KR101089815B1

KR101089815B1 - 지중선 파이프매설공법

Info

Publication number: KR101089815B1
Application number: KR1020090116992A
Authority: KR
Inventors: 안영진
Original assignee: 안영진
Priority date: 2009-11-30
Filing date: 2009-11-30
Publication date: 2011-12-08
Also published as: KR20110060410A

Abstract

본 발명은 도로, 강 등을 횡단하여 지중선을 배설하는 지중선 파이프매설공법에 있어서, 지중선을 배설할 지하에 터널을 곡선형상으로 굴착하고 그 굴착된 터널내로 지중선 파이프를 매설하는 과정에서 터널 내에 있는 액상의 슬러지에 의하여 지중선 파이프가 부력을 받지 않도록 함으로써 매설 과정에서 지중선 파이프가 찌그러지거나 손상이 되지 않도록 한 지중선 파이프매설공법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 지중선 파이프매설공법은 장거리 폭을 갖는 도로(10)나 하천(20)의 지중을 횡단하는 지중선 파이프를 매설하기 위하여 지중에 곡선형으로 터널(30)을 물과 결합제를 주입하며 굴착하는 제1단계(S1)와, 한개 이상의 플렉시블한 지중선 파이프(50)들을 파이프 안내구(61)가 일측에 구비된 견인대(60)에 연결시키는 제2단계(S2)와, 터널출구(32)에서 터널(30)을 관통하여 터널입구(31)를 빠져나온 견인줄(60')에 상기 견인대(60)를 연결하여 터널출구(32) 외부의 견인장비에 의해서 견인줄(60')을 당겨 지중선 파이프(50)들이 터널(30)을 관통하도록 하는 제3단계(S3)를 포함하는 지중선 파이프매설공법에 있어서, 상기 제3단계(S3)에서 상기 지중선 파이프(50)들의 내부에 슬러지(40)나 물 중 어느 하나를 유입시켜 지중선 파이프(50)들이 터널(30) 내부에서 부력을 받지 않도록 하면서 터널(30)을 관통시키도록 구성되어 있다.

지중선 파이프, 곡선형 터널, 견인 줄, 도로, 하천

Description

지중선 파이프매설공법{THE METHOD FOR LAYING PIPES FOR UNDERGROUND WIRE}

본 발명은 도로, 강 등을 횡단하여 지중선을 배설하는 지중선 파이프매설공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지중선을 배설할 지하에 터널을 곡선형상으로 굴착하고 그 굴착된 터널내로 지중선 파이프를 매설하는 과정에서 터널 내에 있는 액상의 슬러지에 의하여 지중선 파이프가 부력을 받지 않도록 함으로써 매설 과정에서 지중선 파이프가 찌그러지거나 손상이 되지 않도록 한 지중선 파이프매설공법에 관한 것이다.

일반적으로 도로나 하천 등을 횡단하여 각종 통신선이나 전선 등을 배설하는 경우에는 도로나 하천을 지상에서 파헤쳐 배설하지 않고 지하에 터널을 굴착하고 이 터널에 지중선파이프를 관통시켜 매설한 후에 통신선 등의 지중선을 상기 지중선 파이프에 배설한다. 또한 지중선 파이프뿐만 아니라 상수도관이나 하수도관을 도로를 횡단하여 설치하는 경우에도 이와 같은 방법을 사용한다.

횡단거리가 30∼40m정도로 짧은 경우에는 강관 또는 PVC관으로 된 지중선 파이프를 지중에 수평방향으로 직접 타격하는 공법으로 지하에 매설하여 횡단통로를 만든다. 즉, 횡단하여야 할 도로의 양측부에 수직으로 웅덩이를 판 후, 어느 한 측 웅덩이에서 강관 또는 PVC 관을 수평방향으로 압타하여 지중에 매입시키고 매입이 완료된 후에 파이프 내의 토사들을 강한 압축공기로 제거한 후 파이프에 지중선을 배설한다.

상기 공법은 횡단거리가 단거리인 경우에 적절하나, 횡단하여야 할 거리가 대략 100m 이상의 장거리인 경우에는 강관 등을 장거리 압타할 수 없으므로 이러한 공법을 이용할 수 없다. 이 경우에는 장거리의 터널을 먼저 굴착하여 터널 내에 상기 지중선 파이프를 매설하는 데, 장거리의 터널을 굴착하기 위해서는 수평방향 직선형이 아니라 곡선형으로 터널을 굴착한다.

장거리의 곡선형 터널을 굴착하기 위해서는, 예를 들어 컴퓨터 제어에 의해 드릴로 지하에 파이롯트 홀을 형성한 후, 파이롯트 홀을 리머(Reamer)에 의한 리머링을 반복하여 터널의 공간부를 확대해 나가면서 터널을 완성하게 된다.

그리고 상기 터널을 굴착해나가면서 워시 로드를 통해서 물과 함께 벤토나이트와 같은 결합재를 공급함으로써 벤토나이트의 요변성(搖變性,thixotropy)기능에 의하여 굴착속도가 현저히 증가되고, 굴착 벽면의 붕괴 또는 터널이 매몰되는 것을 방지할 수 있게 된다.

상기 곡선형 터널굴착공법에 의하여 터널이 완성된 상태가 도 1에 도시되어 있다.

도 1은 폭이 장거리인 도로(10)나 하천(20)이 있는 지대의 지중을 횡단하는 터널(30)이 곡선형상으로 길게 굴착되어서 형성된 상태를 나타내며, 플렉시블한 다수의 지중선 파이프들이 견인되어 터널(30) 내로 들어오는 터널입구(31)와 상기 지 중선 파이프들이 견인되어 나가게 되는 터널출구(32)가 형성되어 있다.

도시된 바와 같이 장거리의 폭을 갖는 도로(10)나 하천(20)의 지중을 횡단하는 지중선 파이프를 매설하기 위하여 물과 결합재인 벤토나이트를 주입해 가면서 지중에 터널(30)을 곡선형으로 굴착한다.

상기 터널(30) 내부에는 결합재인 벤토나이트, 물 및 흙 등의 혼합물로 이루어진 액상의 슬러지(40)가 충만되어 있는 상태가 된다.

도 2는 종래의 지중선 파이프 매설공법에 의하여 복수개의 지중선 파이프들이 터널 내를 통과하면서 각 지중선 파이프(50')들이 슬러지에 의한 부력에 의하여 찌그러지는 등의 손상이 된 상태를 나타낸 종단면도이다.

도시된 바와 같이 다수의 플렉시블한 상기 폴리에틸렌 파이프(PE pipe)으로 된 지중선 파이프(50')들을 상기 터널(30)을 관통시키는데 파이프 안내구(61)가 일측에 구비된 견인대(60)를 이용한다.

견인대(60)의 일측에 다수의 지중선파이프(50')들을 연결하고 견인대(60) 및 파이프 안내구(61)의 타측에는 견인줄(60')을 연결하며, 견인줄(60')은 터널(30)을 관통하여 반대편 터널출구(32)의 외부에 있는 견인장비(미도시)에 연결된다.

터널출구(32) 외부의 견인장비에 의해서 견인줄(60')을 당기면 견인대(60)와 지중선 파이프(50')들이 터널입구(31)를 통과하여 터널출구(32)로 관통된다. 그리고 터널(30)내의 슬러지(40)는 경화되고, 그 지중선 파이프(50')내에 통신선 등 각종 지중선들을 배설한다.

상기와 같은 종래의 매설공법은 상기 견인줄(60')을 당겨 지중선 파이프(50')들을 터널(30)내를 관통시키는 과정에서, 지중선 파이프(50')들이 터널(30) 내에 있는 액상의 슬러지에 의하여 부력을 받기 때문에 지중선 파이프(50')들이 도 2에 도시된 바와 같이 터널(30)의 천정면에 밀착되는 힘을 받게 되는데, 이와 같이 상부로의 밀착력을 받는 상태에서 견인줄(60')을 당기기 때문에 지중선 파이프(50')가 찌그러지거나 손상되는 문제가 종종 발생한다.

또한 지중선 파이프(50')가 부력에 의하여 터널(30)의 천정면에 밀착되어 있는 상태이므로 이에 따른 마찰에 의하여 지중선파이프(50')를 터널(30)의 출구(32)로 견인해 나가기가 순조롭지 않은 문제점이 있었다.

지중선 파이프(50')가 찌그러지거나 손상을 받으면 사용할 수 없으므로 제거하여 다시 새로운 것을 설치하여야 하는 불편함이 발생한다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 터널 내부를 통과하고 있는 지중선 파이프들이 부력을 받지 않고 관통하게 함으로써 파이프가 설치과정에서 손상되거나 찌그러지지 않게 하는 지중선 파이프매설공법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 지중선 파이프들을 용이하게 터널의 출구로 견인할 수 있는 지중선 파이프매설공법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 지중선 파이프매설공법은 장거리 폭을 갖는 도로나 하천의 지중을 횡단하는 지중선 파이프를 매설하기 위하여 지중에 곡선형으로 터널을 물과 결합제를 주입하며 굴착하는 제1단계와, 한개 이상의 플렉시블한 지중선 파이프들을 파이프 안내구가 일측에 구비된 견인대에 연결시키는 제2단계와, 터널출구에서 터널을 관통하여 터널입구로 빠져나온 견인줄에 상기 견인대를 연결하여 터널출구 외부의 견인장비에 의해서 견인줄을 당겨 지중선 파이프들이 터널을 관통하도록 하는 제3단계를 포함하는 지중선 파이프매설공법에 있어서, 상기 제3단계에서 상기 지중선 파이프들의 내부에 슬러지 또는 물을 유입시켜 지중선 파이프들이 터널 내부에서 부력을 받지 않도록 하면서 터널을 관통시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 지중선 파이프매설공법은 또한, 상기 지중선 파이프들의 내부에 슬러지를 유입시키는 방법은 지중선 파이프의 전방 부분에 다수의 유입공들을 형성하고 그 유입공들을 통하여 터널 내부의 슬러지가 유입되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 지중선 파이프매설공법은 또한, 상기 지중선 파이프들의 내부에 물을 유입시키는 방법은 지중선 파이프의 끝단 개구부를 통하여 별도의 물을 유입시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 지중선 파이프매설공법은 지중선 파이프의 전방부의 둘레면에 다수의 유입공들을 형성하여 상기 유입공들을 통하여 터널내의 액상의 슬러지가 지중선 파이프 내로 유입되어 지중선 파이프 내에 슬러지가 충전된 상태에서 파이프들을 견인하므로 파이프들이 부력을 받지 않으며 그에 따라 지중선 파이프들이 터널 내부에서의 견인과정에서 손상되거나 찌그러지지 않게 된다.

따라서 불량의 지중선 파이프들이 제거하고 다시 새로운 파이프를 매설하는 불편을 초래하지 않는다.

그리고, 지중선 파이프들이 부력에 의하여 터널의 천정 면에 밀착되지 않은 상태이므로 지중선 파이프들의 견인이 용이하게 이루어지게 된다.

이하, 본 발명을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 지중선 파이프매설공법에 사용되는 지중선 파이프의 요부 종단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 다수개의 지중선 파이프들이 견인대 및 파이구 안내구에 연결되어진 상태의 사시도이며, 도 5는 본 발명의 지중선 파이프매설공법에 의하여 다수의 지중선 파이프들이 손상됨이 없이 터널 내를 순조롭게 통과하고 있는 상태를 나타낸 종단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 지중선 파이프매설공법은 종래와 같이 곡선형으로 터널(30)을 굴착하는 제1단계(S1)와, 지중선 파이프(50)들을 견인대(60) 및 파이프 안내구(61)에 연결시키는 제2단계(S2)와, 견인대(60) 및 파이프 안내구(61)에 연결시킨 견인줄(60')을 당겨 지중선 파이프(50)들이 터널(30)을 관통하도록 하는 제3단계(S3)를 포함한다.

상기 제1단계(S1)에서는 폭이 대략 100m 이상의 장거리인 도로(10)나 하천(20) 등의 지중을 횡단하는 지중선 파이프(50)를 매설하기 위하여 지중에 곡선형으로 터널(30)을 굴착한다.

장거리의 곡선형 터널을 굴착하기 위해서는 종래와 같이 곡선형 터널굴착공법에 의해서 터널(30)을 굴착하게 되는 데, 이 공법은 컴퓨터 제어에 의해 드릴로 파이롯트 홀을 형성한 후, 파이롯트 홀을 리머(Reamer)에 의한 리머링을 반복하여 공간부를 확대해 나가면서 터널을 완성하게 된다.

상기 리머링은 리머와 이에 연결된 드릴 로드의 회전에 의해 수행된다. 또한 워시 로드를 통해서 물과 함께 결합재인 벤토나이트를 리머로부터 진행 방향을 향해 분사되기 때문에, 굴착속도가 현저히 증가됨과 동시에 높은 점성을 가지고 겔화되는 벤토나이트의 요변성(搖變性,thixotropy)으로 인해 굴착 벽면의 붕괴나 터널이 매몰되는 것을 방지할 수 있게 된다.

상기 제2단계(S2)에서는 도 4와 같이 플렉시블한 폴리에틸렌 파이프로 된 다수의 지중선 파이프(50)들을 파이프 안내구(61) 및 견인대(60)에 연결시킨다.

본 발명의 매설공법에 이용되는 지중선 파이프(50)들은 도 3에 도시된 바와 같이, 선단부의 둘레 면에 일정한 간격으로 슬러지 유입공(51)들이 형성되어 있다.

상기 각 지중선 파이프(50)의 일단부인 전방부에는 캡(52)의 개방된 부분과 지중선 파이프(50)의 선단부가 열융합 되어있고, 캡(52)에는 고리(53)가 고정되어 있는데, 고리(53)는 캡(52)에 형성된 관통공(52a)을 나선부가 관통하여 내부에서 너트와 나사결합 되어 고정된다.

도 4에 도시된 바와 같이 상기 지중선파이프(50)의 고리(53)와 견인대(60)의 일단부에 형성된 고리 사이는 연결줄에 의해서 서로 연결되어 있다.

견인대(60)의 타단부에는 지중선 파이프(50)들이 터널(30) 내를 순조롭게 안 내되면서 통과할 수 있도록 형성된 원통형상의 파이프 안내구(61)가 연결되어 있으며, 파이프 안내구(61)의 내주면에 다수개의 연결격판(61a)이 구성되어 있으며, 연결 격판(61a)에 견인줄(60')이 연결되어 있다.

상기 제3단계(S3)에서는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 견인대(60)에 연결된 견인줄(60')을 터널출구(32) 외부의 견인장비에 의해서 당겨 지중선 파이프(50)들의 선단부를 터널입구(31)를 거쳐서 터널(30)을 관통하여 터널출구(32)로 빠져나오도록 한다.

본 발명의 공법에서는 지중선 파이프(50)들이 터널(30)을 통과할 때 터널(30)의 내부에서 액상의 슬러지(40)에 의해서 부력을 받지 않는다.

즉, 본 발명의 일실시예에 따라 지중선 파이프(50)들의 전방 부분에 다수의 유입공(51)들이 형성되어 있으므로 터널(30) 내의 슬러지가 지중선 파이프(50)의 내부로 들어가기 때문에 지중선 파이프(50)가 액상의 슬러지에 의해서 부력을 받지 않는다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면 지중선 파이프(50)에 유입공(51)들을 형성하지 않고 지중선 파이프(50)들을 터널(30)에 통과시킬 때 각 지중선 파이프(50)들의 끝단 개구부를 통하여 별도의 물을 유입시켜 지중선 파이프(50) 내부에 물을 집어넣어도 터널(30) 내부의 슬러지(40)에 의하여 부력을 받지 않게 된다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 지중선 파이프매설공법은 견인줄(60')에 의해서 지중선 파이프(50)들을 견인하여 터널(30) 내를 지중선 파이프(50)가 통과할 때 지중선 파이프(50) 내부에 슬러지 또는 별도의 물을 집어넣기 때문에 터 널(30) 내부의 액상의 슬러지에 의한 부력을 받지 않게 되어 견인과정에서 지중선 파이프(50)들이 찌그러지는 등의 손상이 발생되지 않게 된다.

따라서, 터널(30) 내에 매설된 손상되지 않은 지중선 파이프(50)들의 중공부내로 통신선이나 전선 등의 지중선을 인입시키는 작업이 순조롭게 이루어질 수 있게 된다.

또한 터널(30) 내로 지중선 파이프(50)들을 견인하여 통과시킬 때에 지중선 파이프(50)들이 터널(30)내의 상부 천정부분에 밀착되지 않기 때문에 견인작업이 용이하게 이루어지게 된다.

지중선 파이프(50)가 터널(30) 내부에 매설되면, 선단부 또는 끝단부에서 압축공기를 불어넣고 슬러지 또는 물을 지중선 파이프(50) 내부에서 토출시켜 내부를 깨끗이 청소하고 선단부 또는 끝단부를 마무리 처리한다. 그리고 내부에 통신선 등 지중선을 배설한다.

본 발명은 기재된 구체 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 따라서 그러한 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구의 범위에 속한다 해야 할 것이다.

도 1은 도로 및 하천지대의 지중에 통상의 곡선형 터널굴착공법에 의하여 곡선형으로 터널이 굴착된 상태의 종단면도,

도 2는 종래의 지중선 파이프 매설공법에 따라 다수개의 지중선파이프들이 터널내를 통과하면서 찌그러지거나 손상이 된 상태를 나타낸 종단면도,

도 3은 본 발명의 지중선 파이프매설공법에 사용되는 지중선 파이프의 요부 종단면도,

도 4는 본 발명에 따른 다수개의 지중선 파이프들이 견인대 및 파이구 안내구에 연결되어진 상태의 사시도,

도 5는 본 발명의 지중선 파이프매설공법에 의하여 다수의 지중선 파이프들이 손상됨이 없이 터널 내를 순조롭게 통과하고 있는 상태를 나타낸 종단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명 >

10 : 도로 20 : 하천

30 : 터널 31 : 터널입구

32 : 터널출구 40 : 슬러지

50, 50' : 지중선 파이프 51 : 유입공

52 : 캡 52a : 관통공

53 : 고리 60 : 견인대

60' : 견인줄 61 : 파이프 안내구

61a : 연결 격판

Claims

장거리 폭을 갖는 도로(10)나 하천(20)의 지중을 횡단하는 지중선 파이프를 매설하기 위하여 지중에 곡선형으로 터널(30)을 물과 결합제를 주입하며 굴착하는 제1단계(S1)와,

한개 이상의 플렉시블한 지중선 파이프(50)들을 파이프 안내구(61)가 일측에 구비된 견인대(60)에 연결시키는 제2단계(S2)와,

터널출구(32)에서 터널(30)을 관통하여 터널입구(31)로 빠져나온 견인줄(60')에 상기 견인대(60)를 연결하여 터널출구(32) 외부의 견인장비에 의해서 견인줄(60')을 당겨 지중선 파이프(50)들이 터널(30)을 관통하도록 하는 제3단계(S3)를 포함하는 지중선 파이프매설공법에 있어서,

상기 제3단계(S3)에서 상기 지중선 파이프(50)들의 내부에 슬러지(40) 또는 물을 유입시켜 지중선 파이프(50)들이 터널(30) 내부에서 부력을 받지 않도록 하면서 터널(30)을 관통시키는 것을 특징으로 하는 지중선 파이프매설공법.
제1항에 있어서, 상기 지중선 파이프(50)들의 내부에 슬러지(40)를 유입시키는 방법은 지중선 파이프(50)의 전방 부분에 다수의 유입공(51)들을 형성하고 그 유입공(51)들을 통하여 터널(30) 내부의 슬러지(40)가 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 지중선 파이프매설공법.
제1항에 있어서, 상기 지중선 파이프(50)들의 내부에 물을 유입시키는 방법은 지중선 파이프(50)의 끝단 개구부를 통하여 별도의 물을 유입시키는 것을 특징으로 하는 지중선 파이프매설공법.