KR20040097971A - 지하수로의 수평구간 시공을 위한 거푸집장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지하수로의 수평구간 시공을 위한 거푸집장치에 관한 것으로, 다수의 수평부재 및 수직부재가 상호 접합 및 고정되어 수평구간 굴착지반(2)을 따라 연속된 기본골조를 형성하는 수평지지부(10)와; 상기 수평지지부(10) 둘레에 수로의 내측면을 형성하는 원통형 측벽을 형성하며, 측벽둘레를 따라 분할형성된 개별벽부가 상기 수평지지부(10)측으로 이동 내지 힌지회동됨에 따라 외경축소가 가능한 수로성형벽부(20)와; 상기 수평지지부(10)를 상기 수로성형벽부(20) 후방의 타설된 수로(1)상에서 지지하는 후방지지부(30)와; 상기 수평지지부(10)를 상기 수로성형벽부(20) 전방의 굴착지반(2)에서 지지하는 전방지지부(40);를 포함하여 구성됨을 기술적 요지로 하여, 복공벽으로부터의 이탈, 다음 타설위치로의 이동이 용이하고, 지반상에 견고하게 고정시킬 수 있어 콘크리트의 주입 및 고형화 공정이 반복적으로 이루어지는 수평구간 수로시공의 작업성을 보다 향상시킬 수 있으며, 다음 타설위치로의 이동과정에서 수평지지부가 경로를 벗어날 시 원위치로의 조정이 용이하고, 미세경사를 형성하고 있는 일반적인 수평구간 수로의 시공에 적용하기 적합한 지하수로의 수평구간 시공을 위한 거푸집장치에 관한 것이다.

Description

지하수로의 수평구간 시공을 위한 거푸집장치{a mold apparatus for the horizontal section of watercourse}

본 발명은 지하수로의 수평구간 시공을 위한 거푸집장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 굴착지반을 따라 수평방향으로 연속된 기본골조를 형성하는 수평지지부와, 상기 수평지지부 둘레에 원통형 측벽을 형성하고 외경축소가능하도록 분할형성된 수로성형벽부와, 상기 수평지지부를 타설된 수로측에서 지지하는 후방지지부와, 전방의 굴착지반체서 지지하는 전방지지부로 이루어지며, 상기 수로성형벽부가 외경축소되고 상기 전,후방지지부가 하강하여 타설된 수로로부터 이탈되며, 상기 전,후방지지부 하단의 이동롤러 및 이동바퀴에 의해 다음 타설위치로의 이동이 용이하여 수평구간 및 미세경사구간의 수로시공에 적합한 지하수로의 수평구간 시공을 위한 거푸집장치에 관한것이다.

통상적으로 양수 발전이란, 수력 발전소의 위와 아래에 저수지를 만들고 야간에 화력 발전 등에 의한 전기를 사용하여 발전에 이용한 물을 아래의 저수지에서 퍼올려 놓은 다음, 다음날 주간에 재차 이 물을 방출함으로써 야간에 발전한 전기를 물의 상태로 저장해 놓고, 주간에 재차 전기로 바꾸는 방법을 말하며, 이와 같은 발전소를 양수 발전소라 한다.

양수발전소에서 물을 상측의 저수지로 이동시키기 위한 수로를 건설함에 있어, 수로는 지형적요건 등에 따라 수평, 수직, 엘보우, 경사 구간 등을 거치게되며, 형상에 따라 구별되는 각 구간은 시공방법에 큰 차이가 있으나, 천공, 발파, 환기, 지보공, 버력처리의 작업 사이클이 반복되어 굴착이 완료되고 마지막으로 복공을 하여 마감시킨다.

수로를 시공함에 있어서는 숏크리트, 록볼트, 와이어 메시, 스틸리브로 이루는 지보공이 외부에서 작용하는 모든 하중을 감당하므로, 콘크리트 복공은 지보공의 보강과 터널 내면의 마감역할만을 하게되며, 따라서 복공 콘크리트가 받는 압력은 자중에 한하므로 타설 후 자립할 수 있을 정도로 콘크리트가 굳으면 거푸집을 이동하여 연속된 수로를 시공하게 된다.

형상에 따라 구별되는 각 구간마다 따라 시공방법에 큰 차이가 있으며, 기존에 이러한 양수발전소용 수압터널을 시공함에 있어서 수직구간에는 다양한 시공방법 및 기계가 개발되어 왔으나, 수평구간에 있어서는 상기와 같은 수로시공방법에 적용시키기 보다 적합하도록 하기 위한 연구 및 개발이 시도되지 않아 구식에 머물러 있는 실정이다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은, 지하수로의 직선구간 콘크리트 복공을 시공함에 있어서 복공벽으로부터 거푸집장치의 이탈 및 다음 타설위치로의 이동이 용이하여 반복적인 콘크리트의 주입 및 고형화작업의 작업성을 향상시킬 수 있는 지하수로의 수평구간 시공을 위한 거푸집장치를 제공하는데 목적이 있다.

도 1 - 본 발명에 따른 지하수로의 수평구간 시공을 위한 거푸집장치의 일실시예를 도시한 측면도

도 2 - 수로성형벽부의 정단면도

도 3 - 수로성형벽부가 외경축소된 상태를 보인 정단면도

도 4 - 후방지지부의 정단면도

도 5 - 전방지지부의 정단면도

<도면에 사용된 주요 부호에 대한 설명>

1 : 수로 2 : 굴착지반

3 : 레일 10 : 수평지지부

20 : 수로성형벽부 21 : 상벽부

21a : 힌지 22 : 하벽부

23 : 좌벽부 24 : 우벽부

25 : 탈착실린더 30 : 후방지지부

31 : 후단지지부 32 : 조정롤러

33 : 보조지지부 34 : 이동롤러

35 : 후방지지실린더 40 : 전방지지부

41 : 전단지지부 42 : 이동바퀴

43 : 경사지지부 45 : 전방지지실린더

상술한 바와 같은 목적 달성을 위한 본 발명은, 다수의 수평부재 및 수직부재가 상호 접합 및 고정되어 수평구간 굴착지반(2)을 따라 연속된 기본골조를 형성하는 수평지지부(10)와; 상기 수평지지부(10) 둘레에 수로의 내측면을 형성하는 원통형 측벽을 형성하며, 측벽둘레를 따라 분할형성된 개별벽부가 상기 수평지지부(10)측으로 이동 내지 힌지회동됨에 따라 외경축소가 가능한 수로성형벽부(20)와; 상기 수평지지부(10)를 상기 수로성형벽부(20) 후방의 타설된 수로(1)상에서 지지하는 후방지지부(30)와; 상기 수평지지부(10)를 상기 수로성형벽부(20) 전방의 굴착지반(2)에서 지지하는 전방지지부(40);를 포함하여 구성되는 지하수로의 수평구간 시공을 위한 거푸집장치를 기술적 요지로 한다.

여기서, 상기 수로성형벽부(20)는, 상,하,좌,우벽부(21, 22, 23, 24)로 분할형성되며, 유압실린더(25)에 의해 하부(22)가 상기 수평지지부(10)측으로 상향이동되고, 상부(21) 양단에 힌지결합된 좌,우부(23, 24)가 상기 수평지지부(10)측으로 회동되며, 상기 상부(21)가 상기 수평지지부(10)와 함께 하강되어 수로로부터 이탈됨이 바람직하다.

그리고, 상기 후방지지부(30)는, 상기 수평지지부(10)의 후단에서 좌우 한쌍의 유압실린더(35)에 의해 하면지지시키고 승하강조정시키는 후단지지부(31)와; 상기 후단지지부(31)에서 전방으로 이격된 위치에서 상기 수평지지부(10)를 지지하며, 좌우측에 수로(1)에 대응되는 접속각도로 기울어진 이동롤러(34)가 바닥면으로부터 이격설치된 보조지지부(33);를 포함하여 구성됨이 바람직하다.

또한, 상기 전방지지부(40)는, 상기 수평지지부(10)의 전단에서 상하 및 좌우측 지지시키고 승하강조정시키며, 하측에 지반(2)에 설치된 레일(3)을 타고 이동가능한 이동바퀴(42)가 구비된 전단지지부(41)와; 상기 수평지지부(20) 및 전단지지부(41)를 전방에서 경사각을 가지고 지탱하는 경사지지부(43);를 포함하여 구성되어 미세경사진 굴착지반(1)에서도 적용가능함이 바람직하다.

그리고, 상기 후단지지부(31)는, 상기 수평지지부(20) 하면에 접촉되는 다수의 조정롤러(32)가 구비되어, 상기 수평지지부(20)의 측방향 위치조정이 가능하도록 함이 바람직하다.

따라서, 복공벽으로부터의 이탈, 다음 타설위치로의 이동이 용이하고, 지반상에 견고하게 고정시킬 수 있어 콘크리트의 주입 및 고형화 공정이 반복적으로 이루어지는 수평구간 수로시공의 작업성을 보다 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

또한, 다음 타설위치로의 이동과정에서 수평지지부가 경로를 벗어날 시 원위치로의 조정이 용이하다는 다른 이점이 있다.

그리고, 미세경사를 형성하고 있는 일반적인 수평구간 수로의 시공에 적용하기 적합하다는 다른 이점이 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명을 다음의 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명에 따른 지하수로의 수평구간 시공을 위한 거푸집장치의 일실시예를 도시한 측면도이고, 도 2는 수로성형벽부의 정단면도이며, 도 3은 수로성형벽부가 외경축소된 상태를 보인 정단면도이고, 도 4는 후방지지부의 정단면도이며, 도 5는 전방지지부의 정단면도이다.

본 발명에 따른 지하수로의 수평구간 시공을 위한 거푸집장치는 크게 수평지지부(10), 수로성형벽부(20), 후방지지부(30), 전방지지부(40)로 이루어지며, 상기 수평지지부(10)는 굴착지반을 따라 수평방향으로 연속된 기본골조를 형성하고, 상기 수로성형벽부(20)는 상기 수평지지부(10) 둘레에 원통형 측벽을 형성하고 임의로 외경축소가능하도록 분할형성되며, 상기 후방지지부(30)는 상기 수평지지부(10)를 타설된 수로측에서 지지하고, 상기 전방지지부(40)는 전방의 굴착지반에서 상기 수평지지부(10)를 지지한다.

상기 수평지지부(10)는 본 발명의 기본골조를 형성하는 구성요소로, 다수의 강재빔이 직선형 수평구간을 형성하고 있는 굴착지반 따라 연속결합되며, 수직부재와 수평부재 등을 사각 테두리형 단면구조를 이루도록 함으로써, 부재 상호간에 고르게 지지할 수 있고, 제작이 용이하고 결속상태가 견고하며, 작업자 및 작업도구의 이동 및 운반등이 용이한 통로를 제공하도록 한다.

상기 수평지지부(10)는 사각형 단면구조로 제작함에 있어서, H빔을 사각형의 모서리부에 해당되는 4개소에서 수평방향으로 연속시키고, 연결부마다는 상기 4개소의 수평부재의 인접한 개소간을 수직방향으로 상호 연결 및 접합시켜 사각단면을 형성하며, 상기 수직부재간에는 사각형의 내측에서 H빔을 사선으로 지지시키고, 수평방향을 따라서는 L빔을 전방상향, 전방하향으로 교차되게 사선으로 접합 고정시켜 지지시킨다.

상기 수로성형벽부(20)는 기본골조를 형성하는 상기 수평지지부(10)를 기준으로하여 상기 수평지지부(10) 둘레에 수로의 내측면을 형성하는 원통형 측벽을 형성하며, 상,하,좌,우 등 측벽둘레를 따라 다수로 분할형성되고, 분할형성된 개별벽부는 상기 수평지지부(10) 내외측으로 이동 내지 힌지회동됨에 따라 원통형으로의 확장과 외경축소가 가능하다.

도2, 3에 도시된 일실시예에서 상기 수로성형벽부(20)는 상,하,좌,우벽부(21, 22, 23, 24)로 분할형성되고 콘크리트 주입구가 구비되어, 원통형 측벽을 형성하고 상기 주입구를 통해 콘크리트를 주입해 고형화시키면 상기 상,하,좌,우벽부(21, 22, 23, 24)가 독립적으로 내측으로 이동 내지 회동되면서 콘크리트로부터 순차적으로 이탈된다.

상기 일실시예에서 상기 상벽부(21)는 상기 수평지지부(10)에 일체로 고정결합되며, 상기 하벽부(22)는 탈착조정용 유압실린더(25)(이하 탈착실린더라 함)로 상기 수평지지부(10) 하단의 좌우측에 결합되며, 상기 좌벽부(23),우벽부(24)는 상기 상벽부(21)의 양단에 힌지결합되어 힌지(21a)를 중심으로 하부가 회동가능하고, 하단부는 상기 탈착실린더(25)에 의해 이동조정된다.

콘크리트벽부로부터 이탈 시 먼저 상기 하벽부(22)가 상기 탈착실린더(25)에 의해 상기 수평지지부(10)측으로 상향이동되고, 상기 좌,우벽부(23, 24)가 상기 힌지(21a)를 중심으로 상기 수평지지부(10)측으로 회동되며, 상기 상벽부(21)는 상기 수평지지부(10)의 하강이 이루어지면서 함께 하강됨으로써 도 3에 도시된 바와 같은 형태로 외경축소되고 수로로부터의 이탈이 이루어지게된다.

상기 수로성형벽부(20)는 원형을 이루는 다수의 R빔이 등간격으로 이격되고,상기 R빔의 이격공간을 수평길이방향으로 잇는 다수의 H빔에 의해 원통형 측벽을 형성하며, 상기 탈착실린더(25) 외에 다수의 잭스크류에 의해 상기 수평지지부(10)에 고정설치된다.

상기 후방지지부(30)와 전방지지부(40)는 상기 수로성형벽부(20)의 후방과 전방 각각에서 상기 수평지지부(10)의 단부에 설치되어 상기 수평지지부(10)를 타설된 수로(1) 및 굴착지면(2)으로부터 지지시키고, 지정된 구간의 복공작업이 완료되면 다음 구간으로의 상기 수평지지부(10) 및 수로성형벽부(20)의 이동 또한 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 구성요소이다.

상기 후방지지부(30)는 상기 수로성형벽부(20) 후방의 타설된 수로(1)상에서 상기 수평지지부(10)를 지지하며, 후단에서 상기 수평지지부(10)의 하단을 지지하는 하단지지부(31)와, 이동롤러(34)를 구비한 보조지지부(33)로 이루어진다.

도 4의 (a)에 도시된 상기 후단지지부(31)는 좌우 한쌍의 유압실린더(35)(이하 후방지지실린더라 함)에 의해 상기 수평지지부(10)의 하면을 지지시키고 승하강조정시키며, 잭스크류 등에 의해 측면지지하고, 전후방향의 회전축을 구비한 다수의 조정롤러(32)에 의해 상기 수평지지부(20) 하면에 접촉된다.

본 발명이 수평방향으로 대폭 연장된 길이를 가지며 원통형 수로(1) 및 굴착지반(2)상에서 이동이 이루어짐에 따라 다음 작업위치으로의 이동 시 전방에서 정면으로 직선이동한다 하더라도 후단부에서는 수로(1)를 타고 측방향으로의 이동이 수시로 발생될 수 있는데, 후단부의 지정경로 이탈이 감지될 시에는 상기 후방지지실린더(35)를 신장시켜 상기 후단지지부(31)를 정위치에 고정시키고 상기 조정롤러(32)상에서 상기 수평지지부(20)를 미세하게 측방향 이동시킴으로써 정위치로의 조정이 이루어지게 된다.

도 1과 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 보조지지부(33)는 상기 후단지지부(31)에서 전방으로 이격된 위치에 설치되고, 좌우측 하단에는 수로(1)에 대응되는 접속각도로 기울어진 한쌍의 이동롤러(34)가 바닥면으로부터 이격되게 설치되어, 정지시에는 잭스크류 등에 의해 상기 후단지지부(31)와 함께 상기 수평지지부(10)의 하면을 지지하고, 이동시에는 상기 후단지지부의 후방지지실린더(35)가 축소되면서 상기 이동롤러(34)가 수로(1)의 바닥면에 닿게되어 상기 이동롤러(34)가 후방에서 자중을 지탱하면서 구름운동하게된다.

상기 전방지지부(40)는 상기 수로성형벽부(20) 전방의 굴착지반(2)에서 상기 수평지지부(10)를 지지하며, 상기 수평지지부(10)의 전단에서 하면을 지지하는 전단지지부(41)와, 미세경사를 형성하고 있는 일반적인 수평구간 수로의 시공에 적용할 수 있도록 상기 수평지지부(10) 및 전단지지부(41)를 전방에서 사선으로 지탱하는 경사지지부(43)로 이루어진다.

상기 전단지지부(41)는 굴착지반(2)의 미세경사상에서도 자중을 견고하게 지탱할 수 있도록 상기 수평지지부(10)를 유압실린더(45)(이하 전방지지실린더라 함) 및 잭스크류 등에 의해 상하 및 좌우측에서 지지시키며, 하단부 좌우측에 한쌍으로 설치된 상기 전방지지실린더(45)에 의해 상기 수평지지부(10)를 승하강조정시키고, 상기 전방지지실린더(45)의 축소시키면 굴착지반(2)에 설치된 레일(3)을 타고 이동가능하도록 하부에 한쌍의 이동바퀴(42)가 구비된다.

상기 경사지지부(43)는 완전한 수평경로의 시공시에는 필수하지는 않으나, 시공사정과 수류의 이동원활성을 고려하면 대부분의 수로가 미세경사를 가지게 되는 바, 전방에서 상기 수평지지부(20) 및 전단지지부(41)를 경사각을 가지고 안정되게 지탱할 수 있도록 함이 바람직하다.

본 발명에 따른 지하수로의 수평구간 시공을 위한 거푸집장치는 지정구간에서의 작업이 완료되면 상기 수로성형벽부의 하벽부(22), 좌,우벽부(23, 24)가 순차적으로 외경축소되고, 상기 전방지지실린더(45) 및 후방지지실린더(35)가 길이축소되어 상기 수평지지부(10) 및 상벽부(21)가 함께 하강되면서 상기 수로성형벽부(20)가 복공벽으로부터 완전히 이탈되며, 상기 이동롤러(34) 및 이동바퀴(42)에 의해 다음 타설위치로의 이동이 용이하게 이루어질 수 있고, 지정 위치로의 이동이 완료되면 상기 후단지지부(31) 및 보조지지부(33), 전단지지부(41) 및 경사지지부(43)에 의해 타설수로(1) 및 굴착지반상에 견고하게 고정시킬 수 있다.

상술한 바와 같은 구성에 의한 본 발명은, 복공벽으로부터의 이탈, 다음 타설위치로의 이동이 용이하고, 지반상에 견고하게 고정시킬 수 있어 콘크리트의 주입 및 고형화 공정이 반복적으로 이루어지는 수평구간 수로시공의 작업성을 보다 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.

또한, 다음 타설위치로의 이동과정에서 수평지지부가 경로를 벗어날 시 원위치로의 조정이 용이하다는 다른 효과가 있다.

그리고, 미세경사를 형성하고 있는 일반적인 수평구간 수로의 시공에 적용하기 적합하다는 다른 효과가 있다.

Claims (5)

1. 다수의 수평부재 및 수직부재가 상호 접합 및 고정되어 수평구간 굴착지반(2)을 따라 연속된 기본골조를 형성하는 수평지지부(10)와;

   상기 수평지지부(10) 둘레에 수로의 내측면을 형성하는 원통형 측벽을 형성하며, 측벽둘레를 따라 분할형성된 개별벽부가 상기 수평지지부(10)측으로 이동 내지 힌지회동됨에 따라 외경축소가 가능한 수로성형벽부(20)와;

   상기 수평지지부(10)를 상기 수로성형벽부(20) 후방의 타설된 수로(1)상에서 지지하는 후방지지부(30)와;

   상기 수평지지부(10)를 상기 수로성형벽부(20) 전방의 굴착지반(2)에서 지지하는 전방지지부(40);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 지하수로의 수평구간 시공을 위한 거푸집장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 수로성형벽부(20)는,

   상,하,좌,우벽부(21, 22, 23, 24)로 분할형성되며, 유압실린더(25)에 의해 하벽부(22)가 상기 수평지지부(10)측으로 상향이동되고, 상벽부(21) 양단에 힌지결합된 좌,우벽부(23, 24)가 상기 수평지지부(10)측으로 회동되며, 상기 상벽부(21)가 상기 수평지지부(10)와 함께 하강되어 수로로부터 이탈됨을 특징으로 하는 지하수로의 수평구간 시공을 위한 거푸집장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 후방지지부(30)는,

   상기 수평지지부(10)의 후단에서 좌우 한쌍의 유압실린더(35)에 의해 하면지지시키고 승하강조정시키는 후단지지부(31)와;

   상기 후단지지부(31)에서 전방으로 이격된 위치에서 상기 수평지지부(10)를 지지하며, 좌우측에 수로(1)에 대응되는 접속각도로 기울어진 이동롤러(34)가 바닥면으로부터 이격설치된 보조지지부(33);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 지하수로의 수평구간 시공을 위한 거푸집장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 전방지지부(40)는,

   상기 수평지지부(10)의 전단에서 상하 및 좌우측 지지시키고 승하강조정시키며, 하측에 지반(2)에 설치된 레일(3)을 타고 이동가능한 이동바퀴(42)가 구비된 전단지지부(41)와;

   상기 수평지지부(20) 및 전단지지부(41)를 전방에서 경사각을 가지고 지탱하는 경사지지부(43);를 포함하여 구성되어 미세경사진 굴착지반(1)에서도 적용가능함을 특징으로 하는 지하수로의 수평구간 시공을 위한 거푸집장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 후단지지부(31)는,

   상기 수평지지부(20) 하면에 접촉되는 다수의 조정롤러(32)가 구비되어, 상기 수평지지부(20)의 측방향 위치조정이 가능함을 특징으로 하는 지하수로의 수평구간 시공을 위한 거푸집장치.