KR101971235B1 - 터널의 풍도슬래브 시공장비 및 이를 이용한 풍도슬래브 시공방법 - Google Patents

Abstract

풍도슬래브 부재를 인양하는 인양유닛을 터널 바닥에 거치하고 선회시켜 인양함으로써 터널 내 상부의 정확한 위치에 풍도슬래브 부재를 용이하게 안착시킬 수 있고, 또한, 풍도슬래브 부재의 시공작업 도중에 풍도슬래브 부재의 움직임을 방지함으로써 풍도슬래브 부재의 파손을 방지하고 안전하게 설치할 수 있으며, 또한, 크레인 작업이 어려운 위치에도 풍도슬래브 부재를 용이하게 설치할 수 있는, 터널의 풍도슬래브 시공장비 및 이를 이용한 풍도슬래브 시공방법이 제공된다.

Description

터널의 풍도슬래브 시공장비 및 이를 이용한 풍도슬래브 시공방법 {CONSTRUCTION EQUIPMENT OF VENTILATION DUCT SLAB FOR TUNNEL, AND CONSTRUCTION METHOD USING THE SAME}

본 발명은 터널의 풍도슬래브 시공에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 터널 내 상부에 풍도를 형성하기 위해서 풍도슬래브(Ventilation Duct Slab)를 이송하여 인양 설치하기 위한 터널의 풍도슬래브 시공장비 및 이를 이용한 풍도슬래브 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로, 터널 구조물은 그 규모의 장대화로 인하여 터널 내 매연, 유해가스, 먼지, 화재 등의 위급상황으로부터 터널이용자를 보호하기 위해 교통량과 터널길이에 따라 효율성을 고려한 터널 환기설비를 갖추어야 한다.

또한, 터널 구조물은 그 내부를 주행하는 자동차 배출가스로 인한 대기 오염이 터널 통행자 및 운전자의 인체에 심각한 영향을 미치므로, 이를 방지하기 위해서는 적정한 환기계산에 의해 필요한 환기 설비를 갖추어야 한다.

이러한 터널 내 주행차량의 배출가스는 매연(Smoke), 일산화탄소(CO), 질소 산화물(NOx) 등이 있고, 환기 설비는 이러한 배출가스의 허용농도를 적정수준 이하로 유지하기 위한 설비로서, 자동차의 배출가스를 희석시키거나, 오염공기를 배출시켜 터널내 환경을 신선하고 쾌적하게 유지하여야 하는 역할이 수행되어야 한다.

또한, 매연, 먼지 등 가시도에 영향을 주는 물질을 희석하여 안전운행을 가능하게 하여야 하고, 터널 내 화재 등 사고 시에 신속한 배연 처리는 물론, 터널내 환경의 회복시간을 최소화하여야 하므로, 터널 구조물의 환기계획 수립 시에는 교통량, 터널형상, 이용자의 편의와 안전, 외부환경, 경제성 등을 충분히 고려하여 최적의 구조를 갖추어야 한다.

한편, 종래의 기술에 따른 터널 내 환기 방식으로는 터널 길이 등에 따라 500m 이내인 경우에는 자연 환기방식이 적합하고, 500m 이상인 터널에서는 종류식(Longitudinal), 반횡류식(Semi-Transverse System), 횡류식(Transverse System) 등의 기계 환기 방식이 제안되고 있다. 이외에도 산악지역이나 도심지를 벗어난 지역에 위치하는 터널에서는 차량진행 방향으로 발생되는 기류를 유효하게 이용할 수 있는 제트 팬(종류식) 방식이 널리 사용되고 있는 실정이다.

그러나 일반적으로 터널 연장이 길고 교통량이 많은 도심지 내에서는 소요환기량 및 환경적 문제 등을 고려하여 오염된 공기를 배기하고, 신선한 공기를 급기하는 횡류식 환기방식이 주로 적용되고 있다.

이러한 터널 환기 방식은, 예를 들면, 수직갱 방식, 집중배기방식 및 반횡류 환기방식, 횡류 환기방식으로 구분된다.

전술한 환기 방식은, 터널의 단면 일부, 특히 터널의 상단부에 풍도를 형성하여 공기를 순환시키는 방식이다. 이와 같은 환기 방식은 공기 순환 효율이 뛰어나며, 화재 등 재난 시 대처가 매우 용이하다는 장점이 있다.

다만, 이와 같은 풍도를 형성하기 위해서는 터널의 공간을 구획하기 위한 풍도슬래브가 터널의 길이 방향을 따라 설치되며, 풍도슬래브를 설치하기 위해서 고가의 시공장비들이 구비되어야 하고, 또한, 공기가 크게 증가되는 문제점이 있다.

그리고 터널의 길이가 길어질수록 그 비용이 크게 증가하게 되므로, 터널 길이가 갈수록 증가되는 최근의 경향에 따라 시공 업체들의 부담이 증가하고 있는 추세이다.

한편, 도 1은 현장타설 풍도슬래브 및 프리캐스트 풍도슬래브를 예시하는 도면으로서, 도 1의 a)는 현장타설 풍도슬래브(20)를 나타내는 정면도이고, 도 1의 b)는 프리캐스트 풍도슬래브(30)를 나타내는 정면도이다.

도 1의 a)에 도시된 현장타설 풍도슬래브(20)는 부분보수가 어렵고 장시간의 양생이 필요하며, 도 1의 b)에 도시된 프리캐스트 풍도슬래브(30)는 부분보수가 양호하고 보수시간을 최소화할 수 있다. 구체적으로, 현장타설 풍도슬래브(20)는 철근조립 및 콘크리트 양생시간에 따른 공사기간이 소요되며, 또한, 풍도슬래브 시공 시 형하공간 부족으로 공사용 차량의 진출입이 불가능하다. 이에 반해 프리캐스트 풍도슬래브(30)는 거푸집 공사가 없고 사전 공장제작으로 공기를 단축시킬 수 있고, 또한, 공사용 차량의 진출입이 가능하다. 결국, 풍도슬래브는 프리캐스트 콘크리트는 구조적 안정성 및 내화성능은 현장타설 콘크리트와 비슷하지만 철근 조립시간 및 양생기간 단축에 따른 공기단축과 풍도슬래브 시공 시 차량 진출입이 가능하여 본선 공사와 간섭이 되지 않아 프리캐스트 콘크리트 공법을 적용하는 것이 바람직하다.

한편, 도 2는 종래의 기술에 따른 프리캐스트 풍도슬래브의 시공을 구체적으로 설명하기 위한 도면으로서, 도 2의 a)는 정면도이고, 도 2의 b)는 평면도이며, 도 2의 c)는 단면도이다.

종래의 기술에 따른 프리캐스트 풍도슬래브의 경우, 터널(10)의 상부에 배치된 후 브래킷(42)을 거치한 후 라이닝콘크리트(41)를 타설하여 완료된다. 이때, 프리캐스트 풍도슬래브의 단면은 도 2의 c)에 도시된 바와 같이 형성될 수 있다.

한편, 도 3은 종래의 기술에 따른 프리캐스트 풍도슬래브의 시공방법을 나타내는 동작흐름도이고, 도 4a 내지 도 4c는 각각 종래의 기술에 따른 프리캐스트 풍도슬래브의 시공 과정을 구체적으로 나타내는 사진들이다.

도 3을 참조하면, 종래의 기술에 따른 프리캐스트 풍도슬래브 시공방법은, 먼저, 공작에서 사전 제작된 풍도슬래브 부재는 터널 내부로 반입하여(S10), 이후 풍도슬래브 부재를 현장에서 검수한다(S20).

다음으로, 풍도슬래브 부재를 인양 빔에 부착한다(S30). 구체적으로, 도 4a에 도시된 바와 같이, 풍도슬래브 길이에 맞게 제작된 인양 빔(Lift Beam)과 집게를 연결한 후 슬링벨트를 백호에 연결하여 인양할 준비를 하며, 이때, 인양 시 부재 추락방지를 위해 2차 안전 체결장치인 슬링벨트를 설치한다.

다음으로, 빔 리프터를 사용하여 풍도슬래브 부재를 인양한다(S40). 구체적으로, 도 4b에 도시된 바와 같이, 풍도슬래브 부재의 적정 위치를 집게로 인양하여 수평을 유지하면서 설치 위치로 이동시킨다.

다음으로, 브래킷 상부에 풍도슬래브 부재를 거치하고(S50), 이후, 풍도슬래브 부재의 간격을 조정한다(S60). 구체적으로, 도 4c에 도시된 바와 같이, 풍도슬래브를 설치 위치에 이동한 후 완전히 하강시키고 슬링벨트를 해체한 후 기존 풍도슬래브와 다음 풍도슬래브 간의 조인트 간격을 조정하여 설치를 완료한다.

다음으로, 뒷채움재 및 모르타르를 채운다(S70). 이후, 전술한 S30 내지 S70 단계를 반복함으로써 풍도슬래브 시공을 완료하게 된다.

전술한 종래의 기술에 따른 프리캐스트 풍도슬래브의 시공방법의 경우, 크레인 등을 사용하여 풍도슬래브를 시공함으로써, 많은 안전사고가 발생할 수 있고, 또한, 풍도슬래브 부재의 파손 등이 발생할 우려가 있다.

한편, 전술한 문제점을 해결하기 위한 선행기술로서, 대한민국 등록특허 등록번호 제10-1478561호로서, "터널용 프리캐스트 풍도슬래브 시공을 위한 모노레일 시스템 및 이를 이용한 터널공법"이라는 명칭의 발명이 개시되었다. 이는 라이닝 작업된 터널의 상단에 길이방향으로 형성된 레일; 레일 상에 배치되어 레일을 따라 회전되는 휠을 포함하고, 휠의 회전에 따라 터널의 전방 또는 후방으로 이동되는 지지프레임; 지지프레임의 중앙에 연결되는 지지축에 의해 지지프레임의 하부에 안착되는 판상의 상부프레임; 상부프레임의 하부에, 상부프레임과 와이어로 연결되는 판상의 하부프레임; 및 하부프레임의 하부에 고정되되, 하부프레임에 대해 상대 회동되며, 터널에 설치될 풍도슬래브를 하방에 적재하는 판상의 회전프레임을 포함하여 구성된다.

종래의 기술에 따른 터널용 프리캐스트 풍도슬래브 시공을 위한 모노레일 시스템의 경우, 터널의 라이닝 작업, 레일 설치작업 및 교각 설치작업과 모노레일 시스템을 이용한 풍도슬래브 설치작업을 동시에 병렬적으로 수행함으로써 공사기간을 단축시킬 수 있는 이점을 갖는데 반해, 시스템 구성이 복잡해지는 문제점이 있다.

한편, 전술한 문제점을 해결하기 위한 선행기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-1465398호에는 "터널의 풍도슬래브 시공장치 및 이를 이용한 풍도슬래브 시공방법"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 5를 참조하여 설명한다.

도 5는 종래의 기술에 따른 터널의 길이 방향을 따라 이동 및 축회전되는 인양유닛을 이용한 풍도슬래브 시공장치를 나타내는 도면으로서, 도 5의 a)는 풍도슬래브 시공장치의 측면도이고, 도 5의 b)는 인양유닛 및 이송케이블을 구체적으로 나타내는 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 터널의 길이 방향을 따라 이동 및 축회전되는 인양유닛을 이용한 풍도슬래브 시공장치는 이송케이블(55, 56) 및 인양유닛(70)을 포함한다.

이송케이블(55, 56)은 제1 케이블(56) 및 제2 케이블(55)을 포함하며, 터널(50)의 길이 방향을 따라 터널(50)의 천장부에 구비되며, 인양유닛을 이동시키기 위한 구성요소이다.

제1 케이블(56)은 터널(50)의 양측에 구비된 윈치(81)에 의해 터널의 길이 방향을 따라 이동되도록 구비되며, 이때, 인양유닛(70)은 제1 케이블(56)의 이동에 따라 이동될 수 있다. 또한, 제2 케이블(55)은 터널(50)의 천장부에 고정된 상태로 구비되며, 제1 케이블(56)에 의해 인양유닛(70)이 이동 시, 도 5의 b)에 도시된 바와 같이, 인양유닛의 이동부(57)를 가이드하는 역할을 수행한다. 이때, 제2 케이블(55)은, 도 5의 b)에 도시된 바와 같이, 터널(50)의 길이 방향을 따라 터널(50) 상면에 구비된 고정유닛(54)에 의해 고정된 상태를 가지며, 이에 따라 인양유닛(70)의 하중에 의해 처지는 현상을 방지할 수 있다.

이와 같이 제1 케이블(56)은 인양유닛(50)의 이송을, 제2 케이블(55)은 인양유닛(50)의 가이드를 각각 수행하게 된다. 그리고 제1 케이블(56) 및 제2 케이블(55)은, 터널(50)의 외측에 설치된 지지대(80)에 의해 지지되고, 지지대(80)의 외측 방향으로 인장된 상태를 가진다.

제1 케이블(50)이 윈치(81)에 감기거나 풀리면서 이동되는 형태를 가지나, 이와 달리 이송케이블은 이동되지 않고 고정된 상태를 가지고, 인양유닛(70)이 직접 구동되는 형태로서 이송케이블을 따라 이동 가능하도록 형성될 수도 있다. 즉, 인양유닛(70)은 별도의 구동부를 더 포함하여, 이러한 구동부의 구동력에 의해 직접 이동되는 형태를 가질 수도 있다.

한편, 인양유닛(70)은, 이동부(57), 회전부(71), 인양부(73)를 포함한다.

이동부(57)는 전술한 이송케이블(55, 56), 제1 케이블(56)의 이동과 함께 이동되는 구성요소이며, 특히 이동부(57)는 제2 케이블(55)에 접촉된 상태로 슬라이딩되는 가이드부(75)를 더 포함한다. 즉, 이동부(57)는 제1 케이블(56)에 고정된 상태로 제1 케이블(56)의 이동 시 함께 이동되되, 가이드부(75)는 제2 케이블(55)을 따라 슬라이딩될 수 있다. 그리고 가이드부(75)는, 이동부(57)의 이동 시 회전되는 가이드휠을 하나 이상 포함할 수 있다.

회전부(71)는 이동부(57)의 하부에 축회전 가능하게 구비되는 구성요소로서, 이동부(57)에 대해 90ㅀ 이상의 각도로 축회전될 수 있다. 즉, 회전부(71)는 최소 90ㅀ만큼 회전되도록 형성되거나, 또는 회전 제한 없이 무제한 회전이 가능하게 형성될 수도 있다.

그리고 이동부(57) 측에 설치되어 회전부(71)를 축회전시키는 회전모터(76)가 구비될 수 있다. 이와 같이 회전부(71)가 회전됨으로 인해, 인양유닛(70)은 인양부(73)에 의해 인양되는 풍도슬래브60)의 방향을 전환시킬 수 있다.

인양부(73)는 회전부(71)로부터 상하 이동 가능하게 구비되어 풍도슬래브(60)를 인양시키는 구성요소이다. 그리고 인양부(73)는 와이어 형태로 형성되어, 회전부(71) 내에 구비되는 보빈(74)의 회전에 의해 감기거나 풀리면서 회전부(71)로부터 상하 이동되며 노출된 길이를 조절할 수 있다. 이때, 회전부(71)에는, 보빈(74)의 회전 구동력을 발생시키는 구동모터(72)가 더 구비될 수 있다.

이에 따라, 종래의 기술에 따른 터널의 길이 방향을 따라 이동 및 축회전되는 인양유닛을 이용한 풍도슬래브 시공장치는, 터널에 풍도를 형성하기 위한 풍도슬래브의 시공에 따른 비용을 현저하게 감소시키고, 공기를 단축시킬 수 있다.

종래의 기술에 따른 터널의 길이 방향을 따라 이동 및 축회전되는 인양유닛을 이용한 풍도슬래브 시공장치의 경우, 이송케이블에 의해 터널의 길이 방향을 따라 이동 및 축회전되는 인양유닛을 이용하여 풍도슬래브의 시공을 용이하게 할 수 있는 이점을 갖는데 반해, 적재 위치에서부터 점차 멀리 있는 위치로 풍도슬래브를 운반해야 하므로 전체적인 이동거리가 길어져 공기를 단축시키기 어렵다. 뿐만 아니라 풍도슬래브 설치구간의 끝나는 부분에 단턱이 있는 경우 일정 구간에 풍도슬래브를 설치할 수 없다는 문제점이 있다. 예를 들면, 인양유닛(70)이 터널 상부에 미리 설치되어 풍도슬래브를 인양하여 터널 상부를 따라 이송시키기 때문에 장대형 터널의 경우에 적용하기 힘들다는 문제점이 있다.

한편, 다른 선행기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-1792400호에는 "수평왕복이동식 풍도슬래브 설치용 대차를 이용한 풍도슬래브의 시공 방법"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 6을 참조하여 설명한다.

도 6은 종래의 기술에 따른 수평왕복이동식 풍도슬래브 설치용 대차를 나타내는 도면으로서, 도 6의 a)는 정면도이고, 도 6의 b)는 풍도슬래브 설치용 대차의 사용 상태를 나타내는 도면이다.

도 6을 참조하면, 종래의 기술에 따른 수평왕복이동식 풍도슬래브 설치용 대차(90)의 경우, 한 쌍의 대차 본체(92)에 각기 2개소에 수직방향으로 설치된 대차 승강용 유압잭(93)이 구비된다. 따라서 풍도슬래브 설치용 대차는 평면에서 보았을 때 모두 4개소에 대차 승강용 유압잭(93)이 하나씩 설치된 구조를 갖는다.

대차 승강용 유압잭(93)의 신장 작동시 대차 본체(92)는 상승 이동하고, 대차 승강용 유압잭(93)의 수축 작동시 대차 본체(92)는 하강 이동하게 된다.

대차 승강용 유압잭(93)의 작동단의 말단에 바퀴설치용 프레임이 일체로 접합되어 있다. 바퀴 설치용 프레임에는 주행바퀴가 회전가능하게 설치되어 있다. 주행바퀴의 회전축에는 종동기어가 결합되어 있다.

주행바퀴를 정역 회전시키기 위한 주행용 유압모터(94)가 바퀴설치용 프레임에 장착되어 있다. 주행용 유압모터(94)는 종동기어에 치합되어 있는 구동기어를 갖는다. 따라서 주행용 유압모터(94)의 구동 방향에 따라 주행바퀴의 회전 방향이 선택되어져 풍도슬래브 설치용 대차의 주행방향이 결정된다.

각 잭 받침판(97)마다 2개소에는 풍도슬래브 클램프용 유압잭(95)이 장착되어 있다. 풍도슬래브 클램프용 유압잭(95)은 그 작동단에 풍도슬래브(91)측 인양앵커(91a)와 연결되는 인양고리를 갖는다. 여기서, 작동단은 잭 받침판(97)을 관통하여 자유롭게 승강동작하게 되어 있다.

각 잭 받침판(97)에 유압펌프(96)가 탑재되어 있다. 유압펌프(96)는 대차 승강용 유압잭(93), 주행용 유압모터(94) 및 풍도슬래브 클램프용 유압잭(95)에 유압관로를 통해 공급유를 공급한다.

한편, 종래의 기술에 따른 풍도슬래브 설치용 대차(90)는 잭 받침판(97)의 하면에 한 쌍의 받침강재(98)가 더 장착될 수 있다. 한 쌍의 받침강재(98)는 풍도슬래브 클램프용 유압잭(95)의 작동단의 위치를 회피하여 운반 위치에 놓인 풍도슬래브(91)의 폭 방향으로 상호 나란하게 배치되어 있다.

또한, 종래의 기술에 따른 풍도슬래브 설치용 대차(90)는 한 쌍의 받침강재(98)의 하면에 클램핑시 풍도슬래브(91)와의 충격을 보호하기 위해 완충패드(99)가 더 장착될 수 있다.

이에 따라 종래의 기술에 따른 수평왕복이동식 풍도슬래브 설치용 대차(90)의 경우, 서로 분할되어 서로 대향되어 배치된 한 쌍의 대차 본체로 이루어져 있어 전체 장비의 크기를 작게 하면서 터널에서의 풍도슬래브 받침판에 용이하게 수평적으로 주행하도록 설치할 수 있다. 또한, 종래의 기술에 따른 풍도슬래브 설치용 대차는 풍도슬래브 받침판을 따라 주행하면서 풍도슬래브의 인양 및 클램프/언클램프가 이루어짐으로써, 터널내에서 크레인으로 설치할 수 없는 돌출에 인접한 구석 구간에도 자유롭게 이동하면서 풍도슬래브를 안정되고 신속하게 설치할 수 있다.

하지만, 종래의 기술에 따른 수평왕복이동식 풍도슬래브 설치용 대차(90)의 경우, 도 6의 b)에 도시된 바와 같이, 터널의 상부 양측에 각각 설치되어 풍도슬래브를 인양 설치하는 구조이기 때문에 구조적으로 위험이 수반된다는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허번호 제10-1792400호(출원일: 2016년 3월 21일), 발명의 명칭: "수평왕복이동식 풍도슬래브 설치용 대차를 이용한 풍도슬래브의 시공 방법" 대한민국 등록특허번호 제10-1519124호(출원일: 2014년 9월 1일), 발명의 명칭: "터널용 프리캐스트 풍도슬래브 시공을 위한 모노레일 시스템 및 이를 이용한 터널공법" 대한민국 등록특허번호 제10-1633229호(출원일: 2015년 8월 13일), 발명의 명칭: "프리캐스트 세그멘트를 이용한 터널 풍도슬래브" 대한민국 등록특허번호 제10-1465398호(출원일: 2014년 6월 10일), 발명의 명칭: "터널의 풍도슬래브 시공장치 및 이를 이용한 풍도슬래브 시공방법" 대한민국 등록특허번호 제10-1005606호(출원일: 2010년 6월 7일), 발명의 명칭: "실드 터널의 풍도슬래브 시공방법" 대한민국 등록특허번호 제10-996400호(출원일: 2008년 8월 11일), 발명의 명칭: "조립식 터널 풍도 및 형성방법과 조립식 터널 풍도 시공방법" 대한민국 공개특허번호 제2017-96606호(공개일: 2017년 8월 24일), 발명의 명칭: "터널 내 설치가 용이한 분절형 풍도슬래브의 구조"

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 풍도슬래브 부재를 인양하는 인양유닛을 터널 바닥에 거치하고 선회시켜 인양함으로써 터널 내 상부의 정확한 위치에 풍도슬래브 부재를 용이하게 안착시킬 수 있는, 터널의 풍도슬래브 시공장비 및 이를 이용한 풍도슬래브 시공방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 풍도슬래브 부재의 시공작업 도중에 풍도슬래브 부재의 움직임을 방지함으로써 풍도슬래브 부재의 파손을 방지하고 안전하게 설치할 수 있는, 터널의 풍도슬래브 시공장비 및 이를 이용한 풍도슬래브 시공방법을 제공하기 위한 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 터널의 풍도슬래브 시공장비는, 마스트, 각도조절 실린더, 마스트, 각도조절 실린더, 리프트 실린더, 리프트 체인 및 상승 가이드롤러를 구비하며, 터널 바닥에 거치 및 설치되어 풍도슬래브 부재 터널 상부의 풍도슬래브 설치 위치까지 인양하는 인양유닛; 상기 풍도슬래브 부재의 중량, 길이 및 두께에 대응하여 길이가 조절되는 붐 유닛; 상기 붐 유닛에 연결되어 상기 풍도슬래브 부재를 안착시키는 포크; 유압 엔진장치, 터닝모터, 터닝베어링을 구비하며, 상기 인양유닛의 전진 및 후진, 좌우 이동, 상기 풍도슬래브 부재를 인양할 수 있는 동력을 제공하는 인양유닛 구동부; 셔틀롤러, 주행롤러 및 회전힌지를 포함하며, 상기 인양유닛이 상기 풍도슬래브 부재를 인양할 위치에 배치될 수 있도록 상기 인양유닛의 터널 길이방향을 따라 전진 또는 후진시키고, 터널 폭방향을 따라 좌우로 이동시키며, 상기 마스트를 선회시키는 인양유닛 위치 설정부; 및 상기 인양유닛의 하부에 배치되어 상기 인양유닛을 고정시키고, 승강에 의해 상기 인양유닛 상승시키는 아우트리거를 포함하되, 상기 인양유닛은 터널 내 상부의 정확한 위치에 상기 풍도슬래브 부재를 용이하게 안착시킬 수 있도록 터널 바닥에 거치되어 상기 풍도슬래브 부재를 선회시켜 인양하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 인양유닛은 풍도슬래브 부재를 이송하는 이송차량으로부터 터널 길이 방향을 따라 하차시킨 후, 상기 풍도슬래브 부재의 수평을 유지한 상태에서 터널 폭 방향으로 선회시킨 후 상기 풍도슬래브 부재를 인양하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 인양유닛은, 터널 내 수직방향으로 고정 설치되며, 상기 풍도슬래브 부재의 인양 및 선회시 중심축 역할을 하는 마스트; 상기 마스트의 일측에 연결되어 상기 풍도슬래브 부재의 레벨을 맞추는 역할을 하고, 상기 풍도슬래브 부재가 안착된 포크 끝 부분을 상승시키는 각도조절 실린더; 및 실린더의 구동에 의해 상기 마스트를 승하강시키는 리프트 실린더를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 터널의 풍도슬래브 시공장비는, 터널 내부의 상부에 풍도를 형성하기 위해 풍도슬래브 부재를 기설정 위치에 배치할 수 있도록 상기 인양유닛의 소정 위치에 설치되어 터널의 높이 및 좌우 공간을 측정하는 위치확인 센서를 추가로 포함하며, 상기 위치확인 센서는 레이저 거리 측정기일 수 있다.

여기서, 상기 위치확인 센서가 측정한 데이터를 인양유닛 제어패널의 클러스터 화면에서 확인한 후, 상기 풍도슬래브 부재설치 위치에 따라 상기 인양유닛을 터널 내 바닥 상에 거치하고, 상기 풍도슬래브 부재를 정확하고 안전하게 인양하여 설치할 수 있다.

여기서, 상기 포크를 전진시켜 상기 풍도슬래브 부재를 안착시킨 후 상기 풍도슬래브 부재를 인양하게 되며, 소정 위치까지 상기 풍도슬래브 부재를 인양하여 터널 상부에 설치한 후 상기 포크를 후진시켜 상기 풍도슬래브 부재로부터 분리하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 인양유닛 구동부는, 상기 마스트가 선회할 수 있도록 상기 마스트를 구동하는 터닝모터 및 상기 터닝모터에 유압을 공급하는 유압 엔진장치를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 인양유닛 위치 설정부는, 상기 인양유닛의 하부에 배치되어 상기 마스트를 터널 길이방향을 따라 전진 또는 후진시키는 셔틀롤러; 상기 셔틀롤러의 하부에 배치되어 상기 마스트를 터널 폭방향을 따라 좌우로 이동시키는 주행롤러; 및 상기 인양유닛 및 상기 셔틀롤러 사이에 설치되어 상기 마스트를 선회시키는 회전힌지를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 인양유닛 위치 설정부는 상기 이송차량으로부터 상기 풍도슬래브 부재를 하차시켜 상기 포크 상기 풍도슬래브 부재를 안착시킬 수 있도록 견인판을 추가로 포함할 수 있다.

여기서, 상기 이송차량은 상기 풍도슬래브 부재를 탑재하여 터널의 길이방향을 따라 전진함으로써 상기 풍도슬래브 부재를 공급하고, 상기 풍도슬래브 부재가 상기 포크에 안착되면 후진하여 퇴거하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 터널의 풍도슬래브 시공장비는, 상기 인양유닛의 마스트에 대한 베이스 레벨을 확인할 수 있도록 상기 인양유닛의 하부에 배치되는 레벨 설정용 아우트리거를 추가로 포함할 수 있다.

한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 터널의 풍도슬래브 시공장비를 이용한 풍도슬래브 시공방법은, a) 풍도슬래브 부재를 인양하여 설치하기 위한 바닥 거치식 인양유닛을 터널 내 바닥 상에 거치하고 위치를 설정하는 단계; b) 상기 인양유닛을 정해진 위치에 배치하고, 이송차량을 기설정 위치에 정차시키는 단계; c) 상기 인양유닛 하부의 아우트리거를 상승시켜 레벨을 확인한 후, 상기 리프트 실린더 및 포크를 상기 이송차량에 탑재된 풍도슬래브 부재까지 전진시켜 상기 풍도슬래브 부재를 상기 포크에 안착시키는 단계; d) 상기 인양유닛의 각도조절 실린더를 작동하여 상기 포크 끝 부분을 상승시키는 단계; e) 상기 리프트 실린더를 선회 위치까지 상승시킨 후, 셔틀롤러를 이용하여 상기 풍도슬래브 부재를 후진시키는 단계; f) 상기 인양유닛의 포크에 안착된 풍도슬래브 부재가 정위치에 배치되면, 상기 이송차량을 현장으로부터 퇴거시키는 단계; g) 상기 풍도슬래브 부재가 상기 리프트 실린더의 선회 위치에 도달하면, 인양유닛 구동부의 터닝모터를 구동시키는 단계; h) 상기 인양유닛이 인양 위치에 도달하면 상기 인양유닛을 고정시키는 단계; i) 상기 리프트 실린더를 서서히 상승시켜 목표 도달 위치까지 위치하면 상기 각도조절 실린더를 이용하여 상기 풍도슬래브 부재의 레벨을 맞추는 단계; j) 상기 풍도슬래브 부재가 터널 상부의 정해진 위치에 배치되면, 상기 리프트 실린더를 이용하여 상기 포크를 후진시키는 단계; 및 k) 상기 포크에 안착된 풍도슬래브 부재가 상기 포크로부터 완전 분리되면 상기 리프트 실린더를 하강시키는 단계를 포함하되, 상기 인양유닛은 터널 내 상부의 정확한 위치에 상기 풍도슬래브 부재를 용이하게 안착시킬 수 있도록 터널 바닥에 거치되어 상기 풍도슬래브 부재를 선회시켜 인양하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 터널의 풍도슬래브 시공장비를 이용한 풍도슬래브 시공방법은, l) 회전힌지를 이용하여 상기 인양유닛을 선회시킨 후, 다음 풍도슬래브 부재를 설치할 작업 위치로 이동하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

여기서, 상기 a) 단계는, a-1) 터널 내부의 상부에 풍도를 형성하기 위해 순차적으로 조립 설치할 풍도슬래브 부재를 기설정 위치에 배치할 수 있도록 위치확인 센서가 터널의 높이 및 좌우 공간을 측정하는 단계; a-2) 인양유닛 제어패널의 클러스터 화면에서 상기 위치확인 센서가 측정한 데이터를 확인한 후, 상기 풍도슬래브 부재 설치 위치에 따라 상기 인양유닛을 터널 내 바닥 상에 거치하는 단계; a-3) 상기 인양유닛의 마스트에 대한 베이스 레벨을 확인할 수 있도록 상기 인양유닛의 하부에 레벨 설정용 아우트리거를 설정하는 단계; a-4) 상기 풍도슬래브 부재의 중량, 길이 및 두께에 대응하는 붐 유닛 길이에 따라 인양유닛의 리프트 실린더를 설정하는 단계; 및 a-5) 상기 인양유닛의 마스트를 스윙 및 선회시켜 상기 풍도슬래브 부재 설치 위치에 대응하도록 인양유닛 위치를 설정하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 풍도슬래브 부재를 인양하는 인양유닛을 터널 바닥에 거치하고 선회시켜 인양함으로써 터널 내 상부의 정확한 위치에 풍도슬래브 부재를 용이하게 안착시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 풍도슬래브 부재의 시공작업 도중에 풍도슬래브 부재의 움직임을 방지함으로써 풍도슬래브 부재의 파손을 방지하고 안전하게 설치할 수 있다.

본 발명에 따르면, 크레인 작업이 어려운 위치에도 풍도슬래브 부재를 용이하게 설치할 수 있다.

도 1은 현장타설 풍도슬래브 및 프리캐스트 풍도슬래브를 예시하는 도면이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 프리캐스트 풍도슬래브의 시공을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 종래의 기술에 따른 프리캐스트 풍도슬래브의 시공방법을 나타내는 동작흐름도이다.
도 4a 내지 도 4c는 각각 종래의 기술에 따른 프리캐스트 풍도슬래브의 시공 과정을 구체적으로 나타내는 사진들이다.
도 5는 종래의 기술에 따른 터널의 길이 방향을 따라 이동 및 축회전되는 인양유닛을 이용한 풍도슬래브 시공장치를 나타내는 도면이다.
도 6은 종래의 기술에 따른 수평왕복이동식 풍도슬래브 설치용 대차를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 터널의 풍도슬래브 시공장비를 나타내는 정면도이다.
도 8a 및 도 8b는 각각 도 7에 도시된 터널의 풍도슬래브 시공장비의 동작을 개략적으로 설명하기 위한 도면들이다.
도 9a 및 도 9b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 터널의 풍도슬래브 시공장비를 나타내는 측면도 및 평면도이다.
도 10a 및 도 10b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 터널의 풍도슬래브 시공장비의 동작을 구체적으로 설명하기 위한 측면도이다.
도 11a 및 도 11b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 터널의 풍도슬래브 시공장비의 동작을 구체적으로 설명하기 위한 평면도들이다.
도 12a 및 도 12b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 터널의 풍도슬래브 시공장비를 터널 상부에 거치하는 것을 나타내는 평면도 및 정면도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 터널의 풍도슬래브 시공장비를 이용한 풍도슬래브 시공방법의 동작흐름도이다.
도 14는 도 13에 도시된 위치 설정을 구체적으로 나타내는 동작흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

[터널의 풍도슬래브 시공장비(100)]

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 터널의 풍도슬래브 시공장비를 나타내는 정면도이고, 도 8a 및 도 8b는 각각 도 7에 도시된 터널의 풍도슬래브 시공장비의 동작을 개략적으로 설명하기 위한 도면들로서, 도 8a는 풍도슬래브 이송차량으로 풍도슬래브 시공장비를 전진시키는 것을 나타내며, 도 8b는 풍도슬래브 시공장비의 포크를 이용하여 이송차량에 탑재된 풍도슬래브를 이송시키는 것을 나타내는 도면이다.

도 7, 도 8a 및 도 8b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터널의 풍도슬래브 시공장비(100)는, 인양유닛(110), 붐 유닛(Boom Unit: 120), 포크(Poke: 130), 인양유닛 구동부(140), 인양유닛 위치 설정부(150) 및 아우트리거(160)를 포함한다. 여기서, 상기 인양유닛(110)은 마스트(Mast: 111), 각도조절 실린더(112), 리프트 실린더(113), 리프트 체인(114) 및 상승 가이드롤러(115)를 포함하고, 상기 인양유닛 위치 설정부(150)는 셔틀롤러(151), 주행롤러(152) 및 회전힌지(153)를 포함한다.

인양유닛(110)은 터널(300) 바닥에 거치 및 설치되어 풍도슬래브 부재(200)를 터널 상부의 풍도슬래브 설치 위치인 풍도슬래브 브래킷까지 인양하되, 상기 풍도슬래브 부재(200)를 이송하는 이송차량(170)으로부터 상기 풍도슬래브 부재(200)를 터널 길이방향(종방향)을 따라 하차시킨 후, 상기 풍도슬래브 부재(200)가 수평을 유지한 상태에서 터널 폭 방향(횡방향)으로 선회시키고, 이후 상기 풍도슬래브 부재(200)를 인양한다. 즉, 상기 풍도슬래브 부재(200)를 인양하는 인양유닛(110)을 터널(300) 바닥에 거치하고 선회시켜 인양함으로써 터널(300) 내 상부의 정확한 풍도슬래브 브래킷 위치에 풍도슬래브 부재(200)를 용이하게 안착시킬 수 있다.

구체적으로, 상기 인양유닛(110)의 마스트(111)는 터널 내 수직방향으로 고정 설치되며, 상기 마스트(111)는 상기 풍도슬래브 부재(200)의 인양 및 선회시 중심축 역할을 한다.

상기 인양유닛(110)의 각도조절 실린더(112)는 상기 마스트(111)의 일측에 연결되어 상기 풍도슬래브 부재(200)의 레벨을 맞추는 역할을 하고, 또한, 상기 풍도슬래브 부재(200)가 안착된 포크(130) 끝 부분을 상승시킨다.

상기 인양유닛(110)의 리프트 실린더(113)는 실린더의 구동에 의해 상기 마스트(111)를 승하강시킨다.

상기 인양유닛(110)의 리프트 체인(114)은 상기 풍도슬래브 부재(200)의 인양을 위해 체결되며, 상기 인양유닛(110)의 상승 가이드롤러(115)는 상기 풍도슬래브 부재(200)의 상승을 가이드한다.

또한, 위치확인 센서가 상기 인양유닛(110)의 소정 위치에 설치되어 터널(300)의 높이 및 좌우 공간을 측정하며, 이에 따라, 터널(300) 내부의 상부에 풍도를 형성하기 위해 풍도슬래브 부재(200)를 기설정 위치에 배치할 수 있고, 상기 풍도슬래브 부재(200)를 터널(300) 상부에서 순차적으로 조립 설치할 수 있다. 여기서, 상기 위치확인 센서는 레이저 거리 측정기일 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 이에 따라, 인양유닛 제어패널(도시되지 않음)의 클러스터 화면에서 상기 위치확인 센서가 측정한 데이터를 확인한 후, 상기 풍도슬래브 부재(200) 설치 위치에 따라 상기 인양유닛(110)을 터널 내 바닥 상에 거치하고, 상기 풍도슬래브 부재(200)를 정확하고 안전하게 인양하여 설치할 수 있다.

도 7을 다시 참조하면, 붐 유닛(120)은 상기 풍도슬래브 부재(200)의 중량, 길이 및 두께에 대응하여 길이가 조절되며, 상기 붐 유닛(120)은, 후술하는 바와 같이 붐 구조체(121), 좌우 붐가이드(122) 및 연장붐(123)을 포함한다.

포크(130)는 상기 붐 유닛(120)에 연결되어 상기 풍도슬래브 부재(200)를 안착시킨다. 즉, 상기 포크(130)를 전진시켜, 도 9a에 도시된 포크 가이드(131)에 따라 상기 풍도슬래브 부재(200)를 안착시킨 후, 상기 풍도슬래브 부재(200)를 인양하게 되며, 소정 위치까지 상기 풍도슬래브 부재(200)를 인양하여 터널 상부에 설치한 후 상기 포크(130)를 후진시켜 상기 풍도슬래브 부재(200)로부터 분리하게 된다.

인양유닛 구동부(140)는 유압 엔진장치(141), 터닝모터(142) 및 터닝베어링(143)을 구비하며, 상기 인양유닛(110)의 전진 및 후진, 좌우 이동, 상기 풍도슬래브 부재(200)를 인양할 수 있는 동력을 제공한다.

구체적으로, 상기 인양유닛 구동부(140)의 터닝모터(142)는 상기 마스트(111)가 선회할 수 있도록 상기 마스트(111)를 구동하며, 상기 인양유닛 구동부(140)의 유압 엔진장치(141)는 상기 터닝모터(142)에 유압을 공급한다. 또한, 상기 인양유닛 구동부(140)의 유압 엔진장치(141)는 상기 터닝모터(142)외에 유압에 의해 구동되는 다른 구성요소들에게 유압을 제공할 수 있다.

인양유닛 위치 설정부(150)는 셔틀롤러(151), 주행롤러(152) 및 회전힌지(153)를 포함하며, 상기 인양유닛(110)이 상기 풍도슬래브 부재(200)를 인양할 위치에 배치될 수 있도록 상기 인양유닛(110)의 터널 길이방향을 따라 전진 또는 후진시키고, 터널 폭방향을 따라 좌우로 이동시키며, 상기 마스트(111)를 선회시킨다.

구체적으로, 상기 인양유닛 위치 설정부(150)의 셔틀롤러(151)는 상기 인양유닛(110)의 하부에 배치되어 상기 마스트(111)를 터널 길이방향을 따라 전진 또는 후진시키며, 또한, 상기 인양유닛 위치 설정부(150)의 주행롤러(152)는 상기 셔틀롤러(151)의 하부에 배치되어 상기 마스트(111)를 터널 폭방향을 따라 좌우로 이동시키며, 또한, 상기 인양유닛 위치 설정부(150)의 회전힌지(153)는 상기 인양유닛(110) 및 상기 셔틀롤러(151) 사이에 설치되어 상기 마스트(111)를 선회시킨다.

또한, 상기 인양유닛 위치 설정부(150)는 상기 이송차량(170)으로부터 상기 풍도슬래브 부재(200)를 하차시켜 상기 포크(130)에 상기 풍도슬래브 부재(200)를 안착시킬 수 있도록 견인판(154) 및 견인간격 로드핀(155)을 포함하며, 상기 견인판(154) 및 견인간격 로드핀(155)을 통해 상기 인양유닛(110)의 위치를 설정함으로써 상기 이송차량(170)로부터 상기 풍도슬래브 부재(200)를 하차시킬 수 있다.

아우트리거(160)는 상기 인양유닛(110)의 하부에 배치되어 상기 인양유닛(110)을 고정시키고, 상기 아우트리거(160)의 승강에 의해 상기 인양유닛(110)을 상승시킬 수 있다.

이송차량(170)은 상기 풍도슬래브 부재(200)를 탑재하여 터널의 길이방향을 따라 전진함으로써 상기 풍도슬래브 부재(200)를 공급하고, 또한, 상기 풍도슬래브 부재(200)가 상기 포크(130)에 안착되면 후진하여 퇴거한다.

레벨 설정용 아우트리거(180)는 상기 인양유닛(110)의 마스트(111)에 대한 베이스 레벨을 확인할 수 있도록 상기 인양유닛(110)의 하부에 배치된다.

한편, 도 9a 및 도 9b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 터널의 풍도슬래브 시공장비를 나타내는 측면도 및 평면도이고, 도 10a 및 도 10b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 터널의 풍도슬래브 시공장비의 동작을 구체적으로 설명하기 위한 측면도이다.

도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터널의 풍도슬래브 시공장비(100)에서, 인양유닛 위치 설정부(150)는 견인판(154), 견인간격 로드핀(155), 전후진 실린더(156), 주행레일(157), 주행구동모터(158) 및 구동축(159)을 포함하며, 터널 길이방향을 따라 풍도슬래브 이송차량(170)으로부터 풍도슬래브를 포크(130)에 거치할 수 있다.

또한, 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터널의 풍도슬래브 시공장비(100)에서, 포크(130)에 거치된 풍도슬래브(200)를 인양유닛(110) 및 붐 유닛(130)을 이용하여 터널(300) 상부까지 인상할 수 있다.

한편, 도 11a 및 도 11b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 터널의 풍도슬래브 시공장비의 동작을 구체적으로 설명하기 위한 평면도들이고, 도 12a 및 도 12b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 터널의 풍도슬래브 시공장비를 터널 상부에 거치하는 것을 나타내는 평면도 및 정면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 터널의 풍도슬래브 시공장비의 경우, 포크(130) 및 붐 유닛(130)에 거치된 풍도슬래브(200)를 상기 인양유닛(110)에 의해, 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 순차적으로 선회시킨 후에 터널 상부까지 인양하게 된다.

또한, 도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터널의 풍도슬래브 시공장비의 경우, 인양유닛(110), 붐 유닛(120) 및 포크(130)에 의해 터널(300) 폭방향으로 선회시킨 풍도슬래브(200)를 터널(300) 상부의 풍도슬래브 브래킷(310)에 거치함으로써 풍도슬래브(200)를 순차적으로 조립 설치하게 된다. 이때, 도 12b에 도시된 바와 같이, 풍도슬래브(200)를 터널(300) 상부의 풍도슬래브 브래킷(310)에 거치한 후, 인양유닛(110), 붐 유닛(120) 및 포크(130)를 원래 위치로 하강시키게 된다.

이에 따라, 본 발명의 실시예에 따르면, 기존에 사용하던 크레인장비 사용이 어려운 터널 내의 풍도슬래브 설치 작업을 원활하게 운용할 수 있도록 풍도슬래브 이송차량 상에 구축된 전용 시공장비를 이용하여 풍도슬래브 를 이송 및 설치할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 풍도슬래브 이송차량에서 풍도슬래브 부재의 하차부터 설치까지 정확한 위치에 설치할 수 있으며, 위험성을 배제하며, 정확한 위치에 설치할 수 있다.

[터널의 풍도슬래브 시공장비를 이용한 풍도슬래브 시공방법]

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 터널의 풍도슬래브 시공장비를 이용한 풍도슬래브 시공방법의 동작흐름도이고, 도 14는 도 13에 도시된 위치 설정을 구체적으로 나타내는 동작흐름도이다.

도 13을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터널의 풍도슬래브 시공장비를 이용한 풍도슬래브 시공방법은, 먼저, 풍도슬래브 부재(200)를 인양하여 터널(300)내 풍도슬래브 브래킷(310)에 안착 설치하기 위한 바닥 거치식 인양유닛(110)을 터널(300) 내 바닥 상에 거치하고 위치를 설정한다(S110).

구체적으로, 도 14에 도시된 바와 같이, 터널(300) 내부의 상부에 풍도를 형성하기 위해 순차적으로 조립 설치할 풍도슬래브 부재(200)를 기설정 위치에 배치할 수 있도록 위치확인 센서가 터널의 높이 및 좌우 공간을 측정한다(S111). 여기서, 상기 위치확인 센서는 인양유닛(110) 상의 소정 위치에 설치되며, 레이저 거리 측정기일 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.

이후, 인양유닛 제어패널(도시되지 않음)의 클러스터 화면에서 상기 위치확인 센서가 측정한 데이터를 확인한 후, 상기 풍도슬래브 부재(200) 설치 위치에 따라 상기 인양유닛(110)을 터널 내 바닥 상에 거치한다(S112). 여기서, 상기 인양유닛(110)은 마스트(111), 각도조절 실린더(112), 리프트 실린더(113), 리프트 체인(114) 및 상승 가이드롤러(115) 등을 포함할 수 있다.

이후, 상기 인양유닛(110)의 마스트(111)에 대한 베이스 레벨을 확인할 수 있도록 상기 인양유닛(110)의 하부에 설치된 레벨 설정용 아우트리거(180)의 레벨을 설정한다(S113).

이후, 상기 풍도슬래브 부재(200)의 중량, 길이 및 두께에 대응하는 붐 유닛(120) 길이에 따라 인양유닛(110)의 리프트 실린더(113)를 설정한다(S114). 여기서, 상기 붐 유닛(120)은 붐 구조체(121), 좌우 붐가이드(122) 및 연장붐(123)을 포함할 수 있다.

이후, 상기 인양유닛(110)의 마스트(111)를 스윙 및 선회시켜 상기 풍도슬래브 부재(200) 설치 위치에 대응하도록 상기 인양유닛(110) 위치를 설정한다(S115). 이에 따라, 상기 인양유닛(110)의 거치 및 위치 설정이 완료된다.

다음으로, 도 13을 다시 참조하면, 상기 인양유닛(110)의 거치 및 위치 설정이 완료되면, 상기 인양유닛(110)의 리프트 실린더(113)를 정해진 위치에 배치하고, 풍도슬래브 부재(200)를 이송하는 이송차량(170)을 기설정 위치에 정차시키고 상기 위치확인 센서에 의해 측정된 위치까지 상기 리프트 실린더(113)를 이동시킨다(S120).

다음으로, 상기 인양유닛(110) 하부의 아우트리거(160)를 상승시켜 레벨을 확인한 후, 상기 리프트 실린더(113) 및 포크(130)를 상기 이송차량(170)에 탑재된 풍도슬래브 부재(200)까지 전진시켜 상기 풍도슬래브 부재(200)를 상기 포크(130)에 안착시킨다(S130).

다음으로, 상기 이송차량(170)에 탑재된 풍도슬래브 부재(200) 위치에 상기 리프트 실린더(113) 및 포크(130)가 도달하면, 상기 인양유닛(110)의 각도조절 실린더(112)를 작동하여 상기 포크(130) 끝 부분을 상승시킨다(S140).

다음으로, 상기 풍도슬래브 부재(200)의 중량과 거리가 허용범위 이내인 경우, 상기 리프트 실린더(113)를 선회(Turn) 위치까지 상승시킨 후, 셔틀롤러(151)를 이용하여 상기 풍도슬래브 부재(200)를 후진시킨다(S150).

다음으로, 상기 풍도슬래브 부재(200)가 후진하여 구동 위치에 도달하면, 상기 인양유닛(110) 하부의 아우트리거(160)를 하강시키고, 상기 인양유닛(110)의 포크(130)에 안착된 풍도슬래브 부재(200)가 정위치에 배치되면, 상기 이송차량(170)을 현장으로부터 퇴거시킨다(S160).

다음으로, 상기 풍도슬래브 부재(200)가 상기 리프트 실린더(113)의 선회 위치에 도달하면, 인양유닛 구동부(140)의 터닝모터(152)를 구동한다(S170). 이때, 상기 풍도슬래브 부재(200)가 설치 방향에 도달하면 상기 터닝모터(152)의 구동을 오프시킨다.

다음으로, 주행롤러(152)를 이용하여 상기 인양유닛(110)이 인양 위치에 도달하면 정지시키고, 상기 위치확인 센서가 가리키는 정위치에 상기 인양유닛(110)을 고정시킨다(S180).

다음으로, 상기 리프트 실린더(113)를 서서히 상승시켜 목표 도달 위치까지 마스트(111)가 위치하면 상기 각도조절 실린더(120)를 이용하여 상기 풍도슬래브 부재(200)의 레벨을 맞춘다(S190).

다음으로, 상기 풍도슬래브 부재(200)가 터널 상부의 정해진 위치에 배치되면, 상기 리프트 실린더(113)를 이용하여 상기 포크(130)를 후진시킨다(S200).

다음으로, 상기 포크(130)에 안착된 풍도슬래브 부재(200)가 상기 포크(130)로부터 완전 분리되면 상기 리프트 실린더(113)를 하강시킨다(S210).

다음으로, 회전힌지(153)를 이용하여 상기 인양유닛(110)을 선회시킨 후, 다음 풍도슬래브 부재(200)를 설치할 작업 위치로 이동한다(S220).

결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 풍도슬래브 부재를 인양하는 인양유닛을 터널 바닥에 거치하여 선회시킴으로써 터널 내 상부의 정확한 위치에 풍도슬래브 부재를 용이하게 안착시킬 수 있다. 또한, 풍도슬래브 부재의 시공작업 도중에 풍도슬래브 부재의 움직임을 방지함으로써 풍도슬래브 부재의 파손을 방지하고 안전하게 설치할 수 있고, 특히, 크레인 작업이 어려운 위치에도 풍도슬래브 부재를 용이하게 설치할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 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.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 풍도슬래브 시공장비 200: 풍도슬래브 부재
300: 터널 310: 풍도슬래브 브래킷
110: 인양유닛 120: 붐(Boom) 유닛
130: 포크(Poke) 140: 인양유닛 구동부
150: 인양유닛 위치 설정부 160: 아우트리거(Outrigger)
170: 이송차량 180: 레벨 설정용 아우트리거
111: 마스트(Mast) 112: 각도조절 실린더
113: 리프트 실린더 114: 리프트 체인
115: 상승 가이드롤러 121: 붐 구조체
122: 좌우 붐가이드 123: 연장붐
131: 포크가이드 141: 유압 엔진장치
142: 터닝모터 143: 터닝베어링
151: 셔틀롤러 152: 주행롤러
153: 회전힌지 154: 견인판
155: 견인간격 로드핀 156: 전후진 실린더
157: 주행레일 158: 주행구동모터
159: 구동축

Claims (10)

1. 마스트(111), 각도조절 실린더(112), 리프트 실린더(113), 리프트 체인(114) 및 상승 가이드롤러(115)를 구비하며, 터널 바닥에 거치 및 설치되어 풍도슬래브 부재(200)를 터널 상부의 풍도슬래브 설치 위치까지 인양하는 인양유닛(110);
   상기 풍도슬래브 부재(200)의 중량, 길이 및 두께에 대응하여 길이가 조절되는 붐 유닛(Boom: 120);
   상기 붐 유닛(120)에 연결되어 상기 풍도슬래브 부재(200)를 안착시키는 포크(Poke: 130);
   유압 엔진장치(141), 터닝모터(142), 터닝베어링(143)을 구비하며, 상기 인양유닛(110)의 전진 및 후진, 좌우 이동, 상기 풍도슬래브 부재(200)를 인양할 수 있는 동력을 제공하는 인양유닛 구동부(140);
   셔틀롤러(151), 주행롤러(152) 및 회전힌지(153)를 포함하며, 상기 인양유닛(110)이 상기 풍도슬래브 부재(200)를 인양할 위치에 배치될 수 있도록 상기 인양유닛(110)의 터널 길이방향을 따라 전진 또는 후진시키고, 터널 폭방향을 따라 좌우로 이동시키며, 상기 마스트(111)를 선회시키는 인양유닛 위치 설정부(150); 및
   상기 인양유닛(110)의 하부에 배치되어 상기 인양유닛(110)을 고정시키고, 승강에 의해 상기 인양유닛(110)을 상승시키는 아우트리거(160)를 포함하되,
   상기 인양유닛(110)은 터널 내 상부의 정확한 위치에 상기 풍도슬래브 부재(200)를 용이하게 안착시킬 수 있도록 터널 바닥에 거치되어 상기 풍도슬래브 부재(200)를 선회시켜 인양하며, 이송차량(170)은 상기 풍도슬래브 부재(200)를 탑재하여 터널의 길이방향을 따라 전진함으로써 상기 풍도슬래브 부재(200)를 공급하고, 상기 풍도슬래브 부재(200)가 상기 포크(130)에 안착되면 후진하여 퇴거하며, 상기 인양유닛(110)의 마스트(111)에 대한 베이스 레벨을 확인할 수 있도록 상기 인양유닛(110)의 하부에 배치되는 레벨 설정용 아우트리거(180)를 포함하는 터널의 풍도슬래브 시공장비.
2. 제1항에 있어서,
   상기 인양유닛(110)은 풍도슬래브 부재(200)를 이송하는 이송차량(170)으로부터 터널 길이 방향을 따라 하차시킨 후, 상기 풍도슬래브 부재(200)의 수평을 유지한 상태에서 터널 폭 방향으로 선회시킨 후 상기 풍도슬래브 부재(200)를 인양하며,
   상기 인양유닛(110)은,
   터널 내 수직방향으로 고정 설치되며, 상기 풍도슬래브 부재(200)의 인양 및 선회시 중심축 역할을 하는 마스트(111);
   상기 마스트(111)의 일측에 연결되어 상기 풍도슬래브 부재(200)의 레벨을 맞추는 역할을 하고, 상기 풍도슬래브 부재(200)가 안착된 포크(130) 끝 부분을 상승시키는 각도조절 실린더(112); 및
   실린더의 구동에 의해 상기 마스트(111)를 승하강시키는 리프트 실린더(113)를 포함하는 터널의 풍도슬래브 시공장비.
3. 제1항에 있어서,
   터널 내부의 상부에 풍도를 형성하기 위해 풍도슬래브 부재(200)를 기설정 위치에 배치할 수 있도록 상기 인양유닛(110)의 소정 위치에 설치되어 터널의 높이 및 좌우 공간을 측정하는 위치확인 센서를 추가로 포함하며, 상기 위치확인 센서는 레이저 거리 측정기인 것을 특징으로 하는 터널의 풍도슬래브 시공장비.
4. 제3항에 있어서,
   상기 위치확인 센서가 측정한 데이터를 인양유닛 제어패널의 클러스터 화면에서 확인한 후, 상기 풍도슬래브 부재(200) 설치 위치에 따라 상기 인양유닛(110)을 터널 내 바닥 상에 거치하고, 상기 풍도슬래브 부재(200)를 정확하고 안전하게 인양하여 설치하는 것을 특징으로 하는 터널의 풍도슬래브 시공장비.
5. 제1항에 있어서,
   상기 포크(130)를 전진시켜 상기 풍도슬래브 부재(200)를 안착시킨 후 상기 풍도슬래브 부재(200)를 인양하게 되며, 소정 위치까지 상기 풍도슬래브 부재(200)를 인양하여 터널 상부에 설치한 후 상기 포크(130)를 후진시켜 상기 풍도슬래브 부재(200)로부터 분리하며,
   상기 인양유닛 구동부(140)는, 상기 마스트(111)가 선회할 수 있도록 상기 마스트(111)를 구동하는 터닝모터(142); 및 상기 터닝모터(142)에 유압을 공급하는 유압 엔진장치(141)를 포함하는 터널의 풍도슬래브 시공장비.
6. 제1항에 있어서, 상기 인양유닛 위치 설정부(150)는,
   상기 인양유닛(110)의 하부에 배치되어 상기 마스트(111)를 터널 길이방향을 따라 전진 또는 후진시키는 셔틀롤러(151); 상기 셔틀롤러(151)의 하부에 배치되어 상기 마스트(111)를 터널 폭방향을 따라 좌우로 이동시키는 주행롤러(152); 및 상기 인양유닛(110) 및 상기 셔틀롤러(151) 사이에 설치되어 상기 마스트(111)를 선회시키는 회전힌지(153)를 포함하며,
   상기 인양유닛 위치 설정부(150)는 상기 이송차량(170)으로부터 상기 풍도슬래브 부재(200)를 하차시켜 상기 포크(130)에 상기 풍도슬래브 부재(200)를 안착시킬 수 있도록 견인판(154)을 추가로 포함하는 터널의 풍도슬래브 시공장비.
7. 삭제
8. a) 풍도슬래브 부재(200)를 인양하여 설치하기 위한 바닥 거치식 인양유닛(110)을 터널 내 바닥 상에 거치하고 위치를 설정하는 단계;
   b) 상기 인양유닛(110)을 정해진 위치에 배치하고, 이송차량(170)을 기설정 위치에 정차시키는 단계;
   c) 상기 인양유닛(110) 하부의 아우트리거(160)를 상승시켜 레벨을 확인한 후, 리프트 실린더(113) 및 포크(130)를 상기 이송차량(170)에 탑재된 풍도슬래브 부재(200)까지 전진시켜 상기 풍도슬래브 부재(200)를 상기 포크(130)에 안착시키는 단계;
   d) 상기 인양유닛(110)의 각도조절 실린더(112)를 작동하여 상기 포크(130) 끝 부분을 상승시키는 단계;
   e) 상기 리프트 실린더(113)를 선회(Turn) 위치까지 상승시킨 후, 셔틀롤러(151)를 이용하여 상기 풍도슬래브 부재(200)를 후진시키는 단계;
   f) 상기 인양유닛(110)의 포크(130)에 안착된 풍도슬래브 부재(200)가 정위치에 배치되면, 상기 이송차량(170)을 현장으로부터 퇴거시키는 단계;
   g) 상기 풍도슬래브 부재(200)가 상기 리프트 실린더(113)의 선회 위치에 도달하면, 인양유닛 구동부(140)의 터닝모터(152)를 구동시키는 단계;
   h) 상기 인양유닛(110)이 인양 위치에 도달하면 상기 인양유닛(110)을 고정시키는 단계;
   i) 상기 리프트 실린더(113)를 서서히 상승시켜 목표 도달 위치까지 위치하면 상기 각도조절 실린더(120)를 이용하여 상기 풍도슬래브 부재(200)의 레벨을 맞추는 단계;
   j) 상기 풍도슬래브 부재(200)가 터널 상부의 정해진 위치에 배치되면, 상기 리프트 실린더(113)를 이용하여 상기 포크(130)를 후진시키는 단계; 및
   k) 상기 포크(130)에 안착된 풍도슬래브 부재(200)가 상기 포크(130)로부터 완전 분리되면 상기 리프트 실린더(113)를 하강시키는 단계를 포함하되,
   상기 인양유닛(110)은 터널 내 상부의 정확한 위치에 상기 풍도슬래브 부재(200)를 용이하게 안착시킬 수 있도록 터널 바닥에 거치되어 상기 풍도슬래브 부재(200)를 선회시켜 인양하는 것을 특징으로 하는 터널의 풍도슬래브 시공장비를 이용한 풍도슬래브 시공방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 d) 단계에서 상기 이송차량(170)에 탑재된 풍도슬래브 부재(200) 위치에 상기 리프트 실린더(113) 및 포크(130)가 도달하면, 상기 인양유닛(110)의 각도조절 실린더(112)를 작동시키며,
   l) 회전힌지(153)를 이용하여 상기 인양유닛(110)을 선회시킨 후, 다음 풍도슬래브 부재(200)를 설치할 작업 위치로 이동하는 단계를 추가로 포함하는 터널의 풍도슬래브 시공장비를 이용한 풍도슬래브 시공방법.
10. 제8항에 있어서, 상기 a) 단계는,
    a-1) 터널 내부의 상부에 풍도를 형성하기 위해 순차적으로 조립 설치할 풍도슬래브 부재(200)를 기설정 위치에 배치할 수 있도록 위치확인 센서가 터널의 높이 및 좌우 공간을 측정하는 단계;
    a-2) 인양유닛 제어패널의 클러스터 화면에서 상기 위치확인 센서가 측정한 데이터를 확인한 후, 상기 풍도슬래브 부재(200) 설치 위치에 따라 상기 인양유닛(110)을 터널 내 바닥 상에 거치하는 단계;
    a-3) 상기 인양유닛(110)의 마스트(111)에 대한 베이스 레벨을 확인할 수 있도록 상기 인양유닛(110)의 하부에 레벨 설정용 아우트리거(180)를 설정하는 단계;
    a-4) 상기 풍도슬래브 부재(200)의 중량, 길이 및 두께에 대응하는 붐 유닛(120) 길이에 따라 인양유닛(110)의 리프트 실린더(113)를 설정하는 단계; 및
    a-5) 상기 인양유닛(110)의 마스트(111)를 스윙 및 선회시켜 상기 풍도슬래브 부재(200) 설치 위치에 대응하도록 인양유닛(110) 위치를 설정하는 단계를 포함하는 터널의 풍도슬래브 시공장비를 이용한 풍도슬래브 시공방법.

Images