KR20120011120A - 수중교각설치공사를 위한 방수커튼의 제작과 설치 - Google Patents

수중교각설치공사를 위한 방수커튼의 제작과 설치 Download PDF

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    • E02D27/32Foundations for special purposes
    • E02D27/52Submerged foundations, i.e. submerged in open water

Abstract

본 발명은 수중교각설치공법에서 주머니형 방수커튼 제작과 설치에 관한 것으로, 교각을 암석지반에 내려 앉혀 고정하는 작업을 기초공간에서 진행할 수 있도록 배수할 때 수압으로 인해 침수터널이 생기는 것을 방지하기 위하여, 교각(65)에 밀착하는 내피(83a)와 해저에 밀착하는 바닥(83c) 및 상기 바닥 가장자리를 따라 부력괴에 의해 수직으로 올라오는 외피로 U형 주머니를 형성하여 모래의 유실을 방지하는 방수커튼을 교각의 모양에 따라 2쪽 내지 4쪽으로 분리 제작하여 교각에 씌워 조립하고 바닥(83c)에 모래를 채워 교각과 해저에 밀착시킴으로써 침수터널을 차단하고 상기 방수커튼을 제거할 때는 부력괴를 분리하여 외벽을 철괴의 무게로 가라앉히고 모래를 제거한 후에 조각별로 당겨 올림으로써 수중작업을 하지 않고도 조립과 해체가 용이하고 손상을 최소화하여 재사용하는 것을 특징으로 한다.

Description

수중교각설치공사를 위한 방수커튼의 제작과 설치{installation of the waterproof cloths for work of the pier under water}
본 발명은 수중교각설치공사를 위한 방수커튼의 제작과 설치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는, 교각을 암석지반에 내려 앉히는 작업을 교각 내부에서 진행하기 위하여 기초공간의 물을 배수할 때 침수터널이 생기는 것을 차단할 수 있도록 교각 주위에서 모래의 무게로 해저에 밀착시키는 U형 방수커튼의 제작과 설치에 관한 것이다.
수심이 깊은 바다나 수량이 많고 물살이 빠른 하천에 교각을 설치할 때 과다한 투자비용과 공사기간의 장기화 및 침수 또는 붕괴 위험이 큰 물막이 공사를 생략할 수 있는 유일한 방법으로 지상에서 제작한 교각을 수중에서 설치하는 수중설치공법이 고려된다.
즉 교각을 설치할 위치에 암반까지 깊이 박은 중심파일에 교각을 끼워 세운 상태에서 기초공간의 토석을 제거하여 암반까지 내려 앉힌 후에 기초공간과 출입공간을 철근콘크리트로 채워 교각을 암반에 고정하는 공법이다. 다시 말하면 교각을 거푸집으로 활용하는 것이다.
교각을 암반까지 파내려 가는 작업을 하려면 배수를 해야 하지만 연약지반 층이 두텁더라도 높은 수압으로 침수터널이 생길 수 있고 특히 교각이 암석에 걸쳐있을 때는 기초공간 내외부가 관통하여 배수가 불가능하다.
그러므로 교각 주위에 설치한 방수커튼을 다량의 모래로 눌러 바닥을 해저와 밀착시켜야 하는데 빠른 유속을 차단하지 못하면 모래가 유실되고, 교각 하단과 해저 사이에 생기는 공간을 메우지 않으면 방수커튼이 수압과 모래의 무게로 교각 밑으로 밀려 들어가 교각을 내려 앉힐 수 없으며 방수커튼이 파열될 수도 있다.
그러나 방수커튼을 누르는 모래의 유실을 막고 하부공간을 미리 메워놓으면 배수로 수위 차가 커질수록 방수커튼 밑에 있는 물이 교각 내부로 스며들어 침수터널이 생기더라도 수량이 적어 구멍이 커질 수가 없으므로 수압을 견딜 수 있고 수압과 모래의 무게로 곧 메워지며 방수커튼과 교각 및 해저가 밀착되어 바닥에서 솟는 물 외의 거의 모든 침수를 차단할 수 있다.
교각설치작업이 완료된 후에 수문 설치와 교각 연결공사 등을 계속하려면 방수커튼을 제거해야 하므로 수중작업을 하지 않고도 해체가 용이하고 재사용할 수 있도록 교각의 모양에 따라 2쪽 내지 다수 쪽으로 제작하여 설치함으로써 공사경비를 추가 절약할 수 있다.
[문헌 1] KR 10-2009-0088792(특허출원 번호) (홍문표) 2009. 9. 20. [문헌 2] KR 10-2009-0088795(특허출원 번호) (홍문표) 2009. 9. 20. [문헌 3] KR 10-2010-0027024(특허출원 번호) (홍문표) 2010. 3. 26. [문헌 4] KR 10-2010-0027025(특허출원 번호) (홍문표) 2010. 3. 26. [문헌 5] KR 10-2010-0027026(특허출원 번호) (홍문표) 2010. 3. 26. [문헌 6] KR 10-2010-0027030(특허출원 번호) (홍문표) 2010. 3. 26. [문헌 7] US 2006/0140724 A1
[문헌 8] 수력발전(hydroelectric power generation) Daum 백과사전(on line)(검색일 2008-11-25) [문헌 9] Tidal power Daum 백과사전(on line)(검색일 2008-11-25)
그러므로 침수터널이 생기지 않도록 설치하는 방수커튼을 해저에 밀착시키는 모래가 유실되지 않도록 유속을 차단하고, 수중작업 없이도 설치 및 해체가 용이하고 재사용이 가능하도록 방수커튼을 제작, 설치하고 해체하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 커튼의 내피(83a)는 높이가 교각(65)과 같거나 약간 낮고, 외피(83b)는 유속을 차단할 수 있는 높이로 하며, 바닥(83c)은 교각(65) 주위를 해저에 충분히 밀착할 수 있는 넓이로서 내피(83a) 하단과 바닥(83c) 부분을 2겹 내지 3겹으로 보강하고, 상기 커튼 외피(83b) 상단을 보강한 로프(157)에 부력괴(123)와 철괴(126)를 결속하여 수직으로 부상하여 U자형 주머니를 형성하도록 한다.
방수커튼을 교각의 모양에 따라 2쪽 내지 다수 쪽으로 분리 제작하여 각 쪽에 부착한 고리(71)를 로프(157)로 결속하거나 지퍼(zipper)로 연결하여 수중작업을 하지 않고도 설치와 해체가 용이하도록 한다.
교각 하단과 해저 사이에 틈이 있을 때는 U자형 주머니에 모래를 투입하기 전에 출입 공간의 수위가 상승할 때까지 기초공간(72)을 모래로 채워 커튼이 밀려들어가지 못하도록 한 다음 커튼에 모래를 충분히 채워 커튼을 해저에 밀착시켜 침수터널이 생기지 않도록 한다.
커튼 내피를 교각 상단에 고정할 때 핀(난간이나 돌출한 철근을 이용) 또는 로프와 커튼 사이에 스프링을 연결하여 모래의 중량으로 팽팽해진 커튼이 찢어지는 것을 방지하고 느슨해지면 당겨준다.
상기 방수커튼을 해체할 때 부력괴(123)를 분리하여 철괴(126)의 무게로 외피(83b)를 해저에 가라앉히고 유속, 물대포, 준설펌프 등으로 모래(75)를 제거한 후에 고리(71)를 결속한 로프(157)를 제거하거나 지퍼를 열어 복수 조각(pieces)으로 구성된 방수커튼(83)을 한 조각씩 분리하여 파손 정도가 가벼우면 재사용한다.
물막이 공사를 생략하는 수중교각설치공사에서 교각과 해저 사이로의 침수를 차단하여 교각을 내부에서 암반까지 내려 앉혀 고정하는 작업을 차질 없이 진행할 수 있고 방수커튼을 재사용할 수도 있으므로 공사기간을 단축하고 제작비용까지 절감할 수 있다.
제1도는 방수커튼 제작 및 설치평면도
제2도는 수차집과 일체형인 교각의 방수커튼 평면도
제3도는 양쪽 방수커튼 자락의 연결모식도
제4도는 방수커튼 설치입면도
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 방수커튼의 제작과 설치에 관하여 설명한다.
방수커튼 바닥(83c) 테두리가 도 1 또는 도 2와 같이 교각(65)과 닮은 모양이거나 타원형인 평면으로 제작하여 교각에 씌웠을 때 도 4와 같이 내피(83a)의 높이는 교각(65)과 같거나 약간 낮고, 외피(83b)는 2~3m 높이로 상단을 보강한 로프에 부력괴(123)와 철괴(126)를 매달아 모래(76)를 넣으면 외피가 수직으로 펴져서 U자형 주머니가 형성되어 유속에 의해 모래가 유실되는 것을 방지하고 방수커튼을 해체하기 위해 부력괴를 분리하면 철괴의 중량으로 해저에 가라앉아 모래 제거가 용이하도록 한다.
바닥(83c)과 내피(83a)가 파열되지 않도록 모래가 담기는 높이까지 2 내지 3겹으로 보강하고 교각(65)의 모양에 따라 2쪽 내지 4쪽으로 나누어 제작하여 도 3과 같이 양쪽 커튼에 부착한 고리(71)를 로프(157)로 결속하거나 지퍼(zipper)를 이용하여 도 4와 같은 모양이 되도록 교각에 씌워 조립하며, 한쪽 끝자락으로 이음매를 덮어 물이 새는 것을 방지한다.
방수커튼에 모래를 투입할 때 내피의 높이에 따라서 교각 상단에 고정한 로프가 팽팽하게 당겨져 커튼이 찢어지거나 로프가 끊어질 수 있고, 기초공간을 굴착하여 교각의 높이가 낮아지면 방수커튼이 느슨해져서 교각과 지반 사이에 끼어 들어갈 수 있으므로, 내피를 교각 상단에 고정할 때 핀(돌출한 교각 철근을 이용) 또는 밧줄과 커튼 사이에 스프링을 결속하여 커튼이 팽팽해지면 늘어나고 느슨해지면 당겨 올린다.
지상 혹은 바지선 상에서 방수커튼(83)을 씌운 교각을 중심파일(67)에 조립했을 때 기초공간(72) 하단(강철 비트)이 연약지반(82)을 깊이 파고 들어가면 출입공간의 수위가 높아질 것이므로 기초공간에 모래를 채울 필요가 없이 방수커튼에 모래(76)를 충분히 채울 수 있다. 그러나 교각 기초와 해저 사이 공간이 넓으면 방수커튼(83)이 수압 때문에 교각 안으로 밀려들어 갈 우려가 있으므로 방수커튼에 일단 모래를 소량만 투입하여 바닥에 가라앉히고 출입공간(69)의 수위가 상승할 때까지 기초공간(72)을 모래(76)로 채워 방수커튼이 밀려들어 갈 공간을 메우면 모래가 무너져 방수커튼이 노출되더라도 교각을 내려 앉힐 수 있을 것이다.
교각(65) 설치작업이 완료된 후에 방수커튼을 해체할 때 부력괴(123)를 분리하여 철괴(鐵塊)(126)의 무게로 외피(83b)를 해저에 가라앉히고 모래(75)를 유속이나 물대포, 또는 준설펌프로 제거한 후에 양쪽 커튼의 고리(71)를 결속한 로프(157)를 제거하거나 지퍼를 열어 옆으로 당기면 해체가 용이하고 재사용할 수도 있다. 그러나 커튼(83)이 교각(65)과 지반(82) 사이에 끼어 들어가면 커튼을 온전하게 해체할 수 없을 수도 있다.
65; 교각 67; 중심파일 69; 출입공간
71; 고리 76; 모래 82; 연약지반
83; 방수커튼 83a; 커튼 내피 83b; 커튼 외피
83c; 커튼 바닥 123; 부력괴 126; 철괴
157; 로프 또는 와이어

Claims (3)

  1. 높이가 교각(65)과 같거나 약간 낮은 내피(83a)와 유속을 차단할 수 있는 높이의 외피(83b), 및 교각(65) 주위에서 해저에 충분히 밀착할 수 있는 넓이의 바닥(83c)으로서 내피(83a) 하단과 바닥(83c) 부분을 2겹 내지 3겹으로 보강한 U자형의 커튼과,
    상기 외피(83b)의 상단을 보강한 로프(157) 및 상기 로프에 부착하는 부력괴(123) 및 철괴(126)와,
    상기 커튼을 교각의 모양에 따라 2쪽(pieces) 내지 복수 쪽으로 분리하여 제작한 커튼을 하나로 결속하는 로프(157) 및 고리(71), 또는 지퍼(zipper)와,
    커튼 상단을 교각 상단에 고정하는 고정핀 또는 밧줄과 커튼 사이에서 신축성을 부여하는 스프링으로 구성하는 방수커튼(83).
  2. 상기 교각의 기초공간(72)을 모래로 채운 후에 상기 U자형 방수커튼(83)에 모래를 투입하여 해저에 밀착시키는 것을 특징으로 하는 방수커튼.
  3. 상기 외피(83b) 상단에 부착한 부력괴(123)를 분리하고 상기 철괴(126)의 무게로 상기 외피(83b)를 해저에 가라앉혀 모래(75)를 제거한 후에 상기 고리(71)를 결속한 로프(157)를 제거하거나 지퍼를 열어 분리한 상기 커튼(83) 조각(piece)을 각각 해체하는 것을 특징으로 하는 방수커튼.
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