KR101415246B1 - 침매터널 조인트의 누수량 측정 장치 - Google Patents

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KR101415246B1 KR1020130044732A KR20130044732A KR101415246B1 KR 101415246 B1 KR101415246 B1 KR 101415246B1 KR 1020130044732 A KR1020130044732 A KR 1020130044732A KR 20130044732 A KR20130044732 A KR 20130044732A KR 101415246 B1 KR101415246 B1 KR 101415246B1
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Abstract

본 발명은 침매터널 조인트의 누수량 측정 장치에 관한 것으로서, 특히 침매터널의 세그먼트간의 지수를 위해 이음 부위인 공간부에 설치되는 고무 지수재와, 고무튜브 완충재 및 오메가 씰을 포함하는 침매터널 조인트에 있어서, 상기 세그먼트 간의 이음 부위를 통해 상기 오메가 씰 내부로 유입되는 해수를 배출하도록 일단이 상기 오메가 씰의 내부와 연통되고, 타단이 상기 세그먼트의 내측으로 배출되는 수집관과; 상기 수집관의 끝단과 연결 설치되고, 상기 세그먼트 내부의 측면에 설치되어 수압에 의해 배출되는 해수를 저장하는 저수조와; 상기 저수조와 일단이 연결되어 상기 저수조에 저장된 해수를 외부로 배출하는 배출관과; 상기 배출관 상에 설치되어 상기 저수조에서 배출되는 해수의 유량을 측정하는 유량 측정 수단과; 상기 유량 측정 수단과 배출관 상에 설치되어 기설정된 시간마다 일정 시간 동안 상기 배출관을 개방시키는 밸브와; 상기 유량 측정 수단을 통해 측정된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키고, 측정된 유량을 수집하는 데이터 수집 수단과; 상기 데이터 수집 수단에서 수집된 데이터를 디스플레이하는 디스플레이 수단; 및 상기 데이터 수집 수단에서 수집된 데이터를 원격지로 전송하는 무선 데이터 송신 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면 세그먼트 사이의 오메가 씰 부위에 침투된 해수를 수집하여 배출할 수 있는 수집관을 설치하고, 수집관을 통해 배출되는 해수를 저수조에 저장한 다음, 유량계, 솔레노이드 밸브를 이용하여 기설정된 시간마다 누수량을 측정하여 누수상황을 실시간으로 체크할 수 있어 누수로 인한 구조물의 손상과 이에 따른 인명 피해를 미연에 방지할 수 있다.

Description

침매터널 조인트의 누수량 측정 장치{APPARATUS FOR MEASURING LEAKAGE OF IMMERSED TUNNEL JOINT}
본 발명은 침매터널 조인트의 누수량 측정 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 세그먼트 사이의 오메가 씰 부위에 침투된 해수를 수집하여 배출할 수 있는 수집관을 설치하고, 수집관을 통해 배출되는 해수를 저수조에 저장한 다음, 유량계, 솔레노이드 밸브를 이용하여 기설정된 시간마다 누수량을 측정하여 누수상황을 실시간으로 체크할 수 있도록 하는 침매터널 조인트의 누수량 측정 장치에 관한 것이다.
해저터널중의 하나인 침매터널은 박스 구조물 형태의 침매 함체를 연속되게 설치하여 제작하는 일종의 수중터널로서, 침매공법은 터널에 부력이 작용하므로 겉보기 비중이 적고, 지반의 지지력이 크게 필요 없어 연약지반에 적합하다. 또한, 수심이 깊은 곳에서도 안전하게 공사할 수 있고, 시공 효율성이 좋아 공사기간이 짧은 장점 및 선박의 항로에 대한 제약이 적은 이점이 인정되어 점차 교량을 대체하는 시설로 보급이 증가하고 있는 추세이다.
이러한 침매터널은 육상에서 콘크리트로 침매 함체를 제작한 뒤 제작된 침매 함체를 부력을 이용해 물에 띄워 견인함을 이용해 설치지점으로 운반한 후 설치지점에서 가라앉혀 설치하는 것으로서, 각각의 침매 함체를 연결하는 방법은 이미 설치된 침매 함체(이하, 기설함이라 함)인 기설함에 새롭게 설치되는 침매 함체(이하, 신설함이라 함)인 신설함 사이에 챔버를 구성하고 챔버와 신설함 외부에 수압차를 발생시켜 기설함과 신설함이 밀착되게 하는 수압접합법이 사용된다.
침매터널을 더욱 상세히 설명하면, 침매터널은 통상 수 내지 수십 킬로미터(㎞)의 해저 구간에 설치되는 것으로서, 여러 침매 함체가 연결되어 구성된다. 이러한 침매터널에 사용되는 침매 함체는 100m 이상의 길이와 수십m 이상의 폭과 높이로 육상에서 제작된다. 이때, 침매 함체는 내부는 중공부가 형성되고 양측은 개방되게 제작된다.
한편, 침매 함체는 운반과 침설시의 안정성을 유지하기 위해 수십m 단위의 세그먼트가 연속해서 이루어지는 데, 바닥과 천정 슬라브에 종방향으로 각각 PS강선을 배치하여 침매함 단면에 복수의 텐던으로 복수의 세그먼트를 잡아주기 위해 포스트텐셔닝(posttensioning)을 실시한다.
그리고, 세그먼트의 시공이음 부위에 접합부, 즉 세그먼트 조인트가 필요하다. 한편, 침매 함체뿐만 아니라 해저터널의 경우 세그먼트간의 접합부의 변형을 허용하기 때문에 세그먼트 조인트가 적용된다.
이러한 침매 터널의 세그먼트 조인트는 본 출원인에 의해 출원되어 공개된 국내 특허공개공보 10-2011-0137930호의 종래 기술에 기재되어 있다.
도 1은 일반적인 침매 터널의 세그먼트 조인트 구성을 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 세그먼트 조인트(10)는 세그먼트(11)간의 지수를 위해 이음 부위인 공간부(12)에 1차 지수재인 고무 지수재(Rubber Waterstop)(13)를 세그먼트 콘크리트 타설시 설치한다.
그리고, 고무튜브 완충재(14)를 설치한 후, 고무튜브 완충재(14)의 하단에 2차 지수재인 오메가 씰(15)을 기설치된 앵커 볼트(16) 및 앵커 플레이트(17)를 이용하여 고정시킨다.
그런 다음, 공간부(12)에 콘크리트 몰탈을 채워 넣는다.
그러나, 이러한 침매터널은 각 세그먼트 사이의 누수량을 측정하여 누수로 인한 구조물 손상 및 인명피해를 미연에 방지해야만 하는데, 현재는 공간부에 콘크리트 몰탈이 채워져 완전 밀폐되기 때문에 육안으로는 누수량의 측정이 불가능하여 누수량을 측정할 수 있는 별도의 기술 개발이 요구되고 있는 실정이다.
국내 특허공개공보 10-2011-0137930호 국내 특허공개공보 10-2008-0045809호
본 발명은 상기와 같은 요구에 부응하기 위해 안출된 것으로, 세그먼트 사이의 오메가 씰 부위에 침투된 해수를 수집하여 배출할 수 있는 수집관을 설치하고, 수집관을 통해 배출되는 해수를 저수조에 저장한 다음, 유량계, 솔레노이드 밸브를 이용하여 기설정된 시간마다 누수량을 측정하여 누수상황을 실시간으로 체크할 수 있도록 하는 침매터널 조인트의 누수량 측정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 누수량을 측정하여 누수상황을 실시간으로 체크하여 이를 원격지로 전송함으로써 원격지에서 누수량을 감시할 수 있도록 하는 침매터널 조인트의 누수량 측정 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,
침매터널의 세그먼트간의 지수를 위해 이음 부위인 공간부에 설치되는 고무 지수재와, 고무튜브 완충재 및 오메가 씰을 포함하는 침매터널 조인트에 있어서, 상기 세그먼트 간의 이음 부위를 통해 상기 오메가 씰 내부로 유입되는 해수를 배출하도록 일단이 상기 오메가 씰의 내부와 연통되고, 타단이 상기 세그먼트의 내측으로 배출되는 수집관과; 상기 수집관의 끝단과 연결 설치되고, 상기 세그먼트 내부의 측면에 설치되어 수압에 의해 배출되는 해수를 저장하는 저수조와; 상기 저수조와 일단이 연결되어 상기 저수조에 저장된 해수를 외부로 배출하는 배출관과; 상기 배출관 상에 설치되어 상기 저수조에서 배출되는 해수의 유량을 측정하는 유량 측정 수단과; 상기 유량 측정 수단과 배출관 상에 설치되어 기설정된 시간마다 일정 시간 동안 상기 배출관을 개방시키는 밸브와; 상기 유량 측정 수단을 통해 측정된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키고, 측정된 유량을 수집하는 데이터 수집 수단과; 상기 데이터 수집 수단에서 수집된 데이터를 디스플레이하는 디스플레이 수단; 및 상기 데이터 수집 수단에서 수집된 데이터를 원격지로 전송하는 무선 데이터 송신 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 침매터널 조인트의 누수량 측정 장치는 상기 수집관의 인근에서 상기 세그먼트의 내벽에 부착된 함체 내부에 상기 저수조와, 유량 측정 수단과, 밸브와, 데이터 수집 수단과, 디스플레이 수단 및 무선 데이터 송신 수단이 설치된다.
여기에서 또한, 상기 수집관은 상기 오메가 씰 내부에 집수된 해수를 배출하도록 상기 세그먼트의 하단에 위치한 오메가 씰의 내부와 연통되도록 설치된다.
여기에서 또, 상기 배출관은 이물질에 의해 막히는 것을 방지하도록 실리콘 재질로 형성된다.
여기에서 또, 상기 밸브는 이물질에 의한 막힘 현상을 방지하기 위해 핀치 밸브가 적용된다.
여기에서 또, 상기 저수조와 상기 배출관 사이에는 실리콘 재질의 연결관이 더 설치된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명인 침매터널 조인트의 누수량 측정 장치에 따르면, 세그먼트 사이의 오메가 씰 부위에 침투된 해수를 수집하여 배출할 수 있는 수집관을 설치하고, 수집관을 통해 배출되는 해수를 저수조에 저장한 다음, 유량계, 솔레노이드 밸브를 이용하여 기설정된 시간마다 누수량을 측정하여 누수상황을 실시간으로 체크할 수 있어 누수로 인한 구조물의 손상과 이에 따른 인명 피해를 미연에 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 누수량을 측정하여 누수상황을 실시간으로 체크하여 이를 원격지로 전송함으로써 원격지에서 누수량을 감시할 수 있다.
도 1은 일반적인 침매 터널의 세그먼트 조인트 구성을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 침매터널 조인트의 누수량 측정 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 침매터널 조인트의 누수량 측정 장치중 수집관의 설치 위치를 나타낸 세그먼트 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 침매터널 조인트의 누수량 측정 장치가 세그먼트 내에 설치된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 침매터널 조인트의 누수량 측정 장치의 설치 상태를 나타낸 정면도이다.
이하, 본 발명에 따른 침매터널 조인트의 누수량 측정 장치의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 침매터널 조인트의 누수량 측정 장치의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 침매터널 조인트의 누수량 측정 장치중 수집관의 설치 위치를 나타낸 세그먼트 부분 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 침매터널 조인트의 누수량 측정 장치가 세그먼트 내에 설치된 모습을 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 침매터널 조인트의 누수량 측정 장치의 설치 상태를 나타낸 정면도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 침매터널 조인트의 누수량 측정 장치(100) 수집관(110)과, 저수조(120)와, 배출관(130)과, 유량 측정 수단(140)과, 밸브(150)와, 데이터 수집 수단(160)과, 디스플레이 수단(170)과, 무선 데이터 송신 수단(180)으로 구성된다. 도 3에 있어서 종래와 동일 구성에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 그 중복 설명은 생략한다.
먼저, 수집관(110)은 금속 재질로 세그먼트(11) 간의 이음 부위를 통해 오메가 씰(15) 내부로 유입되는 해수를 배출하도록 일단이 오메가 씰(15)의 내부와 연통되고, 타단이 세그먼트(11)의 내측으로 배출된다. 여기에서, 수집관(110)은 오메가 씰(15) 내부에 집수된 해수를 배출하도록 세그먼트(11)의 하단에 위치한 오메가 씰(15)의 내부와 연통되도록 설치된다.
그리고, 저수조(120)는 수집관(110)의 끝단과 연결 설치되고, 세그먼트(11) 내부의 측면에 설치되어 수압에 의해 배출되는 해수를 저장한다. 여기에서, 저수조(120)와 수집관(110) 사이에는 해수에 의한 콘크리트 백태, 고무 부식 등에 의해 발생하는 이물질에 의해 막히는 것을 방지하도록 실리콘 재질의 연결관(121)이 더 설치된다. 여기에서 또한, 저수조(120)의 용량은 누수량에 대비하여 용적량을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 배출관(130)은 저수조(120)와 일단이 연결되어 저수조(120)에 저장된 해수를 외부(터널의 우수관 등)로 배출한다. 여기에서, 배출관(130)은 해수에 의한 콘크리트 백태, 고무 부식 등에 의해 발생하는 이물질에 의해 막히는 것을 방지하도록 실리콘 재질로 형성된다. 이때, 배출관(130)은 선택에 따라 2군데 이상(예를 들어, 이음 부위의 상단 및 하단)에 설치되어 상호 연결될 수도 있다.
또, 유량 측정 수단(140)은 전자 유량계로서 배출관(130) 상에 설치되어 저수조(120)에서 배출되는 해수의 유량을 측정한다.
또, 밸브(150)는 전자 밸브로서 유량 측정 수단(140)과 배출관(130) 상에 설치되어 기설정된 시간마다 일정 시간 동안(예를 들어 12시간 마다 10분간 개방) 배출관(130)을 개방시킨다. 여기에서, 밸브(150)는 이물질에 의한 막힘 현상을 방지하기 위해 핀치 밸브가 적용되는 것이 바람직하다.
한편, 데이터 수집 수단(160)은 데이터 로거로서 유량 측정 수단(140)을 통해 측정된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키고, 측정된 유량을 수집한다.
그리고, 디스플레이 수단(170)은 인디케이터로서 유량 측정 수단(140)의 유량을 표시한다.
또한, 무선 데이터 송신 수단(180)은 무선 모뎀으로서 데이터 수집 수단(160)에서 수집된 데이터를 원격지로 전송한다.
한편, 본 발명에 따른 침매터널 조인트의 누수량 측정 장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 수집관(110)의 인근에서 세그먼트(11)의 내벽에 부착된 함체(101) 내부에 저수조(120)와, 유량 측정 수단(140)과, 밸브(150)와, 데이터 수집 수단(160)과, 디스플레이 수단(170) 및 무선 데이터 송신 수단(180)이 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 침매터널 조인트의 누수량 측정 장치(100)는 각 구성부에 침매터널 내부에 설치된 소화전 등에서 상용 전원을 공급받아 동작하는 데, 정전과 같은 전원 차단시 비상 전원을 각 구성부에 공급하도록 배터리(190)가 함체(101) 내부에 구비되는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 따른 침매터널 조인트의 누수량 측정 장치의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 오메가 씰(15) 내부로 유입된 해수는 수압에 의해 수집관(110)을 통해 배출되고, 수집된 해수가 연결관(121)을 통해 저수조(120)로 유입되어 저장된다.
저수조(120)에 해수가 저장된 상태에서 밸브(150)가 기설정된 시간마다 일정 시간 동안 동작되어 저수조(120)에 저장된 해수를 배출관(130)을 통해 외부로 방출시킨다.
그러면, 유량 측정 수단(140)이 배출관(130)을 통해 방출되는 해수의 유량을 측정하고, 측정된 유량이 데이터 수집 수단(160)으로 전달되어 수집된다.
그리고, 데이터 수집 수단(160)에서 측정된 유량은 디스플레이 수단(170)을 통해 디스플레이되어 현장 관리자가 육안으로 직접 확인할 수 있도록 하고, 무선 데이터 송신 수단(180)을 통해 원격지로 전송하여 원격지 관리자가 확인할 수 있도록 한다.
본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
110 : 수집관 120 : 저수조
130 : 배출관 140 : 유량 측정 수단
150 : 밸브 160 : 데이터 수집 수단
170 : 디스플레이 수단 180 : 무선 데이터 송신 수단

Claims (6)

  1. 침매터널의 세그먼트간의 지수를 위해 이음 부위인 공간부에 설치되는 고무 지수재와, 고무튜브 완충재 및 오메가 씰을 포함하는 침매터널 조인트에 있어서,
    상기 세그먼트 간의 이음 부위를 통해 상기 오메가 씰 내부로 유입되는 해수를 배출하도록 일단이 상기 오메가 씰의 내부와 연통되고, 타단이 상기 세그먼트의 내측으로 배출되는 수집관과;
    상기 수집관의 끝단과 연결 설치되고, 상기 세그먼트 내부의 측면에 설치되어 수압에 의해 배출되는 해수를 저장하는 저수조와;
    상기 저수조와 일단이 연결되어 상기 저수조에 저장된 해수를 외부로 배출하는 배출관과;
    상기 배출관 상에 설치되어 상기 저수조에서 배출되는 해수의 유량을 측정하는 유량 측정 수단과;
    상기 유량 측정 수단과 배출관 상에 설치되어 기설정된 시간마다 일정 시간 동안 상기 배출관을 개방시키는 밸브와;
    상기 유량 측정 수단을 통해 측정된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키고, 측정된 유량을 수집하는 데이터 수집 수단과;
    상기 데이터 수집 수단에서 수집된 데이터를 디스플레이하는 디스플레이 수단; 및
    상기 데이터 수집 수단에서 수집된 데이터를 원격지로 전송하는 무선 데이터 송신 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 침매터널 조인트의 누수량 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 침매터널 조인트의 누수량 측정 장치는,
    상기 수집관의 인근에서 상기 세그먼트의 내벽에 부착된 함체 내부에 상기 저수조와, 유량 측정 수단과, 밸브와, 데이터 수집 수단과, 디스플레이 수단 및 무선 데이터 송신 수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 침매터널 조인트의 누수량 측정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 수집관은,
    상기 오메가 씰 내부에 집수된 해수를 배출하도록 상기 세그먼트의 하단에 위치한 오메가 씰의 내부와 연통되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 침매터널 조인트의 누수량 측정 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 배출관은,
    이물질에 의해 막히는 것을 방지하도록 실리콘 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 침매터널 조인트의 누수량 측정 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브는,
    이물질에 의한 막힘 현상을 방지하기 위해 핀치 밸브가 적용되는 것을 특징으로 하는 침매터널 조인트의 누수량 측정 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 저수조와 상기 배출관 사이에는 실리콘 재질의 연결관이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 침매터널 조인트의 누수량 측정 장치.
KR1020130044732A 2013-04-23 2013-04-23 침매터널 조인트의 누수량 측정 장치 KR101415246B1 (ko)

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