KR102544512B1 - Constructing Method of Coffering Structure using 3 Dimensional Printing, and Coffering Structure constructed by 3D Printing - Google Patents

Constructing Method of Coffering Structure using 3 Dimensional Printing, and Coffering Structure constructed by 3D Printing Download PDF

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KR102544512B1
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이호재
김원우
서은아
박민수
김영택
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한국건설기술연구원
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Abstract

본 발명은 3D 프린팅 장치에 구비된 노즐장치를 수중에 위치시키고, 노즐장치를 통해서 수중 불분리성 시멘트계 적층 재료를 수중에서 토출시켜서, 폐합된 형태의 벽체를 연직하게 순차적으로 적층함으로써 벽체에 의해 내부공간이 형성된 가물막이 구조물을 수중에서 시공하여 구축하게 되는 "3D 프린팅을 이용한 가물막이 구조물의 시공방법 및 이에 의해 시공된 가물막이 구조물"에 관한 것이다. The present invention places the nozzle device provided in the 3D printing device in water, discharges the water-inseparable cement-based layering material in the water through the nozzle device, and vertically and sequentially laminates the walls in a closed form, so that the inside is formed by the wall. It relates to "a method of constructing a flood protection structure using 3D printing and a flood protection structure constructed thereby", which is constructed by constructing a flood protection structure in which a space is formed in water.

Description

3D 프린팅을 이용한 가물막이 구조물의 시공방법 및 이에 의해 시공된 가물막이 구조물{Constructing Method of Coffering Structure using 3 Dimensional Printing, and Coffering Structure constructed by 3D Printing}Method of constructing a water barrier structure using 3D printing and a temporary water barrier structure constructed thereby

본 발명은 3D 프린팅을 이용하여 가물막이 구조물을 시공하여 구축하는 방법과, 이러한 방법에 의해 시공된 가물막이 구조물에 관한 것으로서, 구체적으로는 3D 프린팅 장치에 구비된 노즐장치를 수중에 위치시키고, 노즐장치를 통해서 수중 불분리성 시멘트계 적층 재료를 수중에서 토출시켜서 폐합된 형태의 벽체를 연직하게 순차적으로 적층함으로써 벽체에 의해 내부공간이 형성된 가물막이 구조물을 수중에서 시공하여 구축하게 되는 "3D 프린팅을 이용한 가물막이 구조물의 시공방법 및 이에 의해 시공된 가물막이 구조물"에 관한 것이다. The present invention relates to a method of constructing and constructing a water barrier structure using 3D printing, and to a water barrier structure constructed by this method, and specifically, to position a nozzle device provided in a 3D printing device in water, "Using 3D printing, which is built by discharging inseparable underwater cement-based laminate materials from the water through the device and vertically sequentially stacking closed-type walls to build a floating barrier structure with an internal space formed by the walls underwater. It relates to a construction method of a water barrier structure and a water barrier structure constructed thereby.

하천이나 해상 등과 같이 물이 존재하는 현장에서 교각 등의 구조물을 구축하기 위해서는 임시구조물로서 가물막이를 시공한다. 가물막이는 위에서 예시한 교각 시공에만 사용되는 것은 아니고, 수면(水面) 이하의 위치에서 건식 공사 구역을 확보할 필요가 있을 때에는 상황에 맞춰서 설치하게 된다. 종래에는 케이슨이나 시트파일을 이용하여 가물막이를 구축하였다. 그런데 이러한 종래의 가물막이 시공 기술에서는 시트파일의 타입(打立), 연결부의 수밀작업, 지지 구조물 설치와 그로 인한 공간 잠식 등으로 인하여 장기간의 공기가 소요되고 비용 또한 많이 소요되는 단점이 있는 바, 새로운 방식의 가물막이 시공 기술의 제안이 절실한 실정이다. In order to build a structure such as a pier in a site where water exists, such as a river or the sea, a flood barrier is constructed as a temporary structure. Floating barriers are not only used for the pier construction exemplified above, but are installed according to the situation when it is necessary to secure a dry construction area at a location below the water surface. Conventionally, a caisson or sheet pile was used to build a water barrier. However, in the conventional flood barrier construction technology, it takes a long period of air and costs a lot due to the type of sheet pile, watertight work of the connection part, installation of the support structure and consequent space erosion, etc. There are disadvantages, There is an urgent need to propose a new type of flood barrier construction technology.

한편, 다양한 토목구조물에 3D 프린팅 기술을 적용하기 위한 유용하고 다양한 제안이 대한민국 등록특허 제10-1948547호, 제10-2105830호, 제10-2241865호, 제10-2366219호 및 제10-2388709호에 개시되어 있으며, 특히, 시멘트계 복합재료의 응결시간과 유동성을 유도가열에 의해 제어하는 매우 유용한 기술이 대한민국 등록특허 제10-2388709호에 개시되어 있다. On the other hand, useful and diverse proposals for applying 3D printing technology to various civil structures are disclosed in Korean Patent Registration Nos. In particular, a very useful technique for controlling the setting time and fluidity of a cement-based composite material by induction heating is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-2388709.

해외 기술로는 미국 공개특허공보 US2022/0072733 등이 있다. Foreign technologies include US Patent Publication No. US2022/0072733 and the like.

이와 같이 3D 프린팅 기술 여건이 변화되는 상황에서, 시트파일 등을 이용한 종래 기술이 가지는 여러 가지 문제점을 해결하기 위하여 가물막이의 시공에 대해서도 3D 프린팅 기술 활용 가능성을 적극 모색할 필요성이 크게 증대되고 있는 상황이다. In such a situation where the 3D printing technology conditions are changing, the need to actively seek the possibility of using 3D printing technology for the construction of flood barriers in order to solve various problems of the prior art using sheet piles is greatly increasing. am.

대한민국 등록특허공보 제10-1948547호(2019. 02. 15. 공고).Republic of Korea Patent Registration No. 10-1948547 (2019. 02. 15. Notice). 대한민국 등록특허공보 제10-2105830호(2020. 04. 29. 공고).Republic of Korea Patent Registration No. 10-2105830 (2020. 04. 29. Notice). 대한민국 등록특허공보 제10-2241865호(2021. 04. 20. 공고).Republic of Korea Patent Registration No. 10-2241865 (2021. 04. 20. Notice). 대한민국 등록특허공보 제10-2366219호(2022. 02. 23. 공고).Republic of Korea Patent Registration No. 10-2366219 (2022. 02. 23. Notice). 대한민국 등록특허공보 제10-2388709호(2022. 04. 15. 공고).Republic of Korea Patent Registration No. 10-2388709 (2022. 04. 15. Notice). 미국 공개특허공보 US2022/0072733 (2022. 03. 105. 공개).US Patent Publication No. US2022/0072733 (published on Mar. 105, 2022).

본 발명은 위와 같은 필요성에 따라 개발된 것으로서, 3D 프린팅 장치를 이용하여 시멘트계 재료로 토목 구조물을 구축하는 기술을 가물막이 구조물의 시공에 확장하여 적용함으로써 대형크레인, 선상 장비 등의 사용이나 필요성을 배제하거나 최소화시키면서 신속하고 정밀하게 가물막이 구조물을 구축할 수 있으며, 더 나아가 위험한 작업자의 직접적인 수중 작업을 필요 없게 만들거나 최소화시켜서 작업 안전을 도모할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention was developed in accordance with the above needs, and the use or necessity of large cranes, shipboard equipment, etc. is eliminated by extending and applying the technology of constructing civil structures with cement-based materials using a 3D printing device to the construction of flood barrier structures. It is an object of the present invention to provide a technology capable of constructing a flood barrier structure quickly and precisely while minimizing or minimizing the need for, and furthermore, eliminating or minimizing direct underwater work by dangerous workers to promote work safety.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 3D 프린팅 장치에 구비된 노즐장치를 수중에 위치시키고, 노즐장치를 통해서 수중 불분리성 시멘트계 적층 재료를 수중에서 토출시켜서, 폐합된 형태의 벽체를 연직하게 순차적으로 적층함으로써 벽체에 의해 내부공간이 형성된 가물막이 구조물을 수중에서 시공하여 구축하게 되는 방법과, 이에 의해 구축된 가물막이 구조물이 제공된다. In order to achieve the above object, in the present invention, the nozzle device provided in the 3D printing device is placed in water, and the water-inseparable cement-based laminate material is discharged in the water through the nozzle device, so that the closed wall is vertically formed. A method of constructing a floating barrier structure in which an internal space is formed by a wall by sequentially stacking it in water, and a floating barrier structure constructed thereby are provided.

구체적으로 본 발명에서는 노즐장치와, 수중 지반에 놓여서 설치되며 노즐장치를 서로 직교하는 x축과 y축으로 이동시키는 설치이동 프레임을 포함하는 구성의 3D 프린팅 장치를 이용하며; 노즐장치를 x축과 y축으로 이동시키면서 노즐장치를 통해서 수중 불분리성 시멘트계 적층 재료를 토출시켜서 연직방향으로 볼 때 폐합된 형태를 이루면서 연직방향으로 순차적으로 적층하여 벽체를 형성함으로써 가물막이 구조물을 구축하는 것을 특징으로 하는 가물막이 구조물 시공방법이 제공된다. Specifically, the present invention uses a 3D printing device configured to include a nozzle device and an installation movement frame that is installed on the underwater ground and moves the nozzle device in x-axis and y-axis orthogonal to each other; While moving the nozzle device in the x-axis and y-axis, the water-inseparable cement-based layering material is discharged through the nozzle device to form a closed form when viewed in the vertical direction and sequentially stacked in the vertical direction to form a wall to form a water barrier structure. There is provided a method of constructing a water barrier structure, characterized in that it is built.

또한 본 발명에서는 상기한 목적을 달성하기 위하여, 위와 같은 본 발명에 따른 시공방법에 의해 시공되어 구축된 가물막이 구조물이 제공된다. In addition, in the present invention, in order to achieve the above object, a temporary water barrier structure constructed by the construction method according to the present invention is provided.

상기한 본 발명의 시공방법 및 이에 의한 가물막이 구조물에 있어서, 설치이동 프레임은 수중 지반에 놓여서 설치되는 것으로서, 뼈대 형태의 지지 프레임 부재와, y축으로 연장되어 지지 프레임 부재의 상단에 나란하게 한 쌍으로 구비되는 y축 레일부재와, y축과 직교하는 방향의 x축으로 연장되어 있으며 양단이 y축 레일부재에 이동 가능하게 결합되어 y축을 따라 이동할 수 있는 x축 레일부재와, 상기 x축 레일부재를 따라 이동가능하게 x축 레일부재에 설치된 이동부재를 포함하여 구성되고; 노즐장치는 설치이동 프레임의 이동부재에 결합 설치되어 연직방향으로 승하강하며; 노즐장치에는 공급관이 연결되어 있어 있어서, 공급관을 통해서 수중 불분리성 시멘트계 적층 재료가 노즐장치로 공급되는 구성을 가질 수 있다. In the construction method of the present invention and the guard structure according to the construction method described above, the installation movable frame is installed by being placed on the underwater ground, and is extended in the form of a skeleton and the y-axis to be parallel to the upper end of the support frame member A y-axis rail member provided in pairs, an x-axis rail member extending in an x-axis in a direction orthogonal to the y-axis and having both ends movably coupled to the y-axis rail member to be movable along the y-axis, and the x-axis It is configured to include a movable member installed on the x-axis rail member to be movable along the rail member; The nozzle device is coupled to the movable member of the installation moving frame and moves up and down in the vertical direction; Since a supply pipe is connected to the nozzle device, the water-inseparable cement-based layering material may be supplied to the nozzle device through the supply pipe.

본 발명에 의하면, 종래 기술의 한계이자 문제점이었던 우물통 내지 케이슨의 운반, 설치 등에 필요한 대형크레인, 선상 장비 등을 필요성을 최소화시킬 수 있으며,매우 짧은 기간 내에 신속히 가물막이 구조물을 구축할 수 있게 되어, 장기간 장비 사용에 따른 비용을 크게 절감할 수 있게 되어 매우 경제적으로 가물막이 구조물을 시공하여 구축할 수 있게 되는 장점이 발휘된다. According to the present invention, it is possible to minimize the need for large cranes, shipboard equipment, etc. required for transportation and installation of wells or caissons, which were limitations and problems of the prior art, and it is possible to quickly build a water barrier structure within a very short period of time. However, it is possible to greatly reduce the cost of using equipment for a long period of time, and the advantage of being able to construct and construct a flood barrier structure very economically is demonstrated.

또한 본 발명에서는 3D 프린팅 장치에 대한 정밀한 제어를 통해서 가물막이 구조물을 구축하게 되는 바, 시공오차를 최소화시킨 채로 가물막이 구조물을 설계에 부합되게 시공할 수 있으며, 그에 따라 시공오차의 보정 작업 등의 후처리 작업이 필요하지 않게 되고 시공 효율이 크게 향상되는 장점도 발휘된다. In addition, in the present invention, since a flood barrier structure is constructed through precise control of the 3D printing device, the flood barrier structure can be constructed in conformity with the design while minimizing construction errors, and accordingly, correction of construction errors, etc. There is also the advantage that post-processing work is not required and construction efficiency is greatly improved.

특히, 본 발명에서는 사실상 무인(無人)형태의 수중 작업에 의해 가물막이 구조물이 구축되는 바, 작업자의 직접적인 수중 현장 작업이 필요 없거나 최소화되고, 그만큼 수중 작업자의 투입도 필요 없거나 최소화되어 비용 절감은 물론이고 작업자의 안전사고 예방에도 만전을 기할 수 있게 되는 장점이 발휘된다. In particular, in the present invention, since a water barrier structure is built by virtually unmanned underwater work, direct underwater field work by workers is unnecessary or minimized, and the input of underwater workers is unnecessary or minimized, thereby reducing costs as well as In addition, the advantage of being able to do everything possible to prevent workers' safety accidents is demonstrated.

더 나아가 본 발명에서는 수중 불분리성 시멘트계 적층 재료를 이용하는 바, 이러한 수중 불분리성 시멘트계 적층 재료는 수중에서 재료분리가 극도로 억제되어 있거나 실질적으로 재료분리가 이루어지지 않는 상태이므로, 이러한 수중 불분리성 시멘트계 적층 재료의 사용으로 인한 수중 오염도 최소화시킬 수 있게 되는 효과가 발휘된다. Furthermore, in the present invention, a water-inseparable cement-based laminate material is used, and since the water-inseparable cement-based laminate material is in a state in which material separation is extremely suppressed or material separation is not substantially achieved in water, such water-inseparable cement-based laminate material The effect of being able to minimize water pollution due to the use of a cement-based laminate material is exhibited.

도 1은 본 발명에 따라 가물막이 구조물을 시공하기 위한 3D 프린팅 장치를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따라 3D 프린팅 장치를 이용하여 가물막이 구조물을 구축하는 것을 보여주는 도 1에 대응되는 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따라 실제 수중에서 노즐장치로부터 수중 불분리성 시멘트계 적층 재료를 토출시켜서 순차적으로 적층시킴으로서 가물막이 구조물의 벽체를 구축하는 것을 보여주는 도면 대용 사진이다. 1 is a schematic perspective view showing a 3D printing device for constructing a water barrier structure according to the present invention.
Figure 2 is a schematic perspective view corresponding to Figure 1 showing the construction of a water barrier structure using a 3D printing device according to the present invention.
Figure 3 is a drawing substitute photo showing that the wall of the water barrier structure is built by discharging and sequentially stacking the underwater inseparable cement-based laminate material from the nozzle device in actual water according to the present invention.

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. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but this is described as one embodiment, and thereby the technical idea of the present invention and its core configuration and operation are not limited.

본 발명에 따른 가물막이 시공방법에서는 3D 프린팅 기술을 이용하여 가물막이 구조물을 구축하게 된다. 즉, 본 발명에 따른 가물막이 구조물은 3D 프린팅 기술을 이용하여 구축되는 것이다. In the method for constructing a water barrier according to the present invention, a water barrier structure is constructed using 3D printing technology. That is, the water barrier structure according to the present invention is built using 3D printing technology.

도 1에는 본 발명에 따라 가물막이 구조물을 시공하기 위한 3D 프린팅 장치(200)를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도면에 예시된 것처럼 수중에서 가물막이 구조물(100)을 구축하기 위한 본 발명에 따른 3D 프린팅 장치(200)는, 수중 불분리성 시멘트계 적층 재료를 수중에서 사전에 정해진 폭과 두께로 토출하는 노즐장치(210)와, 노즐장치(210)를 서로 직교하는 x축과 y축으로 이동시키는 설치이동 프레임(220)을 포함하여 구성된다. 1 is a schematic perspective view showing a 3D printing device 200 for constructing a water barrier structure according to the present invention. As illustrated in the drawing, the 3D printing device 200 according to the present invention for constructing a water barrier structure 100 in water is a nozzle device for discharging an underwater inseparable cement-based layered material in water at a predetermined width and thickness 210, and an installation movement frame 220 for moving the nozzle device 210 in x-axis and y-axis orthogonal to each other.

구체적으로 설치이동 프레임(220)은 수중 지반에 놓여서 설치되는 것으로서, 뼈대 형태의 지지 프레임 부재(221)와, y축으로 연장되어 지지 프레임 부재(221)의 상단에 나란하게 한 쌍으로 구비되는 y축 레일부재(222)와, y축과 직교하는 방향의 x축으로 연장되어 있으며 양단이 y축 레일부재(222)에 이동 가능하게 결합되어 y축을 따라 이동할 수 있는 x축 레일부재(223)와, 상기 x축 레일부재(223)를 따라 이동가능하게 x축 레일부재(223)에 설치된 이동부재(224)를 포함하여 구성된다. Specifically, the installation movable frame 220 is installed by placing it on the underwater ground, and is provided with a pair of support frame members 221 in the form of a skeleton and extending in the y-axis to the upper end of the support frame member 221 side by side. The axis rail member 222 and the x-axis rail member 223 extending in the x-axis in a direction orthogonal to the y-axis and having both ends movably coupled to the y-axis rail member 222 and movable along the y-axis , It is configured to include a movable member 224 installed on the x-axis rail member 223 to be movable along the x-axis rail member 223.

노즐장치(210)는 후술하는 수중 불분리성 시멘트계 적층 재료를 소정 두께와 폭을 가지도록 수중에서 일정 속도로 토출시키는 장치로서, 연직방향으로 승하강 가능한 형태로 설치이동 프레임(220)의 이동부재(224)에 결합 설치되어 있다. 노즐장치(210)에는 수중 불분리성 시멘트계 적층 재료가 공급되는 공급관(211)이 연결되어 있다. 3D 프린팅 장치(200)는 수중에서 작동하는 것인 바, 철저한 방수처리가 되어 있다. The nozzle device 210 is a device for discharging the water-inseparable cement-based laminate material to be described later at a constant speed in water to have a predetermined thickness and width, and is a moving member of the installation movable frame 220 in a form capable of rising and descending in the vertical direction. It is coupled to (224) and installed. The nozzle device 210 is connected to a supply pipe 211 through which the water-inseparable cement-based layering material is supplied. Since the 3D printing device 200 operates underwater, it is thoroughly waterproofed.

본 발명에 따라 가물막이 구조물(100)을 적층 형성하게 되는 재료는 수중 불분리성 시멘트계 적층 재료로서, 수중에서 재료를 이루는 성분들이 분리되지 않는 성질을 가지고 있다. 이러한 수중 불분리성 시멘트계 적층 재료는, 최대골재치수 5mm 미만의 잔골재만을 사용하는 모르타르로 이루어지거나 또는 최대골재치수 5mm 이상의 굵은 골재를 사용하는 콘크리트로 이루어질 수 있는데, 수중에서 노즐장치(201)로부터 토출된 후에도 그 적층 상태를 안정적으로 유지할 수 있도록 저유동성을 가지면서도 소정의 유속 상태에서는 수중에서의 재료분리가 발생하지 않는 성질을 가지고 있다. According to the present invention, the material to be laminated to form the water barrier structure 100 is an underwater inseparable cement-based laminated material, and has a property that components constituting the material are not separated in water. Such an underwater inseparable cement-based laminate material may be made of mortar using only fine aggregate with a maximum aggregate size of less than 5 mm or made of concrete using coarse aggregate with a maximum aggregate size of 5 mm or more. It has low fluidity so that the layered state can be stably maintained even after being formed, but it has a property that material separation does not occur in water at a predetermined flow rate state.

도 2에는 본 발명에 따라 3D 프린팅 장치(200)를 이용하여 가물막이 구조물(100)을 구축하는 것을 보여주는 도 1에 대응되는 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명에 따라 실제 수중에서 노즐장치(210)로부터 수중 불분리성 시멘트계 적층 재료를 토출시켜서 순차적으로 적층시킴으로서 가물막이 구조물의 벽체를 구축하는 것을 보여주는 도면 대용 사진이 개시되어 있다. Figure 2 shows a schematic perspective view corresponding to Figure 1 showing the construction of a water barrier structure 100 using a 3D printing device 200 according to the present invention, and Figure 3 shows a real underwater according to the present invention A photo in place of a drawing showing that the wall of the water barrier structure is constructed by discharging and sequentially stacking the water-inseparable cement-based layering material from the nozzle device 210 is disclosed.

도 2 및 도 3에 예시된 것처럼 본 발명에서는 위와 같은 성질을 가지는 수중 불분리성 시멘트계 적층 재료를 적층 재료로 이용하고 상기한 3D 프린팅 장치(200)를 이용하여 수중에서 가물막이 구조물(100)을 구축하게 된다. 즉, 공급관(211)을 통해서 수중 불분리성 시멘트계 적층 재료를 노즐장치(210)로 공급하고, y축 레일부재(222)를 따라 x축 레일부재(223)를 이동시키는 것과 동시에 또는 병행하여 노즐장치(210)가 결합된 이동부재(224)를 x축 레일부재(223)를 따라 이동시켜서 노즐장치(210)를 x축과 y축으로 필요한 정도로 이동시킨다. 이와 동시에 또는 병행하여 노즐장치(210)를 연직방향으로 승하강 시키면서 수중에서 노즐장치(210)를 통해서 수중 불분리성 시멘트계 적층 재료를 토출시켜서, 연직방향으로 볼 때 폐합된 형태를 이루면서 연직방향으로 순차적으로 적층하여 벽체를 형성하여 가물막이 구조물(100)을 시공하게 된다. As illustrated in FIGS. 2 and 3, in the present invention, an underwater inseparable cement-based laminate material having the above properties is used as a laminate material, and the floating barrier structure 100 is made in water using the 3D printing device 200 described above. will build That is, the water-inseparable cement-based laminate material is supplied to the nozzle device 210 through the supply pipe 211, and the x-axis rail member 223 is moved along the y-axis rail member 222 simultaneously or simultaneously with the nozzle The moving member 224 to which the device 210 is coupled is moved along the x-axis rail member 223 to move the nozzle device 210 along the x-axis and y-axis to a required degree. Simultaneously or in parallel with this, while raising and lowering the nozzle device 210 in the vertical direction, the water-inseparable cement-based layered material is discharged through the nozzle device 210 in the water, forming a closed form when viewed in the vertical direction and vertically By sequentially stacking to form a wall, the temporary water barrier structure 100 is constructed.

가물막이 구조물(100)을 수면 위로 원하는 높이까지 구축한 후에는, 가물막이 구조물(100)의 폐합된 벽체 내부 공간에 채워진 물을 펌핑하여 벽체 외부로 배수시켜서 가물막이 구조물(100)의 내부 공간을 건식 작업이 가능한 상태로 만들게 된다. After building the flood protection structure 100 to the desired height above the water surface, pumping the water filled in the enclosed wall interior space of the flood protection structure 100 and draining it to the outside of the wall to clean the internal space of the flood protection structure 100 This makes it possible to dry work.

위와 같이 본 발명에서는 3D 프린팅 장치(200)와, 수중 불분리성 시멘트계 적층 재료를 이용하여 수중에서 가물막이 구조물(100)을 구축하게 된다. 이러한 본 발명에 의하면 우물통 내지 케이슨의 운반, 설치 등에 필요한 대형크레인, 선상 장비 등을 필요성을 최소화시킬 수 있으며, 본 발명은 우물통이나 케이슨을 이용한 종래의 가물막이 시공기술에 비하여 매우 짧은 기간 내에 신속히 가물막이 구조물(100)을 구축할 수 있는 바, 장기간 장비 사용에 따른 비용을 크게 절감할 수 있게 되어 매우 경제적으로 가물막이 구조물을 시공하여 구축할 수 있게 되는 장점이 발휘된다. As described above, in the present invention, the 3D printing device 200 and the underwater inseparable cement-based laminated material are used to build the floating barrier structure 100 in water. According to the present invention, it is possible to minimize the need for large cranes, shipboard equipment, etc. required for transportation and installation of well barrels or caissons, and the present invention can be used in a very short period of time compared to conventional flood protection construction techniques using well barrels or caissons. Since it is possible to quickly build the floodproof structure 100, it is possible to greatly reduce the cost of using equipment for a long period of time, so that the advantage of being able to construct and build the floodproof structure very economically is exhibited.

또한 본 발명에서는 3D 프린팅 장치(200)를 이용하고, 이러한 3D 프린팅 장치(200)는 정밀한 제어가 가능하므로, 시공오차를 최소화시켜서 가물막이 구조물(100)을 설계에 부합되게 시공할 수 있으며, 따라서 시공오차의 보정 작업 등의 후처리 작업이 필요하지 않게 되고, 그만큼 가물막이 구조물의 시공 효율이 크게 향상되는 장점도 발휘된다. In addition, the present invention uses a 3D printing device 200, and since this 3D printing device 200 is capable of precise control, it is possible to minimize construction errors and construct the guard structure 100 in conformity with the design. Therefore, Post-processing work such as correction of construction errors is not required, and the construction efficiency of the temporary water barrier structure is greatly improved.

특히, 본 발명에서는 노즐 장치(210)가 사용자의 유무선 원격제어에 의해 x축과 y축으로 정해진 속도와 거리만큼 이동하여 원하는 위치에 놓일 수 있고, 노즐 장치(210)의 연직승하강 및 수중 불분리성 시멘트계 적층 재료의 토출 작동 역시 사용자의 유무선 원격제어에 의해 이루어질 수 있는 바, 수중 작업이 실질적으로 무인(無人)형태로 수행되며, 그에 따라 작업자의 직접적인 수중 현장 작업이 필요 없거나 최소화되고, 그만큼 수중 작업자의 투입도 필요 없거나 최소화되어, 비용 절감은 물론이고 작업자의 안전사고 예방에도 만전을 기할 수 있게 되는 장점이 발휘된다. In particular, in the present invention, the nozzle device 210 can be moved by the speed and distance determined in the x-axis and the y-axis by a user's wired/wireless remote control to be placed in a desired position, and the vertical elevation and descent of the nozzle device 210 and The dispensing operation of the separable cement-based layering material can also be performed by the user's wired/wireless remote control, and the underwater work is performed in a substantially unmanned form, thereby eliminating or minimizing the direct underwater field work of the operator. The input of underwater workers is unnecessary or minimized, and the advantage of being able to do everything possible to prevent safety accidents as well as cost reduction is demonstrated.

더 나아가 본 발명에서는 수중 불분리성 시멘트계 적층 재료를 이용하는 바, 이러한 수중 불분리성 시멘트계 적층 재료는 수중에서 재료분리가 극도로 억제되어 있거나 실질적으로 재료분리가 이루어지지 않는 상태이므로, 이러한 수중 불분리성 시멘트계 적층 재료의 사용으로 인한 수중 오염도 최소화시킬 수 있게 된다. Furthermore, in the present invention, a water-inseparable cement-based laminate material is used, and since the water-inseparable cement-based laminate material is in a state in which material separation is extremely suppressed or material separation is not substantially achieved in water, such water-inseparable cement-based laminate material It is also possible to minimize water contamination due to the use of a cement-based laminate material.

100: 가물막이 구조물
200: 3D 프린팅 장치
210: 노즐장치
220: 설치이동 프레임
221: 지지 프레임 부재
222: y축 레일부재
223: x축 레일부재
224: 이동부재100: Flood barrier structure
200: 3D printing device
210: nozzle device
220: installation moving frame
221: support frame member
222: y-axis rail member
223: x-axis rail member
224: moving member

Claims (3)

노즐장치(210)와, 수중 지반에 놓여서 설치되며 노즐장치(210)를 서로 직교하는 x축과 y축으로 이동시키는 설치이동 프레임(220)을 포함하는 구성을 가지며 방수처리되어 있는 3D 프린팅 장치(200)를 이용하는데;
설치이동 프레임(220)은, 뼈대 형태의 지지 프레임 부재(221)와, y축으로 연장되어 지지 프레임 부재(221)의 상단에 나란하게 한 쌍으로 구비되는 y축 레일부재(222)와, y축과 직교하는 방향의 x축으로 연장되어 있으며 양단이 y축 레일부재(222)에 이동 가능하게 결합되어 y축을 따라 이동할 수 있는 x축 레일부재(223)와, 상기 x축 레일부재(223)를 따라 이동가능하게 x축 레일부재(223)에 설치된 이동부재(224)를 포함하여 구성되어 수중 지반에 설치되고;
노즐장치(210)는 설치이동 프레임(220)의 이동부재(224)에 결합 설치되어 연직방향으로 승하강하며;
노즐장치(210)에는 공급관(211)이 연결되어 있어 있어서, 공급관(210)을 통해서 최대골재치수 5mm 미만의 잔골재만을 사용하는 모르타르로 이루어진 수중 불분리성 시멘트계 적층 재료가 노즐장치(210)로 공급되어서;
노즐장치(210)를 x축과 y축으로 이동시키면서 노즐장치(210)를 통해서 수중 불분리성 시멘트계 적층 재료를 토출시켜서 연직방향으로 볼 때 폐합된 형태를 이루면서 연직방향으로 순차적으로 적층하여 벽체를 형성함으로써 가물막이 구조물을 수면 위로 설계된 높이까지 구축하며;
가물막이 구조물이 수면 위로 설계된 높이까지 구축한 후에는, 가물막이 구조물의 폐합된 벽체 내부 공간에 채워진 물을 펌핑하여 벽체 외부로 배수시켜서 가물막이 구조물의 내부 공간을 건식 작업이 가능한 상태로 만들게 되는 것을 특징으로 하는 가물막이 구조물 시공방법.
A 3D printing device ( 200) is used;
The installation movable frame 220 includes a skeleton-shaped support frame member 221, a y-axis rail member 222 extending in the y-axis and provided in a pair parallel to the upper end of the support frame member 221, and y An x-axis rail member 223 extending in the x-axis in a direction perpendicular to the axis and having both ends movably coupled to the y-axis rail member 222 to move along the y-axis, and the x-axis rail member 223 It is configured to include a movable member 224 installed on the x-axis rail member 223 to be movable along and installed on the underwater ground;
The nozzle device 210 is coupled to the movable member 224 of the installation moving frame 220 and moves up and down in the vertical direction;
A supply pipe 211 is connected to the nozzle device 210, and the water-inseparable cement-based laminate material made of mortar using only fine aggregate having a maximum aggregate size of less than 5 mm is supplied to the nozzle device 210 through the supply pipe 210. become;
While moving the nozzle device 210 in the x-axis and the y-axis, the water-inseparable cement-based layering material is discharged through the nozzle device 210 to form a closed form when viewed in the vertical direction and sequentially stacked in the vertical direction to form a wall By forming, the floating barrier structure is built up to the designed height above the water surface;
After the flood barrier structure is built to the designed height above the water level, the water filled in the enclosed wall inner space of the flood barrier structure is pumped and drained to the outside of the wall to make the internal space of the flood barrier structure available for dry work. A method of constructing a water barrier structure, characterized in that.
 삭제delete 건식 작업 공간을 확보하기 위하여 구축되는 가물막이 구조물로서,
청구항 제1항의 방법에 의해 시공되어 구축되는 것을 특징으로 하는 가물막이 구조물. As a fencing structure built to secure a dry working space,
A water barrier structure characterized in that it is constructed and constructed by the method of claim 1.
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