KR102101586B1 - 하수관 시공을 위한 터파기 시스템 - Google Patents

하수관 시공을 위한 터파기 시스템 Download PDF

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    • F16L1/028Laying or reclaiming pipes on land, e.g. above the ground in the ground

Abstract

본 발명은 상,하수도 관로나 송전관로 등과 같은 관로를 새로 설치하거나 또는 기존 관로를 교체 또는 보수하기 위하여 지반을 터파기 함에 있어서, 좁은 도심 이면도로 등에서도 용이하게 작업할 수 있도록 하는 터파기 시스템에 관한 것으로서 하수관의 배치될 위치를 따라 이동하며, 굴토가 수행되야 하는 부분을 시각적으로 인지할 수 있도록 표시하는 지시기; 굴토가 완료된 개착부에 삽입되어 양 측면을 지지하는 흙막이 구조체; 상기 흙막이 구조체를 고정하는 고정핀; 및 상기 흙막이 구조체의 상부에 배치되는 복공판을 포함한다.

Description

하수관 시공을 위한 터파기 시스템{SYSTEM FOR EXCAVATION OF SEWAGE PIPE}
본 발명은 하수관 시공을 위한 터파기 시스템에 관한 것으로서, 상,하수도 관로나 송전관로 등과 같은 관로를 새로 설치하거나 또는 기존 관로를 교체 또는 보수하기 위하여 지반을 터파기 함에 있어서, 좁은 도심 이면도로 등에서도 용이하게 작업할 수 있도록 하는 터파기 시스템에 관한 것이다.
상,하수도 관로나 송전관로 등과 같은 관로를 설치, 보수 또는 교체하는 작업을 위해서는 지반을 터파기 해야 한다. 그런데 주택가 등의 폭이 좁은 이면도로에서 이러한 관로용 지반 터파기 작업을 수행하게 되면, 보행자나 차량 통행에 큰 지장을 주게 된다. 따라서 이러한 이면도로 등에서의 터파기 작업은 신속하게 수행되어야 할 뿐만 아니라, 야간시 작업이 진행되지 않을 때에는 보행자나 차량이 안전하게 지날 수 있는 보호 조치를 취해야 한다.
도 1에는 종래의 기술에 따라 지반을 터파기 하고 관로를 설치한 상태의 개략적인 단면도가 도시되어 있다.
도면에 도시된 것처럼, 터파기된 부분의 지반 지지를 위하여 엄지말뚝(11)을 횡방향으로 간격을 두고 지반에 관입하고, 종방향(관로의 길이 방향)으로 간격을 두고 설치된 엄지말뚝(11) 사이에 토류판을 설치한다. 굴착된 부분에 관로(5052 배치하게 되는데, 되메우기가 이루어지기 전의 상태에서는 보행자 등의 통행 보호를 위하여 개착된 상부를 복공판(52)으로 덮게 된다.
위와 같은 종래의 기술에서는 약 30 ~ 40m 씩 굴착하는 작업과 관로의 부설 작업이 동시에 이루어지게 때문에 시공 관리 및 시공 품질의 관리가 어렵다. 또한 종래의 기술에서 굴착심도가 깊어 위와 같이 복공판(52)을 이용할 경우, 복공판(52)이 엄지말뚝(11)에 의해 지지되는 구조를 가지고 있다. 즉, 종래의 기술에서는 복공판(52)에 의한 하중이 엄지말뚝(11)에 직접 가해지는 구조인 것이다. 따라서 엄지말뚝(11)은 굴착된 부분에서의 배면 지반에 의한 횡방향의 토압뿐만 아니라, 상부에 설치된 복공판(52)의 자중 및 그 위에 가해지는 통행하중에 의한 수직하중도 받게 된다. 따라서 엄지말뚝(11)의 하단부는 상당한 깊이로 양질의 지반까지 관입되어야 하며, 그에 따라 엄지말뚝(11)의 관입에 더 많은 시간과 비용이 소요되고 엄지말뚝(11)의 제원도 더 커지게 된다. 또한 도심지 이면도로에서 엄지말뚝을 양질의 지반까지 깊게 관입시키기 위해서는 항타 장비 등이 추가로 투입되어야 하고, 항타 과정에서 발생하는 소음으로 인하여 민원이 발생하게 된다. 따라서 실질적으로 도심지 이면도로에서는 종래 기술과 같이 엄지말뚝(11)에 의해 복공판(52)이 지지되는 방식으로는 관로 설치를 위한 터파기 공사가 어려운 실정이다.
더 나아가 종래의 복공판(52)은 강재로 만들어지고 그 중량이 상당하므로, 인력에 의해 복공판(52)을 설치하거나 철거하기가 어려워서, 크레인 등의 중장비가 동원되어야 하며, 도심지 이면도로의 좁은 작업 공간에 크레인 등이 동원됨으로 인하여 통행 불편은 물론이고 작업성도 크게 저하되는 문제가 발생한다.
또한 종래의 기술에서는 지반 터파기 공사를 수행함에 있어서, 종방향으로 지반을 굴착해가면서 관로를 부설하는 작업을 동시에 수행하게 된다. 이와 같이 종래기술에서는 지반의 굴착과 관로의 부설이 동시에 이루어지므로 이를 위해서 굴착 장비뿐만 아니라, 설치될 관로, 다짐장비, 포설장비 등이 동시에 필요하다. 좁은 이면도로에서는 이와 같이 여러 가지 장비가 동시에 존재하게 되면 작업공간이 매우 혼잡하여 민원이 발생하고 보행자등의 통행이 불가능할 뿐만 아니라, 보행자를 통행시키더라도 보행자의 안전성 확보가 어렵다는 문제가 발생한다.
또한 공사가 일시 중단되고 복공판(52)이 덮여있는 상태에서도 여러 종류의 장비들이 공사 현장에 그대로 존재하게 되어 보행자나 차량 등의 통행이 불가능하여 큰 불편을 야기하게 되는 단점이 있다.
특허문헌 1 : 대한민국 공개특허 제10-2012-0013182호 공개일자 2012년02월14일
본 발명은 하수도 관로나 송전관로 등과 같은 관로를 새로 설치하거나 또는 기존 관로를 교체 또는 보수하기 위하여 지반을 터파기 함에 있어서, 좁은 도심 이면도로 등에서도 용이하게 작업할 수 있도록 하는 터파기 시스템의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 하수관 시공을 위한 터파기 시스템은, 하수관의 배치될 위치를 따라 이동하며, 굴토가 수행되여야 하는 부분을 시각적으로 인지할 수 있도록 표시하는 지시기; 굴토가 완료된 개착부에 삽입되어 양 측면을 지지하는 흙막이 구조체; 상기 흙막이 구조체를 고정하는 고정핀; 및 상기 흙막이 구조체의 상부에 배치되는 복공판을 포함한다.
이때, 상기 지시기는, 굴토가 수행되여야 하는 부분을 지면에 표시하는 라인 투사부; 상기 라인 투사부의 높이를 조절하는 높이 조절부; 및 굴토 진행에 따라 라인 투사부를 이동시키는 이동부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 흙막이 구조체는, 상기 개착부의 양 측면을 지지하도록 상기 개착부의 깊이의 대응되는 높이를 가지는 한 쌍의 벽체부; 및 상부 방향의 누름에 의해 펼쳐지는 구조로서, 한 쌍의 상기 벽체부 내측에 배치되어 상기 누름에 의해 한 쌍의 상기 벽체부를 상기 개착부의 양 측면에 밀착 시키는 밀착부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 벽체부는, 상하 방향으로 연결된 관통공을 적어도 하나 포함할 수 있다.
한편, 상기 밀착부는, 상기 벽체부의 내측면에 탈착 가능하도록 구비되되, 접힘 및 펼침 가능하도록 경첩 구조를 가지는 제1 밀착 관절; 상기 제1 밀착 관절과 동일한 형태로서, 상기 제1 밀착 관절과 상하로 방향으로 나란하게 배치되는 제2 밀착 관절; 및 상기 제1 밀착 관절의 접절부와, 상기 제2 밀착 관절의 접절부를 연결하여 상기 제1 밀착 관절을 펼치기 위해 인가되는 힘을 상기 제2 밀착 관절로 전달하는 연결 부재를 포함할 수 있다.
아울러, 상기 제1 밀착 관절의 펼침 길이는, 상기 개착부의 폭에 대응되는 길이로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 하수관 시공을 위한 터파기 시스템에 의하면,
첫째, 지시기가 굴토가 수행되야 하는 부분을 표시하므로, 굴삭기 작업자는 지시 라인을 따라 굴토하는 것 만으로 정밀한 개착부의 형성이 가능하다.
둘째, 지시기에 의해 개착부의 정밀한 굴토가 가능하므로 규격화된 흙막이 모듈(흙막이 구조체)을 사용하여 신속한 측벽 시공이 가능하다.
셋재, 흙막이 구조체의 벽체부는 밀착부에 의해 전개되어 개착부의 양 벽면에 밀착하므로 굴삭기 등으로 밀착부를 누르는 동작등에 의해 신속한 벽체부의 전개를 수행할 수 있다.
넷째, 벽체부는 고정핀에 의해 고정되고, 밀착부는 벽체부에서 탈착 가능하도록 구비되므로 하수관 시공을 위한 공간의 용이한 확보가 가능하다.
도 1은 종래의 기술에 따라 지반을 터파기 하고 관로를 설치한 상태의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시에에 따른 하수관 시공을 위한 터파기 시스템의 사시도이다.
도 3은 흙막이 구조의 도시한 사시도이다.
도 4는 개착부의 단면도이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 하수관 시공을 위한 터파기 시스템에 의한 시공 진행 단계를 설명한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성 요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
도 2는 본 발명의 일 실시에에 따른 하수관 시공을 위한 터파기 시스템의 사시도이고, 도 3은 흙막이 구조의 도시한 사시도이고, 도 4는 개착부의 단면도이고, 도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 하수관 시공을 위한 터파기 시스템에 의한 시공 진행 단계를 설명한다.
도 2 내지 도 8을 참고하면, 본 발명에 따른 하수관 시공을 위한 터파기 시스템(1000)은 지시기(100), 흙막이 구조체(200), 고정핀(300) 및 복공판(400)을 포함한다.
지시기(100)는 하수관(500)이 배치될 위치(L)를 따라 이동하며, 굴토가 수행되야 하는 부분을 시각적으로 인지할 수 있도록 표시한다.
지시기(100)는 라인 투사부(110), 높이 조절부(120) 및 이동부(130)를 포함한다.
라인 투사부(110)는 굴토가 수행되야 하는 부분을 지면에 표시한다. 이를 위해 라인 투사부(110)는 레이저 표시기(미도시) 및 거리 측정기(미도시)를 포함한다.
라인 투사부(110)는 굴토가 필요한 부분의 지면에 레이저 표시기 등으로 일정 패턴(P)을 투사한다. 따라서 굴삭기(K) 작업자는 패턴이 표시된 부분을 굴삭하여 하수관(500) 설치를 위한 공간(즉, 개착부(A)의 굴토를 진행할 수 있다.
라인 투사부(110)는 개착부(A)의 폭(D)에 대응되는 패턴(P)를 투사하는데, 개착부(A)의 깊이에 맞추어 패턴의 색상 또는 형태를 변화할 수 있다. 거리 측정기가 굴토 과정 중에서 깊이를 측정한다. 따라서, 시공하고자 하는 깊이에 도달했는지를 작업자에게 패턴(P)의 변화 등을 통해 인식시킬 수 있다.
높이 조절부(120)는 형성하고자 하는 개착부(A)의 크기에 맞추어 라인 투사부(110)의 높이를 조절한다.
이동부(130)는 굴토 진행에 따라 라인 투사부(110)를 이동시킨다. 지시기(100)는 하수관(500)이 배치될 위치(L)를 따라 이동한다.
개착부(A)가 일정 길이 형성되면, 이동부(130)는 지면에 페인트 등으로 표시한 하수관(500)이 배치될 위치(L)를 따라 이동한다. 실시자에 따라서는 지시기(100)를 간소하게 구현하기 위해 이동부(130) 및 높이 조절부(120)는 삼각대 형태로 실시할 수도 있다.
굴삭기 등에 의한 굴토 작업을 통해 하수관(500)의 설치를 위한 개착부(A)가 형성된다. 이때, 개착부(A)는 굴토 깊이, 횡방향 토압, 토질 등에 의해 하수관(500)의 설치 전, 또는 설치 과정 중에 무너져 내릴 수 있다. 따라서, 하수관(500)의 원활한 설치를 위해 개착부(A)의 양 측면을 지지할 필요가 있다.
흙막이 구조체(200)는 굴토가 완료된 개착부(A)에 삽입되어 개착부(A)의 양 측면을 지지한다. 흙막이 구조체(200)는 한 쌍의 벽체부(210L, 210R) 및 밀착부(220)를 포함한다.
벽체부(210L, 210R)는 개착부(A)의 양 측면을 지지하도록 개착부(A)의 깊이에 대응되는 높이를 가지도록 형성된 한 쌍의 벽체이다.
벽체부(210L, 210R)는 강재로 형성되며, 토압을 지탱하기 위해 횡방향(즉, 길이 방향)으로 굴곡진 부분을 포함하나 간결한 도시를 위해 도 3에서는 단순한 벽체 형태로 도시하였다.
벽체부(210L, 210R)는 양 측부에 상하 방향으로 연결되는 관통공(211)을 구비한다. 관통공(211)에는 고정핀(300)이 삽입되어 벽체부(210L, 210R)를 지면에 고정시켜 벽체부(210L, 210R)가 토압에 의해 밀리는 것을 방지한다.
도시된 바에 따르면 관통공(211)은 측단부에 1개씩 모두 2개가 구비되는 것으로 되어 있으나, 이는 실시 가능한 형태 가운제 하나일 뿐으로서, 벽체부(210L, 210R)의 길이에 따라 구비되는 관통공(211)의 수는 적절하게 변형될 수 있다.
또한 도시된 바에 따르면 관통공(211) 및 고정핀(300)은 원형 단면을 가지는 형태로 되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 모식적인 도시일 뿐으로서 본 발명에서 관통공(211) 및 고정핀(300)의 형태는 도시된 바에 한정되는 것이 아니라 실시자에 따라 적절한 형태로 변형 실시될 수 있다.
밀착부(220)는 상부 방향의 누름에 의해 펼쳐지는 구조로서, 한 쌍의 벽체부(210L, 210R) 내측에 배치되어 누름에 의해 벽체부(210L, 210R)가 개착부(A)의 양 측면에 밀착되도록 한다.
일 실시형태에 따르면, 밀착부(220)는 제1 밀착 관절(221), 제2 밀착 관절(222) 및 연결 부재(223)를 포함한다.
제1 밀착 관절(221)은 접힘 및 펼침이 가능하도록 경첩 구조를 가진다. 이때, 제1 밀착 관절(221)은 벽체부(210L, 210R)의 내측면에 탈착 가능하도록 구비된다.
제2 밀착 관절(222)은 제1 밀착 관절(221)과 동일한 형태이다. 즉, 제2 밀착 관절(222) 또한 접힘 및 펼침이 가능하도록 경첩 구조를 가지며, 벽체부(210L, 210R)의 내측면에 탈착 가능하도록 구비된다.
제2 밀착 관절(222)은 제1 밀착 관절(221)과 상하 방향으로 나란하게 배치된다.
연결 부재(223)는 제1 밀착 관절(221)의 접절부와 제2 밀착 관절(222)의 접절부를 연결한다. 따라서, 제1 밀착 관절(221)을 펼치기 위해 인가되는 힘을 제2 밀착 관절(222)로 전달하여 한 쌍의 벽체부(210L, 210R)가 평행한 상태를 유지하면서 개착부(A)의 양 측면에 밀착될 수 있게한다.
이때, 제1 밀착 관절(221)과 제2 밀착 관절(222)의 펼침 길이는 개착부(A)의 폭(D)에 대응되는 길이로 형성되는 것이 바람직하다. 제1 밀착 관절(221)의 펼침 길이와 벽체부(210L, 210R)의 두께가 개착부(A)의 폭(D)과 동일하게 되는 것이 바람직하다.
도시 생략하였으나, 제1 밀착 관절(221)의 접절부는 폴드로킹(Fold Locking) 구조를 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 굴삭기 등에 의해 제1 밀착 관절(221)의 접절부가 눌려 제1 밀착 관절(221)이 완전히 펴지면 제1 밀착 관절(221)은 펴진 상태를 유지하므로, 이후 고정핀(300)에 의한 고정이 이루어질 때 까지 개착부(A)의 무너짐을 방지할 수 있다.
고정핀(300)은 흙막이 구조체(200)를 고정하는 핀으로서, 앞서 설명한 바와 같이 관통공(211) 및 고정핀(300)의 형태는 도시된 바에 한정되는 것이 아니라 실시자에 따라 적절한 형태로 변형 실시될 수 있다. 고정핀(300)은 굴삭기(K)에 구비되는 착암기 등을 이용하여 설치할 수 있다.
복공판(400)은 흙막이 구조체(200)의 상부에 배치되는 것으로서 고정핀(300)에 의해 한 쌍의 벽체부(210L, 210R)의 고정이 완료된 이후 설치되는 것이 바람직하다. 복공판(400)에 의해 개착부(A) 상의 통행 및 작업 진행이 가능하므로 굴삭기(K)에 의한 연속작인 굴토 진행이 가능하다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
1000 : 터파기 시스템
100 : 지시기
200 : 흙막이 구조체
300 : 고정핀
400 : 복공판
500 : 하수관

Claims (6)

  1. 하수관의 배치될 위치를 따라 이동하며, 굴토가 수행되야 하는 부분을 시각적으로 인지할 수 있도록 표시하는 지시기;
    굴토가 완료된 개착부에 삽입되어 양 측면을 지지하는 흙막이 구조체;
    상기 흙막이 구조체를 고정하는 고정핀; 및
    상기 흙막이 구조체의 상부에 배치되는 복공판을 포함하되,
    상기 지시기는,
    굴토가 수행되여야 하는 부분을 지면에 표시하는 라인 투사부;
    상기 라인 투사부의 높이를 조절하는 높이 조절부; 및
    굴토 진행에 따라 라인 투사부를 이동시키는 이동부를 포함하고,
    상기 흙막이 구조체는,
    상기 개착부의 양 측면을 지지하도록 상기 개착부의 깊이의 대응되는 높이를 가지는 한 쌍의 벽체부; 및
    상부 방향의 누름에 의해 펼쳐지는 구조로서, 한 쌍의 상기 벽체부 내측에 배치되어 상기 누름에 의해 한 쌍의 상기 벽체부를 상기 개착부의 양 측면에 밀착 시키는 밀착부를 포함하고,
    상기 벽체부는,
    상하 방향으로 연결된 관통공을 적어도 하나 포함하고,
    상기 밀착부는,
    상기 벽체부의 내측면에 탈착 가능하도록 구비되되, 접힘 및 펼침 가능하도록 경첩 구조를 가지는 제1 밀착 관절;
    상기 제1 밀착 관절과 동일한 형태로서, 상기 제1 밀착 관절과 상하로 방향으로 나란하게 배치되는 제2 밀착 관절; 및
    상기 제1 밀착 관절의 접절부와, 상기 제2 밀착 관절의 접절부를 연결하여 상기 제1 밀착 관절을 펼치기 위해 인가되는 힘을 상기 제2 밀착 관절로 전달하는 연결 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수관 시공을 위한 터파기 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 밀착 관절의 펼침 길이는,
    상기 개착부의 폭에 대응되는 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 하수관 시공을 위한 터파기 시스템.
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