KR20050051895A - 부력과 자중을 이용한 임시 물막이구조물 및 이를 이용한수리구조물 신설 및 보수 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 임시물막이 구조물로서, 외벽체를 이중벽체로 제작하여 벽체 사이에 물수용공간이 형성되도록 함으로서 상기 물수용공간에 물이 채워지지 않은 상태에서는 부력을 받을 수 있으며, 상기 물수용공간에 물이 채워진 상태에서는 물의 무게를 포함한 자중에 의하여 작용하는 수압에 저항할 수 있도록 형성함으로서, 해수 또는 민물에 의한 수압을 지속적으로 받는 배수갑문, 수리구조물과 연속된 옹벽 또는 바닥판과 같은 구조물을 신설, 보수 및 보강함에 있어, 수리구조물의 구조적인 안전을 위협하지 않도록 하고, 고가의 대형장비 없이도 그 해체 및 운반이 용이한 임시물막이구조물 및 이를 이용한 수리구조물의 신설 및 보수방법에 관한 것이다.

Description

부력과 자중을 이용한 임시 물막이구조물 및 이를 이용한 수리구조물 신설 및 보수 방법{Temporary coffering structure using dead load and buoyancy and construction or repairing method for irrigation structure using the same}

본 발명은 부력과 자중을 이용한 임시물막이 구조물 및 이를 이용한 구조물 신설 및 보강공법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 배수갑문과 같은 수리구조물 및 상기 수리구조물 하부에 연속하여 형성된 바닥 면 또는 측면 옹벽과 같이 해수 또는 민물에 의한 수압을 지속적으로 받는 상태에서, 그 보수 ·보강 및 부분적인 신설작업을 위해서 임시 물막이공정이 필요한 경우에, 수리구조물의 피 수압면에 부분적으로 박스 형상의 임시 물막이구조물을 설치하여 건식작업이 가능하도록 함과 동시에, 그 설치 안전성 및 해체작업의 효율성을 증진시키기 위하여, 임시 물막이구조물에 작용하는 수압이 피 수압면에 전달되지 않도록 자중에 의하여 상기 수압에 저항토록 하여 수리구조물의 구조적인 안전을 위협하지 않도록 하고, 자중을 줄이면서 부력이 작용하도록 하여 대형장비 없이도 그 해체 및 운반이 용이한 임시물막이 구조물의 제작 및 시공방법에 관한 것이다.

본 발명의 출원인은 본 발명과 관련된 임시 물막이구조물을 기 출원(특허출원 제 71383호, 등록실용신안 제 308924호 )한 바 있다.

상기 기 출원된 임시물막이 구조물은 배수갑문과 같은 수리구조물의 보수작업 등에 있어 가장 선결되어야 하는 문제인 필요한 건식작업(Dry Work)환경을 확보하기 위하여 종래에 통상적으로 사용되는 쉬트파일 공법 등과 같은 차수수단을 시공하는데 있어 발생하는 문제점(작업공기의 지연, 시공성의 비효율성, 재활용의 불가능 및 대형장비 사용에 의한 공사비 증대 등)을 해결하기 위한 것으로서, 해수 또는 민물과 접하여 있기 때문에 항상 피수압면이 존재하는 수리구조물의 보수 등의 작업에 이용될 수 있도록, 보수·보강의 대상이 되는 수리구조물의 부위를 최소한의 크기로 감싸면서, 단부가 상기 피수압면 또는 수리구조물 자체에 형성된 지지부위에 수압 또는 자중에 의하여 접하도록 설치하되, 상기 단부에 지수 수단을 이중으로 형성시켜 차수를 완벽하게 확보할 수 있도록 하고, 내부에는 해수 또는 민물에 의한 수압을 지지할 수 있는 보강수단 및 임시 물막이구조물의 이탈에 의한 작업의 안전을 확보할 수 있는 이탈방지수단이 설치된 상,하부가 개방된 박스형 물막이구조물을 이용하는 것이었다.

이에 부분적인 차수작업이 완료되어 해당 보수작업 등이 완료되면, 바지선에 탑재된 소형 크레인과 같은 인양장치를 이용하여 다른 수리구조물의 보수 등을 하기 위한 위치로 인양 후, 거치 하는 식으로 수리 구조물 전체에 대하여 보수 등의 작업을 완료할 수 있도록 하여, 수리구조물 전체의 효율적으로 보수 등의 작업이 가능한 것을 기술적 특징으로 하는 상,하면이 개방된 철골조립체인 박스구조물이라고 할 수 있다.

구체적으로는 도 1과 같이 수리구조물인 배수갑문의 언주(110), 문주(120), 배수갑문(130) 또는 측면 옹벽(140)과 같이 피수압면이 수직으로 형성되는 경우에는 ㄷ 자단면의 박스구조물(100a,100b)의 수직단부가 피 수압면에 밀착되도록 하고, 배수갑문의 바닥판(150)과 같이 피 수압면이 수평으로 형성되는 경우에는 사각 박스구조물(100c)의 하부면인 수평단부가 피수압면에 밀착되도록 하는 경우로 나누어 볼 수 있다.

상기 임시 물막이구조물은 그 설치에 있어 피수압면이 존재하는 수리구조물 부위에 밀착시키기 위하여 임시 물막이구조물의 자중 또는 수압을 이용 있는 바, 피수압면이 수직으로 형성되는 배수갑문 또는 옹벽의 경우에는 작용 받는 수압에 의하여 임시 물막이구조물의 수직단부가 상기 배수갑문 또는 옹벽에 수직면에 밀착되도록 하고(100a,100b), 배수갑문의 바닥판의 경우에는 자중에 의하여 임시물막이구조물의 수평 단부가 바닥판(150)에 밀착되도록 하고 있음을 기술적 특징으로 하고 있다.

이때, 작용 받은 수압에 의하여 수직단부가 수리구조물에 밀착되도록 하는 임시 물막이구조물(100a,100b)에 있어, 수심이 깊은 경우 매우 큰 수압이 임시 물막이구조물에 작용할 수밖에 없고, 이로서 작용하는 수압이 임시 물막이구조물을 통하여 수리구조물에 전달되어 자칫 수리구조물(배수갑문, 옹벽)에 과도한 수압이 전달되어 구조적 안전성이 위협받을 수 있다는 문제점이 발생할 수 있으며,

자중에 의하여 수평단부가 수리구조물에 밀착되도록 하는 임시 물막이 구조물(100c)의 경우, 조수 간만의 차이, 파랑의 영향을 적게 받기 위해서는 이에 대항할 수 있도록 자중을 크게 해야할 경우, 자중을 크게 하기 위하여 임시 물막이 구조물의 크기를 크게 제작할 수밖에 없어 그 제작비용이 커질 수밖에 없고, 자중이 큰 임시 물막이구조물을 육상에서 해상으로 운반하기 위해서는 대형 크레인을 이용하여 바지선에 탑재시키고, 바지선을 소정의 위치로 예인시키는 예인선의 용량이 커져야 하는 등 그 설치 및 운반작업의 시공성 저하 및 공사비용이 증가될 수밖에 없다는 문제점이 발생하게 되었다.

본 발명의 목적은 수리구조물 전체를 커버할 수 있는 차수수단으로서 종래의 쉬트파일과 같은 물막이구조물을 설치하지 않고, 수리구조물 부분에 대해서만 용이하면서도 신속한 임시 물막이구조물을 설치한 후 운반이 가능하도록 하여 연속적으로 수리구조물 전체에 대하여 차수 작업을 실시할 수 있는 수단을 제공함으로서 수리구조물 임시 물막이 설치작업의 시공성 향상 및 작업공기 단축이 가능한 임시 물막이구조물을 제공하되, 수리구조물에 구조적 안전성을 위협하지 않으며, 그 설치 및 해체 작업이 용이한 부력과 자중을 이용한 임시물막이 구조물 및 이를 이용한 수리구조물 신설 및 보수공법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 수리구조물과 접하는 임시 물막이구조물의 단부에 설치가 간단하고 재활용이 가능한 지수수단이 구비된 부력과 자중을 이용한 임시물막이 구조물 및 이를 이용한 수리구조물 신설 및 보수공법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 재사용이 가능하며, 수압을 적절하게 지지하기 위한 내부 보강수단 및 안전성을 확보하기 위한 이탈방지수단을 포함하는 부력과 자중을 이용한 임시물막이 구조물 및 이를 이용한 수리구조물 신설 및 보수공법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 해수 또는 민물과 접하여 있기 때문에 피수압면이 존재하는 수리구조물의 보수 등의 작업에 이용될 수 있도록, 신설 및 보수가 되어야 하는 수리구조물의 부위를 최소한의 크기로 감싸면서 단부가 상기 피수압면에 접하도록 설치하되, 수리구조물에 작용하는 수압이 전달됨으로서 수리구조물의 구조적인 안전을 위협하지 않도록 자중에 의하여 상기 수압을 저항케 하되, 임시 물막이구조물의 크기를 크게 하지 않고서도 상기 자중을 크게 할 수 있도록 하고, 나아가 상기 자중의 크기를 임의로 작게 조절 할 수 있도록 함으로서, 임시 물막이구조물의 해체 및 수중운반이 용이하도록 임시 물막이구조물에 물을 수용할 수 있는 물 수용공간을 형성시켜, 상기 물 수용공간에 물을 채우는 경우 임시 물막이구조물의 자중이 커지도록 하고, 물을 배출시키는 경우 수중의 임시 물막이구조물에 부력이 발생하여 임시 물막이구조물의 자중을 감소시킨 상태로 만들어 임시 물막이구조물의 설치 및 해체 작업이 용이하도록 하는 것을 기술적 특징으로 한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가지는 자가 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명하며, 임시 물막이구조물 및 이를 이용한 수리구조물의 신설 및 보수 방법을 구분하여 설명한다.

<임시 물막이구조물>

본 발명의 피수압면이 형성된 임시 물막이대상구조물 주위에 단부가 접하도록 설치된 임시 물막이구조물에서, 물 수용공간이 형성되어 물이 채워지지 않은 상태에서는 부력을 받을 수 있으며, 상기 물 수용공간에 물이 채워진 상태에서는 물의 무게를 포함한 자중에 의하여 작용하는 수압에 저항할 수 있도록 형성된 구조물조립체이다. 이하 도 2를 기준으로 설명한다.

피수압면이 존재하는 수리구조물(100)은 통상 민물과 해수가 만나는 지점에 설치되며, 하 단부에 언주(110)가 설치된 문주(120)사이에 설치되어 상,하로 이동되는 배수갑문(130), 상기 배수갑문과 연속하여 수리구조물의 양 측부를 구성하는 옹벽(140) 및 상기 배수갑문, 문주 및 언주 하단 부에 연속하여 형성된 바닥판(150)을 기준으로 설명하며 구체적으로 살펴보면,

상기 배수갑문(130)은 도 2와 같이 문주(120) 사이에 설치되며 별도의 승강장치에 의하여 상기 문주를 따라 상, 하로 이동됨으로서 수리구조물의 상, 하 개폐기능을 가지는 장치로서, 해수에 잠긴 부분은 수심에 따른 수압을 받게 되어 피수압면이 항상 존재하게 된다. 이러한 피 수압면은 후술되는 임시 물막이구조물(200)의 단부가 밀착되어 접하는 부위에 해당된다.

상기 옹벽(140)은 배수갑문(130)과 연속하여 수리구조물의 양 측면에 소정의 높이로 축조되어 옹벽 배면의 흙 과 같은 지반 등을 지지하는 구조물로서 해수와 접하는 부분은 역시 배수갑문과 같이 일정한 수압을 지속적으로 받아 항상 피수압면이 존재하게 되며, 표면을 구성하는 콘크리트 피복이 손상된 경우 보수 등이 되어야하는 물막이 대상구조물이기도 하다.

상기 문주(120)는 통상 콘크리트 기둥구조물로서 배수갑문(130)을 지지하는 기능을 가지고 있다. 특히 해수와 접하는 부위는 파도 등에 의하여 지속적인 하중(파랑에 의한 수압 등)을 받게 되어 콘크리트 피복에 있어 손상될 여지가 크고, 해수에 잠기는 하단부도 역시 파랑에 의하여 세굴 될 여지가 많아 타원형의 단면을 가지는 언주(110)가 별도로 설치되어 파도에 의한 하중을 분산시키고 되도록 문주가 해수에 직접 접하지 않도록 하며, 하 단부에는 별도의 받침부(일종의 헌치부)와 같은 세굴 보강수단을 두는 것이 통상적이다. 나아가 이에 상기 문주에 형성된 언주도 해수에 거의 잠겨져 있으므로 그 잠겨진 부위는 항상 수압을 받게 되어 결국 피수압면이 항상 존재하게 되며, 손상된 언주의 경우 보수 작업이 필요하여 물막이 대상구조물에 속하게 된다.

이러한 언주(110)는 문주(120) 하단에 타원 형 단면으로 형성되어 소정 높이를 가지고 설치된다.

상기 바닥판(150)은 문주 및 언주의 하부와 연속하여 소정의 두께를 가지는 콘크리트 판으로서 해수에 항상 잠겨져있으므로 그 상부면(표면)은 항상 수압을 받게 되어 결국 피수압면이 항상 존재하게 되며, 손상된 바닥판의 경우 보수 작업 등이 필요하여 물막이 대상구조물에 속하게 된다.

특히 상기 언주(110), 문주(120), 옹벽(140) 및 바닥판(150)의 경우 피수압면이 존재하는 구조물로 볼 수도 있고, 최종적으로 보수 또는 신설되어야 하는 물막이 대상구조물로도 볼 수 있다. 왜냐하면 언주, 문주, 옹벽 및 바닥판은 항상 해수와 접하여 파도 등에 의하여 콘크리트 피복이 손상되어 보수되어야 할 대상에 속하기 때문이다. 이러한 언주(110), 문주(120), 옹벽(140) 및 바닥판(150)의 경우 콘크리트 피복이 해수에 의한 파도에 의하여 손상되는 경우 이를 보수하거나, 상기 손상 부위에 새로운 구조물을 형성하기 위해서는 콘크리트 타설, 양생이라는 작업공정으로 필수적이므로 건식작업(Dry Work)환경이 필요하게 되는 데 이러한 건식 작업을 가능하게 하는 수단이 바로 차수 수단으로서 기능하는 임시 물막이구조물(200)이다.

상기 임시 물막이구조물(200)의 구조물의 개략적인 설치도 도 2에 도시되어 있다.

즉, 상기 임시 물막이구조물(200)은 도 2와 같이 피수압면이 존재하는 배수갑문(130)에 단부가 접하도록 설치되며, 안쪽에는 문주(120)에 설치된 언주(110)와 같은 물막이 대상구조물로부터 소정의 간격을 두고 감싸면서 설치되며, 상부 및 하부가 개폐된 ㄷ 자 단면을 가진 박스형상의 임시 물막이구조물(200a, 이하 구체예1),

피수압면이 존재하고 물막이대상구조물인 옹벽(140)에 도2와 같이 단부가 접하도록 설치되며, 소정의 간격을 두고 감싸면서 설치되며, 상부 및 하부가 개폐된 ㄷ 자 단면을 가진 박스형상의 임시 물막이구조물(200b, 이하 구체예2),

역시 해수에 잠겨져 있기 때문에 피 수압 면이 존재하고 물막이 대상구조물이기도 한 바닥판(150)에 단부가 접하도록 설치되며, 소정의 간격을 두고 감싸면서 설치되며, 상부 및 하부가 개폐된 사각 박스관 형상의 임시 물막이구조물(200c, 이하 구체예3)로 구분될 수 있다.

상기 구체예1 및 구체예2의 임시 물막이구조물은 피수압면이 수직면으로 형성되기 때문에 이와 접하는 임시 물막이구조물의 단부면도 역시 수직면으로 형성될 수 있도록 ㄷ 자 단면을 가진 박스형상의 임시 물막이구조물(200a, 200b)이 이용되며,

상기 구체예3의 임시 물막이구조물은 피수압면이 수평면으로 형성되기 때문에 이와 접하는 임시 물막이구조물의 단부면도 역시 수평면으로 형성될 수 있도록 사각 박스형상의 임시 물막이구조물(200c)이 이용된다는데 차이가 있다.

이하 임시 물막이구조물(200a,200b,200c)의 구체예1, 구체예2 및 구체예3를 순서대로 도3을 기준으로 상세하게 살펴본다.

<임시 물막이 구조물(200a): 구체예 1>

상기 구체예 1의 임시 물막이구조물(200a)은 도 2 및 도 3a와 같이 전체적인 형상이 ㄷ 자 단면을 가지며 상,하부가 개방된 박스구조물로서, 이중벽체로 구성되어 내부에 물 수용공간(250a)이 형성된 양 측판(211a) 및 앞판 조립체(212a)로 이루어진 외벽체(210a)를 기본 골격으로 하는 철골조립체로서, 피수압면이 존재하는 배수갑문에 접하여 외벽체 단부에 형성되는 지수수단(220a)이 형성되어 상기 배수갑문에 밀착 설치되며, 상기 외벽체 안쪽에 해수에 의하여 가해지는 수압을 지지하는 보강부재(230a); 및 해수 수위의 변화에 의하여 피 수압 면에 밀착 설치된 박스구조물이 이탈되지 않도록 기능하는 이탈방지수단(240a)을 포함하며, 도 3a 내지 도 3f를 기준으로 설명한다.

도 3a는 상기 임시 물막이구조물(200a)의 기본골격을 구성하는 각 조립체의 구성을 명확하게 도시하기 위하여 조립체를 안, 밖으로 둘러싸고 있는 판부재를 제외한 상태의 사시도를 도시한 것이다. 상기 임시 물막이구조물(200a)의 외벽체(210a)는 양 측판 조립체(211a) 및 앞판 조립체(212a)가 서로 플랜지(213a)로 맞대어 연결된 상태에서 볼트로 서로 결합된 구조로 이루어질 수 있다. 이는 제작상의 편의, 운반의 용이성 및 재활용의 필요성 등 때문에 3개의 조립체로 이루어진 경우를 도시한 것일 뿐, 필요에 따라 다양한 크기 및 형상의 조립체가 서로 볼트 또는 다른 연결수단으로 결합될 수 있다. 크기가 작다면 전체를 일체로 제작해도 상관없다.

각 조립체(211a,212a)는 이중벽체구조로 이루어져 있다. 이로서 벽체내부에 공간이 형성되는데, 본 발명에서는 이를 물수용공간(250a)으로 지칭한다. 이러한 물수용공간에는 물이 채워지게 되며, 채워진 물은 물 수용공간을 둘러싸고 있는 판부재에 의하여 수용된다.

상기 물 수용공간(250a)은 본 발명에서 임시 물막이구조물이 피수압면에 지수수단(240a)에 의하여 밀착 설치되는 경우, 물이 채워지게 되면 물의 무게 및 임시 물막이구조물 자체의 무게에 의해 파도 등 및 수압에 의한 외력이 임시 물막이구조물에 작용할 때 이를 저항하는 수단이 됨으로서, 자칫 임시 물막이구조물로 통해 상기 외력이 피수압면에 전달되는 현상을 방지할 수 있게 된다. 이는 만약 상기 외력이 피수압면에 전달되어 피수압면을 포함하고 있는 임시 물막이대상구조물 즉, 배수갑문, 옹벽 등에 충격 등에 의한 구조적 파괴를 방지하는 역할을 하게 된다.

또한 상기 물수용공간(250a)에 채워져 있는 물이 수중펌프 등을 통해 외부로 배출되면, 물 수용공간에 의해 수중에서 임시 물막이구조물이 부력을 받게 되고, 그 부력은 결국 임시 물막이구조물의 수중에서의 자중을 감소시키는 역할을 하게 되므로, 배수갑문 등과 같은 피수압면으로부터 분리되어 운반시킬 필요가 있는 경우 바지선, 크레인, 예인선 등의 운반장비의 용량 또는 크기를 줄일 수 있으며, 그 제작비용을 줄일 수 있게 된다.

만약 각 조립체로 구성되는 임시 물막이구조물로 확보되는 자중을 보다 크게 확보하기 위해서 물수용공간(250a)에 물을 채움과 동시에 물 수용공간을 이루는 수직 지지부재 사이 하단부에 콘크리트를 블록 등과 같은 중량물을 더 추가함으로서, 임시 물막이구조물의 자중을 더욱 크게 확보할 수 있도록 한다.

도 3b는 도 3a에서의 D-D 단면도에 의하여 물수용공간(250a)에 물이 채워진 상태 및 물 수용공간에 콘크리트블록 등에 의한 중량물(251a)이 형성될 수 있는 경우를 도시한 것이다. 채워진 물의 수위는 임시 물막이구조물의 높이, 부력 등을 고려해 결정하면 되고, 도 3d와 같이 판부재(204a)가 형성된 상태에서 판 부재에 일정한 크기의 구멍을 형성시켜 물이 하부로부터 물 수용공간에 채워지도록 할 수 도 있고, 별도의 구멍을 형성시킴 없이 펌프로 물을 물 수용공간의 상부에서 채워도 상관없다.

도 3c는 각 조립체(211a,212a)가 결합된 상태의 임시 물막이구조물(200a)의 평면도를 도시한 것인데, 양 단부에는 지수수단(220a)이 형성된 상태에서 피수압면이 존재하는 수리구조물(100)인 배수갑문(130)에 밀착 설치되며, 물막이 대상구조물인 문주(120)에 형성된 언주(110)로부터 소정의 간격을 가지면서 그 주위를 감싸도록 설치되어 차수수단으로서 기능한다.

도 3d는 공통적으로 외벽체(210a)를 구성하는 판부재(204a), 수직지지부재(205a), 수평지지부재(206a) 및 경사지지부재(207a)를 단면도를 도시한 것이다. 상기 부재들은 도3a의 양 측판 조립체(201a) 및 앞판 조립체(202a) 각각을 구성하게 된다.

2개의 수직지지부재(205a) 사이에 수평지지부재(206a)가 상하로 다수 연결되어 있으며, 경사 지지부재가(207a)가 양 수직지지부재를 대각선으로 지지하고 있다. 양 수직지지부재는 바깥쪽 면에 판부재(204a)가 각각 형성되어 있으며, 이로서 양 수직지지부재 사이에 형성되는 물수용공간(250a)에 물이 채워지는 경우 물이 판부재에 의하여 외부로 유출되지 않고 수용된다.

상기 판부재, 수평·수직 지지부재 및 경사 지지부재의 소재, 설치간격 나아가 지지부재 설치 여부는 물 수용공간에 채워진 물의 수위, 외벽체 밖의 해수 등의 수위에 따른 수압의 크기, 물막이 대상 구조물의 크기, 작업환경(파도의 세기, 조수간만의 차이 등)에 따른 설계기준에 따라 변경된다. 이때 물수용공간의 크기는 적어도 임시 물막이구조물(200a)이 부력에 의하여 수중에서 떠 있을 정도의 크기를 확보할 수 있어야 한다.

지수수단(220a)은 도 3c와 같이 상기 양 측판조립체(211a)의 양 단부 및 앞판조립체(212a)의 하단부가 피 수압 면이 존재하는 배수갑문 또는 바닥판에 밀착될 때, 박스 구조물 내부로부터 해수가 유입되지 않도록 하는 기능을 가지는 것으로서, 도 3c 및 도 3d와 같이 양 측판조립체의 수직 단부 면 전체에 형성되는 지수수단1 및 앞판조립체의 수평 단부면 전체에 형성되는 지수수단2를 포함한다.

상기 지수수단1은 고무 재질로서 탄력성을 구비한 바(Bar) 형상의 지수재1(221a) 및 지수재1 사이에 설치되는 에어튜브(222a)가 사용될 수 있는데, 도 3c와 같이 측판 조립체의 단부면이 I형강으로 이루어지는 경우 I형강에 바 형상의 지수재1(221a)를 끼우고, 양 지수재1 사이에 에어튜브(222a)를 삽입한 후, 에어튜브에 안으로 물을 채워 튜브가 지수재1에 압착되도록 한다. 통상 지수수단1로서 나무판자를 이용하여 측판조립체의 단부면과 피수압면의 경계면에 실링제를 바르는 경우가 있는데 이는 시공성이 매우 낮고, 품질확보가 어려운 점이 있기 때문에 상기 지수수단1을 사용하게 되면 시공성이 매우 양호하고, 필요에 따라 물이 새는 곳을 지수시키면 되므로 그 지수효율성이 매우 높게 된다. 나아가 탄력성 있는 바(Bar) 형상의 지수재1를 사용함으로서, 임시 물막이구조물에 작용하는 수압 등의 외력이 어느 정도 완충될 수 있다는 장점도 있게 된다.

지수수단 2도 도 3d와 같이 역시 고무 재질로서 탄력성을 구비하여 앞판조립체의 하단부를 구성하는 I형강 빔에 지수재2(223a)끼워져 형성됨으로서, 임시 물막이구조물의 하단부로부터 스며드는 해수 등을 지수할 수 있게 된다.

보강부재(230a)는 도 3c와 같이 외벽체로 구성되는 임시 물막이구조물 자체의 안전을 위하여 수압 등에 의한 외력에 저항할 수 있도록 추가적으로 설치할 수 있는 박스구조물 강성확보를 위한 보강수단으로서, 형성 위치에 따른 단면도의 구체예를 도시한 것이 도3e 내지 도3f이다.

도 3e는 임시 물막이구조물의 언주(110) 부위(도 3a의 A-A단면)에 설치되는 보강부재의 한 예로서, 외벽체(210a)를 구성하는 수직지지부재(205a)사이에 언주 상부를 가로질러 설치되는 상부보강부재(231a), 언주(110)와 수직지지부재(205a) 사이에 잭에 의하여 설치되는 하부보강부재(232a) 및 도3c의 양 측판부재 및 앞판부재 사이에 형성되는 경사보강부재(233a)를 포함할 수 있다. 각 보강부재는 임시 물막이구조물의 크기, 수압 등에 따라 상, 하로 다수가 설치될 수 있다. 이로서 각 보강부재에 의하여 외벽체에 의해 확보되는 강성에 더하여 추가적으로 수압을 지지할 수 있다.

상기 각 보강부재는 ㄱ자 또는 ㄷ 자 형강을 이용할 수 있고, 언주(110) 쪽에 설치되는 하부보강부재의 단부에는 유압잭(234a)을 설치하여 상기 하부보강부재에 의하여 전달되는 수압에 의한 하중과 반대방향으로 하중을 가해 판부재 및 지지부재에 작용하는 수압의 작용이 캔틸레버 식 하중작용이 아닌 단순보 식 하중작용으로 구성되도록 하여 보다 효율적으로 해수에 의한 수압지지용 보강부재로서 기능하도록 한다.

언주 상부에는 언주에 의하여 상부보강부재의 설치가 간섭되지 않으므로 수직 지지부재(205a) 사이에 I형강 등을 이용하여 상부보강부재(231a)를 설치할 수 있는데, 도3e에는 상,하로 2개가 설치되어 있으나 설치여부 및 설치개수는 변경될 수 있다.

도 3f는 임시 물막이구조물의 문주(120) 부위(도 3c의 B-B단면)에 설치되는 보강부재의 한 예로서, 특히 문주(120)에 있어 유압잭(234a)을 이용한 보강부재(235a)를 상, 하로 위치시킨 상태를 도시한 것이다.

이탈방지수단(240a)은 임시 물막이구조물이 조수에 따라 해수의 수위의 변동이 발생할 때, 임시 물막이구조물에 작용하는 수압의 크기 변동이 생겨 임시 물막이구조물이 자칫 배수갑문으로부터 이탈 될 수 있는 경우를 대비하여 임시 물막이구조물를 언주 및 문주에 체인블럭(241a) 및 와이어(242a)를 이용하여 고정시키는 수단을 지칭하는 것으로 도4a 내지 도4d를 기준으로 설명한다.

도 4a는 상기 체인블럭 과 와이어를 포함하는 이탈방지수단의 개략 설치도를 도시한 것인데, 문주(120) 상단부 와 임시 물막이구조물에 설치하는 와이어(241a) 및 체인블럭(242a,상부) 및 문주(120) 하단부 와 임시 물막이구조물에 설치하는 와이어(241a) 및 체인블록(242a, 하부)이 각각 설치될 수 있음을 알 수 있다.

또한 도 4b와 같이 배수갑문 상단 부에 케미칼앵커(243a)에 의하여 고정되는 받침판(244a)을 설치하고, 상기 받침판에 체인블럭(242a)이 중간에 형성된 와이어(241a)의 한쪽 단부를 연결하고 타 단부는 임시 물막이구조물의 외벽체의 인양고리에 서로 연결함으로서 임시 물막이구조물의 이탈을 방지할 수 있다. 또한 문주 하단 부의 양 측면에 케미칼앵커에 의하여 받침판을 설치하고, 상기 받침판에 체인블럭이 중간에 형성된 와이어의 한쪽 단부를 연결하고, 타 단부는 대각선 방향으로 수평지지부재 또는 수직지지부재에 연결함으로서 임시 물막이구조물의 이탈을 방지할 수 있다.

또한 임시 물막이구조물의 배수갑문으로부터의 위치 이탈을 방지하기 위한 이탈방지수단으로서 임시 물막이구조물의 자중을 증가시키는 수단을 이용할 수 있는데, 즉 도 4c와 같이 임시 물막이구조물 상단에 I 형강과 같은 중량물(260a)을 다수 적재하여 임시 물막이구조물의 중량을 추가적인 상재 하중에 의하여 증가시킴으로서 역시 해수의 수위 변동에 따른 임시 물막이구조물의 위치 변동을 방지할 수 있는데, 상기 중량물은 박스 구조물의 무게중심을 기준으로 대칭되도록 설치하는 것이 바람직하다. 중량물의 전체 중량 및 설치위치 등은 박스 구조물의 크기 및 해수의 수위변동에 따라 변경될 수 있다.

상기 임시 물막이구조물의 상단 부에는 인양고리 또는 인양홀이 형성된 인양수단이 더 포함되어 임시 물막이구조물의 설치 및 해체 시 바지 선에 탑재된 크레인에 의하여 용이하게 이동 설치할 수 있도록 하며, 도 4b와 같이 임시 물막이구조물 상단 부에 적어도 2개 이상이 설치되도록 한다.

상기 이탈방지수단은 구조물의 내부 및 외부에 설치되어 해수 또는 민물에 의한 수압을 보충적으로 지지하는 기능을 가지므로 그 설치여부, 개수, 소재 및 형상 등은 하중을 지지하는 구조부재로서 얼마든지 작업환경 등에 따라 적의 변경될 수 있다.

<임시 물막이 구조물(200b): 구체예 2>

상기 구체예 2의 임시 물막이구조물(200b)은 도 5와 같이 전체적인 형상이 ㄷ 자 단면을 가지며 상, 하부가 개방된 박스구조물로서, 이중벽체로 구성되어 내부에 물 수용공간(250b)이 형성된 양 측판(211b) 및 앞판 조립체(212b)로 이루어진 외벽체(210b)를 기본 골격으로 하는 철골조립체인 박스구조물로서, 피 수압면이 존재하는 배수갑문과 외벽체 단부에 형성된 지수수단(220b)이 형성되어 상기 배수갑문에 밀착 설치되며, 상기 외벽체 안쪽에 해수에 의하여 가해지는 수압을 지지하는 보강부재(230b); 및 해수 수위의 변화에 의하여 피 수압 면에 밀착 설치된 박스구조물이 이탈되지 않도록 기능하는 이탈방지수단을 포함하며, 도 5a 및 도 5b를 기준으로 설명한다.

상기 임시 물막이구조물(200b)을 구성하는 외벽체(210b) 및 지수수단(220b)을 평면도로 도시한 것이 도 5a이며, 도 5a의 측방 단면도를 도시한 것이 도5b이다. 즉 상기 외벽체(210b)는 도 5b와 같이 판부재(204b), 수직지지부재(205b), 수평지지부재(206b) 및 경사지지부재(207b)를 포함하여 상술한 구체예 1과 동일하게 구성될 수 있으며, 지수수단(220b)역시 동일하게 구성될 수 있다.

단지 구체예 1의 임시 물막이구조물(200b)이 다소 크기를 작게 제작하는 경우와 같이 보강부재(230b) 및 이탈방지수단은 채택여부는 선택적이라고 할 것이며, 그 설치는 구체예 1과 동일하게 적용될 수 있다.

따라서, 임시 물막이구조물(200b)의 경우에도 외벽체에 형성된 물 수용공간에 물을 채워 자중을 크게 할 수 있게 되며, 물 수용공간의 하단부에 콘크리트 블록 등과 같은 중량물을 형성시킬 수 있으며, 임시 물막이구조물(200b) 상부에 I형강과 같은 중량물에 의하여 임시 물막이구조물(200b)의 자중을 크게 할 수 있으며, 물 수용공간에 물을 유출시킴으로서 임시 물막이구조물(200b)의 자중을 줄여, 부력을 이용하여 그 운반 및 해체를 용이하게 할 수 있게 된다.

<임시 물막이 구조물(200c): 구체예3>

상기 구체예3의 임시 물막이구조물(200c)은 전체적인 형상이 사각 박스관 형상을 가지며 상, 하부가 개방된 박스구조물로서, 이중벽체로 구성되어 내부에 물수용공간(250c)이 형성된 양 측판(211c) 및 앞판 조립체(212c)로 이루어진 외벽체(210c)를 기본 골격으로 하는 박스구조물로서, 피 수압면이 존재하는 바닥판(150)과 외벽체 하단부에 형성된 지수수단이 형성되어 상기 배수갑문에 밀착 설치되며, 상기 외벽체 안쪽에 해수에 의하여 가해지는 수압을 지지하는 보강부재(230c); 및 해수 수위의 변화에 의하여 피 수압 면에 밀착 설치된 박스구조물이 이탈되지 않도록 기능하는 이탈방지수단을 포함하며, 도6을 기준으로 설명한다.

상기 임시 물막이구조물(200c)을 구성하는 외벽체(210c) 및 보강부재(230c)를 평면도로 도시한 것이 도6이다. 상기 외벽체(210c), 보강부재(230c) 및 지수수단은 구체예1과 동일하게 형성될 수 있으며, 또한 구체예3의 임시 물막이구조물의 경우 달리 자중 외에는 임시 물막이구조물을 바닥판(150)으로부터 이탈되지 않도록 하는 수단이 형성되어 있지 않으므로 임시 물막이구조물(200c) 상부 면에 중량물을 설치하거나, 임시 물막이구조물의 외부에 체인블록이 형성된 와이어를 임시 물막이구조물의 상 단부에 기 형성된 인양수단에 한쪽 단부를 연결하고, 타 단부는 경사지게 배수갑문에 케미칼 앵커에 의하여 고정된 받침판에 연결하여 추가적인 이탈방지수단을 채택할 수 있다.

<임시 물막이 구조물을 이용한 수리구조물의 신설 및 보수 방법>

상기 임시 물막이구조물을 이용한 수리구조물의 신설 및 보수 방법은 인근 현장에서 임시 물막이구조물인 구조물조립체를 조립·제작하는 단계; 상기 조립·제작된 임시 물막이구조물을 인양 및 운반수단을 이용하여 상기 임시물막이 구조물 단부의 지수수단 및 보강부재를 이용하여 임시 물막이 대상구조물의 주위에 밀착 설치하는 단계; 상기 임시물막이 구조물의 물 수용수단에 물을 채워 자중에 의하여 수압이 임시물막이 구조물을 통해 피 수압면에 전달되지 않도록 한 상태에서, 임시물막이 구조물 안쪽의 물을 외부로 배출시켜, 드라이 작업이 가능하도록 하는 단계; 필요 작업을 끝낸 후, 물 수용수단에 채워 진 물을 배출시켜 임시물막이 구조물에 발생된 부력을 이용하여 용이하게 다른 장소로 이동시키는 것을 반복하는 단계;를 포함한다.

본 발명의 임시 물막이구조물은 상술한 구체예1 내지 구체예3의 임시 물막이구조물이 이용될 수 있다. 즉, 언주(110)와 같은 물막이 대상구조물의 경우에는 구체예1의 ㄷ자 단면을 가지는 임시 물막이구조물을 미리 현장부근 공장 또는 야적장 등에서 제작하고, 옹벽(140)과 같은 물막이 대상구조물의 경우에는 구체예2의 임시 물막이구조물 미리 제작하고, 바닥판(150)의 경우에는 구체예3의 임시 물막이구조물을 제작한다.

이러한 구체예1 내지 구체예3의 임시 물막이구조물은 각각 상단부에 인양수단이 형성되어 있으므로 제작된 박스 구조물을 배수갑문, 바닥판 또는 옹벽의 피 수압면에 밀착 설치하기 위하여 먼저 바지선에 탑재된 크레인을 이용하여 임시 물막이구조물을 바지선에 옮겨 싣고, 예인선으로 바지선을 예인하여 최종 설치위치로 이동시킨다. 이때 최종 설치되어야 하는 위치의 바닥판 등은 잠수부를 동원하여 임시 물막이구조물을 설치하였을 때 어느 한쪽 방향으로 기울지 않도록 바닥 고르기를 하는 것이 바람직하다.

적재된 임시 물막이구조물을 최종 설치 위치인 배수갑문 등에 바지선에 탑재된 크레인과 같은 인양장치를 이용하여 임시 물막이구조물에 형성된 인양수단을 연결하여 거치하는 식으로 설치한다. 이때 임시 물막이구조물의 물수용공간에는 물이 채워져 있지 않기 때문에 물에 일부분이 잠겨진 상태에서 부력을 이용하여 용이한 설치가 가능하다.

일단 임시 물막이구조물을 설치 한 후에는 내부의 해수를 펌프를 이용하여 외부로 퍼내어 박스 구조물의 내부를 건식 작업환경으로 형성시킬 수 있다. 이때 임시 물막이구조물의 단부에 설치된 지수 수단에 의하여 임시 물막이구조물 내부로 침투하는 해수가 없는지 확인한다. 본 고안에서는 지수수단1 및 지수수단2를 이중으로 설치하였기 때문에 완벽한 지수가 가능하다.

만약 배수갑문, 바닥판 또는 옹벽에 구체예1, 구체예 2 및 구체예3의 임시 물막이구조물을 밀착 설치하는 경우에는 임시 물막이구조물 내부에 보강수단 및 이탈방지수단을 추가적으로 설치할 수 있다. 나아가 파도가 거센 경우에는 중량물을 임시 물막이구조물 상부에 걸쳐 설치하여 상재 하중으로 하여금 임시 물막이구조물의 자중을 증가시켜 임시 물막이구조물의 위치의 이탈을 방지할 수 있게 된다. 소정의 위치에 거치된 임시 물막이구조물(200a,200b,200c)은 형성된 물 수용공간에 물(해수)을 채우게 된다. 이로서 임시 물막이구조물의 자중이 커지게 되며, 임시 물막이구조물에 작용하는 파도 및 수압 등이 배수갑문 등과 같은 임시 물막이대상구조물에 전달되지 않게 된다.

이로서 작업자는 임시 물막이구조물에 별도로 설치된 원형사다리 및 작업판 등과 같은 작업보조부재를 이용하여 손상된 언주, 옹벽을 보수하고, 필요시 새로운 구조물을 설치할 수 있다.

임시 물막이대상구조물의 보수 등이 완료되면, 필요한 내부에 형성된 보강수단, 추가적으로 설치된 중량물 또는 이탈 방지수단 등을 해체하고, 물 수용공간에 채워진 물을 외부로 유출시켜 임시 물막이구조물의 자중을 줄일 수 있게 된다. 즉, 수중에 잠겨진 임시 물막이구조물은 물 수용공간에 해당하는 물의 무게만큼 부력이 발생하게 되므로 그만큼 임시 물막이구조물의 자중이 줄어드는 효과가 있기 때문이다.

다른 위치로 이동시키기 위하여 바지선의 인양장치를 이용하여 임시 물막이구조물의 인양수단에 연결하여 들어 올린 후, 직접 다른 위치에 이동시키거나 바지선에 적재한 후 바지 선을 소정의 위치에 이동시킨 후 다시 임시 물막이구조물을 거치하는 식으로 설치하게 되며, 물 수용공간에 물을 다시 채우는 작업 등이 반복 수행된다.

이로서 언주, 바닥판 및 옹벽과 같은 물막이 대상구조물 전체를 연속적으로 보수 할 수 있게 된다.

이때 작업공기에 맞도록 최소한의 임시 물막이구조물을 제작하여 설치회수 및 이동회수를 조정하면 최소한의 제작비용으로 임시 물막이구조물을 설치할 수 있다는 장점이 있으며, 무엇보다도 최종 보수 등의 작업이 완료되면 사용된 박스 구조물을 재 활용할 수 있어 매우 경제적인 사용이 가능한 장점이 있다.

본 발명의 임시 물막이구조물의 설치 및 해체는 예인선, 바지선 등의 장비조합을 다양하게 현장여건을 고려하여 정할 수 있다.

본 발명의 임시 물막이구조물은 물막이 대상구조물에 구조적인 안전을 위협하지 않으면서 수압을 최대한 지지하면서, 작업이 가능한 최소한 크기로 제작되며, 효율적인 지수수단이 설치됨으로서 추가적인 보강수단 및 이탈 방지수단에 의하여 내부에서 안전하게 작업자가 작업할 수 있으며, 부력 및 자중을 이용하여 물막이 대상구조물 주위를 부분적으로 감싸도록 밀착 설치되어, 경제적인 임시 물막이구조물 제작이 가능하며, 이를 현장에서 해상까지 운반하거나 해상에서의 운반 작업에 있어 보다 경제적인 운반수단을 이용할 수 있어 경제적인 물막이 작업이 가능하고, 작업자가 신속하게 수리구조물을 보수 또는 신설할 수 있고, 작업이 완료되면 원하는 위치에 얼마든지 이동이 가능하며, 재활용이 가능하여 임시 물막이 작업을 보다 신속하게 완료할 수 있다.

도 1은 본 발명의 출원인이 기출원한 임시 물막이구조물을 도시한 것이고,

도 2는 본 발명의 임시 물막이구조물의 설치상태를 도시한 것이고,

도 3a는 본 발명의 임시 물막이구조물의 내부골격을 사시도로 도시한 것이고,

도 3b는 도 3a의 D-D 단면도이고,

도 3c는 본 발명의 임시 물막이구조물의 평면도를 도시한 것이고,

도 3d는 본 발명의 임시 물막이구조물의 외벽체를 단면도로 도시한 것이고,

도 3e 및 도 3f는 본 발명의 임시 물막이구조물에 보강부재가 설치된 상태를 단면도로 도시한 것이고,

도 4a는 본 발명의 임시 물막이구조물에 이탈 방지수단이 설치된 상태를 도시한 것이고,

도 4b는 본 발명의 임시 물막이구조물을 임시 물막이대상구조물에 고정시킨 상태를 도시한 것이고,

도 4c는 본 발명의 임시 물막이구조물 상부에 중량물을 설치한 상태를 도시한 것이고,

도 5a 및 도5b는 본 발명의 임시 물막이구조물의 다른 구체예를 평면도 및 단면도로 도시한 것이고,

도 6은 본 발명의 임시 물막이구조물의 또 다른 구체예를 평면도로 도시한 것이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110:언주 120:문주

130:배구갑문 140:옹벽

150:바닥판

200a,200b,200c:임시 물막이구조물

250a:물수용공간

Claims (11)

1. 피수압면이 형성된 물막이대상구조물 주위에 단부가 접하도록 설치된 임시 물막이구조물에서,

   상기 임시 물막이구조물은 외벽체를 이중벽체로 제작한 구조물조립체로서, 상기 이중벽체에 의하여 물수용공간이 형성되어 물이 채워지지 않은 상태에서는 부력을 받을 수 있으며, 상기 물수용공간에 물이 채워진 상태에서는 물의 무게를 포함한 자중에 의하여 작용하는 수압에 저항할 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 부력과 자중을 이용한 임시 물막이구조물.
2. 제 1항에 있어서, 상기 물막이대상구조물과 접하는 단부에는 지수수단이 더 포함되며,

   상기 지수수단은 임시 물막이구조물의 단부에 형성된 고무재 및 고무재 사이에 위치한 내부에 물이 채워진 에어튜브인 것을 특징으로 하는 부력과 자중을 이용한 임시 물막이구조물.
3. 제 1항에 있어서, 상기 임시 물막이구조물의 하단부에 고무재 지수수단이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 부력과 자중을 이용한 임시 물막이구조물.
4. 제 1항에 있어서, 상기 임시 물막이 구조물의 자중은 구조물조립체의 자체 무게 또는 구조물조립체의 자체무게에 물 수용공간 내부에 채워진 중량물 무게가 더해진 무게인 것을 특징으로 하는 부력과 자중을 이용한 임시물막이 구조물.
5. 제 1항에 있어서, 상기 임시 물막이구조물 상부 면에 상재 하중이 가해지도록 중량물을 임시 물막이구조물의 무게중심을 기준으로 대칭 되도록 더 설치되는 것을 특징으로 부력과 자중을 이용한 임시물막이 구조물.
6. 제 1항에 있어서, 상기 구조물조립체의 단면 형상은 상부 및 하부가 개방된 ㄷ 자형상 또는 사각형상인 것을 특징으로 하는 부력과 자중을 이용한 임시 물막이 구조물.
7. 제 6항에 있어서, 상기 임시 물막이구조물은 적어도 2개 이상의 부분조립체가 서로 결합되어 제작된 구조물조립체인 것을 특징으로 하는 부력과 자중을 이용한 임시물막이 구조물.
8. 제 6항에 있어서, 상기 구조물조립체는

   외벽체를 구성하는 수직부재; 및

   상기 수직부재 사이에 형성된 수평부재

   를 포함하며, 상기 수직부재 및 수평부재에 의하여 외벽체가 이중벽체로서 전체적인 형상이 직육면체로 형성되는 것을 특징으로 하는 부력과 자중을 이용한 임시 물막이구조물.
9. 제 6항에 있어서, 상기 구조물조립체 내부에는

   물막이 대상구조물에 지지되면서 구조물조립체와 접하거나,

   구조물조립체와 구조물조립체과 직접 접하여 수압을 지지하는 보강부재가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 부력과 자중을 이용한 임시 물막이 구조물.
10. 제 6항에 있어서, 상기 물막이 대상구조물로부터 수위 차에 의하여 구조물조립체가 이탈되지 않도록 체인지지블럭 및 와이어를 포함하는 이탈 방지수단이 구조물조립체와 구조물조립체 사이 또는 구조물조립체와 피수압면이 존재하는 임시 물막이 대상 구조물 사이에 더 설치되는 것을 특징으로 하는 부력과 자중을 이용한 임시물막이 구조물.
11. 인근현장에서 제 1항의 임시 물막이구조물인 구조물조립체를 조립·제작하는 단계;

    상기 조립·제작된 임시 물막이구조물을 인양 및 운반수단을 이용하여 상기 임시물막이 구조물 단부의 지수수단 및 보강부재를 이용하여 임시 물막이 대상구조물의 주위에 밀착 설치하는 단계;

    상기 임시물막이 구조물의 물수용공간에 물을 채워 자중에 의하여 수압이 임시물막이 구조물을 통해 피수압면에 전달되지 않도록 한 상태에서, 임시 물막이구조물 안쪽의 물을 외부로 배출시켜, 드라이 작업이 가능하도록 하는 단계;

    필요작업을 끝낸 후, 물수용공간에 채워 진 물을 배출시켜 임시 물막이구조물에 발생된 부력을 이용하여 용이하게 다른 장소로 이동시키는 것을 반복하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 수리구조물의 신설 및 보수 방법.