KR101880172B1 - 추진 패널, 추진 패널 압입 장치 및 이를 이용한 pms 공법 - Google Patents

추진 패널, 추진 패널 압입 장치 및 이를 이용한 pms 공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 추진 패널, 추진 패널 압입 장치, 및 이를 이용한 PMS(Pipe Messer Shield) 공법을 제안한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 패널은 하부로 갈수록 경사지도록 형성되고, 단부가 판형으로 형성된 선단부; 상기 선단부의 상부에 위치하고, 단면이 사각형상으로 형성되고, 전면에 상하방향을 따라 복수의 걸림홈이 형성된 몸체부; 및 상기 몸체부의 후면으로부터 상부방향으로 연장형성되는 판형의 지지부를 포함한다.

Description

추진 패널, 추진 패널 압입 장치 및 이를 이용한 PMS 공법{PROPULSION PANNEL, APPARATUS FOR PRESSING PROPULSION PANNEL, AND PIPE MESSER SHIELD METHOD USING THE SAME}
본 발명은 추진 패널, 추진 패널 압입 장치 및 이를 이용한 PMS(Pipe Messer Shield) 공법에 관한 것이다.
케이슨 기초 공법은 수상이나 육상에서 제작한 속이 빈 콘크리트 구조물을 자중이나 적재하중에 의하여 지지층까지 침하시킨 후, 콘크리트, 자갈, 모래 등을 채우거나 그대로 둔 채 마무리하는 거초 공법이다.
이러한 케이슨 기초 공법에서 오픈 케이슨은, 상부와 하부가 개방된 콘크리트 통으로서, 우물통 기초라고도 하며, 원형, 정사각형, 직사각형 및 타원형 등 다양한 형태로 제작될 수 있다.
여기서, 우물통 본체는 일반적으로 2개 내지 3개씩 분할 제작된다. 따라서, 우물통 기초 작업은 우물통 본체들을 서로 연결하면서 진행되거나, 연속 콘크리트 타설을 통해 정 위치에 강재로 일괄 제작된 우물통 본체를 안착시키는 방법으로 진행된다.
이때 굴착 작업은, 소형 우물통인 경우 지하수에 도달할 때까지 인력굴착을 하여 버킷(bucket)으로 실어 올리는 방법으로 수행되고, 대형 우물통인 경우 크람셀(clamshell) 등의 굴착기계나 발파공법을 이용한 방법으로 수행될 수 있다. 그리고, 오픈 케이슨 외에도 공기 케이슨, 박스 케이슨, RCD/벨형 케이슨, 벽강관 케이슨 등 다양한 방법들이 우물통 시공에 이용될 수 있다.
그러나, 종래의 우물통 시공 작업은 다수의 평바지선, 크레인, 고압펌프, 발전기 및 양수기 등을 설치하여 작업해야 하므로 작업 과정이 복잡하고, 그에 따라 작업 기간이 장시간(수개월 이상) 소요되었다. 또한, 중장비 및 기타 복잡한 시설물로 인해 비용 단가가 높아지는 문제점이 있었다.
따라서, 이러한 종래의 우물통 시공 작업을 개선하여 보다 효율적으로 간편하게 시공 작업이 수행될 필요성이 제기된다.
한편, 이와 관련하여 대한민국등록특허 제10-999880호(발명의 명칭: 강관 압입 장치 및 이를 이용한 우물통 기초 시공 공법)에서는, 종 방향으로 다수의 홈이 형성된 강관과, 강관을 지지하는 지지 부재 및 강관을 유압을 이용하 여 지중에 압입시키는 유압기를 포함하되, 유압기는, 강관의 홈에 삽입되는 본체부를 포함하고, 유압을 이용하여 본체부에 장착된 실린더를 직진시켜 지지 부재에 힘을 작용시키면, 강관의 홈에 삽입된 본체부가 힘의 반력으로 강관을 지중으로 밀어 압입시키는 구성을 개시하고 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 복수의 추진 패널을 지중에 효과적으로 압입시킬 수 있는 추진 패널 압입 장치 및 이를 이용한 PMS(Pipe Messer Shield) 공법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제1 측면에 따른 추진 패널은, 하부로 갈수록 경사지도록 형성되고, 단부가 판형으로 형성된 선단부; 상기 선단부의 상부에 위치하고, 단면이 사각형상으로 형성되고, 전면에 상하방향을 따라 복수의 걸림홈이 형성된 몸체부; 및 상기 몸체부의 후면으로부터 상부방향으로 연장형성되는 판형의 지지부를 포함한다.
한편, 본원의 제2 측면에 따른 추진 패널 압입 장치는, 상하방향으로 복수의 걸림홈이 형성된 복수의 추진패널; 상기 추진 패널을 지지하는 지지 부재 및 상기 추진 패널을 유압을 이용하여 지중에 압입시키는 유압기를 포함한다.
한편, 본원의 제3 측면에 따른 추진 패널 압입 장치를 이용한 PMS(Pipe Messer Shield) 공법은 추진 기지 설치 단계; 상기 추진 패널의 제1 걸림부에 인접한 추진 패널의 제2 걸림부을 결합하여, 복수의 추진패널을 상기 추진 기지에 설치하는 단계; 유압기의 실린더를 직진시켜 힘을 작용시키고, 상기 힘의 반력으로 일축 방향으로 밀려나는 상기 추진 패널의 걸림홈에 삽입된 상기 유압기의 본체부에 의해 상기 복수의 추진 패널을 지중으로 압입 시키는 단계; 상기 추진 패널이 압입된 영역의 지반을 일정 형태에 따라 굴착하는 단계; 및 상기 굴착된 영역에 제1 지지 부재를 설치하는 단계를 포함한다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 추진 패널의 단면이 직사각형으로 형성되어, 복수의 추진 패널을 결합 시, 빈공간이 없이 지중에 효과적으로 압입시킬 수 있으며, 그라이팅재를 주입하는 강관이 삽입되는 강관 삽입홈이 형성되어, 지반이 약한 부분을 그라이팅하면서 효과적으로 시공할 수 있는 크게 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 패널의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 패널의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 패널의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 패널의 부분 단면 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 패널이 복수가 연결된 사시도 및 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 패널 압입 장치를 이용하여 추진 패널을 지중에 압입하는 모습을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예 따른 유압기의 정면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 패널 압입 장치의 블록도 이다.
도 9 내지 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 패널 압입 장치를 이용한 PMS(Pipe Messer Shield) 공법을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 패널 압입 장치를 이용한 PMS 공법의 순서도이다.
도 21 및 도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 패널 압입 장치를 이용한 수평 방향의 PMS 공법을 설명하기 위한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본원은 추진 패널, 추진 패널 압입 장치, 및 이를 이용한 PMS(Pipe Messer Shield) 공법에 관한 것이다. 상술한 PMS 공법이란 선단부가 뾰족한 파이프 형태의 패널을 배열시켜, 추진 패널 압입 장치를 이용하여 지중으로 압입시키면서 굴착을 하는 공법을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 패널의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 패널의 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예 따른 추진 패널의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 패널의 부분 단면 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 패널이 복수가 연결된 사시도 및 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 패널 압입 장치를 이용하여 추진 패널을 지중에 압입하는 모습을 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예 따른 유압기의 정면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 패널 압입 장치의 블록도이고, 도 9은 내지 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 패널 압입 장치를 이용한 PMS 공법을 설명하기 위한 도면이고, 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 패널 압입 장치를 이용한 PMS 공법의 순서도이고, 도 21 및 도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 패널 압입 장치를 이용한 수평 방향의 PMS 공법을 설명하기 위한 도면이다.
우선, 본원의 일 실시예에 따른 추진 패널(100)에 대해 설명한다.
추진 패널(100)은 선단부(110), 몸체부(120), 및 지지부(130)를 포함할 수 있다.
선단부(110)는 하부로 갈수록 경사지록 형성되고, 단부가 판형으로 형성된다.
상세하게는, 선단부(110)는 상부의 단면이 사각형상으로 형성되고, 전면부가 하부로 갈수록 후방으로 경사지도록 형성될 수 있다. 또한, 선단부(110)의 하단부는 후면부가 하부방향으로 연장형성되어 판형으로 형성될 수 있다.
몸체부(120)는 선단부(110)의 상부에 위치하고, 단면이 사각형상으로 형성된다. 또한, 몸체부(120)는 전면에 상하방향을 따라 복수의 걸림홈(121)이 형성된다.
도 2를 참조하면, 몸체부(120)는 ‘ㄷ’자형상으로 형성되고, 전면에 복수의 걸림홈(121)이 형성된 제1 몸체(122) 및 제1 몸체(122)의 후방에 결합되고, ‘ㄷ’자 형상으로 형성된 제2 몸체(123)를 포함할 수 있다.
예시적으로, 제1 몸체(122)는 평판형으로 형성되되, 좌우측 양단부가 후방으로 절곡형성되어 ‘ㄷ’자 형상으로 형성될 있다. 또한, 제2 몸체(123)는 평판형으로 형성되되, 좌우측 양단부가 전방으로 절곡 형성되어 ‘ㄷ’ 자형상으로 형성될 수 있다. 또한, 제1 몸체(122)와 제2 몸체(123)는 절곡된 부분이 좌우측방향으로 소정의 거리 이격되도록 서로 결합되어, 후술되는 제1 걸림부(127) 및 제2 걸림부(128)가 형성될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.
또한, 도 2 및 도 3을 참조하면, 제2 몸체(123)는 복수의 걸림홈(121) 중 하나의 걸림홈(121)과 대응되도록 형성되고, 관통홀(125)이 형성된 적어도 하나 이상의 강관 삽입부(124)를 포함할 수 있다. 예시적으로, 강관 삽입부(124)는 제2 몸체(123)의 후면부로부터 전방으로 돌출형성되고, 상하방향으로 소정의 거리 이격되어 복수가 위치할 수 있다. 또한, 강관 삽입부(124)에는 전후방향으로 관통되게 관통홀(125)이 형성되어, 관통홀(125)을 통해 그라우팅을 위한 강관(40)을 삽입하여, 그라우팅 작업을 수행할 수 있다. 또한, 몸체부(120)는 관통홀(125)에 나사결합되는 마개부(126)를 더 포함할 수 있다. 다시 말해, 추진 패널(100)을 지중에 압입할 경우, 관통홀(125)을 마개부(126)로 막아 토사가 관통홀(125)을 통해 추진 패널(100) 내부로 유입되는 것을 방지하고, 그라우팅 시, 마개부(126)를 제거하고 관통홀(125)을 통해 강관(40)을 삽입하여 그라우팅을 실시할 수 있다.
도 4를 참조하면, 몸체부(120)는 몸체부(120)의 전면으로부터 좌측방향으로 연장되고, 전방으로 절곡되어 형성된 제1 걸림부(127) 및 몸체부(120)의 후면으로부터 우측 방향으로 연장되고, 후방으로 절곡되어 형성된 제2 걸림부(128)를 포함할 수 있다.
또한, 도 5를 참조하면, 복수의 추진 패널(100)이 결합될 경우, 추진 패널(100)의 제1 걸림부(127)에 인접한 추진 패널(100)의 제2 걸림부(128)가 삽입되어 서로 결합될 수 있다.
지지부(130)는 몸체부(120)의 후면으로부터 상부방향으로 연장형성되고, 판형으로 형성될 수 있다. 다시 말해, 지지부(130)는 몸체부(120)의 상부면에 후술되는 후행 패널(101)이 위치할 경우, 안정적으로 후행 패널(101)과 몸체부(120)의 상부면이 접촉되도록 후행 패널(101)을 위치를 가이드하는 역할을 할 수 있다.
이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 패널 압입 장치(200)에 대해서 설명한다.
도 6을 참조하면, 추진 패널 압입 장치(200)는 유압을 이용하여 추진 패널(100)을 지중에 압입시킬 수 있다.
이를 위해, 추진 패널 압입 장치(200)는 상하 방향으로 복수의 걸림홈(121)이 형성된 복수의 추진 패널(100), 추진 패널(100)을 지지하는 지지 부재(300), 추진 패널(100)을 유압을 이용하여 지중에 압입시키는 유압기(210)를 포함할 수 있다.
유압기(210)는 걸림홈(121)에 삽입될 수 있도록 일측 하단이 돌출 형성된 돌출부(223)를 포함한다.
또한, 지지 부재(300)는 ‘H’ 형상으로 설치되어, 추진 패널(100)을 지지할 수 있다. 따라서, 유압을 이용하여 유압기(210)의 실린더(222)를 직진시켜 횡방향으로 설치된 지지 주재에 힘을 작용시키고, 그 힘의 반력으로 추진 패널(100)의 걸림홈(121)에 삽입된 유압기(210)의 본체부(220)를 밀어 추진 패널(100)을 지중에 압입시킬 수 있다.
유압기(210)는 추진 패널(100)의 걸림홈(121)에 삽입되는 본체부(220), 유압을 발생시키는 유압 발생부(230), 유압을 조절하는 유압 조절부(240), 및 본체로 유압을 전달하는 유압 전달부(250)를 포함할 수 있다.
유압기(210)는 유압을 이용하여 본체부(220)에 장착된 실린더(222)를 직진시켜 지지 부재(300)에 힘을 작용시키면, 추진 패널(100)의 걸림홈(121)에 삽입된 본체부(220)가 힘의 반력으로 추진 패널(100)을 지중으로 밀어 압입시킨다.
이때, 본체부(220)는 일측 하단에 돌출 형성되어 추진 패널(100)의 걸림홈(121)에 삽입되는 돌출부(223)를 포함한다.
본체부(220)는 실린더(222), 추진 패널(100)의 걸림홈(121)에 삽입되는 돌출부(223), 유압을 이용하여 실린더(222)를 직진 또는 후진시키는 추진잭(224), 추진잭(224)에 제어신호를 전달하여 추진잭(224)이 실린더(222)를 직진 또는 후진시키도록 제어하는 동작제어부를 포함할 수 있다. 또한, 본체부(220)는 유압 전달부(250)에 연결되어, 유압을 제공받는 유압 접속부(221)를 포함할 수 있다.
이하, 도 8을 통해유압을 발생시켜 유압기(210)에 전달하여 유압기(210)의 실린더(222)를 동작시키는 추진 패널 압입 장치(200)의 동작 기능을 블록도로 나타내어 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 추진 패널 압입 장치(200)는 유압 발생부(230), 유압 조절부(240), 유압 전달부(250), 동작 제어부(225) 및 추진잭(224)을 포함한다.
먼저, 유압 발생부(230)는 유압을 발생시키며, 유압 조절부(240)는 유압을 조절하여 적절하게 공급한다. 여기서, 유압 발생부(230)에서 발생된 유압은 유압 조절부(240)의 조작에 따라 그 크기가 조절될 수 있으며, 유압 조절부(240)는 발생된 유압을 적절하게 조절하여 공급하거나 차단시킬 수 있다.
유압 전달부(250)는 상술된 유압기(210)의 본체부(220)에 유압을 전달한다. 이때, 유압 전달부(250)는 유압 호스로 구현될 수 있다.
동작 제어부(225)는 추진잭(224)에 제어 신호를 전달하여 추진잭(224)이 유압을 이용하여 실린더(222)를 직진 또는 후진시키도록 제어한다. 즉, 동작 제어부(225)는 스위치(switch) 장치로 구현될 수 있으며, 스위치 조작에 따라 추진잭(224)은 유압 호스를 통해 제공된 유압을 이용하여 실린더(222)를 직진 또는 후진시키게 된다.
추진잭(224)은 상술된 바와 같이 동작 제어부(225)의 제어 신호에 따라 유압을 이용하여 실린더(222)를 직진 또는 후진시킨다.
이하, 도 9 내지 도 19를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 패널 압입 장치(200)를 이용한 PMS 공법에 대해서 설명한다.
본 발명의 PMS 공법은 지중에 원형, 정사각형, 직사각형 및 타원형 등 다양한 형태로 굴착작업을 수행할 수 있다.
도 9를 차조하면, 먼저 추진 기지(30)를 설치한다. 구체적으로, ‘H’ 형상의 지지 부재(300)를 각각 분할 조립하되, 지반에 바닥 기초를 설치하고, 다음으로 기둥을 설치하고, 그리고 상단 지붕을 설치 순으로 조립하여 추진 기지(30)를 설치할 수 있다. 여기서, 내부 지보재(31)와 외부 지보재(32)를 설치하여 추진 패널(100)이 그 사이에 수직 방향으로 설치될 수 있도록 한다.
다음으로, 도 10을 참조하면, 반력벽 설치를 수행한다. 여기서, 반력벽은 수직 굴착하는 면적 외부에 콘크리트를 타설함으로써, 추진 패널(100) 압입시 반력대 역할을 하게 된다. 구체적으로 상술된 추진 기지(30)를 설치한 후, 바닥 기초 반경에 콘크리트를 타설하여 기초를 사장하는 방식으로 수행될 수 있다. 하지만 이에 한하지 않고, 도 10에 도시된 바와 같이, 바닥에 그라우팅재를 투입하기 위한 강관(40)을 삽입하여, 그라우팅을 수행하여 반력벽을 설치할 수 있다.
다음으로, 도 11을 참조하면, 지중에 압입되는 추진 패널(100)을 추진 기지(30)의 측면에 설치한다. 이때, 추진 패널(100)은 내부 지보재(31)와 외부 지보재(32)에 사이에 설치되어 내부와 외부 구조체가 추진 패널(100)을 보호할 수 있도록 한다.
다음으로, 도 12를 참조하면, 추진 패널(100)이 설치된 하부 지반을 일정 형태로 굴착하고, 굴착된 내용물을 반출하여, 추진 패널(100)을 굴착된 영역에 안착시킨다. 이때, 원형, 정사각형, 직사각형 및 타원형 등 다양한 형태로 굴착이 이루어질 수 있다.
여기서, 추진 패널(100)을 굴착시키고자 하는 깊이까지 유압기(210)로 압입시킨 후, 추진패널이 설치된 지반을 굴착할 수 있다. 이때, 추진 패널(100)을 굴착시키고자 하는 깊이까지 유압기(210)로 압입시킬 때, 유압기(210)의 실린더(222)가 추진기지의 횡방향의 지보재에 힘을 가하고, 그 힘의 반력으로 추진 패널(100)을 지중에 압입 시킬 수 있다.
다음으로, 도 13을 참조하면, 굴착 작업이 수행된 영역에 제1 지지 부재(310)를 설치한다.
이때, 종 방향으로 설치되어 굴착된 영역에 안착된 추진 패널(100)을 지지할 수 있도록 제1 지지 부재(310)를 설치할 수 있다. 이러한, 제1 지지 부재(310)는 추진 패널 압입 장치(200)를 이용하여 추진 패널(100)을 지중에 압입시킬 수 있도록 횡방향으로 설치되는 지지 부재(300)와 이를 지지하는 종 방향의 지지 부재(300)를 포함할 수 있다.
다음으로, 도 14에 도시된 바와 같이, 유압을 이용하여 유압기(210)의 실린더(222)를 직진시켜 추진 기지(30)의 횡 방향의 지보재 또는 횡방향으로 설치된 지지 부재(300) 등의 주변 구조물에 힘을 작용시키고, 그 힘의 반력으로 추진 패널(100)의 걸림홈(121)에 삽입된 유압기(210)의 본체부(220)를 지중 방향으로 밀어 추진 패널(100)을 굴착시키고자 하는 깊이까지 지중에 압입시킨다.
이때, 강관(40) 압입 작업을 수행하기에 앞서서, 추진 패널(100)의 후단부에 후행 패널(101)을 설치할 수 있다. 또한, 추진 패널(100)의 압입이 어느 정도 이루어진 후, 적절한 때에 추진 패널(100)의 후단부에 후행 패널(101)을 설치할 수 도 있다.
따라서, 추진 패널(100)의 후단부에 설치된 후행 패널(101)이 추진 패널(100)에 가하는 압력을 이용하여 보다 간편하게 추진 패널(100)이 지중에 압입될 수 있다.
다음으로, 도 15에 도시된 바와 같이, 추진 패널(100)이 압입된 깊이에 따라 굴착 작업을 수행하고, 도 16에 도시된 바와 같이 굴착 작업이 이루어진 영역에 마찬가지로 제 2 지지 부재(300)를 추가로 설치하게 된다.
이때, 제 2 지지 부재(300)는 추진 패널 압입 장치(200)를 이용하여 추진 패널(100)을 지중에 압입시킬 수 있도록 횡방향으로 설치되는 지지 부재(300)와 이를 지지하는 종 방향의 지지 부재(300)를 포함할 수 있다.
그리고 이후, 상술된 바와 마찬가지로 굴착 작업 및 지지 부재(300)를 설치하는 작업이 수행되게 된다. 여기서, 최초 설치된 추진 패널(100)을 주위의 지지 부재(300)를 이용하여 지속적으로 지중에 압입시키거나, 작업의 편의성에 따라 지중에 압입된 후행 패널(101)들과 주위의 지지 부재(300)를 이용하여 적절하게 압입 작업을 수행할 수도 있음은 물론이다.
도 9 내지 도 16에서 상술된 바와 같이, 추행 패널 압입, 굴착 작업, 지지 부재(300) 설치, 후행 패널(101) 설치와 같은 반복적 작업으로 원형, 정사각형, 직사각형 및 타원형 등 다양한 형태로 기초 시공이 이루어질 수 있다.
이와 같이 강관(40) 압입, 굴착 작업, 지지 부재(300) 설치, 후행 패널(101) 설치와 같은 작업이 반복적으로 수행되면서, 도 17와 같은 형태의 기초 시공이 완료된다.
또한, 도 18 및 도 19를 참조하면, 지반이 약할 경우, 그라우트 작업을 수행할 수 있다. 상세하게는, 추진 패널(100)의 관통홀(125)에 결합된 마개부(126)를 제거하고, 추진 패널(100)의 관통홀(125)을 통해 지반으로 그라우트를 위한 강관(40)을 삽입하고, 강관(40)의 단부에 그라우트재를 투입하여, 그라우트 작업을 수행할 수 있다.
이하, 도 19를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 선행 패널 압입 장치를 이용한 PMS 공법에 대해서 설명한다.
단계(S110)에서는 추진 기지(30)를 설치한다.
단계(S120)에서는 추진 패널(100)의 제1 걸림부(127)에 인접한 추진 패널(100)의 제2 걸림부(128)를 결합하여, 복수의 추진 패널(100)을 결합한다.
단계(S130)에서는 유압기(210)의 실린더(222)를 직진시켜 힘을 작용시키고, 힘의 반력으로 일축 방향으로 밀려나는 추진 패널(100)의 걸림홈(121)에 삽입된 상기 유압기(210)의 본체부(220)에 의해 추진 패널(100)을 지중으로 압입시킨다.
단계(S140)에서는 추진 패널(100)이 압입된 영역의 지반을 일정 형태에 따라 굴착한다.
단계(S150)에서는 굴착된 영역에 제1 지지 부재(310)를 설치한다.
단계(S160)에서는 추진 패널(100)의 후단부에 후행 패널(101)을 설치한다.
상술한 후행 패널(101)은 각가파이프, 잔넬, 및 토류판 중 어느 하나일 수 있으며, 후행 패널(101)을 설치할 경우, 추진 패널(100)과 평행하도록 수직방향 또는 추진 패널(100)과 수직되도록 수평방향으로 설치할 수 있다.
단계(S170)에서는 제1 지지 부재(310)에 작용하는 힘의 반력으로 추진 패널(100)을 지중에 압입시킨다.
단계(S170)는 후행 패널(101)과 추진 패널(100) 사이에 쐐기를 설치하는 단계 및 후행 패널(101)을 압입하여, 추진 패널(100)을 지중으로 압입할 수 있다. 예시적으로, 후행 패널(101)은 각파이프, 잔넬, 및 토류판 중 어느 하나 일 수 있으며, 후행 패널(101)을 추진 패널(100)의 상부에 위치할 때, 수직 또는 수평방향으로 설치할 수 있다. 다시 말해, 추진 패널(100)의 지지부에 의해 후행 패널(101)과 지반 사이에 공간이 형성되어, 후행 패널(101)과 추진 패널(100)의 접촉이 원활하지 못하기 때문에, 후행 패널(101)과 지반 사이의 공간을 보상하기 위해 쐐기를 설치하여, 추진 패널(100)과 후행 패널(101)의 완전히 접촉될 수 있도록 할 수 있다.
단계(S180)에서는 추진 패널(100)이 압입된 영역의 지반을 형태에 따라 굴착한다.
단계(S190)에서는 굴착된 영역에 제2 지지 부재(320)를 설치한다.
S130 내지 S 190의 단계를 반복적 작업으로 수행함에 따라, 원형, 정사각형, 직사각형 및 타원형 등 다양한 형태로 기초 시공이 이루어질 수 있다.
또한, 연약 지반을 보강하기 위해, 추진 패널(100)의 관통홀(125)에 그라우팅을 위한 강관(40)을 삽입하고, 강관(40)에 그라우트재를 투입하여, 지반을 그라우팅하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
도 21 및 도 22를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 패널 압입 장치를 이용한 PMS 공법은 지표면에 수직 방향뿐만 아니라, 수평 방향으로 시공할 수 있다. 예시적으로, 도 21에 도시된 바와 같이, 먼저 수직 방향으로 소정의 깊이까지 굴착을 한 후, 수평 방향으로 굴착 작업을 시행할 수 있으나, 이에 한하지 않고, 터널과 같은 시공에서 수직 방향을 굴착하지 않고, 바로 수평 방향으로 굴착 작업을 시행할 수도 있다.
먼저, 도 22를 참조하면, 굴착하고자 하는 형태에 따라 강관(40)을 삽입하고, 그라우팅재를 삽입하여, 지반을 보강할 수 있다.
다음으로, 지지부재(300)를 설치하고, 추진 패널(100)을 굴착 부분의 하부를 제외하고, 상부 및 양측부에 압입한 후, 추진 패널(100)이 압입된 영역의 지반을 굴착하고, 굴착된 영역에 지지 부재(300)를 설치할 수 있다. 이와 같이 단계를 반복적으로 수행함에 따라, 수평 방향으로 다양한 형태로 시공이 이루어 질 수 있다.
또한, 연약 지반을 보강하기 위해, 추진 패널(100)의 관통홀(125)에 그라우팅을 위한 강관(40)을 삽입하고, 강관(40)에 그라우트재를 투입하여, 지반을 그라우팅할 수 있다.
이러한 수평 방향으로 PMS 공법은 수직 방향으로 PMS 공법과 방향만 상이하고, 공법은 동일하기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 추진 패널 101 : 후행 패널
110 : 선단부
120 : 몸체부
121 : 걸림홈 122 : 제1 몸체
123 : 제2 몸체 124 : 강관 삽입부
125 : 관통홀 126 : 마개부
127 : 제1 걸림부 128 : 제2 걸림부
130 : 지지부
200 : 추진 패널 압입 장치
210 : 유압기
220 : 본체부 221 : 유압 접속부
222 : 실린더 223 : 돌출부
224 : 추진잭 225 : 동작 제어부
230 : 유압 발생부
240 : 유압 조절부
250 : 유압 전달부
300 : 지지 부재 310 : 제1 지지 부재
320 : 제2 지지 부재
30 : 추진 기지 40 : 강관

Claims (15)

  1. 지중에 삽입되는 추진 패널에 있어서,
    하부로 갈수록 경사지도록 형성되고, 단부가 판형으로 형성된 선단부;
    상기 선단부의 상부에 위치하고, 단면이 사각형상으로 형성되고, 전면에 상하방향을 따라 복수의 걸림홈이 형성된 몸체부; 및
    상기 몸체부의 후면으로부터 상부방향으로 연장형성되는 판형의 지지부를 포함하되,
    상기 몸체부는
    'ㄷ' 자형상으로 형성되고, 전면에 상기 복수의 걸림홈이 형성된 제1 몸체;
    상기 제1 몸체의 후방에 결합되고, 'ㄷ'자형상으로 형성된 제2 몸체;
    상기 몸체부의 전면으로부터 좌측 방향으로 연장되고, 전방으로 절곡되어 형성된 제1 걸림부; 및
    상기 몸체부의 후면으로부터 우측 방향으로 연장되고, 후방으로 절곡되어 형성된 제2 걸림부를 포함하고,
    상기 제2 몸체는
    후면으로부터 전방으로 돌출형성되고, 상기 복수의 걸림홈 중 하나의 걸림홈과 대응되도록 위치하고, 관통홀이 형성되어, 서로 대응하는 상기 걸림홈과 상기 관통홀을 통해 그라우팅재를 주입하기 위한 강관을 지반으로 삽입할 수 있는 적어도 하나 이상의 강관 삽입부; 및
    상기 관통홀에 나사결합되는 마개부를 포함하는 추진 패널
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 추진 패널을 지중에 압입하는 추진 패널 압입 장치에 있어서,
    상하방향으로 복수의 걸림홈이 형성된 복수의 추진패널;
    상기 추진 패널을 지지하는 지지 부재 및
    상기 추진 패널을 유압을 이용하여 지중에 압입시키는 유압기를 포함하되,
    상기 추진 패널은
    하부로 갈수록 경사지도록 형성되고, 단부가 판형으로 형성된 선단부;
    상기 선단부의 상부에 위치하고, 단면이 사각형상으로 형성되고, 전면에 상하방향을 따라 복수의 걸림홈이 형성된 몸체부; 및
    상기 몸체부의 후면으로부터 상부방향으로 연장형성되는 판형의 지지부를 포함하되,
    상기 몸체부는
    'ㄷ' 자형상으로 형성되고, 전면에 상기 복수의 걸림홈이 형성된 제1 몸체;
    상기 제1 몸체의 후방에 결합되고, 'ㄷ'자형상으로 형성된 제2 몸체;
    상기 몸체부의 전면으로부터 좌측 방향으로 연장되고, 전방으로 절곡되어 형성된 제1 걸림부; 및
    상기 몸체부의 후면으로부터 우측 방향으로 연장되고, 후방으로 절곡되어 형성된 제2 걸림부를 포함하고,
    상기 제2 몸체는
    후면으로부터 전방으로 돌출형성되고, 상기 복수의 걸림홈 중 하나의 걸림홈과 대응되도록 위치하고, 관통홀이 형성되어, 서로 대응하는 상기 걸림홈과 상기 관통홀을 통해 그라우팅재를 주입하기 위한 강관을 지반으로 삽입할 수 있는 적어도 하나 이상의 강관 삽입부; 및
    상기 관통홀에 나사결합되는 마개부를 포함하는 추진 패널 압입 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 유압기는
    상기 추진 패널의 걸림홈에 삽입되는 본체부;
    상기 유압을 발생시키는 유압 발생부;
    상기 유압을 조절하는 유압 조절부; 및
    상기 본체로 유압을 전달하는 유압 전달부를 포함하는 것인 추진 패널 압입 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 본체부는
    상기 유압 전달부에 연결되어 유압을 제공받는 유압 접속부를 포함하는 추진 패널 압입 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 본체부는
    실린더,
    상기 추진 패널의 걸림홈에 삽입되는 돌출부;
    유압을 이용하여 실린더를 직진 또는 후진 시키는 추진잭;
    상기 추진잭에 제어신호를 전달하여 상기 추진잭이 상기 실린더를 직진 또는 후진시키도록 제어하는 동작 제어부를 포함하는 것인 추진 패널 압입 장치.
  10. 추진 패널 압입 장치를 이용한 PMS(Pipe Messer Shield) 공법에 있어서,
    추진 기지 설치 단계;
    상기 추진 패널의 제1 걸림부에 인접한 추진 패널의 제2 걸림부을 결합하여, 복수의 추진패널을 상기 추진 기지에 설치하는 단계;
    유압기의 실린더를 직진시켜 힘을 작용시키고, 상기 힘의 반력으로 일축 방향으로 밀려나는 상기 추진 패널의 걸림홈에 삽입된 상기 유압기의 본체부에 의해 상기 복수의 추진 패널을 지중으로 압입 시키는 단계;
    상기 추진 패널이 압입된 영역의 지반을 일정 형태에 따라 굴착하는 단계;
    상기 굴착된 영역에 제1 지지 부재를 설치하는 단계; 및
    상기 추진 패널의 관통홀에 그라우팅을 위한 강관을 삽입하고, 강관에 그라우팅재를 투입하여, 지반을 그라우팅하는 단계를 포함하고,
    상기 추진 패널은
    하부로 갈수록 경사지도록 형성되고, 단부가 판형으로 형성된 선단부;
    상기 선단부의 상부에 위치하고, 단면이 사각형상으로 형성되고, 전면에 상하방향을 따라 복수의 걸림홈이 형성된 몸체부; 및
    상기 몸체부의 후면으로부터 상부방향으로 연장형성되는 판형의 지지부를 포함하되,
    상기 몸체부는
    'ㄷ' 자형상으로 형성되고, 전면에 상기 복수의 걸림홈이 형성된 제1 몸체;
    상기 제1 몸체의 후방에 결합되고, 'ㄷ'자형상으로 형성된 제2 몸체;
    상기 몸체부의 전면으로부터 좌측 방향으로 연장되고, 전방으로 절곡되어 형성된 제1 걸림부; 및
    상기 몸체부의 후면으로부터 우측 방향으로 연장되고, 후방으로 절곡되어 형성된 제2 걸림부를 포함하고,
    상기 제2 몸체는
    후면으로부터 전방으로 돌출형성되고, 상기 복수의 걸림홈 중 하나의 걸림홈과 대응되도록 위치하고, 관통홀이 형성되어, 서로 대응하는 상기 걸림홈과 상기 관통홀을 통해 그라우팅재를 주입하기 위한 강관을 지반으로 삽입할 수 있는 적어도 하나 이상의 강관 삽입부; 및
    상기 관통홀에 나사결합되는 마개부를 포함하고,
    상기 지반을 그라우팅하는 단계는
    상기 마개부를 제거하는 단계;
    상기 걸림홈과 상기 관통홀을 관통하여 그라우팅재를 주입하기 위한 강관을 지반으로 삽입하는 단계; 및
    상기 강관을 통해 지반으로 그라우팅재를 투입하는 단계를 포함하는 것인 PMS 공법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 추진 패널의 후단부에 후행 패널을 설치하는 단계;
    상기 제1 지지 부재에 작용하는 상기 힘의 반력으로 상기 추진 패널을 지중에 압입시키는 단계;
    상기 추진 패널이 압입된 영역의 지반을 상기 형태에 따라 굴착하는 단계; 및
    상기 굴착된 영역에 제2 지지 부재를 설치하는 단계를 포함하는 PMS 공법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 지지 부재에 작용하는 상기 힘의 반력으로 상기 추진 패널을 지중에 압입시키는 단계는
    상기 후행 패널과 추진 패널 사이에 쐐기를 설치하는 단계; 및
    상기 후행 패널를 압입하여, 상기 추진 패널을 지중으로 압입하는 단계를 포함하는 것인 PMS 공법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 후행 패널은 각파이프, 잔넬, 및 토류판 중 어느 하나인 것인 PMS 공법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 후행 패널을 수직 또는 수평 방향으로 설치하는 것인 PMS 공법.
  15. 삭제
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