KR102001526B1

KR102001526B1 - 하향식 공법용 수직구 압입장치 및 이를 이용한 수직구 시공방법

Info

Publication number: KR102001526B1
Application number: KR1020180135111A
Authority: KR
Inventors: 고엄식; 황석환
Original assignee: 주식회사 네오시티
Priority date: 2018-11-06
Filing date: 2018-11-06
Publication date: 2019-07-19

Abstract

본 발명은 하향식 공법용 수직구 압입장치 및 이를 이용한 수직구 시공방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 수직구 압입장치를 조립식으로 형성하여 취급이 용이하고 신속한 현장설치가 가능하며 수직구의 설치가 굴착이 진행됨과 동시에 수직구 벽체의 시공이 콘크리트 타설 또는 프리캐스트 콘크리트벽(PC Wall) 또는 하프블록을 이용하여 하향식으로 동시에 이루어짐으로써 수직구 시공공기를 현저하게 단축할 수 있으며, 수직구가 시공되는 설치환경에 따라 블록의 형태를 다양하게 사용할 수 있어 범용적으로 다양한 현장환경에 신속하게 대응 사용할 수 있고, 작업대가 다양한 이동방식을 통하여 안전하게 이동할 수 있으며, 특히, 직구 벽체를 구성하는 블록을 반 가공 상태의 하프블록을 사용함으로써 경량의 블록으로 취급 및 이동이 용이하여 수직구의 시공이 안정적으로 이루어질 수 있음과 동시에 시공과정에서 블록의 내부에 콘크리트 타설함으로써 PC블록을 이용한 시공의 장점과 콘크리트 현장타설의 장점을 모두 제공함으로써 우수한 품질의 수직구를 시공할 수 있는 새로운 형태의 하향식 공법용 수직구 압입장치 및 이를 이용한 수직구 시공방법에 관한 것이다.

Description

하향식 공법용 수직구 압입장치 및 이를 이용한 수직구 시공방법{Vertical Ball Squeezing Device for Top-Down Method and Vertical Ball Squeezing Method}

일반적으로 수직구는 터널을 굴착하기 위하여 지상으로부터 지하 터널까지 수직으로 연결해 주는 일종의 수직터널로서, 터널 공사시에는 각종 장비 및 건설 자재들을 지상으로부터 운반 및 이동시키고 터널 굴진시 발생한 토사와 암반을 지상으로 배출하는 통로 역할을 하며, 터널이 완성된 후에는 관리자의 이동통로 및 통신구나 전력구의 각종 케이블을 지하 터널로부터 지상으로 연결시켜 주고 각종 배관을 연결시켜 주는 역할을 한다.

이러한 수직구는 터파기 후 외곽부에 가설 흙막이벽을 설치하고, 가설 흙막이벽에 걸리는 하중을 버팀대로 지탱하면서 지하 맨 하부쪽에서부터 상부측으로 구축해 올라가는 전통적인인 공법을 통해 구조물을 시공하게 되나, 수시로 드나드는 공사차량의 정차로 인해 교통체증을 유발하고 인근 주변에 피해를 주기 때문에 대도시와 같이 건물이 부지경계선 가까이 근접하게 위치되어 있는 경우에 상기 공법을 적용하는데 많은 문제점이 있고, 가설흙막이 벽 설치시에 함께 설치되는 버팀대는 구조물 공사로 인한 공정의 복잡성과 작업의 위험성과 폐기물의 발생 등 여러 가지 문제점들이 발생하기 때문에 최근에는 토지 이용효율을 높이면서 공기가 빠르고 경제적이며, 구조적으로 안전한 신개념의 지하구조물의 구축방법이 많이 제안되고 있다.

이들 신공법들의 일예로서, 하향식 공법(Top-Down Method)이 알려져 있다

상기 하향식 공법을 이용한 수직구 구조물의 시공방법의 일 실시예로 본 출원인에 의하여 선등록된 특허등록 제10-1859367호(등록일: 2018년 05월 14일) 하향식 공법을 이용한 수직구 구조물의 시공방법은,

지상에 가설구조물이 설치되는 단계;

상기 가설구조물에 콘크리트 거푸집이 설치되는 단계;

상기 가설구조물의 내부에서 수직구가 굴착됨과 동시에 상기 콘크리트 거푸집을 통해 배근작업이 완료된 제1수직구 벽체가 성형되는 단계;

상기 콘크리트 거푸집이 상승하고 상기 제1수직구 벽체가 상기 수직구 내부로 일정 깊이 하강되고, 제2수직구 벽체 형성을 위해 배근작업을 수행하는 단계;

상승된 상기 콘크리트 거푸집이 하강하고 하강한 상기 콘크리트 거푸집을 통해 상기 제1수직구 벽체의 상단에 배근작업이 완료된 제2수직구 벽체가 성형되는 단계;

상기 제2수직구 벽체가 상기 제1수직구 벽체와 함께 동반 하강하는 단계;를 포함하고,

상기 하강되는 단계들은, 하강유도부재에 의해 시행되고, 상기 하강유도부재는, 상기 콘크리트 거푸집에 설치되는 유압잭과, 상기 유압잭에 결합되고 하측으로 연장되며 상기 제1수직구 벽체 및 상기 제2수직구 벽체의 내측에 매설되어 일체로 성형되는 잭로드와, 상기 잭로드의 하단에 고정되고 상기 제1수직구 벽체의 하부를 지지하는 하부브라켓과, 상기 하부브라켓의 하부로 상기 수직구의 바닥에 고정되어 상기 하부브라켓에 대하여 하강력을 부여하는 보조하강유도부재를 포함하고,

상기 하강되는 단계들이 완료되면 상기 하강유도부재의 상기 하부브라켓 및 보조하강유도부재는 최하층에 배치되는 상기 제1수직구 벽체로부터 철거되는 철거단계; 를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

이러한 종래의 수직구용 슬라브 브라켓(10)은 사용과정에서 수직구의 시공현장에 설치 및 사용 후 해체에 소요되는 시간과 비용이 많이 발생하는 문제점이 있으며, 특히, 구조가 복잡하여 설치 및 해체과정에서 수직구용 슬라브 브라켓이 훼손되거나 부분적인 파손이 빈번하게 발생하여 수리 및 유지보수에 비용과 시간이 발생되는 문제점이 있다.

또한, 거푸집의 내부에 콘크리트를 타설한 상태에서 안정적인 탈형강도를 확보를 위한 양생에 7일 ~ 15일 정도의 기간을 필요로 함으로써 많이 시간이 소요되며, 특히, 굴착작업과의 병행하여 시공되는 과정에서 굴착작업에 소요되는 시간에 대비하여 양생에 더 많은 시간이 요구되어 굴착작업과 수직구 시공작업이 병행되지 못하여 수직구 시공 공기가 지연되는 문제점이 발생하였다.

등록특허공보 제10-1859367호(등록일: 2018년 05월 14일) "하향식 공법을 이용한 수직구 구조물의 시공방법" 공개특허공보 제10-2017-0106150호(공개일: 2017년 09월 20일) "수직구 굴착시스템 및 이를 이용한 수직구 시공방법" 등록특허공보 제10-1025574호(등록일: 2011년 03월 22일) "수직구 굴착 장치 및 이를 이용한 지하시설의 시공방법" 등록특허공보 제10-1198731호(등록일: 2012년 11월 01일) "터널 공사를 위한 수직구 시공방법" 등록특허공보 제10-1567422호(등록일: 2015년 11월 03일) "수평 및 수직 구조적 일체성 확보가 가능하도록 제작된 수직구 및 그 시공방법" 등록특허공보 제10-0746594호(등록일: 2007년 07월 31일) "조립식 수직구 건설 공법 및 그 공법에 사용되는 프리캐스트 구조물"

본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하향식 공법으로 시공되는 수직구의 콘크리트 구조물을 압입하여 시공함에 있어서 구조물의 압입을 위한 압입장치를 조립식으로 형성하여 취급이 용이하고 신속한 현장설치와 해체가 가능함과 동시에 보관 및 설치에 따른 장치의 손상을 최소화 할 수 있어 계속적인 사용이 가능하여 폐기물의 발생을 절감할 수 있는 새로운 형태의 하향식 공법용 수직구 압입장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적으로는 압입장치를 구성하는 각각의 구성이 독립적인 기능성을 갖음으로써 수직구가 설치되는 현장환경 또는 적합한 작업방식에 따라 다양한 압입방식을 제공할 수 있어 작업성 향상 및 굴착작업과 구조물의 설치작업이 균형을 이루며 진행됨으로써 실질적인 수직구 시공의 공기를 획기적으로 단축할 수 있는 새로운 형태의 하향식 공법용 수직구 압입장치를 제공함에 있다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상은, 굴착할 수직구보다 큰 내경을 갖으며 지면에 일정부분이 매설되어 고정 설치되는 설치구조물(200)과, 상기 설치구조물(200)의 상면에 고정 설치되는 복수 개의 압입장치(100);를 포함하되, 상기 압입장치(100)는,

설치 구조물(200)의 내부에 연결 고정되는 매설수직부재(10)와, 상기 매설수직부재(10)의 상부에 연결되는 수직부재(20)와, 수직부재(20)의 상부에 수평으로 연결되는 수평부재(30)와, 상기 수평부재(30)의 하부에 조립되며 수직부재(20)에 연결 고정되는 유압실린더(40)와, 상기 매설수직부재(10)의 상면에 설치되는 윈치(50)와, 상기 수평부재(30)의 하부에 위치되며 윈치(50)와 와이어(61)로 연결되어 상하이동하는 거푸집(60) 및 상기 거푸집에 연결되는 작업대(70)를 포함하는 것을 특징으로 하는 하향식 공법용 수직구 압입장치에 의해 달성될 수 있다.

다른 실시예로 상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상은, 굴착할 수직구보다 큰 내경을 갖으며 지면에 일정부분이 매설되어 고정 설치되는 설치구조물(200)과, 상기 설치구조물(200)의 상면에 고정 설치되는 복수 개의 압입장치(100);를 포함하되, 상기 압입장치(100)는,

설치 구조물(200)의 내부에 연결 고정되는 매설수직부재(10)와, 상기 매설수직부재(10)의 상부에 연결되는 수직부재(20)와, 수직부재(20)의 상부에 수평으로 연결되며 하부에 와이어(61)가 형성된 수평부재(30)와, 상기 수평부재(30)와 수직부재(20)에 연결 고정되는 유압실린더(40)와, 상기 수평부재(30)에 형성된 와이어(61)에 곤돌라식으로 상하이동가능하게 연결되며, 상부의 와인더와 연결된 모터(72)와 과부하장치(73) 및 제동수단(미도시)이 와이어(61)와 연결되는 거푸집(60) 및 상기 거푸집에 연결되는 작업대(70)를 포함하는 것을 특징으로 하는 하향식 공법용 수직구 압입장치에 의해 달성될 수 있다.

상기 거푸집(60)은 단면이 "ㄴ"형태로 부채골 형태를 갖으며 내부에 콘크리트를 타설하거나 또는 블록을 거치할 수 있도록 구성된 타설부(62)와 일측에 상기 타설부(62)의 형태를 유지시키기 위한 복수 개의 고정리브(63) 및 와이어(61)와 연결되는 한 쌍의 연결바(64) 및 연결판(65)으로 구성되며 시공되는 수직구의 지름에 따라 4개 1조 또는 5개 1조로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 거푸집(60)과 작업대(70)는 보조윈치(71)로 연결되어 작업대(70)의 독립적인 상하이동이 가능함을 특징으로 한다.

상기 거푸집(60)의 내부에 수용되며, 상부가 개방된 "ㄷ"형태의 단면을 갖으며 내부에 철근배근되는 몸체(310)와, 상기 몸체(310)의 상부에 한 쌍의 연결돌기(311)와 하부에 연결홈(312)과 지수재(320)가 삽입되며 상부에 그라우팅 타설관(330)이 형성된 연결부(313) 및 하향 이웃하는 하프블록과의 연결을 위하여 콘크리트가 주입되는 안내관(340) 및 주입공(350)이 일체로 형성된 하프블록(300)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 거푸집(60)의 일측면에 밀착되며 이동식증기보일러(미도시)와 연결되는 증기양생부(66)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

하향식 공법용 수직구 압입장치를 이용하여 수직구를 시공하는 방법으로서,

수직구를 시공할 위치를 일정깊이로 굴착하여 굴착주변으로 설치구조물(200)의 하부가 매설되고 상부가 노출되도록 설치한 상태에서 복수 개의 압입장치(100)를 서로 대항되는 위치에 설치고정하는 압입장치 및 구조물 설치단계;

수직구를 설치할 굴착면을 굴착하여 제1하프블록(300)을 설치할 깊이가 확보되면 압입장치(100)에 형성된 거푸집(60)에 제1하프블록(300)을 탑재하고 유압실린더(40)를 연결하고 하강시켜 제1하프블록(300)을 굴착면에 밀착시키고 제1하프블록의 내부에 콘크리트를 타설하여 제1수직구 벽체(B1)를 성형하는 제1수직구 벽체 시공단계;

제1수직구 벽체가 설치되는 과정에서 계속하여 굴착작업이 이루어져 제2수직구 벽체를 설치할 깊이가 확보되면 거푸집(60)을 하강시켜 제2수직구 벽체의 시공을 위하여 새로운 제2하프블록(300)의 설치를 준비함과 동시에 제1하프블록(300)을 수평방향으로 관통하는 복수 개의 고정앙카(400)를 설치하여 제1하프블록을 고정하는 제2수직구 벽체 시공준비단계;

거푸집(60)의 내부로 새로운 제2하프블록(300')을 위치시키고 실린더(40)에 연결봉(미도시)을 연결하여 단부가 제2하프블록(300')의 안내관(340)을 관통하여 하부로 노출시키고 마감판(미도시)을 연결하여 제2하프블록(300')을 지지한 상태에서 제1하프블록(300)과 제2하프블록(300')의 연결부분에 지수재(320)를 삽입하고 제1하프블록(300)에 형성된 주입공(350)을 통하여 제2하프블록(300') 내부에 콘크리트 타설하여 양생하고 제2하프블록(300)을 수평방향으로 관통하는 복수 개의 고정앙카(400)를 설치하여 제2하프블록을 고정하는 제2수직구 벽체 시공단계;

상기 과정을 반복 실시하여 목표로 하는 깊이의 수직구의 바닥에 도달하면 수직구 벽체의 시공을 완료하고 거푸집(60)을 압입장치 측으로 상승시킨 후 압입장치를 철거하는 완료단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 하향식 공법용 수직구 압입장치를 이용한 수직구 시공방법에 의해 달성될 수 있다.

상기 거푸집(60)의 일측면에 밀착되며 이동식증기보일러(미도시)와 연결되는 증기양생부(66)를 형성하고 양생하는 신속양생단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1하프블록(300)과 제2하프블록(300')의 연결부분에는 복수 개의 플랜지(360) 또는 클램프(370)를 설치하여 블록의 연결상태를 보조적으로 견고하게 고정함을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 하향식 공법용 수직구 압입장치는 하향식 공법으로 시공되는 수직구의 콘크리트 구조물을 압입하여 시공함에 있어서 구조물의 압입을 위한 압입장치를 고강도의 조립식으로 형성하여 취급이 용이하고 신속한 현장설치와 해체가 가능함과 동시에 보관 및 설치에 따른 장치의 손상을 최소화 할 수 있어 반복적인 사용을 통하여 폐기물의 발생을 절감하고 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 압입장치를 구성하는 윈치, 수직부재, 수평부재, 유로폼, 작업대 등의 구성이 각각의 기능성을 갖음으로써 수직구가 설치되는 현장환경에 따라 적합한 압입방식을 제공할 수 있어 작업성 향상 및 굴착작업과 구조물의 설치작업이 균형을 이루며 진행됨으로써 실질적인 수직구 시공의 공기를 획기적으로 단축할 수 있는 효과가 있다.

특히, 유로폼 등의 거푸집을 이용하여 수직구 설치현장에서 콘크리트를 타설하는 경우 거푸집의 일측에 증기양생장치를 형성하여 콘크리트의 양생시간을 단축시킴으로써 안정적인 탈형강도를 확보하면서도 굴착작업과 수직구 구조물 설치작업이 균형적으로 이루어질 수 있어 실질적인 수직구 시공 공기를 단축할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기와 같이 다양한 현장환경에 대응할 수 있는 하향식 공법용 수직구 압입장치를 이용하여 프리캐스트를 이용한 적층식 시공방법이나 시공현장에서 콘크리트 타설하여 제작하는 현장타설 시공방법 등 수직구가 시공되는 현장상황에 신속하게 대응하여 시공함으로써 공기단축 및 설비의 취급이 용이하여 안전사고를 방지할 수 있는 새로운 수직구 시공방법을 제공함에 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 하향식 공법용 수직구 압입장치의 평면도
도 2는 본 발명에 따른 하향식 공법용 수직구 압입장치의 측면도
도 3은 본 발명에 따른 하향식 공법용 수직구 압입장치 중 유로폼 부분을 나타낸 도면
도 4는 본 발명에 따른 하향식 공법용 수직구 압입장치 중 하프블록의 사시도
도 5는 본 발명에 따른 하향식 공법용 수직구 압입장치 중 하프블록의 연결 형태를 나타낸 부분 확대 단면도
도 6은 본 발명에 따른 하향식 공법용 수직구 압입장치 중 하프블록의 다른 실시예의 연결 형태를 나타낸 사시도
도 7은 본 발명에 따른 하향식 공법용 수직구 압입장치 중 하프블록의 또 다른 실시예의 연결 형태를 나타낸 단면도
도 8은 본 발명에 따른 하향식 공법용 수직구 압입장치 중 작업대의 상하이동을 위한 구성의 다른 실시예의 단면도
도 9는 본 발명에 따른 하향식 공법용 수직구 압입장치 중 작업대의 상하이동을 위한 구성의 또 다른 실시예의 단면도
도 10 내지 도 13는 본 발명에 따른 하향식 공법용 수직구 압입장치를 이용한 수직구 시공방법을 나타낸 도면

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

첨부된 도면 중 도 1은 본 발명에 따른 하향식 공법용 수직구 압입장치의 평면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 하향식 공법용 수직구 압입장치의 측면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 하향식 공법용 수직구 압입장치 중 유로폼 부분을 나타낸 도면이다.

도시한 바와 같이 본 발명에 따른 하향식 공법용 수직구 압입장치(100)는 링 형상으로 굴착할 수직구보다 큰 내경을 갖으며 지면에 일정부분이 매설되어 고정 설치되는 설치구조물(200)의 상부에 복수 개가 일정간격으로 조립된다.

상기 하향식 공법용 수직구 압입장치(100)는 설치 구조물(200)의 내부에 연결 고정되는 매설수직부재(10)와, 상기 매설수직부재(10)의 상부에 연결되는 수직부재(20)와, 수직부재(20)의 상부에 수평으로 연결되는 수평부재(30)와, 수평부재(30)의 하부에 조립되며 수직부재(20)에 연결 고정되는 유압실린더(40)와, 상기 매설수직부재(10)의 상면에 고정되는 윈치(50)와, 상기 윈치로부터 연장된 와이어(61)에 연결되어 윈치의 구동에 의하여 상하 이동가능한 형태로 연결되는 거푸집(60)과, 상기 거푸집(60)의 하부에 연결되며 보조원치(71)에 의하여 독립적으로 상하이동하는 작업대(70)로 구성된다.

상기 수직부재(20)와 수평부재(30)는 대략 에이치형강으로 형성되며 조립식으로 각각의 높이와 길이가 조절 가능한 형태를 갖는다.

상기 유압실린더(40)는 몸체가 수직부재(20)와 수평부재(30)에 고정된 상태에서 신장되는 피스톤의 단부가 거푸집(60)을 관통하거나 또는 별도의 마감판(미도시)에 연결되어 거푸집의 내부에 수용되며 시공현장에서 콘크리트 타설을 통하여 형성되는 블록(미도시)이나 공장에서 제작된 프리캐스트 콘크리트벽(PC Wall)(미도시) 또는 반 가공 상태로 시공현장에 설치된 상태에서 내부에 콘크리트가 타성되는 하프블록(300)을 고정 지지한다.

한편, 본 발명에서는 전체 하중이 경량으로 이송 및 취급이 용이하고 강도가 높은 하프블록(300)을 이용하여 수직구를 형성함을 특징으로 한다.

상기 거푸집(60)은 단면이 대략 "ㄴ"형태로 형성되어 내부에 콘크리트를 타설하거나 또는 블록을 거치할 수 있도록 구성된 타설부(62)와 일측에 상기 타설부(62)의 형태를 유지시키기 위한 복수 개의 고정리브(63) 및 와이어(61)와 연결되는 한 쌍의 연결바(64) 및 연결판(65)으로 구성된다.

또한, 상기 거푸집(60)은 대략 부채골 형태를 갖으며 시공되는 수직구의 지름에 따라 4개 1조 또는 5개 1조 등으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 거푸집(60)의 외측면에는 내부에 타설되는 콘크리트의 양생을 신속하게 하기 위하여 이동식 증기보일러(미도시)와 연결되는 증기양생부(66)를 형성한다.

상기와 같은 증기양생부(66)의 구성을 통하여 종래 7일 ~ 15일의 양생시간을 6시간 ~ 8시간으로 단축할 수 있다.

또한, 상기 연결바(64)와 연결판(65)의 하부에는 작업대(70)와 연결되는 보조윈치(71)를 형성하여 거푸집(60)과 독자적으로 작업대(70)를 상승 또는 하강시킬 수 있도록 함으로써 거푸집(60)을 이용한 콘크리트 양생 중에도 작업대(70)를 이용한 다양한 시공작업이 이루어질 수 있다.

상기 작업대(70)는 상부에 윈치(50)와 연결된 와이어(61)가 수직부재(20)와 수평부재(30)에 형성된 가이드롤러(21, 31)와 연결된 상태에서 작업대(70)와 연결되어 수직구의 시공을 위하여 굴착된 굴착면과 일정간격 이격된 위치에서 상하이동함으로써 굴착면과 작업대 사이에 설치되는 구조물이 안정적으로 설치될 수 있도록 한다.

한편, 상기 거푸집 내부에 수용되는 하프블록(300)은 도 4 내지 도 5에 도시한 바와 같이 상부가 개방된 "ㄷ"형태의 단면을 갖는 몸체(310)와, 상기 몸체(310)의 상부에 한 쌍의 연결돌기(311)와 하부에 연결홈(312)과 지수재(320)가 삽입되며 상부에 그라우팅 타설관(330)이 형성된 연결부(313)가 일체로 형성된다.

또한, 상기 몸체(310)의 내부는 철근배근되며 중앙부분에 하부에 밀착되는 하프블록(300)과의 연결을 위한 안내관(340) 및 하부에 하프블록 내부로 콘크리트를 주입하기 위한 주입공(350)이 형성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 하프블록(300)의 연결형태를 설명하면, 도 5에 도시한 바와 같이 상부에 형성된 하프블록(300)과 하부에 형성된 하프블록(300')을 유압실린더(40)를 이용하여 밀착시킨 상태에서 상부 하프블록(300)에 형성된 주입공(350)과 타설관(330)을 통하여 하부의 하프블록(300')의 내부로 콘크리트를 타설한다.

이때, 타설되는 콘크리트는 하부하프블록(300')의 내부를 채움하고 이어서 상부 하프블록(300)의 연결부(313)에 채움됨으로써 상부하프블록(300)과 하부 하프블록(300')을 연결한다.

또한, 상기 연결부(313)의 내부에는 지수재(320)를 설치하여 누수 및 침수를 방지하고 특히, 수분과 접촉하면 수배까지 팽창하여 공간을 채움하여 완전 충진함으로써 누수 침입수를 완전 방지한다.

또한, 도 6에 도시한 바와 같이 연결부(313)에 콘크리트를 타설하여 상부 하프블록과 하부 하프블록의 연결한 상태에서 블록의 표면에 복수 개의 플랜지(360)를 이용하여 보조적으로 연결상태를 견고하게 유지할 수 있다.

즉, 도시한 바와 같이 상부 하프블록(300)과 하부 하프블록(300')의 내부에 콘(361)을 형성한 상태에서 블록의 외면에 플랜지(360)를 밀착시킨 상태에서 콘에 형성된 암나사공(미도시)에 체결볼트를 나사체결하여 각각의 블록의 밀착된 연결상태가 물리적으로 유지될 수 있도록 한다.

한편, 도 7은 상부 하프블록(300)과 하부 하프블록(300')을 연결한 상태에서 복수 개의 클램프(370)를 이용하여 보조적으로 연결상태를 견고하게 유지할 수 있다.

즉, 상기 클램프(370)는 상부 하프블록(300)과 하부 하프블록(300')에 형성된 삽입홈(314)에 끼움되며 양측에 나선철근(271)이 삽입되는 구멍(미도시)과 상기 삽입된 나선철근(371)에 나사결합되어 나선철근(371)을 당김하는 조임너트(372)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 클램프(370)에 의하여 상부에 형성된 하프블록(300)과 하부에 형성된 하프블록(300')을 유압실린더(40)를 이용하여 밀착시킨 상태에서 상부 하프블록(300)에 형성된 주입공(350)과 타설관(330)을 통하여 하부의 하프블록(300')의 내부로 콘크리트를 타설한다.

이때, 타설되는 콘크리트는 하부 하프블록(300')의 내부를 채움하고 이어서 상부 하프블록(300)의 연결부(313)에 채움됨으로써 상부하프블록(300)과 하부 하프블록(300')을 연결한다.

상기와 같이 상부 하프블록(300)과 하부 하프블록(300')을 콘크리트로 연결한 상태에서 일측면에 형성된 삽입홈(314)에 클램프(370)를 삽입하고 상부와 하부에 노출된 나선철근(371)의 단부를 클램프(370)의 구멍(미도시)에 삽입한 후 클램프(370)의 내부에서 조임너트(372)로 조임하여 상부 하프블록(300)과 하부 하프블록(300')으로부터 노출된 나선철근(371)을 당김함으로써 보조적으로 상부 하프블록(300)과 하부 하프블록(300')을 물리적으로 밀착유지한다.

한편, 도 8은 본 발명에 따른 하향식 공법용 수직구 압입장치 중 작업대의 상하이동을 위한 구성의 다른 실시예가 도시되어 있다.

본 실시예의 특징은 상하 이동하는 거푸집(60)이 수평부재(30)에 연결된 와이어(61)와 곤돌라식으로 연결되어 상하이동 하는 형태를 제공한다.

즉, 상기 거푸집(60)은 상부에 와인더와 연결된 모터(72)와 과부하장치(73)가 와이어(61)와 연결되며 상하이동스위치를 갖는 콘트롤박스(미도시)의 제어를 통하여 상하 이동하는 형태를 갖는다.

한편, 상기 거푸집(60)이 곤골라식으로 연결되어 상하이동하는 과정에서 흔들림을 방지하고 안정적인 상하이동을 유도하기 위하여 도 9에 도시한 바와 같이 하프블록(300)과 거푸집(60)이 밀착되는 부분에 안내레일(74)을 설치하고 거푸집(60)을 미끄럼 이동 형태로 연결하여 거푸집(60)이 안내레일(74)에 밀착된 상태에서 상하이동함으로써 이동 중 흔들림 없이 안정적인 이동을 보장할 수 있는 특징이 있다.

더욱이, 상기 거푸집(60)과 안내레일(74)이 연결되는 부분에 제동수단(미도시)를 형성하여 자연추락을 물리적으로 방지함으로써 안정적인 작업환경을 제공할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 하향식 공법용 수직구 압입장치를 이용한 수직구 시공방법은, 수직구를 시공할 위치를 일정깊이로 굴착하여 굴착주변으로 설치구조물(200)의 하부가 매설되고 상부가 노출되도록 설치한 상태에서 복수 개의 압입장치(100)를 서로 대항되는 위치에 설치고정하는 압입장치 및 구조물 설치단계와, 수직구를 설치할 굴착면을 굴착하여 제1하프블록(300)을 설치할 깊이가 확보되면 압입장치(100)에 형성된 거푸집(60)에 제1하프블록(300)을 탑재하고 유압실린더(40)를 연결하고 하강시켜 제1하프블록(300)을 굴착면에 밀착시키고 제1하프블록의 내부에 콘크리트를 타설하여 제1수직구 벽체(B1)를 성형하는 제1수직구 벽체 시공단계와, 제1수직구 벽체가 설치되는 과정에서 계속하여 굴착작업이 이루어져 제2수직구 벽체를 설치할 깊이가 확보되면 거푸집(60)을 하강시켜 제2수직구 벽체의 시공을 위하여 새로운 제2하프블록(300)의 설치를 준비함과 동시에 제1하프블록(300)을 수평방향으로 관통하는 복수 개의 고정앙카(400)를 설치하여 제1하프블록을 고정하는 제2수직구 벽체 시공준비단계와, 거푸집(60)의 내부로 새로운 제2하프블록(300')을 위치시키고 실린더(40)에 연결봉(미도시)을 연결하여 단부가 제2하프블록(300')의 안내관(340)을 관통하여 하부로 노출시키고 마감판(미도시)을 연결하여 제2하프블록(300')을 지지한 상태에서 제1하프블록(300)과 제2하프블록(300')의 연결부분에 지수재(320)를 삽입하고 제1하프블록(300)에 형성된 주입공(350)을 통하여 제2하프블록(300') 내부에 콘크리트 타설하여 양생하고 제2하프블록(300)을 수평방향으로 관통하는 복수 개의 고정앙카(400)를 설치하여 제2하프블록을 고정하는 제2수직구 벽체 시공단계 및 상기 과정을 반복 실시하여 목표로 하는 깊이의 수직구의 바닥에 도달하면 수직구 벽체의 시공을 완료하고 윈치(210)를 구동시켜 유로폼(400)을 압입장치 측으로 상승시킨 후 압입장치를 철거하는 완료단계로 이루어진다.

즉, 본원 발명의 하향식 공법용 수직구 압입장치를 이용한 수직구 시공방법의 특징은 콘크리트 구조물을 성형하는 거푸집(60)을 윈치(50)와 연결하고 하향시키며 복수 개의 하프블록(300)을 하방향으로 설치하며 수직구를 시공함을 특징으로 한다.

이하, 본 실시예에 따른 하향식 공법용 수직구 압입장치를 이용한 수직구 시공방법을 단계별로 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

< 압입장치 및 구조물 설치단계 >

먼저, 수직구를 시공할 위치를 일정깊이로 굴착하여 굴착주변으로 설치구조물(200)의 하부가 매설되고 상부가 노출되도록 설치한 상태에서 복수 개의 압입장치(100)를 서로 대항되는 위치에 설치고정한다.

< 제1수직구 벽체 시공단계 >

수직구를 설치할 굴착면을 굴착하여 제1하프블록(300)을 설치할 깊이가 확보되면 도 10에 도시한 바와 같이 압입장치(100)에 형성된 거푸집(60)에 제1하프블록(300)을 탑재하고 하강시켜 제1하프블록(300)을 굴착면에 밀착시키고 내부에 콘크리트를 타설하여 제1수직구 벽체(B1)를 성형한다.

또한, 상기 제1하프블록(300)은 거푸집(60)에 의하여 지지됨과 동시에 유입실린더(40)이 제1하프블록(300)에 형성된 안내관(340)으로 관통되고 제1하프블록(300)의 하부에서 마감판(미도시)으로 고정되어 견고하게 지지된 상태에서 양생된다.

또한, 타설된 콘크리트를 신속하여 양생하기 위하여 거푸집(60)의 후면에 이동식 증기보일러(미도시)와 연결되는 증기양생부(66)를 구동시켜 양생시간을 종래 7일 ~ 15일에서 6시간 ~ 8시간으로 단축할 수 있다.

< 제2수직구 벽체 시공준비단계 >

상기와 같이 제1수직구 벽체가 설치되는 과정에서 계속하여 굴착작업이 이루어져 제2수직구를 설치할 깊이가 확보되면 거푸집(60)을 하강시켜 제2수직구 벽체의 시공을 위하여 새로운 제2하프블록(300)을 설치할 준비를 한다.

한편, 제1수직구 벽체로부터 이격된 거푸집(60)의 상부에서 작업자가 제1하프블록(300)을 수평방향으로 관통하는 복수 개의 고정앙카(400)를 설치하여 하프블록을 독립적으로 굴착면에 고정한다.

또한, 유압실린더(40)의 단부에 설치된 마감판을 제거한다.

< 제2수직구 벽체 시공단계 >

거푸집(60)의 내부로 새로운 제2하프블록(300')을 위치시키고 실린더(40)에 연결봉(미도시)을 연결하여 단부가 제2하프블록(300')의 안내관(340)을 관통하여 하부로 노출시키고 마감판(미도시)을 연결하여 제2하프블록(300')을 지지한다.

또한, 상기 제1하프블록(300)과 제2하프블록(300')의 연결부분에는 지수재(320)를 삽입하고 제1하프블록(300)에 형성된 주입공(350)을 통하여 제2하프블록(300') 내부에 콘크리트 타설한다.

또한, 타설되는 콘크리트는 앞서 설명한 바와 같이 거푸집에 형성된 증기양생부(66)에 의하여 양생시간을 단축한다.

또한, 제1하프블록(300)과 제2하프블록(300')의 연결부분에는 복수 개의 플랜지(360) 또는 클램프(370)를 설치하여 블록의 연결상태를 보조적으로 견고하게 고정할 수 있다.

또한, 제2하프블록(300')으로부터 거푸집(60)을 하향이동시키고 거푸집의 상부에서 작업자가 제2하프블록(300')을 수평방향으로 관통하는 복수 개의 고정앙카(400)를 설치하여 하프블록을 독립적으로 굴착면에 고정한다.

한편, 수직구의 굴착은 지속적으로 진행된다. 즉, 수직구의 굴착은 수직구 벽체의 성형과 동시에 이루어질 수도 있고 별개로 이루어질 수도 있으며, 통상적으로 수직구의 굴착속도가 수직구 벽체의 성형속도 보다 빠르므로 제2수직구 벽체(B2)의 성형은 수직구의 굴착작업에 영향을 받지 않고 연속적으로 수행할 수 있다.

상기와 같은 과정을 반복 실시하여 목표로 하는 깊이의 수직구의 바닥에 도달하면 수직구 벽체의 시공을 완료하고 윈치(50)를 구동시켜 거푸집(60)을 압입장치 측으로 상승시킨 후 압입장치를 철거한다.

또한, 하향 이동하는 거푸집(60)은 앞서 설명한 바와 같이 매설수직부재(10)의 상부에 형성된 윈치(50)에 의하여 상하이동이 제어되며, 다른 실시예로 수평부재(30)에 고정된 와이어(61)와 거푸집(60)을 곤돌라식으로 연결하여 상하이동하는 형태를 시공환경에 맞도록 선택적으로 사용할 수 있다.

특히, 상기 곤돌라식으로 거푸집이 이동하는 경우 하프블록(300)과 거푸집(60)이 밀착되는 부분에 안내레일(74)을 설치하고 거푸집(60)을 미끄럼 이동 형태로 연결하여 거푸집(60)이 안내레일(74)에 밀착된 상태에서 상하이동함으로써 이동 중 흔들림 없이 안정적인 이동을 보장함과 동시에 거푸집(60)에 형성된 제동수단(미도시)에 의하여 자연추락을 물리적으로 방지함으로써 안정적인 작업환경을 제공할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 하향식 공법용 수직구 압입장치를 이용한 수직구 시공방법을 통하여 수직구의 굴착이 진행됨과 동시에 수직구 벽체의 시공이 동시에 이루어짐으로써 수직구 시공공기를 현저하게 단축시킬 수 있다.

또한, 수직구 벽체를 구성하는 블록을 반 가공 상태의 하프블록을 사용함으로써 경량의 블록으로 취급 및 이동이 용이하여 수직구의 시공이 안정적으로 이루어질 수 있음과 동시에 시공과정에서 블록의 내부에 콘크리트 타설함으로써 PC블록을 이용한 시공의 장점과 콘크리트 현장타설의 장점을 모두 제공함으로써 우수한 품질의 수직구를 시공할 수 있는 특징이 있다.

이상 설명한 바와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100 : 압입장치 10 : 매설수직부재
20 : 수직부재 21 : 가이드롤러
30 : 수평부재 31 : 가이드롤러
40 : 유압실린더 50 : 원치
60 : 거푸집 61 : 와이어
62 : 타설부 63 : 고정리브
64 : 연결바 65 : 연결판
66 : 증기양생부 70 : 작업대
71 : 보조원치 72 : 모터
73 : 과부하방지 74 : 안내레일
300 : 하프블록 310 : 몸체
311 : 연결돌기 312 : 연결홈
313 : 연결부 314 : 삽입홈
320 : 지수재 330 : 타설관
340 : 안내관 350 : 주입공
360 : 플랜지 361 : 콘
370 : 클램프 371 : 나선철근
372 : 조임너트

Claims

굴착할 수직구보다 큰 내경을 갖으며 지면에 일정부분이 매설되어 고정 설치되는 설치구조물(200);
상기 설치구조물(200)의 상면에 고정 설치되는 복수 개의 압입장치(100);를 포함하되,
상기 압입장치(100)는,
설치 구조물(200)의 내부에 연결 고정되는 매설수직부재(10)와, 상기 매설수직부재(10)의 상부에 연결되는 수직부재(20)와, 수직부재(20)의 상부에 수평으로 연결되는 수평부재(30)와, 상기 수평부재(30)의 하부에 조립되며 수직부재(20)에 연결 고정되는 유압실린더(40)와, 상기 매설수직부재(10)의 상면에 설치되는 윈치(50)와, 상기 수평부재(30)의 하부에 위치되며 윈치(50)와 와이어(61)로 연결되어 상하이동하는 거푸집(60) 및 상기 거푸집에 연결되는 작업대(70)와, 상기 거푸집(60)의 내부에 수용되며, 상부가 개방된 "ㄷ"형태의 단면을 갖으며 내부에 철근배근되는 몸체(310)와, 상기 몸체(310)의 상부에 한 쌍의 연결돌기(311)와 하부에 연결홈(312)과 지수재(320)가 삽입되며 상부에 그라우팅 타설관(330)이 형성된 연결부(313) 및 하향 이웃하는 하프블록과의 연결을 위하여 콘크리트가 주입되는 안내관(340) 및 주입공(350)이 일체로 형성된 하프블록(300)을 포함하는 것을 특징으로 하는 하향식 공법용 수직구 압입장치.
굴착할 수직구보다 큰 내경을 갖으며 지면에 일정부분이 매설되어 고정 설치되는 설치구조물(200);
상기 설치구조물(200)의 상면에 고정 설치되는 복수 개의 압입장치(100);를 포함하되,
상기 압입장치(100)는,
설치 구조물(200)의 내부에 연결 고정되는 매설수직부재(10)와, 상기 매설수직부재(10)의 상부에 연결되는 수직부재(20)와, 수직부재(20)의 상부에 수평으로 연결되며 하부에 와이어(61)가 형성된 수평부재(30)와, 상기 수평부재(30)와 수직부재(20)에 연결 고정되는 유압실린더(40)와, 상기 수평부재(30)에 형성된 와이어(61)에 곤돌라식으로 상하이동가능하게 연결되며, 상부의 와인더와 연결된 모터(72)와 과부하장치(73) 및 제동수단(미도시)이 와이어(61)와 연결되는 거푸집(60) 및 상기 거푸집에 연결되는 작업대(70)와, 상기 거푸집(60)의 내부에 수용되며, 상부가 개방된 "ㄷ"형태의 단면을 갖으며 내부에 철근배근되는 몸체(310)와, 상기 몸체(310)의 상부에 한 쌍의 연결돌기(311)와 하부에 연결홈(312)과 지수재(320)가 삽입되며 상부에 그라우팅 타설관(330)이 형성된 연결부(313) 및 하향 이웃하는 하프블록과의 연결을 위하여 콘크리트가 주입되는 안내관(340) 및 주입공(350)이 일체로 형성된 하프블록(300)을 포함하는 것을 특징으로 하는 하향식 공법용 수직구 압입장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 거푸집(60)은 단면이 "ㄴ"형태로 부채골 형태를 갖으며 내부에 콘크리트를 타설하거나 또는 블록을 거치할 수 있도록 구성된 타설부(62)와 일측에 상기 타설부(62)의 형태를 유지시키기 위한 복수 개의 고정리브(63) 및 와이어(61)와 연결되는 한 쌍의 연결바(64) 및 연결판(65)으로 구성되며 시공되는 수직구의 지름에 따라 4개 1조 또는 5개 1조로 구성됨을 특징으로 하는 하향식 공법용 수직구 압입장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 거푸집(60)과 작업대(70)는 보조윈치(71)로 연결되어 작업대(70)의 독립적인 상하이동이 가능함을 특징으로 하는 하향식 공법용 수직구 압입장치.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 거푸집(60)의 일측면에 밀착되며 이동식증기보일러(미도시)와 연결되는 증기양생부(66)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하향식 공법용 수직구 압입장치.
하향식 공법용 수직구 압입장치를 이용하여 수직구를 시공하는 방법으로서,
수직구를 시공할 위치를 일정깊이로 굴착하여 굴착주변으로 설치구조물(200)의 하부가 매설되고 상부가 노출되도록 설치한 상태에서 복수 개의 압입장치(100)를 서로 대항되는 위치에 설치고정하는 압입장치 및 구조물 설치단계;
수직구를 설치할 굴착면을 굴착하여 제1하프블록(300)을 설치할 깊이가 확보되면 압입장치(100)에 형성된 거푸집(60)에 제1하프블록(300)을 탑재하고 유압실린더(40)를 연결하고 하강시켜 제1하프블록(300)을 굴착면에 밀착시키고 제1하프블록의 내부에 콘크리트를 타설하여 제1수직구 벽체(B1)를 성형하는 제1수직구 벽체 시공단계;
제1수직구 벽체가 설치되는 과정에서 계속하여 굴착작업이 이루어져 제2수직구 벽체를 설치할 깊이가 확보되면 거푸집(60)을 하강시켜 제2수직구 벽체의 시공을 위하여 새로운 제2하프블록(300)의 설치를 준비함과 동시에 제1하프블록(300)을 수평방향으로 관통하는 복수 개의 고정앙카(400)를 설치하여 제1하프블록을 고정하는 제2수직구 벽체 시공준비단계;
거푸집(60)의 내부로 새로운 제2하프블록(300')을 위치시키고 실린더(40)에 연결봉(미도시)을 연결하여 단부가 제2하프블록(300')의 안내관(340)을 관통하여 하부로 노출시키고 마감판(미도시)을 연결하여 제2하프블록(300')을 지지한 상태에서 제1하프블록(300)과 제2하프블록(300')의 연결부분에 지수재(320)를 삽입하고 제1하프블록(300)에 형성된 주입공(350)을 통하여 제2하프블록(300') 내부에 콘크리트 타설하여 양생하고 제2하프블록(300)을 수평방향으로 관통하는 복수 개의 고정앙카(400)를 설치하여 제2하프블록을 고정하는 제2수직구 벽체 시공단계;
상기 과정을 반복 실시하여 목표로 하는 깊이의 수직구의 바닥에 도달하면 수직구 벽체의 시공을 완료하고 거푸집(60)을 압입장치 측으로 상승시킨 후 압입장치를 철거하는 완료단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 하향식 공법용 수직구 압입장치를 이용한 수직구 시공방법.
제 7항에 있어서,
상기 거푸집(60)의 일측면에 밀착되며 이동식증기보일러(미도시)와 연결되는 증기양생부(66)를 형성하고 양생하는 신속양생단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하향식 공법용 수직구 압입장치를 이용한 수직구 시공방법.
제 7항에 있어서,
상기 제1하프블록(300)과 제2하프블록(300')의 연결부분에는 복수 개의 플랜지(360) 또는 클램프(370)를 설치하여 블록의 연결상태를 보조적으로 견고하게 고정함을 특징으로 하는 하향식 공법용 수직구 압입장치를 이용한 수직구 시공방법.