 있어서 한 쌍의 압송관을 체크밸브와 분기관을 통하여 노즐과 연결함으로써 활재와 충전재를 별도로 압송할 수 있도록 한 것이다.
관추진 공법이란 도로 및 철도 터널, 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)(31) 및 반력벽(反力壁)(32)이 설치된 추진기지를 구성하고 유압실린더 등의 추진장치(33)를 통하여 강제(鋼製) 관체인 추진관(10)을 압입 추진하며 추진관(10) 내부의 토사를 굴착하는 공법을 말한 다.
도 1을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 통상의 관추진 공법은 토류벽(31)으로 포위된 일종의 수직갱인 추진기지에 후단이 반력벽(32)에 의하여 고정되는 추진장치(33)를 설치하고, 발진지점의 토류벽(31) 일부를 절개하고 추진관(10)을 투입한 후 압입 추진하게 되며, 추진장치(33)의 스트로크(stroke)상 한계 및 추진기지 공간활용을 위하여 보조추진체(34)의 추가 및 해체를 반복하면서 추진관(10)을 지반에 압입하게 된다.
추진관(10) 내부 토사의 굴착은 인력 또는 소형 굴착장비에 의하여 진행되는데, 추진관(10)의 압입과 동시에 진행되거나, 소정 단위 구간을 설정하여 압입 및 굴착을 교대로 실시하는 등 다양한 방식이 적용될 수 있으며, 선도(先導) 추진관(10)의 압입이 완료되면 그 후단에 후속 추진관(10)을 접합하여 압입 및 굴착을 반복함으로써 전체 구조물을 구성하게 된다.
이러한 관추진 공법을 통하여 개착 없이도 신속한 지중구조물의 시공이 가능하게 되었으며, 특히 공사구간 상부에 구조물이 많은 도심지 공사나 하천 또는 제방 등의 하부를 통과하는 공사와 같이 개착이 불가능한 경우에도 효과적인 시공이 가능하게 되었다.
전술한 관추진 공법은 지반에 강제 추진관(10)을 압입함으로써 추진관(10)의 외주면을 따라 기본적인 굴착면을 형성하게 되며, 주요 공정이 지중에서 수행되는 바, 추진관(10)의 외주면과 굴착면간 마찰력으로 인한 추진저항을 극복할 수 있도록 대용량의 추진장치(33)가 적용된다.
선도 추진관(10) 주변으로는 미립토(微粒土) 현탁액 및 수지(樹脂)계 윤활액 등의 액상 활재(滑材)를 분출함으로써 추진관(10)의 압입 추진간 윤활효과를 도모하여 추진장치(33)의 소요 출력을 절감하고 추진관(10)의 파손을 방지할 수 있으며, 일종의 뒷채움(backfill)재로서 선도 추진관(10) 주변으로 시멘트풀 및 물유리(water glass)계 주교액(注膠液) 등의 고결성(固結性) 액상 충전재나 벤토나이트(bentonite液) 등의 팽창성 충전재를 분출함으로써 추진관(10) 주변 지반의 교란 및 여굴로 인한 지반 불안요인을 제거하게 된다.
액상 활재 및 충전재의 분출은 도 2 및 도 3에서와 같이 추진관(10)의 외주면에 설치된 다수의 시촉(矢鏃)형 노즐(20)을 통하여 이루어지는데, 이들 노즐(20)은 추진관(10) 외부에 구축된 압송수단에 압송관(11)을 통하여 연결되며, 추진관(10)의 추진시 주변 지반과 직접 접촉하는 노즐(20)의 표면에는 다수의 분출공(22)이 형성되어, 압송된 액상 활재 또는 충전재가 다방(多方)으로 분출되게 된다.
이러한 시촉형 노즐(20) 저면에는 도 3에서와 같이 돌출된 유입구(21)가 형 성되어 추진관(10) 외벽에 천공된 관통공(19)을 통과하여 추진관(10) 내부에 배관된 압송관(11)과 연결되는데, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 일련의 압송관(11)에 다수의 노즐(20)이 병렬로 연결될 수도 있다.
이렇듯, 선도 추진관(10) 주변 지반에 활재 또는 충전재를 분사함으로써 추진관(10)의 추진저항을 저감함은 물론, 주변 지반의 안정성 또한 제고할 수 있으나, 활재와 충전재 중 어느 하나만 분사할 경우 윤활효과와 지반 안정화 효과를 모두 기대할 수는 없으므로 통상 이들 활재와 충전재를 혼합하여 압송 및 분사하는 방식이 적용된다.
그러나, 재료 고유의 물리적 또는 화학적 특성에 의하여 윤활 또는 고결 및 팽창효과를 발현하는 활재와 충전재를 혼합할 경우 소기의 윤활 또는 고결 및 팽창효과를 발현하지 못할 수 있으며, 이는 활재와 충전재 어느 일방의 효과 저감 뿐 아니라 각각의 효과가 모두 저하되는 심각한 결과를 초래할 수도 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 외주면에 다수의 시촉(矢鏃)형 노즐(20)이 부착되고. 이들 노즐(20)은 압송펌프(35)와 연결되어, 노즐(20)에 형성된 분출공(22)을 통하여 액상(液狀)의 활재(滑材) 및 충전재(充塡材)가 추진관(10) 주변 지반으로 분출되는 지중 추진관(10)에 있어서, 노즐(20)의 유입구(21)에는 한 쌍의 유입부(14)가 형성된 분기관(13)의 유출부(15)가 연결되고, 분기관(13)의 한 쌍의 유입부(14)에는 각각 활재 및 충전재를 압송하는 활재용 압 송관(11a) 및 충전재용 압송관(11b)이 연결되되, 이들 압송관(11)과 분기관(13)의 유입부(14) 사이에는 체크밸브(12)가 설치되어, 압송관(11)에서 분기관(13)측으로의 압송만을 허용함을 특징으로 하는 활재 분리 압송형 지중 추진관이다.
또한, 상기 활재 분리 압송형 지중 추진관(10)을 통한 추진공법에 있어서, 노즐(20)과 연결된 한 쌍의 압송관(11a. 11b)은 활재용 압송펌프(35a) 및 충전재용 압송펌프(35b)와 각각 연결되어, 추진장치(33)가 가동되어 추진관(10)이 전진함과 동시에 활재용 압송펌프(35a)가 활재용 압송관(11a)으로 활재를 압송함에 따라 활재용 압송관(11a)과 연결된 체크밸브(12a)는 개방되고 충전재용 압송관(11b)과 연결된 체크밸브(12b)는 폐쇄되어, 활재가 노즐(20)을 통하여 분출되는 단계와, 추진장치(33)가 정지되어 추진관(10)이 정지하고 충전재용 압송펌프(35b)가 충전재용 압송관(11b)으로 충전재를 압송함에 따라 충전재용 압송관(11b)과 연결된 체크밸브(12b)는 개방되고 활재용 압송관(11a)과 연결된 체크밸브(12a)는 폐쇄되어, 충전재가 노즐(20)을 통하여 분출되는 단계가 포함됨을 특징으로 하는 활재 분리 압송형 지중 추진관을 통한 추진공법이다.
본 발명을 통하여, 액상 활재 및 충전재를 추진관(10)에 설치된 노즐(20)까지 압송함에 있어서 이들 활재 및 충전재를 혼합하지 않고 각각 별도로 압송할 수 있을 뿐 아니라 활재 및 충전재를 추진관(10)의 추진 공정에 따라 개별적으로 분출할 수 있어 액상 활재 및 충전재의 혼합 압송 및 분출로 인한 윤활효과 및 충전효 과 저하를 방지할 수 있으며, 이로써 지중 추진관(10) 시공에 있어서 추진효율을 제고하고 지반안정성을 확보하는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 상세한 구성을 첨부된 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.
우선 도 4는 본 발명 추진관(10)의 구성을 도시한 사시도 및 요부 발췌 확대 사시도로서, 동 도면을 통하여 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 추진관(10) 외주면에는 다수의 시촉형 노즐(20)이 설치되며, 이들 시촉형 노즐(20)에는 각각 활재와 충전재를 압송하는 한쌍의 압송관(11)이 분기관(13) 및 체크밸브(12)를 통하여 연결된다.
즉, 노즐(20)의 유입구(21)에는 한 쌍의 유입부(14)가 형성된 분기관(13)의 유출부(15)가 연결되고, 분기관(13)의 한 쌍의 유입부(14)에는 각각 활재 및 충전재를 압송하는 활재용 압송관(11a) 및 충전재용 압송관(11b)이 연결되되, 이들 압송관(11)과 분기관(13)의 유입부(14) 사이에는 체크밸브(12)가 설치되어, 압송관(11)에서 분기관(13)측으로의 압송만을 인가하게 되는 것이다.
이들 활재용 압송관(11a) 및 충전재용 압송관(11b)은 도 5에서와 같이, 각각 활재용 압송펌프(35a) 및 충전재용 압송펌프(35b)와 연결되며, 각각의 압송펌프(35)와 연결된 교반조(36a, 36b) 또한 활재용과 충전재용이 별도로 구성되어, 관추진 공법을 통한 추진관(10) 시공 전과정에 걸쳐서 활재와 충전재가 별도로 교반, 압송 및 분출되게 된다.
이렇듯 교반에서 분출에 이르는 시공 전과정에 있어서 활재와 충전재를 완전 분리하여 처리함으로써 이들 활재와 충전재가 혼합되어 교반, 압송 및 분출되는 과정에서 발생될 수 있는 물성 저하를 근본적으로 방지할 수 있다.
또한 압송관(11)과 분기관(13)을 연결하는 체크밸브(12)를 통하여 별도의 압송관(11)으로 분리되어 압송되던 활재와 충전재가 분기관(13)을 통하여 타 압송관(11)으로 혼입되는 현상을 근본적으로 방지할 수 있도록 하였으며, 각 압송관(11)과 연결된 압송펌프(35)를 단속(斷續) 운전함으로써 활재 및 충전재의 순차 교대 주입이 가능하도록 하였다.
즉, 도 6의 상측 타원내 확대부에서와 같이, 활재용 압송관(11a)과 연결된 압송펌프(35a)는 가동하고 충전재용 압송관(11b)과 연결된 압송펌프(35b)는 정지할 경우 활재용 압송관(11a)만 가압되므로 활재용 압송관(11a)과 연결된 체크밸브(12a)는 개방되는 반면 충전재용 압송관(11b)과 연결된 체크밸브(12b)는 폐쇄되어 활재만이 노즐(20)을 통하여 분출되며, 반대로 도 6의 하측 타원내 확대부에서와 같이, 충전재용 압송관(11b)과 연결된 압송펌프(35b)는 가동하고 활재용 압송관(11a)과 연결된 압송펌프(35a)는 정지할 경우 충전재용 압송관(11b)만 가압되므로 충전재용 압송관(11b)과 연결된 체크밸브(12b)는 개방되는 반면 활재용 압송관(11a)과 연결된 체크밸브(12a)는 폐쇄되어 충전재만이 노즐(20)을 통하여 분출되는 것이다.
이러한 압송펌프(35)의 단속 운전 및 이를 통한 활재 및 충전재의 선택적 분출은 단순히 활재 및 충전재의 분리 압송 및 분출에 그 의미가 국한되는 것이 아니 라, 지중 관추진 공법의 공정상 추진관(10)의 전진 및 정지가 주기적으로 반복됨을 감안할 때 시의적절한 활재 및 충전재의 선택 분출을 실시함으로써 추진효율를 극대화하고 지반안정성을 확보할 수 있도록 한 점에서 전체 공정상 현저한 개선을 이루었다 할 수 있는 것이다.
통상의 관추진 공법에 적용되는 추진장치(33)는 유체압실린더로서 그 피스톤의 작동범위인 스트로크(stroke)에 한계가 있을 수 밖에 없으므로, 일단 피스톤을 최대한 전진하여 전체 유효 스트로크에 해당하는 거리만큼 추진관(10)을 압입한 후 피스톤을 후퇴시킴과 동시에 후퇴한 피스톤과 추진관(10) 사이에 보조추진체(34)를 투입하고 다시 피스톤을 전진하는 과정을 반복함으로써 추진관(10)을 지반에 압입, 전진시키게 되는데, 이 과정에서 추진관(10)은 필연적으로 전진과 정지를 반복하게 된다.
즉, 추진장치(33) 피스톤의 전진시 추진관(10)도 전진하고, 추진장치(33) 피스톤의 후퇴 및 보조추진체(34)의 투입시 추진관(10)은 정지하는 것이며, 추진관(10)의 정지시에는 활재의 윤활효과가 필요 없을 뿐 아니라 추진관(10)의 전진시에는 주변지반의 교란 및 여굴이 지속적으로 발생되므로 충전재의 충전효과 또한 저하될 수 밖에 없다.
따라서, 도 6에서와 같이 추진장치(33)의 가동에 따른 추진관(10)의 전진시 활재용 압송펌프(35a)만을 가동하여 활재를 분출함으로써 윤활효과를 도모하고, 추진장치(33)의 정지 및 보조추진체(34) 투입에 따른 추진관(10)의 정지시 충전재용 압송펌프(35b)만을 가동하여 충전재를 분출함으로써 주변 지반의 교란부 안정화 및 여굴부 충전을 실시한다.
이러한 압송펌프(35)의 단속 운전은 PLC(programable logic controller) 등의 제어수단을 통하여 압송펌프(35)와 추진장치(33)를 연계함로써 더욱 정밀하고 효율적으로 실시할 수 있으며, 이로써 활재와 충전재 고유의 효과를 십분 발휘하여 관추진 공법의 시공품질을 제고할 수 있다.
도 1은 추진관 압입공법 설명도
도 2는 종래의 추진관 시공상태 대표단면도
도 3은 종래의 추진관 사시도
도 4는 본 발명의 추진관 사시도
도 5는 본 발명의 압송관 및 분기관 연결상태 설명도
도 6은 본 발명의 시공과정 설명도
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
10 : 추진관
11 : 압송관
12 : 체크밸브
13 : 분기관
14 : 유입부
15 : 유출부
19 : 관통공
20 : 노즐
21 : 유입구
22 : 분출공
31 : 토류벽
32 : 반력벽
33 : 추진장치
34 : 보조추진체
35 : 압송펌프
36 : 교반조
Claims (2)
- 삭제
- 외주면에 다수의 시촉(矢鏃)형 노즐(20)이 부착되고 이들 노즐(20)은 압송펌프(35)와 연결되어, 노즐(20)에 형성된 분출공(22)을 통하여 액상(液狀)의 활재(滑材) 및 충전재(充塡材)가 추진관(10) 주변 지반으로 분출되는 지중 추진관(10)으로서 노즐(20)과 압송펌프(35)를 연결하는 압송관(11)에는 액상의 활재 및 충전재의 흐름을 단속하는 밸브가 설치된 지중 추진관(10)을 통한 추진공법에 있어서,노즐(20)의 유입구(21)에는 한 쌍의 유입부(14)가 형성된 분기관(13)의 유출부(15)가 연결되고, 분기관(13)의 한 쌍의 유입부(14)에는 각각 활재 및 충전재를 압송하는 활재용 압송관(11a) 및 충전재용 압송관(11b)이 연결되되, 이들 압송관(11a, 11b)과 분기관(13)의 유입부(14) 사이에는 체크밸브(12a, 12b)가 설치되어, 압송관(11)에서 분기관(13)측으로의 압송만을 허용하며, 상기 한 쌍의 압송관(11a. 11b)은 활재용 압송펌프(35a) 및 충전재용 압송펌프(35b)와 각각 연결되어,추진장치(33)가 가동되어 추진관(10)이 전진함과 동시에 활재용 압송펌프(35a)가 활재용 압송관(11a)으로 활재를 압송함에 따라 활재용 압송관(11a)과 연결된 체크밸브(12a)는 개방되고 충전재용 압송관(11b)과 연결된 체크밸브(12b)는 폐쇄되어, 활재가 노즐(20)을 통하여 분출되는 단계와;추진장치(33)가 정지되어 추진관(10)이 정지하고 충전재용 압송펌프(35b)가 충전재용 압송관(11b)으로 충전재를 압송함에 따라 충전재용 압송관(11b)과 연결된 체크밸브(12b)는 개방되고 활재용 압송관(11a)과 연결된 체크밸브(12a)는 폐쇄되어, 충전재가 노즐(20)을 통하여 분출되는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 활재 분리 압송형 지중 추진관을 통한 추진공법.
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| KR1020090103989A KR100957117B1 (ko) | 2009-10-30 | 2009-10-30 | 활재 분리 압송형 지중 추진관을 통한 추진공법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR100957117B1 true KR100957117B1 (ko) | 2010-05-13 |
Family
ID=42281599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020090103989A KR100957117B1 (ko) | 2009-10-30 | 2009-10-30 | 활재 분리 압송형 지중 추진관을 통한 추진공법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100957117B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101335559B1 (ko) * | 2013-04-18 | 2013-12-06 | 주식회사 승지토건 | 내측 분출형 지중 관추진용 선도관 |
| KR101999189B1 (ko) | 2018-07-26 | 2019-10-01 | 주식회사 진평 | 소구경 추진공법 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0663432B2 (ja) * | 1988-03-09 | 1994-08-22 | 株式会社奥村組 | 推進工法における裏込注入方法 |
| JPH0941874A (ja) * | 1995-07-31 | 1997-02-10 | Fukudagumi:Kk | 推進工法に使用される管体 |
| JPH09303084A (ja) * | 1996-05-13 | 1997-11-25 | Japan Steel & Tube Constr Co Ltd | 滑材充填バルブ及びそれを使用した滑材充填方法 |
| KR100654272B1 (ko) * | 2005-10-04 | 2006-12-06 | 신창섭 | 그라우팅용 노즐이 구비된 강관 압입장치 및 이를 이용한강관 압입공법 |
-
2009
- 2009-10-30 KR KR1020090103989A patent/KR100957117B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
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