KR101228137B1

KR101228137B1 - 탈착이 가능한 와이어 절삭장치가 설치된 압입체

Info

Publication number: KR101228137B1
Application number: KR1020120094382A
Authority: KR
Inventors: 엄기영; 김재왕; 이성혁
Original assignee: 한국철도기술연구원
Priority date: 2012-08-28
Filing date: 2012-08-28
Publication date: 2013-01-31

Abstract

선로 하부 지반을 횡단하도록 시공되는 비개착시 횡단구조물 시공에 있어서 저피고의 한계를 극복할 수 있고 효율적인 지반 굴착이 가능한 와이어 절삭장치가 장착된 압입체가 개시되며 상기 압입체는 압입체 전면으로부터 탈착이 가능하도록 설치되어 견인방향으로 연장되도록 설치된 다수의 절삭 와이어 연결장치; 상기 절삭 와이어 연결장치들의 연결단부가 배면에 연결되며 전면에는 긴장재들의 연결단부가 연결되어 상기 압입체 전방에 설치되는 절삭와이어 고정장치; 상기 절삭와이어 고정장치들 사이사이에 장착되어 압입체 견인 시 전방의 지반을 압입체의 형상에 대응하여 절삭 굴착시키는 절삭 와이어 및 상기 압입체 상부에 형성된 2개의 절삭 와이어 연결장치 사이에 수평판 형태로 형성되는 것으로서 양 측단이 절삭 와이어 연결장치 내측면에 형성된 서로 이격된 지지판으로 형성된 침하방지판 끼움구에 끼워져 형성된 침하방지판;을 포함한다.

Description

탈착이 가능한 와이어 절삭장치가 설치된 압입체{STEEL TUBE FOR NON-OPEN CUT EXCAVATION WITH REMOVABLE WIRE SAW APPARATUS}

본 발명은 와이어 절삭장치가 장착된 압입체에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 철도(선로) 하부 지반을 횡단하도록 시공되는 비개착식 횡단구조물 시공에 있어서 저피고의 한계를 극복할 수 있고 효율적인 지반 굴착이 가능한 탈착이 가능한 와이어 절삭장치가 설치된 압입체에 관한 것이다.

본 발명과 관련하여 현재 적용되고 있는 대표적인 비개착식 지하구조물 시공공법으로는 함체견인공법, 강관 단면루프공법, JES&HEP 공법 등이 소개되어 있다.

먼저, 상기 함체견인공법은 함체가 통과할 지중에 미리 소구경 함체지지용 가설용 강관 단면을 수평으로 압입 관통시킨 후 지중을 횡단하여 이어진 다수의 PC 강선을 현장에서 제작된 함체와 결속한 후 견인하여 함체내의 내부토사를 제거하고, 이와 같은 견인과 굴착작업을 반복하여 지중에 구조물을 설치하는 공법으로, 이 공법은 함체 추진공사 중 추진함체와 강관 단면의 수평압입 시 발생한 시공오차에 의한 가설 강관 단면과의 틈새만큼 함체 상부의 도로나 지장물에 침하가 발생할 우려가 있으며, 또한 함체가 미리 제작되어 견인 설치되므로 상부 토피가 깊은 경우 함체를 이루는 부재치수가 커지게 되어 견인이 곤란해지며 작업장의 규모가 큰 편이라는 단점이 있다.

또한 상기 강관루프 공법은 구조물이 형성될 지중에 미리 가설용 소형 강관을 순차적으로 압입 연결하여, 강관 루프를 형성하고, 강관 루프의 안쪽의 내부 토사를 제거하면서 지지보와 가설기둥을 설치하며 그 내부공간에 콘크리트를 타설하여 구조물을 축조하게 된다. 따라서 상부 토피가 깊을 경우 1차적으로 강관 루프와 지지보 등 가설재가 상부하중을 지지해야하므로 가시설의 규모가 커지는 문제점이 있다.

그리고 JES&HEP(Jointed Element Shield Structure and High Speed Element Pull Method)공법은 축 방향으로 힘의 전달이 가능한 이음부를 가지는 강관을 도 1a와 연속하여 견인, 삽입한 후 강관 내부에 콘크리트를 채워 사각형 라멘구조물을 시공하는 방법으로서 상기 이음부가 인장력을 전달할 수 있는 구조로 시공되는 방법이다.

이러한 JES 공법은 강관의 전면부에 도 1b와 같이 HEP공법의 사각형쉴드(일종의 기계적 굴착장치)를 설치하여 견인방식으로 시공하여 자동배토 시스템을 이용할 수 있어 정밀 시공이 가능하고 견인을 위한 반력벽으로 종점부의 토류벽을 이용하기 때문에 시점부의 반력설비가 불필요하며 최소 토피 1m까지 시공이 가능하다는 등의 장점이 있다.

말하자면 JES&HEP 공법은 강관을 전방에서 견인하면서(도 1c와 같이 견인장치 이용) 강관 내부의 토사 등을 강관의 전면부에 별도로 장착한 사각형쉴드로 굴착하는 방법이라 할 수 있다.

하지만 국내에서 이러한 JES 공법의 현장 적용 사례가 적어 설계가 용이하지 않으며 무엇보다 사각형 쉴드에 의한 굴착에 있어 품질관리가 용이하지 않다는 문제점이 있었다. 이러한 기계적 굴착장치를 이용하면 시공속도가 매우 빠르다는 장점은 있으나 이러한 기계적 굴착장치는 그 제작, 설치가 매우 복잡하고 시공공종이 많아지기 때문에 운용비용이 커질 수밖에 없고 고장이 발생하는 경우 현장에서 대응하기가 쉽지 않다는 문제점이 있었다.

도 1c는 특히 JES 공법은 강관의 연결부 상세도를 도시한 것이다. 먼저 강관은 기준강관(61)과 기준강관(61)의 측방에 압입되는 일반강관(62)가 연결되도록 하고 있음을 알 수 있다.

이러한 강관들 내부에는 콘크리트가 충진되어 중립축을 기준으로 상부는 압축력, 하부는 인장력을 부담하는데 강관의 플랜지가 인장력을 부담하고 충진된 콘크리트가 압축력을 부담하도록 설계된다.

이때 상기 이음부는 강관들에 작용하는 인장력을 전달하는 부위가 되므로 충분한 강도를 가져야 하며 반복하중에 의한 피로강도를 향상시켜야 한다.

이를 위해 갈고리형 이음부는 서로 끼워지도록 하되 이음부 사이에는 무수축 고강도 콘크리트가 충진되도록 하여 차수성을 확보하도록 하되, 상기 무수축 고강도 콘크리트가 누출되지 않도록 그라우팅 강판, 코킹을 이음부 연결부위에 설치하게 된다.

또한 부식등을 방지하기 위하여 방청용 FRP 라이닝을 형성시키고 있음을 알 수 있다.

따라서 상기 강관들을 사각 강관으로 서로 인접하도록 설치함에 있어 이음부의 시공은 복잡하기도 하지만 문제는 이러한 이음부에 하중이 집중되는 경우가 많아 이러한 하중 집중을 피해야 하지만 현실적으로 이를 해결하는 방법이 마땅하지 않다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 지하횡단구조물을 시공하기 위하여 지반에 강관과 같은 압입체를 압입시켜 강관 구조체를 시공한 후, 상기 강관 구조체를 지하횡단구조물의 일부로 시공하는 방법에 있어서, 압입체의 이음부에서 압입체가 서로 보다 용이하게 끼워져 연결될 수 있도록 하여 시공된 압입체가 서로 밀착될 수 있도록 하면서 이음부에 하중이 집중되더라도 이를 용이하게 분산시킬 수 있는 압입체 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.

또한 상기 압입체를 견인하여 압입시키면서 압입체 전방의 지반을 보다 효율적으로 절삭 굴착할 수 있도록 하되 재사용이 가능하도록 탈착이 가능한 와이어 절삭장치가 설치된 압입체 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은

첫째, 압입체는 사각 강관을 이용하여 지반을 절삭 굴착시켜 가면서 다수를 시공하여 강관구조체로 시공하고 이러한 강관구조체는 지하횡단구조물의 일부로 이용하게 된다.

상기 압입체는 사각 강관을 이용하되 기준 압입체, 일반 압입체 및 우각부 압입체로 크게 구분할 수 있도록 하되, 특히 각 압입체는 서로 면접되어 지반에 설치되도록 하고 이음부는 사각 강관의 각 모서리부 외측으로 형성되도록 하여 이음부에 작용하는 하중이 상기 이음부에 집중되어 이음부의 변형 및 파손 등의 문제가 발생하지 않도록 하였다.

또한 상기 절삭 굴착을 위하여 인력이 아닌 장비를 이용하되 이러한 장비는 굴진을 위하여 별도의 동력장비를 이용하지 않아 운용이 용이하면서도 굴착성능을 충분히 확보할 수 있도록 하기 위하여 압입체의 전방에 와이어 절삭장치를 장착하고, 압입체를 전방으로 견인시키는 과정에서 와이어 절삭장치가 자연스럽게 전방의 지반을 절삭 굴착하도록 하였다.

둘째 상기 압입체의 전방에 와이어 절삭장치를 일체로 장착하되 상기 압입체에 탈착이 가능한 구조로 설치되도록 하여 압입체의 정방에 와이어 절삭장치를 사용 후 다른 강관의 압입에 재 사용이 가능하도록 하였다.

셋째, 상기 와이어 절삭장치는 압입체의 전방에 장착된 상태에서 PC 강선과 같은 긴장재로 압입체를 전방으로 견인할 때 전방의 지반을 압입체의 형태에 대응하는 모양으로 절삭 할 수 있도록 설치되며 이를 위해 상기 와이어 절삭장치는 상기 긴장재와 절삭와이어를 고정시킬 수 있는 절삭와이어 고정장치와 상기 절삭와이어 고정장치를 압입체에 연결시키는 절삭 와이어 연결장치를 포함하여 구성되도록 하였다.

이를 위해 본 발명은

사각관인 압입체; 및

상기 압입체 전면으로부터 탈착이 가능하도록 설치되어 견인방향으로 연장되도록 설치된 다수의 절삭 와이어 연결장치; 상기 절삭 와이어 연결장치들의 연결단부가 배면에 연결되며 전면에는 긴장재들의 연결단부가 연결되어 상기 압입체 전방에 설치되는 절삭와이어 고정장치; 상기 절삭와이어 고정장치들 사이사이에 장착되어 압입체 견인 시 전방의 지반을 압입체의 형상에 대응하여 절삭 굴착시키는 절삭 와이어 및 상기 압입체 상부에 형성된 2개의 절삭 와이어 연결장치 사이에 수평판 형태로 형성되는 것으로서 양 측단이 절삭 와이어 연결장치 내측면에 형성된 서로 이격된 지지판으로 형성된 침하방지판 끼움구에 끼워져 형성된 침하방지판;을 포함하는 와이어 절삭장치;를 포함하되, 상기 와이어 절삭장치는 압입체 전방에 탈착이 가능하도록 설치하며,
상기 압입체는 사각 강관을 이용하되 4개의 모서리에 상기 절삭 와이어 연결장치가 각각 설치되도록 하며, 상기 절삭와이어 고정장치는 절삭 와이어 연결장치(130)들의 연결단부가 배면에 연결되며 전면에는 긴장재들의 연결단부가 연결되는 고정블록; 및 상기 고정블록의 측면에 형성되어 절삭 와이어가 장착되는 절삭와이어 걸림구;를 포함하며, 상기 고정블록은 부채꼴 단면의 블록으로 형성되는 몸체부와 상기 몸체부로부터 다른 고정블록 방향으로 연장된 중앙돌설부를 포함하며, 상기 절삭 와이어를 고정블록 사이에 끼워져 장착될 수 있도록 상기 중앙돌설부의 측면에는 도르래 형태의 절삭와이어 걸림구가 형성되도록 하게 된다.

또한 바람직하게는

상기 절삭 와이어 연결장치를 2개의 이격된 반원형 봉 부재로 형성시키고, 상기 2개의 반원형 봉부재의 일측은 이격된 상태로 절삭와이어 고정장치 배면에 일체로 고정되도록 하고, 서로 이격되어 벌어진 타측은 압입체에 삽입되어 상기 2개의 이격된 반원형 봉 부재와 압입체를 관통하도록 설치된 체결구에 의하여 와이어 절삭장치가 압입체에 탈착이 가능하도록 하였다.

삭제

본 발명은 압입체로서 사각관을 이용하기 때문에 강관구조체 시공을 보다 신속하게 할 수 있으며 서로의 연결도 용이하여 품질관리에 매우 유리하게 된다. 특히 압입체의 이음부는 모서리 외측에 위치함으로서 압입체의 면접에 유리도록 하여 보다 밀실하고 하중 집중에 대한 저항성능에 유리한 강관구조체 시공이 가능하게 된다.

또한 지반에 압입체를 견인시켜 강관구조체를 시공한 후, 상기 강관구조체 내측에 지하횡단물 구조물을 시공하는 방법에 있어 지반을 절삭 와이어를 이용하여 절삭 굴착시키게 되므로 지반의 교란이 심하지 않아 지반의 침하가 거의 발생하지 않게 된다.

이때 상기 절삭 와이어는 압입체에 탈착이 가능하도록 설치되므로 재사용 및 유지와 관리에 유리하게 된다.

이로서 철도용 선로 하부의 지반을 횡단하는 구조물과 같이 지반침하가 엄격히 제한되는 저피고 지하 횡단물 구조물 시공에 있어 매우 효과적인 지반 굴착이 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 와이어 절삭장치는 구조가 매우 간단하여 손상이나 고장 발생율이 낮고 설사 손상 등이 발생되더라도 간단하게 교체할 수 있기 때문에 시공성, 유지 관리성이 매우 뛰어나 보다 경제적인 지반 굴착 및 이를 통한 지하 횡단물 구조물 시공이 가능하게 된다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1a, 도 1b 및 도 1c는 종래의 비개착 지하구조물의 시공방법도,
도 2는 본 발명에 의한 강관구조체 시공단면도 및 부분 상세도,
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명의 와이어 절삭장치의 구성사시도, 구성 발췌사시도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 와이어 절삭장치가 장착된 압입체의 작용사시도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

[ 본 발명의 와이어 절삭장치(100)가 장착된 압입체(200) ]

도 2는 압입체를 이용한 강관구조체 및 압입체의 단면도들, 도 3a는 압입체(200)에 와이어 절삭장치(100)가 장착된 장착사시도이며, 도 3b 및 도 3c는 상기 와이어 절삭장치(100)의 구성 사시도이다.

이때 상기 압입체(200)는 도 2와 같이 강재로 제작된 사각관으로 제작된 것이 이용된다.

사각관을 이용하는 이유는 제작이 비교적 용이하고 저토피고에서 시공시 원형강관에 비교하여 균일한 병렬형 구조체로 배치되어 시공후 지반의 불균등 침하에 유리하기 때문이다. 뿐만아니라 박스구조물을 생성시 박스 구조를 형성하기 위해 시공마감 과정이 불필요하여 시공과정에 따른 이점이 있다.

이러한 압입체(200)는 지반에 시공되어 강관구조체를 이루어지게 되는데 도 2의 경우에는 "ㅁ 형"으로 강관구조체를 시공되고 있음을 알 수 있지만 원하는 형태로 강관구조체를 시공할 수 있다.

이때 압입체(200)는 예컨대 1개씩 지반에 시공되도록 하는데 기준 압입체(200a)를 기준으로 양 측방으로 일반 압입체(200b)를 다수를 연결 설치하고, 상부 우각부에서는 상부 우각부 압입체(200c)를 설치한 후, 상기 상부 우각부 압입체(200c)를 기준으로 하방으로 일반 압입체(200b)를 다수 연결 설치하게 하고 다시 하부 우각부에는 하부 우각부 압입체(200d)를 설치하고 하부 우각부 압입체(200d) 사이에는 일반 압입체(200b)를 연결 설치하여 "ㅁ 형"으로 강관구조체를 시공하게 된다.

먼저, 기준 압입체(200a)의 단면형상이 사각관 형태를 구성하도록 하되 네 모서리 외측에 이음부(210a)가 각각 형성되어 있음을 알 수 있는데 이러한 이음부(210a)에 일반 압입체(200b)의 이음부(210b)가 끼워지도록 하여 이음부들에 의하여 서로 연결된 기준 압입체(200a)와 일반 압입체(200b)는 측면을 공유하면서 면접되도록 하되 상기 이음부의 연결부위가 압입체들의 플랜지들의 연결선상에 위치하도록 한다는 점이다.

이에 종래 이음부들이 플랜지 연장선상에서 서로 이격되어 연결되는 압입체(JES 공법등) 및 측면을 절단하여 단면이 겹쳐지도록 하는 시공방식(NTR 공법등)과 대비하여, 이음부에 작용하중이 집중되도록 하는 현상을 방지할 수 있게되며 서로 면접된 압입체에 의하여 작용하중에 대하여 일체로 저항할 수 있어 강관구조체로서 구조적 성능을 충분히 확보할 수 있으며 각 압입체는 측면을 공유하기 때문에 경제적인 보다 압입체 제작이 가능하게 됨을 알 수 있다.

즉, 상기 이음부들(210a,210b)은 압입체들의 연결기능을 전담하면서도 모서리 외측에 형성에 형성되어 서로 면접되는 압입체의 플랜지 연결선상에 형성되지 있지 않아 압입체에 작용하는 하중 즉, 인장응력을 받는 압입체의 플랜지부들과 같이 작용하중이 이음부에 집중되지 않도록 함을 알 수 있어 상당한 연결성능 확보가 가능하게 된다.

나아가 본 발명은 모서리 내측을 보강함과 더불어 인접한 모서리 연결을 위하여 모서리부 내측에 봉 형태의 보강재(220)를 설치하고 상기 보강재(220)는 모서리 내측에 자동 용접에 의하여 고정되도록 하게 된다.

이에 기준 압입체(200a) 양 측방으로 연결되는 일반 압입체(200b)들은 일측 측면(기준 압입체와 면접하는 측면)이 개방된 상태로 형성되도록 하되 상기 측면이 개방된 모서리 외측을 포함하여 네 모서리 외측에 이음부(210b)를 형성시키고 상기 이음부(210b)가 기준 압입체(210a)의 이음부(210a) 내측으로 끼워져 삽입되도록 하게 된다.

이는 기준 압입체(200a)가 미리 시공되어 있으므로 양 측방의 일반 압입체(200b)는 압입체 시공의 시점부로부터 기준 압입체 측방에 설치하는 공정을 따르기 때문이다.

이에 기준 압입체(200a)의 양 측방으로 설치된 일반 압입체(200b)들에 동일한 단면형태의 일반 압입체(200b)를 시공하게 되며 양 측방 단부 즉 상부 우각부에는 상부 우각부 압입체(200c)가 최종 시공된다.

이러한 상부 우각부 압입체(200c)는 하방으로 연장될 일반 압입체(200b) 가 연결시공을 위하여 이음부(210c)는 각각 상부 좌측(좌측 상부 우각부 압입체) 및 우측(우측 상부 우각부 압입체) 을 제외하고 2개의 이음부(210c)가 형성되도록 함을 알 수 있다.

다음으로 상부 우각부 압입체(200c) 하부에는 4 모서리 외측에 이음부(210b)가 형성되도록 하되 일측면(위치상 상부)이 개방된 일반 압입체(200b)를 기준 압입체(200a)에 연결되는 일반 압입체(200b)와 같이 동일하게 연결시키게 된다.

나아가 하부 우각부 압입체(200d)를 양 하단부에 역시 연결설치하게 된다. 이러한 하부 우각부 압입체(200d)는 연장될 일반 압입체(200b) 연결시공을 위하여 이음부(210d)는 각각 하부 좌측(좌측 하부 우각부 압입체) 및 우측(우측 하부 우각부 압입체)을 제외하고 3개의 이음부(210d)가 형성되도록 함을 알 수 있다.

이와 같이 최종 압입체들(200a,200b,200c,200d)을 연결 시공하게 되면 서로 면접하는 압입체들이 강관구조체를 형성시키게 되고, 이러한 압입체 내부에 철근을 관통하도록 배근(미도시)하고 콘크리트(미도시)를 타설하여 강관구조체 내부에 콘크리트가 충진되도록 하고 이러한 콘크리트가 충진된 강관구조체는 지하횡단구조물의 일부로서 기능하도록 하게 된다.

이때 상기 압입체(200a,200b,200c,200d) 각각의 시공은 압입체의 견인에 의한 절삭굴착방법을 이용하게 된다.

이때 각각의 압입체들의 측면에는 다른 압입체 견인을 위한 긴장재(300) 선 설치를 위해 긴장재(300)를 부착시키고 이러한 부착된 긴장재는 연결될 압입체 견인에 이용되며, 상기 절삭굴착방법을 위해 본 발명은 도 3a와 같이 다음과 같은 와이어 절삭장치(100)를 이용하게 된다.

즉, 상기 압입체(200) 전면에는 와이어 절삭장치(100)가 탈착이 가능하도록 설치되는데 이를 위해 절삭와이어 연결장치(130)가 이용되며 이에 대하여는 후술하기 한다.

먼저, 와이어 절삭장치(100)는 압입체(200)의 전방에 PC 강선을 포함하는 긴장재(300)에 의하여 압입체(200)가 전방으로 견인 될 때 상기 견인력에 의하여 압입체(200)의 전방 지반을 절삭 굴착시키는 장치로서 절삭 와이어(110)를 이용하게 된다.

상기 절삭 와이어(110)는 구조물 절삭용 와이어 쏘(WIRE SAW)를 이용할 수 있는데 예컨대 심선(피아노선 등)이 되는 선상체의 외주면에 높은 경도를 가진 다이아몬드 재질의 저립을 도금 등의 방법으로 고착시킨 것을 이용하면 된다.

이러한 절삭 와이어는 철근콘크리트 구조물도 절삭할 수 있을 정도이므로 토사 등 지반은 쉽게 절삭이 가능하다.

이러한 절삭 와이어(110)는 절삭되는 대상에 파고들도록 힘을 가하여 대상을 절삭시킬 수 있게 된다. 본 발명도 상기 절삭 와이어(110)가 압입체(200) 두부의 전방에 위치한 지반을 파고들어 절삭 굴착되도록 하게 된다.

이때 상기 파고드는 힘은 압입체(200)의 견인력이다. 이에 상기 견인력을 전달받기 위하여 절삭 와이어(110)는 PC 강선과 같은 긴장재(300)가 고정될 수 있는 긴장재 고정수단에 장착시키게 된다.

이때 상기 긴장재 고정수단에는 절삭 와이어(110)를 효과적으로 설치하되 탈착이 용이하도록 절삭 와이어 고정수단이 함께 구비되도록 하게 된다.

이로서 상기 긴장재 고정수단 및 절삭 와이어 고정수단의 역할을 하는 것이 바로 본 발명의 절삭와이어 고정장치(120)이다.

이러한 절삭와이어 고정장치(120)는 고정블록(121) 및 절삭와이어 걸림구(122)를 포함하여 구성된다.

먼저 상기 고정블록(121)은 도 3a와 같이 서로 이격되어 절삭 와이어(110)가 이격된 고정블록(121) 사이에 위치하도록 하게 된다.

이러한 고정블록(121)은 압입체가 전방으로 견인되면서 전방의 지반에 압입되므로 고정블록(121)은 지반의 저항을 받을 수밖에 없다.

이에 고정블록(121)은 지반의 저항을 줄일 수 있는 형태로 형성 및 배치시키게 된다.

도 3b에는 압입체(200)의 네 모서리 전방에 각각 배치되도록 하되 전체적으로는 부채꼴 단면의 블록으로 형성되는 몸체부(121a)와 상기 몸체부(121a)로부터 다른 고정블록 방향으로 연장된 중앙돌설부(121b)를 포함하여 형성시킬 수 있음을 알 수 있다.

이때 상기 절삭 와이어(110)를 고정블록(121) 사이에 끼워져 장착될 수 있도록 상기 중앙돌설부(121b)의 측면에는 도르래 형태의 절삭와이어 걸림구(122)가 형성되어 있다.

이러한 절삭와이어 걸림구(122)는 도 3b와 같이 고정블록(121)의 몸체부(121a)에 볼트(121c)에 의하여 체결될 수 있도록 하여 절삭 와이어(110)가 다이어스(121d, 일종의 간격재)에 의하여 절삭와이어 걸림구(122)에 장착되도록 하게 된다.

이에 서로 이격된 절삭와이어 걸림구(122)를 감싸 끼워지도록 설치되어 전체적으로 사각 링 형태로 고정블록(121)에 절삭 와이어(110)가 장착되어 있음을 알 수 있다.

도 3a의 경우에는 사각 강관으로 형성된 압입체(200)의 네 모서리 전방에 4개의 고정블록(121)이 배치되어 있고, 상기 고정블록(121) 각각에는 2개의 절삭와이어 걸림구(122)가 중앙돌설부(121b)의 양 측면에 형성되도록 하여, 1개의 고정블록(121)에 2개의 절삭 와이어(110)가 걸쳐지도록 함을 알 수 있으며,

상기 4개의 고정블록(121) 사이에 4개의 사각 링 형태의 절삭 와이어(110)가 장착되어 사각 밴드 형태로 장착됨을 알 수 있다.

이때 절삭 와이어(110)를 사각 밴드 형태로 형성시키는 이유는 압입체(200)가 사각 강관의 형태이므로 그 전방의 지반도 사각 형태로 절삭시켜야 하기 때문이다.

나아가 상기 절삭와이어 고정장치(120)의 고정블록(121)들에는 긴장재(300)가 연결되도록 하게 되는데 상기 긴장재(300)는 전방(종점부)로부터 견인되므로 고정블록(121)의 호형 몸체부(121a) 전면에 형성시킨 연결구(123)에 상기 긴장재(300)의 단부가 연결되어 고정되도록 하게 된다.

이러한 연결은 도 3b와 같이 미리 연결구(123)를 긴장재(300)의 단부에 형성시켜 놓고 상기 연결구(123)를 고정블록(121)의 호형 몸체부(121a)에 나사 체결식으로 체결시키는 방식 등을 이용할 수 있을 것이다.

또한 절삭와이어 고정장치(120)는 압입체(200)의 전방에 이격되도록 배치되어 있는데 상기 절삭와이어 고정장치(120)와 압입체(200) 사이의 거리를 유지하면서 전방으로 압입체가 효과적으로 견인될 수 있도록 원형단면의 봉 또는 관형태의 절삭와이어 연결장치(130)를 이용하게 된다.

구체적으로는 상기 봉 또는 관형태의 절삭와이어 연결장치(130)를 압입체(200)의 네 모서리 전면과 고정블록(121)의 호형 몸체부(121a)의 배면 사이에 형성되도록 하여 절삭와이어 고정장치(120)와 절삭 와이어(110)를 압입체(200) 전방에 고정 배치되도록 하게 된다.

이때 상기 절삭와이어 연결장치(130) 각각은 도 3c와 같이 2개의 반원형 봉(131,132)으로 구분되도록 형성시키고, 2개의 반원형 봉이 절삭와이어 고정장치(120)에 삽입되어 일체로 고정되도록 하고, 이에 2개의 반원형 봉(131,132) 사이 간격에 압입체(200)가 끼워져 볼트(133)로 고정되도록 함으로서 설치하게 된다.

상기 압입체(200)는 강관(사각 강관)으로 형성되어 있어 상기 2개의 반원형 봉(131,132) 사이의 간격에 양 측판이 삽입되도록 하고 볼트(133)로 고정되도록 하게 된다. 이는 결국 볼트(133)에 의하여 분리가 가능함을 알 수 있다.

이로서 본 발명의 절삭 와이어(110)는 압입체(200)의 형태에 따른 지반 절삭 굴착이 가능하도록 하게 됨을 알 수 있으며 절삭와이어 고정장치(120)는 강관의 모서리 전방에 최소한의 부피를 차지하고 있을 뿐이므로 견인에 따른 저항이 작고, 절삭와이어 연결장치(130)도 절삭와이어 고정장치(120) 후방에 직선 형태로 연장되어 있어 역시 견인에 따른 저항이 작음을 알 수 있으며 사각 링 형태의 절삭 와이어(110)를 이용할 수 있어 효과적인 지반 절삭 굴착이 가능함을 알 수 있다.

또한 상기 사각 링 형태의 절삭 와이어(110)는 절삭와이어 고정장치(120)로부터 걸림형태로 장착 및 해체가 가능하여 유지보수에 있어 매우 효과적이다.

이에 압입체(200)의 두부 전방에는 절삭와이어 연결장치(130)에 의하여 절삭와이어 고정장치(120)가 세팅되어 있고,

상기 절삭와이어 고정장치(120)에는 절삭 와이어(110)와 긴장재(300)이 장착되어 있어 긴장재를 전방으로 견인하게 되면 압입체(200)가 함께 견인되면서 전방의 지반이 절삭 와이어(110)에 의하여 절삭 굴착된다.

이러한 절삭 굴착된 지반은 견인되는 압입체(200) 내부로 밀려들어가게 되지만 이러한 과정에서 상부 지반의 침하가 발생할 수 있다.

이를 방지하기 위하여 본 발명은 도 3c와 같이 절삭와이어 연결장치(130)에 침하방지판(140)을 설치하게 된다.

즉, 압입체(200)의 위쪽 2개의 모서리 전방으로 연장된 절삭와이어 연결장치(130) 사이에 수평판 형태의 침하방지판(140)을 설치하게 된다.

이를 위해 상기 침하방지판(140)의 양 측단이 끼워지도록 서로 이격된 지지판으로 형성된 침하방지판 끼움구(141)를 상기 절삭와이어 연결장치(130)의 측면에 일체로 형성시킬 수 있을 것이다.

[ 본 발명의 와이어 절삭장치(100)의 작용 ]

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 와이어 절삭장치(100)의 작용을 도시한 것이다.

먼저, 도 4a와 같이 압입체(200)의 두부 전방에는 앞서 살펴본 절삭 와이어(110), 절삭와이어 고정장치(120) 및 절삭와이어 연결장치(130)를 포함하는 와이어 절삭장치(100)가 장착되어 있으며 상기 와이어 절삭장치(100)에는 긴장재(300)가 전방으로부터 연장되어 연결되어 있음을 알 수 있다.

이에 미리 지반(G)에는 압입체(200)이 횡단하는 시점부와 종점부를 미리 수직갱 형태로 형성시켜 놓고,

종점부로부터 시점부 쪽으로 지반을 횡단하여 관통되도록 긴장재(300)를 미리 설치하고, 상기 긴장재(300)의 연결단부가 상기 압입체(200)의 전방에 세팅된 와이어 절삭장치(100)에 연결되도록 하게 된다.

이에 도 4b와 같이 긴장재(300)를 종점부에서 견인시키게 되면 압입체(200)에 견인력이 작용하면서 시점부로부터 종점부로 압입된다.

이러한 압입은 전방에 형성된 지반에 의하여 방해되므로 이러한 지반은 본 발명의 절삭 와이어(110)에 의하여 견인과 함께 절삭 굴착된다.

상기 절삭 굴착된 지반은 강관 내부로 유입되는데 유입된 지반은 강관 내부로부터 시점부쪽으로 배토시키게 된다.

이에 최종 압입체(200)의 전방에 있는 지반은 제거되어 긴장재(300)에 의한 견인이 용이하게 되며 압입체(200)은 시점부에서 종점부까지 견인되도록 하게 된다.

100: 와이어 절삭장치
110: 절삭 와이어
120: 절삭와이어 고정장치
130: 절삭와이어 연결장치
140: 침하방지판
200: 압입체
300: 긴장재(PC 강선)

Claims

사각관인 압입체(200); 및
상기 압입체(200) 전면으로부터 탈착이 가능하도록 설치되어 견인방향으로 연장되도록 설치된 다수의 절삭 와이어 연결장치(130); 상기 절삭 와이어 연결장치들의 연결단부가 배면에 연결되며 전면에는 긴장재들의 연결단부가 연결되어 상기 압입체 전방에 설치되는 절삭와이어 고정장치(120); 및 상기 절삭와이어 고정장치들 사이사이에 장착되어 압입체 견인 시 전방의 지반을 압입체의 형상에 대응하여 절삭 굴착시키는 절삭 와이어(110)을 포함하는 와이어 절삭장치(100);를 포함하되, 상기 와이어 절삭장치는 압입체 전면에 탈착이 가능하도록 설치할 수 있도록 하며,
상기 압입체(200)는 사각 강관을 이용하되 4개의 모서리에 상기 절삭 와이어 연결장치(130)가 각각 설치되도록 하며, 상기 절삭와이어 고정장치(120)는 절삭 와이어 연결장치(130)들의 연결단부가 배면에 연결되며 전면에는 긴장재들의 연결단부가 연결되는 고정블록(121); 및 상기 고정블록(121)의 측면에 형성되어 절삭 와이어가 장착되는 절삭와이어 걸림구(122);를 포함하며, 상기 고정블록(121)은 부채꼴 단면의 블록으로 형성되는 몸체부(121a)와 상기 몸체부(121a)로부터 다른 고정블록 방향으로 연장된 중앙돌설부(121b)를 포함하며, 상기 절삭 와이어(110)를 고정블록(121) 사이에 끼워져 장착될 수 있도록 상기 중앙돌설부(121b)의 측면에는 도르래 형태의 절삭와이어 걸림구(122)가 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 와이어 절삭장치가 장착된 압입체.
제 1항에 있어서,
상기 압입체(200)는 먼저 지반에 시공된 기준 압입체(200a)에 다른 압입체가 서로 측면을 공유하면서 면접되어 연결되도록 하되 상기 연결은 기준 압입체의 모서리 외측에 이음부를 연결시키고, 상기 이음부에 일반 압입체의 이음부가 서로 끼워져 이루어지도록 하되,
상기 이음부들은 기준 압입체와 일반 압입체의 플랜지 연결선상에 위치하지 않도록 모서리 외측에 형성시키는 것을 특징으로 하는 탈착이 가능한 와이어 절삭장치가 설치된 압입체.
제 2항에 있어서,
상기 기준압입체 및 다른 압입체에는 긴장재(300)가 측면에 부착되도록 하여 인접한 압입체의 견인에 이용되도록 하는 것을 특징으로 하는 탈착이 가능한 와이어 절삭장치가 설치된 압입체.
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제 1항에 있어서,
상기 압입체(200) 상부에 형성된 2개의 절삭 와이어 연결장치(130) 사이에 수평판 형태로 형성되는 것으로서 양 측단이 절삭 와이어 연결장치 내측면에 형성된 서로 이격된 지지판으로 형성된 침하방지판 끼움구(141)에 끼워져 형성된 침하방지판(140)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탈착이 가능한 와이어 절삭장치가 설치된 압입체.
제 1항에 있어서,
상기 절삭 와이어 연결장치(130)를 2개의 이격된 반원형 봉 부재(131,132)로 형성시키고,
상기 2개의 반원형 봉부재(130)의 일측은 이격된 상태로 절삭와이어 고정장치(120) 배면에 일체로 고정되도록 하고, 서로 이격되어 벌어진 타측은 압입체에 (200)삽입되어 상기 2개의 이격된 반원형 봉 부재와 압입체를 관통하도록 설치된 체결구(133)에 의하여 와이어 절삭장치가 절삭 와이어 연결장치에 의하여 압입체에 탈착이 가능도록 설치되는 것을 탈착이 가능한 와이어 절삭장치가 설치된 압입체.
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제 1항에 있어서,
상기 고정블록(121)은 사각 강관인 압입체 4개의 모서리에 설치된 절삭 와이어 연결장치(130)들 각각의 연결단부가 배면에 연결되며 전면에 4개의 긴장재(300)의 연결단부가 연결되도록 하여, 압입체 4개의 모서리 전방에 배치되도록 하고,
상기 고정블록(121) 사이사이에 사각 링 형태의 절삭 와이어(110)가 장착되도록 하여 상기 절삭 와이어(110)는 고정블록 사이사이에 사각 밴드 형태로 설치되도록 하는 것을 특징으로 하는 와이어 절삭장치가 장착된 압입체.