KR101489926B1 - 해중 터널 보호시스템 - Google Patents

Abstract

해중터널 보호시스템은 해중터널부, 터널 고정부, 터널 지지부, 및 보호부를 포함한다. 상기 해중터널부는 내부에 터널이 형성되어 열차나 자동차가 운행된다. 상기 고정부는 상기 해중터널부와 연결되어, 상기 해중터널부를 해저면에 고정한다. 상기 터널 지지부는 소정간격으로 이격되며, 상기 해저면으로부터 해수면 밖으로 연장되어 상기 해중터널부를 지지한다. 상기 보호부는 상기 서로 인접한 터널 지지부들 사이에 연결되어, 상기 해중터널부의 상부 및 측부를 커버한다.

Description

해중 터널 보호시스템{PROTECTION SYSTEM FOR AN IMMERSED TUNNEL}

본 발명은 해중 터널 보호시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해중 터널을 외부 충격으로부터 보호하기 위한 해중 터널 보호시스템에 관한 것이다.

해중터널이란 중공 파이프 형태로 구성되어 물속에서 부력에 의해 지지되며 중공 파이프 내부로 자동차나 철도가 운행할 수 있는 장거리 대륙 연결용 교통수단을 의미한다.

상기 해중터널은 해저면 밑으로 터널을 시공하여 대륙을 연결하는 해저터널과 비교하여 장거리 공사에 따른 문제점, 연약지반의 누수 및 붕괴 위험을 해결할 수 있다. 나아가, 중공 파이프를 모듈화하여 육상에서 제작한 후 해상에서 조립 연결하여 선로를 완성할 수 있으므로, 터널의 건설비용 및 공사시간을 절감할 수 있는 장점도 가진다.

또한, 해중터널의 중간에는 일정 간격으로 고정식 구조물이 설치되어, 환기나 휴식을 위한 공간을 제공하며, 부득이한 문제의 발생으로 해중터널이 침수나 붕괴되는 경우 대피공간으로 활용될 수 있는 안정성도 갖는다.

이와 같은 해중터널과 관련된 선행기술로는 특허출원 제10-2010-0103664호나 제10-2010-0104138호 등이 있으며, 주로 해중터널의 설치 방법 및 설치 구조에 관한 기술에 해당된다.

다만, 해중터널은 일정 깊이의 물속에 부상한 상태로 위치하므로, 대형 선박의 좌초, 잠수함이나 대형 해양생물의 충돌 등과 같은 외부 충격에 그대로 노출되는 위험을 가진다. 그럼에도, 현재까지는 상기 외부 충격을 흡수하거나 이를 미연에 방지하기 위한 별도의 구조를 포함하여 해중터널의 안정성을 확보할 수 있는 시스템은 개발되고 있지 않은 상황이다.

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 외부 충격으로부터의 안전성을 향상시킨 해중터널 보호시스템에 관한 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 해중터널 보호시스템은 해중터널부, 터널 고정부, 터널 지지부, 및 보호부를 포함한다. 상기 해중터널부는 내부에 터널이 형성되어 열차나 자동차가 운행된다. 상기 고정부는 상기 해중터널부와 연결되어, 상기 해중터널부를 해저면에 고정한다. 상기 터널 지지부는 소정간격으로 이격되며, 상기 해저면으로부터 해수면 밖으로 연장되어 상기 해중터널부를 지지한다. 상기 보호부는 상기 서로 인접한 터널 지지부들 사이에 연결되어, 상기 해중터널부의 상부 및 측부를 커버한다.

일 실시예에서, 상기 보호부는 상기 서로 인접한 터널 지지부들 사이를 서로 연결하는 복수의 케이블들을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 케이블들은, 상기 서로 인접한 터널 지지부들 사이에서 상기 해중터널부의 연장방향과 같은 방향으로 연장된 수평 케이블들, 및 서로 일정 간격 이격되며 상기 수평 케이블들과 교차하는 방향으로 연장된 수직 케이블들을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 케이블들은, 전체적으로 '∧' 형상으로 상기 해중터널부의 상부 및 측부를 커버할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 보호부는 선박 또는 잠수함의 이동 경로와 중첩되는 부분에만 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 해중터널의 상부 및 측부를 커버하는 보호부가 설치되므로, 선박이나 잠수함 등의 외부 물체가 상기 해중터널에 충돌하는 문제를 미연에 방지할 수 있어, 상기 해중터널의 안전성을 향상시킬 수 있다.

특히, 상기 보호부는 복수의 수평 및 수직 케이블들이 서로 연결되어 형성되므로, 상기 보호부 설치의 비용을 절감하고 시공의 편의성을 향상시킬 수 있으며, 해류나 조수 간만의 차이 등으로 인해 물속에서 상기 보호부가 정위치에 고정되지 않는 문제를 해결할 수 있다.

또한, 상기 보호부는 선박이나 잠수함 등의 이동 경로와 중첩되는 부분에만 설치되므로, 설치 비용을 최소화하여 해중터널 설치의 경제성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 해중터널 시스템을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 해중터널 보호시스템을 도시한 사시도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 종래 기술에 의한 해중터널 시스템을 도시한 사시도이다.

도 1을 참조하면, 종래 기술에 의한 해중터널 시스템(1)은 해중터널부(10), 터널 고정부(20) 및 터널 지지부(30)를 포함하며, 상기 터널 지지부(30)는 지지프레임(31) 및 지지상부(32)를 포함한다.

상기 해중터널 시스템(1)은 해수면(2)과 해저면의 사이에 상기 해중터널부(10)를 위치시키고, 상기 해중터널(10)을 상기 터널 고정부(20) 및 상기 터널 지지부(30)에 의해 고정시켜, 상기 해중터널부(10) 내부로 차량이나 열차 등의 운송수단이 운행하도록 설치된다.

이 경우, 상기 지지상부(32)는 상기 해수면(2) 밖에 설치되어, 상기 지지프레임(31)에 의해 지지되며, 상기 해중터널부(10)와 연결되어, 상기 해중터널부(10)의 환기, 상기 해중터널부(10)의 위험 발생시 피난처, 휴식 공간 등을 제공한다.

상기 종래 실시예에 의한 해중터널 시스템(1)의 경우, 이동하던 선박이 침몰하거나, 잠수함이 상기 해중터널 시스템(1)을 인지하지 못하거나, 대형 어류가 충돌하는 경우 등의 외적 충격에 의한 위험 요소가 존재하며, 이와 같은 외적 충격이 상기 해중터널부(10)에 직접적으로 인가되는 경우, 상당한 인적, 물적 피해를 야기할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 해중터널 보호시스템을 도시한 사시도이다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 의한 해중터널 보호시스템(100)은 도 1의 종래 실시예에 의한 해중터널 시스템의 필수 구성요소인 해중터널부(110), 터널 고정부(120) 및 터널 지지부(130)를 포함한다. 나아가, 본 실시예에 의한 해중터널 보호시스템(100)은 보호부(200)를 더 포함한다.

상기 해중터널부(110)는 내부에 터널이 형성된 중공형 파이프 구조를 가지며, 복수의 모듈들이 해저에서 서로 연결되며 설치된다.

상기 해중터널부(110)는 중공 파이프 구조로, 바닷속이나 물속에서 부력으로 부양한 상태가 되므로, 상기 해중터널부(110)를 소정의 위치에 고정시키기 위해 상기 터널 고정부(120) 및 상기 터널 지지부(130)가 설치된다.

상기 터널 고정부(120)는 상기 해중터널부(110)의 외면에 고정되며 해저면으로 연장되어 해저면에 고정 설치된다. 이 경우, 상기 터널 고정부(120)는 케이블(cable)의 형태를 가질 수 있으며, 상기 터널 고정부(120)의 장력에 의해 상기 해중터널부(110)가 일정 위치에 고정될 수 있다.

상기 터널 지지부(130)는 일정 간격으로 이격되며 설치되어, 상기 해중터널부(110)를 고정한다. 구체적으로, 상기 터널 지지부(130)는 바닷속 또는 물속에 위치한 지지프레임(131), 및 해면의 외부로 돌출된 지지상부(132)를 포함한다.

상기 지지프레임(131)은 해저면에 고정되어 프레임의 구조로 설치되며, 상기 해중터널부(110)는 상기 지지프레임(131)을 통과하도록 배치된다. 이 경우, 상기 지지프레임(131)은 상기 해중터널부(110)의 프레임 상에 고정된다. 그리하여, 상기 해중터널부(110)가 상기 터널 고정부(120)와는 별도로 해저면에 고정될 수 있어, 상기 해중터널부(110)의 고정력이 향상된다.

한편, 상기 지지프레임(131)의 상부에는 해면의 외부로 돌출된 상기 지지상부(132)가 설치된다. 상기 지지상부(132)는 상기 해중터널부(110)와 연결되어, 상기 해중터널부(110)를 환기할 수 있다. 또한, 상세히 도시하지는 않았으나, 상기 지지상부(132)와 상기 해중터널부(110)의 연결부에 엘리베이터나 계단 등의 구조물이 설치되어, 상기 해중터널부(110)를 이용하는 승객이나 운전자들이 상기 지지상부(132)에서 휴식 등을 취할 수 있다.

상기 보호부(200)는 상기 서로 인접한 터널 지지부들(130) 사이에 연결되어, 상기 해중터널부(110)의 상부 및 측부를 커버한다.

상기 보호부(200)는 상기 서로 인접한 터널 지지부들(130)의 지지프레임들(131) 사이에서 복수의 케이블들이 서로 연결되며 설치된다.

즉, 상기 보호부(200)는 케이블을 포함하므로, 바닷속 또는 물속에서 해수의 흐름이나 조수간만의 차이 등으로 인한 마찰력을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 상기 보호부(200)의 내구성을 향상시킬 수 있다.

예를 들어, 상기 보호부(200)는 제1 케이블(210), 제2 케이블(220), 제3 케이블(230), 제4 케이블(240) 및 수직 케이블(250)을 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 제1 내지 제4 케이블들(210, 220, 230, 240)은 상기 지지프레임들(131) 사이에서 상기 해중터널부(110)가 연장된 방향과 동일한 방향으로 연결된다. 다만, 상기 제1 내지 제4 케이블들(210, 220, 230, 240)은 케이블(cable)이므로, 자중에 의해 휘어지도록 연결된다. 이에 따라, 상기 제1 내지 제4 케이블들(210, 220, 230, 240)은 하부방향으로 다소 휘어진 상태로 상기 지지프레임들(131) 사이에 연결된다.

상기 제1 케이블(210)은 최상단에 위치하며, 상기 제2 케이블(220)은 상기 제1 케이블(210)의 하부에 한 쌍으로 배치된다. 또한, 상기 제3 케이블(230)은 상기 제2 케이블(220)의 하부에 한 쌍으로 배치되되, 상기 한 쌍의 제2 케이블(220) 사이의 간격보다는 넓은 간격으로 배치된다. 나아가, 상기 제4 케이블(240)은 상기 제3 케이블(230)의 하부에 한 쌍으로 배치되되, 상기 한 쌍의 제3 케이블(230) 사이의 간격보다는 넓은 간격으로 배치된다.

이 경우, 상기 제1 케이블(210)은 상기 해중터널부(110)의 상부를 커버하며, 상기 제2 내지 제4케이블들(220, 230, 240)은 상기 해중터널부(110)의 상측부로부터 하측부까지 전체적으로 상기 해중터널부(110)의 측부를 커버한다.

그리하여, 상기 제1 내지 제4 케이블들(210, 220, 230, 240)은 전체적으로 단면이 '∧' 형상을 가지도록 배치된다.

상기 수직케이블(250)은 상기 제1 내지 제4 케이블들(210, 220, 230, 240)의 연장방향에 교차하는 방향, 즉 상기 해중터널부(110)의 연장방향에 교차하는 방향으로 연장된다. 또한, 상기 수직케이블(250)은 상기 제1 케이블(210)로부터 분기되어, 상기 제2 내지 제4 케이블들(220, 230, 240)과 고정되며 연장된다.

그리하여, 상기 수직케이블(250)도 '∧' 형상을 가지며 상기 제1 내지 제4 케이블들(210, 220, 230, 240)과 고정된다.

또한, 상기 수직케이블(250)은 일정한 간격으로 서로 이격되어 상기 제1 내지 제4 케이블들(210, 220, 230, 240)과 고정되므로, 상기 제1 내지 제4 케이블들(210, 220, 230, 240)에 일정한 고정력을 인가할 수 있다. 나아가, 케이블들 사이의 간격을 좁혀, 상대적으로 작은 크기의 물체가 상기 해중 터널부(110)에 근접하는 경우라도 이를 차단할 수 있다.

한편, 도 2를 참조하여 설명한 것 외에, 상기 제1 내지 제4 케이블들(210, 220, 230, 240)은 다양하게 배치될 수 있다. 마찬가지로, 상기 수직케이블(250)도 도 2에 도시된 것 외에 다양하게 배치될 수 있다.

즉, 상기 제1 내지 제4 케이블들(210, 220, 230, 240) 및 상기 수직케이블(250)의 간격은 충격을 가할 수 있는 선박이나 잠수함 또는 해양 생물들의 크기를 고려하여 다양하게 변경될 수 있으며, 케이블들이 추가되거나 생략되어 케이블들 사이의 공간을 다양하게 변경할 수 있다.

한편, 상기 제1 내지 제4 케이블들(210, 220, 230, 240) 및 상기 수직 케이블(150)을 바닷속이나 물속에서 설치하는 것은 공사의 어려움이 크고 비용이 증가하는 문제가 있다. 따라서, 본 실시예에서는, 상기 보호부(200)는 선박이나 잠수함의 이동 경로와 중첩되거나, 해양 생물들의 이동 경로와 중첩되는 부분에만 선택적으로 설치될 수 있다. 그리하여, 경제성을 향상시키고, 공사의 난이도를 감소시킬 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 해중터널의 상부 및 측부를 커버하는 보호부가 설치되므로, 선박이나 잠수함 등의 외부 물체가 상기 해중터널에 충돌하는 문제를 미연에 방지할 수 있어, 상기 해중터널의 안전성을 향상시킬 수 있다.

특히, 상기 보호부는 복수의 수평 및 수직 케이블들이 서로 연결되어 형성되므로, 상기 보호부 설치의 비용을 절감하고 시공의 편의성을 향상시킬 수 있으며, 해류나 조수 간만의 차이 등으로 인해 물속에서 상기 보호부가 정위치에 고정되지 않는 문제를 해결할 수 있다.

또한, 상기 보호부는 선박이나 잠수함 등의 이동 경로와 중첩되는 부분에만 설치되므로, 설치 비용을 최소화하여 해중터널 설치의 경제성을 향상시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 해중터널 보호시스템은 해중터널과 함께 설치되어 사용될 수 있는 산업상 이용 가능성을 갖는다.

1 : 해중터널 시스템 100 : 해중터널 보호시스템
2 : 수면 10, 110 : 해중터널부
20, 120 : 터널 고정부 30, 130 : 터널 지지부
200 : 보호부

Claims (5)

1. 내부에 터널이 형성되어 열차나 자동차가 운행되는 해중터널부;
   상기 해중터널부와 연결되어, 상기 해중터널부를 해저면에 고정하는 터널 고정부;
   소정간격으로 이격되며, 상기 해저면으로부터 해수면 밖으로 연장되어 상기 해중터널부를 지지하는 터널 지지부; 및
   상기 서로 인접한 터널 지지부들 사이를 서로 연결하는 복수의 케이블들을 포함하여, 상기 해중터널부의 상부 및 측부를 커버하는 보호부를 포함하고,
   상기 케이블들은,
   상기 서로 인접한 터널 지지부들 사이에서 상기 해중터널부의 연장방향과 같은 방향으로 연장된 수평 케이블들; 및
   서로 일정 간격 이격되며 상기 수평 케이블들과 교차하는 방향으로 연장된 수직 케이블들을 포함하고,
   상기 수평 케이블들은 하나의 케이블이 최상단에 배치되고, 상기 최상단의 케이블의 하부에는 한 쌍의 케이블들이 배치되어, 상기 수평 및 수직 케이블들은 전체적으로 '∧' 형상으로 상기 해중터널부의 상부 및 측부를 커버하는 것을 특징으로 하는 해중터널 보호시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 보호부는 선박 또는 잠수함의 이동 경로와 중첩되는 부분에만 연결되는 것을 특징으로 하는 해중터널 보호시스템.
   

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