KR101974833B1 - 공사중 풍관 접속방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 공사중 풍관 접속방법은, 제1 덕트 끝단부를 제2 덕트 끝단부 내부로 넣어 상기 제1 덕트와 제2 덕트를 연결하는 제1 단계; 및 상기 제1 덕트 끝단부와 연결되어 있는 누풍방지막으로 상기 제1 덕트와 제2 덕트의 연결부위를 감싸는 제2 단계; 를 포함한다.

Description

공사중 풍관 접속방법{CONNECTING METHOD FOR TEMPORARY VENTILATION DUCT}

본 발명은 터널 시공중(공사중) 설치하는 환기 덕트(풍관)의 접속방법에 관한 것이다.

현재 국내 철도 및 도로터널 공사 중 환기설비에 적용되는 환기덕트(풍관) 접속방식은 링 타입 덕트의 양쪽을 맞대어 철사를 이용하여 일정간격으로 꿰매는 방식을 적용하고 있다. 국내에서 주로 적용하고 있는 링 타입에 철사 꿰맴 방식에 대한 누풍량 실험측정결과 "100m당 1.5%(철사16회 결속)~3.0%(철사8회 결속)"의 누풍이 발생하는 것으로 분석되었다. 현재 철도 및 도로터널의 공사 중 환기설비 계산은 "KR C-12120(환기 및 조명설비)" 및 "도로설계편람"에 따라 수행되고 있으며, 일반적으로 풍관의 누풍율을 "1.5%/100m"로 적용하고 있다.

최근의 터널 건설사례를 살펴보면, 국내는 대관령터널이 21.755km이고 율현터널의 경우 50km 수준이며, 국외의 경우, 유로터널이 약 30km, 고타드 터널이 57km, 로취버그 터널이 34.6km, 과다라마 터널의 경우 28.4km로 터널연장의 초장대화를 보이고 있다. 또한, 국내는 향후 연장이 100km 이상인 호남~제주간 해저터널 및 한일 해저터널과 한중 해저터널 건설이 검토되고 있으므로 터널의 초장대화에 따른 공사 중 환기 측면의 연구 및 누풍저감이 주요한 이슈가 되고 있다.

이러한 상황에서, 터널 공사 중 덕트의 누풍율을 기존의 "1.5%/100m"로 적용할 경우, 환기구간이 길어질수록 전체 누풍량이 더 커지게 되고 이에 따라 팬용량 및 정압이 더욱 증가하여 결국 필요 동력이 점점 커져 경제성이 감소하는 문제가 발생하여 필연적으로 일정구간마다 작업구를 확보해야 한다. 또한, 해저 면을 굴착하는 경우 섬 또는 인공적인 섬을 건설하여 일정간격마다 환기구를 설치해야 하는데 지리적 여건상 환기구 설치가 어려울 수 있다. 그러나 환기 풍관 접속부의 누풍 발생을 줄일 경우 필요 풍량 및 동력을 줄일 수 있고 이에 따라 환기구 사이의 간격을 더 연장할 수 있어 더욱 경제적인 건설이 가능할 수 있다.

따라서, 초장대 터널의 건설에 있어 터널 내 환경조건을 만족하면서도 공사비용 측면에 상당한 절감 효과를 유발하고 공사 중 풍관의 누풍 발생을 최소화할 수 있도록 하는 풍관 접속 시공에 관한 기술 개발이 절실히 요구되는 실정이다.

일례로서, 대한민국 공개실용신안공보 제1999-0019932호는 "환기관"을 개시한다.

전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예는 누풍방지막을 이용한 링 타임 덕트의 엇대기 접속방식을 적용함으로써 누풍을 최소화할 수 있는 공사중 풍관 접속방법을 제공하고자 한다.

전술한 목적을 이루기 위해 본 발명의 실시예에 따른 공사중 풍관 접속방법은, 제1 덕트 끝단부를 제2 덕트 끝단부 내부로 넣어 상기 제1 덕트와 제2 덕트를 연결하는 제1 단계; 및 상기 제1 덕트 끝단부와 연결되어 있는 누풍방지막으로 상기 제1 덕트와 제2 덕트의 연결부위를 감싸는 제2 단계; 를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 덕트 및 제2 덕트는 관 타입일 수 있다.

또한, 상기 제1 덕트의 끝단부 내부 및 상기 제2 덕트의 끝단부 내부에는 링이 내장될 수 있다.

또한, 상기 누풍방지막은 상기 제1 덕트 끝단부에 접착 또는 제1 덕트 끝단부로부터 연장되는 일체형 구조일 수 있다.

또한, 상기 누풍방지막은 상기 제2 덕트 외면에 밀착될 수 있다.

또한, 상기 누풍방지막 부위를 밀착용 덮개로 한 번 더 감싸는 제3 단계; 를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 밀착용 덮개는 상기 누풍방지막 부위를 한 번 더 감싸는 본체부; 및 상기 본체부 양단 둘레를 따라 형성되는 링부; 를 포함할 수 있다.

또한, 상기 링부 내부에는 와이어가 결합되며, 상기 와이어의 양단은 조임장치에 의해 연결되고, 상기 조임장치에 의해 와이어가 조여질 수 있다.

또한, 상기 조임장치는 턴버클일 수 있다.

또한, 상기 밀착용 덮개의 양단 링부 사이에 상기 제1 덕트 끝단부와 제2 덕트 끝단부의 연결 부위가 위치된 상태에서 상기 링부 내부의 와이어를 조여 밀착용 덮개가 제1 덕트와 제2 덕트에 밀착되게 하는 제4 단계; 를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 공사중 풍관 접속방법에 의하면, 누풍방지막을 이용한 링 타입 덕트의 엇대기 접속방식을 적용함으로써 누풍을 최소화할 수 있다.

또한, 누풍량 저감으로 송풍기 공급풍량 및 사용동력을 절감하여 기존 풍관 접속방식 대비 경제성이 매우 우수하다.

또한, 제1 덕트와 제2 덕트의 연결부위의 누풍을 방지할 수 있다.

또한, 제1 덕트 및 제2 덕트 내부로 고압력의 신선공기 공급으로 제1 덕트 및 제2 덕트는 고압력에 의해 더욱 부풀게 되어 누풍방지막과의 밀착력이 더욱 높아져 누풍방지 효과를 증대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 제1 덕트와 제2 덕트의 접속 상태를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 제1 덕트의 끝단부를 제2 덕트의 끝단부 내부로 넣어 제1 덕트와 제2 덕트를 연결한 상태를 나타내는 도면이다.
도 3, 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 누풍방지막으로 제1 덕트와 제2 덕트의 연결부위를 감싸는 과정을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀착용 덮개의 확대도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

본 발명의 실시예에 따른 공사중 풍관 접속방법은, 접속하고자 하는 양쪽 덕트의 링이 내장된 끝단부를 서로 엇대고, 한쪽 덕트에 설치된 누풍방지막을 다른 쪽 덕트 위로 감싼 후 밀착용 덮개를 와이어를 통해 체결하는 접속방식이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 공사중 풍관 접속방법은, 제1 덕트(10)를 제2 덕트(20) 내부로 삽입하여 연결하는 제1 단계(S100) 및 제1 덕트(10) 외면의 누풍방지막(30)으로 제2 덕트(20)의 연결부위를 감싸는 제2 단계(S200)를 포함한다. 또한, 누풍방지막(30)으로 감싼 부위를 밀착용 덮개(50)로 한 번 더 감싸는 제3 단계(S300)를 더 포함할 수 있다. 밀착용 덮개(50)의 양단 링부(52) 사이에 제1 덕트 끝단부(11)와 제2 덕트 끝단부(21) 연결 부위가 위치된 상태에서 링부(52) 내부의 와이어(60)를 조여 밀착용 덮개(50)가 제1 덕트(10)와 제2 덕트(20)에 긴밀하게 밀착되게 하면서, 제1 덕트 끝단부(11) 쪽에 위치하는 링부(52)가 누풍방지막(30)의 끝단을 눌러 누풍방지막(30)의 끝단이 제2 덕트(20) 외면에 밀착 고정되게 하는 제4 단계(S400)를 더 포함할 수 있다.

이하 본 발명의 실시예에 따른 공사중 풍관 접속방법을 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1, 2에 도시된 바와 같이 제1 덕트(10)의 끝단부(11)를 제2 덕트(20)의 끝단부(21) 내부로 넣는 엇대기 방식으로 제1 덕트(10)와 제2 덕트(20)를 연결한다. 제1 덕트(10) 및 제2 덕트(20)는 내부에 신선공기 공급할 수 있는 관(pipe) 타입일 수 있다.

제1 덕트(10)의 끝단부(11)에는 누풍방지막(30)이 연결된다. 누풍방지막(30)은 제1 덕트(10)와 제2 덕트(20)의 연결부위를 충분히 감쌀 수 있는 길이로 설계되어야 한다. 예컨대, 방지막(30)은 제1 덕트(10)의 끝단부(11)에 접착(31)될 수 있다. 또한, 누풍방지막(30)은 제1 덕트(10)의 끝단부(11)로 연장되는 제1 덕트(10)와 일체형 구조일 수 있다.

제1 덕트(10)의 끝단부(11) 외형 및 제2 덕트(20)의 끝단부(21)의 단면은 원형일 수 있다. 제1 덕트(10)의 끝단부(11) 및 제2 덕트(20)의 끝단부(21)의 내부에는 링(40)이 결합된다.

도 1, 3, 4에 도시된 바와 같이 제1 덕트(10)의 끝단부(11)와 제2 덕트(20)의 끝단부(21)의 연결 상태에서 제1 덕트(10)와 제2 덕트(20)의 연결부위를 누풍방지막(30)으로 감싼다. 구체적으로 누풍방지막(30)을 제2 덕트(20)의 끝단부(21) 외면을 반환하도록 감싼 다음 제2 덕트(20) 내부에 위치해 있는 제1 덕트(10)의 끝단부(11) 구간을 감싼다. 누풍방지막(30)은 제2 덕트(20) 외면에 밀착되어 누풍을 방지할 수 있다.

도 1, 5에 도시된 바와 같이 밀착용 덮개(50)는 본체부(51) 및 링부(52)를 포함한다. 본체부(51)로 제1 덕트(10)와 제2 덕트의 연결부위를 감싼 누풍방지막(30) 부위를 한 번 더 감싼다. 링부(52)는 본체부(51) 양단 둘레를 따라 형성된다. 링부(52) 내부에는 와이어(60)가 결합된다. 와이어(60) 양단은 조임장치(61)에 의해 연결된다. 조임장치(61)에 의해 와이어(60)를 조일 수 있다. 조임장치(61)에는 제한이 없으며 와이어(60)를 조일 수 있는 장치이면 모두 가능하다. 예컨대, 조임장치(61)는 턴버클(turnbuckle)일 수 있다.

살펴본 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 공사중 풍관 접속방법은, 누풍방지막이 제1 덕트와 제2 덕트의 접속부위를 완전히 덮기 때문에 제1 덕트 방향으로의 누풍이 발생하지 않는다. 또한, 누풍방지막 부위를 밀착용 덮개로 한 번 더 감싸기 때문에 누풍을 완벽하게 방지할 수 있다. 또한, 환기구간 거리가 길어질수록 막장까지 신선공기를 공급하기 위해 고압력이 필요하고 이에 제1 덕트 및 제2 덕트 내부로 고압력의 신선공기 공급으로 제1 덕트 및 제2 덕트는 고압력에 의해 더욱 부풀게 되어 누풍방지막과의 밀착력이 더욱 높아져 누풍방지 효과를 증대할 수 있다. 한편, 밀착용 덮개 내부에 연질의 충진재를 넣어서 밀착력을 높여 누풍 방지 성능을 더욱 향상시킬 수도 있다.

<본 발명의 실시예에 따른 공사중 풍관 접속방법의 누풍 성능 실험>

누풍 저감 목표 : 환기거리 15km에 대한 단일팬 환기를 실현하기 위한 누풍 목표를 "SIA 196 의 누풍면적 기준 2.18 mm2/m2"으로 정함.

1차(최초 적용) : 접속부 시험제작 후 설치 적용성 및 개선점 도출하였음.

2차 개선 후 : 풍관 전단 및 후단의 누풍에 따른 누풍면적이 "1.47 mm2/m2"로 측정되었으며, 누풍 목표를 충분히 달성하였음(실험 6회 평균).

3차 개선 후 : 실험결과 풍관 전단 및 후단의 누풍면적이 "1.43 mm2/m2" 로 측정되었으며, 누풍 목표를 충분히 달성하였음(실험 4회 평균).

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 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10:제1 덕트
11:끝단부
20:제2 덕트
21:끝단부
30:누풍방지막
31:접착
40:링
50:밀착용 덮개
51:본체부
52:링부
60:와이어
61:조임장치

Claims (10)

1. 제1 덕트 끝단부를 제2 덕트 끝단부 내부로 넣어 상기 제1 덕트와 제2 덕트를 연결하는 제1 단계; 및
   상기 제1 덕트 끝단부와 연결되어 있는 누풍방지막으로 상기 제1 덕트와 제2 덕트의 연결부위를 감싸는 제2 단계;
   를 포함하며,
   상기 제1 덕트의 끝단부 내부 및 상기 제2 덕트의 끝단부 내부에는 링이 내장되고,
   상기 누풍방지막은 상기 제1 덕트 끝단부에 접착 또는 제1 덕트 끝단부로부터 연장되며,
   상기 누풍방지막은 상기 제2 덕트 외면에 밀착되고,
   상기 누풍방지막 부위를 밀착용 덮개로 한 번 더 감싸는 제3 단계;
   를 더 포함하며,
   상기 밀착용 덮개는 상기 누풍방지막 부위를 한 번 더 감싸는 본체부; 및
   상기 본체부 양단 둘레를 따라 형성되는 링부;
   를 포함하고,
   상기 링부 내부에는 와이어가 결합되며, 상기 와이어의 양단은 조임장치에 의해 연결되고, 상기 조임장치에 의해 와이어가 조여지며,
   상기 밀착용 덮개의 양단 링부 사이에 상기 제1 덕트 끝단부와 제2 덕트 끝단부의 연결 부위가 위치된 상태에서 상기 링부 내부의 와이어를 조여 밀착용 덮개가 제1 덕트와 제2 덕트에 밀착되게 하면서, 상기 제1 덕트 끝단부 쪽에 위치하는 링부가 상기 누풍방지막의 끝단을 눌러 상기 누풍방지막의 끝단이 상기 제2 덕트 외면에 밀착 고정되게 하는 제4 단계;
   를 더 포함하는 공사중 풍관 접속방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 덕트 및 제2 덕트는,
   관 타입인 것을 특징으로 하는 공사중 풍관 접속방법.
   
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9. 청구항 1에 있어서,
   상기 조임장치는,
   턴버클인 것을 특징으로 하는 공사중 풍관 접속방법
10. 삭제

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