KR101459666B1 - 조립식 수중 구조물 및 이의 시공방법 - Google Patents

조립식 수중 구조물 및 이의 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조립식 수중 구조물 및 이의 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 항만의 안벽, 방파제, 둑(weir), 댐 등의 수중 구조물의 시공에 있어서, 몸체에 격벽을 이용하여 선택되는 크기로 형성되는 다수의 공간부가 형성된 구조물모듈을 형성하고, 상기 공간부로 입, 출입되는 물과 공기를 제어하면서 시공하고자 하는 위치로 이동시켜 조립하여 완성함으로써, 시공하고자 하는 위치까지 침몰과 회전 및 전도를 방지하고, 거치시키고자 하는 방향 및 위치를 제어할 수 있으므로 조립 및 시공에 드는 시공비용이 감소하고 시공기간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라, 양중장비가 접근하기 어려운 곳에서의 시공이 가능하며, 환경오염을 최소화하는 조립식 수중 구조물 및 이의 시공방법에 관한 것이다.

Description

조립식 수중 구조물 및 이의 시공방법{Underwater Structures Prefabricated and Construction Method}
본 발명은 조립식 수중 구조물 및 이의 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 항만의 안벽, 방파제, 둑(weir), 댐 등의 수중 구조물의 시공에 있어서, 몸체에 격벽을 이용하여 선택되는 크기로 형성되는 다수의 공간부가 형성된 구조물모듈을 형성하고, 상기 공간부로 입, 출입되는 물과 공기를 제어하면서 시공하고자 하는 위치로 이동시켜 조립하여 완성하는 조립식 수중 구조물 및 이의 시공방법에 관한 것이다.
특히, 본 발명에 따른 조립식 수중 구조물 및 이의 시공방법은, 시공하고자 하는 위치까지 침몰과 회전 및 전도를 방지하고, 거치시키고자 하는 방향 및 위치를 제어할 수 있으므로 조립 및 시공에 드는 시공비용이 감소하고 시공기간을 단축시킨다.
또한, 본 발명에 따른 조립식 수중 구조물 및 이의 시공방법은, 양중장비가 접근하기 어려운 곳에서의 시공이 가능하며, 양중기의 인양능력에 제약을 받지 않아 대규모 형태의 조립식 수중 구조물과 다양한 형태의 조립식 수중 구조물을 시공할 수 있을 뿐만 아니라, 양중기 안착에 필요한 부지조성 또는 바지선 제작비용을 절감시킨다.
아울러, 본 발명에 따른 조립식 수중 구조물 및 이의 시공방법은, 대형 수중 구조물을 설치 시, 우기로 인한 유로변경 및 이에 따른 가물막이가 불필요하므로 수해의 우려가 없을 뿐만 아니라, 환경오염을 최소화한다.
항만의 안벽, 방파제, 둑 및 댐 등을 축조하는 구조물은 토사구조, 철근콘크리트구조 등 다양한 방법으로 시행되고 있다.
상기 구조물을 설치하는 공법 중 대표적인 공법은 가물막이공법과 수상, 수중공법 및 사전제작 후 이동설치공법이 있다.
상기 가물막이공법은 설치하고자 하는 위치를 물막이를 한 후, 건조상태에서 지반 정리 및 구조물을 시공하는 방법으로, 심해에서는 작업이 불가할 뿐만 아니라, 파랑 또는 유속 등에 제약을 받는 문제점이 있다.
또한, 거푸집 설치, 철근조립, 콘크리트 타설 및 양생, 거푸집 해체 등의 공정을 거쳐 시공이 완료되기 때문에 공사기간이 길어지고, 시공방법이 복잡할 뿐만 아니라, 수질오염을 야기하는 문제점이 있다.
상기 수상, 수중공법은 설치하고자 하는 위치에 수상에서 지반을 정리한 후, 구조물을 수중에 직접 시공하는 방법으로, 양중(heavy lifting)작업이 수반되어 장비에 따른 비용이 증가하는 문제점이 있다.
또한, 상기 수상, 수중공법은 상기 가물막이공법과 마찬가지로 수질오염을 야기하는 문제점이 있다.
상기 사전제작 후 이동설치공법은 현장에서 직접 수중 시공이 어려운 경우 기타의 장소에서 사전 제작하여 이동 후 설치하는 공법으로, 대표적으로 침매공법이 있다.
그러나 상기의 사전제작 후 이동설치공법은 설치를 위해 이동 중 침몰, 부상 시 회전 및 전도 등의 거동으로 인한 안전사고 우려와 손실비용이 증가하는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 대한민국 등록특허공보 제10-1000566호("조립식 하천 수중보", 2010.12.06)에 시공기간의 단축을 가능하게 하는 조립식 하천 수중보가 제안되었다.
상기 조립식 하천 수중보는 PC박스를 사전 제작하고, 연결봉을 사용하여 상호간의 고정방식을 통해 조립식 시공이 가능한 공법으로, 시공기간을 단축시켜 공사비를 절감시킬 수 있는 공법이다.
그러나 상기의 조립식 하천 수중보는 가물막이 공법을 사용하지 않고, 사전제작 후 이동설치공법을 이용하여 시공될 경우, 제어가 어려우며 이동시 침몰 또는 회전 및 전도 등이 발생하는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1000566호("조립식 하천 수중보", 2010.12.06)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 항만의 안벽, 방파제, 둑(weir), 댐 등의 수중 구조물의 시공에 있어서, 몸체에 격벽을 이용하여 선택되는 크기로 형성되는 다수의 공간부가 형성된 구조물모듈을 형성하고, 상기 공간부로 입, 출입되는 물과 공기를 제어하면서 시공하고자 하는 위치로 이동시켜 조립하여 완성함으로써, 시공기간을 단축시켜 시공비용을 절약할 수 있는 조립식 수중 구조물 및 이의 시공방법을 제공하는 것이다.
특히, 본 발명의 목적은 항만의 안벽, 방파제, 둑(weir), 댐 등의 수중 구조물의 시공에 있어서, 몸체에 격벽을 이용하여 선택되는 크기로 형성되는 다수의 공간부가 형성된 구조물모듈을 형성하고, 상기 공간부로 입, 출입되는 물과 공기를 제어하면서 시공하고자 하는 위치로 이동시켜 조립하여 완성함으로써, 시공하고자 하는 위치까지 침몰과 회전 및 전도를 방지하고, 거치시키고자 하는 방향 및 위치를 제어할 수 있으므로 안전사고를 예방하고 그에 따른 손실비용을 감소시키는 조립식 수중 구조물 및 이의 시공방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 본 발명의 목적은 항만의 안벽, 방파제, 둑(weir), 댐 등의 수중 구조물의 시공에 있어서, 몸체에 격벽을 이용하여 선택되는 크기로 형성되는 다수의 공간부가 형성된 구조물모듈을 형성하고, 상기 공간부로 입, 출입되는 물과 공기를 제어하면서 시공하고자 하는 위치로 이동시켜 조립하여 완성함으로써, 양중장비가 접근하기 어려운 곳에서의 시공이 가능하며, 양중기의 인양능력에 제약을 받지 않아 대규모 형태의 조립식 수중 구조물과 다양한 형태의 조립식 수중 구조물을 시공할 수 있을 뿐만 아니라, 양중기 안착에 필요한 부지조성 또는 바지선 제작비용을 절감시키는 조립식 수중 구조물 및 이의 시공방법을 제공하는 것이다.
아울러, 본 발명의 목적은 항만의 안벽, 방파제, 둑(weir), 댐 등의 수중 구조물의 시공에 있어서, 몸체에 격벽을 이용하여 선택되는 크기로 형성되는 다수의 공간부가 형성된 구조물모듈을 형성하고, 상기 공간부로 입, 출입되는 물과 공기를 제어하면서 시공하고자 하는 위치로 이동시켜 조립하여 완성함으로써, 대형 수중 구조물을 설치 시, 우기로 인한 유로변경 및 이에 따른 가물막이가 불필요하므로 수해의 우려가 없을 뿐만 아니라, 환경오염을 최소하하는 조립식 수중 구조물 및 이의 시공방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 조립식 수중 구조물은 선택되는 형태 및 크기로 형성되는 몸체와, 상기 몸체 내 격벽에 의해 선택되는 크기로 형성되는 다수의 공간부와, 상기 공간부의 선택되는 위치에 형성되는 제1공을 통해 상기 공간부로 물을 공급 및 배출하는 워터파이프와, 상기 공간부의 선택되는 위치에 형성되는 제2공을 통해 상기 공간부로 공기를 공급 및 배출하는 에어파이프와, 상기 공간부의 선택되는 위치에 형성되는 방수맨홀이 구비되는 구조물모듈;을 포함하여 이루어지며, 상기 구조물모듈들을 선택되는 방향으로 위치시켜 이루어지는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 조립식 수중 구조물은 상기 워터파이프 및 상기 에어파이프와 연결되며, 상기 공간부에 유, 출입되는 물과 공기의 유량을 제어하는 유량제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유량제어부는 각각의 상기 워터파이프와 연결되어 상기 공간부에 유, 출입되는 물의 유량을 제어하는 워터부; 각각의 상기 에어파이프와 연결되어 상기 공간부에 유, 출입되는 공기의 유량을 제어하는 에어부; 및 상기 워터부와 상기 에어부를 제어하는 자동제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 워터부는 상기 공간부에 유, 출입되는 물의 유량을 계측하는 전자식 유량계; 및 상기 공간부에 유, 출입되는 물의 유량을 제어하는 유량제어밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 에어부는 상기 공간부에 유, 출입되는 공기의 유량을 계측하는 전자식 압력계; 및 상기 공간부에 유, 출입되는 공기의 유량을 제어하는 압력제어밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 조립식 수중 구조물 시공방법에 있어서, 상기 구조물모듈을 제작하는 구조물모듈 제작단계(S10); 상기 유량제어부를 통해 상기 구조물모듈의 부력을 제어하면서 부력을 자중보다 크게 하여, 선택되는 흘수로 부상시키는 구조물모듈 부상단계(S20); 상기 유량제어부를 통해 상기 구조물모듈의 부력을 제어하여 선택되는 흘수를 유지하면서, 선택되는 위치로 예인선을 이용하여 예인하는 구조물모듈 예인단계(S30); 상기 유량제어부를 통해 상기 구조물모듈의 부력을 제어하여 상기 구조물모듈을 회전시키거나, 상기 구조물모듈이 배치되는 위치를 제어하는 구조물모듈 제어단계(S40); 상기 유량제어부를 통해 상기 구조물모듈의 부력을 제어하여 부력의 비율을 감소시켜, 선택되는 위치로 침하시켜 거치시는 구조물모듈 침하단계(S50); 및 침하되어 거치된 상기 구조물모듈의 상기 공간부 전체에 물질을 유입시켜, 상기 구조물모듈을 안정시키는 구조물모듈 안정단계(S60);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 구조물모듈 침하단계(S50)는 침하시키고자 하는 위치의 수심이 상기 구조물모듈의 높이보다 깊은 경우, 상기 구조물모듈의 선택되는 위치에 임시부력탱크를 구비하여 중성부력을 회피하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 구조물모듈 안정단계(S60)는 상기 공간부의 방수맨홀을 통해 물, 모래, 자갈, 콘크리트 중 선택되는 하나 이상을 영구충진 하여 안정화시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 조립식 수중 구조물 및 이의 시공방법은 항만의 안벽, 방파제, 둑(weir), 댐 등의 수중 구조물의 시공에 있어서, 몸체에 격벽을 이용하여 선택되는 크기로 형성되는 다수의 공간부가 형성된 구조물모듈을 형성하고, 상기 공간부로 입, 출입되는 물과 공기를 제어하면서 시공하고자 하는 위치로 이동시켜 조립하여 완성함으로써, 시공기간을 단축시켜 시공비용을 절약할 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명에 따른 조립식 수중 구조물 및 이의 시공방법은 항만의 안벽, 방파제, 둑(weir), 댐 등의 수중 구조물의 시공에 있어서, 몸체에 격벽을 이용하여 선택되는 크기로 형성되는 다수의 공간부가 형성된 구조물모듈을 형성하고, 상기 공간부로 입, 출입되는 물과 공기를 제어하면서 시공하고자 하는 위치로 이동시켜 조립하여 완성함으로써, 시공하고자 하는 위치까지 침몰과 회전 및 전도를 방지하고, 거치시키고자 하는 방향 및 위치를 제어할 수 있으므로 안전사고를 예방하고 그에 따른 손실비용을 감소시키는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 조립식 수중 구조물 및 이의 시공방법은 항만의 안벽, 방파제, 둑(weir), 댐 등의 수중 구조물의 시공에 있어서, 몸체에 격벽을 이용하여 선택되는 크기로 형성되는 다수의 공간부가 형성된 구조물모듈을 형성하고, 상기 공간부로 입, 출입되는 물과 공기를 제어하면서 시공하고자 하는 위치로 이동시켜 조립하여 완성함으로써, 양중장비가 접근하기 어려운 곳에서의 시공이 가능하며, 양중기의 인양능력에 제약을 받지 않아 대규모 형태의 조립식 수중 구조물과 다양한 형태의 조립식 수중 구조물을 시공할 수 있을 뿐만 아니라, 양중기 안착에 필요한 부지조성 또는 바지선 제작비용을 절감시키는 장점이 있다.
아울러, 본 발명의 목적은 항만의 안벽, 방파제, 둑(weir), 댐 등의 수중 구조물의 시공에 있어서, 몸체에 격벽을 이용하여 선택되는 크기로 형성되는 다수의 공간부가 형성된 구조물모듈을 형성하고, 상기 공간부로 입, 출입되는 물과 공기를 제어하면서 시공하고자 하는 위치로 이동시켜 조립하여 완성함으로써, 대형 수중 구조물을 설치 시, 우기로 인한 유로변경 및 이에 따른 가물막이가 불필요하므로 수해의 우려가 없을 뿐만 아니라, 환경오염을 최소하하는 조립식 수중 구조물 및 이의 시공방법을 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 조립식 수중보를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 조립식 수중 구조물이 시공되는 분야를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 조립식 수중 구조물의 특징을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 조립식 수중 구조물의 구조물모듈을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 조립식 수중 구조물의 구조물모듈에 워터파이프와 에어파이프가 구비된 것을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 따른 조립식 수중 구조물의 구조물모듈에 유, 출입되는 물과 공기의 유량을 제어하는 유량제어부를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 조립식 수중 구조물의 시공방법에 있어서, 구조물모듈의 부상단계를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명에 따른 조립식 수중 구조물의 시공방법에 있어서, 구조물모듈 예인단계를 나타낸 도면.
도 9는 본 발명에 따른 조립식 수중 구조물의 시공방법에 있어서, 구조물모듈 제어단계를 나타낸 도면.
도 10은 본 발명에 따른 조립식 수중 구조물의 시공방법에 있어서, 구조물 모듈 침하단계를 나타낸 도면.
도 11은 본 발명에 따른 조립식 수중 구조물의 시공방법에 있어서, 구조물모듈 안정단계를 나타낸 도면.
도 12는 본 발명에 따른 조립식 수중 구조물이 시공된 예를 나타낸 도면.
이하, 상기한 바와 같은 특징을 가지는 조립식 수중 구조물(1000) 및 이의 시공방법 및 이의 시공방법을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 종래의 조립식 수중보를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 조립식 수중 구조물이 시공되는 분야를 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 조립식 수중 구조물의 특징을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 조립식 수중 구조물의 구조물모듈을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 조립식 수중 구조물의 구조물모듈에 워터파이프와 에어파이프가 구비된 것을 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명에 따른 조립식 수중 구조물의 구조물모듈에 유, 출입되는 물과 공기의 유량을 제어하는 유량제어부를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 조립식 수중 구조물의 시공방법에 있어서, 구조물모듈의 부상단계를 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명에 따른 조립식 수중 구조물의 시공방법에 있어서, 구조물모듈 예인단계를 나타낸 도면이며, 도 9는 본 발명에 따른 조립식 수중 구조물의 시공방법에 있어서, 구조물모듈 제어단계를 나타낸 도면이고, 도 10은 본 발명에 따른 조립식 수중 구조물의 시공방법에 있어서, 구조물 모듈 침하단계를 나타낸 도면이며, 도 11은 본 발명에 따른 조립식 수중 구조물의 시공방법에 있어서, 구조물모듈 안정단계를 나타낸 도면이고, 도 12는 본 발명에 따른 조립식 수중 구조물이 시공된 예를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 조립식 수중 구조물(1000)은 항만의 안벽(도 2-a), 방파제(도 2-b), 댐 및 보(도 2-c)등을 시공하기 위한 것으로, 상기의 항만의 안벽, 방파제, 댐 및 보에 한정하지 않고, 다양한 수중 구조물을 구성할 수 있는 발명이다.
도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 조립식 수중 구조물(1000)의 가장 큰 특징은 시공하고자 하는 수중 구조물을 선택되는 수의 구조물모듈(100)로 나누어 제작한 뒤, 상기 구조물모듈(100)을 상기 수중 구조물을 시공하고자 하는 위치로 예인한 후, 선택되는 방향으로 상기 구조물모듈(100)을 거치시켜 조립식 수중 구조물(1000)을 제작하는 방식이다.
이 때, 상기 구조물모듈(100)은 선택되는 크기 및 형태로 나누어 시공할 수 있으므로, 다양한 크기 및 형태의 실시예가 가능하며, 이에 따른 특징으로 인해 시공되는 위치의 바닥면을 평탄하게 다져야 하는 작업이 불필요한 장점이 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 구조물모듈(100)은 높이방향으로 형성되는 높이면과, 상기 높이면 하부 끝단에서 일측이 수직으로 연장 형성되는 바닥면과, 상기 높이면 상부 끝단에서 일측이 수직으로 연장 형성되는 제1연장부와, 상기 바닥면 타측에서 일측이 수직으로 연장 형성되는 제2연장부와, 상기 제1연장부의 타측과 제2연장부의 타측을 연결하는 경사부를 포함하는 단면을 갖는 몸체(110), 상기 몸체(100) 내 격벽(121)에 의해 선택되는 크기로 형성되는 다수의 공간부(120)를 포함한다.
이 때, 상기 공간부(120)는 상기 공간부(120)의 선택되는 위치에 형성되되, 물을 상기 공간부(120)로 공급 및 배출시키기 위한 제1공(122)과 상기 공간부(120)의 상기 제1공(122)과 일정거리 이격된 선택되는 위치에 형성되되, 공기를 상기 공간부(120)로 공급 및 배출시키기 위한 제2공(123)을 포함한다.
아울러, 구조물모듈(100)은 상기 구조물모듈(100)의 제작 시 검사를 위해 입, 출입이 가능하도록 하며, 제작 후 상기 공간부(120)를 밀폐시키며, 향후 물질투입에 이용되도록 상기 공간부(120)들을 적어도 하나 이상 연결되도록 형성되며, 적어도 하나 이상 상기 공간부(120)와 상기 구조물모듈(100) 외부와 연결되도록 형성되는 방수맨홀(130)을 포함한다.
상기 방수맨홀(130)은 상기 제1공(122) 및 제2공(123)과 일정거리 이격된 선택되는 위치에 형성된다.
상기 제1공(122), 제2공(123) 및 방수맨홀(130)이 형성되는 위치는 도면에 도시된 바와 같이 한정되지 않고, 조립식 수중 구조물(1000)의 배열 형태 및 위치에 따라 일정거리 이격되어 다양한 위치에 형성 가능함은 물론이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 구조물모듈(100)은 상기 제1공(122)을 통해 상기 공간부(120)로 물을 공급하거나 배출시키는 워터파이프(221)와 상기 제2공(123)을 통해 상기 공간부(120)로 공기를 공급하거나 배출시키는 에어파이프(231)가 구비된다.
상기 워터파이프(221)와 상기 에어파이프(231)는 상기 공간부(120)로 물과 공기를 공급하거나 배출함으로써, 상기 구조물모듈(100)의 부상 및 침하를 제어한다.
즉, 상기 구조물모듈(100)은 부력이 자중보다 크게 형성되고, 상기 구조물모듈(100)의 공간부(120)에 물과 공기를 공급 및 배출하여 상기 구조물모듈(100)의 부력을 제어함으로서, 상기 구조물모듈(100)의 부상 및 침하 제어를 가능하게 하는 역할을 하는 것이다.
아울러, 상기 워터파이프(221) 및 에어파이프(231)의 구비되는 위치는 도면에 도시된 바에 한정되지 않고, 다양한 구비 위치의 실시예가 가능하다.
상기 구조물모듈(100)의 공간부(120)에 물과 공기를 공급 및 배출시키는 상기 워터파이프(221)와 상기 에어파이프(231)는 유량제어부(200)에 의해 제어된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 유량제어부(200)는 각각의 상기 워터파이프(221)와 연결되어 상기 공간부(120)에 유, 출입되는 물의 유량을 제어하는 워터부(220)를 포함하고, 각각의 상기 에어파이프(231)와 연결되어 상기 공간부(120)에 유, 출입되는 공기의 유량을 제어하는 에어부(230)를 포함한다.
또한, 상기 유량제어부(200)는 상기 워터부(220)와 상기 에어부(230)를 제어하는 자동제어부(210)를 포함한다.
이 때, 상기 워터부(220)는 상기 공간부(120)에 유, 출입되는 물의 유량을 계측하는 전자식 유량계(222)와 상기 공간부(120)에 유, 출입되는 물의 유량을 제어하는 유량제어밸브(223)를 포함하며, 상기 워터부(220)의 형태 및 구성은 이에 한정하지는 않는다.
또, 상기 에어부(230)는 상기 공간부(120)에 유, 출입되는 공기의 유량을 계측하는 전자식 압력계(232)와 상기 공간부(120)에 유, 출입되는 공기의 유량을 제어하는 압력제어밸브(233)를 포함하며, 상기 에어부(230)도 상기 워터부(220)와 마찬가지로 형태 및 구성을 이에 한정하지 않는다.
아울러, 상기 유량제어부(200)의 위치 및 형태는 한정되지 않고 다양한 형태 및 위치 실시예가 가능하며, 상기 워터파이프(221)와 상기 에어파이프(231)의 재질 및 구성은 상기 구조물모듈(100)의 이동 및 회전에 영향을 받지 않는 유연한 고무 재질 또는 수지 재질이 권장되나, 이에 한정하지 않는다.
본 발명에 따른 조립식 수중 구조물(1000)의 시공방법은 크게 상기 구조물모듈(100)을 계획되는 크기로 제작하는 구조물모듈 제작단계(S10), 제작된 상기 구조물모듈(100)을 부상시키는 구조물모듈 부상단계(S20), 부상된 상기 구조물모듈(100)을 상기 유량제어부(200)에 의해 부력을 제어하면서, 시공하고자 하는 위치로 예인하는 구조물모듈 예인단계(S30), 상기 구조물모듈(100)을 시공하고자 하는 위치에서 회전시키거나 배치되는 위치를 제어하는 구조물모듈 제어단계(S40), 상기 유량제어부(200)에 의해 상기 구조물모듈(100)의 부력을 제어하여 부력의 비율을 감소시킴으로써, 상기 구조물모듈을 침하시켜 거치시키는 침하단계(S50) 및 구조물모듈 안정단계(S60)를 포함한다.
상기의 시공방법은 주변환경 및 목적에 따라 다양한 실시예가 가능하므로, 상기에 기재된 공정 순서에 한정하지 않고 공정의 생략 또는 추가가 가능함은 물론이다.
이하, 상기의 기재된 조립식 수중 구조물(1000)의 시공방법을 상세히 설명하기로 한다.
상기 구조물모듈(100)이 격벽(121)에 의해 형성되는 공간부(120)를 포함하되, 선택되는 크기 및 높이방향으로 형성되는 높이면과, 상기 높이면 하부 끝단에서 일측이 수직으로 연장 형성되는 바닥면과, 상기 높이면 상부 끝단에서 일측이 수직으로 연장 형성되는 제1연장부와, 상기 바닥면 타측에서 일측이 수직으로 연장 형성되는 제2연장부와, 상기 제1연장부의 타측과 제2연장부의 타측을 연결하는 경사부를 포함하는 단면을 갖는 몸체(110)를 포함하도록 제작되고, 상기 구조물모듈(100)을 예인선(1)과 상기 워터파이프(221), 상기 에어파이프(231) 및 보조파이프와 시공되어 연결되는 구조물모듈 제작단계(S10)를 거쳐, 근처의 강 및 바다에 부력과 자중의 비율을 제어하여 양성부력이 발생토록 하여 가라앉혀 안정시킨다.
도 7에 도시된 방법은 상기 구조물모듈 부상단계(S20)를 나타낸 도면이다.
상기 구조물모듈 제작단계(S10)에서 제작된 구조물모듈(100)이 강 및 바다에 침하된 상태(도 7-a)에서 예인선(1)과 상기 워터파이프(221), 상기 에어파이프(231) 및 보조파이프와 연결된 상기 구조물모듈(100)을 상기 유량제어부(200)에 의해 상기 구조물모듈(100)의 부력과 자중의 비율을 제어하여 상기 구조물모듈(100)을 부상시킨다.(도 7-b, 도 7-c)
이 때, 상기 구조물모듈(100)은 부상한 다음 예인선(1)과 상기 워터파이프(221), 상기 에어파이프(231) 및 보조파이프와 연결하여도 무방하므로, 한정되지 않는다.
부상된 상기 구조물모듈(100)은 도 8에 도시된 바와 같이, 바지선이나 예인선(1)에 의해 시공하고자 하는 위치로 예인되되, 상기 유량제어부(200)를 통해 상기 구조물모듈(100)의 부력을 제어하여 선택되는 흘수를 유지하며, 선택되는 흘수를 벗어나는 경우에는 상기 유량제어부(200)를 통해 상기 구조물모듈(100)의 부력을 제어하여 선택되는 흘수로 복원하면서 선택되는 위치로 예인선(1)을 이용하여 예인하는 구조물모듈 예인단계(S30)에 접어든다.
상기 구조물모듈 예인단계(S30)에서 예인 시, 파도 및 조류의 영향이 있으므로, 상기 유량제어부(200)에 의해 상기 구조물모듈(100)의 부력을 제어하면서 예인해야 하므로, 상기 유량제어부(200)는 상기 구조물모듈(100)을 예인하는 예인선(1) 또는 바지선에 구비되는 것이 권장되나, 상기 유량제어부(200)의 위치는 한정하지 않는다.
도 9에 도시된 바와 같이, 상기 구조물모듈 예인단계(S30)에 의해 시공하고자 하는 위치까지 예인된 상기 구조물모듈(100)은 거치되고자 하는 방향 및 위치에 따라 회전하거나 이동되는 구조물모듈 제어단계(S40)를 거치게 된다.
도 9에 도시된 바와 같이, 회전시키거나 이동시키기 위한 상기 구조물모듈(100)의 각각의 공간부(120)에 물과 공기의 유량을 제어(도 9-a)함으로써, 원하고자 하는 방향 및 위치로 회전시키거나 이동시킨다.(도 9-b)
즉, 상기 각각의 공간부(120)에 공급 및 배출되는 물과 공기의 유량을 상기 유량제어부(200)에 의해 제어함으로써, 원하고자 하는 방향 및 위치로 제어할 수 있다.(도 9-c)
상기에 기재된 바와 같이, 본 발명에 따른 조립식 수중 구조물은 각각의 공간부(120)의 물과 공기의 유량을 제어함으로써, 상기 구조물모듈(100)을 회전 또는 제어할 수 있으므로, 형태 및 크기에 제약을 받지 않는 장점이 있다.
도 9에 도시된 상기 구조물모듈 제어단계(S40)는 상기 구조물모듈(100)을 회전시키고자 하는 하나의 실시예로서, 이에 한정하지 않고 다양한 상기 공간부(120)의 유량제어를 통한 상기 구조물모듈(100)의 회전 및 이동이 가능함은 물론이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 구조물모듈 제어단계(S40)를 거쳐, 원하는 방향 및 위치에 배치된 상기 구조물모듈(100)은 전 단계와 마찬가지로 상기 유량제어부(200)에 의해 제어되고, 상기 구조물모듈(100)의 부력을 감소시켜 침하 및 거치시키는 구조물모듈 침하단계(S50)를 거치게 된다.
이 때, 상기 구조물모듈 침하단계(S50)에서 침하시키고자 하는 위치의 수심이 상기 구조물모듈(100)의 높이보다 깊은 경우에는 상기 구조물모듈(100)의 선택되는 위치에 임시부력탱크(300)를 구비함으로써, 중성부력을 회피할 수 있다.
중성부력(Neutral Buoyancy)은 부력과 중력의 힘이 동일하여 물에서 뜨지도 가라앉지도 않는 상태를 말하며, 상기 공간부(120)의 유량제어만으로도 중성부력을 회피할 수 없을 경우, 상기 임시부력탱크(300)를 구비하여 중성부력을 회피할 수 있다.
즉, 양성부력에서는 본 발명에 따른 상기 구조물모듈(100)의 제어가 가능하지만, 중성부력 및 음성부력에서는 상기 구조물모듈(100)의 제어가 어렵기 때문에, 상기 임시부력탱크(300)를 구비하여 중성부력 또는 음성부력을 회피할 수 있다.
이 때, 상기 임시부력탱크(300)는 상기 공간부(120)와 마찬가지로 상기 유량제어부(200)와 연결되어 제어될 수 있으며, 상기 임시부력탱크(300) 자체적으로 부력을 조절할 수 있는 장치가 구비될 수 있는 등, 상기 임시부력탱크(300)의 제어방법 및 형태는 한정되지 않고 다양한 실시예가 가능하다.
또한, 상기 임시부력탱크(300)의 위치는 상기 구조물모듈(100)에 부착되거나 줄 등에 의해 연결될 수 있는데, 상기 임시부력탱크(300)의 일부를 수면으로 나오도록 구비하여 양성부력 환경을 제공함으로써, 상기 구조물모듈(100)을 제어하는 것이 바람직하다.
즉, 양성부력을 만들고 중성부력을 회피하기 위해, 상기 임시부력탱크(300)가 구비되는 위치는 수면 및 작업환경에 따라 한정하지 않는다.
도 11에 도시된 바와 같이, 상기 구조물모듈 침하단계(S50)를 거쳐 침하되어 거치된 상기 구조물모듈(100)은 구조물모듈 안정단계(S60)를 거치게 된다.
상기 구조물모듈 안정단계(S60)는 침하되어 거치된 상기 구조물모듈(100)의 공간부(120) 모두에 물을 공급하여 자중을 크게 함으로써, 상기 구조물모듈(100)의 자중을 크게 하여 안정시킬 수 있다.
물론, 물 보다 자중을 크게 하여 안정시킬 수 있는 모래, 자갈, 콘크리트를 상기 방수맨홀(130)을 통해 상기 공간부(120)로 투입하여, 상기 구조물모듈 안정단계(S60)에 이용될 수 있다.
도 12는 본 발명에 따른 상기 구조물 모듈이 거치되어 조립된 형태의 조립식 수중 구조물(1000)이 시공된 모습의 일예를 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 조립식 수중 구조물(1000)은 다양한 크기로 구조물모듈(100)로 분할하여 제작한 후, 조립하여 완성하므로, 다양한 작업환경 및 형태에 따라 다양한 실시예가 가능한 장점이 있다.
본 발명에 따른 조립식 수중 구조물(1000)은 침하하여 거치 시, 거치되는 바닥을 평평하게 작업을 한 후, 거치하는 방법이 있다.
또한, 상기의 방법 외에 기반암 상부에 받침용 블록을 구비하고, 상기 블록위에 상기 구조물모듈(100)을 침하 거치시킨 다음 상기 구조물모듈(100)과 기반암 간에 공극을 콘크리트 타설, 몰탈, 그라우팅 등으로 충진하여 공극을 메우는 방법 등 다양한 설치방법이 있다.
아울러, 본 발명에 따른 상기 구조물모듈(100)은 자유로운 형태의 제작이 가능하므로 상기의 방법으로 한정하지 않는다.
본 발명에 따른 조립식 수중 구조물(1000)은 유수의 흐름에 지장 받지 않도록 연결장치 또는 고정핀을 매립하여 안정적으로 설치할 수 있는 방법이 있다.
본 발명에 따른 조립식 수중 구조물 및 이의 시공방법은 항만의 안벽, 방파제, 둑(weir), 댐 등의 수중 구조물의 시공에 있어서, 몸체(100)에 격벽(121)을 이용하여 선택되는 크기로 형성되는 다수의 공간부(120)가 형성된 구조물모듈(100)을 형성하고, 상기 공간부(120)로 입, 출입되는 물과 공기를 제어하면서 시공하고자 하는 위치로 이동시켜 조립하여 완성함으로써, 시공기간을 단축시켜 시공비용을 절약할 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명에 따른 조립식 수중 구조물 및 이의 시공방법은 항만의 안벽, 방파제, 둑(weir), 댐 등의 수중 구조물의 시공에 있어서, 몸체(100)에 격벽(121)을 이용하여 선택되는 크기로 형성되는 다수의 공간부(120)가 형성된 구조물모듈(100)을 형성하고, 상기 공간부(120)로 입, 출입되는 물과 공기를 제어하면서 시공하고자 하는 위치로 이동시켜 조립하여 완성함으로써, 시공하고자 하는 위치까지 침몰과 회전 및 전도를 방지하고, 거치시키고자 하는 방향 및 위치를 제어할 수 있으므로 안전사고를 예방하고 그에 따른 손실비용을 감소시키는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 조립식 수중 구조물 및 이의 시공방법은 항만의 안벽, 방파제, 둑(weir), 댐 등의 수중 구조물의 시공에 있어서, 몸체(110)에 격벽(121)을 이용하여 선택되는 크기로 형성되는 다수의 공간부(120)가 형성된 구조물모듈(100)을 형성하고, 상기 공간부(120)로 입, 출입되는 물과 공기를 제어하면서 시공하고자 하는 위치로 이동시켜 조립하여 완성함으로써, 양중장비가 접근하기 어려운 곳에서의 시공이 가능하며, 양중기의 인양능력에 제약을 받지 않아 대규모 형태의 조립식 수중 구조물과 다양한 형태의 조립식 수중 구조물을 시공할 수 있을 뿐만 아니라, 양중기 안착에 필요한 부지조성 또는 바지선 제작비용을 절감시키는 장점이 있다.
아울러, 본 발명의 목적은 항만의 안벽, 방파제, 둑(weir), 댐 등의 수중 구조물의 시공에 있어서, 몸체(110)에 격벽을 이용하여 선택되는 크기로 형성되는 다수의 공간부(120)가 형성된 구조물모듈(100)을 형성하고, 상기 공간부(120)로 입, 출입되는 물과 공기를 제어하면서 시공하고자 하는 위치로 이동시켜 조립하여 완성함으로써, 대형 수중 구조물을 설치 시, 우기로 인한 유로변경 및 이에 따른 가물막이가 불필요하므로 수해의 우려가 없을 뿐만 아니라, 환경오염을 최소하하는 조립식 수중 구조물 및 이의 시공방법을 제공하는 것이다.
1000 : 조립식 수중 구조물
100 : 구조물모듈
110 : 몸체
120 : 공간부
121 : 격벽
122 : 제1공
123 : 제2공
130 : 방수맨홀
200 : 유량제어부
210 : 자동제어부
220 : 워터부
221 : 워터파이프
222 : 전자식 유량계
223 : 유량제어밸브
230 : 에어부
231 : 에어파이프
232 : 전자식 압력계
233 : 압력제어밸브
300 : 임시부력탱크
1 : 예인선
S10 : 구조물모듈 제작단계
S20 : 구조물모듈 부상단계
S30 : 구조물모듈 예인단계
S40 : 구조물모듈 제어단계
S50 : 구조물모듈 침하단계
S60 : 구조물모듈 안정단계

Claims (8)

  1. 높이방향으로 형성되는 높이면과, 상기 높이면 하부 끝단에서 일측이 수직으로 연장 형성되는 바닥면과, 상기 높이면 상부 끝단에서 일측이 수직으로 연장 형성되는 제1연장부와, 상기 바닥면 타측에서 일측이 수직으로 연장 형성되는 제2연장부와, 상기 제1연장부의 타측과 제2연장부의 타측을 연결하는 경사부를 포함하는 단면을 갖는 몸체(110)와,
    상기 몸체(110) 내 격벽(121)에 의해 선택되는 크기로 형성되는 다수의 공간부(120)와,
    상기 공간부(120)의 선택되는 위치에 형성되는 제1공(122)을 통해 상기 공간부(120)로 물을 공급 및 배출하는 워터파이프(221)와,
    상기 공간부(120)의 상기 제1공(122)과 일정거리 이격된 선택되는 위치에 형성되는 제2공(123)을 통해 상기 공간부(120)로 공기를 공급 및 배출하는 에어파이프(231)와,
    상기 공간부(120)의 상기 제1공(122) 및 제2공(123)과 일정거리 이격된 선택되는 위치에 형성되는 방수맨홀(130)이 구비되는 구조물모듈(100);을 포함하여 이루어지며,
    상기 구조물모듈(100)들을 선택되는 방향으로 위치시켜 이루어지는 것을 특징으로 하며,
    상기 방수맨홀(130)은
    상기 공간부(120)들을 적어도 하나 이상 연결되도록 형성되되, 적어도 하나 이상 상기 공간부(120)와 상기 구조물모듈(100) 외부와 연결되도록 형성되어 향후 물질투입에 이용되는 것을 특징으로 하며,
    상기 워터파이프(221)와 에어파이프(231)는 유연한 재질로 형성되며,
    상기 워터파이프(221) 및 상기 에어파이프(231)와 연결되며, 상기 공간부(120)에 유, 출입되는 물과 공기의 유량을 제어하여 상기 구조물모듈(100)의 부상 및 침하를 제어하며, 원하는 방향 및 위치로 회전시키거나 이동시키는 유량제어부(200)를 포함하되,
    상기 유량제어부(200)는
    각각의 상기 워터파이프(221)와 연결되어 상기 공간부(120)에 유, 출입되는 물의 유량을 제어하는 워터부(220);
    각각의 상기 에어파이프(231)와 연결되어 상기 공간부(120)에 유, 출입되는 공기의 유량을 제어하는 에어부(230); 및
    상기 워터부(220)와 상기 에어부(230)를 제어하는 자동제어부(210);를 포함하여 상기 공간부(120)에 공급 및 배출되는 물과 공기의 유량을 제어함으로써 원하는 방향 및 위치로 회전시키거나 이동시키는 것을 특징으로 하며,
    상기 워터부(220)는
    상기 공간부(120)에 유, 출입되는 물의 유량을 계측하는 전자식 유량계(222); 및
    상기 공간부(120)에 유, 출입되는 물의 유량을 제어하는 유량제어밸브(223);를 포함하는 것을 특징으로 하며,
    상기 에어부(230)는
    상기 공간부(120)에 유, 출입되는 공기의 유량을 계측하는 전자식 압력계(232); 및
    상기 공간부(120)에 유, 출입되는 공기의 유량을 제어하는 압력제어밸브(233);를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립식 수중 구조물.
  2. 삭제
  3. 삭제
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  5. 삭제
  6. 제 1항에 기재된 조립식 수중 구조물을 이용한 조립식 수중 구조물 시공방법에 있어서,
    상기 구조물모듈(100)을 제작하는 구조물모듈 제작단계(S10);
    상기 유량제어부(200)를 통해 상기 구조물모듈(100)의 부력을 제어하면서 부력을 자중보다 크게 하여, 선택되는 흘수로 부상시키는 구조물모듈 부상단계(S20);
    상기 유량제어부(200)를 통해 상기 구조물모듈(100)의 부력을 제어하여 선택되는 흘수를 유지하며, 선택되는 흘수를 벗어나는 경우에는 상기 유량제어부(200)를 통해 상기 구조물모듈(100)의 부력을 제어하여 선택되는 흘수로 복원하면서, 선택되는 위치로 예인선(1)을 이용하여 예인하는 구조물모듈 예인단계(S30);
    상기 유량제어부(200)를 통해 상기 구조물모듈(100)의 부력을 제어하여 상기 구조물모듈(100)을 회전시키거나, 상기 구조물모듈(100)이 배치되는 위치를 제어하는 구조물모듈 제어단계(S40);
    상기 유량제어부(200)를 통해 상기 구조물모듈(100)의 부력을 제어하여 부력의 비율을 감소시켜, 선택되는 위치로 침하시켜 거치시는 구조물모듈 침하단계(S50);
    침하되어 거치된 상기 구조물모듈(100)의 상기 공간부(120) 전체에 물질을 유입시켜, 상기 구조물모듈(100)을 안정시키는 구조물모듈 안정단계(S60);를 포함하는 것을 특징으로 하며,
    상기 구조물모듈 침하단계(S50)는
    침하시키고자 하는 위치의 수심이 상기 구조물모듈(100)의 높이보다 깊은 경우,
    상기 구조물모듈(100)의 선택되는 위치에 임시부력탱크(300)를 구비하여 중성부력을 회피하는 것을 특징으로 하며,
    상기 구조물모듈 안정단계(S60)는
    상기 공간부(120)의 방수맨홀(130)을 통해 모래, 자갈, 콘크리트 중 선택되는 하나 이상을 영구충진 하여 안정화시키는 것을 특징으로 하는 조립식 수중 구조물 시공방법.
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