KR101334288B1 - 복수관체일체형 직천공시공장치 및 이를 이용한 직천공 터널구조물 시공방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이중강관체 구조의 직천공시공장치 및 이를 이용한 직천공방식의 터널구조물 형성방법에 관한 것으로
연약지반의 상부에 위치한 구조물의 하부에 터널 또는 지중구조물을 설치하기 위하여 굴착에 앞서 특수하게 제작된 이중강관체 구조의 직천공시공장치를 이용하여 직천공방식으로 지중에 원형 또는 사각형은 물론 그 밖에 각종 굴착설계면 형상과 유사하게 연속적으로 직천공시공장치를 연결설치하고 직천공장치의 내부는 물론 외부에 그라우팅을 하고 경화시켜 구조적으로 안전한 터널구조물을 간편하면서도 빠르고 견고하게 사전 축조함으로써, 터널 굴착이 안전하면서도 손쉽고 빠르게 이루어지도록 하여 전체적인 공사기간이 획기적으로 단축되도록 함과 동시에, 인력과 장비 자재 등의 소요를 현저하게 감소시켜 경제적인 것은 물론, 터널공사중이거나 터널완공 후에도 안전한 터널을 오래도록 지탱할 수 있도록 하여 주고자 함에 그 목적을 둔 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 복수관체일체형 직천공시공장치는 기본적으로 외면에 소정간격으로 띄엄띄엄 복수개의 그라우트재토출공(111)이 형성되고, 하측단에는 환형 사장비트(200)가 회전되도록 결합가능한 키삽입홈(112a)이 구비된 사장비트결합몸체(112)가 일체형으로 고정설치된 복수개의 메인관체(110)를 형성한 다음,
상기 복수개의 메인관체(110)를 서로 2개이상 동일한 길이로 맞대어 용접하고 메인관체(110)의 하단에는 길이가 다른 사장비트결합몸체(112)를 서로 번갈아가면서 고정설치하여 상기 각각의 메인관체(110)의 상단은 일정하게 수평을 이루고 하단은 사장비트몸체(112)가 서로 지그재그로 돌출되도록 형성함과 동시에,
상기 2개이상 동일한 길이로 맞대어 용접된 메인관체(110) 중 맨 첫번째 메인관체(110)의 외면에 길이방향으로 길게 관체연결편(113)을 더 형성하여서 이루어짐에 그 특징이 있는 것이다.
그러는 한편, 복수관체일체형 직천공시공장치(100)를 이용한 직천공 터널구조물 시공방법은 기본적으로 외면에 소정간격으로 띄엄띄엄 복수개의 그라우트재토출공(111)이 형성되고, 하측단에는 환형 사장비트(200)가 회전되도록 결합가능한 키삽입홈(112a)이 구비된 사장비트결합몸체(112)가 일체형으로 고정설치된 복수개의 메인관체(110)를 형성한 다음,
상기 복수개의 메인관체(110)를 서로 2개이상 동일한 길이로 맞대어 용접하고 메인관체(110)의 하단에는 길이가 다른 사장비트결합몸체(112)를 서로 번갈아가면서 고정설치하여 상기 각각의 메인관체(110)의 상단은 일정하게 수평을 이루고 하단은 사장비트몸체(112)가 서로 지그재그로 돌출되도록 형성함과 동시에,
상기 2개이상 동일한 길이로 맞대어 용접된 메인관체(110) 중 맨 첫번째 메인관체(110)의 외면에 길이방향으로 길게 관체연결편(113) 또는 연결용홈(114)을 형성하여서 이루어진 복수관체일체형 직천공시공장치(100)를 제작하는 단계(A)와;
상기 단계(A)를 수행하여 제작된 복수관체일체형 직천공시공장치(100)를 구성하는 메인관체(110) 하단에 환형 사장비트(200)를 회전되도록 결합하고 내부로 선단에 굴착비트(310)가 결합된 직천공로드(300)를 삽입하여 굴착설계면을 따라 지반에 수직, 수평 또는 경사지게 구멍(1)을 천공함과 동시에 복수관체일체형 직천공시공장치(100)를 지반에 강제 압입하되, 상기 일측 복수관체일체형 직천공시공장치(100)의 맨 마지막 메인관체(110)에 타측 복수관체일체형 직천공시공장치(100)의 맨 첫번째 메인관체(110)에 형성된 관체연결편(113) 또는 연결용홈(114)이 결합되도록 압입하여 복수관체일체형 직천공시공장치(100)들 끼리 서로 연결되도록 하는 단계(B)와;
상기 단계(B)를 수행하여 복수관체일체형 직천공시공장치(100)들이 서로 연결되도록 지반에 강제압입하여 연속구조체를 형성한 다음에는 직천공로드(300)를 외부로 빼내 복수관체일체형 직천공시공장치(100)와 분리시키는 단계(C)와;
상기 단계(C)를 수행하여 직천공로드(300)를 분리시킨 복수관체일체형 직천공시공장치(100)를 구성하는 메인관체 내부로 그라우트재주입로드(410) 선단에 패커(packer)(411)가 구비된 그라우트재주입장치(400)를 끝까지 삽입함과 동시에 메인관체(110)의 입구를 밀폐마개(500)로 밀폐시킨 상태에서 패커(411)를 서서히 후퇴시키면서 메인관체(110)내로 그라우트재를 주입하거나 또는 다수개의 그라우트재주입로드(410) 및 패커(411)가 구비된 그라우트재주입장치(400)를 끝까지 삽입함과 동시에 메인관체(110)의 입구를 밀폐마개(500)로 밀폐시킨 상태에서 메인관체(110) 내로 그라우트재를 주입하여 그라우트재가 메인관체(110)에 채워지면서 그라우트토출공(111)을 통해 지중내로 분사되도록 하여서 토질을 석화시키는 단계(D)를 포함하여 이루어짐에 그 특징이 있다.
연약지반의 상부에 위치한 구조물의 하부에 터널 또는 지중구조물을 설치하기 위하여 굴착에 앞서 특수하게 제작된 이중강관체 구조의 직천공시공장치를 이용하여 직천공방식으로 지중에 원형 또는 사각형은 물론 그 밖에 각종 굴착설계면 형상과 유사하게 연속적으로 직천공시공장치를 연결설치하고 직천공장치의 내부는 물론 외부에 그라우팅을 하고 경화시켜 구조적으로 안전한 터널구조물을 간편하면서도 빠르고 견고하게 사전 축조함으로써, 터널 굴착이 안전하면서도 손쉽고 빠르게 이루어지도록 하여 전체적인 공사기간이 획기적으로 단축되도록 함과 동시에, 인력과 장비 자재 등의 소요를 현저하게 감소시켜 경제적인 것은 물론, 터널공사중이거나 터널완공 후에도 안전한 터널을 오래도록 지탱할 수 있도록 하여 주고자 함에 그 목적을 둔 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 복수관체일체형 직천공시공장치는 기본적으로 외면에 소정간격으로 띄엄띄엄 복수개의 그라우트재토출공(111)이 형성되고, 하측단에는 환형 사장비트(200)가 회전되도록 결합가능한 키삽입홈(112a)이 구비된 사장비트결합몸체(112)가 일체형으로 고정설치된 복수개의 메인관체(110)를 형성한 다음,
상기 복수개의 메인관체(110)를 서로 2개이상 동일한 길이로 맞대어 용접하고 메인관체(110)의 하단에는 길이가 다른 사장비트결합몸체(112)를 서로 번갈아가면서 고정설치하여 상기 각각의 메인관체(110)의 상단은 일정하게 수평을 이루고 하단은 사장비트몸체(112)가 서로 지그재그로 돌출되도록 형성함과 동시에,
상기 2개이상 동일한 길이로 맞대어 용접된 메인관체(110) 중 맨 첫번째 메인관체(110)의 외면에 길이방향으로 길게 관체연결편(113)을 더 형성하여서 이루어짐에 그 특징이 있는 것이다.
그러는 한편, 복수관체일체형 직천공시공장치(100)를 이용한 직천공 터널구조물 시공방법은 기본적으로 외면에 소정간격으로 띄엄띄엄 복수개의 그라우트재토출공(111)이 형성되고, 하측단에는 환형 사장비트(200)가 회전되도록 결합가능한 키삽입홈(112a)이 구비된 사장비트결합몸체(112)가 일체형으로 고정설치된 복수개의 메인관체(110)를 형성한 다음,
상기 복수개의 메인관체(110)를 서로 2개이상 동일한 길이로 맞대어 용접하고 메인관체(110)의 하단에는 길이가 다른 사장비트결합몸체(112)를 서로 번갈아가면서 고정설치하여 상기 각각의 메인관체(110)의 상단은 일정하게 수평을 이루고 하단은 사장비트몸체(112)가 서로 지그재그로 돌출되도록 형성함과 동시에,
상기 2개이상 동일한 길이로 맞대어 용접된 메인관체(110) 중 맨 첫번째 메인관체(110)의 외면에 길이방향으로 길게 관체연결편(113) 또는 연결용홈(114)을 형성하여서 이루어진 복수관체일체형 직천공시공장치(100)를 제작하는 단계(A)와;
상기 단계(A)를 수행하여 제작된 복수관체일체형 직천공시공장치(100)를 구성하는 메인관체(110) 하단에 환형 사장비트(200)를 회전되도록 결합하고 내부로 선단에 굴착비트(310)가 결합된 직천공로드(300)를 삽입하여 굴착설계면을 따라 지반에 수직, 수평 또는 경사지게 구멍(1)을 천공함과 동시에 복수관체일체형 직천공시공장치(100)를 지반에 강제 압입하되, 상기 일측 복수관체일체형 직천공시공장치(100)의 맨 마지막 메인관체(110)에 타측 복수관체일체형 직천공시공장치(100)의 맨 첫번째 메인관체(110)에 형성된 관체연결편(113) 또는 연결용홈(114)이 결합되도록 압입하여 복수관체일체형 직천공시공장치(100)들 끼리 서로 연결되도록 하는 단계(B)와;
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Description
본 발명은 복수관체일체형 직천공시공장치 및 이를 이용한 직천공 터널구조물 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연약지반의 상부에 위치한 구조물의 하부를 통과하기 위한 터널형성 및 상부 구조물을 안전하게 지지하기 위하여 지반의 굴착작업에 앞서 복수관체 즉, 메인관체가 적어도 2개이상 일체로 용접되어진 특수하게 고안된 복수관체일체형 직천공시공장치를 이용하여 직천공방식으로 지중에 원형 또는 사각형은 물론 그 밖에 각종 굴착설계면 형상과 유사하게 연속적으로 복수관체일체형 직천공시공장치를 매우 빠르고 정확하게 연결설치함은 물론 이를 통해 그라우팅을 하고 경화시켜 구조적으로 안전한 터널구조물을 얻어 굴착면의 안정성을 높여 줌으로써 터널 및 근접굴착이 안전하면서도 손쉽고 빠르게 이루어지도록 하여 공사기간이 단축되도록 함과 동시에 인력과 장비 자재 등의 소요를 현저하게 감소시켜 경제적인 것은 물론 터널공사중이거나 터널완공 후에도 안전한 터널을 오래도록 지탱할 수 있게 하는 터널구조물 형성과 굴착면의 근접시설물의 보호를 위한 복수관체일체형 직천공시공장치를 이용한 직천공 터널구조물 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 연약지반의 상부에 위치한 구조물의 하부에 터널 또는 지중구조물을 설치하기 위해서는 굴착을 하기 전 반드시 터널외부로 부터 발생하는 응력에 견딜 수 있도록 터널구조물을 설치하여야 하는바, 이와 같은 터널구조물을 설치하기 위한 종래의 터널구조물 설치방법의 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이 지름이 1m~3m의 대구경강관(10)을 터널시공예정면을 따라 지중에 압입한 다음, 상기 대구경강관(10)과 대구경강관(10) 사이에 소구경 파이프(20)를 대구경강관(10)과 나란히 수평으로 설치하고, 상기 양측 대구경강관(10)에 걸친 상부를 그라우트재로 그라우팅하여 그라우팅부(21)를 형성한 다음, 상기 대구경강관(10)들 측면의 대향되는 일정길이의 곡면 부위를 절개하여 상호 개방된 절개부를 형성하고 절개된 절개부의 상,하 양끝을 철판(30)으로 용접연결한 후 강간지주(strut)(40)를 설치하여 지지토록 한다음 대구경강관(10)내부에 콘크리트를 타설하여 터널구조물을 설치하는 방법을 사용하고 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 방법은 모두 대구경강관(10)을 제작하는 비용이 많이 들고 부피가 크고 무거우며, 대구경강관(10)을 지중에 길게 압입하기 위해서는 길이가 짧게 형성된 1번째 대구경강관을 먼저 지중에 강제 압입한 후 이의 후단에 2번째 대구경강관을 용접하여 연결한 다음 2번째 대구경강관을 강제 압입한 후 3번째 대구경강관을 용접한 후 강제 압입하는 방법을 수도 없이 반복하여야 하므로 이와 같은 작업이 매우 까다롭고 시간이 많이 걸렸다.
또한, 대구경강관(10)과 대구경강관(10) 사이마다 길이가 긴 소구경파이프(20)를 전부 강제 압입하여 설치하여야 하므로, 소구경파이프(20)의 길이가 길 땐 방향성 및 직진도가 결여되어 설치가 곤란하고, 대구경강관(10)과 대구경강관(10) 사이 폭이 넓어지면 소구경파이프(20)로는 토사방지 및 차수역활이 불가하였으며, 대구경강관(10) 및 소구경파이프(20)의 내부를 콘크리트 등으로 채워주지 않을 시에는 부식에 매우 취약하게 되며, 대구경강관(10) 내부 전체에 콘크리트를 타설하여야 하므로 이 또한 자재비가 과다하게 들뿐 아니라,
상기 대구경강관(10)들 측면의 대향되는 일정길이의 곡면 부위를 절개하여 상호 개방된 절개부를 형성할때 이미 상재 토압에 의해 붕괴의 우려가 있고 절개된 절개부의 상,하 양끝을 철판(30)으로 용접연결한 후 강간지주(strut)(40)를 설치하여야 하는데 이러한 작업이 매우 까다롭고 시간이 많이 소요되었으며, 별도의 철판(30)자재가 필요하여 자재비가 과다하게 들어가 비 경제적이며, 대구경강관(10)과 대구경강관(10)사이를 연결하는 고정연결핀이 없어 토압에 의해 대구경강관(10)이 이동될 수 있는 등의 여러 가지 문제점으로 인해 터널구조물의 시공이 매우 어렵고 시간이 많이 걸리며, 비용 또한 많이 소요되었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 감안하여 안출한 것으로,
연약지반의 상부에 위치한 구조물의 하부를 통과하기 위한 터널형성 및 상부 구조물을 안전하게 지지하기 위하여 지반의 굴착작업에 앞서 복수관체 즉, 메인관체가 적어도 2개이상 일체로 용접되어진 특수하게 고안된 복수관체일체형 직천공시공장치를 이용하여 직천공방식으로 지중에 구조적으로 안전한 터널구조물을 간편하면서도 빠르고 견고하게 사전 축조함으로써, 터널 굴착이 안전하면서도 손쉽고 빠르게 이루어지도록 하여 전체적인 공사기간이 획기적으로 단축되도록 함과 동시에, 인력과 장비 자재 등의 소요를 현저하게 감소시켜 경제적인 것은 물론, 터널공사중이거나 터널완공 후에도 안전한 터널을 오래도록 지탱할 수 있도록 하여 주고자 함에 그 목적을 둔 것이다.
상기 해결하고자 하는 과제에 기술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 복수관체일체형 직천공시공장치는 기본적으로 외면에 소정간격으로 띄엄띄엄 복수개의 그라우트재토출공이 형성되고, 하측단에는 환형 사장비트가 회전되도록 결합가능한 키삽입홈이 구비된 사장비트결합몸체가 일체형으로 고정설치되는 복수개의 메인관체를 형성한 다음,
상기 복수개의 메인관체를 서로 2개이상 동일한 길이로 맞대어 용접하고 메인관체의 하단에는 길이가 다른 사장비트결합몸체를 서로 번갈아가면서 고정설치하여 상기 각각의 메인관체의 상단은 일정하게 수평을 이루고 하단은 사장비트몸체가 서로 지그재그로 돌출되도록 형성함과 동시에,
상기 2개이상 동일한 길이로 맞대어 용접된 메인관체 중 맨 첫번째 메인관체의 외면에 길이방향으로 길게 관체연결편을 더 형성하여서 이루어짐에 그 특징이 있다.
그러는 한편, 본 발명의 복수관체일체형 직천공시공장치를 이용한 직천공 터널구조물 시공방법은 기본적으로 외면에 소정간격으로 띄엄띄엄 복수개의 그라우트재토출공이 형성되고, 하측단에는 환형 사장비트가 회전되도록 결합가능한 키삽입홈이 구비된 사장비트결합몸체가 일체형으로 고정설치되는 복수개의 메인관체를 형성한 다음,
상기 복수개의 메인관체를 서로 2개이상 동일한 길이로 맞대어 용접하고 메인관체의 하단에는 길이가 다른 사장비트결합몸체를 서로 번갈아가면서 고정설치하여 상기 각각의 메인관체의 상단은 일정하게 수평을 이루고 하단은 사장비트몸체가 서로 지그재그로 돌출되도록 형성함과 동시에,
상기 2개이상 동일한 길이로 맞대어 용접된 메인관체 중 맨 첫번째 메인관체의 외면에 길이방향으로 길게 관체연결편 또는 연결용홈을 형성하여서 이루어진 복수관체일체형 직천공시공장치를 제작하는 단계(A)와;
상기 단계(A)를 수행하여 제작된 복수관체일체형 직천공시공장치를 구성하는 메인관체 하단에 환형 사장비트를 회전되도록 결합하고 내부로 선단에 굴착비트가 결합된 직천공로드를 삽입하여 굴착설계면을 따라 지반에 수직, 수평 또는 경사지게 구멍을 천공함과 동시에 복수관체일체형 직천공시공장치를 지반에 강제 압입하되, 상기 일측 복수관체일체형 직천공시공장치의 맨 마지막 메인관체에 타측 복수관체일체형 직천공시공장치의 맨 첫번째 메인관체에 형성된 관체연결편 또는 연결용홈이 결합되도록 압입하여 복수관체일체형 직천공시공장치들 끼리 서로 연결되도록 하는 단계(B)와;
상기 단계(B)를 수행하여 복수관체일체형 직천공시공장치들이 서로 연결되도록 지반에 강제압입하여 연속구조체를 형성한 다음에는 직천공로드를 외부로 빼내 복수관체일체형 직천공시공장치와 분리시키는 단계(C)와;
상기 단계(C)를 수행하여 직천공로드를 분리시킨 복수관체일체형 직천공시공장치를 구성하는 메인관체 내부로 그라우트재주입로드 선단에 패커(packer)가 구비된 그라우트재주입장치를 끝까지 삽입함과 동시에 메인관체의 입구를 밀폐마개로 밀폐시킨 상태에서 패커를 서서히 후퇴시키면서 메인관체내로 그라우트재를 주입하거나 또는 다수개의 그라우트재주입로드 및 패커가 구비된 그라우트재주입장치를 끝까지 삽입함과 동시에 메인관체의 입구를 밀폐마개로 밀폐시킨 상태에서 메인관체 내로 그라우트재를 주입하여 그라우트재가 메인관체에 채워지면서 그라우트토출공을 통해 지중내로 분사되도록 하여서 토질을 석화시키는 단계(D)를 포함하여 이루어짐에 그 특징이 있다.
본 발명은 직경이 매우 크고 길이가 짧아 용접으로 길게 연결하여 사용하여야 하는 직경이 1M~3M인 기존의 대구경 강관을 이용하는 것이 아니라 그보다 직경이 상대적으로 매우 작은 관체를 이용하는 것일 뿐만 아니라,
종래와 같이 각각 개별체로 제작된 관체들을 일일히 지중에 압입하는 것이 아니라 복수관체 즉, 메인관체가 적어도 2개이상 일체로 용접되어진 것을 사용하는 것이어서 용접되어진 갯수만큼의 메인관체를 한꺼번에 지반천공과 동시에 압입설치할 수 있으므로 작업이 빠르고 직진도 또한 매우 우수하다.
또한, 지반에 압입된 상기 일측 복수관체일체형 직천공시공장치의 맨 마지막 메인관체에 압입하고자 하는 타측 복수관체일체형 직천공시공장치의 맨 첫번째 메인관체(110)에 형성된 관체연결편 또는 연결용홈이 결합되도록 압입하여 복수관체일체형 직천공시공장치들 끼리 서로 연결되도록 지반에 강제압입할 수 있으므로 연속구조체의 형성작업 또한 매우 빠르고 정확하게 시행할 수 있다.
또한, 상기 일측 복수관체일체형 직천공시공장치를 구성하는 외부관체내부에 소정간격으로 띄엄띄엄 복수개의 그라우트재토출공이 외면에 형성된 내부관체를 더 삽입설치하여 그라우트재가 내부관체와 메인관체에 모두 채워져 경화되는 것은 물론 메인관체 외부의 지중에도 분사되어 토질이 석화되어 외력에 견디는 힘을 더욱 강하게 하여 줄 수 있으므로 보다 안정적으로 터널 굴착작업을 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 본 발명의 복수관체일체형 직천공시공장치 이용한 직천공 터널구조물 시공방법을 이용하면 사각 또는 원형의 터널구조물을 더욱 빠르고 더욱 정확하게 형성할 수 있어서 터널 굴착이 안전하면서도 손쉽고 빠르게 이루어지므로 공사기간이 단축되는 것과 동시에 인력과 장비 자재 등의 소요를 현저하게 감소시켜 경제적이고 튼튼한 터널을 구축할 수 있다.
도 1은 종래의 터널구조물 설치방법의 일 실시예도.
도 2 내지 도 6은 본 발명 복수관체일체형 직천공시공장치의 일 구성상태도로서,
도 2는 사시도.
도 3은 측단면도.
도 4는 환형사장비트를 결합한 상태도.
도 5는 직천공로드를 결합한 상태도.
도 6은 확장굴착비트를 결합한 상태도.
도 7은 본 발명 복수관체일체형 직천공시공장치의 다른 구성상태를 나타낸 사시도.
도 8은 본 발명으로서 메인관체 내부에 내부관체를 더 형성한 상태도.
도 9는 본 발명 복수관체일체형 직천공시공장치의 내부관체 하단내면에 걸림턱을 형성한 상태 측단면 예시도.
도 10 내지 도 14는 본 발명 복수관체일체형 직천공시공장치를 이용한 터널구조물 시공도로서,
도 10은 복수관체일체형 직천공시공장치를 지반에 구멍을 천공함과 동시에 지반에 압입하는 상태도.
도 11은 복수관체일체형 직천공시공장치끼리 연결하여 연속구조체를 형성한 상태도.
도 12는 직천공로드를 제거한 상태도.
도 13은 패커가 구비된 그라우트재주입로드를 인발하면서 그라우트재를 순차적으로 주입하는 상태도.
도 14는 다단 패커가 구비된 그라우트재주입로드를 이용하여 한꺼번에 그라우트재를 주입하는 상태도.
도 2 내지 도 6은 본 발명 복수관체일체형 직천공시공장치의 일 구성상태도로서,
도 2는 사시도.
도 3은 측단면도.
도 4는 환형사장비트를 결합한 상태도.
도 5는 직천공로드를 결합한 상태도.
도 6은 확장굴착비트를 결합한 상태도.
도 7은 본 발명 복수관체일체형 직천공시공장치의 다른 구성상태를 나타낸 사시도.
도 8은 본 발명으로서 메인관체 내부에 내부관체를 더 형성한 상태도.
도 9는 본 발명 복수관체일체형 직천공시공장치의 내부관체 하단내면에 걸림턱을 형성한 상태 측단면 예시도.
도 10 내지 도 14는 본 발명 복수관체일체형 직천공시공장치를 이용한 터널구조물 시공도로서,
도 10은 복수관체일체형 직천공시공장치를 지반에 구멍을 천공함과 동시에 지반에 압입하는 상태도.
도 11은 복수관체일체형 직천공시공장치끼리 연결하여 연속구조체를 형성한 상태도.
도 12는 직천공로드를 제거한 상태도.
도 13은 패커가 구비된 그라우트재주입로드를 인발하면서 그라우트재를 순차적으로 주입하는 상태도.
도 14는 다단 패커가 구비된 그라우트재주입로드를 이용하여 한꺼번에 그라우트재를 주입하는 상태도.
이하, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부도면에 의거 더욱 상세히 설명한다.
첨부도면 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 복수관체일체형 직천공시공장치(100)는 외면에 소정간격으로 띄엄띄엄 복수개의 그라우트재토출공(111)이 형성되고, 하측단에는 환형 사장비트(200)가 회전되도록 결합가능한 키삽입홈(112a)이 구비된 사장비트결합몸체(112)가 일체형으로 고정설치된 복수개의 메인관체(110)가 서로 2개이상 동일한 길이로 맞대어 용접되어 있다.(본 발명에서는 일예로 3개의 메인관체를 용접하여 구성하였다.)
또한, 각각의 메인관체(110)의 하단에는 길이가 다른 사장비트결합몸체(112)가 서로 번갈아가면서 용접되어 고정설치되어 있다.
따라서, 상기 각각의 메인관체(110)의 상단은 일정하게 수평을 이루고 하단은 사장비트결합몸체(112)가 서로 지그재그로 돌출되게 구성되어 지는데, 이와 같이 구성한 특별한 이유는 복수개의 메인관체(110)들의 상단이 일정하게 수평을 이루고 있어야만 하나의 직천공설비를 이용하여 메인관체들을 가압하여 동시에 지반에 압입할 수 있기 때문이며 상기 사장비트결합몸체(112)를 서로 지그재그로 돌출되게 구성하여야만 상기 사장비트결합몸체(112)에 후술되는 방법으로 환형 사장비트(200)를 결합하였을때 굴착직경이 큰 환형 사장비트끼리 서로 부딪혀 간섭을 일으키지 않기 때문이다.
한편, 이와 동시에 상기 2개이상 동일한 길이로 맞대어 용접된 메인관체(110) 중 맨 첫번째 메인관체(110)의 외면에는 길이방향으로 길게 관체연결편(113)이 더 형성되어 있다.
상기 메인관체(110)의 하측단에 일체로 고정설치된 사장비트결합몸체(112)에는 환형 사장비트(200)가 다양한 방법으로 회전되도록 결합가능한데, 여기서는 외연에 키삽입홈(112a)이 형성된 사장비트결합몸체(112)의 하측단에 키공(200a)을 구비한 키삽입홈(200b)이 내연에 형성된 환형 사장비트(200)를 결합한 상태에서 키공(200a)을 통해 후렉시블한 탄성 키(210)를 삽입하여 빠지지 않도록 결합함으로써 환형 사장비트(200)가 자체 회전이 가능하도록 결합되어 진다.
그런데 이 환형 사장비트(200)의 내면에는 회전단속턱(200c)이 형성되어 있어서, 후술되는 직천공 터널구조물 시공방법의 단계(B)에서 도면으로 도시되는 직천공로드(300) 선단에 결합된 굴착비트(310) 외면의 걸림홈(310a)에 걸려 굴착비트(310)와 함께 동시 회전되면서 지반에 구멍의 천공이 이루어진다.
그리고 굴착비트(310)를 반대방향으로 회전시키면 걸림홈(311)으로 부터 환형 사장비트(200)의 회전단속턱(200c)이 빠지므로 직천공로드(300)를 메인관체(110) 외부로 빼낼 수 있다.
그러는 한편, 본 발명은 첨부도면 도 7에 도시된 바와 같이 복수관체일체형 직천공시공장치(100)를 구성함에 있어서,
상기 2개이상 동일한 길이로 맞대어 용접된 메인관체(110) 중 맨 첫번째 메인관체(110)를 일측면에 연결용홈(114)이 일체로 형성된 메인관체(110)를 사용하여 제작할 수도 있다.(나머지 구성은 상기 일 실시예와 동일하므로 생략함)
여기서, 상기 복수관체일체형 직천공시공장치(100)는 첨부도면 도 8에 일예로 도시한 바와 같이 메인관체(110) 내부에 소정간격으로 띄엄띄엄 복수개의 그라우트재토출공(121)이 외면에 형성된 내부관체(120)를 더 삽입하되 용접이나 스페이서를 이용하는 등 다양한 방법으로 고정설치할 수도 있다.
이때, 상기 내부관체(120)의 하단내면에는 첨부도면 도 9에 도시된 바와 같이 걸림턱(120a)을 더 형성할 수도 있는데 이와 같이 하면 내부관체(120) 내부로 직천공로드(300) 선단에 굴착면의 확장 및 축소가 가능한 다양한 형태의 확장굴착비트(320)를 결합하여 지반에 구멍을 천공함과 동시에 걸림턱(120a)을 가압하여 복수관체일체형 직천공시공장치(100)를 강제압입할 수 있게 된다.
상기 본 발명의 복수관체일체형 직천공시공장치(100)는 상기 메인관체(110)에 형성된 그라우트재토출공(111) 및 내부관체(120)에 형성된 그라우트재토출공(121)에는 다양한 형태로 구성가능한 일방향밸브(미도시) 즉, 각각의 그라우트재토출공(111)(121)들을 외부로 배출된 그라우트재가 다시 관체내부로 역유입되지 않도록 하는 역활을 하는 것으로 그라우트재주입작업시 그라우트주입관에 통상적으로 많이 설치하여 사용되는 일방향밸브(미도시)를 더 형성하여 이루어질 수도 있다.
상기한 본 발명 복수관체일체형 직천공시공장치(100)는 직천공방식으로 다양한 형태의 지중구조물을 매우 빠르고 정확하게 축조할 수 있는데, 본 발명에서는 터널구조물의 형성방법을 일 예로 하여 설명한다.
본 발명의 복수관체일체형 직천공시공장치(100)를 이용한 직천공 터널구조물 시공방법은 먼저 첨부도면 도 2 내지 도 9에 도시된 바와 같이
외면에 소정간격으로 띄엄띄엄 복수개의 그라우트재토출공(111)이 형성되고, 하측단에는 환형 사장비트(200)가 회전되도록 결합가능한 키삽입홈(112a)이 구비된 사장비트결합몸체(112)가 일체형으로 고정설치된 복수개의 메인관체(110)를 형성한 다음,
상기 복수개의 메인관체(110)를 서로 2개이상 동일한 길이로 맞대어 용접하고 메인관체(110)의 하단에는 길이가 다른 사장비트결합몸체(112)를 서로 번갈아가면서 고정설치하여 상기 각각의 메인관체(110)의 상단은 일정하게 수평을 이루고 하단은 사장비트몸체(112)가 서로 지그재그로 돌출되도록 형성함과 동시에,
상기 2개이상 동일한 길이로 맞대어 용접된 메인관체(110) 중 맨 첫번째 메인관체(110)의 외면에 길이방향으로 길게 관체연결편(113) 또는 연결용홈(114)을 형성하여서 이루어지는 복수관체일체형 직천공시공장치(100)를 제작하는 단계(A)를 수행한다.
그런 다음 상기 단계(A)를 수행하여 제작된 복수관체일체형 직천공시공장치(100)를 구성하는 메인관체(110) 하단에 환형 사장비트(200)를 회전되도록 결합하고 내부로는 첨부도면 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 선단에 굴착비트(310)가 결합된 직천공로드(300)를 삽입하여 굴착설계면을 따라 지반에 수직, 수평 또는 경사지게 구멍(1)을 천공함과 동시에 복수관체일체형 직천공시공장치(100)를 지반에 강제 압입하되, 상기 일측 복수관체일체형 직천공시공장치(100)의 맨 마지막 메인관체(110)에 타측 복수관체일체형 직천공시공장치(100)의 맨 첫번째 메인관체(110)에 형성된 관체연결편(113) 또는 연결용홈(114)이 결합되도록 압입하여 복수관체일체형 직천공시공장치(100)들 끼리 서로 연결되도록 하는 단계(B)를 수행한다.
그런 다음 상기 단계(B)를 수행하여 복수관체일체형 직천공시공장치(100)들이 서로 연결되도록 지반에 강제압입하여 매우 빠르고 정확하게 연속구조체를 형성한 다음에는 첨부도면 도 12에 도시된 바와 같이 직천공로드(300)를 외부로 빼내 복수관체일체형 직천공시공장치(100)와 분리시키는 단계(C)를 수행한다.
그런 다음에는 상기 단계(C)를 수행하여 직천공로드(300)를 분리시킨 복수관체일체형 직천공시공장치(100)를 구성하는 메인관체 내부로 첨부도면 도 13에 일예로 도시한 바와 같이 그라우트재주입로드(410) 선단에 패커(packer)(411)가 구비된 그라우트재주입장치(400)를 끝까지 삽입함과 동시에 메인관체(110)의 입구를 밀폐마개(500)로 밀폐시킨 상태에서 패커(411)를 서서히 후퇴시키면서 메인관체(110)내로 그라우트재를 주입하거나 또는 첨부도면 도 14에 도시된 바와 같이 다수개의 그라우트재주입로드(410) 및 패커(411)가 구비된 그라우트재주입장치(400)를 끝까지 삽입함과 동시에 메인관체(110)의 입구를 밀폐마개(500)로 밀폐시킨 상태에서 메인관체(110) 내로 그라우트재를 주입하여 그라우트재가 메인관체(110)에 채워지면서 그라우트재토출공(111)을 통해 지중내로 분사되도록 하여서 토질을 석화시키는 단계(D)를 수행하는 것을 포함하여 이루어진다.
상기와 같은 시공방법을 수행하면 터널구조물을 매우 빠르고 정확하게 얻을 수 있는 것이다.
한편, 본 발명은 상기 단계(B)수행시 도 8과 같이 상기 메인관체(110) 내부에 소정간격으로 띄엄띄엄 복수개의 그라우트재토출공(111)이 외면에 형성된 내부관체(120)를 더 삽입설치한 경우에는 상기 단계(C)를 거쳐 단계(D)를 수행시 그라우트재주입장치(400)를 이용 내부관체(120)내로 그라우트재를 주입하여 그라우트재가 내부관체(120)에 채워지면서 그라우트재토출공(121)을 통해 메인관체(110)로 주입된 후 메인관체(110)의 그라우트재토출공(111)을 통해 지중내로 분사되어지므로 그라우트재가 내부관체(120)와 메인관체(110)에 모두 채워져 경화되는 것은 물론 메인관체(110) 외부의 지중에도 분사되어 토질이 석화되어지므로 외력에 견디는 힘이 강하고 지하수의 차단이 완벽하게 이루어지며 부식의 염려가 없고 굴착면의 낙반과 여굴의 발생이 최대한 방지된다.
이때, 도 9와 같이 상기 메인관체(110) 내부에 삽입설치되는 내부관체(120)의 하단내면에 걸림턱(120a)을 더 형성한 경우에는 내부관체(120) 내부로 직천공로드(300) 선단에 굴착면의 확장 및 축소가 가능한 확장굴착비트(320)를 결합하여 지반에 구멍을 천공함과 동시에 걸림턱(120a)을 가압하여 복수관체일체형 직천공시공장치(100)를 압입할 수 있으므로 매우 편리하다.
상기와 같은 본 발명의 복수관체일체형 직천공시공장치 이용한 직천공 터널구조물 시공방법은 종래와 같이 각각 개별체로 제작된 관체들을 일일히 지중에 압입하는 것이 아니라 복수관체 즉 메인관체가 적어도 2개이상 일체로 용접되어진 것을 사용하는 것이어서 용접되어진 갯수만큼의 메인관체를 한꺼번에 지반천공과 동시에 압입설치할 수 있으므로 작업이 빠르고 직진도 또한 매우 우수하다.
또한, 지반에 압입된 상기 일측 복수관체일체형 직천공시공장치(100)의 맨 마지막 메인관체(110)에 압입하고자 하는 타측 복수관체일체형 직천공시공장치(100)의 맨 첫번째 메인관체(110)에 형성된 관체연결편(113) 또는 연결용홈(114)이 결합되도록 압입하여 복수관체일체형 직천공시공장치(100)들 끼리 서로 연결되도록 지반에 강제압입할 수 있으므로 연속구조체의 형성작업 또한 매우 빠르고 정확하게 시행할 수 있다.
그리고, 선택적으로 상기 일측 복수관체일체형 직천공시공장치(100)를 구성하는 외부관체내부에 소정간격으로 띄엄띄엄 복수개의 그라우트재토출공(121)이 외면에 형성된 내부관체(120)를 더 삽입설치하여 그라우트재가 내부관체(120)와 메인관체(110)에 모두 채워져 경화되는 것은 물론 메인관체(110) 외부의 지중에도 분사되어 토질이 석화되어 외력에 견디는 힘을 더욱 강하게 하여 줄 수 있으므로 보다 안정적으로 터널 굴착작업을 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 본 발명의 복수관체일체형 직천공시공장치 이용한 직천공 터널구조물 시공방법을 이용하면 사각 또는 원형의 터널구조물을 더욱 빠르고 더욱 정확하게 형성할 수 있어서 터널 굴착이 안전하면서도 손쉽고 빠르게 이루어지므로 공사기간이 단축되는 것과 동시에 인력과 장비 자재 등의 소요를 현저하게 감소시켜 경제적이고 튼튼한 터널을 구축할 수 있다.
100:복수관체 일체형 직천공시공장치
110:메인관체 111,121:그라우트재토출공
112:사장비트결합몸체 112a,200b:키삽입홈
113:관체연결편 114:연결용홈
120:내부관체 120a:걸림턱
200:환형 사장비트 200a:키공
200c:회전단속턱 300:직천공로드
310:굴착비트 320:확장굴착비트
400:그라우트재주입장치 410:그라우트재주입로드
411:패커 500:밀폐마개
110:메인관체 111,121:그라우트재토출공
112:사장비트결합몸체 112a,200b:키삽입홈
113:관체연결편 114:연결용홈
120:내부관체 120a:걸림턱
200:환형 사장비트 200a:키공
200c:회전단속턱 300:직천공로드
310:굴착비트 320:확장굴착비트
400:그라우트재주입장치 410:그라우트재주입로드
411:패커 500:밀폐마개
Claims (7)
- 외면에 소정간격으로 띄엄띄엄 복수개의 그라우트재토출공(111)이 형성되고, 하측단에는 환형 사장비트(200)가 회전되도록 결합가능한 키삽입홈(112a)이 구비된 사장비트결합몸체(112)가 일체형으로 고정설치되는 복수개의 메인관체(110)를 형성한 다음,
상기 복수개의 메인관체(110)를 서로 2개이상 동일한 길이로 맞대어 용접하고 메인관체(110)의 하단에는 길이가 다른 사장비트결합몸체(112)를 서로 번갈아가면서 고정설치하여 상기 각각의 메인관체(110)의 상단은 일정하게 수평을 이루고 하단은 사장비트몸체(112)가 서로 지그재그로 돌출되도록 형성함과 동시에,
상기 2개이상 동일한 길이로 맞대어 용접된 메인관체(110) 중 맨 첫번째 메인관체(110)의 외면에 길이방향으로 길게 관체연결편(113)을 더 형성하여서 이루어짐을 특징으로 하는 복수관체일체형 직천공시공장치. - 외면에 소정간격으로 띄엄띄엄 복수개의 그라우트재토출공(111)이 형성되고, 하측단에는 환형 사장비트(200)가 회전되도록 결합가능한 키삽입홈(112a)이 구비된 사장비트결합몸체(112)가 일체형으로 고정설치된 복수개의 메인관체(110)를 형성한 다음,
상기 복수개의 메인관체(110)를 서로 2개이상 동일한 길이로 맞대어 용접하고 메인관체(110)의 하단에는 길이가 다른 사장비트결합몸체(112)를 서로 번갈아가면서 고정설치하여 상기 각각의 메인관체(110)의 상단은 일정하게 수평을 이루고 하단은 사장비트몸체(112)가 서로 지그재그로 돌출되도록 형성하되,
상기 2개이상 동일한 길이로 맞대어 용접된 메인관체(110) 중 맨 첫번째 메인관체(110)를 일측면에 연결용홈(114)이 일체로 형성된 메인관체(110)로 사용하여 이루어짐을 특징으로 하는 복수관체일체형 직천공시공장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 메인관체(110) 내부에 소정간격으로 띄엄띄엄 복수개의 그라우트재토출공(121)이 외면에 형성된 내부관체(120)를 더 삽입설치하여 이루어짐을 특징으로 하는 복수관체일체형 직천공시공장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 메인관체(110) 내부에 소정간격으로 띄엄띄엄 복수개의 그라우트재토출공(121)이 외면에 형성된 내부관체(120)를 더 삽입설치하되,
상기 내부관체(120)의 하단내면에 걸림턱(120a)을 더 형성하여 내부관체(120) 내부로 직천공로드(300) 선단에 굴착면의 확장 및 축소가 가능한 확장굴착비트(320)를 결합하여 지반에 구멍을 천공함과 동시에 걸림턱(120a)을 가압하여 구멍에 관체를 압입할 수 있도록 이루어짐을 특징으로 하는 복수관체일체형 직천공시공장치. - 외면에 소정간격으로 띄엄띄엄 복수개의 그라우트재토출공(111)이 형성되고, 하측단에는 환형 사장비트(200)가 회전되도록 결합가능한 키삽입홈(112a)이 구비된 사장비트결합몸체(112)가 일체형으로 고정설치된 복수개의 메인관체(110)를 형성한 다음,
상기 복수개의 메인관체(110)를 서로 2개이상 동일한 길이로 맞대어 용접하고 메인관체(110)의 하단에는 길이가 다른 사장비트결합몸체(112)를 서로 번갈아가면서 고정설치하여 상기 각각의 메인관체(110)의 상단은 일정하게 수평을 이루고 하단은 사장비트몸체(112)가 서로 지그재그로 돌출되도록 형성함과 동시에,
상기 2개이상 동일한 길이로 맞대어 용접된 메인관체(110) 중 맨 첫번째 메인관체(110)의 외면에 길이방향으로 길게 관체연결편(113) 또는 연결용홈(114)을 형성하여서 이루어진 복수관체일체형 직천공시공장치(100)를 제작하는 단계(A)와;
상기 단계(A)를 수행하여 제작된 복수관체일체형 직천공시공장치(100)를 구성하는 메인관체(110) 하단에 환형 사장비트(200)를 회전되도록 결합하고 내부로 선단에 굴착비트(310)가 결합된 직천공로드(300)를 삽입하여 굴착설계면을 따라 지반에 수직, 수평 또는 경사지게 구멍(1)을 천공함과 동시에 복수관체일체형 직천공시공장치(100)를 지반에 강제 압입하되, 상기 일측 복수관체일체형 직천공시공장치(100)의 맨 마지막 메인관체(110)에 타측 복수관체일체형 직천공시공장치(100)의 맨 첫번째 메인관체(110)에 형성된 관체연결편(113) 또는 연결용홈(114)이 결합되도록 압입하여 복수관체일체형 직천공시공장치(100)들 끼리 서로 연결되도록 하는 단계(B)와;
상기 단계(B)를 수행하여 복수관체일체형 직천공시공장치(100)들이 서로 연결되도록 지반에 강제압입하여 연속구조체를 형성한 다음에는 직천공로드(300)를 외부로 빼내 복수관체일체형 직천공시공장치(100)와 분리시키는 단계(C)와;
상기 단계(C)를 수행하여 직천공로드(300)를 분리시킨 복수관체일체형 직천공시공장치(100)를 구성하는 메인관체 내부로 그라우트재주입로드(410) 선단에 패커(packer)(411)가 구비된 그라우트재주입장치(400)를 끝까지 삽입함과 동시에 메인관체(110)의 입구를 밀폐마개(500)로 밀폐시킨 상태에서 패커(411)를 서서히 후퇴시키면서 메인관체(110)내로 그라우트재를 주입하거나 또는 다수개의 그라우트재주입로드(410) 및 패커(411)가 구비된 그라우트재주입장치(400)를 끝까지 삽입함과 동시에 메인관체(110)의 입구를 밀폐마개(500)로 밀폐시킨 상태에서 메인관체(110) 내로 그라우트재를 주입하여 그라우트재가 메인관체(110)에 채워지면서 그라우트토출공(111)을 통해 지중내로 분사되도록 하여서 토질을 석화시키는 단계(D)를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 복수관체일체형 직천공시공장치(100)를 이용한 직천공 터널구조물 시공방법. - 제5항에 있어서,
상기 단계(B)수행시 상기 메인관체(110) 내부에 소정간격으로 띄엄띄엄 복수개의 그라우트재토출공(121)이 외면에 형성된 내부관체(120)를 더 삽입설치하여
상기 단계(C)를 거쳐 단계(D)를 수행시 그라우트재주입장치(400)를 이용 내부관체(120)내로 그라우트재를 주입하여 그라우트재가 내부관체(120)에 채워지면서 그라우트재토출공(121)을 통해 메인관체(110)로 주입된 후 메인관체(110)의 그라우트재토출공(111)을 통해 지중내로 분사되어 토질을 석화시키도록 이루어짐을 특징으로 하는 복수관체일체형 직천공시공장치를 이용한 직천공 터널구조물 시공방법. - 제6항에 있어서,
상기 메인관체(110) 내부에 삽입설치되는 내부관체(120)의 하단내면에 걸림턱(120a)을 더 형성하여 내부관체(120) 내부로 직천공로드(300) 선단에 굴착면의 확장 및 축소가 가능한 확장굴착비트(320)를 결합하여 지반에 구멍을 천공함과 동시에 걸림턱(120a)을 가압하여 복수관체일체형 직천공시공장치(100)를 압입하도록 이루어짐을 특징으로 하는 복수관체일체형 직천공시공장치를 이용한 직천공 터널구조물 시공방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020130065534A KR101334288B1 (ko) | 2013-06-07 | 2013-06-07 | 복수관체일체형 직천공시공장치 및 이를 이용한 직천공 터널구조물 시공방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020130065534A KR101334288B1 (ko) | 2013-06-07 | 2013-06-07 | 복수관체일체형 직천공시공장치 및 이를 이용한 직천공 터널구조물 시공방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101334288B1 true KR101334288B1 (ko) | 2013-12-19 |
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ID=49986819
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| KR1020130065534A KR101334288B1 (ko) | 2013-06-07 | 2013-06-07 | 복수관체일체형 직천공시공장치 및 이를 이용한 직천공 터널구조물 시공방법 |
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| Country | Link |
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| KR (1) | KR101334288B1 (ko) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200291837Y1 (ko) | 2002-07-03 | 2002-10-11 | 원 회 양 | 다축 콘크리트 말뚝 현장 타설장치 구조 |
| KR100696271B1 (ko) | 2004-02-05 | 2007-03-19 | (주)바로건설기술 | 영구 흙막이 구조물에 사용되는 기성 콘크리트 파일 |
| JP5148001B1 (ja) | 2012-03-27 | 2013-02-20 | 美喜男 梅岡 | 地下埋設物の浮上防止用鋼管杭、およびそれを用いた地下埋設物の浮上防止工法 |
-
2013
- 2013-06-07 KR KR1020130065534A patent/KR101334288B1/ko not_active IP Right Cessation
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