KR20160015798A

KR20160015798A - 토사유입방지판을 이용한 강관압입시공방법

Info

Publication number: KR20160015798A
Application number: KR1020140098515A
Authority: KR
Inventors: 장석
Original assignee: 장석
Priority date: 2014-07-31
Filing date: 2014-07-31
Publication date: 2016-02-15

Abstract

본 발명은 전력선이나 통신용케이블 등을 하천 지반의 지하로 매설시키는 강관의 압입시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 매설시작지점에 설치된 시트파일의 하부에 강관의 단면적보다 더 큰 면적의 전면부를 가진 토사유입방지판을 상기 시트파일이 상방향으로 인발될 수 있도록 설치하는 단계; 상기 토사유입방지판의 전면부에 압입될 강관의 직경보다 큰 길이의 직경을 가지는 관통공을 천공하는 단계; 가이드레일 상에 거치된 강관을 상기 관통공에 밀착시키는 단계; 상기 토사유입방지판이 하부에 설치된 시트파일을 상방으로 인발시키는 단계; 상기 강관을 토사유입방지판의 관통공을 통하여 매설종료지점을 향하여 압입시키는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 토사유입방지판을 이용한 강관압입시공방법에 관한 것이다.

Description

토사유입방지판을 이용한 강관압입시공방법{Construction method for pushing a conduit using board for preventing soil inflow}

일반적으로, 도 1 에 도시된 바와 같이, 하천(R)을 가로질러 하천 지반의 지하로 전력선이나 통신용케이블 등의 본관(2)을 매설하기 위해서는, 하천의 양측의 육지 지점(L1,L2)의 매설시작지점(S1)과 매설종료지점(S2)을 연결하는 강관(1)을 하천의 지반의 지하에 시공하고, 시공된 강관(1)의 내부로 전력선이나 통신용케이블 등의 본관(2)을 인입시키는 방법을 사용하게 된다.

도 2 는 상기 매설시작지점(S1)과 매설종료지점(S2) 사이에 강관(1)을 시공하기 위한 작업 상태를 도시한 것으로서, 먼저, 상기 매설시작지점(S1)의 육지 지반에 토사 및 지하수(이러한 지하수에는 하천수도 포함되며, 이하, 설명의 편의를 위하여 지하수로 통칭함)의 유입을 방지하기 위하여 평판 형상의 시트파일(sheet pile)(3)을 사각형 형태로 지반에 항타하여 이루어진 가시설물을 설치한다.

그리고, 매설시작지점(S1)의 일측 시트파일(3)에 콘크리트를 타설하여 경화시킨 공고한 구조물인 반력벽(4)을 형성하고, 형성된 반력벽(4) 상에 강관(1)을 지반 지하로 압입시키기 위한 추진력을 제공하는 유압기(5)를 설치한다.

이어서, 상기 매설시작지점(S1)의 타측 시트파일(3') 하부의 하천 지반의 지하층 높이 지점에 강관(1)의 직경보다 약간 큰 길이의 직경을 가지는 관통공을 천공하고, 매설시작지점(S1)의 평탄한 바닥면에 구비된 가이드레일 상에 강관(1)을 거치시켜 강관(1)을 타측 시트파일(3')의 천공된 구멍에 정렬시킨 다음, 유압기(5)를 작동시켜 상기 유압기(5)와 연결된 잭(jack)(6)이 강한 추진력으로 강관(1)을 매설종료지점(S2) 방향으로 일정 길이 만큼 밀어내어가면서 강관(1)을 지반의 지하부분으로 압입시킨다.

상기의 가이드레일은 강관(1)의 거치는 물론, 강관(1)의 압입 방향을 설정하고 압입시의 강관(1)의 이탈을 방지하는 기능을 수행한다.

이때, 강관(1)의 압입에 따라서 강관(1)의 내부로 토출되는 토사는 인력과 장비를 투입하여 토사를 굴착 제거하는 작업을 수행하며, 소정 거리까지 강관(1)의 압입이 진행되면 도달구까지의 거리를 확인하여 육지 지반의 매설종료지점(S2)에 시트파일(3)을 항타하여 이루어진 사각형 형태의 가시설물을 설치한다.

이후, 강관(1)의 압입을 계속적으로 실시함으로써 매설종료지점(S2)에 강관(1)이 도달하여 매설종료지점(S2)으로 강관(1)이 노출되면, 상기 매설시작지점(S1)으로부터 매설종료지점(S2)까지 시공된 강관(1)의 내부로 전력선이나 통신용케이블 등의 본관(2)을 설치하고, 본관(2)의 외부에 몰탈 그라우팅을 실시하여 본관(2)이 유동되지 않도록 고정시키고, 상기 매설시작지점(S1)과 매설종료지점(S2)의 가시설물을 해체하여 본관(2)의 매설을 완료한다.

한편, 상기 강관(1)은 초기부터 매설시작시점(S1)과 매설종료지점(S2)을 연결할 만큼의 길이를 가진 것이 아니라, 수 미터(m)의 일정 길이의 단위체의 강관을 압입한 후 선입된 강관의 후단에 신규한 또 다른 단위체 강관을 거치시켜 용접을 실시함으로써 종국적으로 요구되는 길이로 이루어진 강관(1)을 시공할 수 있게 된다.

그런데, 종래 상기와 같이 이루어지는 강관압입시공방법은 매설시작지점(S1)에서의 시트파일(3') 하부에 관통공을 천공하는 과정 및 관통공에 강관(1)을 초기 압입하는 과정에서 관통공 및 압입되는 강관(1)의 외주면 사이로 토사나 지하수가 매설시작지점(S1)의 내부로 다량으로 유출되므로 이렇게 다량으로 유출된 토사나 지하수를 별도의 인력을 투입하여 제거하는 작업을 실시하여야 하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하고자 창안된 본 발명은 매설시작지점에서의 초기 강관 압입 과정에서 발생되는 토사의 다량 유출을 방지할 수 있는 토사유입방지판을 이용한 강관압입시공방법을 제공한다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 토사유입방지판을 이용한 강관압입시공방법은, 상기 매설시작지점에 설치된 시트파일의 하부에 강관의 단면적보다 더 큰 면적의 전면부를 가진 토사유입방지판을 상기 시트파일이 상방향으로 인발될 수 있도록 설치하는 단계; 상기 토사유입방지판의 전면부에 압입될 강관의 직경보다 큰 길이의 직경을 가지는 관통공을 천공하는 단계; 가이드레일 상에 거치된 강관을 상기 관통공에 밀착시키는 단계; 상기 토사유입방지판이 하부에 설치된 시트파일을 상방으로 인발시키는 단계; 상기 강관을 토사유입방지판의 관통공을 통하여 매설종료지점을 향하여 압입시키는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 토사유입방지판을 이용한 강관압입시공방법은 시트 파일에 설치되는 토사유입방지판에 의하여 강관의 초기 압입시의 토사 유입을 최대한 방지하여 토사의 제거를 위한 인력 투입을 최소화시킬 수 있게 됨으로써, 매설시작지점의 공사 진행을 원활하게 수행할 수 있으며 공기를 단축시킬 뿐만 아니라 공사비 절감을 도모할 수 있는 효과를 수득하였다.

도 1 및 도 2 는 일반적인 강관압입시공의 작업상태도,
도 3 내지 도 7 은 본 발명의 강관압입시공방법의 시공상태를 도시한 것으로서,
도 3 은 토사유입방지판의 설치 상태도,
도 4 는 토사유입방지판에 관통공을 천공한 상태도,
도 5 는 토사유입방지판의 관통공에 강관을 정렬시킨 상태도,
도 6 은 토사유입방지판을 설치한 시트파일의 인발 상태도,
도 7 은 시트파일 인발상태에서 토사유입방지판의 압입 상태도,
도 8 은 본 발명의 강관압입시공시 시트파일 인발 전후 상태의 단면도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 토사유입방지판을 이용한 강관압입시공방법의 구성을 설명한다.

단, 개시된 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분하게 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 태양으로 구체화될 수도 있다.

또한, 본 발명 명세서에서 사용되는 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 3 내지 도 7 은 본 발명의 강관압입시공방법의 시공상태를 도시한 것이며, 도 8 은 본 발명의 강관압입시공시 시트파일 인발 전후 상태 단면도로서, 도 1 과 도 2 에 도시된 것과 동일한 부분은 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

본 발명의 강관압입시공방법은, 매설시작지점(S1)에서의 강관(1)의 초기 압입 과정에서 발생되는 토사의 다량 유입을 방지하기 위하여 시트 파일의 하부에 토사유입방지판(10)을 설치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하며, 이하, 도 3 내지 도 8 을 참조하여 본 발명의 강관압입시공방법을 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1 및 도 2 를 참조하여 전술한 바와 같이, 매설시작지점(S1)의 육지 지반에 토사 및 지하수의 유입을 방지하기 위하여 평판 형상의 시트파일(sheet pile)(3)을 사각형 형태로 지반에 항타하여 이루어진 가시설물을 설치하고, 매설시작지점(S1)의 일측 시트파일(3)에 반력벽(4)을 형성하고, 형성된 반력벽(4) 상에 유압기(5)와 잭(6)을 설치하고, 매설시작지점(S1)의 평탄면에 강관 거치와 압입 방향 설정 및 강관 이탈 방지용의 가이드레일(20)을 설치하는 과정은 종래의 시공방법과 동일하다.

이때, 도 3 에 도시된 바와 같이, 매설시작지점(S1)에 시공된 시트파일(3)의 하부의 하천 지반의 지하층 높이 지점에 시공할 강관(1)의 단면적보다 더 큰 면적의 전면부(13)를 가지며 좌우측에 세로 방향의 절곡면(12)을 형성한 토사유입방지판(10)을 설치한다.

상기 토사유입방지판(10)은 후술할 강관 삽입용 관통공(11)이 천공되어 강관(1)을 압입시키는 통로 기능을 제공하되 강관초기압입과정에서의 토사의 유입을 방지하기 위하여 설치되는 것이다.

여기서, 상기의 토사유입방지판(10)은 좌우측의 절곡면(12)을 제외한 전면부(13)의 가로 길이(P)는 단위체 시트파일(3)의 전면부의 가로길이(M)보다 길게 형성하며, 전면부(13)의 세로 길이는 강관(1)의 직경 길이보다 길게 형성한다. 아울러, 토사유입방지판(10)의 두께는 강관(1)의 굴착 깊이나 지반의 조건을 고려하여 구조 검토후 적절하게 설정한다.

이때, 상기 토사유입방지판(10)을 시트파일(3)에 설치할 경우, 해당 시트파일(3)의 일측 및 타측에 연결설치된 일측 시트파일(3-1)의 측면(3a)과 타측 시트파일(3-2)의 측면(3b)에만 토사유입방지판(10)의 좌우측의 절곡면(12)을 용접시켜 부착시킨다.

따라서, 상기의 토사유입방지판(10)의 설치가 완료되면, 상기 토사유입방지판(10)이 하부를 커버하고 있는 시트파일(3)(이하, 설명의 편의상 중앙 시트파일(3)이라 칭한다)에 상기의 토사유입방지판(10)이 직접적으로 부착되지 않은 상태를 유지하기 때문에 후술할 중앙 시트파일(3)만의 상방향으로의 인발이 가능하게 된다.

이어서, 도 4 에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 설치된 토사유입방지판(10)의 전면(13)에 압입될 강관(1)의 직경보다 약간 큰 길이의 직경을 가지는 관통공(11)을 천공하며, 본 발명 실시예에서는 강관(1)의 외부 직경보다 2mm 를 더 큰 직경을 가지는 관통공(11)을 천공하였다.

그리고, 도 5 에 도시된 바와 같이, 매설시작지점(S1)의 평탄한 바닥면에 구비된 가이드레일(20) 상에 강관(1)을 거치시키고, 강관(1)을 토사유입방지판(10)에 천공된 관통공(11)에 정렬시킨 상태에서 강관(1)의 말단면을 상기 관통공(11) 측에 밀착시킨다.

따라서, 종래에는 시트파일(3)의 하부에 직접적으로 관통공을 천공함으로써 천공 과정에서 관통공으로 토사나 지하수가 매설시작지점(S1)의 내부로 다량으로 유출되는 문제점이 있었으나, 본 발명의 시공방법은 시트파일(3)에 직접적으로 관통공을 천공하지 않고 시트파일(3) 상에 설치된 토사유입방지판(10)에 간접적으로 관통공(11)이 천공되기 때문에 종래 관통공을 천공하는 과정에서 발생하는 토사나 지하수의 다량 유출을 방지하는 효과를 가진다.

다음으로, 도 6 에 도시된 바와 같이, 강관(1)의 말단면이 토사유입방지판(10)의 관통공(11) 측에 밀착시킨 상태에서 토사유입방지판(10)이 하부를 커버하고 있는 상태의 중앙 시트파일(3)을 윈치(winch) 등의 권양 장비를 이용하여 상방으로 인발시킨다.

이때, 중앙 시트파일(3)을 인발시키는 높이는 도 8 의 하단부에 도시된 바와 같이 상기 중앙시트파일(3)의 최하단이 토사유입방지판(10)에 형성된 관통공(11)의 최상측보다 높은 지점에 위치하도록 함으로써 관통공(11)을 통한 강관(1)의 압입을 방해하지 않도록 하며, 중앙 시트파일(3)의 인발을 최대한 신속하게 수행함으로써 토사유입방지판(10)의 관통공(11)과 강관(1) 사이의 토사의 유출을 최소화시킨다.

이어서, 도 7 에 도시된 바와 같이 강관(1)을 매설종료지점(S2) 방향으로 밀어주는 유압기(5)를 작동시키면 상기 유압기(5)와 연결된 잭(jack)(6)이 강한 추진력으로 강관(1)을 토사유입방지판(10)의 관통공(11)을 통하여 지반의 지하부분으로 압입시키게 된다.

그리고, 전술한 바와 같이 강관(1)의 압입에 따라서 강관(1)의 내부로 토출되는 토사는 인력과 장비를 투입하여 토사를 굴착 제거하고, 수 미터(m)의 일정 길이의 단위체의 강관을 압입한 후 선입된 강관의 후단에 신규한 또 다른 단위체 강관을 거치시켜 용접하는 방식으로 강관(1)의 전체 길이를 형성한다.

이후, 강관(1)의 압입을 계속적으로 실시하여 매설종료지점(S2)으로 강관(1)이 노출되면, 강관(1) 내부에 본관(2)을 설치 고정하는 후반작업을 실시하고 각 매설시작지점(S1)과 매설종료지점(S2)의 가시설물을 해체함으로써 본관(2)의 매설을 완료한다.

도 8 은 상기와 같은 중앙 시트파일(3)의 인발과정에서 인발 전후의 단면 상태를 나타낸 것으로서, 토사유입방지판(10)의 관통공(11)에 밀착된 강관(1)이 중앙 시트파일(3)의 인발과 거의 동시에 관통공(11)을 통하여 지면에 압입되므로, 종래의 초기 강관 압입 과정에서의 시트파일의 관통공과 강관(1)의 외주 사이로 토사가 다량 유출되는 것을 최대한 방지할 수 있게 된다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1; 강관
2; 본관
3; 중앙 시트파일
3-1; 일측 시트파일
3-2; 타측 시트파일
3a; 일측 시트파일 측면
3b; 타측 시트파일 측면
4; 반력벽
5; 유압기
6; 잭
10; 토사유입방지판
11; 관통공
12; 절곡면
13; 전면부
20; 가이드레일

Claims

매설시작지점(S1)과 매설종료지점(S2) 사이에 시공되는 강관의 압입시공방법에 있어서,
상기 매설시작지점(S1)에 설치된 시트파일(3)의 하부에 토사유입방지판(10)을 상기 시트파일(3)이 상방향으로 인발될 수 있도록 설치하는 단계;
상기 토사유입방지판(10)의 전면부(13)에 압입될 강관(1)의 직경보다 큰 길이의 직경을 가지는 관통공(11)을 천공하는 단계;
가이드레일(20) 상에 거치된 강관(1)을 상기 관통공(11)에 밀착시키는 단계;
상기 토사유입방지판(10)이 하부에 설치된 시트파일(3)을 상방으로 인발시키는 단계;
상기 강관(1)을 토사유입방지판(10)의 관통공(11)을 통하여 매설종료지점(S2)을 향하여 압입시키는 단계;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 토사유입방지판을 이용한 강관압입시공방법.
제 1 항에 있어서, 상기 토사유입방지판(10)의 설치는,
상기 시트파일(3)의 일측 및 타측에 연결설치된 일측 시트파일(3-1)의 측면(3a)과 타측 시트파일(3-2)의 측면(3b)에 토사유입방지판(10)의 좌우측의 절곡면(12)을 용접시켜 부착시키는 것을 특징으로 하는 토사유입방지판을 이용한 강관압입시공방법.
매설시작지점(S1)과 매설종료지점(S2) 사이에 시공되는 강관의 압입시공을 위하여 상기의 매설시작지점(S1)에 시공된 시트파일(3)의 하부에 설치되며,
시공할 강관(1)의 단면적보다 더 큰 면적의 전면부(13)를 가지며 좌우측에 세로 방향의 절곡면(12)을 형성하고, 중앙에 상기 강관(1)을 통과시키는 관통공(11)을 형성한 토사유입방지판(10).