KR101878918B1 - 수압을 이용한 계류앵커 블록 및 상기 블록의 매설 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수압을 이용한 계류앵커 블록 및 상기 블록의 매설 방법에 관한 것이다.
구체적으로는, 수중 지반이 뻘(니토)로 이루어진 곳에 선박을 정박하기 위한 고정시설인 부잔교를 설치할 때 사용되는 콘크리트 블록으로 제작된 계류앵커 블록이 수중에서 수중 지반으로 가라앉을 때, 워터젯을 이용하여, 계류앵커 블록이 위치할 수중 지반의 니토에 압력을 가해 수중 지반이 움푹 파이도록 함으로써, 계류앵커의 수중 지반 고정력이 증가하도록 한, 수압을 이용한 계류앵커 블록 및 상기 블록의 매설 방법에 관한 것이다.

Description

수압을 이용한 계류앵커 블록 및 상기 블록의 매설 방법{MOORING ANCHOR BLOCK USING A HYDRAULIC PRESSURE, AND THE METHOD LAYING OF THE MOORING ANCHOR BLOCK}

본 발명은 수압을 이용한 계류앵커 블록 및 상기 블록의 매설 방법에 관한 것이다.

구체적으로는, 수중 지반이 뻘(니토)로 이루어진 곳에 선박을 정박하기 위한 고정시설인 부잔교를 설치할 때 사용되는 콘크리트 블록으로 제작된 계류앵커 블록이 수중에서 수중 지반으로 가라앉을 때, 워터젯을 이용하여, 계류앵커 블록이 위치할 수중 지반의 니토에 압력을 가해 적층되어 있는 니토층을 교란시켜 그 구조가 연약하도록 함으로써 계류앵커가 수중 니토층에 근입이 자유로워지게 하여, 계류앵커의 수중 지반 고정력이 증가하도록 한, 수압을 이용한 계류앵커 블록 및 상기 블록의 매설 방법에 관한 것이다.

서해안과 같이 수중 지반이 뻘(니토)로 이루어진 곳에 선박을 정박하기 위한 고정시설인 부잔교(폰툰)을 설치하기 위해서는 콘크리트 블록으로 제작된 계류앵커와 계류체인을 연결하여 부잔교를 고정시키고 있다.

이러한 부잔교는, 부두에 방주(方舟)를 연결하여 띄워서 수면의 높이에 따라 위아래로 자유롭게 움직이도록 한 잔교로서, 사람이 타고 내리거나 하역 작업을 하는데 사용된다([표 1] 참조).

이러한 부잔교는 수면에서 안정적인 고정을 위하여 계류앵커를 수중지반에 고정시키는데, 이를 위하여 계류앵커를 계류체인으로 고정하고, 상기 계류체인의 다른 단부를 [표 2]와 같이 부잔교에 고정하여 구성된다.

이와 같이 구성되는 계류앵커 및 계류체인은 [표 3]과 같이 배치되어 부잔교의 고정 기능을 수행한다.

이때, 계류앵커는 수중에 거치할 경우 지반이 약한 경우 일부 뻘 속으로 근입이 되나, 지반상태가 좋지 않을 경우에는 대부분 뻘 속으로 들어가지 않고 원지반 위에 있는 위치 할 경우 선박의 바닥면과 충돌하는 사고가 발생하기 때문에 [표 4]와 같이 준설을 하여 매입하고 있는 실정이다.

그러나 준설을 시행하는 경우, 원지반과 동일한 깊이로 설치하기 위해서는 준설이 필요하며, 지정된 투기장으로 운반하여 투기할 경우 준설 및 투기에 따른 추가 공사비가 발생하는 단점이 있고, 또한, 유지보수 및 선박이 입출항이 잦은 곳에서 준설할 경우에는 작업 반경이 넓고 공사기간 길며 부대적인 공종(준설선단 구성, 오탁방지막설치, 준설토 투기장 협의 등)이 많음으로서 사실상 어려운 실정이다.

이에 따라 본 출원인은, 준설을 수행하지 않아도 수중 지반에 대해 준설이 수행된 효과를 갖을 수 있도록 하는 계류앵커 블록을 제안함으로써, 상술된 문제점을 해결하고자 한다.

관련된 기술로서, 등록실용신안공보 제20-0476043호에는 앵커블럭이 기재되어 있다.

상기 기술은, 앵커부(A)가 삽입된 몸체(200)와, 상기 몸체(200)의 하부에 일정간격 이격되어 설치된 두 개의 ""형상의 하부홈(210)으로 구성된 구조로서, 상부에 두 개의 중앙들고리체인(20)의 상부가 돌출되고, 또 전면으로는 전면샤클(130)이 돌출되도록 성형하여 이동 및 시공시 편리하게 하고, 또 두 개의 하부홈(210)에는 하부고정환봉(30)을 설치하여 토양에 고정되도록 구조를 개량한 앵커블록에 관한 것이다.

그러나 상기 기술은, 본 출원인이 제안하는 수중 지반에 대해 준설을 시행하지 않아도 준설의 효과를 갖도록 하는 계류앵커 블록 구조와 차이가 있다.

한편, 워터젯 기능을 사용하는 기술에 관련하여서는, 등록특허공보 제10-1714251호에 해저지반 굴석을 위한 워터젯 굴삭기의 워터젯 암이 기재되어 있다.

상기 기술은, 해저지반 굴삭을 위한 워터젯 굴삭기의 워터젯 암에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 해저지반에 케이블 또는 파이프라인을 매설하기 위해 해저지반 굴삭에 사용되는 원격 조정 수중장치 즉, ROV 트렌쳐(Romoetly Operated Vehicle Trencher) 등의 특수장비에 장착되어 고압의 물을 분사하는 워터젯 굴삭기의 워터젯 암에 구비된 노즐들의 분사각도를 고려한 노즐 분포 및 노즐 상호 간의 간격을 고려한 최적의 노즐 수향을 선정하여 각 노즐 상호 간에 분사되는 물의 간섭을 최소화하여 해저지반 굴삭시공 시 시공성능과 작업효율을 향상시킬 수 있는 해저지반 굴삭을 위한 워터젯 굴삭기의 워터젯 암을 기재하고 있다.

다른 기술로서, 등록특허공보 제10-1401652호에는 워터젯을 이용한 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법이 기재되어 있다.

상기 기술은, 터널굴착을 위한 발파 대상영역을 향해 전후이동 가능한 이동유닛과, 상기 이동유닛에 탑재된 다관절 로봇팔과 굴착 대상영역을 향해 고압수와 연마제를 분사하는 워터젯 노즐 및 이들을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다. 이러한 구성의 워터젯 시스템에 의해 터널굴착 방향으로 굴착 대상영역의 소정 깊이의 자유면이 형성된 워터젯을 이용한 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법을 기재하고 있다.

그러나 상기 기술들은 워터젯을 이용한 굴삭의 목적에 유사점이 있을 뿐, 본 출원인이 제공하고자 하는 계류앵커 블록과 상이하다.

다른 한편, 워터젯 시스템을 적용한 수중 구조에 대하여는, 공개특허공보 제10-2016-0119532호에는 워터젯 시스템이 설치된 해상 부유물이 기재되어 있다.

상기 기술은, 워터젯 시스템을 이용해 문풀 내부에 발생하는 해수의 유동 및저항을 저감하기 위한, 워터젯 시스템이 설치된 해상 부유물이 기재되어 있다.

그러나 상기 기술은, 본 출원인이 제공하고자 하는 계류앵커 블록과 상이하다.

등록실용신안공보 제20-0476043호(2015.01.23.공고) 등록특허공보 제10-1714251호(2017.03.08. 공고) 등록특허공보 제10-1401652호(2014.06.03. 공고) 공개특허공보 제10-2016-0119532호(2016.10.14.)

본 발명의 목적은, 수중 지반이 뻘(니토)로 이루어진 곳에 선박을 정박하기 위한 고정시설인 부잔교를 설치할 때 사용되는 콘크리트 블록으로 제작된 계류앵커 블록이 수중에서 수중 지반으로 가라앉을 때, 워터젯을 이용하여, 계류앵커 블록이 위치할 수중 지반의 니토에 압력을 가해 수중 지반이 움푹 파이도록 함으로써, 계류앵커의 수중 지반 고정력이 증가하도록 한, 수압을 이용한 계류앵커 블록 및 상기 블록의 매설 방법을 제공하는데 있다.

상술된 목적을 달성하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명에 따른 수압을 이용한 계류앵커 블록 및 상기 블록의 매설 방법은, 상면 일측에 계류체인 연결부(11)가 구성되고, 상면의 다른 일측에는 하면까지 연통된 관통홀(12)이 구성된 계류앵커 블록(10)에 있어서,

상기 관통홀(12)에는 압력수 공급을 위한 호스가 연결되어,

상기 계류앵커 블록(10)의 매설시 압력수의 분출을 통해 수중지반을 가공하는 것을 특징으로 한다.

또한, 수압을 이용한 계류앵커 블록을 이용하여 상기 계류앵커 블록을 수중지반에 매설하는 방법에 있어서,

(a) 계류앵커 블록(10)을 준비하는 단계;

(b) 상기 (a) 단계에서 준비된 계류앵커 블록(10)을 계류체인을 이용하여 공중에 부유시켜 계류앵커 블록(10)이 매설될 위치를 결정하는 단계;

(c) 상기 (b)단계에서 계류앵커 블록(10)의 매설 위치가 결정되면 계류체인(10)을 수중 내부로 투설하는 단계;

(d) 상기 (c)단계 후, 계류앵커 블록(10)이 수중 지반에 닿기 전, 워터젯의 압력수를 분출시켜, 수중 지반의 니토가 움푹 파이도록 가공하는 단계; 및

(e) 상기 (d)단계계가 완료됨에 따라 움푹 파인 니토를 갖는 수중 지반에, 계류앵커 블록(10)을 위치시킴으로써, 매설을 완료하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 수압을 이용한 계류앵커 블록 및 상기 블록의 매설 방법에 의하면, 계류앵커 블록인 콘크리트 블록의 구조를 변경함에 따라, 매설되는 수중 지반을 가공할 수 있어서, 준설작업을 시행하지 않고도 준설작업에 대응되는 효과를 갖는 한편, 공사비용과 시간의 절감이 가능한 효과를 갖는다.

뿐만 아니라, 계류앵커 블록의 이동과 매설 작업만 수행하면 되고, 준설 작업의 시행이 필요 없으므로, 좁은공간 또는 주항로구간 운항에 지장을 초래하지 않고 신속히 원지반선과 동일한 높이로 매설이 가능한 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 수압을 이용한 계류앵커 블록을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 수압을 이용한 계류앵커 블록을 이용하여 계류앵커 블록을 수중 지반에 매설하는 일예를 나타낸 것이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 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 사항은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.

본 발명은 수압을 이용한 계류앵커 블록 및 상기 블록의 매설 방법에 관한 것이다.

구체적으로는, 수중 지반이 뻘(니토)로 이루어진 곳에 선박을 정박하기 위한 고정시설인 부잔교를 설치할 때 사용되는 콘크리트 블록으로 제작된 계류앵커 블록이 수중에서 수중 지반으로 가라앉을 때, 워터젯을 이용하여, 계류앵커 블록이 위치할 수중 지반의 니토에 압력을 가해 수중 지반이 움푹 파이도록 함으로써, 계류앵커의 수중 지반 고정력이 증가하도록 한, 수압을 이용한 계류앵커 블록 및 상기 블록의 매설 방법에 관한 것이다.

설명에 앞서, 본 명세서에 기술되지 않은 워터젯의 구조, 압력수 공급 구조, 선박, 부잔교 등의 구조는 당업자라면 예측 가능한 것이므로, 본 발명의 주요 특징부를 중점으로 설명할 수 있음을 강조한다.

종래, 계류앵커는 수중에 거치하는 경우, 지반의 상측면에 놓임에 따라 선박의 바닥면과의 충돌이 발생되는 문제점이 있었다.

이에 따라, 계류앵커를 거치하기 전 지반을 준설하여 계류앵커를 거치하도록 하고 있으나, 이는 준설을 위한 크레인 시공과 작업인력 소모에 따른 공사비용이 증가되는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 극복하기 위하여 안출된 본 발명에 따른 계류앵커 블록은 첨부된 도면의 도 1과 같이 구성된다.

도 1은 본 발명에 따른 수압을 이용한 계류앵커 블록을 개략적으로 나타낸 것이다.

첨부된 도면의 도 1에 따른 계류앵커 블록(10)은, 콘크리트 블록으로 구성된다. 이러한 계류앵커 블록(10)은 상면 일측에 계류체인 연결부(11)가 구성되고, 상면의 다른 일측에는 하면까지 연통된 관통홀(12)이 구성된다.

먼저, 계류체인 연결부(11)는, 계류체인이 계류앵커 블록(10)에 연결되도록 구성되는 것으로서, 첨부된 도면과 같이 복수 개가 모서리 영역에 구성될 수도 있으나, 설계 조건에 따라서는 1개로 중앙에 구성될 수도 있다.

계류체인은 도면에 도시되지 않았으나, 크레인 등의 별도 장비에 단부가 연결되고, 다른 단부는 계류체인 연결부(11)에 연결된다. 이러한 계류체인은 당업자라면 쉽게 예측할 수 있는 것이므로, 구체적인 설명은 생략한다.

관통홀(12)은, 내부에 풍관 내에서 압력수를 분산시키기 위한 워터젯용 호스가 삽입되는 영역이다. 즉, 관통홀(12)의 하부방향(계류앵커 블록(10)의 하면)에서는 고압의 압력수가 분출되고, 이러한 압력수에 의해 수중 지반이 계류앵커 블록(10)이 거치될 수 있을 정도로 움푹 파이도록 한다.

이러한 관통홀(12)의 단부 중 하부방향에 해당하는 단부는, 설계 조건에 따라서 다음과 같이 구성될 수도 있다.

관통홀(12)의 하부방향에 해당하는 단부는 다른 관통홀(12) 영역의 직경에 비해 좁게되도록 구성됨으로써, 관통홀(12)의 일측에서부터 직경이 점점 좁아져 소정의 경사를 갖는 형태가 되도록 한다.

이러한 관통홀(12)의 하부방향 단부에는 내부방향으로 연장되되 외측방향으로 만곡되는 만곡내면이 구성되도록 하고, 상기 만곡내면의 내부측 단부는 관통홀(12)의 직경보다 작은 압력수 유입구가 형성되도록 된다.

따라서, 관통홀(12)의 하부방향 단부의 만곡내면의 단부 구조는, '

'의 형태가 되도록 구성될 수 있다.

또한, 유입구가 형성됨에 따라 단턱이 형성되는데, 일 단부가 단턱에 연통되고, 다른 단부가 만곡내면에 연통되도록 단턱 내부에 형성된 미세배관이 구성될 수 있다.

상기 미세배관은 상기 압력수 유입구보다 작은 직경을 갖으며, 관통홀(12)의 유입구 부근에서 호스를 통해 분출되는 압력수가 유동되는 영역이다.

따라서, 압력수가 압력수 유입구를 통해 유입됨과 동시에 미세배관을 통해 유동함으로써, 더 큰 압력을 갖을 수 있고, 아울러, 만곡내면에 위치하는 압력수를, 미세배관을 따라 유동한 압력수가 더 가압하는 효과를 갖음으로써, 더 큰 압력을 갖는 압력수가 계류앵커 블록(10)의 하면에서 분출될 수 있을 것이다.

또한, 만곡내면 역시 만곡된 형태를 갖음에 따라 압력수의 압력이 증가되는데 일조한다.

또 다른 설계 조건에 따르면, 관통홀(12)의 경사진 영역 중 일측에는 상기 미세배관보다 더 작은 직경을 갖는 공기유입관이 형성되되, 상기 공기유입관은 일단이 만곡내면에 연통되고 다른 일단은 계류앵커 블록(10)의 콘크리트 내부로 연통되도록 구성될 수 있다.

이에 따라, 콘크리트 블록인 계류앵커 블록(10)이 양생되면서 내부의 공극에 존재하는 공기가 공기유입관을 따라 만곡내면 내부로 유입되게 되면서, 압력수를 폭기시켜 압력수의 압력을 증가시킬 수도 있다.

이때, 공기유입관이 연통된 만곡내면의 일측면에는 고무막이 형성될 수 있다. 고무막은 공기유입관이 형성된 만곡내면을 덮는 역할을 하며, '

'의 형태로 구성되는데,

이때, 고무막의 'ㄴ'자 형태의 구성이 공기유입관의 내부에 고정 또는 탈부착 등의 방법으로 고정되고, 고무막의 막 부분이 공기유입관 외측인 만곡내면의 내면에 닿되, 막 부분의 단부가 만곡내면의 관통홀(12) 내부의 단부에 인접하도록 구성된다.

이에 따라, 압력수가 분출될 때의 압력에 의해 막이 꺾여 공기유입관이 일부 개방되고, 이때, 콘크리트 내부의 기포(공기)가 공기유입관을 통해 만곡내면의 내부로 유입되어 폭기 현상이 발생되게 된다.

이러한 구조를 갖는 수압을 이용한 계류앵커 블록을 이용하여 계류앵커 블록을 수중 지반에 매설하는 방법은 다음과 같으며, 이는 첨부된 도면의 도 2 및 도 3을 참조할 수 있다.

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 수압을 이용한 계류앵커 블록을 이용하여 계류앵커 블록을 수중 지반에 매설하는 일예를 나타낸 것이다.

1. 계류앵커 블록을 준비하는 단계

계류앵커 블록을 준비하는 단계는, 상술된 구조를 갖는 계류앵커 블록(10)을 준비하는 단계이다.

이때, 상술된 구조를 위하여 워터젯 호스 삽입 등의 준비를 모두 마침이 당연하다.

2. 계류앵커 블록의 매설될 위치를 결정하는 단계

계류앵커 블록의 매설될 위치를 결정하는 단계는, 계류앵커 블록을 준비하는 단계에서 준비된 계류앵커 블록(10)을 계류체인을 이용하여 공중에 부유시켜 계류앵커 블록(10)이 매설될 위치를 결정하는 단계이다.

3. 계류앵커 블록을 수중 내부로 투설하는 단계

계류앵커 블록을 수중 내부로 투설하는 단계는, 계류앵커 블록의 매설될 위치를 결정하는 단계에서 계류앵커 블록(10)의 매설 위치가 결정되면 계류체인(10)을 수중 내부로 투설하는 단계이다.

4. 계류앵커 블록이 수중 지반에 닿기 전 니토를 가공하는 단계

계류앵커 블록이 수중 지반에 닿기 전 니토를 가공하는 단계는, 계류앵커 블록을 수중 내부로 투설하는 단계 후, 계류앵커 블록(10)이 수중 지반에 닿기 전, 워터젯의 압력수를 분출시켜, 수중 지반의 니토가 움푹 파이도록 가공하는 단계이다.

5. 계류앵터 블록의 매설을 완료하는 단계

계류앵터 블록의 매설을 완료하는 단계는, 계류앵커 블록이 수중 지반에 닿기 전 니토를 가공하는 단계가 완료됨에 따라 움푹 파인 니토를 갖는 수중 지반에, 계류앵커 블록(10)을 위치시킴으로써, 매설을 완료하는 단계이다.

이와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술분야에 있어 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.

그러므로 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수 있다.

10 : 계류앵커 블록
11 : 계류체인 연결부
12 : 관통홀

Claims (2)

1. 상면 일측에 계류체인 연결부(11)가 구성되고, 상면의 다른 일측에는 하면까지 연통된 관통홀(12)이 구성된 계류앵커 블록(10)에 있어서,
   상기 관통홀(12)에는 압력수 공급을 위한 호스가 연결되어,
   상기 계류앵커 블록(10)의 매설시 압력수의 분출을 통해 수중지반을 가공하되,
   상기 관통홀(12)은,
   - 하부방향에 해당하는 단부는 다른 관통홀(12) 영역의 직경에 비해 좁게되도록 구성됨으로써, 관통홀(12)의 일측에서부터 직경이 점점 좁아져 소정의 경사를 갖는 형태를 갖도록 구성되고,
   상기 관통홀(12)의 하부방향 단부에는 내부방향으로 연장되되 외측방향으로 만곡되는 만곡내면이 구성되도록 하며, 상기 만곡내면의 내부측 단부는 관통홀(12)의 직경보다 작은 압력수 유입구가 형성됨으로써,
   관통홀(12)의 하부방향 단부의 만곡내면의 단부 구조는, '

   

   '의 형태가 되도록 구성되고,
   - 유입구의 형성에 따라 형성된 단턱에 일 단부가 연통되고, 다른 단부가 만곡내면에 연통되도록 단턱 내부에 형성된 미세배관이 구성되되,
   상기 미세배관은 상기 압력수 유입구보다 작은 직경을 갖으며, 관통홀(12)의 유입구 부근에서 분출되는 압력수를 유동시키는 것을 특징으로 하는, 수압을 이용한 계류앵커 블록.
   
2. 청구항 1에 기재된 수압을 이용한 계류앵커 블록을 수중지반에 매설하는 방법에 있어서,
   (a) 계류앵커 블록(10)을 준비하는 단계;
   (b) 상기 (a)단계에서 준비된 계류앵커 블록(10)을 계류체인을 이용하여 공중에 부유시켜 계류앵커 블록(10)이 매설될 위치를 결정하는 단계;
   (c) 상기 (b)단계에서 계류앵커 블록(10)의 매설 위치가 결정되면 계류체인(10)을 수중 내부로 투설하는 단계;
   (d) 상기 (c)단계 후, 계류앵커 블록(10)이 수중 지반에 닿기 전, 워터젯의 압력수를 분출시켜, 수중 지반의 니토가 움푹 파이도록 가공하는 단계; 및
   (e) 상기 (d)단계가 완료됨에 따라 움푹 파인 니토를 갖는 수중 지반에, 계류앵커 블록(10)을 위치시킴으로써, 매설을 완료하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 수압을 이용한 계류앵커 블록의 매설 방법.

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