KR20170047365A - 통합된 잭킹 파이프 - Google Patents

Abstract

금속 파이프를 둘러싸고 상기 금속 파이프와 일체적으로 형성되는 콘크리트 잭킹 외피를 포함하며, 상기 금속 파이프는 상기 콘크리트 잭킹 외피로부터 돌출되는 스피곳(spigot) 및 상기 스피곳의 직경보다 직경이 더 큰 벨(bell)을 포함하는, 통합된 잭킹 파이프.

Description

통합된 잭킹 파이프{INTEGRATED JACKING PIPE}

본 발명은 파이프 잭킹(pipe jacking) 분야에 관한 것이다.

파이프 잭킹은 종종 장애물 하에서 파이프 섹션의 장착을 위한 가이드되는, 트렌치 없는 방법으로 지칭된다. 터널은 드릴링 헤드를 사용하여 형성되며, 이 드릴링 헤드는 드릴링 헤드 뒤에서 직렬로 가압되는 철근 콘크리트 잭킹 파이프에 의해서 땅 안으로 좀 더 좀 더 가압된다. 푸싱(pushing)(또는 "잭킹(jacking)")은 몇 개의 유압 잭 세트를 사용하여 행해진다. 드릴링 헤드는 일반적으로 기계적 디깅 암(digging arm) 또는 회전 헤드를 하우징하고, 그리고 유압 스티어링 잭을 사용하여 스티어링된다. 드릴링 헤드는 인간 작업자에 의해서 그리고/또는 자동 방식으로 원격적으로 제어되고 그리고 네비게이션된다. 드릴링 헤드를 네비게이션하는 한 가지 방법은 잭 파이프 안으로 레이저 빔을 방출함으로써, 드릴링 헤드가 따라가는 가상의 직선 경로를 형성한다. 그러나, 파이프 잭킹에 의해서 형성되는 굴곡진 터널을 갖는 것은 꽤 일반적이며, 이 경우에 네비게이션은 의도적으로 그러나 정확하게 레이저 빔의 직선 경로로부터 벗어날 수도 있다.

드릴링 헤드가 그 전방 영역으로부터 흙을 굴삭함에 따라, 흙은 하나 이상의 컨베이어 또는 하나 이상의 펌프를 갖는 파이프 라인을 사용하여 후방으로 소거(evacuation)될 수도 있다. 어떤 드릴링 헤드는 또한 더욱 용이한 소거를 위해서, 굴삭된 흙을 그라인딩하도록 장비된다. 흙의 소거를 더욱 용이하게 하기 위해서 하나 이상의 적합한 화학제를 사용하여 흙을 유동화하는 것은 또한 일반적이다.

파이프 잭킹식 터널은 통상적으로 120 cm 내지 400 cm 범위의 직경을 갖도록 제조되나, 더 작은 그리고 더 큰 터널이 때때로 존재한다. 터널이 지반(ground)의 가소성(plasticity) 때문에 추가적인 압력에 노출될 수 있는 지반 조건에서, 중간 잭킹 스테이션(jacking station)이 이 압력을 감소시키기 위해서 때때로 도입된다. 이 중간 잭킹 스테이션은 독립적으로 이동되는 파이프라인의 섹션(즉, 복수의 잭킹 파이프로 형성되는 섹션)을 제공하며, 이것은 유압 잭이 터널로의 입구에서 작용해야 할 힘을 감소시킨다. 높은 가소성 지반 조건의 경우에, 압력을 감소시키는 것은 또한 파이프라인의 외측 환형부를 윤활함으로써 종종 달성된다.

잭킹 파이프는 복수의 잭킹 파이프의 직렬적 연결을 허여하는 방식으로 만들어질 수도 있으며, 이 복수의 잭킹 파이프는 원하는 터널을 최종적으로 형성한다. 터널이 형성되는 동안에, 한 세트의 금속 파이프가 직렬적으로 연결된 잭킹 파이프 안으로 도입되어 유체가 유동할 도관을 형성한다. 금속 파이프는 다음으로, 도입되는 프로세스 동안에 다른 것과 용접된다. 용접은 잭킹 파이프 내에서 그리고 터널을 따라서 금속 파이프 세트가 세장형, 밀봉된 도관을 형성하도록 한다.

관련된 기술의 상기 예시 및 이와 관련된 한정은 도해적이고 그리고 배타적이지 않도록 의도된다. 관련된 기술의 다른 한정은 상세한 설명의 읽음 및 도면의 연구 후에 당업자에게 명확하게 될 것이다.

본 발명의 다음 실시형태 및 양태는, 예시적이고 그리고 도해적이고, 범위를 한정하지 않도록 의도된 시스템, 도구 및 방법과 함께 설명되고 도해된다.

일 실시형태는, 금속 파이프를 둘러싸고 상기 금속 파이프와 일체적으로 형성되는 콘크리트 잭킹 외피를 포함하며, 상기 금속 파이프는 상기 콘크리트 잭킹 외피로부터 돌출되는 스피곳(spigot) 및 상기 스피곳의 직경보다 직경이 더 큰 벨(bell)을 포함하는, 통합된 잭킹 파이프를 제공한다.

다른 실시형태는, 땅 안으로 복수의 통합된 잭킹 파이프를 직렬적으로 잭킹-푸싱하는 단계로서, 상기 복수의 통합된 잭킹 파이프 각각은 금속 파이프를 둘러싸고 상기 금속 파이프와 일체적으로 형성되는 콘크리트 잭킹 외피를 포함하며, 상기 금속 파이프는 상기 콘크리트 잭킹 외피로부터 돌출되는 스피곳 및 상기 스피곳의 직경보다 직경이 더 큰 벨을 포함하는, 상기 복수의 통합된 잭킹 파이프를 직렬적으로 잭킹-푸싱하는 단계; 및 상기 복수의 통합된 잭킹 파이프의 상기 금속 파이프를 용접하여 시일링된 도관을 형성하는 단계를 포함하는, 파이프 잭킹을 위한 방법을 제공한다.

또 다른 실시형태는, 금속 파이프를 둘러싸고 상기 금속 파이프와 일체적으로 형성되는 콘크리트 잭킹 외피를 포함하며, 상기 금속 파이프는 상기 콘크리트 잭킹 외피로부터 돌출되는 스피곳 및 상기 스피곳의 직경보다 직경이 더 큰 벨을 포함하는, 터널을 제공하며, 여기서 각각의 인접한 한 쌍의 상기 일련의 통합된 잭킹 파이프는 다른 금속 파이프의 벨에 용접된 하나의 금속 파이프의 스피곳을 포함하고, 그리고 상기 금속 파이프는 서로 밀봉되고, 내압의 세장형 도관을 형성한다.

어떤 실시형태에서, 상기 벨의 직경은 상기 금속 파이프의 벽 두께의 2배보다 더 큰 차이로 상기 스피곳의 직경보다 더 크다.

어떤 실시형태에서, 상기 벨은 상기 스피곳에 평행하다.

어떤 실시형태에서, 상기 벨은 원뿔형이다.

어떤 실시형태에서, 상기 콘크리트 잭킹 외피는 철근 콘크리트(reinforced concrete)로 만들어진다.

어떤 실시형태에서, 상기 금속 파이프는 스틸(steel)로 만들어진다.

어떤 실시형태에서, 상기 콘크리트 잭킹 외피는 원주방향 시일을 갖는 제1 단부 부분 및 원주방향 금속 칼라를 갖는 제2 단부 부분을 포함한다.

어떤 실시형태에서, 상기 콘크리트 잭킹 외피는 리프팅 앵커(lifting anchor)를 포함한다.

어떤 실시형태에서, 상기 통합된 잭킹 파이프는 상기 콘크리트 잭킹 외피 및 상기 금속 파이프 모두에 형성되는 윤활 노즐을 더 포함한다.

어떤 실시형태에 있어서, 상기 통합된 잭킹 파이프는 상기 콘크리트 잭킹 외피의 측부 림 상에 배치되는 로드 분산기를 더 포함한다.

어떤 실시형태에서, 상기 로드 분산기는 플라이우드(plywood) 패드를 포함한다.

어떤 실시형태에서, 상기 방법은, 상기 복수의 통합된 잭킹 파이프 중 2개의 인접한 파이프 사이에 중간 잭킹 스테이션을 잭-푸싱하는 단계, 및 상기 중간 잭킹 스테이션을 동작시켜 반복적으로 수축하고 팽창하게 하는 단계를 더 포함한다.

어떤 실시형태에서, 상기 용접은 상기 금속 파이프들 사이의 직접적인 용접이다.

상술된 예시적인 양태 및 실시형태에 부가하여, 또 다른 양태 및 실시형태는 다음 상세한 설명의 연구에 의해서 그리고 도면에 대한 참조에 의해서 명확해질 것이다.

예시적인 실시형태는 참조된 도면에서 도해된다. 도면에 도시되는 구성요소 및 특징부의 치수는 개시의 편리성 및 명확성을 위해서 일반적으로 선택되고, 반드시 축적에 따라 도시되지 않는다. 도면은 아래에 열거된다.
도 1은 예시적인 통합된 잭킹 파이프의 전방 등각도를 도시하고;
도 2는 예시적인 통합된 잭킹 파이프의 후방 등각도를 도시하고;
도 3은 예시적인 통합된 잭킹 파이프의 전면도를 도시하고;
도 4는 예시적인 통합된 잭킹 파이프의 측면도를 도시하고;
도 5는 예시적인 통합된 잭킹 파이프의 후면도를 도시하고;
도 6은 예시적인 통합된 잭킹 파이프의 측단면도를 도시하고;
도 7은 예시적인 통합된 잭킹 파이프의 전방 등각 단면도를 도시하고;
도 8은 예시적인 통합된 잭킹 파이프의 후방 등각 단면도를 도시한다.

금속 파이프를 둘러싸는 콘크리트 잭킹 외피를 포함하는 통합된 잭킹 파이프가 여기서 개시된다. 콘크리트 잭킹 외피 및 금속 파이프는, 금속 파이프와 상기 금속 파이프를 둘러싸는 몰드 사이의 공간 안으로 콘크리트를 붓고, 그리고 상기 콘크리트가 큐어(cure)되도록 함으로써 일체적으로 형성될 수도 있다.

유리하게, 상기 통합된 잭킹 파이프는, 한편으로는 높은 내측 유체 압력에서 금속 파이프의 내구성을 허여하고, 그리고 다른 한 편으로는 위쪽 흙에 의해서 가해지는 힘에 대항하여 금속 파이프를 보호하기 위한 그리고 잭킹 프로세스 동안 가해지는 로드를 견디기 위한 콘크리트 잭킹 외피의 사용을 허여한다.

또한, 유리하게, 복수의 통합된 잭킹 파이프는 "벨(bell) 및 스피곳(spigot)" 구성으로 직렬적으로 연결되어 터널을 형성할 수도 있다; 금속 링이 2개의 인접하는 파이프 사이의 용접 인터페이스로 사용되는 일반적인 방법과 다르게, 본 벨 및 스피곳 구성은 금속 파이프의 노동-집약적인 용접에 대한 훨씬 더 적은 필요를 갖는다.

금속 파이프는 더 넓은 단부 세그먼트(이하 "벨") 및 더 좁은 단부 세그먼트(이하 "스피곳")를 가질 수도 있어, 복수의 통합된 잭킹 파이프가 직렬로 연결될 때, 금속 파이프의 스피곳은 다른 금속 파이프의 벨 안으로 관통된다. 잭킹 프로세스 다음으로, 각각의 한 쌍의 인접한 벨 및 스피곳은 용접되어 시일을 형성할 수도 있다. 금속 파이프는 특정 원주방향 간극이 모든 한 쌍의 인접한 벨 및 스피곳 사이에 유지되도록 형성될 수도 있다. 간극은, 때때로 2개의 인접한 금속 파이프가 이들의 상대적인 위치를 변경할 수도 있는 파이프 잭킹 프로세스 동안에 하나의 금속 파이프와 다른 금속 파이프 사이의 접촉으로부터 기인될 수 있는 어떠한 변형을 방지하거나 또는 적어도 완화시키늘 수도 있다. 또한, 통합된 잭킹 파이프의 제조 프로세스에 내재된 정확성의 한계 때문에, 상이한 통합된 잭킹 파이프들 사이에서 약간씩 변하는 간극은 상기 목적을 위해서 필요한 공간을 또한 부여할 수도 있다. 간극의 레벨은, 간극이 변형의 방지와 후속 용접 사이에서 균형을 유지하도록 선택될 수도 있다; 최선의 용접은 당연히 거의-제로(zero) 간극에 의해서 달성되나, 예를 들어 몇 밀리미터 내지 몇 센티미터의 간극과 같은 약간의 간극이 존재하면 적합한 용접이 여전히 달성될 수도 있다.

콘크리트 잭킹 외피는, 다음으로, 일 측부 상에, 선택적으로 고무 시일에 의해서 둘러싸인 더 좁은 단부 세그먼트(이하 "메일(male) 단부 세그먼트"), 및 나머지 측부 상에 원주방향 금속 칼라(collar)(이하 "피메일(female) 단부 세그먼트") 를 갖는 콘크리트 실린더를 포함할 수도 있다. 피메일 단부 세그먼트는, 통합된 잭킹 파이프가, 예를 들어 몰딩에 의해서 형성될 때 콘크리트 실린더에 앵커링될 수도 있다. 복수의 통합된 잭킹 파이프가 상호연결될 때, 하나의 콘크리트 잭킹 외피의 피메일 단부 세그먼트는 인접한 콘크리트 잭킹 외피의 메일 단부 세그먼트 위로, 고무 시일이 둘 사이에서 인터페이싱하는 상태로, 슬라이딩될 수도 있다. 고무 시일은 원하지 않는 물질, 예를 들어 지하수 또는/및 진흙 혼합물이 금속 파이프를 침투하는 것을 방지할 수도 있다.

콘크리트 잭킹 외피는, 콘크리트 잭킹 외피의 측부 림(rim) 상에 배치되는, 플라이우드 패드와 같은 로드 분산기를 더 포함할 수도 있다. 만약 2개의 인접한 통합된 잭킹 파이프가 잭킹 프로세스 동안에 전체적으로 평행하지 않다면, 로드 분산기는, 그렇지 않으면 측부 림에 걸쳐서 고르게 분산되지 않았을 부하를 측부 림의 상대적으로 넓은 영역에 걸쳐서 흡수하고 분산될 수도 있다. 이것은 콘크리트 잭킹 외피에 대한 피해를 방지하는 것을 도울 수 있다.

복수의 통합된 잭킹 파이프는 예를 들어 다음과 같이 잭킹 프로세스에서 사용될 수도 있다:

기술 분야에 알려진 바와 같은 들릴링 헤드(drilling head)는 잭킹 피트(pit)로부터 지반 안으로 잭-푸시(jack-push)될 수도 있다. 드릴링 헤드 다음으로, 통합된 잭킹 파이프들이 지반 안으로 직렬적으로 잭-푸시될 수도 있다. 기술 분야에 알려진 바와 같은 하나 이상의 중간 잭킹 스테이션은 2개의 인접한 통합된 잭킹 파이프 사이에서 때때로 잭-푸시될 수도 있어 잭-푸시에 의해서 가해지는 압력의 일부를 해소하고 분산시킨다. 하나 이상의 중간 잭킹 스테이션은, 필요에 따라 반복적으로 수축하고 팽창하도록 함으로써 기술 분야에 알려진 바와 같이 제어되고 동작될 수도 있다.

충분한 통합된 잭킹 파이프들이 잭-푸시되고 그리고 일련의 제1 통합된 잭킹 파이프가 수용 피트로부터 나타날 때 용접 프로세스가 시작될 수도 있다. 그러나, 만약 중간 잭킹 스테이션 중 하나 이상이 사용되면, 이들은 용접 전에 소거될 수도 있다. 용접에서, 하나의 금속 파이프의 스피곳과 인접한 금속 파이프의 벨 사이의 간극은 용접되고 소비가능한 전극("필러")으로 채워질 수도 있다. 이 용접은, 필러를 제외하고 다른 인터페이스 요소가 사용되지 않기 때문에, 인접한 금속 파이프의 벨에 대한 일 금속 파이프의 스피곳의 "직접" "랩 용접(lap welding)"이라고 지칭될 수도 있다. 필러는 2개의 금속 파이프 사이에서 단지 상호연결일 수도 있다.

종료 결과는 일련의 통합된 잭킹 파이프로 구성된 터널일 수도 있으며, 이 통합된 잭킹 파이프의 금속 파이프는 잭킹 핏과 수용 핏 사이에서 연장되는 밀봉된, 내압의 세장형 도관을 형성하여, 대기압 보다 상당히 높게 선택적으로 가압되는 유체(액체 및/또는 가스)의 유동을 허여한다. 일반적인 압력은 몇 바(bar)로부터 10 이상의 바일 수도 있다.

이제, 각각 예시적인 통합된 잭킹 파이프(jacking pipe; 100)의 전방 등각도, 후방 등각도, 길이방향 단면도, 후면도, 전면도, 측면도, 후방 등각 단면도 및 전방 등각 단변도를 도시하는 도 1-8에 대해 참조한다. 통합된 잭킹 파이프(100)는 콘크리트 외피(108)에 둘러싸인 금속 파이프(102)를 포함할 수도 있다.

금속 파이프(102)는 아래에서 논의되는 바와 같이 적어도 하나의 단부 세그먼트를 제외하고, 직원기둥의 일반적인 형상을 가질 수도 있다. 다른 실시형태(미도시)에서, 금속 파이프는 상이한 일반적인 형상, 예를 들어 타원 실린더, 중공의 N-각형 프리즘(여기서 N ≥ 3), 비대칭 무정형의 형상 등을 가질 수도 있다.

금속 파이프(102)의 벽 두께는 금속 파이프 내에서 유동될 것으로 예상되는 의도된 유체의 압력, 유체의 점성 및/또는 유체의 의도된 유량 등에 근거하여 결정될 수도 있다. 예를 들어, 벽 두께는 0.4-1 센티미터(cm), 1-2 cm, 2-3 cm, 3-5 cm 사이, 또는 5 cm 보다 클 수도 있다.

유사하게, 금속 파이프(102)의 직경은, 예를 들어 금속 파이프 내에서 유동하도록 예상되는 의도된 유체의 압력, 유체의 점성 및/또는 유체의 의도된 유량 등에 근거하여 결정될 수도 있다. 예를 들어, 직경은 50-100 cm, 100-200 cm, 200-300 cm, 300-400 cm 사이, 또는 400 cm보다 더 클 수도 있다.

금속 파이프(102)는, 예를 들어 ASTM International, "A139/A139M-04(2010): 전기-융착(아크)-용접식 스틸 파이프 (NPS 4 및 초과)에 대한 표준 규격에서 정의된 바와 같은, 등급 B 스틸(steel)로 만들어질 수도 있다. 금속 파이프(102)는, 위에서 논의된 바와 같이, 직원기둥의 형상을 유지하는 메인 세그먼트(102a)를 포함할 수도 있다. 금속 파이프(102)는 또한 콘크리트 외피(108) 외부로 돌출되는 스피곳(spigot; 104)을 포함할 수도 있다. 또한, 금속 파이프(102)는 벨(106)을 포함할 수도 있다. 세그먼트(102a, 104 및 106)은 단일 금속 파이프로서 일체적으로 형성될 수도 있다.

스피곳(104)은 메인 세그먼트(102a)의 직접적인 연속일 수도 있고, 즉 스피곳은 메인 세그먼트(102a)와 동일한 직경을 가질 수도 있다. 벨(106)은 메인 세그먼트(102a)의 직경보다 더 큰 직경을 가질 수도 있다. 벨(106)과 메인 세그먼트(102a)의 직경의 차이는 금속 파이프(102)의 벽 두께의 두 배 이상일 수 있다; 예를 들어, 만약 벽 두께가 X이면, 벨(106)의 직경은 메인 세그먼트(102a)의 직경보다 2X+a 만큼 더 클 수도 있으며, 여기서 a는 제로(zero)보다 더 크다. 즉, a는 다른 금속 파이프의 벨 내부에 스피곳이 끼워질 때 금속 파이프의 스피곳 사이의 간극의 양을 나타낸다. 어떤 실시형태에서, a는 2-15 밀리미터(millimeters) 사이로 측정된다. 다른 실시형태에서, a는 5-12 밀리미터 사이로 측정된다. 다른 실시형태에서, a는 8-10 밀리미터 사이로 측정된다.

메인 세그먼트(102a)와 벨(106) 사이의 전이는 금속 파이프(102)에서 절곡부일 수도 있으며, 이 절곡부는 선택적으로 S자(sigmoid) 곡선으로 된다.

벨(106)은 메인 세그먼트(102a)에 대해서 평행한 방식으로 연장될 수도 있다, 즉 벨(106)은 길이를 따라서 동일한 직경을 가질 수도 있다. 다른 실시형태(미도시)에서, 벨은, 메인 세그먼트로부터 반대 방향으로 점진적으로 개방되는 콘-형상일 수도 있다.

어떤 실시형태에서, 금속 파이프(102)는 그 외측 표면의 실질적인 양을 따라서 그 외측 표면의 전체까지 폴리에틸렌 층(미도시)으로 코팅될 수도 있다. 선택적으로, 폴리에틸렌 층은 대략 5 밀리미터 두께이다(+50%, -20%). 또 다른 옵션에서, 폴리에틸렌 층은 상이한 두께를 가질 수 도 있다. 폴리에틸렌 층은 금속 파이프(102)의 팽창을 흡수하고, 그리고 금속 파이프의 팽창이 콘트리트 외피(108)에 도달되고 영향을 주는 것을 방지하는 역할을 할 수도 있다. 즉, 폴리에틸렌 층은 금속 파이프(102)와 콘크리트 외피 (108) 사이의 어느 정도의 운동 자유를 허여할 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 습기가 금속 파이프의 영역에 도달되는 경우에, 폴리에틸렌 층은 금속 파이프(102)에 대한 부식을 방지하거나 약화시키는 기능을 할 수도 있다. 일 실시예는 콘크리트 외피(108)가 파열되고 물이 금속 파이프(102)를 향해서 외피를 관통하는 것을 허여할 때이다. 이 실시형태에서, 콘크리트 외피(108)는 폴리에틸렌 층을 접촉하고 그리고 금속 파이프(102)를 직접적으로 접촉하지 않는다.

어떤 실시형태에서, 벨(106)의 가장자리(134), 및 선택적으로 비-용접된 상태로 남아 있는 벨의 내측 표면의 일부가 이 가장자리의 전체 원주를 따라서 반부식성 코팅으로 코팅을 겪을 수도 있다. 코팅은 하나의 통합된 재킹 파이프의 벨이 다른 재킹 파이프의 스피곳에 용접된 후에 발생될 수도 있다. 이 목적을 위해서, 스피곳(104)은 선택적으로 원주를 따라서 하나 또는 복수의 구멍(미도시)를 구비하고, 이 구멍을 통해서 액체 형태의 코팅제가 금속 파이스(102) 내부로부터, 가장자리(134), 벨(106)의 비-용접된 내측 공간, 플라이우드 패드(118)(아래에서 더욱 논의됨), 및 콘크리트 외피(108)의 가장자리(136) 사이에서 경계지어지는 공간에 주입될 수도 있다. 주입된 코팅제는 벨(106)의 원주를 따라서 그리고 선택적으로 비-용접된 내측 공간을 따라서 전파되고, 그리고 상기 공간을 완전히 채울수도 있다. (사용되는 코팅제의 타입에 따라)큐어 또는 경화 후, 코팅은 가장자리(134) 및 선택적으로 벨(106)의 비-용접된 내측 표면의 일부를 습기 및 물의 파손하는 영향으로부터 보호할 수도 있다. 선택적으로, 코팅제는, 스피곳(104)의 구멍을 통해서 주입된 후 큐어되는 하나 이상의 에폭시를 포함한다.

콘크리트 외피(108)는, 아래에서 논의되는 바와 같이, 콘트리트 외피(108)의 2개의 대향 단부 부분을 제외하고, 직원기둥의 형상을 가질 수도 있다. 다른 실시형태(미도시)에서, 콘크리트 외피(108)는 상이한 형상, 예를 들어 타원 실린더, 중공의 N-각형 프리즘(여기서 N ≥ 3), 비대칭 무정형의 형상 등을 가질 수도 있다.

콘크리트 외피(108)는 철근 콘크리트로 만들어질 수도 있다. 강화는 콘크리트 외피가 형성될 때 콘크리트 외피(108)에 임플랜트되는 스틸 바 및/또는 이와 유사한 것을 사용하는 것일 수도 있다.

금속 파이프(102) 위로 콘크리트를 부음으로써 형성되기 때문에, 콘크리트 외피(108)는 금속 파이프(102)의 외측 형상을 닯은 내측 형상을 가질 수도 있다. 콘크리트 외피(108)의 벽 두께는 금속 파이프(102)의 외측 형상과 사용된 몰드(미도시)의 형상에 의해서 영향을 받을 수도 있다. 콘트리트 외피(108)의 벽 두께는, 예를 들어 재킹 프로세스 동안에 콘크리트 외피에 적용될 수도 있는 예측된 로드, 콘크리트 외피(108) 상에서 상측 흙의 압력, 어떤 표준 하에서의 요건 및/또는 유사한 것에 근거하여 결정될 수도 있다.

콘크리트 외피(108)는 제1 단부 부분(112), 제2 단부 부분(114) 및 제2 단부 부분 둘레에 위치되는 피메일 단부 세그먼트(110)를 포함할 수도 있다. 피메일 단부 세그먼트(110)는, 형성될 때 콘크리트 외피 내부에 이식되는(transplanted) 앵커(110a)와 같은 하나 이상의 강성 앵커로 콘크리트 외피(108)에 고정될 수도 있다.

피메일 단부 세그먼트(110)는 통합된 재킹 파이프(110) 의 2개의 인접하는 파이프 사이에서 정확한 직렬 연결을 가능하게 한다. 즉, 피메일 단부 세그먼트(110)는, 2개가 잭킹 프로세스에서 서로를 향해서 이동됨에 따라, 인접한 콘크리트 외피(108)의 제1 단부 부분을 수용하고 그리고 가이드할 수도 있다.

추가적으로 또는 대안적으로, 피메일 단부 세그먼트(110)는 콘크리트 외피(108)의 2개의 인접한 세그먼트 사이에 시일의 형성을 가능하게 할 수도 있다. 이 목적을 위해서, 제1 단부 부분(112)은, 제1 단부 부분 내의 니치(niche)의 내부와 같이 제1 단부 부분 위에 배치되는 원주방향 (선택적으로 고무) 시일(116)을 가질 수도 있다. 원주방향 시일(116)은 통합된 잭킹 파이프(100) 중 2개의 인접한 파이프 사이의 연결을 시일링하기 위해서 사용될 수도 있다. 즉, 하나의 콘크리트 외피의 피메일 단부 세그먼트는 다른 콘크리트 외피의 원주방향 시일을 둘러싸고 그리고 결합되어 이 2개 사이의 시일을 형성할 수도 있다. 이러한 시일은, 예를 들어 재킹 프로세스가 습한 흙에서 그리고/또는 지하수 안에서 일어나는 경우에 유용할 수도 있다.

콘크리트 외피(108)는, 콘크리트 외피의 제2 단부 부분(114)에 가장 인접한 측부 림(rim) 상에 배치되는, 링-형상 플라이우드 패드(118)와 같은 로드 분산기를 더 포함할 수도 있다. 플라이우드 패드(118)는, 2개의 콘크리트 외피가 잭킹 프로세스에서 서로에 대해서 가압될 때, 콘크리트 외피(108)의 림 표면 둘레에서 로드를 흡수하고 그리고 분산하기 위해서 사용될 수 있다. 플라이우드 패드(118)는, 콘크리트 외피의 제2 단부 부분(114)에 가장 가까운 측부 림과 다른 콘크리트 외피의 제1 단부 부분(112)에 가장 가까운 측부 림 사이의 인터페이스가 편평하지 않을 수도 있다는 사실을 보상할 수도 있다. 즉, 이 림들은 다른 것과 완전 접촉되지 않을 수도 있어, 림의 하나 이상의 하부-영역에 과도한 힘이 가해지게 한다. 플라이우드 패드(118)는 림의 영역을 가로질러 더욱 균등하게 이 힘을 분해할 수도 있다.

콘크리트 외피(108)는, 리프팅 앵커(120, 122, 124, 126)와 같은 하나 이상의 리프팅 앵커를 더 포함할 수도 있다. 리프팅 앵커(120, 122, 124 및 126)는, 통합된 재킹 파이프를 이송하고, 재킹 핏(pit) 등에 재킹 파이프를 삽입하기 위해서, 통합된 재킹 파이프(100)를 크레인 등에 고정하는 것을 가능하게 할 수도 있다. 하나 이상의 리프팅 앵커(120, 122, 124 및 126)는 콘크리트 외피(108) 내부에 매립된 선택적으로 DEHA-타입의 앵커이다; 이 앵커는 콘크리트 외피가 형성될 때 임플랜트될 수도 있다. 리프팅 앵커120)는 확대되어 도시되어, 이의 형상을 더욱 명확하게 가시화한다 - 더 넓은 2개의 대향하는 단부 세그먼트를 갖는 세장형 실린더이며, 단부의 하나는 콘크리트 외피(108)에 매립되고 그리고 단부 하나는 노출된다.

하나 이상의 윤활 노즐, 예를 들어 노즐(128, 130, 132)은 콘크리트 외피(108)와 금속 파이프(102) 모두에 존재할 수도 있다. 각각의 이러한 노즐은, 금속 파이프(102)의 내측 공동으로부터 그리고 콘크리트 외피(108)의 외측 표면 외부로 연장되는 개구일 수도 있다. 노즐(128, 130, 132)은, 기술 분야에 알려진 바와 같이, 거친 흙 조건의 경우에 윤활 유체의 주입을 위해서 사용될 수도 있어, 콘크리트 외피(108)와 흙 사이의 마찰을 감소시킬 수도 있다. 선택적으로, 윤활 유체의 주입이 끝날 때, 노즐(128, 130, 132)의 하나 이상은, 노즐의 각각의 안으로 금속 파이프(102) 내로부터 나사조임되는 원뿔형 스틸 캡(미도시) 및 노즐 내에 퇴적되는 밀봉제(미도시)의 조합에 의해서 시일링될 수도 있다. 일단 완전히 나사조임되면, 각각의 원뿔형 스틸 캡은 금속 파이프(102)의 내측 표면의 나머지와 필수적으로 편형하게 놓일 수도 있다. 선택적으로, 원뿔형 스틸 캡의 원주는 다음으로 금속 파이프(102)에 용접되어 금속 파이프 내의 예상되는 유체 압력을 견딜 수 있는 내구적인 시일을 형성한다.

노즐(128, 130, 132) 및 리프팅 앵커(120, 122, 124, 126)에 관하여, 이 구성요소의 일부의 반경방향 위치는 이 구성요소의 일부가 도 6이 제공하는 단면도에서 더욱 편리하게-가시적일 수 있도록 도 1-도 2 대 도 6 사이에서 변경되었다. 또한, 통합된 잭킹 파이프(100)에서 이 구성요소의 위치는, 다양한 도면에서 도시되는 바와 같이, 이러한 위치결정의 단지 일 실시예이다. 다른 실시형태에서(미도시), 하나 이상의 이러한 구성요소의 위치는 상이하고, 그리고 예를 들어 리프팅 및 윤활 각각에 관련된 고려에 의해서 결정될 수도 있다.

본원의 설명 및 청구항에서, 단어 "포함한다(comprise, include)" 및 "갖는다(have)" 각각, 및 이들의 형태는 이 단어들이 관련될 수도 있는 리스트의 부재에 반드시 한정되는 것이 아니다. 또한, 이 출원 및 참조에 의해서 포함되는 임의의 문헌 사이에 불일치가 있을 경우, 본원이 제어하는 것이 이에 의해 의도된다.

Claims (35)

1. 금속 파이프를 둘러싸고 상기 금속 파이프와 일체적으로 형성되는 콘크리트 잭킹 외피(concrete jacking envelope)를 포함하며, 상기 금속 파이프는 상기 콘크리트 잭킹 외피로부터 돌출되는 스피곳(spigot) 및 상기 스피곳의 직경보다 직경이 더 큰 벨(bell)을 포함하는, 통합된 잭킹 파이프.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 벨의 직경은 상기 금속 파이프의 벽 두께의 2배보다 더 크게 상기 스피곳의 직경보다 더 큰, 통합된 잭킹 파이프.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 벨은 상기 스피곳에 평행한, 통합된 잭킹 파이프.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 벨은 때때로 원뿔형인, 통합된 잭킹 파이프.(직경에 의존한다).
5. 청구항 1에 있어서, 상기 콘크리트 잭킹 외피는 철근 콘크리트로 만들어지는, 통합된 잭킹 파이프.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 금속 파이프는 스틸(steel)로 만들어지는, 통합된 잭킹 파이프.
7. 청구항 1에 있어서, 상기 콘크리트 잭킹 외피는 원주방향 시일을 갖는 제1 단부 부분 및 원주방향 금속 칼라(collar)를 갖는 제2 단부 부분을 포함하는, 통합된 잭킹 파이프.
8. 청구항 1에 있어서, 상기 콘크리트 잭킹 외피는 리프팅 앵커를 포함하는, 통합된 잭킹 파이프.
9. 청구항 1에 있어서, 상기 콘크리트 잭킹 외피 및 상기 금속 파이프 모두에 형성되는 윤활 노즐을 더 포함하는, 통합된 잭킹 파이프.
10. 청구항 1에 있어서, 상기 콘크리트 잭킹 외피의 측부 림 상에 배치되는 로드 분산기를 더 포함하는, 통합된 잭킹 파이프.
11. 청구항 10에 있어서, 상기 로드 분산기는 플라이우드 패드를 포함하는, 통합된 잭킹 파이프.
12. 파이프 잭킹을 위한 방법에 있어서,
    지반 안으로 드릴링 헤드를 잭-푸싱하는 단계;
    지반 안으로 복수의 통합된 잭킹 파이프를 직렬적으로 잭킹-푸싱하는 단계로서, 상기 복수의 통합된 잭킹 파이프 각각은 금속 파이프를 둘러싸고 상기 금속 파이프와 일체적으로 형성되는 콘크리트 잭킹 외피를 포함하며, 상기 금속 파이프는 상기 콘크리트 잭킹 외피로부터 돌출되는 스피곳 및 상기 스피곳의 직경보다 직경이 더 큰 벨을 포함하는, 상기 복수의 통합된 잭킹 파이프를 직렬적으로 잭킹-푸싱하는 단계; 및
    상기 복수의 통합된 잭킹 파이프의 상기 금속 파이프를 용접하여 시일링된 도관을 형성하는 단계를 포함하는, 파이프 잭킹을 위한 방법.
13. 청구항 12에 있어서, 상기 복수의 통합된 잭킹 파이프 중 2개의 인접한 파이프 사이에 중간 잭킹 스테이션을 잭-푸싱하는 단계, 및 상기 중간 잭킹 스테이션을 동작시켜 반복적으로 수축하고 팽창하게 하는 단계를 더 포함하는, 파이프 잭킹을 위한 방법.
14. 청구항 12에 있어서, 상기 용접은 상기 금속 파이프 사이의 직접적인 용접인, 파이프 잭킹을 위한 방법.
15. 청구항 12에 있어서, 상기 벨의 직경은 상기 금속 파이프의 벽 두께의 2배보다 더 크게 상기 스피곳의 직경보다 더 큰, 파이프 잭킹을 위한 방법.
16. 청구항 12에 있어서, 상기 벨은 상기 스피곳에 평행한, 파이프 잭킹을 위한 방법.
17. 청구항 12에 있어서, 상기 벨은 원뿔형인, 파이프 잭킹을 위한 방법.
18. 청구항 12에 있어서, 상기 콘크리트 잭킹 외피는 철근 콘크리트로 만들어지는, 파이프 잭킹을 위한 방법.
19. 청구항 12에 있어서, 상기 금속 파이프는 스틸로 만들어지는, 파이프 잭킹을 위한 방법.
20. 청구항 12에 있어서, 상기 콘크리트 잭킹 외피는 원주방향 시일을 갖는 제1 단부 부분 및 원주방향 금속 칼라를 갖는 제2 단부 부분을 포함하는, 파이프 잭킹을 위한 방법.
21. 청구항 12에 있어서, 상기 콘크리트 잭킹 외피는 리프팅 앵커를 포함하는, 파이프 잭킹을 위한 방법.
22. 청구항 12에 있어서, 상기 복수의 통합된 잭킹 파이프 중 적어도 일부는 상기 콘크리트 잭킹 외피 및 상기 금속 파이프 모두에 형성되는 윤활 노즐을 더 포함하는, 파이프 잭킹을 위한 방법.
23. 청구항 12에 있어서, 상기 복수의 통합된 잭킹 파이프 중 적어도 일부는 상기 콘크리트 잭킹 외피의 측부 림 상에 배치되는 로드 분산기를 더 포함하는, 파이프 잭킹을 위한 방법.
24. 청구항 23에 있어서, 상기 로드 분산기는 플라이우드 패드를 포함하는, 파이프 잭킹을 위한 방법.
25. 일련의 통합된 잭킹 파이프를 포함하는 터널에 있어서, 상기 통합된 잭킹 파이프 각각은,
    금속 파이프를 둘러싸고 상기 금속 파이프와 일체적으로 형성되는 콘크리트 잭킹 외피로서, 상기 금속 파이프는 상기 콘크리트 잭킹 외피로부터 돌출되는 스피곳 및 상기 스피곳의 직경보다 직경이 더 큰 벨을 포함하는, 상기 콘크리트 잭킹 외피를 포함하며,
    각각의 인접하는 쌍의 상기 일련의 통합된 잭킹 파이프는 다른 금속 파이프의 벨에 용접되는 하나의 금속 파이프의 스피곳을 포함하고, 그리고
    상기 금속 파이프들은 시일링되고, 압력-저항적이고, 세장형인 도관을 서로 형성하는, 터널.
26. 청구항 25에 있어서, 상기 벨의 직경은 상기 금속 파이프의 벽 두께의 2배보다 더 크게 상기 스피곳의 직경보다 더 큰, 터널.
27. 청구항 25에 있어서, 상기 벨은 상기 스피곳에 평행한, 터널.
28. 청구항 25에 있어서, 상기 벨은 원뿔형인, 터널.
29. 청구항 25에 있어서, 상기 콘크리트 잭킹 외피는 철근 콘크리트로 만들어지는, 터널.
30. 청구항 25에 있어서, 상기 금속 파이프는 스틸로 만들어지는, 터널.
31. 청구항 25에 있어서, 상기 콘크리트 잭킹 외피는 원주방향 시일을 갖는 제1 단부 부분 및 원주방향 금속 칼라를 갖는 제2 단부 부분을 포함하는, 터널.
32. 청구항 25에 있어서, 상기 콘크리트 잭킹 외피는 리프팅 앵커를 포함하는, 터널.
33. 청구항 25에 있어서, 상기 일련의 통합된 잭킹 파이프 중 적어도 일부 통합된 잭킹 파이프는 상기 콘크리트 잭킹 외피 및 상기 금속 파이프 모두에 형성되는 윤활 노즐을 더 포함하는, 터널.
34. 청구항 1에 있어서, 상기 일련의 통합된 잭킹 파이프 중 적어도 일부의 통합된 잭킹 파이프는 상기 콘크리트 잭킹 외피의 측부 림 상에 배치되는 로드 분산기를 더 포함하는, 터널.
35. 청구항 34에 있어서, 상기 로드 분산기는 플라이우드 패드를 포함하는, 터널.

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