KR20190139507A - 세미쉴드 공법의 추진관 및 이의 수밀구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세미쉴드 공법의 추진관 및 이의 수밀구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도시 기반시설인 상하수도, 전기 및 통신 선로 등의 매설을 위하여 사용되는 세미쉴드 공법 및 소구경관 추진공법에서 전방의 굴진기를 전진시키기 위하여 후방에 위치한 잭의 추진력을 전달하고 관로를 형성시키는 콘크리트관으로 된 추진관의 구조와 콘크리트관의 연결부위에 대한 수밀구조를 개량한 세미쉴드 공법의 추진관 및 이의 수밀구조에 관한 것이다.
본 발명의 세미쉴드 공법의 추진관은 콘크리트관의 일측단에는 연속 연결되는 콘크리트관과의 연결을 위해 금속링이 단입부에 끼워지고 타측단에는 금속링이 끼워져 연결되는 단차가 형성되며 상기 단차에는 고무재질의 패킹링이 끼워지는 추진관에 있어서, 상기 추진관은 콘크리트관의 내부에 콘크리트관과 동일한 길이의 금속관이 인서트되어 일체로 성형된 구조로 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

세미쉴드 공법의 추진관 및 이의 수밀구조{Semi-Shield method propulsion pipe and its watertight structure}

본 발명은 세미쉴드 공법의 추진관 및 이의 수밀구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도시 기반시설인 상하수도, 전기 및 통신 선로 등의 매설을 위하여 사용되는 세미쉴드 공법 및 소구경관 추진공법에서 전방의 굴진기를 전진시키기 위하여 후방에 위치한 잭의 추진력을 전달하고 관로를 형성시키는 콘크리트관으로 된 추진관의 구조와 콘크리트관의 연결부위에 대한 수밀구조를 개량한 세미쉴드 공법의 추진관 및 이의 수밀구조에 관한 것이다.

일반적으로 세미쉴드 공법은 도시 기반시설인 상하수도, 전기및 통신선로, 가스관등의 확보를 위해 종래의 개착식 공법으로 시공시 발생하는 소음, 분진, 지반침하 및 교통장애등을 최소화하기 위하여 개발한 비개착식 터널추진공법으로서 원통형 굴착기 선단부에 장착되어 있는 굴착용 커터 헤드를 회전시켜 지반을 굴착하고, 이수압 또는 이토압으로 막장면의 붕괴를 방지하면서 작업구내에 설치된 유압잭(Jack)으로 추진관을 반입하고 터널내부로 압입 연결하는 반복작업으로 터널을 굴착하는 친환경적 공법이다.

보다 구체적으로, 세미쉴드 공법은 계획심도까지 지반을 수직 굴착하여 작업구를 형성한 다음 수평의 관로 형성 작업구간 내의 전방에 굴착기를 배치시키고 후방의 반력벽에 유압 추진잭을 설치하여 추진잭의 신장운동으로 굴착기를 앞으로 전진 이동시키면서 굴착하게 된다. 이와같이 굴착이 이루어지면 유압 추진잭을 후방으로 수축시킨 후 유압 추진잭과 굴착기의 사이에 추진관을 끼워 넣고 유압 추진잭을 신장시켜 전진 이송시키고 다시 잭을 수축시켜 다른 추진관을 끼워 넣는 방식으로 추진관을 연속 연결시켜 관로를 형성하게 된다.

이러한 추진관은 연결부위의 수밀이 필요치 않은 하수관으로 사용시에는 콘크리트관을 그대로 사용하지만, 통신용 케이블이 설치되는 통신관으로 사용시에는 콘크리트관의 내부에 강관을 삽입하여 수밀이 가능하도록 함으로써 누수로 인한 통신선로의 이상을 방지하게 되는 데 이와같이 콘크리트관의 내부에 강관을 삽입하여통신관으로 사용되는 연결 구조는 강관 외면의 콘크리트관은 일단부 외주연에 금속링을 끼우고 타단에는 금속링이 끼워지는 단차를 형성하여 금속링을 패킹이 설치된 단차에 끼워 결합한 상태에서 내부의 강관을 용접하는 방식으로 연속 연결된다.

그러나, 이와같은 연결방법으로 추진관을 연속 연결하는 시공방법은 강관은 용접으로 연결되지만, 외면의 콘크리트관은 금속링과 패킹만으로는 완벽한 수밀이 되지 않아 이를 통해 지하수가 스며들어 강관을 부식시키므로서 강관의 수명을 단축시키고 부식으로 인한 누수현상으로 통신선로 등의 시설물을 손상시킬 뿐 아니라 하중 또는 자중에 의해 조립된 추진관의 변형이 발생되는 등 여러가지의 문제가 있었고 또한, 콘크리트관의 내부에 강관을 끼워 삽입하는 작업이 용이하지 않고 번거러워 작업시간이 오래 소요되고 능률적인 시공을 할 수 없는 폐단이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 세미쉴드 공법 및 소구경관 추진공법에 사용되는 추진관을 콘크리트관으로 구성한 내부에 금속관을 인서트하여 일체로 구성함으로써 추진관의 시공과 연결작업을 간편하게 하는 세미쉴드 공법의 추진관을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 연속 연결되는 콘크리트관의 연결면에 수밀구조를 설치하여 외부의 지하수가 콘크리트관을 통해 금속관에 접촉하는 것을 방지하므로서 금속관의 부식을 방지하여 추진관의 수명을 연장시키는 세임쉴드 공법의 추진관의 수밀구조를 제공하는 데 있다.

본 발명은 이와같은 목적을 달성하기 위한 수단으로, 콘크리트관의 일측단에는 연속 연결되는 콘크리트관과의 연결을 위해 금속링이 단입부에 끼워지고 타측단에는 금속링이 끼워져 연결되는 단차가 형성되며 상기 단차에는 고무재질의 패킹링이 끼워지는 추진관에 있어서, 상기 추진관은 콘크리트관의 내부에 콘크리트관과 동일한 길이의 금속관이 인서트되어 일체로 성형된 구조로 이루어짐을 특징으로 하는 세미쉴드 공법의 추진관을 제공한다.

또한, 본 발명은 추진관의 어느 일측단 내측의 금속관에는 마개로서 개폐되는 한 개 이상의 충진재 주입공이 뚫리고, 당해 충진재 주입공이 위치하는 콘크리트관의 내부에는 일단이 충진재 주입공과 연결되는 ㄱ 자 형상의 충진재주입로를 타단이 추진관의 외측면으로 관통되도록 형성시키며 추진관의 사이에 끼워지는 완충부재에는 다수의 구멍을 형성하여 금속관에 뚫은 충진재 주입공을 통해 주입시키는 누수방지용 충진재가 충진재주입로와 완충부재의 구멍을 거쳐 콘크리트관 사이와 금속링의 저부 및 패킹링의 주위에 충진되게 함으로써 콘크리트관과의 사이를 긴밀히 수밀시켜 누수를 방지하는 것을 특징으로 하는 세미쉴드 공법의 추진관 수밀구조를 제공한다.

상기 누수 방지용 충진재는 주입이 용이한 페이스트 형태로서, 투수 및 흡수에 대한 저항성이 우수한 액체형 방수제를 시멘트 모르타르 또는 시멘트에 혼합한 방수 시멘트 모르타르 또는 방수 시멘트로 이루어지는 것을 특징으로 한다. .

이와같은 본 발명에 따르면, 콘크리트관의 내부에 금속관을 인서트하여 일체로 구성함으로써 추진관의 시공을 용이하게 함과 동시에 금속관의 용접으로 추진관의 내부에 물이 침투하는 것을 완벽하게 차단하여 내부에 설치하는 시설물의 손상을 방지하고 콘크리트관의 연결면에 설치한 수밀구조에 의해 콘크리트관을 통해 금속관에 물이 접촉하는 것을 방지하여 금속관의 부식을 방지함으로써 추진관의 수명을 연장하는 효과가 있다.

도 1은 추진관의 시공과정의 예시도
도 2는 본 발명에 따른 추진관의 횡단면도
도 3은 본 발명에 따른 추진관의 연결상태 단면도
도 4는 도 3의 확대 단면도

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 본 발명의 실시예에 따른 추진관(100)의 구조는 통상의 콘크리트로 성형된 콘크리트관(50)의 일측단에는 연속 연결되는 콘크리트관(50)과의 연결을 위해 금속링(1)이 단입부(2)에 끼워지고 타측단에는 금속링(1)이 끼워져 연결되는 단차(3)가 형성되며 상기 단차(3)에는 고무재질의 패킹링(4)이 끼워지는 것에 있어서, 상기 콘크리트관(50)의 내부에 콘크리트관(50)과 동일한 길이의 금속관(60)을 인서트하여 일체로 성형함을 특징으로 한다.

통상 콘크리트관(50)을 사용하는 추진관(100)은 연결시에 완충부재(5)를 사이에 두고 추진관(100)을 압입하여 밀착시키고 이과정에서 콘크리트관(50)의 일측에 설치한 금속링(1)이 인접하여 연결되는 다른 추진관(100)의 단차(3)에 결합되어 연결되는 것으로 단차(3)에 설치한 패킹링(4)과 금속링(1)과의 밀착으로 수밀효과를 얻게 되지만, 패킹링(4)의 수밀로서는 누수를 방지하는 데 한계가 있고 장기간 동안 수밀을 유지할 수 없었다.

본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 콘크리트로 성형된 콘크리트관(50)의 내부에 금속관(60)을 인서트하여 일체로 성형함으로써 추진관(100)의 시공을 간편하게 하고 추진관(100)의 연결시 인접하는 추진관(100)의 연결면을 용접으로 연결할 수 있게 하여 완벽한 누수방지효과를 얻을 수 있게 한 것을 특징으로 한다.

특히, 본 발명은 콘크리트관(50)의 내부에 금속관(60)을 인서트하여 일체로 구성함으로써 종래 콘크리트관(50)을 설치 후 별도의 금속관(60)을 끼워 넣어 용접하는 시공구조에 비하여 매우 간편하게 추진관(100) 연결작업을 실시할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기와 같이 금속관(60)이 인서트된 추진관(100)을 용접으로 연결시 콘크리트관(50) 사이의 연결부위를 수밀시켜 금속관(60)으로 물이 침투하는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 바 콘크리트관(50)의 수밀구조는 다음과 같이 이루어진다.

추진관(100)의 어느 일측단 내측의 금속관(60)에는 마개(6)로서 개폐되는 한 개 이상의 충진재 주입공(7)이 뚫리고, 당해 충진재 주입공(7)이 위치하는 콘크리트관(50)의 내부에는 일단이 충진재 주입공(7)과 연결되는 ㄱ 자 형상의 충진재주입로(8)를 타단이 추진관(100)의 외측면으로 관통되도록 형성시키며 추진관(100)의 사이에 끼워지는 완충부재(5)에는 다수의 구멍(9)을 형성하여 금속관(60)에 뚫은 충진재 주입공(7)을 통해 주입시키는 누수방지용 충진재(10)가 충진재주입로(8)와 완충부재(5)의 구멍(9)을 거쳐 콘크리트관(50) 사이와 금속링(1)의 저부 및 패킹링(4)의 주위에 충진되게 함으로써 콘크리트관(50)과의 사이를 긴밀히 수밀시켜 누수를 방지한데 특징이 있다.

이러한 콘크리트관(50)의 수밀시공은 추진관(100)의 연결시 콘크리트관(50)의 내부에 일체로 인서트된 금속관(60)을 먼저 용접한 후에 시공하게 되는 데 금속관(60)에 뚫은 충진재 주입공(7)을 개폐하는 마개(6)를 열고 이를 통해 충진재(10)를 강한 압력으로 주입시키게 되면 콘크리트관(50)의 내부를 통해 외측면으로 관통된 충진재 주입로(8)를 통해 콘크리트관(50)의 외부로 배출되고 배출된 충진재(10)는 콘크리트관(50)과의 사이에 설치된 완충부재(5)의 구멍(9)을 통해 인접하는 콘크리트관(50)의 사이에 충진되면서 금속링(1)과 단차(3)의 사이에도 충진되어지고 충진 완료 후 충진재 주입공(7)을 마개(6)로 막게 되면 충진재(10)는 콘크리트관(50) 사이 틈새에 구석구석 긴밀히 침투하게 되므로 이 상태에서 완전히 굳을 때 까지 일정한 경화시간을 거치게 되면 충진재(10)는 콘크리트관(50) 사이의 틈새에서 콘크리트관(50)과 일체로 결합되어 수밀시키므로 누수 차단 효과를 완벽하게 얻을 수 있다.

종래에는 콘크리트관(50)의 연결시 금속링(1)이 결합되는 단차(3)에 설치한 패킹링(4)에 의해 콘크리트관(50) 사이로 침투하는 지하수의 유입을 차단하였으나 이러한 패킹으로는 수밀에 한계가 있어 지하수의 누수가 발생하지만 본 발명에 따른 충진재 수밀시공을 하게 되면 콘크리트관(50) 사이를 통해 침투하는 지하수를 완전 차수할 수 있게 된다.

상기 누수 방지용 충진재(10)는 주입이 용이한 페이스트 형태로서, 투수 및 흡수에 대한 저항성이 우수한 액체형 방수제를 시멘트 모르타르 또는 시멘트에 혼합한 방수 시멘트 모르타르 또는 방수 시멘트로 이루어진다.

여기서 충진재 주입로(8)는 일단은 금속관(60)의 주입구와 타단은 콘크리트관(50)의 외측면에 관통되도록 ㄱ 자 형상으로 형성되므로 충진재(10)를 관체의 내부에서 주입시 흘러내리지 않게 되고, 충진재 주입로(8)는 콘크리트관(50)을 뚫은 그대로 사용하거나, 또는 별도의 합성수지 관을 삽입하는 구조로 선택될 수 있다.

이와같이 본 발명의 추진관(100)은 콘크리트관(50)의 내주면에 강관이 일체로 성형되어 추진관(100)의 시공이 용이하고 추진관(100)의 연결시 금속관(60)의 용접과 함께 콘크리트관(50)의 사이를 충진재(10)로서 긴밀히 수밀시키게 되므로 누수가 완전하게 방지되어 콘크리트관(50)의 사이 틈새를 통해 금속관(60)으로 지하수가 침투함으로써 금속관(60)이 부식되는 것을 방지하고 추진관(100)의 수명을 연장시키는 등 그 효과가 매우 크다.

1 : 금속링 2 : 단입부 3 : 단차 4 : 패킹링 5 : 완충부재 6 : 마개 7 : 충진재 주입공 8 : 충진재주입로 9 : 구멍 10 : 충진재 50 : 콘크리트관 60 : 금속관 100 : 추진관

Claims (3)

1. 콘크리트관(50)의 일측단에는 연속 연결되는 콘크리트관(50)과의 연결을 위해 금속링(1)이 단입부(2)에 끼워지고 타측단에는 금속링(1)이 끼워져 연결되는 단차(3)가 형성되며 상기 단차(3)에는 고무재질의 패킹링(4)이 끼워지는 추진관(100)에 있어서, 상기 추진관(100)은 콘크리트관(50)의 내부에 콘크리트관(50)과 동일한 길이의 금속관(60)이 인서트되어 일체로 성형된 구조로 이루어짐을 특징으로 하는 세미쉴드 공법의 추진관.
2. 추진관(100)의 어느 일측단 내측의 금속관(60)에는 마개(6)로서 개폐되는 한 개 이상의 충진재 주입공(7)이 뚫리고, 당해 충진재 주입공(7)이 위치하는 콘크리트관(50)의 내부에는 일단이 충진재 주입공(7)과 연결되는 ㄱ 자 형상의 충진재주입로(8)를 타단이 추진관(100)의 외측면으로 관통되도록 형성시키며 추진관(100)의 사이에 끼워지는 완충부재(5)에는 다수의 구멍(9)을 형성하여 금속관(60)에 뚫은 충진재 주입공(7)을 통해 주입시키는 누수방지용 충진재(10)가 충진재주입로(8)와 완충부재(5)의 구멍(9)을 거쳐 콘크리트관(50) 사이와 금속링(1)의 저부 및 패킹링(4)의 주위에 충진되게 함으로써 콘크리트관(50)과의 사이를 긴밀히 수밀시켜 누수를 방지하는 것을 특징으로 하는 세미쉴드 공법의 추진관 수밀구조.
3. 제 2 항에 있어서, 누수 방지용 충진재(10)는 주입이 용이한 페이스트 형태로서, 투수 및 흡수에 대한 저항성이 우수한 액체형 방수제를 시멘트 모르타르 또는 시멘트에 혼합한 방수 시멘트 모르타르 또는 방수 시멘트로 이루어지는 세미쉴드 공법의 추진관 수밀구조.

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