KR101501834B1

KR101501834B1 - 지중 굴착구 개폐장치

Info

Publication number: KR101501834B1
Application number: KR1020130090043A
Authority: KR
Inventors: 조광래
Original assignee: 조광래
Priority date: 2013-07-30
Filing date: 2013-07-30
Publication date: 2015-03-12
Also published as: KR20150014636A

Abstract

본 발명은 지중 굴착구 개폐장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지반에 수직으로 형성된 작업구(수직구)의 일측면을 커팅하여 세미쉴드머신과 같은 굴착기구를 안입시켜 굴착구를 형성하는 과정에서 작업구의 커팅 시 지중에 함유된 다량의 지하수나 토사가 굴착구의 외부로 유출되는 것을 방지하기 위하여 시행하는 그라우팅 공법을 생략하고, 굴착구의 외측면에 별도의 개폐장치를 설치하여 그라우팅 작업을 시행함에 따라 발생되었던 시간과 비용적인 문제점 및 환경오염의 문제점을 완벽하게 해소할 수 있고, 굴착구의 형성작업을 용이하게 할 수 있는 지중 굴착구 개폐장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 수평으로 위치된 중심부의 일측에 커터삽입구가 형성되고, 내측에 일정 폭의 수용 공간이 형성되며, 상측이 본체상부덮개에 의해 개폐되는 본체와; 본체의 내측 수용 공간에 형성된 가이드홈에 삽입되어 승강되는 본체개폐막으로; 구성되어 작업구의 일측면에 탈부착 가능하게 설치됨을 특징으로 한 지중 굴착구 개폐장치가 제공된다.

Description

지중 굴착구 개폐장치{Underground excavation opening and closing devices}

본 발명은 지중 굴착구 개폐장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지반에 수직으로 형성된 작업구(수직구)의 일측면을 커팅하여 세미쉴드머신과 같은 굴착기구를 안입시켜 굴착구를 형성하는 과정에서 작업구의 커팅 시 지중에 함유된 다량의 지하수나 토사가 굴착구의 외부로 유출되는 것을 방지하기 위하여 시행하는 그라우팅 공법을 생략하고, 굴착구의 외측면에 별도의 개폐장치를 설치하여 그라우팅 작업을 시행함에 따라 발생되었던 시간과 비용적인 문제점 및 환경오염의 문제점을 완벽하게 해소할 수 있고, 굴착구의 형성작업을 용이하게 할 수 있는 지중 굴착구 개폐장치에 관한 것이다.

사회가 발전하면서 가장 중요하게 요구되는 것이 지하철을 비롯한 상하수도나 전기통신선로 등과 같은 도시기반 시설이다.

이러한 새로운 도시기반 시설을 건설 시 터널 절개면 등과 더불어 지하공간 및 굴착공간을 적극적으로 활용하고자 하는 계획이 증대되고 있고, 이로 인해 지하 및 굴착공간에 대한 안정성의 문제가 필수적인 사항이 되었다.

일반적으로 지하 및 굴착공간은 주로 토사나 암반으로 구성되어 있는 지반을 굴착하여 확보하게 되는데, 이때 굴착면을 구성하는 지반이 안정되어 있지 않으면 굴착 작업 시 붕괴되어 굴착 작업을 진행할 수 없게 된다.

그리고 계획 심도까지 지반을 굴착한 후 수직으로 형성된 작업구(수직구)의 일측면을 커팅하여 세미쉴드머신과 같은 굴착기구를 안입시켜 굴착구를 형성하는 과정에서 작업구의 일측면을 커팅 시 지중에 함유된 다량의 지하수나 토사가 굴착구의 외부로 유출되어 굴착구 형성 작업의 진행이 용이하지 못한 문제점이 있었다.

따라서 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 통상적으로 그라우팅 공법을 사용하고 있는데, 여기서 그라우팅(grouting) 공법이라 함은 작업구와 같은 지반에 다수 개의 천공홀을 형성한 후 주입관을 삽입하고, 주입관을 통하여 시멘트 등과 같은 소정의 그라우트(주입액)를 압송하여 지중의 일정 구역에 충진시키고 일정시간이 경과되면 지반이 고결되도록 하는 것으로서, 지반의 불투수성을 높여 차수 또는 지수를 시공 목적으로 하거나 지반의 강도 증대 및 지반 안정을 목적으로 하는 공법을 말한다.

이와 같은 그라우팅 공법은 천공홀 주변의 지반에 그라우팅재가 얼마나 견고하고 균일하게 투입되느냐에 따라 그 보강성능의 효율성이 결정되는데, 종래의 그라우팅 공법은 천공홀 내측 지반의 토사와 그라우팅된 시멘트슬러지 및 경화제의 혼합이 불균일하게 되어 견고하고 균일한 시공이 이루어 지지 못하는 문제점이 있었다.

즉, 시멘트슬러지와 경화제를 혼합하는 과정에서 일정량 이상의 다량의 경화제가 첨가되면 그라우팅재가 천공홀을 통해 지중에 주입된 상태에서 짧은 시간내에 경화됨에 따라 그라우팅재가 지중의 넓은 범위에 골고루 주입되지 못하게 되어 견고한 시공이 이루어 지지 못하는 문제점이 있었고, 시멘트슬러지와 경화제의 혼합과정에서 첨가되는 경화제의 양이 너무 적어지게 되면 그라우팅재가 지중에 주입된 상태에서 경화되는 속도가 너무 느려지게 되어 자연스럽게 그라우팅재가 지중의 수맥을 타고 지중의 외부로 번지게 됨에 따라 이에 사용되는 그라우팅재의 양과 시공 시간이 증가하게 되는 문제점이 있었다.

또한 상기와 같이 수맥을 타고 지중의 외부로 유출된 그라우팅재는 지중의 토사 및 지하수를 오염시키게 되어 환경문제를 초래하게 되는 등 여러 가지의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 지반에 수직으로 형성된 작업구의 일측면을 커팅하여 굴착구를 형성하는 과정에서 작업구의 커팅 시 지중에 함유된 다량의 지하수나 토사가 본체의 외부로 유출되는 것을 방지하기 위기 위하여 시행하는 그라우팅 공법을 생략하고, 굴착구의 외측면에 탈부착이 가능한 별도의 개폐장치를 설치하여 시공의 안정성 및 경제성, 환경 보존성 등을 충족시킬 수 있는 지중 굴착구 개폐장치를 제공함에 그 목적이 있다.

그리고 지하철을 비롯한 상하수도나 전기통신선로 등의 건설을 위한 터널의 굴착 시에 지반의 상황이나 지중에 함유된 지하수에 의해 시공이 곤란해지거나 지보효과가 저하되는 경우에도 안전하고 효율적인 시공을 시행할 수 있는 지중 굴착구 개폐장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 수평으로 위치된 중심부의 일측에 커터삽입구가 형성되고, 내측에 일정 폭의 수용 공간이 형성되며, 상측이 본체상부덮개에 의해 개폐되는 본체와; 본체의 내측 수용 공간에 형성된 가이드홈에 삽입되어 승강되는 본체개폐막으로; 구성되어 작업구의 일측면에 탈부착 가능하게 설치됨을 특징으로 한 지중 굴착구 개폐장치를 제공한다.

본 발명은 지반에 수직으로 형성된 작업구의 일측면을 커팅하여 굴착구를 형성하는 과정에서 작업구의 커팅 시 지중에 함유된 다량의 지하수나 토사가 본체의 외부로 유출되는 것을 방지하기 위기 위하여 시행하는 그라우팅 공법을 생략하고, 굴착구의 외측면에 탈부착이 가능한 별도의 개폐장치를 설치하여 사용함으로써 그라우팅 공법을 사용함에 따라 발생되었던 종래의 문제점을 완벽하게 해소할 수 있고, 시공의 안정성 및 경제성, 환경 보존성 등을 충족시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고 지하철을 비롯한 상하수도나 전기통신선로 등의 건설을 위한 터널의 굴착 시에 지반의 상황이나 지중에 함유된 지하수나 토사에 의해 시공이 곤란해지거나 지보효과가 저하되는 경우에도 안전하고 효율적인 시공을 시행할 수 있는 등 여러 가지의 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 예시 사시도.
도 2는 본 발명의 개폐장치에 커터기가 삽입된 상태를 나타낸 종단면도.
도 3은 본 발명의 개폐장치의 본체에 본체개폐막이 삽입된 상태를 나타낸 종단면도.
도 4는 본 발명의 실시 상태를 나타낸 종단면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 지중 굴착구 개폐장치의 예시 사시도이고, 도 2는 본 발명의 지중 굴착구 개폐장치의 본체에 커팅기가 삽입된 상태를 나타낸 종단면도이며, 도 3은 본발명의 지중 굴착구 개폐장치의 본체에 본체개폐막이 삽입된 상태를 나타낸 종단면도이고, 도 4는 본 발명의 지중 굴착구 개폐장치의 실시 상태를 나타낸 종단면도이다.

본 발명은 작업구(W)의 일측면에 굴착구(E)를 형성하는 과정에서 작업구(W)의 커팅 시 지중(G)에 함유된 다량의 지하수나 토사가 굴착구(E)의 외부로 유출되는 것을 방지하기 위한 지중 굴착구 개폐장치(100)에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 지중 굴착구 개폐장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 수평으로 위치된 중심부의 일측에 커터삽입구(1)가 형성되고, 내측에 일정 폭의 수용 공간이 형성되며, 상측이 본체상부덮개(2)에 개폐되는 방형의 본체(3)와; 상기 본체(3)의 내측 수용 공간에 형성된 가이드홈(4)에 삽입되어 승강되는 본체개폐막(5)으로; 구성되어 작업구(W)의 일측면에 탈부착 가능하게 설치된다.

이때 커터삽입구(1)는 본체(3)의 전면 중심부에 형성되고, 커팅기(C) 및 세미쉴드머신이 삽입될 수 있는 일정 크기의 원형 통공으로 관통 형성된다.

그리고 상기 본체상부덮개(2)는 도 3에 도시된 바와 같이 본체(3)의 상부면에 힌지로써 유동 가능하도록 설치되고, 다수 개의 체결볼트(6)에 의해 본체(3)의 상부면에 견고하게 체결 고정된다.

또한 가이드홈(4)은 도 1내지 도 2에 도시된 바와 같이 본체(3)의 중심부 내주면에 수직방향으로 빙둘러서 형성되고, 후설 될 본체개폐막(5)이 삽입되어 상하 유동될 때 본체개폐막(5)이 외부로 이탈되지 않고 가이드홈(4)의 내측에 삽입될 수 있도록 일정 높이를 가지도록 구성되어 있다.

그리고 상기 본체개폐막(5)은 작업구(W)의 커팅 시 지중(G)에 함유된 지하수나 토사가 굴착구(E)를 통해 개폐장치(100)의 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있도록 가이드홈(4)의 내측에 삽입되어 수밀성을 유지시킬 수 있는 구조와 재질로 형성된다.

이 밖에 도 3에 도시된 바와 같이 커터삽입구(1)의 내주연에는 커터기밀패킹(7)이 다수 개의 볼트(8)에 의해 견고하게 체결 고정되어 커팅기(C) 및 세미쉴드머신이 삽입될 때 그 접촉 부위를 기밀하게 유지시켜 지하수나 토사가 커터삽입구(1)를 통해 개폐장치(100)의 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있는 구조로 구성되고, 본체(3)의 상부면 즉, 본체상부덮개(2)와 본체(3)의 사이에는 본체기밀패킹(9)이 설치되어 본체(3)의 잠금 시 본체(3)와 본체개폐막(5) 사이의 틈새를 통해 지하수나 토사가 본체(3)의 외부로 유출되는 것을 막을 수 있는 구조로 구성되어 있다.

여기서 상기 커터기밀패킹(7)과 본체기밀패킹(9)은 단단하고 기밀성이 뛰어난 경질의 고무재질로 형성되기도 하고, 이 밖에 수밀성을 유지할 수 있는 재질이라면 어떠한 재질로도 변경되어 사용될 수 있다.

도면 중 미 설명 부호 D는 굴착구(E)를 통해 지중(G)에 삽입되는 굴착장치이다.

이와 같은 구조 및 구성을 가진 본 발명의 지중 굴착구 개폐장치(100)를 실시함에 있어서는 우선, 계획 심도까지 지반을 굴착한 후 수직으로 형성된 작업구(W)의 일측면 즉, 굴착구(E)를 형성하고자 위치에 본 발명의 지중 굴착구 개폐장치(100)를 별도의 체결 수단을 사용하여 견고하게 고정시킨다.

이때 본체개폐막(5)을 본체(3)의 상측으로 상승시켜 커팅기(C)가 삽입될 수 있는 공간을 형성하는 작업이 반드시 선행되어야 한다.

이와 같이 작업구(W)의 일측면에 개폐장치(100)가 견고하게 고정되면 도 2에 도시된 바와 같이 본체(3)의 커터삽입구(1)를 통해 커팅기(C)를 삽입하여 작동시키게 된다. 그러면 커팅기(C)가 일정방향으로 회동하는 동시에 전진하여 작업구(W)의 내측으로 삽입되면서 작업구(W)를 구성하고 있는 철제구조물과 콘크리트 등을 커팅하게 되고, 이 과정을 거쳐서 커팅 작업이 완료되면 커팅기(C)의 작동을 멈추고 후진시켜 커팅기(C)를 제거 시킨다.

그러면 도 3에 도시된 바와 같이 커팅기(C)가 작업구(W)의 내측에서 빠져나오면서 자연스럽게 작업구(W)의 일측면이 천공되어 굴착구(E)가 형성되며 지중(G)에 함유된 다량의 토사와 지하수가 굴착구(E)를 통해 본체(3)의 내측으로 토출되는데, 이때 커터삽입구(1)의 내주연에 설치된 커터기밀패킹(7)이 커팅기(C)의 외주연과 긴밀하게 접속되면서 본체(3)의 내측으로 휘어져 들어가 커터삽입구(1)와 커팅기(C)의 사이 틈새를 기밀하게 유지시키게 됨에 따라 토사 및 지하수가 본체(3)의 외부로 유출되지 못하고 본체(3)의 내측에 잔류하게 된다.

이 상태에서 커팅기(C)를 후방으로 후진시켜 본체(3)의 가이드홈(4)과 커터삽입구(1)의 사이에 위치시킨 후 본체(3)의 상단에 상승되어 있던 본체개폐막(5)을 하강시키게 되면 도 3에 도시된 바와 같이 본체개폐막(5)이 본체(3)의 가이드홈(4)을 타고 본체(3)의 내측으로 삽입되어 본체(3)와 본체개폐막(5) 사이의 틈새를 기밀하게 유지하여 토사나 지하수를 본체(3)의 외부로 유출시키기 않고, 안전하게 커팅기(C)를 본체(3)로 부터 분리할 수 있다.

이와 같은 일련의 과정을 거친 후 굴착구(E)의 형성 작업이 완료되면 세미쉴드머신과 같은 굴착장치(D)를 굴착구(E)에 삽입시켜 지중(G)의 굴착 작업을 시행하면 되는데, 이는 커팅기(C)를 삽입할 때와 마찬가지로 굴착장치(D)를 본체(3)의 커터삽입구(1)에 삽입시킨 후 커팅 작업 과정과 반대로 본체(3)의 가이드홈(4)에 삽입되어 있는 본체개폐막(5)을 상승시켜 작업구(W)를 개방한 후 굴착장치(D)를 작동시켜 지중(G)의 굴착 작업을 진행시키면 된다.

이 처럼 본 발명은 지반에 수직으로 형성된 작업구(W)의 일측면을 커팅하여 굴착구(E)를 형성하는 과정에서 작업구(W)의 커팅 시 지중(G)에 함유된 다량의 지하수나 토사가 본체(3)의 외부로 유출되는 것을 방지하기 위기 위하여 시행하는 그라우팅 공법을 생략하고, 굴착구(E)의 외측면에 탈부착이 가능한 별도의 개폐장치(100)를 설치하여 사용함으로써 그라우팅 공법을 사용함에 따라 발생되었던 종래의 문제점을 완벽하게 해소할 수 있고, 시공의 안정성 및 경제성, 환경 보존성 등을 충족시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고 지하철을 비롯한 상하수도나 전기통신선로 등의 건설을 위한 터널의 굴착 시에 지반의 상황이나 지중(G)에 함유된 지하수나 토사에 의해 시공이 곤란해지거나 지보효과가 저하되는 경우에도 안전하고 효율적인 시공을 시행할 수 있는 등 여러 가지의 효과가 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부한 도면에 의해 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환, 변형 및 변환이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서, 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 명백할 것이다.

1 : 커터삽입구 2 : 본체상부덮개
3 : 본체 4 : 가이드홈
5 : 본체개폐막 6 : 체결볼트
7 : 커터기밀패킹 8 : 볼트
9 : 본체기밀패킹
W : 작업구 E : 굴착구
G : 지중 C : 커팅기
D : 굴착장치
100 : 개폐장치

Claims

수평으로 위치된 중심부의 일측에 커터삽입구(1)가 형성되고, 내측에 일정 폭의 수용 공간이 형성되며, 상측이 본체상부덮개(2)에 의해 개폐되는 본체(3)와; 본체(3)의 내측 수용 공간에 형성된 가이드홈(4)에 삽입되어 승강되는 본체개폐막(5)으로; 구성되어 작업구(W)의 일측면에 탈부착 가능하게 설치됨을 특징으로 하되,
커터삽입구(1)의 내주연에는 커터기밀패킹(7)이 설치되고, 본체(3)와 본체상부덮개(2)의 사이에는 본체기밀패킹(9)이 설치되어 본체(3)의 기밀성이 유지됨을 특징으로 한 지중 굴착구 개폐장치.
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