WO2011132980A2 - 확장형 굴착유니트와 루트근가를 이용한 전선로용 전주의 고강도 건주공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전선로용 전주를 고강도로 근입하기 위한 건주공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오거크레인에 장착 사용되는 확장형 굴착유니트를 이용하여 전주 근입부에 대한 용이한 굴착이 이루어지도록 하는 동시에 전주의 매설부 하단에 별도의 루트(root)근가를 장착하고, 상기의 루트근가와 함께 기존의 전주근가를 장착하되, 상기의 전주근가는 전주에 작용하는 장력방향과 일치하는 방향으로 고정 설치하고, 상기의 루트근가는 전주에 작용하는 장력방향의 반대편에 고정 설치하여, 이들 전주근가와 루트근가에 의해 장력이 작용하는 전주에 대한 강력한 지지력을 부여할 수 있도록 함으로써, 고강도 및 초고강도 전주의 성능을 극대화하여 활용할 수 있으며, 고중량의 기기가 설치되어 고강도의 수직 지지력이 요구되는 전주이거나, 연약지반이나 각도개소 또는 철도나 고가도로 및 하천 등을 횡단하는 전주와 같이 강력한 인장력이 작용하여 지반의 지지력 보강이 필요하거나 지중 지지력이 약한 상태의 전주인 경우, 전주의 매설부 하단에 체결된 루트근가 및 기존의 전주근가에 의해 전주에 대한 강력한 수직 지지력을 부여하여 상기의 전주가 장력방향으로 기울어지거나 쓰러지는 것을 적은 투자비로 방지할 수 있을 뿐만 아니라 고강도 및 초고강도 전주의 성능을 극대화시켜 대용량 전력공급을 위한 고품질의 전력시설을 더욱 견고하게 건설할 수 있는 경제성이 우수한 기술인 것이다.

Description

확장형 굴착유니트와 루트근가를 이용한 전선로용 전주의 고강도 건주공법

본 발명은 전선로용 전주를 고강도로 건설하기 위한 건주공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 확장형 굴착유니트를 이용하여 전주 및 근가에 해당하는 직경과 깊이로 굴착한 상태에서 전주의 하단에 별도의 루트근가를 전주의 장력방향 반대편에 고정 설치하여, 기존의 전주근가와 더불어 상기 루트근가에 의해 전선로용 전주에 대한 고강도의 근입 상태가 유지되게 하여 연약지반이나 각도개소 또는 철도나 고가도로 및 하천 등을 횡단하여 전선 장력이 많이 걸리는 전주에 대한 고강도의 건주가 적은 투자비로 이루어지도록 하여 고품질의 전선로를 견고하게 시공하는 기술로서 경제성이 우수한 시공법이다.

현재 우리나라의 배전방식은 배전전압이 22.9kV로 시설되어 있으나, 대용량 배전 공급능력 확충의 시대적 요구 때문에 배전전압을 올리기 위한 연구가 진행되고 있으며 일부 지역에서는 대용량 배전설비의 시공이 이루어지고 있는 실정이다.

과거 110V에서 220V로 승압하는 공사가 전국적으로 시행되었던 것이 이러한 이유때문인데, 이때 우리나라의 배전전압이 6.6kV에서 22.9kV로 바뀌었던 것이다.

여기서, 배전전압이 바뀌면 당연히 전력시설을 구성하는데 필요한 모든 기자재들이 바뀌게 되는데, 전력시설물을 지지하는 전주와 그 전주를 지지하는 역할을 하는 전주근가 및 지선과 그에 사용되는 지선근가는 대단히 중요하다고 할 수 있다.

따라서, 상기와 같이 전선로의 전력공급 용량이 증가함에 따라 전선로가 1단에서 2단 이상의 다단으로 구성되고, 전선의 굵기 또한 굵어짐(기존 최대:160sq -> 대용량 선로:240sq, 추후 300sq 이상의 전선도 적용될 예정)에 따라 이를 지지하는 지지물(전주)의 강도가 고강도로 요구되고, 이것도 부족하여 초고강도 전주가 등장하기도 했으며, 고강도 전주의 근입을 보강하기 위하여 전주 주변 굴착부에 콘크리트를 타설하여 콘크리트 기초형태로 시공하는 사례도 있으며, 전선로의 표준경간도 기존 50m에서 30m로 줄이는 형태로 선로의 구성이 이루어지고 있다.

즉, 전주의 경우 과거의 일반 전주로부터 점진적으로 전주 자체의 강도를 보강하기 위해 철근의 종류 또는 철근의 굵기와 개수 및 콘크리트의 물성을 달리하여 제작된 중하중 전주와 고강도 전주 및 초고강도 전주로 개량하고 있는 실정이다.

그러나, 상기와 같은 전주에 대한 강도의 보완은 그 전주 자체의 강도만을 보강하는 것이어서 전선로에 작용하는 강력한 고하중의 인장력으로 인해 토지의 지반 상태에 따라 상기의 전주에 대한 기울어짐이나 쓰러짐이 빈번하게 발생하고 있는 것이다.

이에 따라 본 발명의 출원인은 상기와 같은 문제점의 해소와 더불어 대용량 전력공급을 위하여 배전선로의 경과지 확보를 목적으로 하는 고강도 지선근가와 그에 따른 시공법을 제안한 바 있다.

그러나, 상기와 같은 고강도 지선근가에 의한 시공법은 어디까지나 지선은 전주가 받는 장력에 대한 부수적인 시설물인 것으로서 근본적으로 지선근가 이전에 설치되는 전주에 대한 전주근가에 관해서는 전선로의 대용량화에 따른 어떠한 대비책이나 시공기준이 마련되어 있지 않은 것이다.

본 발명은 전기한 바와 같은 문제점을 개선한 것으로서, 오거크레인에 장착 사용되는 확장형 굴착유니트를 이용하여 전주 근입부에 대한 용이한 굴착이 이루어지도록 하는 동시에 전주의 매설부 하단에 별도의 루트(root)근가를 장착하고, 상기의 루트근가와 함께 기존의 전주근가를 장착하되, 상기의 전주근가는 전주에 작용하는 장력방향과 일치하는 방향으로 고정 설치하고, 상기의 루트근가는 전주에 작용하는 장력방향의 반대편 매설부 하단에 고정 설치하여, 이들 전주근가와 루트근가에 의해 장력이 작용하는 전주에 대한 강력한 지지력을 부여할 수 있도록 함으로써,

고중량의 기기가 설치되는 전주나 강력한 장력이 발생되는 각도주 또는 연약지반 등에 시공된 전주에 대한 지지력을 강화시켜 고품질의 전력 공급을 위한 전력시설의 건설에 효과적으로 대응할 수 있는 특징을 갖는 확장형 굴착유니트와 루트근가를 이용한 전선로용 전주의 고강도 건주공법을 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 오거크레인에 장착된 확장형 굴착유니트의 미확장 상태에서 전주 근입에 필요한 깊이로 굴착공을 형성하는 기초굴착공정과; 기초굴착공에 대하여 굴착유니트를 확장시켜 굴착공을 확장하는 확장굴착공정과; 확장된 굴착공의 상측으로 전주를 옮기는 전주이동공정과; 이동된 전주의 하단에 루트근가를 체결하는 루트근가체결공정과; 상기의 전주에 대한 장력 반대방향에 루트근가가 위치하도록 전부 발판볼트의 설치 및 전주 번호찰의 부착 방향을 고려하여 전주를 굴착공에 삽입하는 전주안치공정과; 상기의 전주 하단 및 루트근가가 매립되도록 하는 1차되메움공정과; 상기 1차되메움부 상에 위치한 전주에 전주근가를 체결하고, 접지시공 필요 시 상기 전주근가의 리드선과 루트근가의 리드선을 전주의 접지선에 접속하는 전주근가체결공정과; 전주근가가 위치하는 굴착공에 대한 2차되메움공정을 순차적으로 수행하여 이루어지는 것이다.

본 발명은, 고중량의 기기가 설치되어 고강도의 수직 지지력이 요구되는 전주이거나, 연약지반이나 각도개소 또는 철도나 고가도로 및 하천 등을 횡단하여 전선 장력이 많이 걸리는 전주와 같이 강력한 인장력이 작용하거나 지중 지지력이 약한 상태의 전주인 경우, 전주의 매설 하부에 체결된 루트근가 및 기존의 전주근가에 의해 전주에 대한 강력한 수직 지지력을 부여하여 상기의 전주가 장력방향으로 기울어지거나 쓰러지는 것을 방지할 수 있어 전력공급을 위한 고품질의 전력시설을 효과적으로 건설할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 건주공법에서의 기본굴착과정도

도 2는 본 발명에 따른 건주공법에서의 확장굴착과정도

도 3은 본 발명에 따른 건주공법에서의 전주 이동상태도

도 4는 본 발명에 따른 건주공법에서의 루트근가 체결상태도

도 5는 본 발명에 따른 건주공법에서의 전주 안착 상태도

도 6은 본 발명에 따른 건주공법에서의 1차 되메움 상태도

도 7은 본 발명에 따른 건주공법에서의 전주근가 체결상태도

도 8은 본 발명에 따른 건주공법에서의 2차 되메움 상태도

도 9는 본 발명에 따른 건주공법에서의 루트근가에 대한 접지선 연결상태도

도 10은 본 발명에 따른 건주공법에서의 전주에 대한 장력 및 지지력을 보인 설치 단면도

도 11은 본 발명에 따른 건주공법이 적용된 전선로를 도시한 시공 예시도

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 건주공법에서의 기본굴착과정도이다.

도시와 같이 오거크레인을 이용하여 수직으로 장착된 상태의 확장형 굴착유니트(10)를 이용하여 전주가 세워질 지점에 대한 굴착 작업을 수행하게 된다. 이때, 상기의 확장형 굴착유니트(10)는 본 발명의 출원인에 의해 안출된 특허등록 제0761778호와 같은 것으로서, 오거크레인으로부터 유압을 제공받아 회전하는 동시에 굴착스크류의 하부에 형성된 보조굴착날(11)의 출몰 작용이 이루어지도록 만들어진 것이다.

이에 따라, 상기와 같은 기본굴착공정에서는, 전주(30)의 근입에 필요한 깊이와 대략 직경 50cm 정도의 원통형 기초굴착공을 형성하게 되는 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 건주공법에서의 확장굴착과정도로서, 상기와 같은 1차 굴착공에 대한 기초 굴착이 이루어진 상태에서 상기 확장형 굴착유니트(10)의 보조굴착날(11)을 확장 전개시켜 그 보조굴착날(11)에 의해 대략 80cm 정도의 지름을 갖는 확장의 굴착공(20)을 형성하는 것이다.

이와 같은 상태에서, 도 3의 도시와 같이 오거크레인으로 설치하고자 하는 전주(30)를 들어 상기와 같은 굴착공(20)의 상부로 이동시키는 전주이동공정을 수행하는 것이고, 이동된 전주를 상기의 굴착공(20)에 삽입하기 전, 도 4의 도시와 같이 전주(30)의 밑둥인 하단부에 별도의 루트근가(40)를 전선로가 받을 장력의 반대편에 체결하게 되는 것이다.

이와 같은 루트근가(40)에 대한 체결공정이 종료되면, 상기의 오거크레인을 작동시켜 도 5의 도시와 같이 루트근가(40)를 포함하고 있는 전주(30)를 하향 이동시켜 그 굴착공(20)의 내측으로 전주의 발판볼트 설치 및 전주 번호찰 부착 방향을 고려하여 전주(30) 및 루트근가(40)를 삽입 및 안치시키는 전주안치공정을 수행하게 되는 것이다. 이때에도, 상기의 루트근가(40)는 전선에 의해 작용하는 전주(30)의 장력과 반대방향으로 위치할 수 있도록 세심한 주의를 기울여 작업을 도모하여야 함은 당연한 것이다.

이러한 상태에서, 도 6의 도시와 같이 상기의 굴착공(20)에 대한 되메움작업을 수행하게 되는 것인데, 상기의 되메움작업은 굴착공(20)의 전체에 대하여 이루어지는 것이 아니라, 전주(30)의 매설부 상단에 장착될 기존의 전주근가(60)가 설치된 부분을 제외한 높이로만 되메움작업을 수행하여야 하는 것인데, 예컨데 상기의 되메움작업에 의해 이루어지는 1차되메움부(50)는 지표면으로부터 75cm의 아랫쪽까지만 형성될 수 있도록 하여 상기의 빈 공간부를 이용하여 기존의 전주근가(60)를 장착 설치할 수 있도록 한 것이다.

또한, 상기와 같은 1차되메움부(50)가 만들어진 상태에서, 도 7의 도시와 같이 1차되메움부(50) 상측으로 노출된 전주(30)의 하단부에 기존의 전주근가(60)를 장착하는 전주근가체결공정을 수행하면 되는 것인데, 상기의 전주근가(60)는 본 발명의 출원인에 의해 안출된 아치형 전주근가를 사용하는 것이 가장 이상적일 것이고, 필요에 따라서는 원형이나 장방형 전주근가를 적용할 수도 있을 것이다.

특히, 상기의 전주근가(60)는 상기 루트근가(40)의 반대편에 위치하도록 장착 설치함에 따라 기존과 같이 전주(30)에 대하여 작용하는 장력으로부터 상기의 전주(30)에 대한 지지력을 상승시키는 역할을 하게 되는 것이다.

또한, 접지시공이 필요한 경우 상기와 같은 전주근가(60)에 대한 체결공정에서 전주근가(60)로부터 인출되는 리드선(61)과 전주(30)로부터 인출되는 접지선(31)을 서로 접속시킴에 따라 안정적인 접지 상태가 유지될 수 있도록 하는 것이다. 이때에 적용되는 전주근가(60)는 본 발명의 출원인에 의해 안출된 특허등록 제0819389호 또는 특허등록 제0820070호 또는 특허등록 제0868233호와 같은 접지기능의 아치형 전주근가가 적합할 것이며, 루트근가에도 접지기능을 부여하여 시공하면 접지성능을 더욱 향상시킬 수 있을 것이다.

이와 같이 상기의 전주근가(60)에 대한 체결 및 접속이 이루어지면, 도 8의 도시와 같이 나머지 굴착공(20)에 대한 되메움 작업을 수행하여 지표와 동일한 높이를 갖도록 2차되메움부(70)를 형성하면 되는 것이다. 이때, 상기와 같은 2차되메움부(70)는 충분한 다짐작업을 수행하여 견고한 지반 상태를 유지할 수 있도록 하여야 하는 것이며, 2차되메움부(70)에 대한 작업이 종료되면 작업장 주변을 정리하여 마무리를 하면 되는 것이다.

특히, 상기와 같은 루트근가(40)는 전주(30)의 매설부 하단에 장력의 반대방향으로 설치됨에 따라 전주(30)의 장력에 대한 지지력을 가일층 향상시키는 역할을 하게 되는 것인데, 전주(30)에 대한 접지작업이 기존의 접지극 부착 아치형 전주근가(60) 만으로 충분하지 않거나 동결심도가 우려되는 추운지역 또는 더욱 우수한 접지 효율을 얻고자 하는 경우에는 도 9의 도시와 같이 상기의 루트근가(40)를 사용하되 별도의 접지기능을 갖는 루트근가를 사용하여 그 루트근가(40)로부터 인출되는 리드선(41)과 전주근가(60)의 리드선(61)을 전주(30)로부터 인출되는 접지선(31)에 접속하는 과정을 수행하게 되면, 이들 루트근가(40)와 전주근가(60)에 의해 이중의 접지 효과를 얻을 수 있는 것이다. 이때에도, 상기의 루트근가(40) 역시 기존의 접지기능을 갖는 형태의 근가를 사용하면 될 것이다.

이러한 일련의 작업 과정을 통해 세워 설치된 상태의 전주(30)는 도 10의 도시와 같이 긴장된 상태의 전선을 통해 작용하는 인장력으로 인해 전주(30)에 대한 편향의 장력이 발생하게 되면, 상부의 전주근가(60)는 상기의 편향 장력에 의해 지중을 향하여 압력을 받게 될 것이고 이와 같은 압력은 지중 간섭으로 인한 반력으로 작용하여 전주(30)에 대한 1차적인 지지력을 제공하게 되는 것이고, 하부의 루트근가(40)는 전주(30)에 대한 편향 장력이 발생하는 경우 그 편향 장력에 의해 루트근가(40)는 지상으로의 압력을 받게 되면서 지중 매설 상태인 루트근가(40)는 지반과의 간섭으로 인한 반력을 통해 전주(30)에 대한 2차적인 지지력을 제공하게 되는 것이다.

이에 따라, 매설된 전주(30)의 상부와 하부에 서로 반대방향으로 위치하는 전주근가(60)와 루트근가(40)는 전주(30)에 작용하는 장력으로부터 각기 하향반력과 상향반력을 작용시켜 전주(30)의 지지력을 크게 향상시키는 것이다.

이와 같은 루트근가(40)는 모든 전선로에 설치되는 전주에 대하여 체결 설치할 수도 있을 것이나, 도 11의 도시와 같이 전선로의 방향이 직각인 각도개소(a)이거나, 전선로의 방향과 직각으로 배치되는 인류개소(b) 또는 철도 횡단개소(c)나 고가도로의 횡단개소(d) 및 하천 횡단개소(e)와 같이 지반이 연약하거나 취약한 부분 또는 많은 장력이 부여되는 설치 개소에 적용하는 것이 보다 바람직할 것이다.

더욱이, 상기와 같은 각도개소(a) 및 인류개소(b)인 경우에는 전주(30)의 하단부에 각각의 전선로와 반대방향으로 두 개의 루트근가(40)를 상,하 연접하여 설치함에 따라 두 방향에서 작용하는 장력에 대한 효과적인 지지력을 얻을 수 있을 것이고, 연약지반이나 큰 장력이 작용하는 개소와 같이 추가의 근입보강이 필요한 경우에도 상기의 루트근가(40)를 평면상 직교되게 상,하로 연접하여 추가 설치할 수도 있는 것이다.

이러한 전선로용 전주의 고강도 건주공법은, 전선로를 지지하는 전주 자체의 강도를 보강하는 것이 아닌 전주의 근입 상태에 대한 지반의 지지력 보강이므로 연약지반이나 큰 장력이 작용하는 설치개소에서 상기의 전주가 기울어지는 등의 문제점을 적은 투자비로 경제적이며 합리적이고 효과적으로 방지할 수 있어 고품질의 전력시설을 더욱 견고하게 건설할 수 있는 경제성이 높은 기술인 것이다.

이상과 같은 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

Claims (3)

1. 오거크레인에 장착된 확장형 굴착유니트의 미확장 상태에서 전주 근입에 필요한 깊이로 굴착공을 형성하는 기초굴착공정과; 기본굴착공에 대하여 굴착유니트를 확장시켜 굴착공을 확장하는 확장굴착공정과; 확장된 굴착공의 상측으로 전주를 옮기는 전주이동공정과; 이동된 전주의 하단에 루트근가를 체결하는 루트근가체결공정과; 상기의 전주에 대한 장력 반대방향에 루트근가가 위치하도록 전주 발판볼트의 설치 및 전주 번호찰의 부착 방향을 고려하여 전주를 굴착공에 삽입하는 전주안치공정과; 상기의 전주 하단 및 루트근가가 매립되도록 하는 1차되메움공정과; 상기 1차되메움부 상에 위치한 전주에 전주근가를 체결하는 전주근가체결공정과; 전주근가가 위치하는 굴착공에 대한 2차되메움공정을 순차적으로 수행하여 이루어짐을 특징으로 하는 확장형 굴착유니트와 루트근가를 이용한 전선로용 전주의 고강도 건주공법.
2. 제 1항에 있어서,

   전주근가체결공정에서, 전주근가로부터 인출되는 리드선을 전주로부터 인출되는 접지선과 접속하는 접지선연결작업을 추가로 수행하여 이루어짐을 특징으로 하는 확장형 굴착유니트와 루트근가를 이용한 전선로용 전주의 고강도 건주공법.
3. 제 1항에 있어서,

   루트근가체결공정에서, 루트근가로부터 인출되는 리드선을 전주로부터 인출되는 접지선과 접속하는 접지선연결작업을 추가로 수행하여 이루어짐을 특징으로 하는 확장형 굴착유니트와 루트근가를 이용한 전선로용 전주의 고강도 건주공법.

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