KR102139722B1 - 원형관 모듈의 연직 결합에 의한 수중 가시설물 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연직방향으로 복수개의 원형관 모듈(Round Steel Pipe Modules)을 연직방향으로 적층 배치하고 수면 위에서 서로 수밀하게 접합하는 과정을 통해서 필요한 연직 높이를 가지는 수중 가시설물을 구축함으로써, 대용량 해상 크레인의 사용을 억제함으로써, 시공비용의 절감과 공기 단축의 효과를 달성하며, 회수된 부재를 수심이 상이한 현장으로 이송한 후 즉각적으로 사용 가능하게 함으로써, 부재의 재사용 가치를 높일 수 있는 "원형관 모듈의 연직 결합에 의한 수중 가시설물 시공방법"에 관한 것이다.

Description

원형관 모듈의 연직 결합에 의한 수중 가시설물 시공방법{Cofferdam Construction Method using Connection of Steel Pipe Modules}

본 발명은 수중에 설치한 후, 사용 목적이 완수되면 철거하게 되는 수중 가시설물 시공방법에 관한 것으로서, 구체적으로 수중에 설치한 후 사용이 완료되면 철거하게 되는, 가물막이와 같은 수중 가시설물을 시공하고 철거함에 있어서, 연직방향으로 복수개의 원형관 모듈(Round Steel Pipe Modules)을 연직방향으로 적층 배치하고 수면 위에서 서로 수밀하게 접합하는 과정을 통해서 필요한 연직 높이를 가지는 수중 가시설물을 구축함으로써 대용량 해상 크레인의 사용을 억제함으로써, 시공비용의 절감과 공기 단축의 효과를 달성하며, 회수된 부재를 수심이 다른 또다른 현장에 대해서도 즉각적으로 사용 가능하도록 함으로써, 부재의 재사용 가치를 높일 수 있는 "원형관 모듈의 연직 결합에 의한 수중 가시설물 시공방법"에 관한 것이다.

수상 또는 해상에서 설치되는 수중 가(假)시설물로서 대표적인 것 중의 하나는 건식(乾式) 작업공간을 확보하기 위한 가물막이이다. 예를 들어, 교각 구조물을 시공할 때에는 가물막이를 설치하고, 가물막이의 내부를 배수하여 건식(乾式) 작업공간을 확보한 후, 건식 작업공간 내에서 교각 구조물을 시공한 후, 가물막이를 철거하게 된다. 가물막이는 교각 구조물을 시공할 경우 이외에도 기타 다양한 목적으로 건식 작업공간을 확보할 필요가 있을 때 설치하게 된다. 수중 가시설물에는 이러한 가물막이 이외에도 말뚝 형태 부재 등과 같이 지지부재로서의 목적이나 기타 다양한 목적을 위해 시공되는 각종 시설물이 포함된다. 본 명세서에서는 편의상 수중 가시설물로서 "가물막이"를 예시하여 본 발명 및 종래 기술을 설명하였으나, 본 발명은 가물막이에만 한정되는 것은 아니며, 수중 또는 수상에서의 작업을 위해 수중에 연직하게 설치되는 지지부재 등의 다양한 목적의 수중 구조물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

종래에는 수중 가시설물로서 대형 원형 강관을 이용하였다. 수심 이상의 연직 길이를 가지며 상,하가 개방된 큰 지름의 대형 원형 강관을 육상에서 제작하여 해상의 현장으로 운송한다. 대용량의 해상 크레인을 이용하여 대형 원형 강관을 인양하여 수중에 투입하게 되는데, 수중 가시설물이 가물막이로 이용되는 경우에는 대형 원형 강관의 하단이 해저 지반에 관입되어 차수가 이루어진 후, 대형 원형 강관의 내부 공간을 배수시켜서 건식(乾式) 작업공간을 확보하였다. 건식 작업공간 내에서의 필요한 작업(예를 들어, 교각 구조물의 구축 등)이 완료되면, 다시 대용량의 크레인을 이용하여 대형 원형 강관을 인양하여 회수한 후, 이를 육상으로 이송하였다. 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0013287호에는 교각 구조물의 시공을 위해 대형 원형 강관을 이용하여 가물막이를 시공하는 것을 보여주는 종래 기술이 개시되어 있다.

그런데 지지 지반의 수심이 깊어지거나 또는 필요한 수중 가시설물의 지름이 커질수록, 이에 사용되는 대형 원형 강관의 크기와 중량 등의 규모가 커지게 되고, 그에 따라 운송 및 취급이 어려워진다. 특히, 크기와 중량이 큰 대단면(大斷面)의 원형 강관을 수중에 투입하기 위해서는 대용량 크레인이 필요한데, 대용량 크레인을 조달하고 운용하는데는 막대한 비용이 소요된다. 또한 대용량 크레인의 조달 및 운용은 기상 상황에도 크게 좌우된다. 따라서 대단면을 가지는 대형 원형 강관을 이용한 종래 기술에 의해 수중 가시설물 공사를 수행하는 경우, 매우 큰 시공비용이 소요되며, 대용량 크레인의 조달에 어려움이 발생할 수 있고, 기상 상황에 따라서는 대용량 크레인의 운용에 차질이 발생할 가능성이 매우 커서 공기(工期)가 매우 지연될 수 있다는 문제점이 있다.

그 뿐만 아니라, 종래 기술에 의해 원형 강관을 이용하여 수중 가시설물을 시공하였을 경우, 사용 후 철거를 위해서도 대용량 크레인을 이용해야 하는 바, 위에서 언급한 것처럼 대용량 크레인의 이용에 따른 문제점(해상 상황에 따른 공기 지연, 비용 증가 등)이 발생하게 된다.

특히, 수중 가시설물 시공에서 대형 원형 강관을 이용하는 종래 기술의 경우, 사용이 완료된 대형 원형 강관의 재사용에 제한이 있다. 수중 가시설물로서 가물막이를 구축하는 경우에는 내부의 건식 작업공간 확보를 위하여, 이에 이용되는 대형 원형 강관은 수심(水深) 깊이 이상의 연직 높이를 가져야만 하는데, 대형 원형 강관의 연직 높이를 결정하게 되는 수심 깊이는 시공 현장마다 상이하므로, 하나의 현장에서 회수한 대형 원형 강관은 수심 깊이가 상이한 또다른 현장에 즉각적으로 투입할 수 없다. 결국 종래 기술에서 이용되는 대형 원형 강관은 재사용에 있어서 상당한 제약이 존재하는 것이다.

대한민국 공개특허공보 제10-2013-0013287호(2013.02.06.공개)

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점과 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 취급과 운반이 용이한 연직 높이를 가지는 원형 관부재로 이루어진 복수개의 원형관 모듈(Round Steel Pipe Modules)을 연직방향으로 순차적으로 적층 배치하고 수면 위의 위치에서 서로 수밀하게 조립 접합하여 수중 가시설물을 구축하고, 수중 가시설물의 사용이 완료된 후에는, 효율적으로 원형관 모듈을 분리하여 회수함으로써, 수중 가시설물이 설치되어야 할 위치의 수심이 깊거나 또는 수중 가시설물로 이용되는 원형 강관 직경 등의 규모가 크더라도, 그에 맞추어서 수중 가시설물을 효율적이고 경제적으로 시공할 수 있도록 하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히, 본 발명은 대형 원형 강관을 수중 가시설물로 이용함에 따른 대용량 크레인의 사용을 배제함으로써, 수중 가시설물의 설치 및 철거 과정에서 발생할 수 있는 대용량 크레인 사용비용을 절감하여 시공경제성을 향상시키고, 중,소규모의 크레인을 사용할 수 있도록 함으로써 공기 지연을 최소화시킬 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

더 나아가, 본 발명은 회수된 가물막이용 원형관 모듈을, 수심 깊이가 상이한 또다른 현장에 즉각적으로 투입하여 사용할 수 있도록 함으로써, 자원 재사용의 효율을 높일 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 복수개의 원형관 모듈을 연직방향으로 순차적으로 적층 배치하고 상,하층의 원형관 모듈을 서로 수밀하게 조립 접합하여 수중 가시설물을 구축하는 과정과, 수중 가시설물의 사용 후 원형관 모듈을 순차적으로 분리시켜 제거함으로써 수중 가시설물을 해체하는 과정을 포함하는 수중 가시설물 시공방법으로서, 수중 가시설물을 구축하는 과정에는, 원형관 모듈 인양시 지지대로서 역할을 하게 될 지지말뚝을 해저 지반에 연직하게 고정 설치하는 단계; 최하단의 제1원형관 모듈의 내부에 지지말뚝이 위치하고, 제1원형관 모듈의 상단이 수면 위에 위치하는 상태를 유지하도록 제1원형관 모듈을 거치용 와이어에 의해 지지말뚝에 매달아 설치하는 단계; 이송되어 온 상층의 제2원형관 모듈을 제1원형관 모듈 위에 연직하게 적층 배치하고 위아래 원형관 모듈을 분해가 가능한 형태로 서로 수밀하게 조립 결합하는 단계; 거치용 와이어를 늘어뜨려서 제1원형관 모듈을 하강시킴으로써 수중에 잠기게 만들고, 그 위쪽의 제2원형관 모듈은 상단이 수면 위에 위치하게 만드는 단계; 이송되어 온 최상위의 제3원형관 모듈을 제2원형관 모듈 위에 연직하게 적층 배치하고 위아래 원형관 모듈을 분해가 가능한 형태로 서로 수밀하게 조립 결합하는 단계; 및 거치용 와이어를 더 늘어뜨려서 제3원형관 모듈과 그 아래에서 일체로 조립된 제1, 2원형관 모듈들을 하강시킴으로써 제1원형관 모듈의 하단이 해저 지반에 관입되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 가시설물 시공방법이 제공된다.

위와 같은 본 발명의 수중 가시설물 시공방법에 있어서, 수중 가시설물을 해체하는 과정은, 수중 가시설물에 의해 확보된 건식 작업공간에서 시공 설치된 신축구조물에 복수개의 제1신축잭장치를 설치하고, 제1인양용 와이어를 각각의 제1신축잭장치와 수중 가시설물의 최상위의 제3원형관 모듈 사이에 연결 설치하는 단계; 제1신축잭장치를 연직 상향으로 신장시켜서 제1인양용 와이어를 위로 당김으로써, 수중 가시설물 전체를 상승시켜서 제3원형관 모듈과, 그 아래에 위치하는 제2원형관 모듈 간의 접합 부분이 수면 위에 위치하게 만드는 단계; 제2원형관 모듈에 제2인양용 와이어의 타단을 결합하고 제2인양용 와이어의 일단은 신축구조물에 결합함으로써, 제2인양용 와이어를 이용하여 수중 가시설물을 신축구조물에 매달아서 수중 가시설물의 상승 상태를 유지하는 단계; 제3원형관 모듈을, 제2원형관 모듈 및 제1인양용 와이어로부터 분리시켜서 제거하는 단계; 제1신축잭장치를 수축시키고, 제1인양용 와이어를 제2원형관 모듈에 연결하는 단계; 제1신축잭장치를 연직 상향으로 신장시켜서 제1인양용 와이어를 위로 당김으로써 수중 가시설물 전체를 상승시켜서 제2원형관 모듈과 그 아래의 제1원형관 모듈 간의 접합 부분이 수면 위에 위치하게 만드는 단계; 제2인양용 와이어의 타단을 제2원형관 모듈로부터 분리시킨 후, 제1원형관 모듈에 다시 결합함으로써, 제2인양용 와이어를 이용하여 제1원형관 모듈을 신축구조물에 매달아서 상승 상태를 유지하는 단계; 제2원형관 모듈을, 제2인양용 와이어 및 제1원형관 모듈로부터 분리시켜서 제거하는 단계; 및 제1원형관 모듈을 인양하여 제거하는 단계를 포함할 수 있다.

이와 달리, 본 발명의 수중 가시설물 시공방법에 있어서, 수중 가시설물을 해체하는 과정은, 수중 가시설물에 의해 확보된 건식 작업공간에 시공 설치된 신축구조물에 복수개의 제1신축잭장치와 복수개의 제2신축잭장치를 설치하고, 제1인양용 와이어를 각각의 제1신축잭장치와 수중 가시설물의 최상위의 제3원형관 모듈 사이에 연결 설치하는 단계; 제1신축잭장치를 연직 상향으로 신장시켜서 제1인양용 와이어를 당김으로써, 수중 가시설물 전체를 상승시켜서 제3원형관 모듈과, 그 아래에 위치하는 제2원형관 모듈 간의 접합 부분이 수면 위에 위치하게 만드는 단계; 제2원형관 모듈에 제2인양용 와이어의 타단을 결합하고 제2인양용 와이어의 일단은 제2신축잭장치에 결합함으로써, 제2인양용 와이어를 이용하여 수중 가시설물을 신축구조물에 매달아서 수중 가시설물의 상승 상태를 유지하는 단계; 제3원형관 모듈을, 제2원형관 모듈 및 제1인양용 와이어로부터 분리시켜서 제거하는 단계; 제2신축잭장치를 연직 상향으로 신장시켜서 제2인양용 와이어를 당김으로써, 수중 가시설물 전체를 상승시켜서 제2원형관 모듈과 그 아래의 제1원형관 모듈 간의 접합 부분이 수면 위에 위치하게 만드는 단계; 제1신축잭장치를 수축시키고 제1인양용 와이어를 최하단의 제1원형관 모듈에 결합함으로써, 제1인양용 와이어를 이용하여 제1원형관 모듈(1a)을 신축구조물에 매달아서 상승 상태를 유지하는 단계; 제2원형관 모듈을, 제2인양용 와이어 및 제1원형관 모듈로부터 분리시켜서 제거하는 단계; 및 제1원형관 모듈을 인양하여 제거하는 단계를 포함할 수도 있다.

더 나아가, 상기한 본 발명의 수중 가시설물 시공방법에 있어서, 거치용 와이어를 늘어뜨려서 제1원형관 모듈과 제2원형관 모듈을 하강시켜서 상층 원형관 모듈의 상단이 수면 위에 위치하게 만든 단계의 이후에, 추가적인 중간층 원형관 모듈을 제2원형관 모듈 위에 적층 배치하여 조립 결합하고, 거치용 와이어를 더욱 늘어뜨려서 중간층 원형관 모듈과 그 아래쪽에 일체화된 원형관 모듈들을 하강시켜서 중간층 원형관 모듈의 상단이 수면 위에 위치하게 만든 단계를 반복하여 수행하는 단계를 수행한 후, 이송되어 온 최상위의 원형관 모듈을 적층하는 단계를 수행하게 될 수도 있다.

본 발명에 의하면, 취급과 운반이 용이한 연직 높이를 가지는 원형 관부재로 이루어진 복수개의 원형관 모듈을 연직방향으로 순차적으로 적층 배치하고 수면 위의 위치에서 서로 수밀하게 조립 접합하여 수중 가시설물을 구축하고, 수중 가시설물의 사용이 완료된 후에는 효율적으로 원형관 모듈을 분리하여 회수함으로써, 수중 가시설물이 설치되어야 할 위치의 수심이 깊거나 또는 수중 가시설물의 면적/규모가 크더라도, 그에 맞추어서 수중 가시설물을 효율적이고 경제적으로 시공할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

특히, 본 발명은 대형 원형 강관을 수중 가시설물로 이용함에 따른 설치 및 철거 과정에서 대용량 크레인의 사용을 배제함으로써, 대용량 크레인 사용비용을 절감하여 시공경제성을 향상시키고, 중,소규모의 크레인을 사용할 수 있도록 함으로써 공기 지연을 최소화시킬 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

더 나아가, 본 발명은 회수된 가물막이용 원형관 모듈을, 수심 깊이가 상이한 또다른 현장에 즉각적으로 투입하여 사용할 수 있으며, 따라서 자원 재사용의 효율을 향상시킬 수 있게 되는 장점이 있다.

또한, 본 발명에서는 원형관 모듈 간의 조립과 해체 작업, 그리고 하강 설치와 인양을 위하여 원형관 모듈에 와이어를 연결하고 분리하는 작업이 모두 수면 위에서 이루어질 수 있는 바, 수중 작업이 필요 없어지며, 그만큼 작업 효율이 향상되어 시공비용 절감 및 공기단축의 매우 유리한 효과가 발휘된다.

도 1 내지 도 7은 각각 본 발명의 시공방법에 따라 수중 가시설물을 구축하는 과정을 순차적으로 보여주는 개략도이다.
도 8 내지 도 15는 각각 본 발명의 시공방법에 따라 수중 가시설물을 해체하여 철거하는 과정을 순차적으로 보여주는 개략도이다.
도 16 내지 도 21은 각각 본 발명의 시공방법에 따라 수중 가시설물을 해체하여 철거할 때, 신축잭장치를 교번하여 작동하지 않을 경우의 일부 과정을 순차적으로 보여주는 개략도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다. 특히, 청구범위를 포함한 본 명세서에서 "원형관(圓形管)"이라는 용어는 단면 형상이 원형인 것뿐만 아니라 타원형이나 기타 다각형으로 이루어진 관형상 부재를 모두 포함하여 지칭하는 것으로 이해되어야 한다. 또한 본 발명에서 대상이 되는 수중 가시설물은 "가(假)시설"이므로 필요한 위치에 구축된 후에는 철거가 이루어져야 한다. 따라서 본 발명에서 "시공방법"은 수중 가시설물을 구축하는 과정뿐만 아니라 철거하는 과정을 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 그리고 본 발명의 가물막이는 바다(海) 뿐만 아니라, 하천에서도 시공될 수 있는 것인 바 청구범위를 포함한 본 명세서에서 "해저 지반"이라는 용어는 바다에서의 수중 지반만을 의미하는 것이 아니라 하천 바닥을 포함하는 의미 즉, 가물막이가 설치되는 지반 전체를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 무엇보다도, 본 명세서에서는 편의상 수중 가시설물로서 "가물막이"를 예시하여 본 발명을 설명하였으므로, 수중 가시설물 설치 후, 그 내부를 배수하여 건식 작업공간을 확보하고, 교각 구조물을 시공하는 등의 과정에 대해서도 설명하였으나, 본 발명은 가물막이에만 한정되는 것은 아니며, 수중 또는 수상에서의 작업을 위해 수중에 연직하게 설치되는 지지부재 등의 다양한 목적의 수중 구조물을 포함한다. 따라서 본 발명을 이용함에 있어서 배수에 의한 건식 작업공간 확보 등은 생략될 수 있다.

도 1 내지 도 7에는 각각 본 발명의 시공방법에 따라 원형관 모듈을 연직하게 배치하고 결합함으로써 수중 가시설물을 구축하는 과정을 순차적으로 보여주는 개략도가 도시되어 있다.

본 발명에서는 취급과 운반이 용이한 연직 높이를 가지는 원형관 부재로 이루어지고 동일한 직경과 단면 형상을 가진 복수개의 원형관 모듈을 연직방향으로 순차적으로 적층 배치하고 상,하층의 원형관 모듈을 서로 수밀하게 조립 접합하여 수중 가시설물(100)을 구축하게 된다. 이러한 본 발명에 의하면, 원형관 모듈의 취급, 운반이 매우 용이하며, 그에 따라 수중 가시설물이 설치될 위치의 수심이 깊거나 또는 단면 크기가 큰 대단면의 수중 가시설물을 효율적이고 경제적으로 시공할 수 있게 된다.

본 발명의 시공방법에서는 우선 도 1에 도시된 것처럼 수중 가시설물의 시공 위치를 확인할 수 있도록 하며, 복수개의 원형관 모듈을 순차적으로 하강시켜 적층할 때 원형관 모듈이 안정적으로 연직하게 하강할 수 있도록 가이드하는 기능의 가이드 파일(9)을 수중 가시설물 구축 현장에서 해저 지반(300)에 하단이 관입되도록 연직하게 설치한다. 도 1에서 이점쇄선은 후속하는 일련의 과정에 의해 구축하게 될 수중 가시설물의 위치를 나타내는 것이다.

도면에 도시된 것처럼 가이드 파일(9)은 복수개로 설치될 수 있으며, 가이드 파일(9)의 설치 위치는, 원형관 모듈을 설치할 때, 가이드 파일(9)이 원형관 모듈의 외면 또는 내면에 접하도록 설정할 수 있다. 그러나 위와 같은 가이드 파일(9)은 반드시 설치해야만 하는 것은 아니고, 필요에 따라서는 설치를 생략할 수도 있다.

후속하여 원형관 모듈에 의해 둘러싸이게 될 위치에, 도 2에 도시된 것처럼 원형관 모듈 인양시 지지대로서 역할을 하게 될 지지말뚝(2)을 설치한다. 지지말뚝(2)은 수중 가시설물을 구축하는 동안에만 사용하기 위하여 임시로 설치되는 가시설로서, 그 하단이 해저 지반에 고정되고 상단은 수면 위에 위치하도록 연직하게 설치된다. 지지말뚝(2)은 도면에 도시된 것처럼 복수개가 설치되는 것이 바람직한데, 도 3에 도시된 것처럼 복수개의 지지말뚝(2)의 상단에서 지지말뚝(2) 사이를 연결하는 연결프레임(3)이 설치될 수도 있다. 연결프레임(3)의 설치를 통해서 복수개의 지지말뚝(2)은 그 상단이 서로 연결되어 일체화되며, 그에 따라 파도 등으로 인한 횡력이나, 원형관 모듈(1)의 설치 및 인양과정에서 발생하는 외력 등에 대해서 지지말뚝(2)의 설치 상태를 더욱 안정적으로 유지할 수 있게 된다.

또한 연결프레임(3)은 작업공간을 제공하는 기능도 수행하게 되며, 더 나아가 와이어 권취기 등의 각종 인양장비를 설치하게 되는 공간을 제공하는 기능도 수행하게 된다. 후술하는 것처럼 거치용 와이어(4)를 위한 와이어 권취기(55)가 지지말뚝(2)에 설치되어야 하는데, 위와 같이 지지말뚝(2)의 상단에 연결프레임(3)이 설치되는 경우, 이러한 와이어 권취기(55)를 연결프레임(3)에 안정적으로 설치할 수 있게 된다. 물론 기타 시공을 위한 다양한 장비도 연결프레임(3)에 설치될 수 있다. 연결프레임(3)은 단순히 빔(beam) 부재를 이용하여 지지말뚝(2) 사이를 연결하는 형태로 구축될 수도 있지만, 슬래브와 같은 바닥판 부재의 형태로 구축되어도 무방하다. 즉, 본 발명에서 연결프레임(3)의 형식에는 특별한 한정이 있는 것은 아니다.

지지말뚝(2)의 설치가 완료된 후에는 거치용 와이어(4)를 설치한다(도 2 참조). 지지말뚝(2)의 상부에 와이어 권취기(55)를 설치하여 거치용 와이어(4)를 설치하게 되는데, 연결프레임(3)이 설치되는 경우에는 거치용 와이어(4)를 권취하는 와이어 권취기(55)를 연결프레임(3)에 설치할 수 있다. 도 2를 포함하여 본 명세서에 첨부된 도면에서 영문자 H로 표시된 선은 지지말뚝(2) 및 원형관 모듈에서의 수면(水面) 위치를 나타내는 것이다.

운송선박을 이용하여 원형관 모듈이 이송되어 오면 크레인을 이용하여 원형관 모듈을 인양하여, 도 3에 도시된 것처럼 원형관 모듈의 내측 공간에 지지말뚝(2)이 위치하도록 즉, 지지말뚝(2)이 원형관 모듈을 관통하도록 원형관 모듈을 위치시킨다. 후술하는 것처럼 본 발명에서는 복수개의 원형관 모듈이 연직하게 적층되는 바, 편의상 최하단에 위치하는 원형관 모듈부터 그 위쪽에 순차적으로 위치하게 되는 원형관 모듈을 각각 제1원형관 모듈(1a)(최하단에 배치되는 원형관 모듈), 제2원형관 모듈(1b) 및 제3원형관 모듈(1c)(최상위의 원형관 모듈)로 기재하였다.

크레인을 이용하여 제1원형관 모듈(1a)을 정해진 위치에 배치한 상태에서, 제1원형관 모듈(1a)에 거치용 와이어(4)의 하단을 연결하여, 제1원형관 모듈(1a)의 상단이 수면 위에 위치하는 상태를 유지하도록 제1원형관 모듈(1a)을 도 3에 도시된 것처럼 지지말뚝(2)에 매달아두게 된다. 즉, 제1원형관 모듈(1a)이 거치용 와이어(4)에 매달려서 지지말뚝(2)에 의해 지지됨으로써, 하단은 수면 아래에 잠겨 있고 상단은 수면 위에 있도록 배치되고 이러한 배치상태를 유지하게 되는 것이다. 크레인으로 제1원형관 모듈(1a)을 위와 같이 일부가 수중에 잠긴 상태로 유지한 후, 거치용 와이어(4)를 이용하여 제1원형관 모듈(1a)을 지지말뚝(2)에 매달아둘 수도 있지만, 거치용 와이어(4)를 제1원형관 모듈(1a)에 미리 연결해둔 상태에서 와이어 권취기(55)에서 거치용 와이어(4)를 조금씩 풀어가면서 제1원형관 모듈(1a)을 하강시켜서 위와 같이 일부가 수중에 잠기게 되는 위치로 배치할 수 있다. 이렇게 거치용 와이어(4)를 미리 제1원형관 모듈(1a)에 연결한 상태에서 거치 작업을 수행하게 되면, 조기에 크레인을 철수시킬 수 있게 되고, 그만큼 크레인 운용비용을 절감할 수 있게 되는 장점이 있다.

가이드 파일(9)이 설치되어 있는 경우, 크레인 또는 거치용 와이어(4)를 이용하여 원형관 모듈을 설치할 때, 가이드 파일(9)을 따라서 원형관 모듈을 연직하강시킬 수 있으며, 이를 통해서 원형관 모듈을 안정적으로 그리고 정위치에 용이하게 설치할 수 있게 된다. 특히, 복수개의 가이드 파일(9)이 원형관 모듈의 내면 또는 외면에 밀착된 상태에서 원형관 모듈을 하강시키게 되면, 원형관 모듈의 하강 작업이 더욱 정밀하고 용이하게 수행되는 장점이 발휘된다. 또한 가이드 파일(9)이 설치된 경우, 파랑 등에 의해 원형관 모듈의 위치에 변동이 생기는 것을 최소화시킬 수 있게 된다.

이와 같이 최하층에 해당하는 제1원형관 모듈(1a)이 정해진 위치 즉, 하부는 물에 잠겨 있고 상단은 수면 위에 존재하도록 사전에 정한 위치에 배치되고 거치용 와이어(4)에 의해 그 배치가 유지되고 있는 상태에서, 후속하여 도 4에 도시된 것처럼 현장으로 이송되어 온 제2원형관 모듈(1b)을 크레인(500)으로 인양하여 제1원형관 모듈(1a) 위에 연직하게 적층 배치하고, 제1, 2원형관 모듈(1a, 1b)을 수밀하면서도 분해가 가능한 형태로 조립 결합한다. 제1, 2원형관 모듈(1a, 1b) 사이를 수밀하게 그리고 분해가 가능하도록 조립 결합하는 방식의 예로는, 제1원형관 모듈(1a)의 상단과 제2원형관 모듈(1b)의 하단 각각에 접합플랜지부를 형성하고, 제1, 2원형관 모듈(1a, 1b)의 접합플랜지부가 마주접한 상태에서 접합플랜지부를 볼트 결합하는 방식을 이용할 수 있다. 물론 제1, 2원형관 모듈(1a, 1b) 사이를 수밀하게 그리고 분해가 가능하도록 조립 결합하는 방식은 위에서 예시한 것에 한정되지 않는다. 도 4에서 도면부호 80은 제2원형관 모듈(1b)을 거치하기 위하여 크레인(500)에 연결된 크레인 인양로프(80)이며, 크레인(500)은 과장하여 매우 작게 도시하였다.

위에서 설명한 것처럼, 본 발명에서는 제1원형관 모듈(1a)의 상단이 수면 위에 있도록 거치용 와이어(4)에 매달려서 제1원형관 모듈(1a)의 위치가 유지되고 있는 상태에서, 그 위로 제2원형관 모듈(1b)이 연직 적층되도록 놓이게 되므로, 제1, 2원형관 모듈(1a, 1b) 사이의 접합 부분은 수면 위에 존재하게 되고, 따라서 제1, 2원형관 모듈(1a, 1b) 간의 일체 조립 작업을 수중이 아닌 수면 위에서 효율적으로 수행할 수 있게 되는 장점이 있다. 위와 같이 제1원형관 모듈(1a) 위에 제2원형관 모듈(1b)을 적층 설치하고 수밀하게 결합함에 있어서, 비록 도면에는 도시하지 않았지만 필요한 경우에는 제2원형관 모듈(1b)의 위치를 안정적으로 유지하기 위하여 제2원형관 모듈(1b)에도 추가적인 거치용 와이어를 연결할 수도 있다.

제2원형관 모듈(1b)의 설치 및 조립이 완료되면, 후속하여 제3원형관 모듈(1c)을 동일한 방식으로 제2원형관 모듈(1b) 위에 연직하게 적층 설치하고 수밀하게 일체 결합하는 작업을 수행한다. 즉, 제2원형관 모듈(1b)을 제1원형관 모듈(1a)과 조립할 때에 마찬가지로, 크레인으로 제3원형관 모듈(1c)을 인양하여 제2원형관 모듈(1b) 위에 연직하게 적층 배치하고, 제2, 3원형관 모듈(1b, 1c)을 수밀하면서도 분해가 가능한 형태로 일체로 조립 결합하는 것이다. 이 때, 제3원형관 모듈(1c)을 적층 설치하기에 앞서 도 5에 도시된 것처럼 거치용 와이어(4)를 풀어냄으로써, 제1, 2원형관 모듈(1a, 1b)을 하강시킴으로써 제1원형관 모듈(1a)은 수중에 있고 제2원형관 모듈(1b)은 그 상부가 수면 위에 있도록 만든 상태에서 제3원형관 모듈(1c)을 적층하는 것도 바람직하다. 위,아래의 원형관 모듈을 수밀하게 조립 결합하는 작업은 예를 들어 선박을 이용하여 수행될 수 있다. 즉, 작업자들이 선박에 탑승한 상태로 원형관 모듈의 접합 부분에 접근하여 조립 결합 작업을 수행할 수 있는 것이다. 따라서 위,아래의 원형관 모듈이 조립 연결되는 위치는 일정한 것이 작업 효율 향상에 유리하다. 이를 위해서 제3원형관 모듈(1c)을 설치하기에 앞서 도 5에 도시된 것처럼 와이어 권취기(55)로부터 거치용 와이어(4)를 풀어내어 거치용 와이어(4)를 늘어뜨림으로써 제1원형관 모듈(1a)을 하강시켜서 제1원형관 모듈(1a)이 수중에 완전히 잠기게 하고 제2원형관 모듈(1b)의 하부도 수중에 잠기게 만드는 것이 바람직한 것이다. 다만, 이와 같이 제1, 2원형관 모듈(1a, 1b)이 함께 하강하더라도 제2원형관 모듈(1b)의 전체가 수중에 잠기는 것이 아니라, 제2원형관 모듈(1b)의 상단은 수면 위에 존재하게 만든다.

도 5에서 제1, 2원형관 모듈(1a, 1b) 간의 조립 접합선은 일점쇄선으로 도시되어 있는데, 다른 도면에서도 제1, 2원형관 모듈(1a, 1b) 간의 조립 접합선은 일점쇄선으로 도시되어 있으며, 제2, 3원형관 모듈(1b, 1c) 간의 조립 접합선 역시 일점쇄선으로 도시되어 있다.

제1원형관 모듈(1a)에는 거치용 와이어(4)가 결합되어 있는 상태이므로, 일체화된 제1, 2원형관 모듈(1a, 1b)은 거치용 와이어(4)에 의해 지지되어, 제1원형관 모듈(1a)의 전부와 제2원형관 모듈(1b)의 하부는 수중 위치하고 제2원형관 모듈(1b)의 상단은 수면 위에 존재하는 상태를 유지하게 되는데, 이러한 상태에서 도 6에 도시된 것처럼 제3원형관 모듈(1c)이 제2원형관 모듈(1b)의 상단 위에 적층된 후, 수면 위에서의 작업에 의해 제2, 3원형관 모듈(1b, 1c)도 서로 수밀하고 분해가 가능한 형태로 조립되어 일체화된다. 필요에 따라서는 제3원형관 모듈(1c)의 적층 배치에 앞서 제2원형관 모듈(1b)에도 거치용 와이어(4)를 결합할 수 있는데, 이 경우 제3원형관 모듈(1c)의 설치 및 조립 결합 과정에서 제1, 2원형관 모듈(1a, 1b) 모두가 거치용 와이어(4)에 의해 더욱 안정적인 상태를 유지하게 된다. 물론 필요한 경우에는 제3원형관 모듈(1c)에 대해서도 위치를 안정적으로 유지하기 위하여 추가적인 거치용 와이어(4)를 연결할 수도 있다. 제2, 3원형관 모듈(1b, 1c) 간의 수밀한 상태의 조립 결합이 완료되면, 거치용 와이어(4)를 와이어 권취기(55)로부터 더 풀어내어 늘어뜨림으로써, 제1, 2, 3원형관 모듈(1a, 1b, 1c)을 가라앉혀서, 최하단의 제1원형관 모듈(1a)의 하단이 해저 지반(300)에 필요한 깊이로 관입되어 수밀한 상태라 되도록 만들므로써, 수중 가시설물(100)을 완성한다. 도 7에는 제1, 2, 3원형관 모듈(1a, 1b, 1c)의 적층 결합이 완료되어 수중 가시설물(100)가 구축된 상태가 도시되어 있다.

제3원형관 모듈(1c)을 설치하고 제1, 2, 3원형관 모듈(1a, 1b, 1c)을 가라앉힘으로써 제1원형관 모듈(1a)의 하단이 해저 지반(300)에 필요한 깊이로 관입될 수도 있지만, 수심에 따라서는 아직 제1원형관 모듈(1a)이 해저 지반(300)에 관입 고정되지 않을 수도 있다. 이와 같이 제1원형관 모듈(1a)이 해저 지반(300)에 관입 고정되지 않은 경우에는, 위에서 설명한 방식으로 제4원형관 모듈, 제5원형관 모듈 등의 후속하는 추가적인 원형관 모듈을 필요한 개수로 연직하게 순차적으로 적층하고 수밀하게 조립 결합함으로써 제1원형관 모듈(1a)의 하단이 해저 지반(300)에 필요한 깊이로 관입되어 있고 최상위 원형관 모듈의 상단은 수면 위에 위치하는 구성의 수중 가시설물(100)을 구축하게 된다.

수중 가시설물(100)이 가물막이 용도로 사용되는 경우, 수중 가시설물(100)의 구축 완료 후, 원형관 모듈의 거치 및 결합을 위해 설치하였던 연결프레임(3), 지지말뚝(2), 와이어 권취기(55), 거치용 와이어(4), 가이드 파일(9) 등을 모두 철거하고, 수중 가시설물(100)의 내부를 배수함으로써, 건식(乾式) 작업공간을 확보하여 건식 작업공간 내에서 필요한 작업(예를 들면, 교각 구조물 구축 작업 등)을 수행하게 된다.

도 8 내지 도 13에는 각각 본 발명의 시공방법에 따라 수중 가시설물(100)을 해체 철거하는 과정을 순차적으로 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다.

수중 가시설물(100)이 가물막이로 사용되는 경우, 일반적으로 수중 가시설물에 의해 확보된 건식 작업공간에서는 신축구조물을 시공 설치하게 되는 바, 도 8에서는 건식 작업공간 내에 신축구조물로서 교각 구조물(200)을 시공한 경우를 예시하였다.

수중 가시설물(100)의 해체 및 철거를 위해서, 교각 구조물(200)의 상단에 인양용 와이어의 길이를 변화시킬 수 있는 와이어 인양장치를 설치한다. 와이어 인양장치는, 인양용 와이어를 감거나 풀어줄 수 있는 "와이어 권취장치"로 구성될 수도 있지만, 유압잭 등과 같이 그 실린더의 진퇴에 의해 장치 전체의 길이가 신축될 수 있는 신축잭장치로 구성될 수도 있다.

도 9에서는 와이어 인양장치로서, 위와 같은 신축잭장치를 설치하는 것으로 예시하였으며, 아래에서는 이러한 신축잭장치를 이용하여 본 발명의 수중 가시설물(100)의 해체 철거 과정을 설명하는 바, 아래의 설명 및 청구범위에서, 신축잭장치는 실린더에 의해 그 길이가 신축되는 것뿐만 아니라, 인양용 와이어를 감거나 풀어서 그 길이를 변화시키는 와이어 권취장치를 포함하는 것으로 이해되어야 하며, "신축된다"는 표현은 실린더의 신축뿐만 아니라 와이어 권취장치에서 인양용 와이어를 감거나 풀어주는 것을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 9에 도시된 것처럼 교각 구조물(200)의 상단에는 복수개의 제1신축잭장치(5)를 설치하는데, 필요에 따라서는 유압잭 등과 같이 그 길이가 신축될 수 있는 부재로 이루어진 복수개의 제2신축잭장치(7)를 교각 구조물(200)의 상단에 더 설치할 수도 있다. 후술하는 것처럼 수중 가시설물(100)의 해체 및 철거 과정에서 신축잭장치는 와이어의 길이를 변화시키게 되는데, 신축잭장치가 위와 같이 제1신축잭장치(5)와 제2신축잭장치(7)의 2개 그룹으로 구분되어 설치된 경우, 제1신축잭장치(5)와 제2신축잭장치(7)는 서로 교번하여 신축하게 되며, 이를 통해서 수중 가시설물(100)의 해체 및 철거 작업의 효율성과 진행 속도를 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

복수개의 제1신축잭장치(5)가 설치된 후에는, 도 10에 도시된 것처럼 제1인양용 와이어(6)를 각각의 제1신축잭장치(5)와 수중 가시설물(100)의 최상위 원형관 모듈 사이에 연결 설치한다. 도면에 도시된 실시예의 경우, 3개의 원형관 모듈 즉, 제1, 2, 3원형관 모듈(1a, 1b, 1c)의 적층 결합에 의해 수중 가시설물(100)가 구축된 것으로 도시되어 있는 바, 제1인양용 와이어(6)의 일단은 제3원형관 모듈(1c)에 결합되고 인양용 와이어(6)의 타단은 제1신축잭장치(5)에 결합된다. 최상위 원형관 모듈의 상단은 수면 위에 위치하므로, 제1인양용 와이어(6)의 일단을 최상위 원형관 모듈에 결합하는 작업은 수면 위에서 용이하게 수행할 수 있다.

제1신축잭장치(5)와 최상위 원형관 모듈 사이에 제1인양용 와이어(6)가 연결 설치된 후에는, 도 11에 도시된 것처럼 제1신축잭장치(5)를 연직 상향으로 신장시킨다. 그에 따라 제1인양용 와이어(6)가 위로 당겨지게 되고 최상위 원형관 모듈을 포함하여 수중 가시설물(100) 전체가 위로 상승하게 된다. 이 과정에서 해저 지반(300)에 관입되어 있던 최하단의 원형관 모듈이 해저 지반(300)으로부터 인발될 수도 있다. 이와 같이 제1신축잭장치(5)를 신장시킴으로써, 최상위 원형관 모듈과 그 아래쪽의 원형관 모듈 간의 접합 부분이 수면 위에 위치할 때까지 수중 가시설물(100) 전체를 상승시킨다. 즉, 도면에 예시된 실시예에서는 최상위에 위치하는 제3원형관 모듈(1c)과 그 아래에 위치하는 제2원형관 모듈(1b)이 결합되어 있는 접합 부분이 수면 위에 위치하도록 제1신축잭장치(5)를 신장시켜서 수중 가시설물(100)을 상승시키는 것이다.

도면에 도시된 실시예의 경우, 수중 가시설물(100)이 가물막이의 용도로 사용되고, 수중 가시설물(100)에 의해 확보된 건식 작업공간에 시공 설치된 신축구조물이 교각 구조물(200)이고, 교각 구조물(200)의 상단이 최상위 원형관 모듈의 상단 이상의 높이에 존재한다. 그리고 인양용 와이어(6)의 타단은 제1신축잭장치(5)보다 낮은 위치에서 최상위 원형관 모듈에 결합되어 있다. 따라서 교각 구조물(200)의 상단에 설치된 제1신축잭장치(5)가 상향 신장하면 위와 같이 인양용 와이어(6)가 당겨지면서 수중 가시설물(100)의 전체가 상승된다. 그러나 경우에 따라서는 교각 구조물(200)의 상단이 최상위 원형관 모듈의 상단보다 높이가 낮은 경우 즉, 수중 가시설물(100)에 의해 확보된 건식 작업공간에 시공 설치된 신축구조물의 상단이 최상위 원형관 모듈의 상단의 높이보다 낮은 곳에 위치하는 경우에는, 신축구조물의 상단의 높이를 더 증가시킬 수 있는 추가적인 연직높이 증가용 부재를 설치하고, 그 연직높이 증가용 부재 위에 신축잭장치를 설치한다. 수중 가시설물(100)에 만들어진 가물막이의 설치 목적이 신축구조물의 구축을 위한 것이 아니라, 단순히 건식 작업공간의 확보에 있는 경우에는 건식 작업공간에는 신축구조물이 존재하지 않을 수도 있다. 더 나아가, 수중 가시설물(100)이 가물막이로 사용되지 않을 경우에도 신축구조물이 존재하지 않을 수 있다. 이와 같이 신축구조물이 존재하지 않는 경우에는 신축구조물을 대신하여 인양지지구조체(도면에 도시되지 않음)를 마치 도면에 도시된 교각 구조물처럼 수중 가시설의 공간 내에 임시로 설치하고, 인양지지구조체 위에 신축잭장치를 설치하면 된다. 즉, 교각 구조물과 같은 영구적인 구조물이 신축구조물에 해당할 수도 있지만, 임시적으로 설치되는 인양지지구조체가 신축구조물에 해당할 수도 있는 것이다. 인양지지구조체는 예를 들어 앞서 수중 가시설물(100)을 구축할 때 설치하였던 지지말뚝(2)과 연결프레임(3)의 형태로 설치할 수도 있고, 기타 다양한 형태로 설치할 수 있다.

앞서 도 11을 참조하여 설명한 것처럼 제1신축잭장치(5)를 신장시켜서 수중 가시설물(100) 전체를 위로 상승시켜서 최상위 원형관 모듈과 그 아래쪽의 원형관 모듈 간의 접합 부분이 수면 위에 존재하는 상태에서, 도 12에 도시된 것처럼 수중 가시설물의 상승 상태를 유지하기 위한 제2인양용 와이어(8)를 아래쪽의 원형관 모듈에 결합 설치한다. 즉, 도면에 도시된 실시예에 도시된 것처럼 제2원형관 모듈(1b)에 제2인양용 와이어(8)의 타단을 결합하는 것이다. 최상위에 위치하는 제3원형관 모듈(1c)과 그 아래의 제2원형관 모듈(1b) 간의 접합 부분이 수면 위에 위치하고 있으므로 제2인양용 와이어(8)의 타단을 제2원형관 모듈(1b)에 결합하는 작업을 수면 위에서 용이하게 수행할 수 있다.

제2인양용 와이어(8)의 일단은 교각 구조물(200)에 결합된다. 제2신축잭장치(7)가 설치되어 있는 경우에는 제2인양용 와이어(8)의 일단을 제2신축잭장치(7)에 결합한다. 즉, 제2신축잭장치(7)가 교각 구조물(200)에 결합 구비되어 있는 경우에는, 도 12에 도시된 것처럼 제2신축잭장치(7)와 제2원형관 모듈(1b) 사이를 제2인양용 와이어(8)로 연결하는 것이다. 그러나 제2신축잭장치(7)가 구비되지 않은 경우에는, 제2인양용 와이어(8)의 일단을 직접 교각 구조물(200)에 결합하여 고정하면 된다.

이와 같이 최상위 원형관 모듈의 아래쪽에 위치하는 원형관 모듈(도면의 실시예에서 제2원형관 모듈)이 제2인양용 와이어(8)에 의해 교각 구조물(200)에 연결되어 매달린 상태가 되어 있으므로, 수중 가시설물(100)가 상승되어 있는 상태가 안정적으로 유지된다. 이러한 상태에서 도 13에 도시된 것처럼 최상위 원형관 모듈을 분리하여 제거한다. 즉, 제3원형관 모듈(1c)과 제2원형관 모듈(1b) 간의 접합을 해제시킨 후, 크레인을 이용하여 제3원형관 모듈(1c)을 인양하여 제거하는 것이다. 물론 제3원형관 모듈(1c)의 분리 및 제거 과정에서, 제3원형관 모듈(1c)과 제1인양용 와이어(6) 간의 결합도 해제한다. 편의상 도 13에서는 제3원형관 모듈(1c)을 인양하기 위한 크레인 인양로프(80)만을 도시하였고, 크레인의 도시는 생략하였다.

이와 같이 제3원형관 모듈(1c) 즉, 최상위 원형관 모듈을 해체하여 제거하는 과정에서, 제1신축잭장치(5)의 신장 및 그에 의한 수중 가시설물(100)의 상승에 의해 최상위 원형관 모듈과 그 아래쪽의 원형관 모듈 간의 접합 부분이 수면 위에 존재하고 있으므로, 위,아래의 원형관 모듈 간의 분리 작업은 수면 위에서 수행할 수 있으며, 따라서 이러한 분리 작업이 매우 용이하고 효율적으로 이루질 수 있다.

최상위 원형관 모듈이 해제, 제거된 후에는, 그 아래에 위치하는 원형관 모듈을 와이어의 당김에 의해 다시 상승시킨다. 즉, 제3원형관 모듈(1c)의 제거 후에 제2원형관 모듈(1b)을 와이어로 당겨서 상승시키는 것이다. 도 14에 도시된 것처럼 제2신축잭장치(7)가 구비되어 있고, 제2신축잭장치(7)와 제2원형관 모듈(1b)이 제2인양용 와이어(8)로 연결되어 있는 경우에는, 제2신축잭장치(7)를 앞서 설명한 제1신축잭장치(5)처럼 연직 상향으로 신장시키는 것이다. 제2신축잭장치(7)가 신장되면, 제2인양용 와이어(8)가 위로 당겨지면서 제2원형관 모듈(1b)이 상승하면서, 제2원형관 모듈(1b)과 그 아래의 제1원형관 모듈(1a)이 결합되어 있는 접합 부분이 수면 위로 올라오게 된다.

한편, 위 과정의 전,후로 또는 위 과정과 병행하여 제1신축잭장치(5)는 다시 수축시킨다. 그리고 제1신축장치(5)에 결합되어 있던 제1인양용 와이어(6)의 타단은 다시 제2원형관 모듈(1b)의 아래에 위치하는 제1원형관 모듈(1a)에 결합한다. 즉, 제2신축잭장치(7)를 신장시켜서 수중 가시설물(100) 전체를 위로 상승시켜서 제2원형관 모듈(1b)과 그 아래쪽의 제1원형관 모듈(1a) 간의 접합 부분이 수면 위에 존재하도록 수중 가시설물(100)가 들어 올려진 상태에서, 도 14에 도시된 것처럼 제1신축장치(5)에 결합되어 있는 제1인양용 와이어(6)를 제1원형관 모듈(1a)에 결합시키는 것이다. 그에 따라 제1원형관 모듈(1a)이 제1인양용 와이어(6)에 의해 교각 구조물(200)에 연결되어 매달린 상태가 되며, 수중 가시설물(100)의 상승 위치가 안정적으로 유지된다.

이와 같이, 제1신축잭장치(5)와 제2신축잭장치(7)가 모두 구비된 경우에는 제1신축잭장치(5)와 제2신축잭장치(7)를 교번하여 번갈아가면서 신장시킴으로써, 수중 가시설물(100)을 위로 상승시키게 되고, 신장되지 않은 신축잭장치는 수중 가시설물(100)가 상승되어 있는 상태를 유지하는데 이용된다.

제2원형관 모듈(1b)과 그 아래의 제1원형관 모듈(1a)이 결합되어 있는 접합 부분이 수면 위에 위치하고 제1원형관 모듈(1a)이 제1인양용 와이어(6)에 의해 교각 구조물(200)에 매달려서 상승된 상태를 안정적으로 유지하게 되면, 앞서 최상위 원형관 모듈을 제거할 때와 마찬가지로, 도 15에 도시된 것처럼 제2원형관 모듈(1b)을 제1원형관 모듈(1a)로부터 분리하고 크레인을 이용하여 제2원형관 모듈(1b)을 인양하여 제거한다. 도면으로 도시하지는 않았지만, 제2원형관 모듈(1b)이 해제 제거된 후에는, 그 아래에 위치하는 제1원형관 모듈(1a)에 인양로프(80)를 연결하고 크레인을 이용하여 제1원형관 모듈(1a)을 인양 제거함으로써 수중 가시설물(100)의 철거 작업을 완료하게 된다. 만일 제1원형관 모듈(1b)이 최하위의 원형관 모듈이 아니고 그 아래에 또다른 원형관 모듈이 존재하는 경우에는, 위에서 설명한 과정 즉, 제3원형관 모듈(1c)을 제거한 후 제2원형관 모듈(1b)을 제거하는 일련의 과정을 반복 수행함으로서, 모든 원형관 모듈을 제거함으로써 수중 가시설물(100)을 철거한다. 연직높이 증가용 부재가 사용되었거나 임시적인 인양지지구조체가 설치된 경우에는 이들 부재들을 역시 모두 철거한다.

한편, 제3원형관 모듈(1c)의 제거 후에 제2원형관 모듈(1b)을 와이어로 당겨서 상승시킴에 있어서, 제2신축잭장치(7)가 구비되어 있지 않은 경우에는 다음과 같은 과정을 수행하면 된다.

도 16 내지 도 21에는 각각 제2신축잭장치(7)가 구비되어 있지 않은 경우, 도 13에 도시된 상태에 후속하여 진행하게 되는 과정을 순차적으로 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다.

제2신축잭장치(7)가 구비되어 있지 않은 경우에는, 도 11에 도시된 것처럼, 제1신축잭장치(5)를 신장시켜서 수중 가시설물(100) 전체를 위로 상승시켜서 최상위 원형관 모듈과 그 아래쪽의 원형관 모듈 간의 접합 부분이 수면 위에 존재하는 상태에서, 도 16에 도시된 것처럼 수중 가시설물의 상승 상태를 유지하기 위한 제2인양용 와이어(8)의 타단은 제2원형관 모듈(1b)에 결합하고, 제2인양용 와이어(8)의 일단은 직접 교각 구조물(200)에 결합하여 고정한다.

도 17에 도시된 것처럼, 제3원형관 모듈(1c)을, 제2원형관 모듈(1b) 및 제1인양용 와이어(6)로부터 분리시켜서 제거한 후, 도 18에 도시된 것처럼 제1신축잭장치(5)는 다시 수축시키고, 제1신축장치(5)에 결합되어 있던 인양용 와이어(6)의 타단을 다시 제2원형관 모듈(1b)에 결합한다. 이러한 상태에서 도 19에 도시된 것처럼 제1신축잭장치(5)를 신장시켜서 제1인양용 와이어(6)의 상향 당김에 의해 제1, 2원형관 모듈(1a, 1b) 전체를 상승시켜서 제2원형관 모듈(1b)과 그 아래의 제1원형관 모듈(1a)이 결합되어 있는 접합 부분이 수면 위로 올라오게 만든다.

제1원형관 모듈(1a)의 접합 부분이 수면 위에 올라온 후에는, 도 20에 도시된 것처럼 제2원형관 모듈(1b)에 결합되어 있던 제2인양용 와이어(8)의 타단을, 제2원형관 모듈(1b) 대신에 제1원형관 모듈(1a)에 결합함으로써, 제1원형관 모듈(1a)과 교각 구조물(200) 사이를 제2인양용 와이어(8)에 의해 연결한다. 이에 의해 제1원형관 모듈(1a)은 제2인양용 와이어(8)에 의해 교각 구조물(200)에 매달린 상태가 됨으로써 그 상단이 수면 위에 있게 되는 상승 상태가 안정적으로 유지된다. 후속해서는 도 21에 도시된 것처럼, 제2원형관 모듈(1b)을 제1원형관 모듈(1a)로부터 분리하고 크레인을 이용하여 제2원형관 모듈(1b)을 인양하여 제거한 후, 후속하여 제1원형관 모듈(1a) 역시 제거한다.

본 발명의 시공방법에서는, 위에서 살펴본 것처럼 취급과 운반이 용이한 연직 높이를 가지는 원형관 부재로 이루어진 복수개의 원형관 모듈을 연직방향으로 순차적으로 적층 배치하고 상,하층의 원형관 모듈을 서로 수밀하게 조립 접합하여 수중 가시설물(100)을 구축하며, 해체할 때에도 각각의 원형관 모듈을 순차적으로 분리하여 제거하게 된다. 따라서 본 발명에서는 원형관 모듈의 취급, 운반이 매우 용이하며 중소규모의 해상 크레인만으로도 원형관 모듈의 설치 및 해체가 가능하게 된다. 그러므로 본 발명에 의해 수중 가시설물을 시공하는 경우, 대형 원형 강관을 수중 가시설물로 이용함에 따른 설치 및 철거 과정에서 대용량 크레인의 사용을 배제시킬 수 있고, 그에 따라 대용량 크레인 사용비용의 발생을 억제하고 절감할 수 있게 되어 시공경제성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 공기 지연을 최소화시킬 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

특히, 본 발명에서는 복수개의 원형관 모듈의 조립에 의해 수중 가시설물을 구축하게 되므로, 회수된 원형관 모듈을 다른 현장에서도 용이하게 사용할 수 있다. 대형 원형 강관을 이용하는 경우, 대형 원형 강관을 회수한 후 수심 깊이가 상이한 현장에 즉각적인 투입이 어려웠지만, 본 발명에서는 현장의 수심 깊이에 맞추어서 필요한 개수로 원형관 모듈을 사용하면 되므로, 수중 가시설물의 사용이 완료된 현장에서 회수한 원형관 모듈은, 수심 깊이가 상이한 또다른 현장에 즉각적으로 투입하여 사용할 수 있으며, 그만큼 향상된 자원 재사용 효율을 가지게 되는 장점이 있다.

또한, 본 발명에서는 원형관 모듈 간의 조립과 해체 작업, 그리고 하강 설치와 인양을 위하여 원형관 모듈에 와이어를 연결하고 분리하는 작업이 모두 수면 위에서 이루어질 수 있는 바, 수중 작업이 필요 없어지며, 그만큼 작업 효율이 향상되어 시공비용 절감 및 공기단축의 매우 유리한 효과가 발휘된다.

앞서 언급한 것처럼, 본 발명에 따라 수중 가시설물(100)을 해체 철거하는 과정에서 사용되는 "제1, 2신축잭장치"는 인양용 와이어를 감거나 풀어서 그 길이를 변화시키는 와이어 권취장치를 포함하는 의미이며, 따라서 "제1,2신축잭장치의 신장"은 와이어 권취장치에서 인양용 와이어를 감는 것을 의미할 수 있으며, "제1,2신축잭장치의 수축"은 와이어 권취장치에서 인양용 와이어를 풀어주는 것 또는 인양용 와이어의 당김 상태를 해제하는 것을 의미할 수 있다. 그런데 와이어 권취장치 대신에 유압잭과 같은 본래 의미의 신축잭장치를 사용하는 경우, 복수개의 신축잭장치를 프레임 부재 등으로 연결함으로써, 복수개의 신축잭장치의 신축이 동시에 이루어질 수 있게 된다는 이점이 있다.

1a: 제1원형관 모듈
1b: 제2원형관 모듈
1c: 제3원형관 모듈
2: 지지말뚝
3: 연결프레임
4: 거치용 와이어
5: 제1신축잭장치
6: 제1인양용 와이어
7: 제2신축잭장치
8: 제2인양용 와이어
9: 가이드파일
55: 와이어 권취기
100: 수중 가시설물

Claims (4)

1. 복수개의 원형관 모듈을 연직방향으로 순차적으로 적층 배치하고 상,하층의 원형관 모듈을 서로 수밀하게 조립 접합하여 수중 가시설물(100)을 구축하는 과정과, 수중 가시설물(100)의 사용 후 원형관 모듈을 순차적으로 분리시켜 제거함으로써 수중 가시설물(100)을 해체하는 과정을 포함하는 수중 가시설물 시공방법으로서,
   수중 가시설물(100)을 구축하는 과정은,
   원형관 모듈을 인양할 때 지지대로서 역할을 하게 될 지지말뚝(2)을 해저 지반(300)에 연직하게 고정 설치하는 단계;
   최하단의 제1원형관 모듈(1a)의 내부에 지지말뚝(2)이 위치하고, 제1원형관 모듈(1a)의 상단이 수면 위에 위치하는 상태를 유지하도록 제1원형관 모듈(1a)을 거치용 와이어(4)에 의해 지지말뚝(2)에 매달아 설치하는 단계;
   이송되어 온 상층의 제2원형관 모듈(1b)을 제1원형관 모듈(1a) 위에 연직하게 적층 배치하고 위아래 원형관 모듈(1a, 1b)을 분해가 가능한 형태로 서로 수밀하게 조립 결합하는 단계;
   거치용 와이어(4)를 늘어뜨려서 제1원형관 모듈(1a)을 하강시킴으로써 수중에 잠기게 만들고, 그 위쪽의 제2원형관 모듈(1b)은 상단이 수면 위에 위치하게 만드는 단계;
   이송되어 온 최상위의 제3원형관 모듈(1c)을 제2원형관 모듈(1b) 위에 연직하게 적층 배치하고 위아래 원형관 모듈(1b, 1c)을 분해가 가능한 형태로 서로 수밀하게 조립 결합하는 단계; 및
   거치용 와이어(4)를 더 늘어뜨려서 제3원형관 모듈(1c)과 그 아래에서 일체로 조립된 제1, 2원형관 모듈(1a, 1b)을 하강시킴으로써 제1원형관 모듈(1a)의 하단이 해저 지반에 관입되도록 하는 단계를 포함하며;
   수중 가시설물(100)을 해체하는 과정은,
   수중 가시설물(100)의 내부 공간에 설치된 신축구조물에 복수개의 제1신축잭장치(5)와 복수개의 제2신축잭장치(7)를 설치하고, 제1인양용 와이어(6)를 각각의 제1신축잭장치(5)와 수중 가시설물(100)의 최상위의 제3원형관 모듈(1c) 사이에 연결 설치하는 단계;
   제1신축잭장치(5)를 연직 상향으로 신장시켜서 제1인양용 와이어(6)를 당김으로써, 수중 가시설물(100) 전체를 상승시켜서 제3원형관 모듈(1c)과, 그 아래에 위치하는 제2원형관 모듈(1b) 간의 접합 부분이 수면 위에 위치하게 만드는 단계;
   제2원형관 모듈(1b)에 제2인양용 와이어(8)의 타단을 결합하고 제2인양용 와이어(8)의 일단은 제2신축잭장치(7)에 결합함으로써, 제2인양용 와이어(8)를 이용하여 수중 가시설물(100)을 신축구조물에 매달아서 수중 가시설물(100)의 상승 상태를 유지하는 단계;
   제3원형관 모듈(1c)을, 제2원형관 모듈(1b) 및 제1인양용 와이어(6)로부터 분리시켜서 제거하는 단계;
   제2신축잭장치(7)를 연직 상향으로 신장시켜서 제2인양용 와이어(8)를 위로 당김으로써, 수중 가시설물(100) 전체를 상승시켜서 제2원형관 모듈(1b)과 그 아래의 제1원형관 모듈(1a) 간의 접합 부분이 수면 위에 위치하게 만드는 단계;
   제1신축잭장치(5)를 수축시키고 제1인양용 와이어(6)를 최하단의 제1원형관 모듈(1a)에 결합함으로써, 제1인양용 와이어(6)를 이용하여 제1원형관 모듈(1a)을 신축구조물에 매달아서 상승 상태를 유지하는 단계;
   제2원형관 모듈(1b)을, 제2인양용 와이어(8) 및 제1원형관 모듈(1a)로부터 분리시켜서 제거하는 단계; 및
   제1원형관 모듈(1a)을 인양하여 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 가시설물 시공방법.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   수중 가시설물(100)을 구축하는 과정에서, 거치용 와이어(4)를 늘어뜨려서 제1원형관 모듈(1a)과 제2원형관 모듈(1b)을 하강시켜서 상층 원형관 모듈의 상단이 수면 위에 위치하게 만든 단계의 이후에, 추가적인 중간층 원형관 모듈을 제2원형관 모듈(1b) 위에 적층 배치하여 조립 결합하고, 거치용 와이어(4)를 더욱 늘어뜨려서 중간층 원형관 모듈과 그 아래쪽에 일체화된 원형관 모듈들을 하강시켜서 중간층 원형관 모듈의 상단이 수면 위에 위치하게 만든 단계를 반복하여 수행하는 단계를 수행한 후, 이송되어 온 최상위의 원형관 모듈(1c)을 적층하는 단계를 수행하게 되는 것을 특징으로 하는 수중 가시설물 시공방법.

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