KR20070041684A - 해저 토양 상에 침지형 터널을 형성하는 공법 및 장치 - Google Patents

해저 토양 상에 침지형 터널을 형성하는 공법 및 장치 Download PDF

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D29/00Independent underground or underwater structures; Retaining walls
    • E02D29/063Tunnels submerged into, or built in, open water
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Abstract

본 발명에 따르면, 터널은 해저 토양 상에서 수중에서 변위되는 표면에서 그리고 침지 상태에서 동작하는 데 적절한 기계(M)에 의해 연속 섹션 방식으로 형성되며, 이러한 기계는 제작을 위해 요구되는 인원 및 장비를 수용하는 유체-밀봉 상태의 작업 공간(6)을 포함하며, 이러한 공간은 기계의 후방에서 섹션을 형성 및 조립하는 후방으로-향하는 개구를 가지며 기계는 섹션의 조립을 위한 준비로써 토양을 준비 및 완만화시키는 수단(21 내지 23)이 갖춰진 밸러스트-작용 가능한 챔버(7)를 그 전방 섹션 내에 포함한다. 본 발명은 수역의 저부 상에서의 터널의 건설에 적용된다.
터널 형성 기계, 밀봉 보증 수단, 기초부 준비 수단, 변위 유발 수단, 지지력 제어 수단, 부품 및 에너지 운반 수단

Description

해저 토양 상에 침지형 터널을 형성하는 공법 및 장치{PROCESS AND DEVICE FOR BUILDING A TUNNEL IMMERSED ON A SUB-SEA SOIL}
본 발명은 수역의 아래에 침지되는 터널의 건설에 관한 것이다.
수역의 아래에 일반적으로 해역의 아래에 터널을 형성하는 많은 기술이 제안되었다.
일부의 기술은 예컨대 독일공개특허 제50 882호, 일본공개특허 제9 316 901호, 영국공개특허 제348 204호, 유럽공개특허 제0 899 422호, 일본 공개특허 제 09-273382호, 일본 공개특허 제2 024 489호, 미국공개특허 제1 441 698호 및 제4 889 448호에 예시된 바와 같이 터널이 기본적으로 수역의 저부에서의 기초 지면 내에 형성되어야 하는 경우와 관련된다.
실제로, 이러한 경우에서의 일반적인 해결책은 땅을 굴착하기 위해 터널 굴착 기계를 사용하는 단계, 터널 굴착 기계의 후방으로 굴착된 재료를 제거하는 단계, 및 산을 통한 터널의 건설에서와 같이 터널 굴착 기계가 전진하면서 연속 섹션 방식으로 터널을 형성하는 단계로 구성된다.
수역의 저부의 아래에서 이러한 방식으로 형성되는 터널은 수상 교통에 어떠한 장애도 주지 않는다는 장점을 갖고, 반면에 다른 단점 중에서 터널이 그 수역의 저부의 아래에 위치하는 깊이에 비례하게 되는 길이를 갖는 접근 작업-시설의 건설을 요구한다.
본 발명은 터널이 자연 또는 인공 해저(sub-sea) 또는 강저(sub-river) 토양 상에서 부분적으로 또는 전체적으로 수중에서 형성되어야 하는 경우와 관련되며 다음에서 표현 해저 토양(sub-sea soil)은 모든 이들 경우를 포함하는 것으로서 설명될 것이다.
독일공개특허 제33 33 850호는 터널이 유체-밀봉 상태의 굴착 방식으로 사전-제작되고 그 설치 위치까지 수중으로 점진적으로 압박되는 연속 섹션 방식으로 형성되는 기술을 기재하고 있다.
또 다른 표준형 기술은 표면에서(육지 또는 떠있는 선박 상에서) 환형 터널 섹션을 형성하는 단계, 그 진수 위치로 환형 터널 섹션을 운반하는 단계, 해저 토양 상의 그 최종의 위치로 환형 터널 섹션을 가라앉히는 단계 그리고 환형 터널 섹션을 함께 조립하는 단계로 구성된다.
이러한 기술은 섹션이 형성될 수 있는 제작 독(casting basin)을 위해 적절한 현장 또는 육지에서 사전-제작된 섹션을 진수시키는 시설을 가질 것을 요구하고, 특히 섹션이 수십 m 또는 심지어 100 m 이상으로 대체로 매우 길기 때문에 수상 교통에 큰 혼란을 유발시킨다.
본 발명의 목적 중 하나는 항해 장애물을 상당히 감소시키고 건설 비용 및 납품 시간을 감소시키기 위해 복잡한 지상 기반-시설(제작 독 또는 진수 시설)의 건설을 피하는 것이다.
본 발명의 하나의 태양은, 표준형 침지형 섹션은 침지 상태에서 동작하고 터널을 위한 제안된 정렬선을 따라 요구에 따라 해저 토양 상에서 수중에서 전진하는 는 데 적절한 기계에 의해 해저 토양(자연, 준비된 또는 인공, 또는 예비 준설 또는 재충전으로부터 기인하는 방식 중 어느 하나의 방식으로 형성됨) 상에 형성되며, 이러한 기계는 섹션의 제작 및 현장 조립을 위해 요구되는 인원 및 장비를 수용하는 데 적절한 대기압에서의 유체-밀봉 상태의 작업 공간을 포함하며; 터널은 형성되면서 유체-밀봉 상태로 유지되며; 충분히 큰 연통 공간이 새로운 섹션의 제작 및 조립을 가능케 하기 위해 이미 형성된 터널의 부분과 기계 내의 작업 공간 사이에서 제공되며; 터널은 요구에 따라 섹션이 제작될 요소를 작업 공간 내로 운반하는 데 그 형성 도중에 사용되는 것을 특징으로 하는 공법이다.
본 발명의 공법은 개별적으로 또는 조합으로 다음과 같은 바람직한 특징 중 1개 이상을 그 실시예에서 가질 수 있다:
· 터널은 수 m 이하의 길이 바람직하게는 3 m 미만의 단위 길이의 짧은 연속 섹션 방식으로 형성되며;
· 기계는 상기 기계 내로 일체화된 공구에 의해 터널의 부설을 위한 준비로써 기계가 전진하면서 해저 토양을 부분적으로 또는 전체적으로 준비시키는 데 사용되며;
· 토양은 토양 또는 토양의 상부 상에 위치된 층을 완만화시킴으로써 준비되며;
· 트렌치가 건설을 위해 제안된 정렬선을 따라 준설되며, 이 때 필요에 따라 기초 재료가 추가되며, 이러한 굴착부는 완만화되며;
· 기계 내로 일체화되거나 이미 형성된 터널의 내부측으로부터의 수단에 의해 기계가 전진하면서 토양이 강화되거나 토양의 지지 능력이 개선되며;
· 기계는 후속된 섹션의 조립, 및 그 영구 기초물의 주입을 위해 필요한 공간을 각각의 경우에 생성시키기 위해 조립된 최종의 섹션에 앞서 해저 토양 상에서 증분식으로 변위되며;
· 기계는 전방으로 추진하고, 이미 형성된 터널로부터 떨어지게 압박하여, 해저 토양 위에서 전진하게 되고;
· 전방 추력은 램에 의해 달성되며;
· 기계 상에서의 전방 수압 추력이 불충분할 때, 필요한 경우 기계의 안내를 용이하게 하고 횡단-방향 밀봉부를 압축하고 조립된 최종의 섹션의 임시 안정성을 보증하기 위해 이미 형성된 터널의 부분의 방향으로 후방 억제 장력이 기계 상에 가해지며;
· 이러한 장력은 이미 형성된 터널의 부분을 통해 연장하는 케이블에 의해 기계에 연결되는 견인 장치에 의해 가해지며;
· 기계에는 토양 상에서의 기계의 지지력을 조정하고 수직 평면 내에서의 그 안내를 용이하게 하기 위해 밸러스트-작용 가능한 구획부가 끼워지며;
· 밸러스트-작용 가능한 챔버 내에는 토양의 지지 능력의 강화 또는 개선을 위해 토양을 준비시키고 및/또는 토양을 처리하는 공구가 있으며;
· 기계는 또한 터널의 침지되지 않은 접근 섹션, 부분적으로 침지된 접근 섹션 및/또는 약간 침지된 접근 섹션을 형성하는 데 사용된다.
터널의 각각의 섹션은 사전-제작된 부품의 조립 그리고 현장 타설 콘크리트(cast in place concrete)를 포함하는 임의의 적절한 방법에 의해 형성될 수 있다.
하나의 특정한 방법에서, 각각의 섹션은 유체-밀봉 상태의 작업 공간 내에 위치되는 고정 또는 이동 장치에 의해 섹션의 세그먼트를 조립함으로써 얻어지는 링으로서 형성되며, 세그먼트들 사이에 길이-방향 밀봉부가 있다.
본 발명에 따르면, 터널이 침지되지 않거나 약간 침지되는 접근 영역 내에서 터널 상에서의 수압 또는 기계의 전방 상에서의 수압의 임의의 국부적인 부존재 또는 부족을 보상하기 위해 그리고 표준형 섹션의 개별 안정성을 개선하기 위해, 조립된 후 섹션에 횡단-방향으로 예비-응력을 가함으로써 섹션의 세그먼트들 사이의 밀봉부를 압축하는 수단이 제공된다.
본 발명은 또한 절차를 실시하는 장치와 관련된다.
이러한 장치는
· 섹션의 제작을 위해 요구되는 인원 및 장비를 보호하는 데 적절한 대기압 하의 유체-밀봉 상태의 작업 공간을 포함하는 침지 상태에서 동작하는 데 적절하며, 이러한 공간은 이미 형성된 터널의 부분으로 개방되고 그에 의해 새로운 섹션이 형성되게 하는, 기계와;
· 작업 공간과 형성된 최종의 섹션 사이의 개구 주위에서의 유체-밀봉을 보증하는 수단과;
· 터널 기초부를 준비시키는 수단과;
· 새로운 섹션을 형성하는 데 요구되는 공간을 생성하기 위해 필요한 경우 해저 토양 상에서의 기계의 제어식 전방 이동을 유발시키는 수단과;
· 기계가 해저 토양 상에서 그리고 터널에 대해 가하는 힘을 제어하는 수단과;
· 터널을 통해 기계로 섹션의 제작을 위해 필요한 부품 및 전원을 운반하는 수단을 포함한다.
특정한 실시예에서, 이러한 장치는 바람직하게는 개별적으로 또는 조합으로 다음과 같은 특징 중 1개 이상을 갖는다.
· 기계에는 터널 섹션의 제작을 위해 요구에 따라 해저 토양의 상태를 국부적으로 개선하기 위해 토양을 준비시키는 수단이 갖춰져 있으며;
· 상기 토양 준비 수단은 로봇식 또는 다른 방식으로 된 완만화 수단 및/또는 토양 강화 수단을 포함하며;
· 완만화 수단은 최초의 토양 또는 토양 상에 위치된 층을 미리 평탄화하는 공구를 포함하고, 또한 제어 캡 내에서 평탄화 상태를 점검 및/또는 관찰하는 수단을 포함할 수 있으며;
· 완만화 수단은 1개 이상의 수평 빔 상에 활주 가능하게 장착되는 암에 끼워지는 완만화 공구를 포함하며;
· 해저 토양 상에서의 기계의 지지력을 조정하기 위해, 기계는 밸러스트-작용 가능한 구획부를 가지며;
· 밸러스트-작용 가능한 구획부는 저부에서 개방되며, 완만화 수단은 상기 밸러스트-작용 가능한 구획부 내에 수납되거나 밸러스트-작용 가능한 구획부 내로 후퇴 가능하며, 기계에는 요구에 따라 밸러스트-작용 가능한 구획부 내로 압축 공기를 주입하는 수단이 갖춰져 있으며;
· 장치는 기계 상에서의 전방 수압 추력이 불충분할 때 터널에 대해 기계를 유지하기 위해 힘을 제공하는 수단을 포함하며;
· 상기 수단은 기계 상에 후방 장력을 가하는 트랙션 수단이며;
· 상기 트랙션 수단은 기계의 뒤의 어떤 거리에 위치되고 이미 형성된 터널의 부분을 통해 연장하는 케이블에 의해 기계에 연결되는 견인 장치를 포함하며;
· 기계에는 전방으로 기계를 이동시키고 터널 조립을 위한 정렬선을 따라 그 궤도를 제어하기 위해 기계 상에 추력을 가하는 수단이 갖춰져 있으며;
· 상기 작업 공간에는 터널 섹션을 형성하기 위해 섹션의 사전-제작된 세그먼트를 취급하는 수단이 갖춰져 있으며;
· 기계에는 형성된 최종의 섹션으로부터 떨어지게 압박함으로써 기계 상에 추력을 가하도록 위치되는 램이 갖춰져 있으며;
· 상기 유체-밀봉 상태의 작업 공간에는 기계가 토양 및 터널을 형성하는 섹션의 하부측 사이에 전진하면서 기계 내에 남겨지는 공간 내로 충전 재료를 주입하는 수단이 갖춰져 있으며;
· 기계는 평형추 구획부를 포함하며;
· 장치는 수 m의 단위 길이의 터널의 사전-제작된 섹션 또는 이러한 섹션을 형성하는 섹션의 세그먼트를 포함하며;
· 장치는 대체로 약 3 m 미만의 단위 길이의 터널의 사전-제작된 섹션 또는 이러한 섹션을 형성하는 섹션의 세그먼트를 포함한다.
그러므로, 최대한으로, 본 발명은 다음과 같은 기능을 수행하는 특별한 침지형 기계에 의해 증분식으로 해저 토양 상에 터널을 형성하는 단계로 구성되는데,
· 미래의 터널을 구성하는 외피 또는 상기 외피의 외부 케이싱의 제작을 위한 보호하는(그리고 요구에 따라 지지하는) 단계와;
· 터널이 전진하는 동안의 인원 및 장비가 점진으로 이동하는 단계와;
· 임의의 보조 작업[기초부 평탄화, 준설, 역전부(invert)의 아래의 충전, 재충전, 보호, 토양 처리 등]을 위한 작업 기지와;
· 이미 형성된 터널의 부분과 기계 자체의 본체 사이의 임시의 유체-밀봉부로 구성된다.
터널의 구조는 종래의 침지형-튜브 터널과 상이할 수 있으며 이것은 다음과 같은 제한-조건이 동일하지 않기 때문인데,
· 터널은 예비-응력이 가해지거나 다른 방식으로 사전-제작되거나 현장-제작된 요소로 전체적으로 또는 부분적으로 제조될 수 있으며;
· 많은 열의 컬럼 또는 분할 벽 중 하나가 1개 이상의 라인의 중간 지지부 및/또는 벽의 경우에 기밀 분리부를 제공하기 위해 형성될 수 있으며;
· 터널은 임의의 종류의 터널 변형에 대한 유체-밀봉 및 가요성을 보증하는 밀봉부에 의해 함께 연결되는 섹션으로 종래의 터널의 경우에서와 같이 제조될 수 있으며;
· 제2 터널 벽이 방수를 위해 또는 강성을 위해 형성될 수 있으며;
· 터널은 차동 변위에 대한 유체-밀봉 및 가요성을 보증하는 밀봉부에 의해 함께 연결되는 섹션으로 종래의 터널의 경우에서와 같이 제조될 수 있다.
다음에는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 사용한 건설의 예의 개략적인 설명이 주어질 것이다.
도1은 본 발명에 따라 형성될 터널의 예의 종단면도이다.
도2는 이미 형성된 터널의 부분 그리고 터널을 건설하기 위해 본 발명에 따라 설계 및 사용되는 기계의 종단면도이다.
도3은 내지 도5는 도2의 평면 1-1, 평면 2-2 및 평면 3-3에서의 횡단면도이다.
도6은 완성된 터널의 표준형 섹션의 횡단면도이다.
도7은 후방 트랙션의 시스템을 도시하는 건설 중의 터널의 길이-방향 도면이다.
도1은 수역(3) 아래의 토양(2) 상에 위치되는 침지형 터널(1)을 매우 개략적으로 도시하고 있다. 이러한 터널은 예컨대 수역(3)의 제방 또는 육지(4, 5) 상의 표면에 도달하는 2개의 접근 부분(1a, 1b) 그리고 주 침지 부분(1c)을 포함한다. 건설 후, 터널에는 보호 충전재(K)(선택사항)가 덮였다.
터널의 침지 부분, 그리고 바람직하게는 또한 표면에 도달하는 접근 부분, 그리고 약간 침지된 부분은 그 횡단면이 그 자체로 공지된 방식으로 터널의 용도에 따라 결정되는 연속 섹션 방식으로 구성된다.
예에서, 도2 및 도6의 횡단면은 그 횡단면이 숫자 8을 형성하는 이중의 2개-레인 트윈-셀 터널(dual two-lane twin-cell tunnel)의 표준형 섹션을 도시하고 있다.
본 발명에 따르면, 터널은 약 1 m의 단위 길이의 연속 섹션 방식으로 형성된다.
도2는 이미 현장에서 조립된 6개의 섹션(T1 내지 T6) 그리고 새로운 섹션의 조립의 시작 상태를 도시하고 있다.
본 발명에 따라 사용되는 기계(M)는 도3에 단지 매우 개략적으로 그러나 당업자에 대해 충분하게 도시되어 있다.
도7에 개략적으로 도시된 트레일러(R)가 기계의 뒤에 설치되고 기계에 부착된다. 지상 터널 굴착기의 기술에서 그 자체로 공지되어 있는 이들 트레일러는 기계의 운전을 위해 필요한 보조 장비; 예컨대 공동 그라우트(cavity grout), 압축 공기, 전기, 물, 환기, 터널 세그먼트 등의 모든 종류의 공급품을 위한 지원부 등을 보유한다.
침지 상태에서 동작하는 데 적절한 이러한 기계는 작업 공간(6) 및 밸러스트-작용 가능한 챔버(ballastable chamber)(7) 그리고 필요하다면 평형추 구획 부(counterweight compartment)(L)를 포함한다. 평형추는 부력에 대한 임의의 터널 중량 불충분성을 국부적으로 그리고 일시적으로 보상하도록 의도된다.
작업 공간(6)은 주연-방향으로 그리고 전방에서(터널 전진의 방향으로) 유체-밀봉 상태이고, 유체-밀봉 테일스킨(tailskin)(27)에 의해 이미 형성된 터널의 부분에 연결된다. 작업 공간은 적어도 형성될 표준형 섹션을 형성하는 데 필요한 인원 및 모든 것을 수용하도록 설계된다.
예컨대, 터널의 표준형 섹션은 요구에 따라 제방 또는 육지로부터 이미 형성된 터널의 부분을 통해 작업 공간으로 운반되는 사전-제작된 세그먼트로 구성되는 링이고, 작업 공간에는 환형 섹션을 형성하기 위해 세그먼트를 파지하고 세그먼트를 위치시키는 적절한 수단[예컨대, 조립기 암(erector arm)]이 갖춰져 있다.
이들 수단은 굴착된 암반 내에 터널을 위한 링의 세그먼트를 형성 및 조립하도록 설계되는 지상 터널 굴착기에서 사용된 것과 유사할 수 있다.
그러므로, 도2는 길이-방향 지지부(8') 상에 장착되고 섹션의 세그먼트를 파지하고 그 설치 위치에 세그먼트를 위치시키도록 설계되는 횡단-방향 피봇 암(8)을 사용하는 이들 제작 및 조립 수단의 개략도를 단순하게 도시하고 있다.
도면을 명확하게 유지하기 위해, 파지 및 조립되기 위해 대기하는 세그먼트의 야적물은 도시되어 있지 않다.
도2는 그 횡단면도에서 링(T7)의 세그먼트 중 1개의 세그먼트(V)만 도시하고 있다.
예를 들어 도시된 제작에서, 링은 도5에서 11개의 세그먼트(V, V1 내지 V11) 그리고 터널의 2개의 셀(cell)을 분리하는 수직 중심 벽(12)으로 구성된다.
밀봉부(도시되지 않음)는 지상 터널의 세그먼트 제작의 기술에서 그 자체로 공지된 방식으로 세그먼트들 사이 그리고 섹션들 사이의 유체-밀봉을 보증한다.
작업 공간(6)에는 다음의 역할을 수행하는 램(P)이 갖춰져 있는데,
· 터널의 환형 섹션을 조립하는 데 필요한 공간을 생성하기 위해 전방으로 기계를 압박하고;
· 토양 상으로 기계를 조향 및 안내하고;
· 압축된 상태로 링들 사이의 밀봉부를 유지하고, 위치된 최종의 링의 길이-방향 안정성에 기여하기 위해 터널 벽 상에 길이-방향 예비-응력을 가하는 역할이다.
이들 램은 한편으로 작업 공간의 전방의 차폐부를 구성하는 전방 벽(14)에 대해 그리고 다른 한편으로 조립된 최종의 섹션에 대해 압박한다. 섹션 내에 새로운 세그먼트를 조립하기 위해, 램은 램(P1)이 세그먼트(V)의 조립을 위해 후퇴된 도2에 도시되어 있는 바와 같이, 조립될 새로운 세그먼트 뒤에 있는 것을 제외하면 이전에 조립된 섹션 세그먼트에 대해 작동된다.
실제로, 도4에 도시된 바와 같이, 바람직하게는 섹션 세그먼트당 적어도 2개의 램이 있다.
작업 공간(6)의 전방에서, 기계는 전방 및 후방 그리고 측면-방향으로 피벗하도록 장착되는 암(21)을 포함하고 1개 이상의 수평 빔(22) 상에서 변위될 수 있는 전방부 및 저부에서 개방되는 밸러스트-작용 가능한 챔버(20)를 갖는다.
이들 암은 완만화 공구(grading tool)(23)를 보유한다.
일반적으로, 도6에 가장 잘 도시된 바와 같이, 트렌치(trench)의 저부(2)가 표면으로부터 준설함으로써 준비되었으면, 예컨대 과도하게-두꺼운 기초 층(24)이 저부 상에 위치되며, 기계의 완만화 공구는 도2에 도시된 바와 같이 그 층의 앞의 상부에서 그리고 그 층의 측면까지 과잉 두께부(24a)를 파내고, 성형 층을 형성하는데 사용된다.
섹션이 조립되었을 때 그리고 기계가 전진하는 것과 동시에, 터널 지지 층(25)이 기계의 테일스킨(27)의 두께(도7 참조)를 보상하기 위해 이러한 목적을 위해 갖춰져 있는 기계(장비는 도면에 도시되지 않음)로부터 섹션의 아래에(도5 참조) 주입된다.
작업 공간(6) 내에서, 그 안에 있는 수상에서 밸러스트-작용 가능한 챔버 내로 압축 공기를 주입하는 장치(26)가 있다.
이러한 주입은 수직 평면 내에서의 기계의 경사 및 안내를 제어하고 토양 상에서의 기계의 전방 부분의 지지력을 조정하는 역할을 한다.
터널 상에서의 기계 압력 그리고 터널 섹션들 사이의 밀봉부의 압축을 보증하기 위해, 기계의 전방에서 충분한 수압 추력이 없으면(얕은 터널 깊이의 경우에 그리고 터널이 침지되지 않거나 약간만 침지되는 도달 영역에서 모든 경우에), 터널의 방향으로의 장력이 터널 내에 또는 진수 제방 또는 육지 상에 위치되고 예컨대 케이블(29)에 의해 연결되는 램 또는 윈치형 장치(winch type device)(28)에 의해 기계에 가해진다.
이들 수단은 도7에 개략적으로만 도시되었다.
섹션 상에서의 수압이 불충분할 때, 섹션에는 도6에서 케이블(30)의 형태로 개략적으로 도시된 바와 같이 횡단-방향으로 예비-응력이 가해진다.
섹션들은 예컨대 연동 커넥터에 의해, 볼트-고정에 의해 및/또는 도6에 개략적으로 도시된 바와 같은 임시 또는 영구 예비-응력 바 또는 케이블(31)에 의해 서로에 결합될 수 있다.
통상적으로 2개의 육지 및 제방을 연결하려고 의도되기 때문에, 터널은 바람직하게는 또한 기계로 형성되는 2개의 접근 부분을 갖는다.
본 발명은 기술된 예에 제한되지 않는다.

Claims (35)

  1. 터널이 연속 터널 섹션 방식으로 형성되는, 자연 또는 인공 해저 토양 상에 전체 또는 부분 침지형 터널을 형성하는 공법에 있어서,
    표준형 침지형 섹션이 필요할 경우 제안된 터널 정렬선을 따라 해저 토양 상에서 수중에서 전방으로 이동하는 침지 상태에서 동작하는 데 적절한 기계에 의해 해저 토양 상에 형성되며, 상기 기계는 섹션의 제작 및 현장 조립을 위해 필요한 인원 및 장비를 수용하는 데 적절한 대기압에서의 유체-밀봉 상태의 작업 공간을 포함하며; 터널은 형성되면서 유체-밀봉 상태로 유지되며; 충분히 큰 연통 공간이 새로운 섹션의 제작 및 조립을 가능케 하기 위해 이미 형성된 터널의 부분과 기계의 작업 공간 사이에서 개방 상태로 유지되며; 터널은 그 형성 도중에 필요할 경우 기계로 섹션의 부품을 운반하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 침지형 터널 형성 공법.
  2. 제1항에 있어서, 터널은 바람직하게는 3 m 미만의 길이의 짧은 연속 섹션 방식으로 형성되는 침지형 터널 형성 공법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 해저 토양은 조립을 위한 제안된 정렬선을 따라 트렌치를 준설하고 그 다음에 이러한 트렌치의 저부를 완만화시킴으로써 준비되는 침지형 터널 형성 공법.
  4. 제3항에 있어서, 기초 재료가 해저 토양을 준비시키기 위해 위치되는 침지형 터널 형성 공법.
  5. 제3항에 있어서, 기계는 상기 기계 내로 일체화된 공구를 사용하여 터널의 조립을 위해 기계가 전진하면서 해저 토양을 부분적으로 또는 전체적으로 준비시키는 데 사용되는 침지형 터널 형성 공법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 기계 내로 일체화되거나 이미 형성된 터널의 내부측으로부터의 수단을 사용하여 기계가 전진하면서 토양이 강화되거나, 토양의 지지 능력이 개선되는 침지형 터널 형성 공법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 기계는 이미 형성된 터널로부터 떨어지게 추진함으로써 해저 토양 상에서 전진하게 되는 침지형 터널 형성 공법.
  8. 제7항에 있어서, 이러한 추력은 램에 의해 가해지는 침지형 터널 형성 공법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 기계 상에서의 전방 수압 추력이 불충분할 때, 이미 형성된 터널의 부분을 향한 억제 장력이 필요한 경우 기계 안내를 용이하게 하고, 횡단-방향 조인트를 압축하고, 조립된 최종의 섹션의 임시 안정 성을 보증하기 위해 기계 상에 가해지는 침지형 터널 형성 공법.
  10. 제9항에 있어서, 이러한 장력은 이미 형성된 터널의 부분을 통해 연장하는 케이블에 의해 기계에 연결되는 견인 장치에 의해 가해지는 침지형 터널 형성 공법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 기계에는 토양 상에서의 기계의 지지력을 조정하고 수직 평면 내에서의 그 안내를 용이하게 하기 위해 밸러스트-작용 가능한 구획부가 갖춰져 있는 침지형 터널 형성 공법.
  12. 제11항에 있어서, 토양을 완만화 및/또는 강화하거나 토양의 지지 능력을 개선하는 공구가 밸러스트-작용 가능한 챔버 내에 위치되는 침지형 터널 형성 공법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 섹션은 유체-밀봉 상태의 작업 공간 내에 위치되는 고정 또는 이동 장치에 의해 섹션의 세그먼트를 조립함으로써 현장에서 형성되며, 길이-방향 유체-밀봉부가 세그먼트들 사이에 위치되는 침지형 터널 형성 공법.
  14. 제13항에 있어서, 표준형 섹션의 개별 안정성이 개선되고, 섹션의 세그먼트들 사이의 유체-밀봉부는 그 조립 후 섹션의 횡단-방향 예비-응력의 인가에 의해 압축되는 침지형 터널 형성 공법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 기계는 후속 섹션의 조립, 및 영구 기초물의 주입을 위해 필요한 공간을 각각의 경우에 생성시키기 위해 조립된 최종의 섹션에 앞서, 해저 토양 상에서 증분식으로 변위되는 침지형 터널 형성 공법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 기계는 터널의 침지되지 않은 접근 부분, 부분적으로 침지된 접근 부분 및/또는 약간 침지된 접근 부분을 형성하는 데 사용되는 침지형 터널 형성 공법.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 공법의 실시를 위한 장치에 있어서,
    침지 상태에서 동작하는 데 적절한 기계(M)로서, 섹션을 형성하는 데 필요한 인원 및 장비를 수용하는 데 적절한 내부적으로 대기압 하의 유체-밀봉 상태의 작업 공간(6)을 포함하며, 이러한 공간은 이미 형성된 터널의 부분으로 개방되어 새로운 섹션이 형성가능한 기계(M)와,
    작업 공간 및 형성된 최종의 섹션 사이의 개구 주위에서의 유체-밀봉을 보증하는 수단(27)과,
    터널 기초부를 준비시키는 수단(21 내지 23)과,
    새로운 섹션을 형성하는 데 요구되는 공간을 제공하기 위해 필요할 경우 해저 토양 상에서 기계의 제어식 전방 변위를 유발시키는 수단(P)과,
    해저 토양 상에서, 그리고 터널에 대해 기계의 지지력을 제어하는 수단(28, 29)과,
    터널을 통해 기계로 섹션의 제작을 위해 필요한 부품 및 에너지를 운반하는 수단(R)을 포함하는 것을 특징으로 하는 침지형 터널 형성 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 기계에는 터널 섹션을 형성하기 위한 준비로써 해저 토양의 상태를 국부적으로 개선하기 위해 토양을 준비시키는 수단(21 내지 23)이 구비된 침지형 터널 형성 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 토양 준비 수단은 로봇식 또는 다른 방식으로 된 완만화 수단(21 내지 23) 및/또는 토양 강화 수단을 포함하는 침지형 터널 형성 장치.
  20. 제19항에 있어서, 완만화 수단은 초기의 토양 또는 상기 토양 상에 위치된 층을 미리 완만화시키기 위한 공구(23)를 포함하는 침지형 터널 형성 장치.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서, 기계는 완만화 상태를 점검 및/또는 관찰하는 수단을 포함하는 침지형 터널 형성 장치.
  22. 제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 완만화 수단은 하나 이상의 빔(22) 상에 활주 가능하게 장착되는 암(21)에 끼워지는 완만화 공구(23)를 포함하는 침지형 터널 형성 장치.
  23. 제17항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 기계는 해저 토양 상에서의 기계의 지지력을 조정하는 밸러스트-작용 가능한 구획부(7)를 포함하는 침지형 터널 형성 장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 밸러스트-작용 가능한 구획부(7)는 저부에서 그리고 전방에서 개방되며, 완만화 수단(21 내지 23)은 상기 밸러스트-작용 가능한 구획부 내에 수납되거나 밸러스트-작용 가능한 구획부 내로 후퇴 가능하며, 기계에는 필요할 경우 밸러스트-작용 가능한 구획부 내로 압축 공기를 주입하는 수단(26)이 갖춰져 있는 침지형 터널 형성 장치.
  25. 제17항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 기계 상에서의 전방 수압 추력이 불충분할 때 터널에 대한 기계의 추력을 부여하는 수단으로 구성된 침지형 터널 형성 장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 트랙션 수단은 기계의 후방에 위치되고 이미 형성된 터널의 부분을 통해 연장하는 케이블(29)에 의해 기계에 연결되는 견인 장치(28)를 포함하는 침지형 터널 형성 장치.
  27. 제17항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 전방으로 기계를 변위시키고 터널 조립 정렬선의 방향으로 그 궤도를 제어하기 위해 기계 상에 추력을 가하는 수단(P)을 포함하는 침지형 터널 형성 장치.
  28. 제27항에 있어서, 기계에는 형성된 최종의 섹션으로부터 떨어지게 압박함으로써 기계 상에 추력을 가하도록 위치되는 램(P)이 구비되어 있는 침지형 터널 형성 장치.
  29. 제17항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작업 공간(6)에는 터널 섹션을 형성하기 위해 사전-제작된 섹션 세그먼트(V)를 취급하는 수단이 갖춰져 있는 침지형 터널 형성 장치.
  30. 제17항 내지 제29항 또는 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체-밀봉 상태의 작업 공간에는 기계가 전진할 때 토양(2) 및 터널을 형성하는 섹션의 하부측 사이에서 기계 내에 남겨지는 공간 내로 충전 재료(25)를 주입하는 수단이 갖춰져 있는 침지형 터널 형성 장치.
  31. 제17항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 터널 섹션 내에 횡단-방향 예비-응력부(30)를 부여하는 수단을 포함하는 침지형 터널 형성 장치.
  32. 제17항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 터널 섹션 내에 길이-방향 예비-응력부(31)를 부여하는 수단을 포함하는 침지형 터널 형성 장치.
  33. 제17항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 기계는 평형추 구획부(L)를 포함하는 침지형 터널 형성 장치.
  34. 제17항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 수 m 이하의 단위 길이의 터널의 사전-제작된 섹션 또는 이러한 섹션을 형성하는 섹션의 세그먼트를 포함하는 침지형 터널 형성 장치.
  35. 제34항에 있어서, 대체로 약 3 m 미만의 단위 길이의 터널의 사전-제작된 섹션 또는 이러한 섹션을 형성하는 섹션의 세그먼트를 포함하는 침지형 터널 형성 장치.
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