KR101039977B1

KR101039977B1 - 해상 그라우팅 시스템, 이에 이용되는 보호구조체 및 이에 장착되는 파랑 방지 장치

Info

Publication number: KR101039977B1
Application number: KR1020110013290A
Authority: KR
Inventors: 양형칠
Original assignee: 양형칠
Priority date: 2011-02-15
Filing date: 2011-02-15
Publication date: 2011-06-09

Abstract

본 발명은 해상에서 해저 지반을 개량하기 위한 굴착 및 그라우팅 작업을 수행함에 있어서 해상에서 발생하는 파랑에 의한 영향을 단계적으로 감쇠시켜 최종적으로 파랑을 효과적으로 방지함으로써 해상 그라우팅 작업을 안정적으로 할 수 있도록 하여 작업 기간을 획기적으로 단축시킬 수 있는 해상 그라우팅 시스템, 이에 이용되는 보호구조체 및 이에 장착되는 파랑 방지 장치를 제공하기 위한 것이다. 이를 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 그라우팅 시스템은, 해상에서 해저 지반에 대한 굴착 및 그라우팅 작업을 수행하도록 소정의 장비를 구비하는 작업선; 해저 지반에 지지되어 해상에 구비되며 해상의 파랑으로부터 상기 작업선을 보호하도록 구비되는 보호구조체; 및 상기 보호구조체의 일측에 장착되어 해상에서 발생하는 파랑에 의한 파압을 단계적으로 감쇠시켜 상기 작업선으로 향하는 파랑을 방지하도록 하는 파랑 방지 장치를 포함한다.

Description

해상 그라우팅 시스템, 이에 이용되는 보호구조체 및 이에 장착되는 파랑 방지 장치{GROUTING SYSTEM OF THE BOTTOM GROUND IN THE OCEAN, PROTECTION STRUCTURE USED TO THE SAME, AND WAVE PREVENTING DEVICE}

본 발명은 해상 그라우팅 시스템, 이에 이용되는 보호구조체 및 이에 장착되는 파랑 방지 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 해상에서 파랑에 의한 영향을 감소시켜 해저 지반에 대한 그라우팅 작업을 용이하게 수행할 수 있도록 하는 해상 그라우팅 시스템, 이에 이용되는 보호구조체 및 이에 장착되는 파랑 방지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 연약지반에 대해 그 공학적인 성질을 개선하여 전단강도를 증대시키고 부등침하를 방지하며, 액상화 및 투수성의 감소 및 주변지반의 안전성을 유지하기 위하여 약액과 몰탈 등을 주입하는 그라우팅 공법이 널리 이용되고 있다.

이와 같은 그라우팅에 의해 연약지반을 개량하는 공법은 여러 지층으로 이루어져 있어 각각의 지층의 특성, 예컨대 함수비나 공극, 토질의 종류 등에 따라 몰탈, 시멘트, 페이스트, 약액 등을 적절히 조합하여 주입하며, 침투주입, 압밀주입, 맥상주입 등 적절한 주입 방법에 따라 주입하여야 하므로, 지층의 파악부터 그라우팅까지의 작업이 매우 복잡한 과정에 의해 진행이 된다.

특히 해상에서 해저 지반을 개량하기 위한 그라우팅 작업을 수행할 때에는 바닷물을 끼고 작업을 해야하는 관계로 해상에서 발생하는 조류 및 파랑(Wave)에 의한 영향으로 작업이 수월하지 않으며 조류 및 파랑(이하 통칭하여 "파랑"이라고 칭하기로 한다)이 일정 수준을 넘는 경우에는 작업 자체가 불가능하게 되는 문제점이 발생한다.

따라서 파랑이 잦아드는 시기를 골라서 해상 그라우팅 작업을 진행해야 하기 때문에 해상 그라우팅 작업이 한달에 2 ~ 3일 정도밖에 진행되지 못하여 작업 기간이 매우 길어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 해상에서 해저 지반을 개량하기 위한 굴착 및 그라우팅 작업을 수행함에 있어서 해상에서 발생하는 파랑에 의한 영향을 단계적으로 감쇠시켜 최종적으로 파랑을 효과적으로 방지함으로써 해상 그라우팅 작업을 안정적으로 할 수 있도록 하여 작업 기간을 획기적으로 단축시킬 수 있는 해상 그라우팅 시스템, 이에 이용되는 보호구조체 및 이에 장착되는 파랑 방지 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 해상 그라우팅 시스템은, 해상에서 해저 지반에 대한 굴착 및 그라우팅 작업을 수행하도록 소정의 장비를 구비하는 작업선; 해저 지반에 지지되어 해상에 구비되며 해상의 파랑으로부터 상기 작업선을 보호하도록 구비되는 보호구조체; 및 상기 보호구조체의 일측에 장착되어 해상에서 발생하는 파랑에 의한 파압을 단계적으로 감쇠시켜 상기 작업선으로 향하는 파랑을 방지하도록 하는 파랑 방지 장치를 포함한다.

또한 바람직하게는, 상기 보호구조체는, 상기 작업선의 일측 쪽에 위치하여 상기 파랑 방지 장치를 장착한 바지선과, 상기 바지선과 상기 작업선을 연결하여 서로 고정시키는 연결부재와, 상기 연결부재를 따라 장착되어 측면에서 침투하는 잔파랑을 방지하는 방파막을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 연결부재는 복수개의 서브 연결부재를 포함하여 상기 작업선이 일측으로 이동함에 따라 상기 서브 연결부재가 연장되도록 구성되며, 상기 방파막은 복수개의 서브 방파막을 포함하여 상기 작업선이 일측으로 이동함에 따라 상기 서브 방파막이 연장되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 보호구조체는, 상기 작업선의 일측 쪽에 위치하며 상기 파랑 방지 장치를 장착하여 파랑을 방지함으로써 상기 작업선을 보호하는 제1 바지선과, 상기 작업선의 타측 쪽에 위치하여 상기 제1 바지선과 연결되어 고정되는 제2 바지선과, 상기 제1 바지선과 제2 바지선을 연결하여 서로 고정시키며 내부에 상기 작업선이 위치하여 해저 지반의 그라우팅 작업을 수행할 수 있도록 안전 공간을 형성시키는 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 보호구조체는, 상기 바지선, 상기 작업선 및 상기 연결부재에 각각 설치되어 해저 지반에 지지되는 폴대와, 상기 폴대를 서로 연결하여 장력에 의한 지지력을 제공하는 로프를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 보호구조체 및 작업선에 해저 지반에 대한 지지력을 제공하며 상기 보호구조체 및 작업선의 해상에서의 위치 조정이 가능하도록 하는 위치 조정 앙카 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 보호구조체에 연결되어 상기 파랑 방지 장치에 작용하는 파력에 대한 저항력을 제공하는 파력 저항 앙카 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 파력 저항 앙카 장치는, 해저 지반에 박히도록 형성되는 앙카와, 상기 앙카에 연결되는 케이블과, 상기 보호구조체에 설치되며 상기 케이블의 장력을 조절하는 윈치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 그라우팅 시스템에 이용되는 보호구조체는, 해저 지반에 지지되어 해상에 구비되며, 상기 작업선의 일측 쪽에 위치하여 상기 작업선을 향해 진행하는 파랑으로부터 상기 작업선을 보호하는 제1 바지선; 해저 지반에 지지되어 해상에 구비되며, 상기 작업선의 타측 쪽에 위치하여 상기 제1 바지선과 연결되어 고정되는 제2 바지선; 상기 제1 바지선과 제2 바지선을 연결하여 서로 고정시키며 내부에 상기 작업선이 위치하여 해저 지반의 그라우팅 작업을 수행할 수 있도록 안전 공간을 형성시키는 연결부재; 및 상기 제1 바지선의 일측에 착탈 가능하도록 장착되어 상기 작업선을 향해 진행하는 파랑에 의한 파압을 단계적으로 감쇠시키는 파랑 방지 장치를 포함한다.

또한 바람직하게는, 상기 연결부재를 따라 소정 간격으로 세로로 고정되는 복수개의 H빔 부재와, 서로 인접한 상기 H빔 부재 사이에 각각 착탈 가능하도록 장착되어 측면에서 침투하는 잔파랑을 방지하는 방파막을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 연결부재를 따라 장착되어 측면에서 침투하는 잔파랑을 방지하는 방파막을 더 포함하며, 상기 연결부재는 복수개의 서브 연결부재를 포함하여 상기 작업선이 일측으로 이동함에 따라 상기 서브 연결부재가 연장되도록 구성되며, 상기 방파막은 복수개의 서브 방파막을 포함하여 상기 작업선이 일측으로 이동함에 따라 상기 서브 방파막이 연장되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 작업선에 의한 굴착 및 그라우팅 작업 수행을 위한 주입재를 공급하는 주입재 공급 수단이 상기 제2 바지선에 구비되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 그라우팅 시스템에서 상기 작업선을 보호하기 위한 보호구조체에 장착되는 파랑 방지 장치는, 상기 보호구조체의 일측에 착탈 가능하도록 고정되는 프레임; 및 상기 프레임에 의해 지지되며, 파랑의 진행 방향을 따라 소정 간격을 이루며 단계적으로 높이가 높아지도록 설치되는 복수개의 저항막을 구비하여, 상기 작업선을 향해 진행하는 파랑의 파력을 단계적으로 감쇠시키는 다단 저항 유닛을 포함한다.

또한 바람직하게는, 상기 다단 저항 유닛은, 상기 각각의 저항막이 파랑의 진행 방향으로 소정 각도 기울어져 고정되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 다단 저항 유닛은, 상기 각각의 저항막이 서로 다른 높이를 갖도록 구성되며, 파랑의 진행 방향을 따라 단계적으로 더 높은 저항막이 배치되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 다단 저항 유닛은 상기 각각의 저항막이 서로 동일한 높이를 갖도록 구성되며, 상기 프레임은 상기 복수개의 저항막이 파랑의 진행 방향을 따라 단계적으로 높이가 높아지도록 하는 구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 다단 저항 유닛은, 상기 복수개의 저항막 중 적어도 하나가 복수개의 관통홀을 형성하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 다단 저항 유닛은, 파고에 따라 상기 복수개의 저항막 중 적어도 하나를 제거하거나 새로운 저항막을 더 추가 설치할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 해상 그라우팅 시스템, 이에 이용되는 보호구조체 및 이에 장착되는 파랑 방지 장치는 해상에서 해저 지반을 개량하기 위한 굴착 및 그라우팅 작업을 수행함에 있어서 해상에서 발생하는 파랑에 의한 영향을 단계적으로 감쇠시켜 최종적으로 파랑을 효과적으로 방지함으로써 해상 그라우팅 작업을 안정적으로 할 수 있도록 하여 작업 기간을 획기적으로 단축시킬 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 그라우팅 시스템에 관하여 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 해상 그라우팅 시스템의 평면도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 해상 그라우팅 시스템에 관하여 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 해상 그라우팅 시스템의 평면도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 5의 (a) 및 (b)는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 보호구조체의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7은 각각 본 발명에 따른 파랑 방지 장치에 관한 일 실시예 및 다른 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 파랑 방지 장치의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 파랑 방지 장치에 관하여 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 해상 그라우팅 시스템, 이에 이용되는 보호구조체 및 이에 장착되는 파랑 방지 장치에 관한 실시예를 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다.

먼저 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 그라우팅 시스템과, 이에 이용되는 보호구조체, 그리고 상기 보호구조체에 장착되는 파랑 방지 장치에 관하여 설명한다.

본 발명에 따른 해상 그라우팅 시스템은 기본적으로 해상에서 해저 지반에 대해 굴착을 하여 굴착된 홀 내에 주입재를 효과적으로 주입함으로써 그라우팅을 수행함으로써 해저의 연약 지반을 개량하도록 하기 위한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 그라우팅 시스템은 해상에서 해저 지반에 대한 굴착 및 그라우팅 작업을 수행하도록 소정의 장비를 구비하는 작업선(100)과, 해저 지반에 지지되어 해상에 구비되며 해상의 파랑(Wave)으로부터 상기 작업선(100)을 보호하도록 구비되는 보호구조체(200)와, 상기 보호구조체(200)의 일측에 장착되어 해상에서 발생하는 파랑에 의한 파압(Wave Pressure)을 단계적으로 감쇠(Attenuation)시켜 상기 작업선(100)으로 향하는 파랑을 방지하도록 하는 파랑 방지 장치(500)를 포함하여 구성된다.

상기 작업선(100)은 해상에 존재하며, 즉 바닷물에 떠있도록 구비되며 해저 지반을 굴착 및 그라우팅 하기 위한 각종 장비들을 구비한다.

예컨대 해저 지반을 굴착하여 천공홀을 형성하며 천공홀을 확경하여 주입재를 주입하도록 하는 선단장치(102)와, 상기 선단장치(102)로 주입재를 공급하기 위한 주입관(101) 등의 장비를 구비할 수 있고, 상기 선단장치(102)를 해저 지반으로 진입시키거나 진입된 선단장치(102)를 끌어올리는 크레인 장비 등을 구비할 수 있다.

본 발명은 작업선(100)이 해저 지반에 대한 굴착 및 그라우팅 작업을 안정적으로 수행할 수 있도록 파랑의 영향을 감쇠시키거나 방지하도록 하는 것을 목적으로 하는 바, 해저 지반을 개량하기 위해 작업선(100)에 구비되는 장비들에 관한 사항은 본 발명의 핵심적인 내용이 아니므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

한편, 상기 보호구조체(200)는 여러 가지 타입으로 구현될 수 있는데, 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서는 바지선(210)과, 연결부재(240)와, 방파막(260)을 포함하도록 구성되며, 바지선(210)과 상기 작업선(100)이 상기 연결부재(240)에 의해 연결되도록 구성되는 경우에 관한 것이다.

즉 상기 바지선(210)은 상기 작업선(100)의 일측 쪽에 위치하여 파랑 방지 장치(500)를 장착하도록 구성되며, 상기 연결부재(240)는 상기 바지선(210)과 상기 작업선(100)을 연결하여 서로 고정시키도록 구성되고, 상기 방파막(260)은 상기 연결부재(240)를 따라 복수개가 나란히 장착되어 측면에서 침투하는 잔파랑을 방지하도록 구성됨이 바람직하다.

상기 방파막(260)은, 도 2에 도시된 바와 같이 연결부재(240)를 따라 소정 간격으로 세로로 고정되는 복수개의 H빔 부재(250) 사이에 끼울 수 있도록 판 형태로 제공됨이 바람직하며, 서로 인접한 H빔 부재(250) 사이에 착탈 가능하도록 결합됨이 바람직하다.

따라서 잔파랑, 즉 작업선(100) 쪽으로 진행하는 파랑이 파랑 방지 장치(500)에 의해 감쇠되어 측면 쪽으로 돌아서 진행하면서 보호구조체(200)의 측면 쪽에 영향을 미치는 힘을 어느 정도 잃은 파랑(F)의 영향이 미치는 깊이에 따라 방파막(260)의 길이나 크기를 선택적으로 장착할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 해상 그라우팅 시스템은, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 바지선(210) 및 작업선(100)에 해저 지반에 대한 지지력을 제공하며 상기 보호구조체 및 작업선의 해상에서의 위치 조정이 가능하도록 하는 위치 조정 앙카 장치(11, 12, 13)를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 위치 조정 앙카 장치(11, 12, 13)는 바지선(210)과 작업선(100)을 해저 지반에 대해 어느 정도 고정시키기 위한 장치로서 바닷물의 움직임에 의해 상기 바지선(210)과 작업선(100)의 위치가 변경될 때 이를 조정하여 필요한 위치에 고정이 될 수 있도록 조정해주는 장치이다.

상기 위치 조정 앙카 장치(11, 12, 13)는 해저 지반에 박히도록 마련되는 앙카(11)와, 상기 앙카(11)에 연결되는 케이블(12)과, 상기 케이블(12)에 연결되어 상기 바지선(210)과 작업선(100)의 움직임에 따라 상기 케이블(12)의 장력을 조절하여 위치 조정이 이루어질 수 있도록 하는 윈치(13)를 포함하여 구성됨이 바람직하다.

상기한 바와 같이 위치 조정 앙카 장치(11, 12, 13)에 의해 바지선(210)과 작업선(100)이 어느 정도 고정될 수 있도록 할 수는 있으나, 파랑(Wave)의 크기에 따라 제대로 고정이 되지 않을 수 있기 때문에 추가적인 지지 수단이 필요할 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 그라우팅 장치는 상기 바지선(210), 상기 작업선(100) 및 상기 연결부재(240)에 각각 설치되어 해저 지반에 지지되는 폴대(340)와, 상기 폴대(340)를 서로 연결하여 장력에 의한 지지력을 제공하는 로프(R)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 폴대(340) 및 로프(R)는 바지선(210) 및 작업선(100)에 대한 지지력을 제공할 뿐만 아니라 연결부재(240)를 지지하여 쳐지는 것을 방지하도록 하는 기능도 할 수 있다.

즉 상기 바지선(210)과 작업선(100)은 전체 길이가 수십 미터에 달할 정도로 매우 규모가 크기 때문에 상기 바지선(210)과 작업선(100)을 연결하는 연결부재(240)는 그 길이가 매우 길어질 수밖에 없기 때문에 아래쪽으로 쳐짐 현상이 발생할 수 있다.

따라서 바지선(210)과, 작업선(100)과, 연결부재(240) 각각에 폴대(340)를 설치하여 해저 지반에 어느 정도 고정시킨 상태에서 각 폴대(340)를 로프(R)로 연결하여 상기 로프(R)의 장력으로 지지력을 제공함으로써 연결부재(240)가 아래로 쳐지지않도록 지지하도록 하는 것이 가능하게 된다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 바지선(210)에 장착되는 파랑 방지 장치(500)는, 상기 바지선(210)의 일측에 고정되는 프레임(510)과, 상기 프레임(510)에 의해 지지되며 파랑의 진행 방향을 따라 소정 간격을 이루며 단계적으로 높이가 높아지도록 설치되는 복수개의 저항막(521, 522, 523)을 구비하여 상기 작업선(100)을 향해 진행하는 파랑의 파력을 단계적으로 감쇠시키는 다단 저항 유닛(520)을 포함하여 구성된다.

상기 다단 저항 유닛(520)은 복수개의 저항막을 포함하여 구성되는데, 상기 저항막의 높이나 개수 등은 파랑의 파고(Height of Wave)에 따라 선택적으로 구성될 수 있다.

예컨대 해상 그라우팅 작업이 이루어지는 해상에서 자주 발생하는 파랑의 파고가 대략 10M 정도 된다면, 상기 파랑 방지 장치(500)의 다단 저항 유닛(520)을 단계적으로 높아지는 복수개의 저항막으로 구성할 수 있는데, 3M 짜리 저항막과, 5M 짜리 저항막, 그리고 10M 짜리 저항막을 소정의 간격으로 단계적으로 높아지도록 배치함으로써 파랑을 단계적으로 감쇠시켜 최종적으로 파랑에 의한 영향을 최소화하거나 방지하는 것이 가능하게 되는 것이다. 이에 대한 좀 더 구체적인 설명은 후술하기로 한다.

한편, 상기한 파랑 방지 장치(500)에 파랑이 부딪힘으로써 각 저항막이 받는 파력에 의해 바지선(210)은 이동을 할 수 있는데, 바지선(210)이 이동하지 않도록 고정하기 위해, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 파력 저항 앙카 장치(410, 420, 430)를 구비하도록 함이 바람직하다.

즉 상기 파력 저항 앙카 장치(410, 420, 430)는 파랑 방지 장치(500)에 작용하는 파력에 대한 저항력을 제공한다.

상기 파력 저항 앙카 장치(410, 420, 430)는 해저 지반에 박히도록 형성되는 앙카(410)와, 상기 앙카(410)에 연결되는 케이블(420)과, 상기 바지선(210)에 설치되며 상기 케이블(420)의 장력을 조절하는 윈치(430)를 포함하여 구성됨이 바람직하다.

따라서 계속되는 파랑에 의한 파력으로 케이블(420)이 느슨해진 경우, 윈치(430)를 자동으로 작동시키거나 수동으로 작동시켜 팽팽하게 장력 조절을 해줌으로써 상기 바지선(210)은 파랑을 안정적으로 방지할 수 있게 되는 것이다.

한편, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 해상 그라우팅 시스템과, 이에 이용되는 보호구조체에 관하여 설명한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 해상 그라우팅 시스템은 작업선(100)과, 보호구조체(200)와, 파랑 방지 장치(500)를 포함하여 구성되는데, 상기 보호구조체(200)는 상기 작업선(100)의 일측 쪽에 위치하며 상기 파랑 방지 장치(500)를 장착하여 파랑을 방지함으로써 상기 작업선(100)을 보호하는 제1 바지선(220)과, 상기 작업선(100)의 타측 쪽에 위치하여 상기 제1 바지선(220)과 연결되어 고정되는 제2 바지선(230)과, 상기 제1 바지선(220)과 제2 바지선(230)을 연결하여 서로 고정시키며 내부에 상기 작업선(100)이 위치하여 해저 지반의 그라우팅 작업을 안정적으로 수행할 수 있도록 하는 안전 공간(S)을 형성시키는 연결부재(240)를 포함하여 구성된다.

상기 작업선(100)은 해상에 존재하며, 즉 바닷물에 떠있도록 구비되며 해저 지반을 굴착 및 그라우팅 하기 위한 각종 장비들을 구비하는데, 상기 작업선(100)에 관한 사항은 앞서 설명한 바 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.

도 3 및 도 4에 도시된 실시예에 따른 해상 그라우팅 시스템의 보호구조체(200)는 제1 바지선(220)과 제2 바지선(230), 그리고 연결부재(240)가 소정 크기의 안전 공간(S)을 형성하고 상기 안전 공간(S)에는 파랑에 의한 영향이 거의 미치지 않도록 함으로써 상기 안전 공간(S)에 놓인 작업선(100)이 안정적으로 해상 그라우팅 작업을 수행할 수 있도록 하는 방식이다.

상기 제1 바지선(220)에는 파랑 방지 장치(500)와, 파력 저항 앙카 장치(410, 420, 430) 등이 구비되며, 상기 제2 바지선(230)에는 작업선(100)에 의한 굴착 및 그라우팅 작업 수행을 위한 주입재를 공급하는 주입재 공급 수단(300)이 구비되도록 구성됨이 바람직하다.

상기 제2 바지선(230)에 구비되는 주입재 공급 수단(300)은 주입호스(301)를 통해 작업선(100)으로 주입재를 공급하도록 구성될 수 있다.

한편, 상기 연결부재(240)에는 방파막(260)이 구비되도록 함이 바람직한데, 상기 연결부재(240)를 따라 복수개의 방파막(260)이 나란히 장착되어 측면에서 침투하는 잔파랑(F)을 방지하도록 구성될 수 있다.

상기 방파막(260)은, 도 4에 도시된 바와 같이 연결부재(240)를 따라 소정 간격으로 세로로 고정되는 복수개의 H빔 부재(250) 사이에 끼울 수 있도록 판 형태로 제공됨이 바람직하며, 서로 인접한 H빔 부재(250) 사이에 착탈 가능하도록 결합됨이 바람직하다.

따라서 잔파랑(F)의 영향이 미치는 깊이에 따라 방파막(260)의 길이나 크기를 선택적으로 장착할 수 있다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1 바지선(220), 제2 바지선(230) 및 작업선(100)에 해저 지반에 대한 지지력을 제공하며 상기 보호구조체 및 작업선의 해상에서의 위치 조정이 가능하도록 하는 위치 조정 앙카 장치(11, 12, 13)를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 위치 조정 앙카 장치(11, 12, 13)는 도 1 및 도 2에 도시된 실시예와 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.

또한 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 제1 바지선(220), 제2 바지선(230), 작업선(100) 및 연결부재(240) 각각에는 해저 지반에 지지되는 폴대(340)와, 상기 폴대(340)를 서로 연결하여 장력에 의한 지지력을 제공하는 로프(R)가 설치됨이 바람직하며, 상기 폴대(340) 및 로프(R)는 제1 바지선(220), 제2 바지선(230) 및 작업선(100)에 대한 지지력을 제공할 뿐만 아니라 연결부재(240)를 지지하여 쳐지는 것을 방지하도록 하는 기능도 할 수 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 실시예에서 파랑 방지 장치(500)는 도 1 및 도 2에 도시된 실시예와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

한편, 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 해상 그라우팅 시스템에 이용되는 보호구조체에 관하여 설명한다.

도 5의 (a) 및 (b)에서는 도 4에 도시된 실시예에 따른 해상 그라우팅 시스템에 관한 각 구성요소를 블록을 이용하여 개략적으로 나타낸 것이다.

해상 그라우팅 작업을 수행할 때 작업선(100)에 의해 해저 지반의 굴착 및 그라우팅이 진행되는데, 한곳에서만 작업을 하는 것이 아니라 일정 지역에 대해서는 해저 지반의 그라우팅 작업이 모두 수행되어야 하기 때문에 작업선(100)은 해상을 이동하면서 그라우팅 작업을 해야 하고 이로 말미암아 보호구조체(220, 230 등)도 작업선(100)의 이동과 함께 이동을 해야 한다.

그러나 도 5의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 연결부재와 방파막을 연장 가능하도록 구성함으로써 소정의 구간에서는 보호구조체를 이동시키지 않고 작업선(100)만을 이동시킴으로써 그라우팅 작업이 가능하게 할 수 있다.

즉 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 제1 바지선(220)과 제2 바지선(230)을 연결하는 연결부재를 복수개의 서브 연결부재(241, 242)로 구성하고, 상기 연결부재에 장착된 방파막도 복수개의 서브 방파막(261, 262)으로 구성하여, 작업선(100)이 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 이동함에 따라 제2 바지선(230)만을 이동시킨다.

이때 제2 바지선(230)은 서브 연결부재(242)에 연결되어 있고, 제2 바지선(230)이 이동함에 따라 서브 연결부재(242)가 연장되면서 제1 바지선(220)과의 연결은 유지될 수 있다.

또한 제2 바지선(230)이 이동함에 따라 서브 방파막(262)도 함께 연장시키도록 함으로써 연장된 구간에 대한 잔파랑의 방지도 효과적으로 할 수 있게 된다.

상기 서브 연결부재(241, 242) 및 서브 방파막(261, 262)은 각각 슬라이딩 이동이 가능하도록 구성하여 제2 바지선(230)이 이동함에 따라 슬라이딩 이동하면서 연장되도록 할 수 있다.

한편, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 파랑 방지 장치의 여러 실시예에 관하여 설명한다.

도 6에 도시된 실시예에 따른 파랑 방지 장치(500)는 프레임(510)에 두 개의 저항막(521, 522)으로 구성된 다단 저항 유닛이 구비된 경우이다.

저항막의 개수는 파랑의 파고에 따라 선택적으로 결정될 수 있으며, 파고가 크기 않은 경우에는 도 5에 도시된 바와 같이 두 개의 저항막으로 구성된 다단 저항 유닛을 구비할 수 있다.

각각의 저항막(521, 522)은 지지부재(531, 532)에 의해 프레임(510)에 지지되도록 구성될 수 있다.

상기 프레임(510)은, 도면상으로 명확하게 도시되지는 아니하였으나, 볼트 체결 수단 등에 의해 보호구조체에 착탈 가능하도록 장착되는 구성을 갖도록 함이 바람직하다.

또한 필요에 따라 저항막을 더 추가하거나 제거할 수 있도록 각각의 저항막이 착탈 가능하도록 장착되도록 함이 바람직하다.

한편, 도 7에 도시된 실시예에 따른 파랑 방지 장치(500)는 3단으로 구성된 구조인데, 제1 저항막(521)과 제2 저항막(522)에 소정 크기의 관통홀(541, 542)이 형성되도록 구성되고, 최종 저항막인 제3 저항막(523)은 솔리드(Solid) 형태로 구성되도록 할 수 있다.

제3 저항막(523)은 파랑을 최종적으로 방지해야 하기 때문에 관통홀이 형성되지 않는 것이 바람직하며, 제1 저항막(521) 및 제2 저항막(522)에는 파랑에 의한 파압을 감소시키고 파랑의 수평방향 압력을 좀 더 적게 받도록 하면서 파압을 각 저항막(521, 522, 523)으로 효과적으로 분산시키도록 하기 위해 바닷물이 관통할 수 있게 관통홀(541, 542)이 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

각각의 저항막(521, 522, 523)은 지지부재(531, 532, 533)에 의해 프레임(510)에 지지되도록 구성될 수 있다.

한편, 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 파랑 방지 장치의 작용에 관하여 좀 더 구체적으로 설명한다.

도 8에 도시된 바와 같이 파랑의 압력분포(D)가 표면에서 가장 강하고 위쪽 및 아래쪽으로 갈수록 각각 압력이 점차적으로 약해진다.

따라서 본 발명에 따른 파랑 방지 장치의 다단 저항 유닛은 짧은 저항막부터 단계적으로 긴 저항막으로 배치되도록 함으로써 파랑을 효과적으로 감쇠시킬 수 있다.

즉, 짧은 저항막의 저항력이 가장 강하므로 압력분포(D) 상 가장 강한 압력이 작용하는 부분을 짧은 저항막이 감쇠시키고 단계적으로 나머지 부분을 감쇠시키도록 함으로써 효과적인 파압 감쇠가 가능하게 된다.

각 저항막(521, 522, 523)은 파랑의 진행 방향을 따라 각각 소정 각도(θ1, θ2, θ3) 기울어지도록 구비함이 바람직한데, 이는 파랑의 수평방향 압력을 그대로 받기보다는 저항막 기울어져 있음으로 말미암아 각 저항막이 파랑의 압력을 비스듬하게 받도록 하여 파랑의 수평방향 압력이 감소되어 작용하도록 하기 위한 것이다.

즉 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 저항막이 수직으로 형성되는 경우에는 파압(P)이 수직 저항막에 그대로 작용하지만, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 저항막이 소정 각도 기울어져 있는 경우에는 파압(P)이 수평방향 압력(P1) 성분과 수직방향 압력(P2) 성분으로 분산되어 작용하기 때문에 수평방향 압력이 더 감소하게 된다(여기서 P > P1, P > P2).

보호구조체(210)에 작용하는 압력은 수평방향 압력에 의한 영향이 가장 크기 때문에 파랑의 수평방향 압력을 감소시키는 것이 중요하다.

여기서 도 8에 도시된 각 저항막(521, 522, 523)이 이루는 각도(θ1, θ2, θ3)는 서로 다르게 설정될 수도 있고, 서로 동일하게 설정될 수도 있다.

그리고 상기 각도(θ1, θ2, θ3)는 각각 30° 이상 90° 미만으로 설정됨이 바람직하다.

그리고 각각의 저항막은 단계적으로 높이가 높아지도록 함이 중요한데, 각 저항막의 높이는 단계적으로 높아지도록 함이 바람직하다. 즉 H1 < H2 < H3 가 되도록 구성됨이 바람직하다.

한편, 도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 파랑 방지 장치에 관하여 도시하고 있는데, 본 실시예에서는 각각의 저항막(524)의 길이가 서로 동일하게 구비되며, 프레임(510) 자체가 점점 높아지도록 구성됨으로써 결과적으로 각 저항막(524)이 단계적으로 더 높은 높이를 갖도록 구성되도록 할 수 있다.

즉 도 10에 도시된 실시예에서 각각의 저항막(524)의 길이는 동일한데, 프레임(510)의 지지프레임(511)이 소정 각도 기울어지도록 구성되어 결과적으로 각 저항막의 높이(h1, h2, h3)가 단계적으로 높아지도록 한 것이다. 즉 h1 < h2 < h3가 되도록 구성될 수 있다.

상기 지지프레임(511)은 소정 각도(α)를 이루며 각 저항막(524)을 지지하도록 구성되며, 각 저항막(524)은 지지프레임(511)에 대해 각각 β1, β2, β3의 각도를 이루고 있으며, 상기 β1, β2, β3는 서로 다른 각도값을 가질 수도 있으나 서로 동일한 각도값을 갖도록 설정하는 것도 가능하다.

100: 작업선, 200:보호구조체
210:바지선, 220:제1 바지선
230:제2 바지선, 240:연결부재
250:H빔 부재, 260:방파막
410:앙카, 420:케이블
430:윈치, 500:파랑 방지 장치
510:프레임, 520:다단 저항 유닛

Claims

해상에서 해저 지반에 대한 그라우팅 작업을 수행하기 위한 해상 그라우팅 시스템에 있어서,
해상에서 해저 지반에 대한 굴착 및 그라우팅 작업을 수행하도록 소정의 장비를 구비하는 작업선;
해저 지반에 지지되어 해상에 구비되며 해상의 파랑으로부터 상기 작업선을 보호하도록 구비되는 보호구조체; 및
상기 보호구조체의 일측에 장착되어 해상에서 발생하는 파랑에 의한 파압을 단계적으로 감쇠시켜 상기 작업선으로 향하는 파랑을 방지하도록 하는 파랑 방지 장치;
를 포함하는 해상 그라우팅 시스템.
제1항에 있어서, 상기 보호구조체는,
상기 작업선의 일측 쪽에 위치하여 상기 파랑 방지 장치를 장착한 바지선과,
상기 바지선과 상기 작업선을 연결하여 서로 고정시키는 연결부재와,
상기 연결부재를 따라 장착되어 측면에서 침투하는 잔파랑을 방지하는 방파막을 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 그라우팅 시스템.
제2항에 있어서,
상기 연결부재는 복수개의 서브 연결부재를 포함하여 상기 작업선이 일측으로 이동함에 따라 상기 서브 연결부재가 연장되도록 구성되며,
상기 방파막은 복수개의 서브 방파막을 포함하여 상기 작업선이 일측으로 이동함에 따라 상기 서브 방파막이 연장되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 해상 그라우팅 시스템.
제1항에 있어서, 상기 보호구조체는,
상기 작업선의 일측 쪽에 위치하며 상기 파랑 방지 장치를 장착하여 파랑을 방지함으로써 상기 작업선을 보호하는 제1 바지선과,
상기 작업선의 타측 쪽에 위치하여 상기 제1 바지선과 연결되어 고정되는 제2 바지선과,
상기 제1 바지선과 제2 바지선을 연결하여 서로 고정시키며 내부에 상기 작업선이 위치하여 해저 지반의 그라우팅 작업을 수행할 수 있도록 안전 공간을 형성시키는 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 그라우팅 시스템.
제2항 또는 제4항에 있어서, 상기 보호구조체는,
상기 바지선, 상기 작업선 및 상기 연결부재에 각각 설치되어 해저 지반에 지지되는 폴대와,
상기 폴대를 서로 연결하여 장력에 의한 지지력을 제공하는 로프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 그라우팅 시스템.
제1항에 있어서,
상기 보호구조체 및 작업선에 해저 지반에 대한 지지력을 제공하며 상기 보호구조체 및 작업선의 해상에서의 위치 조정이 가능하도록 하는 위치 조정 앙카 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 그라우팅 시스템.
제1항에 있어서,
상기 보호구조체에 연결되어 상기 파랑 방지 장치에 작용하는 파력에 대한 저항력을 제공하는 파력 저항 앙카 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 그라우팅 시스템.
제7항에 있어서, 상기 파력 저항 앙카 장치는,
해저 지반에 박히도록 형성되는 앙카와,
상기 앙카에 연결되는 케이블과,
상기 보호구조체에 설치되며 상기 케이블의 장력을 조절하는 윈치를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 그라우팅 시스템.
해상에서 작업선에 의해 해저 지반에 대한 굴착 및 그라우팅 작업이 수행되도록 하기 위한 해상 그라우팅 시스템에 이용되는 보호구조체에 있어서,
해저 지반에 지지되어 해상에 구비되며, 상기 작업선의 일측 쪽에 위치하여 상기 작업선을 향해 진행하는 파랑으로부터 상기 작업선을 보호하는 제1 바지선;
해저 지반에 지지되어 해상에 구비되며, 상기 작업선의 타측 쪽에 위치하여 상기 제1 바지선과 연결되어 고정되는 제2 바지선;
상기 제1 바지선과 제2 바지선을 연결하여 서로 고정시키며 내부에 상기 작업선이 위치하여 해저 지반의 그라우팅 작업을 수행할 수 있도록 안전 공간을 형성시키는 연결부재;
상기 연결부재를 따라 장착되어 측면에서 침투하는 잔파랑을 방지하는 방파막; 및
상기 제1 바지선의 일측에 착탈 가능하도록 장착되어 상기 작업선을 향해 진행하는 파랑에 의한 파압을 단계적으로 감쇠시키는 파랑 방지 장치;
를 포함하는 해상 그라우팅 시스템에 이용되는 보호구조체.
제9항에 있어서,
상기 연결부재를 따라 소정 간격으로 세로로 고정되는 복수개의 H빔 부재를 더 포함하여,
서로 인접한 상기 H빔 부재 사이에 각각 상기 방파막이 착탈 가능하도록 장착되어 측면에서 침투하는 잔파랑을 방지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 해상 그라우팅 시스템에 이용되는 보호구조체.
제9항에 있어서,
상기 연결부재는 복수개의 서브 연결부재를 포함하여 상기 작업선이 일측으로 이동함에 따라 상기 서브 연결부재가 연장되도록 구성되며,
상기 방파막은 복수개의 서브 방파막을 포함하여 상기 작업선이 일측으로 이동함에 따라 상기 서브 방파막이 연장되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 해상 그라우팅 시스템에 이용되는 보호구조체.
제9항에 있어서,
상기 작업선에 의한 굴착 및 그라우팅 작업 수행을 위한 주입재를 공급하는 주입재 공급 수단이 상기 제2 바지선에 구비되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 해상 그라우팅 시스템에 이용되는 보호구조체.
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해상에서 작업선에 의해 해저 지반에 대한 굴착 및 그라우팅 작업이 수행되도록 하기 위한 해상 그라우팅 시스템에서 상기 작업선을 보호하기 위한 보호구조체에 장착되는 파랑 방지 장치에 있어서,
상기 보호구조체의 일측에 착탈 가능하도록 고정되는 프레임과,
상기 프레임에 의해 지지되며, 파랑의 진행 방향을 따라 소정 간격을 이루며 단계적으로 높이가 높아지도록 설치되는 복수개의 저항막을 구비하여, 상기 작업선을 향해 진행하는 파랑의 파력을 단계적으로 감쇠시키는 다단 저항 유닛을 포함하며,
상기 다단 저항 유닛은,
상기 각각의 저항막이 파랑의 진행 방향으로 소정 각도 기울어져 고정되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 보호구조체에 장착되는 파랑 방지 장치.
해상에서 작업선에 의해 해저 지반에 대한 굴착 및 그라우팅 작업이 수행되도록 하기 위한 해상 그라우팅 시스템에서 상기 작업선을 보호하기 위한 보호구조체에 장착되는 파랑 방지 장치에 있어서,
상기 보호구조체의 일측에 착탈 가능하도록 고정되는 프레임과,
상기 프레임에 의해 지지되며, 파랑의 진행 방향을 따라 소정 간격을 이루며 단계적으로 높이가 높아지도록 설치되는 복수개의 저항막을 구비하여, 상기 작업선을 향해 진행하는 파랑의 파력을 단계적으로 감쇠시키는 다단 저항 유닛을 포함하며,
상기 다단 저항 유닛은,
상기 각각의 저항막이 서로 다른 높이를 갖도록 구성되며, 파랑의 진행 방향을 따라 단계적으로 더 높은 저항막이 배치되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 보호구조체에 장착되는 파랑 방지 장치.
해상에서 작업선에 의해 해저 지반에 대한 굴착 및 그라우팅 작업이 수행되도록 하기 위한 해상 그라우팅 시스템에서 상기 작업선을 보호하기 위한 보호구조체에 장착되는 파랑 방지 장치에 있어서,
상기 보호구조체의 일측에 착탈 가능하도록 고정되는 프레임과,
상기 프레임에 의해 지지되며, 파랑의 진행 방향을 따라 소정 간격을 이루며 단계적으로 높이가 높아지도록 설치되는 복수개의 저항막을 구비하여, 상기 작업선을 향해 진행하는 파랑의 파력을 단계적으로 감쇠시키는 다단 저항 유닛을 포함하며,
상기 다단 저항 유닛은 상기 각각의 저항막이 서로 동일한 높이를 갖도록 구성되며,
상기 프레임은 상기 복수개의 저항막이 파랑의 진행 방향을 따라 단계적으로 높이가 높아지도록 하는 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 보호구조체에 장착되는 파랑 방지 장치.
해상에서 작업선에 의해 해저 지반에 대한 굴착 및 그라우팅 작업이 수행되도록 하기 위한 해상 그라우팅 시스템에서 상기 작업선을 보호하기 위한 보호구조체에 장착되는 파랑 방지 장치에 있어서,
상기 보호구조체의 일측에 착탈 가능하도록 고정되는 프레임과,
상기 프레임에 의해 지지되며, 파랑의 진행 방향을 따라 소정 간격을 이루며 단계적으로 높이가 높아지도록 설치되는 복수개의 저항막을 구비하여, 상기 작업선을 향해 진행하는 파랑의 파력을 단계적으로 감쇠시키는 다단 저항 유닛을 포함하며,
상기 다단 저항 유닛은,
상기 복수개의 저항막 중 적어도 하나가 복수개의 관통홀을 형성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 보호구조체에 장착되는 파랑 방지 장치.
해상에서 작업선에 의해 해저 지반에 대한 굴착 및 그라우팅 작업이 수행되도록 하기 위한 해상 그라우팅 시스템에서 상기 작업선을 보호하기 위한 보호구조체에 장착되는 파랑 방지 장치에 있어서,
상기 보호구조체의 일측에 착탈 가능하도록 고정되는 프레임과,
상기 프레임에 의해 지지되며, 파랑의 진행 방향을 따라 소정 간격을 이루며 단계적으로 높이가 높아지도록 설치되는 복수개의 저항막을 구비하여, 상기 작업선을 향해 진행하는 파랑의 파력을 단계적으로 감쇠시키는 다단 저항 유닛을 포함하며,
상기 다단 저항 유닛은,
파고에 따라 상기 복수개의 저항막 중 적어도 하나를 제거하거나 새로운 저항막을 더 추가 설치할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 보호구조체에 장착되는 파랑 방지 장치.