KR101676842B1 - 해중터널의 긴급 차단장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해중터널의 긴급 차단장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 해중터널을 구성하는 해중터널 단위체의 균열 등에 의한 누수 또는 손상이 발생하는 경우 해중터널이 손상되거나 누수가 발생된 일부 구간을 차단할 수 있도록 한 해중터널의 긴급 차단장치에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 해중터널의 통로 내에 설치되어 해중터널의 누수 또는 손상여부를 감지하는 감지수단과, 상기 감지수단의 전방 및 후방에 설치되어 일부 구간을 폐쇄하도록 작동하는 차단부재와, 상기 감지수단에서 누수 또는 손상여부가 감지되면 해중터널 단위체의 일부 구간을 폐쇄하도록 차단부재의 작동을 제어하는 제어수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

해중터널의 긴급 차단장치 {Emergency off system using underwater zone tunnel }

본 발명은 해중터널의 긴급 차단장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 해중터널을 구성하는 해중터널 단위체의 균열 등에 의한 누수 또는 손상이 발생하는 경우 해중터널이 손상되거나 누수가 발생된 일부 구간을 차단할 수 있도록 한 해중터널의 긴급 차단장치에 관한 것이다.

일반적으로 해양 바닥, 강 또는 하천의 바닥을 지나가는 해저 터널에는, 터널 함체를 수중 바닥에 침설하거나, 또는 수중바닥에 설치한 기초 구조물 위에 얹어 물속을 가로지르는 형태의 해저 터널이 제공되고 있다.

이와 같은 형태의 해저 터널은, 해저 암반 속을 굴착하는 형태와는 달리, 수중 바닥 위에 안착되거나 수중을 가로질러 설치되는 것으로서, 프리캐스트 터널 함체를 물속에 가라앉힌 형태로 이루어진다.

한편, 최근에는 건설 비용 및 건설 기간을 최소화할 수 있는 부력에 의해 지지되는 해중터널이 연구되고 있으며, 이와 같은 해중터널의 예가 대한민국 등록특허 제0797795호 및 제0797796호 등에 개시된 바 있다. 즉, 수중 일정 깊이에 부력에 의해 지지되는 해중터널이 건설됨으로써, 해상의 파도나 바람의 영향을 받지 않으면서도 육상에서 제작한 후 수중에서 조립하므로 건설 비용 및 건설 기간을 최소화할 수 있다.

일반적으로 해중터널은 깊은 해구나 조산대를 피할 수 있는 방안으로 설계될 수 있다. 예를 들어, 더 이상 해저 지반을 뚫고 나아갈 수 없는 경우나, 해구나 조산대를 완벽하게 피할 수 있는 지점의 해저 지반에서 바닷물 쪽으로 뚫고 나와 해중터널로 연결하는 개념으로 볼 수 있다.

이와 같은 해중터널은 중력과 부력을 적절히 조절하여 터널 구조물을 물속에 놓는 방법으로서, 일반적으로 텐션 레그(tension leg), 폰툰(pontoons), 컬럼 서포트(column support), 프리(free)의 네 개의 방법으로 구간에 따라 적절하게 조합하여 구성될 수 있다.

그런데, 해중터널은 항상 부력과 해수의 압력이 작용하고 있으므로 지하로 뚫리는 일반적인 형태의 터널에 비해 여러 방면에서 관리해야 할 포인트들이 많이 있다.

특히, 해중터널의 일부 구간에서 화재사고나 널 외벽의 일부가 파손되는 상황이 발생하는 경우라도, 해중터널 구조물의 대규모 피해로 확산되는 상황이 초래될 수도 있다.

따라서, 비상상황 발생시 수중터널 구조물의 피해를 최소화하기 위한 방안이 마련될 필요성이 있다.

참고문헌 1 : 등록특허 제0797795호 참고문헌 2 : 등록특허 제0797796호

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 해중터널을 구성하는 해중터널 단위체의 균열 등에 의한 누수 또는 손상이 발생하는 경우 차단부재를 이용해 해중터널의 손상되거나 누수가 발생된 일부 구간을 차단하여 2차 피해가 발생하는 것을 방지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

그리고, 해중터널 단위체가 손상되거나 누수되는 경우 감지센서가 이를 감지하여 잠금수단이 해지되면서 차단부재가 하강하여 해중터널의 손상되거나 누수가 발생된 일부 구간을 자동으로 차단할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 차단부재의 하단부에 탄성부재를 더 구비함으로써, 차단부재가 하강하여 터널의 바닥면에 더욱 견고하게 밀착되어 해중터널의 손상되거나 누수가 발생된 일부 구간을 차단할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 해중터널의 통로 내에 설치되어 해중터널의 누수 또는 손상여부를 감지하는 감지수단과, 상기 감지수단의 전방 및 후방에 설치되어 일부 구간을 폐쇄하도록 작동하는 차단부재와, 상기 감지수단에서 누수 또는 손상여부가 감지되면 해중터널 단위체의 일부 구간을 폐쇄하도록 차단부재의 작동을 제어하는 제어수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 해중터널은 해중터널 단위체들이 연속적으로 연결되는 구조인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 해중터널은 길이방향으로 통로가 형성되고, 이 통로에는 철도차량이 이동하는 선로가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또는, 상기 해중터널은 중앙에 길이방향으로 통로가 형성되고, 상기 통로에는 자동차가 이동하는 도로가 형성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 해중터널의 상단부에는 차단부재가 안착되되, 해중터널의 통로와 연통되는 안착실이 형성된 설치부재가 구비된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 설치부재의 안착실에는 잠금부재가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 해중터널에는 격벽이 형성되고, 상기 차단부재는 격벽에 대응되게 해중터널의 내측에 대응되게 한 쌍이 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 감지수단은 해중터널에 일정 간격을 유지되게 복수가 설치되며, 이 감지수단의 전방 및 후방에 일정 거리가 유지되게 차단부재가 설치되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 감지수단은 일정 길이로 제작되는 해중터널 단위체의 연결부위에 설치되며, 상기 감지수단의 전방 및 후방에 일정 거리가 유지되게 차단부재가 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 감지수단은 상기 해중터널의 누수를 감지하기 위한 누수감지센서로 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 감지수단은 상기 해중터널의 구조 변형으로 인한 손상을 감지하기 위한 광섬유 격자 센서로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어수단은 상기 해중터널을 관제하는 관제센터의 서버로 해중터널의 손상 또는 누수발생 여부에 관한 정보를 송출하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 차단부재의 하단부에는 탄성부재가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명은 해중터널을 구성하는 해중터널 단위체의 균열 등에 의한 누수 또는 손상이 발생하는 경우 차단부재를 이용해 해중터널의 손상되거나 누수가 발생된 일부 구간을 차단하여 2차 피해가 발생하는 것을 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

그리고, 해중터널 단위체가 손상되거나 누수되는 경우 감지센서가 이를 감지하여 잠금수단이 해지되면서 차단부재가 하강하여 해중터널의 손상되거나 누수가 발생된 일부 구간을 자동으로 차단할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 차단부재의 하단부에 탄성부재를 더 구비함으로써, 차단부재가 하강하여 터널의 바닥면에 더욱 견고하게 밀착되어 해중터널의 손상되거나 누수가 발생된 일부 구간을 차단할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 해중터널의 설치 예를 도시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 해중터널 내에서 차단부재의 작동 상태를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 해중터널의 긴급 차단장치의 제어 구성도이다.

본 발명에 따른 해중터널의 긴급 차단장치를 첨부한 도면을 참고로 하여 이하 상세히 기술되는 실시 예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 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 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 해중터널의 설치 예를 도시한 도면이다. 이에 의하면, 수중 일정 깊이에 부력에 의해 지지되는 해중터널(1)은 해상의 파도나 바람의 영향을 받지 않으면서도 육상에서 제작한 후 수중에서 조립되는 것으로, 해중터널(1)은 복수의 해중터널 단위체(100)가 연속적으로 연결되는 구조로 이루어진다.

이때, 상기 해중터널(1)은 열차나 차량 또는 사람이 통행 가능하도록 원통 형상의 구조로 이루어져, 양단부는 육지에 각각 위치하고 중간 부분은 해수 중에 위치한다.

좀 더 구체적으로 설명하면, 이러한 해중터널(1)의 내측에는 레일 등이 설치됨으로써, 열차가 통행할 수 있는 레일이 설치되거나 자동차 등이 통행할 수 있는 도로가 설치된다.

물론, 상기 해중터널(1)의 중앙에는 비상시 승객이 대피할 수 있도록 통로를 형성함이 바람직하다.

더불어, 상기 통로의 상부 및 하부에도 비어 있는 여분의 통로가 더 형성되어 공기가 채워질 수 있는 구조를 채택함이 바람직하다.

한편, 상기 해중터널(1)을 구성하는 해중터널 단위체(100)의 외주면은 고정 체인 또는 고정 와이어(10)로 감싸게 되며, 상기 고정 체인 또는 고정 와이어(10)의 양단은 수중 바닥에 설치된 고정 블록(20)에 고정된다.

이때, 안정적으로 지지할 수 있도록 하기 위해 하나의 해중터널 단위체(100)에 복수의 고정 체인 또는 고정 와이어(10)가 결합될 수 있다.

따라서, 고정 체인 또는 고정 와이어(10)는 내부에 공기가 채워져 있어 수중에서 부력에 의해 수상(水上)으로 상승하려고 하는 해중터널(1)을 수중에 일정 깊이로 계류시키는 역할을 한다.

이때, 상기 고정 체인 또는 고정 와이어(10)는 강선, 복합 재료 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있으나, 본 발명에서 그 재질이 한정되지 않는다.

그리고, 상기 고정 블록(20)은 상기 해중터널(1)을 따라서 일정 간격으로 수중의 바닥에 고정 설치되며, 이러한 고정 블록(20)에는 상기 고정 체인 또는 고정 와이어(10)가 고정된다.

한편, 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 해중터널 내에서 차단부재의 작동 상태를 설명하기 위해 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 해중터널의 긴급 차단장치의 제어 구성도이다.

도 2a 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 해중터널(1)은 해중터널 단위체(100)들이 연속적으로 연결되는 구조로서, 중앙에 길이방향의 통로(110)가 형성되어 그 통로(110)에는 철도차량이 이동하는 선로(112)가 형성되거나, 자동차가 이동하는 도로가 형성될 수 있다.

이때, 상기 해중터널 단위체(100)는 인접한 해중터널 단위체(100)와의 연결시 해수가 통로(110)로 유입되는 것을 방지하기 위해 가스켓(미도시됨)을 그 연결부위에 설치함이 바람직하다.

한편, 본 발명은 해중터널(1)의 일부 구간에 누수 또는 손상여부가 감지되면 누수가 발생한 일부 구간을 차단하기 위해, 해중터널(1)에 설치되어 해중터널(1)의 누수 또는 손상여부를 감지하는 감지수단(200)과, 상기 감지수단(200)의 전방 및 후방에 설치되어 일부 구간을 폐쇄하도록 작동하는 차단부재(300)와, 상기 감지수단(200)에서 누수 또는 손상여부가 감지되면 해중터널 단위체(100)의 일부 구간을 폐쇄하도록 상기 차단부재(300)의 작동을 제어하는 제어수단(400)으로 구성되는 해중터널의 긴급 차단장치를 제공한다.

이때, 상기 해중터널(1)의 통로(112)에 상, 하행선 철도차량이 운행할 수 있도록 중앙에 길이 방향으로 격벽(114)이 설치되는 경우에는 해중터널(1)의 통로(110)에 설치되는 선로(112)를 매립형으로 설치하여 차단부재(300)에 의해 통로(110)가 차단될 때 차단부재(300)가 통로(110)의 바닥면에 견고하게 밀착될 수 있도록 하여 누수를 최소화할 수 있게 된다.

여기서, 상기 감지수단(200)은 해중터널(1)에 일정 간격(예를 들어 100 ~ 200m 간격)을 유지하며 설치될 수 있다.

특히, 상기 감지수단(200)은 일정 길이로 제작되는 해중터널 단위체(100)의 연결부위에 설치됨이 바람직하다.

이와 같은 감지수단(200)은 해중터널(1)의 누수를 감지하기 위한 누수감지센서(210)로 구성하거나, 해중터널(1)의 구조 변형으로 인한 손상을 감지하기 위한 광섬유 격자 센서(미도시됨)로 구성할 수 있다.

그리고, 상기 차단부재(300)는 상기 감지수단(200)이 설치되는 해중터널(1)의 통로(110) 전방 및 후방에 설치된다.

즉, 상기 해중터널(1)의 상단부에는 통로(110)와 연통되게 설치되되, 내측에 차단부재(300)가 안착되는 안착실(322)이 형성된 설치부재(320)가 설치되고, 이 설치부재(320)의 내측에는 차단부재(300)를 고정시키는 잠금부재(330)가 구비되며, 차단부재(300)의 하단부에는 통로(110)를 차단시 기밀을 유지할 수 있도록 탄성부재(340)가 구비된다.

여기서, 상기 차단부재(300)는 격벽(114)에 의해 상, 하행선으로 구획된 경우에는 각각의 통로(114)에 대응되게 설치부재(320)의 안착실(322)에 한 쌍이 구비된다.

따라서, 상기 해중터널(1)에 누수 또는 손상여부를 감지수단(200)이 감지하여 제어수단(400)으로 정보를 전송하고, 제어수단(400)은 감지수단(200)으로부터 전송된 정보를 전송받아 잠금부재(330)를 작동시켜 잠금 해지시키게 되면 차단부재(300)가 하부로 하강하여 통로(110)를 차단하게 되고, 차단부재(300)가 하강할 때 탄성부재(340)에 의해 충격이 완화되면서 해중터널(1)의 통로(110)를 바닥부에 견고하게 밀착되어 누수를 차단하게 된다.

이때, 상기 차단부재(300)는 상기 감지수단(200)으로부터 일정 거리(예를 들어 5 ~ 20m)를 유지하며 통로(110)의 전방 및 후방에 설치될 수 있다.

특히, 상기 감지수단(200)은 일정 길이로 제작되는 해중터널 단위체(100)의 연결부위에 설치됨이 바람직하다.

한편, 상기 제어수단(400)은 해중터널(1)의 손상 또는 누수발생으로 인해 감지센서에서 감지신호가 입력되면, 감지센서(210)의 전방 및 후방에 구비된 설치부재(300)에 설치된 차단부재(300)를 함께 작동시켜 감지센서(210)가 설치된 일부 구간을 다른 구간과 격리시켜 주어 해중터널(1)이 손상되거나 누수가 발생된 일부 구간을 차단하게 된다.

물론, 상기 제어수단(400)은 통신모듈(미도시됨)을 통해 해중터널을 관제하는 관제센터(500)의 서버(510)로 해중터널(1)의 손상 또는 누수발생 여부에 관한 정보를 송출하여, 관제센터(500)에서 후속대책을 신속하게 수행할 수 있도록 한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능한 것으로, 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 해중터널
100: 해중터널 단위체 110: 통로
112: 선로 200: 감지수단
300: 차단부재 400: 제어수단
500: 관제센터 510: 서버

Claims (13)

1. 해중터널의 통로 내에 설치되어 해중터널의 누수 또는 손상여부를 감지하는 감지수단과,
   상기 감지수단의 전방 및 후방에 설치되어 일부 구간을 폐쇄하도록 작동하는 차단부재와,
   상기 감지수단에서 누수 또는 손상여부가 감지되면 해중터널 단위체의 일부 구간을 폐쇄하도록 차단부재의 작동을 제어하는 제어수단으로 구성되고,
   상기 해중터널은 해중터널 단위체들이 연속적으로 연결되는 구조로 이루어지며,
   상기 해중터널의 상단부에는 차단부재가 안착되되, 해중터널의 통로와 연통되는 안착실이 형성된 설치부재가 구비되고,
   상기 설치부재의 안착실에는 차단부재를 고정시키는 잠금부재가 구비되며,
   상기 해중터널에는 격벽이 형성되고, 상기 차단부재는 격벽에 대응되게 해중터널의 내측에 대응되게 한 쌍이 구비되며,
   상기 감지수단은 상기 해중터널의 구조 변형으로 인한 손상을 감지하기 위한 광섬유 격자 센서로 구성되고,
   상기 차단부재의 하단부에는 탄성부재가 구비된 것을 특징으로 하는 해중터널의 긴급 차단장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 해중터널은 길이방향으로 통로가 형성되고, 이 통로에는 철도차량이 이동하는 선로가 형성되는 것을 특징으로 하는 해중터널의 긴급 차단장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 해중터널은 중앙에 길이방향으로 통로가 형성되고, 상기 통로에는 자동차가 이동하는 도로가 형성되는 것을 특징으로 하는 해중터널의 긴급 차단장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 감지수단은 해중터널에 일정 간격을 유지되게 복수가 설치되며, 이 감지수단의 전방 및 후방에 일정 거리가 유지되게 차단부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 해중터널의 긴급 차단장치.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 감지수단은 일정 길이로 제작되는 해중터널 단위체의 연결부위에 설치되며, 상기 감지수단의 전방 및 후방에 일정 거리가 유지되게 차단부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 해중터널의 긴급 차단장치.
10. 삭제
11. 삭제
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어수단은 상기 해중터널을 관제하는 관제센터의 서버로 해중터널의 손상 또는 누수발생 여부에 관한 정보를 송출하는 것을 특징으로 하는 해중터널의 긴급 차단장치.
13. 삭제

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