KR101620789B1 - 연약지반의 소구경 하수관 매설 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 협소한 도로지역에 소규모로 주변지반의 교란과 지하수 유출에 따른 인접지반의 침하를 방지하면서 작업구(발진공)의 시공이 가능하고, 하수관의 내면에 조도 변화가 없이 시공될 수 있도록 한 연약지반의 소구경 하수관 매설 공법을 제공한다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 연약지반의 소구경 하수관 매설 공법은, (a) 지상에서 시작 지점에 강관 압입기를 설치한 후, 강관을 강관 압입기에 거치하여 지반에 소요 깊이만큼 압입시켜 놓는 단계와; (b) 상기 강관의 내부를 터파기 실시하여 작업구를 형성시킨 후 바닥 콘크리트를 타설하는 단계와; (c) 상기 작업구의 내부로 왕복 운동하는 추진체와 정역 회전하는 회전축을 갖는 추진기를 도입하여 상기 강관에 고정되게 설치한 후, 강관에 종료지점인 맨홀을 향하여 투입구를 형성한 후, 그 투입구에 선두관(또는 본관)이나 리드관의 관입을 위해 엔트런스를 설치하는 단계와; (d) 상기 추진기의 회전축에 하수관 구간에 설치될 다수개의 리드관을 순차적으로 연결해가면서 선두에 위치된 최초 리드관이 맨홀에 도달될 때까지 상기 엔트런스를 통과시켜 맨홀을 향하여 추진시키는 단계와; (e) 상기 추진기의 추진체를 원위치로 복귀시킨 후 추진체와 회전축에 각기 다수개의 선두관과 오거를 순차적으로 연결해나가면서 최초 선두관이 맨홀에 도달될 때까지 추진을 반복하고, 이와 동시에 추진이 정지될 때마다 맨홀로 빠져나오는 리드관을 순차적으로 해체하는 단계와; (f) 상기 추진기의 회전축을 회전시키면서 오거를 역추진 방향으로 인출해내면서 작업구에서 하나씩 연결 부분을 풀어 순차적으로 해체시키는 단계와; (g) 상기 추진기를 사용하여 본관의 연결 및 추진을 반복하고 동시에 본관에서 밀려 맨홀에 도달하여 나타나는 선두관을 본관의 연결시마다 선두관을 해체하는 단계와; (h) 최초 본관이 맨홀에 도달되면, 추진기를 강관에서 해체한 후 인양하여 작업구에서 제거하는 단계와; (i) 작업구내 잔토를 처리하고, 본관의 갱구부를 면정리 한 후, 작업구의 바닥에 골재를 포설하는 단계; 및 (j) 작업구측 본관에 연결관을 부설하고, 작업구 내에 맨홀을 설치하는 단계;를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 한다.

Description

연약지반의 소구경 하수관 매설 공법{Small bore drain pipe burial method of soft ground condition}

본 발명은 연약지반의 소구경 하수관 매설 공법에 관한 것으로, 특히 협소한 도로지역에 소규모로 주변지반의 교란과 지하수 유출에 따른 인접지반의 침하를 방지하면서 작업구의 시공이 가능하고, 하수관의 내면에 조도 변화가 없이 시공될 수 있도록 한 연약지반의 소구경 하수관 매설 공법에 관한 것이다.

하수관을 시공하는데 있어 국내 예로, 군산 경암·금암 중 주택지역은 연약지반지역(실트지반)으로 소형도로 및 주변가옥이 밀집되어 있는 경우, 기설계시 시트파일공법에 의해 가시설 공법이 설계되었으나 시트파일 타설과 인발시 침하발생에 의한 주택의 균열과 작업구 시공면적의 확보의 어려움과 통행불편 등이 예상되어 보다 시공성이 확보된 작업구의 설치가 필요하다.

따라서 실트지반에 발생하는 보일링(Boiling) 현상(굴착저면과 굴착배면의 수위차로 인해 침수투압이 모래와 같이 솟아오르는 현상)과 점토 지반에 발생하는 히빙(Heaving) 현상(굴착면 저면이 부풀어오르는 현상)을 동시에 검토하여 보다 안정성을 확보되어야 한다. 이러한 지반은 굴착 시 지하수의 유입과 점토지반의 압축에 의한 변형 및 토압증가가 예상되어 기존 시트파일공법으로는 주택의 균열 등이 예상되어 대책공법이 요구된다.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-0538398호로서, 연약지반 압입추진공법 및 그 장치가 제안되어 있다. 이는 지반의 유동성이 심한 연약지반의 성격상 추진 작업시, 상하 방향으로의 지반융기 또는 침하 현상이 자주 발생하여, 이러한 현상 발생을 최대한으로 억제하며, 관로추진의 정확성을 확보하기 위하여 강관압입추진장치와 기초부에 자갈 및 콘크리트로 구성된 기초층을 동시에 시공하는 공법으로서, 하부의 기초 콘크리트층을 설치하기 위한 장치로 구성된 추진선도관과, 상기 추진선도관의 후면에 연결되어 있으며, 추진선도관 전진 및 방향수정을 하는 장치가 내장된 보조강관과, 상기 보조강관의 후면에 설치된 스파이럴강관과, 상기 보조강관 및 스파이럴강관의 외측 하부에는 자갈 콘크리트가 설치되어 기초층을 형성하는 공간부와, 상기 스파이럴강관의 후면에 형성되어 상기 관들을 앞으로 강압에 의해 전진시키기 위한 전진장치를 이용하여 시공하는 특징을 갖는다.

그러나 전자의 배경기술은 추진선도관 전진 및 방향수정을 하는 장치가 내장된 보조강관이 필요하고, 관로추진의 정확성을 확보하기 위하여 강관압입추진장치와 기초부에 자갈 및 콘크리트로 구성된 기초층을 동시에 시공하는 공법으로 공사기간이 지체되는 문제가 있다.

본 발명의 배경이 되는 다른 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-0216681호로서, 지하수가 많은 지반에서의 상수,하수관 등의 압입추진 공법과 그 장치가 제안되어 있다. 이는 스크류 콘베이어 케이싱내에서 스크류 콘베이어를 잭으로 전진시켜, 배토구측의 후방 스톱밸브를 폐쇄하여 채토구측의 전방 스톱밸브를 여는 제1공정과 관을 후방으로부터 압압함과 동시에, 원판상 커터를 회동구동시켜 압입 굴삭을 하는 제2의 공정과, 굴삭토가 밀실의 내에 도입충만하여 압입 불능으로 된 때에 스크류 콘베이어를 원동기로 구동회전시켜 굴삭토를 스크류 콘베이어 케이싱 내에 도입충만 시키는 제3의 공정과, 스크류 콘베이어를 잭으로 후퇴시켜 전방 스톱밸브를 폐쇄하고 후방 스톱밸브를 열며, 원동기로 구동회전시켜 토사를 배출하는 제4의 공정을 반복하는 것을 특징으로 한다.

상기 후자의 배경기술은 상당량의 지하수가 유통하고 있는 장소라도 대량의 출수붕괴(出水崩壞)는 절대로 일어나지 않고 안전확실하게 추진시공을 할 수 있는 장점을 갖는데 반해, 관 내부에 원동기를 배치해야 하므로 소구경 하수관에 적용이 어렵고, 관 내부에서 회전원판의 굴착으로 관내 조도가 저하되는 단점을 가진다.

한국 등록특허 등록번호 제10-0538398호(연약지반 압입추진공법 및 그 장치) 한국 등록특허 등록번호 제10-0216681호(지하수가 많은 지반에서의 상수,하수관 등의 압입추진 공법과 그 장치)

본 발명은 협소한 도로지역에 소규모로 주변지반의 교란과 지하수 유출에 따른 인접지반의 침하를 방지하면서 작업구(발진공)의 시공이 가능하고, 하수관의 내면에 조도 변화가 없이 시공될 수 있도록 한 연약지반의 소구경 하수관 매설 공법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 연약지반의 소구경 하수관 매설 공법은,

(a) 지상에서 시작 지점에 강관 압입기를 설치한 후, 강관을 강관 압입기에 거치하여 지반에 소요 깊이만큼 압입시켜 놓는 단계와;

(b) 상기 강관의 내부를 터파기 실시하여 작업구를 형성시킨 후 바닥 콘크리트를 타설하는 단계와;

(c) 상기 작업구의 내부로 왕복 운동하는 추진체와 정역 회전하는 회전축을 갖는 추진기를 도입하여 상기 강관에 고정되게 설치한 후, 강관에 종료지점인 맨홀을 향하여 투입구를 형성한 후, 그 투입구에 선두관(또는 본관)이나 리드관의 관입을 위해 엔트런스를 설치하는 단계와;

(d) 상기 추진기의 회전축에 하수관 구간에 설치될 다수개의 리드관을 순차적으로 연결해가면서 선두에 위치된 최초 리드관이 맨홀에 도달될 때까지 상기 엔트런스를 통과시켜 맨홀을 향하여 추진시키는 단계와;

(e) 상기 추진기의 추진체를 원위치로 복귀시킨 후 추진체와 회전축에 각기 다수개의 선두관과 오거를 순차적으로 연결해나가면서 최초 선두관이 맨홀에 도달될 때까지 추진을 반복하고, 이와 동시에 추진이 정지될 때마다 맨홀로 빠져나오는 리드관을 순차적으로 해체하는 단계와;

(f) 상기 추진기의 회전축을 회전시키면서 오거를 역추진 방향으로 인출해내면서 작업구에서 하나씩 연결 부분을 풀어 순차적으로 해체시키는 단계와;

(g) 상기 추진기를 사용하여 본관의 연결 및 추진을 반복하고 동시에 본관에서 밀려 맨홀에 도달하여 나타나는 선두관을 본관의 연결시마다 선두관을 해체하는 단계와;

(h) 최초 본관이 맨홀에 도달되면, 추진기를 강관에서 해체한 후 인양하여 작업구에서 제거하는 단계와;

(i) 작업구내 잔토를 처리하고, 본관의 갱구부를 면정리 한 후, 작업구의 바닥에 골재를 포설하는 단계; 및

(j) 작업구측 본관에 연결관을 부설하고, 작업구 내에 맨홀을 설치하는 단계;를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (a) 단계에서 시작지점에 포장면이 형성되어 있는 경우,

그 전에 구획 영역을 따라 소우 커팅을 한 후 파쇄를 거쳐 반출 제거해내는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (j) 단계 후 강관의 용접부를 절단하고, 맨홀과 강관 사이의 주변에 석분을 채움한 후 물다짐을 실시하는 단계와;

절단 분리된 강관을 강관 압입기를 사용하여 인발하는 단계;를 더 포함한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (b) 단계에서,

안전율 1.5 이상을 확보하기 위해 적어도 바닥콘크리트를 30cm 두께 이상으로 타설하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 추진기는,

추진기 하부 베이스, 추진기 하부 베이스에 결합되는 추진기 프레임, 추진기 프레임에 연결된 한 쌍의 제1유압실린더에 의해 수평방향으로 왕복 운동하는 슬라이더, 슬라이더에 이동가능하게 설치된 추진체와, 추진체와 슬라이더의 사이에 배치된 한 쌍의 제2유압실린더와, 추진체에 탑재된 구동모터에 의해 정역 회전하는 회전축 및 회전축과 동심축상에 위치되어 추진체에 설치된 푸셔를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 연약지반의 소구경 하수관 매설 공법에 따르면, 작업구(발진공)을 마련하기 위해 강관의 압입 시공이 유압식으로 이루어져 주변지반의 교란이 방지되고, 동시에 굴착심도에서 근입장을 확보하고 일정 두께로 콘크리트 타설함으로서 지하수 유출에 따른 보일링과 히빙 현상 및 침하를 억제할 수 있으며 작업구의 소형화로 좁은 도로에서도 시공이 가능하다.

또한, 1차로 리드관을 사용하여 추진 방향을 결정한 후, 2차로 선두관과 오거를 사용하여 리드관을 제거시킴으로서 추진 방향의 수정이 필요없고 하수관의 관경을 확보할 수 있어 연약지반에 적합하다. 이어서 오거를 역방향으로 제거한 후 3차로 선두관을 밀어내어 본관(하수관)을 설치하는 공법을 사용하므로 하수관의 내면에 조도 변화가 없이 시공될 수 있는 장점을 갖는다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1a는 본 발명에 따른 연약지반의 소구경 하수관 매설 공법에 적용되는 강관 압입기에 사시도.
도 1b는 도 1a의 평면도.
도 2는 도 1a의 강관 압입기에 거치된 강관의 압입 동작상태도.
도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 연약지반의 소구경 하수관 매설 공법의 시공순서도.
도 7은 본 발명에 따른 연약지반의 소구경 하수관 매설 공법에 적용되는 추진기의 사시도.
도 8a는 본 공법에 적용되는 추진기 및 엔트런스의 설치상태도.
도 8b는 도 8a의 평면도.
도 9는 본 공법에 적용되는 리드관, 선두관, 오거 및 본관의 사시도.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명은 소구경 관(본관)을 추진하여 하수관거를 시공하는 방법으로서, 이에 적용되는 관종은 PVC 관, 강관, 흄관, 레진관이 될 수 있으며, 관경은 직경 150mm~400mm가 될 수 있다. 추진거리는 평균 50M이고, 토질에 따라 60M가 될 수 있다. 적용토질은 점토, 실트, 모래토양이 될 수 있다.

< 강관 압입 >

먼저, 도 1a 및 도 1b와 같이 지상에서 시작 지점에 강관 압입기(12)를 설치한 후, 도 2와 같이 강관(10)을 강관 압입기(12)에 거치하여 도 3의 (a)와 같이 지반에 소요 깊이만큼 압입시켜 놓는 단계를 갖는다.

이때 강관(10)은 1본씩 단계별로 강관 압입기(12)에 거치한 후 압입을 반복하여 이루어진다. 추가적인 강관(10)은 선 압입된 강관(10)과 용접으로 연결한 후 압입 작업이 이루어진다. 용접은 강관(10)의 내부에 작업자가 들어가 안쪽에서 이루어진다. 강관(10)은 대구경으로 후에 설치되는 도 6의 맨홀(13') 보다 상대적으로 큰 직경을 갖는다. 본 실시 예에서 강관(10)은 4명의 작업자가 들어갈 수 있는 대직경을 갖는다.

강관 압입기(12)는 지면에 배치되어 고정되는 압입기 베이스(121), 압입기 베이스(121)에 하단이 힌지 연결되어 입설된 복수개의 압입유압잭(122), 압입유압잭(122)의 상단에 연결되어 강관(10)을 파지하는 링형의 강관 클램프(123), 강관 클램프(123)를 일정 각도만큼 회전반복시키는 로테이팅 실린더(124)를 포함하여 구성된다. 이때 강관 압입기(12)를 지면에 고정시키기 위해 복수의 압입기 웨이트(125)가 설치될 수 있다.

따라서 강관(10)은 강관 압입기(12)의 강관 클램프(123)에 파지된 상태에서 로테이팅 실린더(124)에 의해 원주방향으로 각운동을 반복하고, 동시에 압입유압잭(122)에 의해 하강하여 강제로 지반으로 압입이 이루어진다. 이로 인해 강관(10)은 수직한 압입력과 회전력으로 주변 지반의 침하없이 정숙하고 원활하게 지반으로 압입이 이루어진다.

여기서, 강관(10)이 압입되는 시작지점에 포장면이 형성되어 있는 경우, 그 전에 구획 영역을 따라 소우 커팅을 한 후 파쇄를 거쳐 반출 제거해내는 단계를 선행하게 된다.

< 터파기 및 콘크리트 타설 >

강관(10)의 압입이 소요깊이까지 이루어지면, 강관 압입기(12)를 제거한다.

이후, 강관(10)의 내부를 터파기 실시하여 도 3의 (b)와 같이 작업구(11)를 형성시킨 후 작업구(11)의 바닥에 바닥 콘크리트(14)를 타설한다. 작업구(11)는 추진기(20)가 설치되는 추진구(발진공)로 활용된다.

터파기는 1차로 굴착기의 붐대에 버킷을 연결하여 시행한 후 마지막으로 인력을 이용하여 잔토를 제거함으로 이루어질 수 있다.

여기서, 도 3의 (b)와 같이 연직추진관인 강관(10)의 굴착심도 하부에서 근입장(L)을 1.0m로 기준으로 하는 경우 보일링(Boiling)과 히빙(Heaving)현상을 억제하는 최소안전율이 1.5 이하로 계산되어 불안정하므로 굴착직후 바닥콘크리트(14)를 30cm 두께(t)로 타설하는 경우 한계동수구배법에 의해 검토한 결과 안전율이 1.5 이상을 확보하게 되었다.

더 나아가 굴착심도 4.0m 이상은 바닥콘크리트(14)의 타설두께를 현장여건에 상응하여 40cm 이상 타설하여 보다 보일링의 안정성을 확보할 필요가 있는 것으로 나타났다.

바닥 콘크리트(14)의 타설 후에는 양생이 될 때까지 강관(10)의 입구측을 복공판으로 덮어 고정시켜 안전사고가 발생하지 않도록 대비함이 바람직하다.

< 추진기 및 엔트런스 설치 >

그 다음, 도 3의 (c)와 같이 작업구(11)의 내부로 추진기(20)를 도입하여 고정 설치한 후 리드관(22) 및 선두관(24)(또는 본관)의 관입을 위해 엔트런스(16)를 설치한다. 여기서 추진기(20)의 설치 전에 추진에 필요한 측량을 실시하여 추진기의 추진 방향을 결정한다. 추진구가 되는 작업구(11)와 도달구가 되는 맨홀(13)을 측량하고 도면에 명기된 계획고에 맞춰 레벨 측량이 실시된다.

도 7 및 도 8과 같이 추진기(20)는 추진기 하부 베이스(209), 추진기 하부 베이스(209)에 볼트 체결수단으로 결합되는 추진기 프레임(201), 추진기 프레임(201)에 연결된 한 쌍의 제1유압실린더(203)(203)에 의해 수평방향으로 왕복 운동하는 슬라이더(207), 슬라이더(207)에 이동가능하게 설치된 추진체(202)와, 추진체(202)와 슬라이더(207)의 사이에 배치된 한 쌍의 제2유압실린더(208)(208)와, 추진체(202)에 탑재된 구동모터(205)에 의해 정역 회전하는 회전축(204) 및 회전축(204)과 동심축상에 위치되어 추진체(202)에 설치된 푸셔(206)를 포함하여 구성된다.

이같이 추진기(20)는 제1유압실린더(203)(203)와 제2유압실린더(208)(208)가 설치되어 있어, 1회의 최대 추진거리는 제1유압실린더(203)(203)가 갖는 행정거리와 제2유압실린더(208)(208)가 갖는 행정거리의 합이 된다. 따라서 추진력은 제1유압실린더(203)(203)와 제2유압실린더(208)(208)에 의해 순차적으로 발생되고, 회전력은 회전축(204)에 의해 발생한다. 따라서, 본 공법에 적용되는 추진기(20)를 적용하면 후술할 리드관(22), 선두관(24) 및 본관(30)의 1회의 추진량을 증가시켜 반복 추진 횟수를 줄일 수 있어 작업 시간을 단축할 수 있다.

이같이 구성된 추진기(20)는 우선, 도 7의 추진기 하부 베이스(209)를 인양하여 강관(10) 내부로 투입하여 바닥 콘크리트(14)에 고정시킨 후, 나머지 본체 부분을 통체로 인양하여 추진기 프레임(201)을 추진기 하부 베이스(209)에 고정하여 설치된다. 이때 추진기 하부 베이스(209)는 강관(10)에 추가적으로 강재를 덧붙여 고정될 수 있다.

도 8a 및 도 8b와 같이 엔트런스(16)는 강관(10)에 맨홀(13)(도달구)을 향하여 절단 형성시킨 투입구(10a)에 설치된다. 엔트런스(16)는 중앙에 추진하게 될 리드관(22), 선두관(24) 및 본관(30)을 인입시킬 수 있는 안내홀을 제공하게 된다. 여기서 맨홀(13)은 리드관(22), 선두관(24)의 도달 및 해체 제거를 위한 도달구가 된다.

< 리드관 추진 및 연결>

그 다음, 도 3의 (c) 및 도 4d와 같이 리드관(22)의 추진 및 연결 작업이 이루어진다.

이는 추진기(20)의 회전축(204)에 리드관(22) 1본을 연결하여 추진시킨 후 다시 후속측 리드관(22)을 선두측 리드관(22)에 연결하여 추진하는 동작이 반복되어 이루어진다.

이때 리드관(22)은 중공형으로 맨 선두에 위치하는 것은 선단에 굴삭 비트가 설치되거나 폐쇄형으로 구성된다. 리드관(22)들은 최선두측 리드관(22)이 도 4의 (d)와 같이 맨홀(13)에 도달될 때까지 엔트런스(16)를 통과시켜 맨홀(13)을 향하여 추진된다.

이같이 리드관(22)이 작업구(11)에서 맨홀(13)까지 추진이 이루어져 시공되면, 후속 추진될 선두관(24)의 직진성과 방향성을 안내할 준비를 하게 된다.

< 선두관 추진 및 리드관 해체>

그 다음, 도 4의 (e)와 같이 선두관(24)의 추진과 리드관(22)의 해체가 이루어진다. 이때 선두관(24)에는 도 9의 (b)와 같이 오거(26)가 설치되어 함께 추진이 이루어진다.

즉, 도 4의 (f)와 같이 추진기(20)의 추진체(202)를 원위치로 복귀시킨 후 추진체(202)와 회전축(204)에 각기 다수개의 선두관(24)과 오거(26)를 순차적으로 연결해나가면서 최초 선두관(24)이 맨홀(13)에 도달될 때까지 추진을 반복하고, 이와 동시에 추진이 정지될 때마다 맨홀(13)로 빠져나오는 리드관(22)을 순차적으로 해체하는 단계를 갖는다.

오거(26)는 리드관(22)을 맨홀(13)로 밀어내는 역할을 함과 동시에 선두관(24)을 추진 안내하는 역할을 한다. 선두관(24)은 후속 시공되는 본관(30)과 동일한 외경을 갖는다. 선두관(24)은 추진기(20)의 추진 행정을 고려하여 다수개가 나사결합으로 연결되어져 사용된다. 선두관(24)은 플라스틱관 또는 강재로 제작된 것이 될 수 있다. 도 9의 (b)와 같이 오거(26)는 리드관(22)에 나사 결합으로 연결되는 오거축(261)과 오거축(261)의 외주면에 나선형으로 일체되어 있는 나선날개(262)를 갖는다. 오거(26)는 선두관(24)의 내부에 설치되며, 오거(26)와 선두관(24)은 동일한 길이를 갖는다. 나선날개(262)의 외경은 선두관(24)의 내경과 동일하거나 이보다 약간 작을 수 있다.

선두관(24)의 1본 추진시마다 맨홀(13)에는 리드관(22)이 돌출하여 도달되므로 선두관(24)의 1본 추진후 도달된 리드관(22)을 해체하게 된다. 이때 선두관(24)의 추진시 선두관(24)은 직선 이동하게 되고 선두관(24)의 내부에서는 오거(26)가 지반을 나선형으로 뚫고 이동하게 된다.

따라서 후미측 리드관(22)이 맨홀(13)에서 마지막으로 해체 제거되고, 도 4의 (f)와 같이 최초 선두관(24)이 맨홀(13)에 도달되면 선두관(24)의 추진은 종료된다.

< 오거 해체 >

그 다음, 도 5의 (g)와 같이 추진기(20)의 회전축(204)을 회전시키면서 오거(26)를 역추진 방향으로 인출해내면서 작업구(11)에서 하나씩 연결 부분을 풀어 순차적으로 해체시킨다.

이때 오거(26)의 회전 방향은 선두관(24)의 추진시 회전된 정회전을 이용한다. 이같이 오거(26)는 정회전하면서 선두관(24)에서 빠져나오게 되므로 선두관(24)의 내부에 채워져 있는 토사를 작업구(11)측으로 배토시키게 된다. 따라서 도 5의 (h)와 같이 선두관(24)의 전구간에 설치된 오거(26)가 모두 인발되면, 선두관(24)의 내부에는 토사가 제거된다. 이때 선두관(24)의 내면은 오거(26)가 후방으로 인발되면서 발생된 스크래치가 생겨 조도가 불량해지므로 후속으로 본관(30)의 추진이 이루어진다.

< 본관 연결 및 추진 >

그 다음, 도 5의 (i)와 같이 추진기(20)를 사용하여 본관(30)의 연결 및 추진을 반복한다. 이와 동시에 본관(30)에서 밀려 맨홀(13)에 도달하여 나타나는 선두관(24)을 본관(30)의 연결시마다 해체하는 작업이 이루어진다.

즉, 도달구가 되는 맨홀(13)에서 선두관(24)을 회수할 수 있게 본관(30)을 1본씩 단계별로 추진하고, 먼저 도달한 선두관(24)을 해체하는 반복 작업이 이루어진다.

본관(30)들간의 연결은 나사 결합이 되며, 본관(30)은 최후미측 선두관(24)이 맨홀(13)에 도달될 때까지 추진이 이루어진다. 이같이 본관(30)은 내부에 토사 저항이 없는 상태에서 선두관(24)을 밀어내면서 추진이 이루어진다. 따라서 도 6의 (j)와 같이 본관(30)의 내면은 스크래치가 없는 그대로의 매끈한 조도를 유지하게 된다.

< 추진기 해체 >

최초 본관(30)이 맨홀(13)에 도달되면, 추진기(20)를 강관(10)에서 해체한 후 인양하여 작업구(11)에서 제거시킨다.

이후, 작업구(11)내 잔토를 처리하고, 본관(30)의 갱구부를 면정리 한 후, 작업구(11)의 바닥에 골재를 포설한다.

그 다음, 도 6의 (k)와 같이 작업구(11)측 본관(30)에 연결관(30a)을 부설하고, 작업구(11) 내에 맨홀(13')을 설치한다.

한편, 본 공법에서 본관(30)의 시공 후 강관을 재활용하기 위해 본관(30)이 인입되어 있는 강관을 제외한 나머지 강관을 제거하는 단계를 더 갖을 수 있다.

이는 강관(10)들 간의 용접부를 절단하고, 도 6의 (l)과 같이 맨홀(13')과 강관(10) 사이의 주변에 석분(5)을 채움한 후 물다짐을 실시한다. 용접부의 절단은 가스 절단을 이용할 수 있다.

그 후, 도 6의 (m)과 같이 절단 분리된 상부측의 강관(10)을 강관 압입기(12)를 사용하여 인발함으로써 이루어진다.

이와 같이 본 발명의 연약지반의 소구경 하수관 매설 공법은, 강관(10)을 연직으로 세워 압입유압잭(122)에 의해 소정의 심도까지 움직이면서 관입시키고 속채움 토사를 장비에 의해 굴착제거 하면서 관입시키는 방법이므로, 작업구역이 매우 축소되어 연약지반이 분포된 주거지역에 적합하고, 유압잭 압축에 의해 관입되므로 주변지반의 교란를 최소화시킬 수 있고, 이음부가 없어 완전한 수평 차수가 가능하며, 선타입 후 굴착하여 작업구를 형성하므로 주변지하수위 유입이 적어지는 이점을 갖게 되고, 공사비 저렴해지는 시공성을 갖게 된다.

따라서 협소한 도로지역에 소규모로 설치하므로 주변지반교란효과가 적고 이음부가 없어 지하수 유출에 따른 인접지반의 침하가 방지되고, 연약지반상에 축조된 주택건물에 대한 균열과 침하방지에 의한 공사 지연을 방지할 수 있다.

또한, 추진기(20) 및 제반 부자재를 카고 크레인 5톤 트럭 1대에 반입 반출할 수 있어 작업공간이 협소한 곳에서도 작업이 용이하다. 또한, 기계 장비의 반입 반출에 필요한 도로 폭은 최소 2m 이면 되고, 추진기(20)도 소형이어서 내경 2m의 입갱에서 발진이 가능하다.

한편, 본 공법에서 관로에 구배 변화가 생기거나 조도계수 변화를 고려하여도 설계 유속에 문제가 없다면 선두관을 본관으로 활용할 수도 있다. 이 경우 본 실시 예에서 본관의 추진 과정은 생략된다.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

10: 강관
16: 엔트런스
20: 추진기
22: 리드관
24: 선두관
26: 오거
30: 본관

Claims (5)

1. (a) 지상에서 시작 지점에 강관 압입기(12)를 설치한 후, 강관(10)을 강관 압입기(12)에 거치하여 지반에 소요 깊이만큼 압입시켜 놓는 단계와;
   (b) 상기 강관(10)의 내부를 터파기 실시하여 작업구(11)를 형성시킨 후 바닥 콘크리트(14)를 타설하는 단계와;
   (c) 상기 작업구(11)의 내부로 왕복 운동하는 추진체(202)와 정역 회전하는 회전축(204)을 갖는 추진기(20)를 도입하여 상기 강관(10)에 고정되게 설치한 후, 강관(10)에 종료지점인 맨홀(13)을 향하여 투입구(10a)를 형성한 후, 그 투입구(10a)에 선두관(또는 본관)이나 리드관의 관입을 위해 엔트런스(16)를 설치하는 단계와;
   (d) 상기 추진기(20)의 회전축(204)에 하수관 구간에 설치될 다수개의 리드관(22)을 순차적으로 연결해가면서 선두에 위치된 최초 리드관이 맨홀(13)에 도달될 때까지 상기 엔트런스(16)를 통과시켜 맨홀(13)을 향하여 추진시키는 단계와;
   (e) 상기 추진기(20)의 추진체(202)를 원위치로 복귀시킨 후 추진체(202)와 회전축(204)에 각기 다수개의 선두관(24)과 오거(26)를 순차적으로 연결해나가면서 최초 선두관(24)이 맨홀(13)에 도달될 때까지 추진을 반복하고, 이와 동시에 추진이 정지될 때마다 맨홀(13)로 빠져나오는 리드관(22)을 순차적으로 해체하는 단계와;
   (f) 상기 추진기(20)의 회전축(204)을 회전시키면서 오거(26)를 역추진 방향으로 인출해내면서 작업구(11)에서 하나씩 연결 부분을 풀어 순차적으로 해체시키는 단계와;
   (g) 상기 추진기(20)를 사용하여 본관(30)의 연결 및 추진을 반복하고 동시에 본관(30)에서 밀려 맨홀(13)에 도달하여 나타나는 선두관(24)을 본관(30)의 연결시마다 선두관(24)을 해체하는 단계와;
   (h) 최초 본관(30)이 맨홀(13)에 도달되면, 추진기(20)를 강관(10)에서 해체한 후 인양하여 작업구(11)에서 제거하는 단계와;
   (i) 작업구(11)내 잔토를 처리하고, 본관(30)의 갱구부를 면정리 한 후, 작업구(11)의 바닥에 골재를 포설하는 단계; 및
   (j) 작업구(11)측 본관(30)에 연결관(30a)을 부설하고, 작업구(11) 내에 맨홀(13')을 설치하는 단계;를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 하는 연약지반의 소구경 하수관 매설 공법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 (a) 단계에서 시작지점에 포장면이 형성되어 있는 경우,
   그 전에 구획 영역을 따라 소우 커팅을 한 후 파쇄를 거쳐 반출 제거해내는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 연약지반의 소구경 하수관 매설 공법.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 (j) 단계 후 강관(10)의 용접부를 절단하고, 맨홀(13')과 강관(10) 사이의 주변에 석분(5)을 채움한 후 물다짐을 실시하는 단계와;
   절단 분리된 강관(10)을 강관 압입기(12)를 사용하여 인발하는 단계;를 더 포함한 것을 특징으로 하는 연약지반의 소구경 하수관 매설 공법.
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 추진기(20)는,
   추진기 하부 베이스(209), 추진기 하부 베이스(209)에 결합되는 추진기 프레임(201), 추진기 프레임(201)에 연결된 한 쌍의 제1유압실린더(203)(203)에 의해 수평방향으로 왕복 운동하는 슬라이더(207), 슬라이더(207)에 이동가능하게 설치된 추진체(202)와, 추진체(202)와 슬라이더(207)의 사이에 배치된 한 쌍의 제2유압실린더(208)(208)와, 추진체(202)에 탑재된 구동모터(205)에 의해 정역 회전하는 회전축(204) 및 회전축(204)과 동심축상에 위치되어 추진체(202)에 설치된 푸셔(206)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 연약지반의 소구경 하수관 매설 공법.

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