KR20060051500A - 케이슨용 굴착 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 케이슨의 침하를 간이한 방법으로 정확하게 제어하기 위한 케이슨용 굴착장치에 관한 것으로, 케이슨의 여러 부분에 상기 수평굴착기와 고저차를 설치하여 배치한 굴착 지압기와,지상측 케이슨의 주위에 배치한 복수의 수평 제어 장치와,상기 굴착 지압기와 상기 수평 제어 장치를 제어하는 제어부로 이루어져 상기 수평 제어 장치가 케이슨의 연직 변위를 검지하는 감시 수단을 구비하고,상기 복수의 감시 수단의 검지 정보에 차이가 생겼을 때 케이슨의 연직 변위 차이를 해소하도록 상기 제어부가 굴착 지압기의 작동을 개별적으로 제어 가능하게 구성되는 것을 특징으로 한다.
굴착기, 케이슨, 수평제어장치
Description
도1은 본 발명의 일실시예에 대한 설명도로,그 일부를 파단한 케이슨의 평면도이다.
도2는 도1에 있어서 II-II의 단면도이다.
도3은 굴착 지압기 날개의 평면도이다.
도4는 도3에 있어서 IV-IV의 단면도이다.
도5는 케이슨의 모서리부를 지반 측에서 본 부분 확대도이다.
도6은 도1에 있어서 VI-VI의 단면도이다.
도7은 수평 제어 장치의 사시도이다.
도8은 수평 제어 장치의 상부의 종단면도이다.
도9은 수평 제어 장치의 부분 확대도이다.
도 10 은 케이슨의 침설시 자세 제어 방법을 설명하는 도면이다.
* 부호의 설명
10 케이슨 11 케이슨의 배출구
12 케이슨의 선반부 13 연결재
201~205 수평 굴착기 301~304 굴착 지압기
31 종축 32 날개
33 방사날개 34 굴착 비트
40 입갱 50, 501~504 수평 제어 장치
51 지주 52 기판
53 승강원판 54 보냄 볼트
55 모터 56 센서
57 공전 륜 57 높이 조정대
60 제어부
본 발명은 각종 케이슨의 칼날입의 바로 아래 지반을 굴착하는 케이슨용 굴착 장치에 관한 것이다.
일반적인 케이슨 공법은 케이슨을 구성하는 콘크리트 몸체의 자중을 이용하거나 외부에서 강제적인 하중을 가하여 첨예한 칼날입을 지반에 압입하면서 케이슨 내측을 굴착하고 침설하는 것이다.
상기한 종래의 케이슨의 침설 기술에는 하기와 같은 문제점이 있다.
(1)케이슨의 칼날입 근처는 작업자가 손으로 굴착하던가 기계굴착을 행하고 있지만,케이슨의 칼날입 근처는 반(盤) 팽창을 일으키기 쉬워서 작업자가 위험하게 노출된다.
(2)높은 연직성을 유지하면서 케이슨을 침하시키기 위해서는,1일당의 침하량이 수 센치 정도로 상당히 작기때문에 시공에 장기간을 필요로 하여 시공비가 늘어나는 큰 요인이 된다.
(3)케이슨의 침하량에 고르지 않은 상태가 생기고 경사가 생긴 때는,그 수정에 막대한 시간과 거액의 비용이 드는 문제가 있다.케이슨을 정확하게 수평성과 연직도를 유지하도록 압입하는 것은 지극히 어렵다.
(4)출원인은 케이슨의 칼날입의 바로 아래에 복수의 지주식의 굴착기를 배열 구비하고,이러한 굴착기를 왕복 이동하는 것으로 칼날입의 바로 아래 지반을 굴착하면서 케이슨을 침하시키는 발명을 특개평 11-172688호 ,특개평 11-269890호에서 먼저 제안한 바 있다.
그런데, 상기 발명은 케이슨이 평면 구형을 나타낼 경우에 직선적으로 왕복하는 굴착기로 이러한 케이슨의 모서리부의 구석구석까지 굴착하는 것이 기술적으로 어려운 문제점, 예를 들면 지반의 일부에 경질 지반이나 약한 지반이 혼재하여 굴착 대상 지반의 강도에 고르지 않은 상태가 있는 경우 케이슨의 침하량에 차이가 생기고 케이슨의 경사를 조정하는 것이 기술적으로 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 케이슨의 침하량을 정확하게 감시하면서 높은 수평성과 연직성을 유지하면서 케이슨을 침하시킬 수 있는 케이슨 굴착 기술을 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 케이슨용 굴착 장치는,케이슨의 칼날입 하면에 해당 칼날입을 따라 왕복이동이 가능하게 수평 굴착기를 배치하는 케이슨 칼날입의 바로 아래 지반을 굴착하는 케이슨용 굴착 장치로서, 케이슨의 여러 부분에 상기 수평굴착기와 고저차를 설치하여 배치한 굴착 지압기와,지상측 케이슨의 주위에 배치한 복수의 수평 제어 장치와,상기 굴착 지압기와 상기 수평 제어 장치를 제어하는 제어부로 이루어져 상기 수평 제어 장치가 케이슨의 연직 변위를 검지하는 감시 수단을 구비하고,상기 복수의 감시 수단의 검지 정보에 차이가 생겼을 때 케이슨의 연직 변위 차이를 해소하도록 상기 제어부가 굴착 지압기의 작동을 개별적으로 제어 가능하게 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 케이슨용 굴착 장치는,상기 굴착 지압기가 케이슨의 칼날입로부터 아래쪽으로 늘어나는 종축과,상기 종축의 하부에 일체로 설치되어 회전시에 굴착 칼날로서 기능함과 동시에 회전 정지시에 지반에 접면하여 케이슨의 침하를 저지하는 저항 부재로서 기능하는 날개와,상기 종축으로 회전을 주는 모터로 이루어져 상기 모터가 제어부와 전기적으로 접속하고 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 케이슨용 굴착 장치는, 상기 수평 제어 장치가 한 끝을 케이슨에 연결하는 보냄 볼트와,보냄 볼트에 나합하여 연직 변위를 허용하는 승강 원판과,상기 승강원판에 회전을 주는 모터와,상기 승강원판의 연직 변위를 검지하는 센서로 구성된 감시 수단을 구비하고,상기 센서의 검지 신호를 제어부에 입력함과 동시에상기 센서의 검지 신호를 기초로 제어부에 전기적으로 접속하는 상기 모터를 서브 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 케이슨용 굴착장치는, 상기 수평 제어 장치를 케이슨의 주위에 설치된 정지 부재에 탑재하는 것을 특징으로 한다.
이하 도면을 참조하면서 ,본 발명에 관계된 케이슨용 굴착 장치의 최선의 형태에 관하여 설명한다.
<1> 개요
도1은 케이슨(10)의 일부를 파단한 평면도를 나타내고,도2는 그 종단면도를 나타낸다.
케이슨(10)은 케이슨의 칼날입 바로 아래에 왕복 이동 가능하게 배치한 복수의 수평 굴착기(201~205)과 ,케이슨(10)에 배치한 복수의 굴착 지압기(301~304)와, 케이슨(10)의 주위에 설치된 복수의 수평 제어 장치(501~504)를 구비하고 있다.
<2> 케이슨(10)
케이슨(10)은 오픈식 또는 바닥이 있는 방식 등의 공지의 콘크리트제 상자로서,예를 들면 프리캐스트제 콘크리트,또는 현장에서 콘크리트를 타설하고 구축한 것을 사용할 수 있다.
종래의 케이슨은 칼날입이 지반에 압입하기 쉽도록 첨예하게 형성되고 있는 것에 반하여,본 발명에 따른 케이슨(10)의 칼날입 하단면은 첨예할 필요는 없고 두께가 있는 평면으로 형성된다.
또한 케이슨(10)의 침설 깊이가 긴 경우는 케이슨을 깊이 방향으로 복수 분할한 형태로 형성하고,침하에 더해 연장용의 케이슨(10)의 몸체를 순차적으로 덧붙여 간다.
또한 케이슨(10)의 수평 단면 형상(평면 형상)은 본 실시례에서 도시된 사각형으로 한정되는 것이 아니고,이것 외의 다각형,원형,타원형등도 가능하다.
또한 도 1 및 6에서 도시한 바와 같이, 필요에 따라 케이슨(10)의 일부 측면 하부에 배출구(11)를 형성한다.굴착토는 배출구(11)를 거쳐 케이슨(10)의 측방에 설치된 립갱(40)을 통하여 지상으로 배출된다.종래에는 케이슨(10)의 상방에 대형 삭토 배출용 기자재를 배열 구비할 필요가 있지만,배출구(11)를 설치하는 것으로 케이슨(10)의 상방에 대형의 삭토 배출용 기자재를 배열 구비할 필요가 없어진다.
케이슨(10)에는 바깥쪽으로 향하여 연장된 복수의 연결재(13)가 일체로 마련되어 있다.연결재(13)는 케이슨(10) 주위의 여러 부분에 배치된 복수의 수평 제어 장치(501~504)에 케이슨(10)의 침하 변위를 전달하기 위한 토크 전달부재로서, 예를 들면 강재(鋼材)로 형성되는 것이 바람직하다.
연결재(13)의 고정 수단으로서는 예를 들면 연결재(13)의 한 끝부를 케이슨 (10)의 상부에 볼트로 착탈 가능하게 설치하거나 또는 연결재(13)의 한 끝을 케이슨(10)의 콘크리트 몸체에 미리 매설하여 설치해 둔다.후자의 경우,새로 붙인 때에 연결재(13)를 절단하고 철거한다.
<3>수평 굴착기
케이슨(10)의 칼날입의 하면에는 복수의 자주(自走)식의 수평 굴착기(201~205)를 배열 구비한다.본 실시예에서 수평 굴착기(201~205)는 케이슨(10)의 사각형을 나타내는 각변에 원칙적으로 1 대를 배열 구비하고,예외적으로 배출구(11)를 설치한 변에 두대의 수평 굴착기(204,205)를 배열 구비하고 있다.
수평 굴착기(201~205)는 자주 수단을 구비한 주행체와, 주행체에 수평으로 향하고 병렬로 설치된 한 쌍의 수평 스크루와,수평 스크루의 회전 구동 수단을 장비한 공통 구조를 갖고 있고,예를 들면 출원인이 앞서 제안한 특개평 11-172688호 공보,특개평 11-269890호 공보,특개평 2001-20293호 공보에 개시된 굴착기를 적용할 수 있다.
수평 굴착기(201~205)는 케이슨(10)의 칼날입폭으로 굴착함과 동시에 굴착토를 케이슨(10) 내측에 배출할 수 있는 굴착 수단과,케이슨(10)의 칼날입에 계합하여,칼날입 하면을 왕복 이동하는 주행 수단을 구비한 굴착기라면 상기한 이외의 각종 굴착기를 적용할 수 있다.
또한 수평 굴착기(201~205)의 왕복 이동과 그 이동 거리에 관해서는,제어부(60)에 의한 자동 제어 또는 수동 제어를 할 수 있도록 구성된다.
<4>굴착 지압기
케이슨(10)의 모서리부 내측에 각 선반부(12)를 길게 나오도록 설치하고,각 선반부(12)에 굴착 지압기(301~304)를 설치한다.
굴착 지압기(301~304)는 굴착 기능외에 칼날입의 바로 아래 지반에 반력을 얻고 케이슨(10)의 침하를 적극적으로 저지하는 침하 방지 기능(지반의 지지 기능)을 병유하는 장치이다.
굴착 지압기(301~304)에 지반의 지지 기능을 부여하는 것은 침하중의 케이슨(10)의 자세를 수정하기 때문이다.
도 1,2에 예시된 굴착 지압기(301~304)에 대하여 설명하면 다음과 같다. 각각의 굴착 지압기(301~304)는 공통 구조로,케이슨(10)의 선반부(12)에 회전 가능하게 관통하게 배치하고,케이슨(10)의 칼날입로부터 아래쪽에 늘어나는 종축(31)과,종축(31)의 하부에 일체로 설치된 날개(32)와,종축(31)에 회전을 주는 모터(33)를 구비한다.
종축(31)의 하부의 날개(32)는 수평 굴착기(20)와의 충돌을 피하기 위해 수 평 굴착기(20)의 운행 궤적보다 아래쪽에 위치시킨다.
도 3, 4에 도시된 날개(32)는 원판을 방사상으로 절흠(切欠)하고 복수의 방사 날개(32)를 구비하여 구성되고,방사 날개(33)의 사이에 형성된 절흠 공간은 굴착토사의 배출 공간으로 기능한다.방사 날개(33)의 단부 하면에 띠 모양의 굴착 비트(34)를 설치하면 굴착성이 좋아진다.상기한 날개(32)는 축길이가 짧은 공지인 스크루 날개라도 좋다.
또한,각각의 굴착 지압기(301~304)의 모터(33)는 제어부(60)와 전기적으로 접속하고 있고,제어부(60)에 의하여 각각의 날개(33)의 회전과 회전 정지를 개별적으로 제어할 수 있게 되어 있다.
<5>수평 굴착기와 굴착 지압기와의 굴착 범위의 관계에 관하여
도2에 도시된 바와 같이, 굴착 지압기(301~304)는 수평 굴착기(201~205)에 대하여 상대적으로 하위에 위치하고 있다.
굴착에 고저차를 설치하는 것은 각 수평 굴착기(201~205)가 왕복 이동할 때에 각 굴착 지압기(301~304)와 간섭(충돌)하는 것을 피하고,수평 굴착기(20)의 굴착 범위를 케이슨(10)의 모서리부 근처까지 접근키 때문이다.
도3은 케이슨(10)의 일부의 모서리부를 칼날입쪽에서 본 도면으로 2점차선으로 도시된 굴착 지압기(301)에 의한 굴착 범위가 칼날입의 각변에 배열 구비된 수 평 굴착기(201 와 202)의 왕복이동에 의한 굴착 범위와 중합하도록 날개(32)의 지름을 설정하면 케이슨(10)의 칼날입 전체 길이에 걸친 굴착이 가능해진다.
<6>수평 제어 장치
도1에 도시된 지상측 케이슨(10)의 바깥쪽 여러 부분에 배열 구비된 수평 제어 장치(501~504)는 케이슨(10)의 침하에 따라 케이슨(10)의 여러 지점에서 연직 변위를 검지하고 침하량의 고르지 않은 상태(차이)를 감시하는 수단을 구비하고 있다.
수평 제어 장치(501~504)는 제어부(60)와 전기적으로 접속하고 있다.
이상,본 실시예에서는 평면 사각형의 케이슨(10)에 대하여 수평 제어 장치(501~504)를 합하여 4대를 배열 구비한 경우에 관하여 나타냈지만,그 설치대수나 배치 위치에 관해서는 적절히 선택할 수 있다.
본 발명은 수평 제어 장치(501~504)에 거대한 케이슨(10)의 전중량을 직접 작용시키는 것이 아니다.즉, 케이슨(10)의 자중은 주로 칼날입 바로 아래 지반이나,케이슨(10)의 주된 면과 지산(natural ground)간의 마찰 저항에 의하여 지지시키기 때문이다.
환언하면, 수평 제어 장치(501~504)는 케이슨(10)의 전중량을 지지하면서 케이슨(10)을 매달고 내리기 위한 장치가 아니기 때문에 수평 제어 장치(501~504)를 구성하는 부재를 특히 고강도로 설계할 필요는 없다.
각 수평 제어 장치(501~504)는 공통 구조이기 때문에,도 5 내지 7에 근거하여 그 1대에 관하여 설명하기로 한다.
수평 제어 장치(50)는 케이슨(10)에 접근하게 설치한 정지 부재인 지주(51)와, 지주(51)의 기판(52)에 탑재하고 상하이동을 허용한 상태에서 설치한 기어제(齒車製)의 승강원판(53)과,상기 기판(52)을 관삽함과 동시에 승강원판(53)의 중심을 관통하고 가역적으로 나합한 1개의 보냄 볼트(54)와,상기 승강원판(53)에 회전을 부여하는 모터(55)와,상기 승강원판(53)의 상하이동을 검지하는 센서(56)를 구비하고,이러한 부품에 의하여 케이슨(10)의 여러 지점에서 연직 변위를 검지하여 침하량의 고르지 않은 상태를 감시하는 감시 수단을 구성하고 있다.
이하 각 구성 부품에 관하여 상술하기로 한다.
[승강원판]
승강원판(53)은 기판(52)에 대하여 승강을 허용한 상태에 재치(裁置)하는 판체로서 본실시예에서는 승강원판(53)을 기어로 구성한 경우에 관하여 설명한다.승강원판(53)은 모터(55)의 회전을 받아 회전하고,승강원판(53)이 회전한 것으로 그 중심부에 나합하는 보냄 볼트(54)를 연직 방향으로 변위할 수 있게 되어 있다.
[보냄 볼트]
보냄 볼트(54)는 기판(52)에 대하여 관통하고 배치되는 것만으로 기판(52)에 대해서는 승강원판(53)과 함께 승강 가능하다.
보냄 볼트(54)의 하단과,케이슨(10)으로부터 늘어나는 연결재(13)와의 사이는 연결 핀(14)에 의하여 연결되어 있어서, 연결재(13)를 이용하여 케이슨(10)의 침하 변위를 보냄 볼트(54)에 전달할 수 있게 되어 있다.
보냄 볼트(54)의 전체 길이는 케이슨(10)의 전체 길이에 걸친 침하 변위에 추종할 수 있도록 침설 예정인 케이슨(10)의 높이와 대충 같은 길이를 갖고 있다.
[센서]
센서(56)는 승강원판(52)의 연직 변위를 검지하기 위한 센서로서 제어부(60)와 전기적으로 접속하고 있다.
센서(56)는, 예로서 도시된 바와 같이 리밋 스위치(limit switch)를 채용할 수 있다.리밋 스위치를 채용한 경우 센서(56)의 하단 검지부에 설치된 공전륜(57)을 승강원판(52)의 윗면에 재치하고,승강원판(52)의 회전을 허용하면서 승강원판(52)의 연직 변위를 검지하도록 한다.
이때 센서(56)는 기판(52)에 직접 고정해도 좋지만 도 8, 9에 도시된 바와 같이 높이 조정대(58)를 이용하여 센서(56)를 설치하고,센서(56)의 설치 높이를 조정 가능하게 하면 승강원판(52)의 연직 변위의 임계치를 임의로 조정하는 것을 할 수 있다.
이상,상기 센서(56)는 비접촉형 광학식의 센서나 승강원판(52)의 연직 방향의 변위를 검지할 수 있는 공지인 각종 센서를 적용할 수 있다.또 센서(56)에 의한 검출 대상 부위는,승강원판(52)의 윗면으로 한정하나, 그 하면이나 원주면라도 좋다.
[모터]
모터(55)는 제어부(60)과 전기적으로 접속하고 있고,제어부(50)의 지령에 근거하여 보냄 볼트(54)가 연결재(13)의 연직 변위에 추종할 수 있도록 승강원판 (53)을 회전시키기 위한 모터이다.
모터(55)로는 보냄 볼트(54)를 서브 송신할 수 있는 서브 모터가 매우 적합하다.서브 모터를 사용하는 것으로,밀리 단위(최소 1mm)로 케이슨(10)의 연직 변위를 추종할 수 있다.
제어부(60)는 보냄 볼트(54)가 케이슨(10)의 침하에 추종할 수 있도록 모터(55)를 서브 제어한다.
<7>제어부
제어부(60)는 복수의 센서(56)로부터 케이슨의 연직 변위량의 검지 신호를 입력하고 케이슨 전체의 침하 상황을 해석하고,케이슨의 침하 정보에 근거하여 최소한 도1에 도시된 굴착 지압기(301~304)의 각각의 모터(33)와 ,수평 제어 장치 (501~504)의 각 모터(55)를 개별적으로 제어한다. 필요에 따라 제어부(60)로 수평 굴착기(201~205)의 작동을 제어해도 좋다.
제어부(60)는 각 수평 제어 장치(501~504)의 각각의 센서(56)의 검지 신호를 기초로 케이슨(10)의 자세를 다음과 같이 해석한다.
(i)각 센서(56)를 통하여 얻은 케이슨(10)의 모든 계측 지점에서 침하량의 차이가 허용 범위내에 있을 때에는,케이슨(10) 전체의 수평성(또는 연직성)이 유지되고 있다고 판단한다.
(ii) 각 센서(56)를 통하여 얻은 케이슨(10)의 계측 지점 중 어느 한 곳에서 침하량의 차이가 허용 범위로부터 벗어난 때에는,케이슨(10)의 수평성(또는 연직성)이 유지되고 있지 않다고 판단한다.
또한 제어부(60)는 센서(56)로부터 입수한 케이슨의 침하 정보를 기초로 각각의 수평 제어 장치(501~504)의 모터(55)에 대해 다음과 같이 제어한다.
(i) 케이슨(10)의 수평성(또는 연직성)이 유지되고 있다고 판단될 때는,모든 수평 제어 장치(501~504)의 모터(55)를 계속 운전한다.
(ii) 케이슨(10)의 수평성(또는 연직성)이 유지되고 있지 않다고 판단될 때는,연직 변위의 차이를 검지한 어느 쪽이든 수평 제어 장치(501~504)의 모터(55)의 운전을 정지한다.
또한 제어부(60)는 각 수평 제어 장치(501~504)의 모터(55)를 상기한 것처럼 제어하는 동시에,복수의 굴착 지압기(301~304)의 모터(33)에 대하여 다음과 같이 제어한다.
(i) 케이슨(10)의 수평성(또는 연직성)이 유지되고 있다고 판단될 때는,모든 굴착 지압기(301~304)의 각 모터(33)를 계속 운전한다.
(ii) 케이슨(10)의 수평성(또는 연직성)이 유지되고 있지 않다고 판단될 때는,연직 변위의 차이를 검지한 이외의 나머지 굴착 지압기(301~304)의 모터(33)의 운전을 정지한다.
상기한 제어부(60)에 의한 각 부분의 제어 방법은 예시된 것에 불과하므로,특히 케이슨(10)의 수평성(또는 연직성)이 유지되고 있지 않다고 판단될 때에 있어서,굴착 지압기(301~304)의 각 모터(33) 제어 방법은 칼날입 바로 아래 지반의 지질 상황등에 따라 제어 방법을 적절히 변경해도 무방하다.
[작용]
다음, 케이슨(10)의 침하 방법에 관하여 설명하기로 한다.
<1>굴착 작업
도1에 도시된 케이슨(10) 칼날입의 각변에 수평 굴착기(201~205)을 세트함과 동시에,케이슨(10)의 내측 모서리부에 굴착 지압기(301~304)를 세트한다.그리고,각 수평 굴착기(201~205)는 굴착 지압기(301~304)와 협동하여,케이슨(10)의 칼날입의 바로 아래 지반을 굴착한다.이때,서로 대향하는 각각의 수평 굴착기(201~205)를 등속도로 왕복 주행시켜서 대각 관계에 있는 각각의 굴착 지압기 (301~304)도 등속으로 굴착하면 전체를 균등하게 굴착할 수 있다.
굴착에 수반하여 케이슨(10)이 침하되지만,케이슨(10) 대부분의 자중은 칼날입 바로 아래 지반에 지지되기 때문에 각 수평 굴착기(201~205)나 굴착 지압기(301~304)에 과다한 부하가 걸리지 않는다.
마찬가지로 연결재(13)를 이용하여 케이슨(10)과 연결된 각각의 수평 제어 장치(501~504)의 서브 보내기위한 보냄 볼트(54)나 지주(51)에도 과대한 부하가 걸리지 않는다.
각 수평 굴착기(201~205)는 케이슨(10) 칼날입의 직선부를 따라 왕복 이동하면서 케이슨(10) 칼날입폭 바로 아래 지반을 굴착하고,굴착토사를 내측으로 배출한다.또한 각각의 굴착 지압기(301~304)는 케이슨(10)의 모서리부의 칼날입의 바로 아래 지반을 회전 굴착한다.
상기한 수평 굴착기(201~205)만으로는 케이슨(10)의 모서리부에 굴착 잔재가 생기기 쉽지만,케이슨(10)의 모서리부에 고저차를 설치하고 굴착 지압기(301~304)를 배열 구비하는 것으로 케이슨(10)의 모서리부도 포함하고 칼날입 전체의 바로 아래 지반을 굴착하는 것이 가능하게 된다.
미리,케이슨(10) 내부에 백호(back hoe)나 불도저와 같은 굴착기계를 배열 구비해 두고 수평 굴착기(201~205)와 굴착 지압기(301~304)로부터 배출된 굴착토는 케이슨(10)의 내측 굴착토를 포함하고 립갱(40)을 통하여 지상으로 배출한다.
상기의 작업을 반복하는 것으로 칼날입의 바로 아래 지반을 균등하게 굴착하면서 케이슨(10)을 침하시킨다.
케이슨(10)의 침하 중,각 보냄 볼트(54)는 각 수평 제어 장치(501~504)의 모터(55)가 서브 제어되는 것에 의해 균등하게 강하하고,케이슨(10)의 침하에 추종한다.
<2>케이슨의 수평 제어
도 10은 케이슨(10)의 침하 초기의 모형도를 도시한 것으로,제어부(60)는 개별적으로 각각의 수평 제어 장치(501~504)의 센서(56)로부터 케이슨(10)의 복수의 계측 지점에서 연직 변위량의 정보가 입력된다.
제어부(60)는 각 센서(56)로부터 얻은 모든 부분에 있어서 케이슨(10)의 단위 시간당의 침하량의 차이가 허용 범위(예를 들면 1mm)내에 있을 때는,모든 수평 제어 장치(501~504)의 모터(55)와 굴착 지압기(301~304)의 각각의 모터(33)를 계속 운전한다.
수평 제어 장치(501~504)중 어느 한 곳에서라도 도9의 2점 쇄선에 도시된 센서(56)로부터 승강원판(53)의 상승이 검지될 때는,케이슨(10)의 연직 변위량에 차이가 생긴 것을 의미한다.
승강원판(53)의 상승이 검지될 때는 케이슨 부분의 침하가 다른 것 보다 뒤 떨어진다고 판단되기 때문에,제어부(60)는 승강원판(53)의 상승을 검지한 어느 쪽이든 수평 제어 장치(501~504)의 모터(55) 운전을 정지하는 동시에 ,승강원판(53)의 상승을 검지한 지점에 가장 가까운 어느 쪽이든 굴착 지압기(301~304)를 제외한 나머지 굴착 지압기(301~304)의 모터(33)의 운전을 정지한다.모터(33)의 운전을 정지한 것으로 날개(32)가 지반에 접면하고 케이슨(10)의 침하에 대하여 저항한다.
다른 나머지 굴착 지압기(301~304)를 정지시키고 대기시킨 채로 이때 승강원판(53)의 상승을 검지한 어느 쪽이든의 굴착 지압기(301~304)의 모터(33)를 회전하고 날개(32)로 굴착한다.
각 수평 제어 장치(501~504)의 침하량이 전부 갖추어진 시점에서 그때까지 정지하고 있던 상기 어느 쪽이든 굴착 지압기(301~304)의 운전을 재개한다.
이상의 굴착 지압기(301~304)의 정지와 운전 재개에 의한 케이슨(10)의 침하 수정 작업은 케이슨(10)의 침하중의 임의로 설정한 단시간 속에 반복 행하고 케이슨(10)을 연속적으로 침하시킨다.
칼날입의 일부가 큰 암괴나 경질 지반등에 해당할 때는,케이슨(10)전체의 침하 작업을 일시적으로 중단하고,수평 굴착기(20)나 백호 등의 굴착기를 개별적으로 조작하고 큰 암괴나 경질 지반등을 굴착하고 대처하여도 좋다.
또한, 케이슨(10)이 여러에 분할한 형태로 형성하는 경우는 케이슨(10)의 침하를 완료하면 연결재(13)을 분리한 후 보냄 볼트(54)를 초기 상태로 되돌리는 공 정과,연장용의 케이슨(10)을 덧붙이는 공정을 거쳐 연장용의 케이슨(10)으로부터 돌출한 연결재(13)에 보냄 볼트(54)를 연결하여 마찬가지로 침설한다.
이상에서 설명한 것처럼,본 발명은 각 수평 제어 장치(501~504)에 의하여 케이슨(10)의 여러 부분에 있어서 침하 변위를 감시하면서 그 침하량이 고르지 않은 상태가 생겼을 때 케이슨에 브레이크를 걸면서 굴착의 다리 리나 있고 부분을 굴착하고 침하량의 고르지 않은 상태를 수정한 것으로,항상 케이슨이 높은 수평성과 연직성을 유지하면서 침하시키는 것을 할 수 있다.
특히,미리 설정한 침하량(예를 들면 1mm)의 범위내에서 케이슨(10) 의 여러 부분으로 연직 변위를 감시한 것과 ,연직 변위에 차이가 생겼을 때에 차이를 해소한 작업을 단시간의 사이에 반복하고 행한 것으로 ,케이슨(10) 의 정확한 자세 제어가 가능해지고,높은 수평성과 연직성을 유지하면서 케이슨(10) 을 연속적으로 침하시키는 것을 할 수 있다.
또한 케이슨(10) 의 침하 변위량의 고르지 않은 상태를 상당히 짧은 시간내에 수정하기 때문에 ,수평 제어 장치(501~504)에는 케이슨(10) 의 자량에 의한 부하가 대부분(거의) 작용한 것이 없다.
본 발명은 수평 굴착기(20)를 생략하고,굴착 지압기(30)만으로 케이슨(10)의 칼날입 바로 아래 지반을 굴착하는 경우도 있다.
또한 연결재(13)를 생략하고,보냄 볼트(54)를 케이슨(10)에 직접 연결하는 경우도 있다.
본 발명은 하기의 효과 중 적어도 하나 이상의 효과를 얻을 수 있다.
(1) 복수의 수평 제어 장치의 감시 수단에 의한 검지 정보에 차이를 기초로 하여 케이슨의 연직 변위 차이를 해소하도록,제어부가 굴착 지압기의 작동을 개별적으로 제어하는 것으로, 케이슨 전체의 침하량을 정확하게 감시하면서도 높은 수평성과 연직성을 유지하면서 케이슨을 침하시키는 것이 가능하다.
(2)굴착 지압기가 굴착기능뿐만 아니라 케이슨의 침하를 저지하는 저항 부재로서의 기능을 병유하기 때문에 케이슨의 침하량을 간이하게 제어하는 것이 가능하다.
(3)보냄 볼트의 연직 변위를 모터로 서브 제어하고,케이슨의 침하 변위를 밀리 단위로 제어할 수 있기 때문에 케이슨의 침하량을 정확하게 제어하면서 침하시키는 것을 할 수 있다.
Claims (4)
- 케이슨의 칼날입 하면에 해당 칼날입을 따라 왕복이동이 가능하게 수평 굴착기를 배치하는 케이슨 칼날입의 바로 아래 지반을 굴착하는 케이슨용 굴착 장치에 있어서,케이슨의 여러 부분에 상기 수평굴착기와 고저차를 설치하여 배치한 굴착 지압기와,지상측 케이슨의 주위에 배치한 복수의 수평 제어 장치와,상기 굴착 지압기와 상기 수평 제어 장치를 제어하는 제어부로 이루어져 상기 수평 제어 장치가 케이슨의 연직 변위를 검지하는 감시 수단을 구비하고,상기 복수의 감시 수단의 검지 정보에 차이가 생겼을 때 케이슨의 연직 변위 차이를 해소하도록 상기 제어부가 굴착 지압기의 작동을 개별적으로 제어 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 케이슨용 굴착 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 굴착 지압기는 케이슨의 칼날입로부터 아래쪽으로 늘어나는 종축과,상기 종축의 하부에 일체로 설치되어 회전시에 굴착 칼날로서 기능함과 동시에 회전 정지시에 지반에 접면하여 케이슨의 침하를 저지하는 저항 부재로서 기능하는 날개와,상기 종축으로 회전을 주는 모터로 이루어져 상기 모터가 제어부와 전기적으로 접속하고 있는 것을 특징으로 하는 케이슨용 굴착 장치.
- 제 1 항 내지 제 2항에 있어서, 상기 수평 제어 장치는 한 끝을 케이슨에 연결하는 보냄 볼트와,보냄 볼트에 나합하여 연직 변위를 허용하는 승강원판과,상기 승강원판에 회전을 주는 모터와,상기 승강원판의 연직 변위를 검지하는 센서로 구성된 감시 수단을 구비하고,상기 센서의 검지 신호를 제어부에 입력함과 동시에상기 센서의 검지 신호를 기초로 제어부에 전기적으로 접속하는 상기 모터를 서브 제어하는 것을 특징으로 하는 케이슨용 굴착 장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한항에 있어서, 상기 수평 제어 장치를 케이슨의 주위에 설치된 정지 부재에 탑재하는 것을 특징으로 하는 케이슨용 굴착 장치.
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