WO2020153595A1 - 프리캐스트 본체 세그먼트의 활절연결장치, 이를 이용한 프리캐스트 본체 세그먼트 접합 방식의 수중터널 시공방법 및 이에 의해 구축된 수중터널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 본체 세그먼트를 순차적으로 결합하여 수중터널을 시공하는데 이용되는 활절연결장치와, 상기 활절연결장치를 이용하여 세그먼트 결합조립체를 수밀하게 접합하여 일체로 연결함으로써 수중터널을 구축하게 되는 수중터널 시공방법과, 이러한 시공방법에 의해 구축된 수중터널에 관한 것이다.

Description

프리캐스트 본체 세그먼트의 활절연결장치, 이를 이용한 프리캐스트 본체 세그먼트 접합 방식의 수중터널 시공방법 및 이에 의해 구축된 수중터널

본 발명은 차량이나 보행자가 통행할 수 있는 터널을 수중에 시공하는 방법과, 이러한 시공방법에 의해 구축된 수중터널, 그리고 이에 이용되는 활절연결장치에 관한 것이다. 본 발명은 과학기술정보통신부의 국가연구과제(과제고유번호 2017R1A5A1014883/ 관리기관 : 한국연구재단)의 연구과제(명칭 : 스마트 수중 터널 시스템 연구센터)의 연구결과에 해당한다.

수중터널은 차량이나 보행자의 통행을 위하여 물속에 구축된다. 수중터널은 프리캐스트 콘크리트로 이루어진 본체 세그먼트("본체 세그먼트")를 순차적으로 결합하여 시공될 수 있다. 육상에서 제작된 본체 세그먼트의 종방향 양단을 밀폐시킨 상태로 수면에 부유시켜 현장으로 이송한다. 본체 세그먼트를 물속에 가라앉혀서, 수중에 이미 설치되어 있던 수중터널의 기설부분과 연결하여 수중터널을 시공하였다. 이 때, 물속에 가라앉힌 본체 세그먼트를 수중터널의 기설부분을 향하여 이동시켜서 기설부분에 근접한 위치에서는 본체 세그먼트와 기설부분을 정렬하고 연결하는 작업을 수행하여야 한다. 이 때 본체 세그먼트와 기술부분 간의 정확하고 정밀한 접합이 충분히 보장되어야 한다.

본 발명은 본체 세그먼트를 순차적으로 결합하여 수중터널을 시공할 때, 복수개의 본체 세그먼트를 개별적으로 물속에 가라앉혀서 수중에서 매번 접합함으로 인하여 야기되는 번거로움과 접합의 부정확성을 줄여서 정밀하고 안전한 시공이 가능하게 하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 수중터널의 시공비용을 절감하고 공기를 단축시켜서 경제적인 수중터널 시공이 가능하게 하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서는, 수중터널의 본체 세그먼트 사이를 연직방향으로 회전 절곡가능하게 연결한 후 서로 접하도록 결합하는 활절연결장치가 제공된다.

본 발명에서는 본체 세그먼트가 활절연결장치에 의해 서로 연결되어 만들어진 세그먼트 결합조립체를 수중으로 가라앉혀서, 수중터널의 기설부분에 접합하여 수중터널을 구축하게 되는 수중터널 시공방법이 제공된다.

본 발명에서는 활절연결장치를 이용한 수중터널 시공방법에 의해 구축되는 수중터널이 제공된다.

본 발명에서는 복수개의 본체 세그먼트를 일체로 접합하여 일체로 연결하여 세그먼트 결합조립체를 형성하는 작업을 수면에서 미리 수행하므로, 작업이 용이하며 작업 속도를 향상시킬 수 있고, 본체 세그먼트 간의 수밀화 작업도 더욱 완벽하게 수행할 수 있게 되는 장점이 있다.

본 발명에서는 복수개의 본체 세그먼트를 일체 결합하여 세그먼트 결합조립체를 형성하게 되므로, 해당 세그먼트 결합조립체는 설계된 것과 더욱 정확하게 부합되는 선형을 가질 수 있다. 따라서 용이하게 그리고 정확한 위치에서 세그먼트 조립체를 수중터널의 기설부분과 접합시킬 수 있게 되며, 더욱 정밀하고 안전한 시공을 수행할 수 있게 되는 장점이 있다.

도 1 내지 도 6은 각각 본 발명에 따른 시공방법에 따라 수중터널을 구축하는 과정을 순차적으로 보여주는 개략도이다.

도 7 및 도 8은 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 활절연결장치를 각각 방향을 달리하여 보여주는 개략적인 사시도이다.

도 9는 본 발명의 제1실시예를 변형하여 횡방향 절곡회전이 가능한 상태로 힌지고정부재와 신축장치가 결합되어 있는 것을 보여주는 도 8에 대응되는 개략적인 사시도이다.

도 10 내지 도 12는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 활절연결장치에 의해 2개의 본체 세그먼트가 결합되는 것을 순차적으로 보여주는 개략적인 사시도이다.

도 13 및 도 14는 각각 본 발명의 제2실시예에 따른 활절연결장치를 각각 방향을 달리하여 보여주는 개략적인 사시도이다.

도 15는 본 발명의 제2실시예에 따른 활절연결장치에 구비된 개폐형 접합모듈의 하단이 개폐되는 과정을 순차적으로 보여주는 개략적인 사시도이다.

도 16 내지 도 18은 각각 본 발명의 제2실시예에 따른 활절연결장치에 의해 에 의해 2개의 본체 세그먼트가 결합되는 것을 순차적으로 보여주는 개략적인 사시도이다.

본 발명에서는, 수중터널의 시공을 위하여 본체 세그먼트를 서로 임시로 연결하기 위한 활절연결장치로서, 서로 마주하는 한 쌍의 본체 세그먼트 각각에 결합되며 신축장치에 의해 서로 연결되어 있는 제1,2접합모듈을 포함하여 구성되는데; 제1,2접합모듈의 각각은 본체 세그먼트의 외곽을 감싸면서 본체 세그먼트에 일체 결합되며; 신축장치는 신축이 가능한 부재로서 서로 마주하고 있는 제1,2접합모듈 사이에서 종방향으로 배치되는데; 제1접합모듈에는 힌지고정부재가 구비되어, 신축장치의 일단이 힌지고정부재에 연직회전이 가능하도록 힌지결합되고; 제2접합모듈에는 연직회전이 가능한 단부체결부재가 구비되며; 한 쌍의 본체 세그먼트가 접근함에 따라 신축장치의 타단이 단부체결부재와 체결되어, 제1,2접합모듈이 신축장치에 의해 일체로 연결됨으로써, 제1,2접합모듈이 각각 구비된 한 쌍의 본체 세그먼트는 서로에 대해 연직방향 절곡이 가능하게 연결되고 신축장치가 수축하면 본체 세그먼트가 서로 당겨져서 단부가 마주 접하게 되는 것을 특징으로 하는 활절연결장치가 제공된다.

위와 같은 본 발명의 활절연결장치는, 제1,2접합모듈이, 한글 자음 ㄷ자를 개방된 부분이 아래쪽을 향하도록 90도 회전시킨 형태의 한 쌍의 절곡프레임부재이 종방향으로 간격을 두고 나란하게 마주본 채로 위치하고 가교부재에 의해 서로 일체화된 구성을 가지는 외곽프레임부재를 포함하여 구성될 수 있는데, 외곽프레임부재의 횡방향 양측 각각에서 한 쌍의 절곡프레임부재 사이에는, 회전힌지링크에 의해 서로 회전가능하게 연결된 제1신축잭과 제2신축잭이 위치하며; 회전힌지링크는 절곡프레임의 연직부분을 따라 이동가능하며; 제1신축잭의 타단은 절곡프레임부재의 연직부분 상단에 회전가능하게 결합되어 있으며; 절곡프레임부재의 연직부분 하단에는, 횡방향으로 연장되는 빔부재로 이루어진 하단 개폐빔이 회전가능하게 결합되어 있되, 하단 개폐빔은 절곡프레임부재의 연직부분보다 더 외측으로 돌출되어 있으며; 하단 개폐빔에서 도출되어 있는 부분에는 제2신축잭의 하단이 회전가능하게 결합되어 있어서; 제1,2접합모듈을 각각 본체 세그먼트에 결합할 때에는, 제1신축잭과 제2신축잭을 모두 수축시켜서 개폐빔을 개방 위치로 만들어서 외곽프레임부재의 하부를 개방시킨 후, 접합모듈을 하강시켜서 외곽프레임부재의 개방된 하부로 본체 세그먼트가 삽입되도록 한 후, 제1신축잭과 제2신축잭을 모두 신장시켜서 개폐빔을 수평하게 회전시켜서 본체 세그먼트가 접합모듈에 의해 완전히 감싸진 형태가 되도록 하며; 제1,2접합모듈을 각각 본체 세그먼트로부터 분리할 때에는, 제1신축잭과 제2신축잭을 모두 수축시켜서 개폐빔을 개방 위치로 만들어서 외곽프레임부재의 하부를 개방시킨 후 접합모듈을 상승시켜서 외곽프레임부재의 개방된 하부로부터 본체 세그먼트가 벗어나게 만드는 구성을 가질 수 있다.

본 발명에서는 상기한 목적을 달성하기 위하여, 본체 세그먼트를 결합하여 수중터널을 시공하는 방법으로서, 본체 세그먼트의 종방향 양단을 밀폐한 상태로 부유시켜서 복수개를 서로 일체로 강결하여 연결함으로써, 세그먼트 결합조립체를 형성하되, 복수개의 세그먼트 결합조립체를 형성하여 부유시키고, 연직변위를 허용하는 활절연결장치에 의해 세그먼트 결합조립체를 임시로 연결하는 단계; 복수개의 세그먼트 결합조립체 중에서 기설부분과 가까운 위치에 있는 제1세그먼트 결합조립체를 수중으로 가라앉히는 단계; 수중에 가라앉은 제1세그먼트 결합조립체의 전방 단부가 기설부분과 마주하게 되면, 활절연결장치를 이용하여 제1세그먼트 결합조립체의 전방 단부와 기설부분을 임시로 연결하는 단계; 제1세그먼트 결합조립체와 연속되어 있는 제2세그먼트 결합조립체를 수중으로 가라앉히는 단계; 기설부분과 제1세그먼트 결합조립체사이를 완전히 수밀하게 연결 접합하여 일체화시키는 단계; 및 제2세그먼트 결합조립체와 연속되어 있는 제3세그먼트 결합조립체를 수중으로 가라앉히고, 가라앉은 2개의 세그먼트 조립체 사이를 완전히 수밀하게 연결 접합하여 일체화시키는 과정을 반복하는 단계;를 포함함으로써, 복수개의 세그먼트 결합조립체를 연속되도록 결합하여 수중터널을 구축하게 되는 것을 특징으로 하는 수중터널 구축방법이 제공된다.

본 발명에서는 상기한 본 발명에 따른 활절연결장치를 이용하여, 세그먼트 결합조립체를 임시로 연결하고 제1세그먼트 결합조립체의 전방 단부와 기설부분을 임시로 연결하여 수중터널을 구축하는 방법이 제공된다.

본 발명에서는 상기한 본 발명의 방법에 의해 구축된 수중터널이 제공된다.

도 1 내지 도 4에는 각각 본 발명에 따른 시공방법에 따라 수중터널을 구축하는 과정을 순차적으로 보여주는 개략적인 개념도가 도시되어 있다. 도 1 내지 도 4에서는 기설부분(1)과 각 본체 세그먼트(2)를 간략히 도시하다. 도 1 내지 도 4에서는 기설부분(1)과 세그먼트 결합조립체 사이 및 각각의 세그먼트 결합조립체 사이를 임시로 연결하는 활절연결장치(3)는 단순한 원으로 간략하게 도시하였다.

본 발명의 수중터널은, 종방향으로 소정 길이를 가지는 본체 세그먼트(2)가 연속적으로 일체 결합된 구성을 가진다. 본체 세그먼트(2)는, 차량이나 사람이 통행할 수 있는 중공(中空)을 가지는 콘크리트 부재로 이루어진다. 본체 세그먼트(2)는 육상 내지 선박 위에서 프리캐스트 콘크리트 부재로 사전 제작된다.

도 1에 도시된 것처럼 사전 제작된 본체 세그먼트(2)를 종방향 양단을 밀폐한 상태로 만들어서 수면에 부유시킨다. 부유하는 복수개의 본체 세그먼트를 완전히 일체로 접합하여 연결하여 세그먼트 결합조립체를 만든다. 후속하여 세그먼트 결합조립체 사이를, 연직변위(연직방향으로의 절곡)를 허용하는 활절연결장치(3)에 의해 임시로 연결시켜둔다. 활절연결장치(3)를 이용하여 세그먼트 결합조립체(21, 22)를 서로 연결하는 작업과, 본체 세그먼트(2)을 부유시키는 작업은, 현장 상황에 따라 그 선후를 적절히 정해서 수행한다. 도 1에서 부재번호 300은 본체 세그먼트(2)를 부유하여 시공 현장으로 이송하기 위한 인양선(300)이다. 도 1에서 부재번호 301은 인양선(300)과 본체 세그먼트(2)를 이어주는 인양케이블(301)이다.

활절연결장치(3)에 의해 서로 연결되는 복수개의 세그먼트 결합조립체에서, 기설본체(1)와 가까운 위치로부터 점점 멀어지는 방향(전방 방향)으로 가면서 순차적으로 제1세그먼트 결합조립체(21) 및 제2세그먼트 결합조립체(22)로 표현한다. 제3세그먼트 결합조립체, 제4세그먼트 결합조립체 등이 존재할 수도 있다. 기설본체(1) 역시 본체 세그먼트로 이루어진 것으로서, 기설본체(1)는 수중에 이미 설치된 수중터널의 일부분에 해당된다. 도 1 내지 도 4에서는 하나의 세그먼트 조립체에서, 각각의 본체 세그먼트(2) 사이에 간격이 존재하여 마치 본체 세그먼트(2)가 서로 분리된 것처럼 도시되어 있다. 그러나 도 1 내지 도 4에서 이렇게 도시한 것은 본체 세그먼트(2)를 구분하기 위한 것이다. 본 발명에서는 위에서 설명한 것처럼, 복수개의 본체 세그먼트(2)들은 서로 접한 상태로 일체화됨으로써 세그먼트 조립체를 이루게 된다.

복수개의 세그먼트 결합조립체가 활절연결장치(3)에 의해 임시로 연결된 상태에서, 양측 세그먼트 결합조립체는 서로에 대해 연직방향의 소정 각도로 꺾일 수 있지만 횡방향이나 종방향으로는 변위될 수 없는 상태가 된다. 활절연결장치(3)의 구체적인 구성과 작동에 대해서는 후술한다.

복수개의 세그먼트 결합조립체 즉, 제1세그먼트 결합조립체(21)와 제2세그먼트 결합조립체(22)를 활절연결장치(3)로 임시로 연결하는 것과 병행하여, 또는 그 전,후로 해저 지반에 일단이 결합되어 연직방향으로 연장된 견인로프(9)의 타단을 도 2에 도시된 것처럼 세그먼트 결합조립체(21, 22)에 각각 연결한다. 해저 지반과 세그먼트 조립체(21, 22)를 견인로프(9)에 의해 서로 연결하는 것이다. 각각의 세그먼트 결합조립체에서 본체 세그먼트(2)마다 견인로프(9)가 연결될 필요는 없다. 견인로프(9)는 상황에 맞추어서 적절한 개수로 설치될 수 있다.

후속하여 도 2에 도시된 것처럼 기설부분(1)과 가까운 위치에 있는 제1세그먼트 결합조립체(21)를 수중으로 가라앉힌다. 제1세그먼트 결합조립체(21)에 견인로프(9)가 결합되어 있으므로, 견인로프(9)를 당김으로써 제1세그먼트 결합조립체(21)를 수중으로 가라앉히는 작업을 용이하게 수행할 수 있다.

가라앉은 제1세그먼트 결합조립체(21)의 후방 단부가 기설부분(1)과 마주하게 되면, 활절연결장치(3)를 이용하여 제1 세그먼트 결합조립체(21)의 후방 단부와 기설부분(1)을 임시로 연결한다. 제1세그먼트 결합조립체(21)의 뒤에는 제2세그먼트 결합조립체(22)가 위치한다. 기설부분(1)은 수중에 위치하지만, 제2세그먼트 결합조립체(22)는 수면에 부유하고 있는 상태이다. 따라서 제1세그먼트 결합조립체(21)의 후방 단부와 기설부분(1)을 임시로 연결하게 되면, 제1세그먼트 결합조립체(21)는 도 2에 도시된 것처럼 후방은 수중에 있고 전방은 수면에 있도록 기울어진다. 제1세그먼트 결합조립체(21)의 후방 단부와 기설부분(1) 사이, 그리고 제1세그먼트 결합조립체(21)의 전방 단부와 제2세그먼트 결합조립체(22)의 후방 단부 사이에는 각각 활절연결장치(3)가 설치되어 있다. 따라서 도 2에 도시된 것처럼 기설부분(1)과 제1세그먼트 결합조립체(21), 그리고 후속하는 제2세그먼트 결합조립체(22)는 일체로 연결된 상태를 유지하게 된다.

미리 제2세그먼트 결합조립체(22)의 전방에 또다른 세그먼트 결합조립체 즉, 제3세그먼트 결합조립체(23)를 부유시켜 연결해둘 수도 있다. 그러나 도 3에 도시된 것처럼 기설부분(1)과 제1세그먼트 결합조립체(21)를 연결한 후에, 제3세그먼트 결합조립체(23)를 제2세그먼트 결합조립체(22)에 연결할 수도 있다. 제2,3세그먼트 결합조립체(22, 23) 사이에도 활절연결장치(3)가 설치된다.

후속하여 도 4에 도시된 것처럼 제2세그먼트 결합조립체(22)를 수중으로 가라앉힌다. 제2세그먼트 결합조립체(22)에도 견인로프(9)가 결합되어 있다. 따라서 견인로프(9)를 당김으로써 제2세그먼트 결합조립체(22)를 수중으로 가라앉히는 작업을 용이하게 수행할 수 있다. 제2세그먼트 결합조립체(22)가 수중에 가라앉으면 제1,2세그먼트 결합조립체(21, 22) 사이에 구비된 활절연결장치(3)도 수중으로 가라앉는다. 기설부분(1)과 제1세그먼트 결합조립체(21)에 구비된 활절연결장치(3)에 의해서, 제1세그먼트 결합조립체(21)는 기설부분(1)에 대해서 연직하게 꺾이면서 회전변위할 수 있다. 따라서 제1세그먼트 결합조립체(21)는 연직하게 회전변위되면서 기설부분(1)과 설계된 선형을 이루는 위치가 된다.

제2세그먼트 결합조립체(22)도 수중으로 가라앉으면 제1세그먼트 결합조립체(21)는 설계된 수심에서 기설부분(1)과 설계된 선형을 이루도로 정렬된다. 또한 기설부분(1)과 제1세그먼트 결합조립체(21) 간의 설계된 선형에서의 정렬상태를 유지할 수 있게 된다. 기설부분(1)과 제1세그먼트 결합조립체(21) 사이를 완전히 수밀하게 연결 접합하여 더 이상 절곡이나 분리가 이루어지지 않는 형태가 되도록 일체로 결합한다. 기설부분(1)과 제1세그먼트 결합조립체(21)이 일체화된 후에는 그곳에 설치되어 있던 활절연결장치를 제거할 수도 있다. 도 5에는 기설부분(1)과 제1세그먼트 결합조립체(21) 사이가 일체로 결합된 상태가 도시되어 있다. 도 5에서 기설부분(1)과 제1세그먼트 결합조립체(21) 사이가 일체로 결합된 부분은 "결합조인트(30)"라고 기재하고 도면에서는 도면부호 30으로 표시된 사각형으로 도시하였다.

후속하여 제3세그먼트 결합조립체(23)에 결합된 견인로프(9)를 당겨서 도 6에 도시된 것처럼 제3세그먼트 결합조립체(23) 역시 수중으로 가라앉힌다. 그에 따라 제2세그먼트 결합조립체(22)는 완전히 수중으로 가라앉게 되고, 설계된 수심에서 설계된 위치에 정렬된다. 제1세그먼트 결합조립체(21)와 제2세그먼트 결합조립체(22) 사이를 완전히 수밀하게 연결 접합하여 일체화시킨 후, 그곳에 설치되어 있던 활절연결장치는 제거한다. 본 발명에서는 이와 같은 과정을 필요한 회수로 반복적으로 수행함으로써 수중터널을 구축하게 된다.

본 발명의 시공방법에 따르면 복수개의 본체 세그먼트를 이용하여 수중터널을 구축한다. 수면에서 미리 복수개의 본체 세그먼트를 일체로 접합하여 연결함으로써 세그먼트 결합조립체를 형성하게 된다. 복수개의 본체 세그먼트를 일체가 되도록 연결 결합하는 작업을 수중이 아닌 수면에서 수행하는 것이다. 따라서 본 발명에 의하면, 수중터널의 구축을 위한 작업을 더욱 용이하게 수행할 수 있고, 작업 속도를 향상시킬 수 있다. 또한 본 발명에서는 본체 세그먼트 간의 수밀화 작업도 더욱 완벽하게 수행할 수 있게 되는 장점이 발휘된다. 특히, 복수개의 본체 세그먼트를 일체 결합하여 세그먼트 결합조립체를 형성하게 되므로, 해당 세그먼트 결합조립체는 설계된 것과 더욱 정확하게 부합되는 선형을 가질 수 있다. 따라서 전체적인 수중터널의 선형 조정이 매우 용이하게 되는 장점도 발휘된다.

다음에서는 위와 같은 본 발명의 시공방법에서 이용되는 활절연결장치(3)에 대하여 설명한다.

도 7 및 도 8에는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 활절연결장치(3)를 각각 바라보는 방향을 달리하여 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 7에는 활절연결장치(3)을 이루는 한 쌍의 접합모듈(31a, 31b)이 아직 서로 결합되지 않은 상태가 도시되어 있다. 도 8에는 한 쌍의 접합모듈(31a, 31b)이 서로 결합된 상태가 도시되어 있다. 도 9에는 본 발명의 제1실시예를 변형하여 횡방향 절곡회전이 허용되는 상태로 힌지고정부재와 신축장치가 결합되어 있는 것을 보여주는 도 8에 대응되는 개략적인 사시도가 도시되어 있다.

도 10 내지 도 12에는 각각 위와 같은 활절연결장치(3)에 의해 2개의 본체 세그먼트(2)가 결합되는 것을 순차적으로 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 10에는 활절연결장치(3)의 접합모듈(31a, 31b)이 각각 본체 세그먼트(2)에 설치되어 있지만 아직 2개의 본체 세그먼트(2)가 접하여 일체화될 정도로 충분히 근접하지 않아서 접합모듈(31a, 31b) 간의 연결이 이루어지지 않은 상태가 도시되어 있다. 도 11에는 도 10의 상태에 후속하여 접합모듈(31a, 31b)은 서로 연결되어 있으나 아직 2개의 본체 세그먼트(2)는 이격되어 있는 상태가 도시되어 있다. 도 12에는 도 11의 상태에 후속하여 접합모듈(31a, 31b)이 서로 당겨져서 2개의 본체 세그먼트(2)가 서로 접하여 연결된 상태가 도시되어 있다.

활절연결장치(3)는, 각각 서로 마주하는 한 쌍의 본체 세그먼트(2) 각각의 외곽을 감싸서 결합되는 한 쌍의 접합모듈(31a, 31b)을 포함하고 있다. 한 쌍의 접합모듈(31a, 31b)는 신축장치(32)에 의해 연결되어 있고 신축장치(32)의 수축에 의해 서로 가까워지도록 당겨진다. 한 쌍의 접합모듈(31a, 31b)을 각각 구분하여 지칭할 때에는 각각 제1접합모듈(31a)와 제2접합모듈(31b)로 구분하여 기재한다.

각각의 접합모듈(31a, 31b)은 도 7 내지 도 12에 도시된 것처럼 본체 세그먼트(2)의 외곽에 밀착되어 본체 세그먼트(2)의 외곽을 감싸면서 본체 세그먼트(2)에 일체 결합되는 외곽프레임부재를 구비하고 있다. 도 7 내지 도 12에 도시된 제1실시예의 경우, 외곽프레임부재는 마치 폐합된 링부재처럼 사각형 단면을 가지는 본체 세그먼트(2)의 외곽 4면을 모두 감싸도록 구성되어 있다.

한 쌍의 접합모듈(31a, 31b)은 서로 연결될 본체 세그먼트의 단부에서 각각 마주하도록 결합 설치된다. 서로 마주하고 있는 한 쌍의 접합모듈(31a, 31b) 사이에는 신축이 가능한 신축장치(32)가 종방향으로 배치된다. 신축장치(32)의 일단은 제1접합모듈(31a)의 외곽프레임부재에 결합된다. 신축장치(32)의 타단은 제2접합모듈(31b)의 외곽프레임부재에 결합된다. 도면에 도시된 실시예의 경우, 제1접합모듈(31a)과 마주하는 제2접합모듈(31b)의 외곽프레임부재에는 단부체결부재(321)가 고정설치되어 있다. 신축장치(32)의 타단은 단부체결부재(321)와 결합된다. 따라서 신축장치(32)는 제2접합모듈(31b)의 외곽프레임부재에서 연직방향으로 회전 절곡이 가능하도록 결합되어 있다. 도면에서 부재번호 322는 신축장치(32)의 타단을 단부체결부재(321)에 연직방향 회전 절곡이 가능하도록 결합하기 위한 회전결합핀(322)이다. 단부체결부재(321)는 제2접합모듈(31b)의 외곽프레임부재 상,하에 복수개로 구비될 수 있다.

제1접합모듈(31a)의 외곽프레임부재의 정면에도 힌지고정부재(320)가 구비된다. 신축장치(32)의 일단이 힌지고정부재(320)에 힌지결합될 수 있다. 도 8에 도시된 실시예의 경우, 힌지고정부재(320)와 신축장치(32)의 일단은, 신축장치(32)가 연직방향으로 회전될 수 있도록 결합되어 있다. 이러한 구성에서는 힌지고정부재(320)와 단부체결부재(321)는 모두 연직방향으로의 회전이 가능하다. 따라서 신축장치(32)의 양단이 각각 힌지고정부재(320)와 단부체결부재(321)에 결합된 상태에서 연직방향의 절곡회전이 가능하게 된다. 그런데, 필요에 따라서는 후술하는 것처럼 신축장치(32)가 수축하여 본체 세그먼트(2)는 서로를 접근시켜서 본체 세그먼트의 양단부를 서로 접한 상태로 연속시키는 과정에서, 본체 세그먼트를 제한된 범위에서 횡방향으로 움직일 필요가 생길 수 있다. 이를 위하여 필요에 따라서는 힌지고정부재(320)와 신축장치(32)의 결합을 횡방향 절곡회전도 가능한 조인트의 형태가 되도록 할 수 있다. 도 9에 예시된 것처럼 힌지고정부재(320)의 방향을 횡방향 회전 가능상태로 만들 수 있는 것이다. 이러한 구성에 의하면, 본체 세그먼트의 접합 과정에서 본체 세그먼트의 횡방향 절곡이 이루어지게 할 수 있다. 물론 연직방향 및 횡방향 절곡 회전이 모두 가능한 유니버셜 조인트의 형태로 힌지고정부재(320)와 신축장치(32)를 결합할 수도 있다. 이와 병행하여, 또는 이를 대신하여 단부체결부재(321)와 신축장치(32)의 결합을 횡방향 절곡회전이 가능한 조인트, 내지 유니버셜 조인트의 형태가 되도록 할 수도 있다. 도 10 내지 도 12, 그리고 후술하는 본 발명의 제2실시예에 대한 도 13 내지 도 18에서는 편의상 힌지고정부재(320)와 신축장치(32)의 결합 상태가 도 8에 예시된 것을 이용하여 도시하였다.

제1,2접합모듈(31a, 31b)과 신축장치(32)가 서로 연결될 본체 세그먼트(2)에 각각 고정 설치된다. 이 때, 도 7 및 도 10에 도시된 것처럼, 아직 2개의 본체 세그먼트(2)가 서로 충분히 가깝게 접근하지 않은 상태에서는 신축장치(32)의 타단은 단순히 자유단으로 존재한다. 도면에 예시된 것처럼 신축장치(32)는 그 일단이 제1접합모듈(31a)의 외곽프레임부재에 고정되어 있고 타단은 제2접합모듈(31b)을 향하고 있지만, 아직 2개의 본체 세그먼트(2)가 서로 충분히 가깝게 접근하지 않은 상태에서 신축장치(32)의 타단은 단지 제2접합모듈(31b)을 향하고 있을 뿐이다. 후속하여 본체 세그먼트(2)가 서로 접근하게 되면, 자유단으로 존재하던 신축장치(32)의 타단이 마주보고 있는 제2접합모듈(31b)의 단부체결부재(321)와 체결된다. 그에 따라 제1,2접합모듈(31a, 31b)이 신축장치(32)에 의해 일체로 연결된다. 그리고 도 11에 도시된 것처럼 종방향으로 이웃하는 본체 세그먼트(2)가 활절연결장치(3)에 의해 서로 연결된다.

활절연결장치(3)에 의해 서로 연결된 2개의 본체 세그먼트(2)는 서로에 대해 연직방향으로 소정 각도로 꺾일 수 있다. 신축장치(32)는 그 길이가 줄어들도록 수축할 수 있다. 도 11에 도시된 것처럼 신축장치(32)의 양단이 각각 제1,2접합모듈(31a, 31b)에 결합된 후 신축장치(32)가 수축하게 되면, 본체 세그먼트(2)는 서로를 향하여 더욱 접근하게 되고, 결국에는 도 12에 도시된 것처럼 본체 세그먼트의 양단부가 서로 접한 상태로 연속된다.

기설부분(1)도 실제로는 본체 세그먼트로 제작된 것이다. 따라서 앞서 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 기설부분(1)과 가까운 위치에 있는 제1세그먼트 결합조립체(21)를 수중으로 가라앉혀서 기설부분(1)과 임시로 연결시킨다. 이 때 제1세그먼트 결합조립체(21)와 기설부분(1)에 각각 활절연결장치(3)의 접합모듈을 설치해둔 상태에서, 제1세그먼트 결합조립체(21)를 기설부분(1)에 접근시켜서, 신축장치(32)가 양측 접합모듈 사이에서 연결되도록 한다. 이에 의해 "기설부분(1)과 제1세그먼트 결합조립체(21)를 활절연결장치(3)로 연결시키는 구조"가 만들어진다. 도 10에 도시된 상태에서는, 신축장치(32)의 양단이 각각 힌지고정부재(320)와 단부체결부재(321)에 결합된 상태에서 연직방향의 절곡회전이 가능하다. 따라서 기설부분(1)과 제1세그먼트 결합조립체(21)는 서로 연결되어 있되, 제1세그먼트 결합조립체(21)는 기설부분(1)에 대해서 연직하게 꺾이면서 회전변위할 수 있게 된다. 그에 따라 앞서 설명한 도 2의 상태처럼, 제1세그먼트 결합조립체(21)는 그 후방이 수중에 있고 전방은 수면에 있도록 기울어진 상태로 기설부분(1)과 임시로 연결될 수 있는 것이다. 또한 제1세그먼트 결합조립체(21)는 기설부분(1)에 대해서 연직하게 꺾이면서 회전변위할 수 있으므로, 도 4를 참조하여 설명하였듯이 제2세그먼트 결합조립체(22)를 수중으로 가라앉혔을 때, 제1세그먼트 결합조립체(21)는 다시 연직하게 회전변위되면서 기설부분(1)과 설계된 선형을 이루는 위치가 되는 것이다.

신축장치(32)를 수축시켜서 기설부분(1)과 제1세그먼트 결합조립체(21)가 가까워지도록 당기게 되면, 기설부분(1)과 제1세그먼트 결합조립체(21)를 서로 완전히 접하게 된다. 앞서 도 5와 관련하여 설명한 것처럼 기설부분(1)과 제1세그먼트 결합조립체(21) 사이를 완전히 수밀하게 연결 접합하여 일체화시킬 때에는, 신축장치(32)를 수축시켜서 기설부분(1)과 제1세그먼트 결합조립체(21)가 서로 완전히 접하게 만드는 것이다. 기설부분(1)과 제1세그먼트 결합조립체(21)가 서로 접한 후에는, 공지의 방법에 의해 기설부분(1)과 제1세그먼트 결합조립체(21) 사이를 수밀처리하면서 완전히 일체로 연결 접합한다.

제1세그먼트 결합조립체(21)와 제2세그먼트 결합조립체(22) 사이, 제2세그먼트 결합조립체(22)와 제3세그먼트 결합조립체(23) 사이, 그리고 후속하는 세그먼트 결합조립체 사이에도 위와 같은 구조의 활절연결장치(3)를 설치할 수 있다. 즉, 활절연결장치(3)를 설치하여 결합조립체를 서로 일시적으로 결합 연결한 후, 활절연결장치(3)에서의 연직방향의 회전 절곡 변위에 의해 서로 설계된 선형을 가지도록 정렬시킨 후, 신축장치(32)를 수축시켜서 결합조립체를 서로 접하게 하고 완전히 수밀하게 일체 연결접합하게 된다.

도 7 내지 도 12에 도시된 제1실시예에 따른 활절연결장치(3)의 경우, 접합모듈의 외곽프레임부재가 완전히 폐합된 링부재의 구조를 가지고 있다. 따라서 접합모듈이 본체 세그먼트의 외곽을 감싸도록 설치된 후에는, 접합모듈의 외곽프레임부재를 절단하지 않고서는 제거할 수 없다. 또한 이러한 구성의 접합모듈은 각각의 본체 세그먼트에 미리 설치해두어야 한다. 그러나 후술하는 본 발명의 제2실시예에 따른 활절연결장치(3)의 경우는, 본체 세그먼트로부터 제거가 가능하며, 미리 설치해두지 않아도 무방하다는 장점이 있다.

도 13 및 도 14에는 각각 본 발명의 제2실시예에 따른 활절연결장치(3)를 각각 바라보는 방향을 달리하여 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 13에는 활절연결장치(3)을 이루는 한 쌍의 접합모듈(31a, 31b)이 아직 서로 결합되지 않은 상태가 도시되어 있다. 도 14에는 한 쌍의 접합모듈(31a, 31b)이 아직 서로 결합된 상태가 도시되어 있다. 도 15에는 제2실시예의 활절연결장치(3)에 구비된 개폐형 접합모듈의 하단이 개폐되는 과정을 순차적으로 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 편의상 도 15에서는 활절연결장치(3)에 구비된 한 쌍의 개폐형 접합모듈 중에서, 제1접합모듈(31a)만을 도시하였다. 그러나 제2접합모듈(31b) 역시 제1접합모듈(31a)과 동일한 방식으로 하단이 개폐되는 구성을 가진다.

도 16 내지 도 18에는 각각 위와 같은 제2실시예에 따른 활절연결장치(3)에 의해 2개의 본체 세그먼트(2)가 결합되는 것을 순차적으로 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 16에는 활절연결장치(3)의 접합모듈(31a, 31b)이 각각 본체 세그먼트(2)에 설치되어 있지만 아직 2개의 본체 세그먼트(2)가 접하여 일체화될 정도로 충분히 근접하지 않아서 접합모듈(31a, 31b) 간의 연결이 이루어지지 않은 상태가 도시되어 있다. 도 17에는 도 16의 상태에 후속하여 접합모듈(31a, 31b)은 서로 연결되어 있으나 아직 2개의 본체 세그먼트(2)는 이격되어 있는 상태가 도시되어 있다. 도 18에는 도 17의 상태에 후속하여 접합모듈(31a, 31b)이 서로 당겨져서 2개의 본체 세그먼트(2)가 서로 접하여 연결된 상태가 도시되어 있다.

도 13 내지 도 18에 도시된 본 발명의 제2실시예에 따른 활절연결장치(3) 역시 앞서 설명한 제1실시예와 마찬가지로, 서로 마주하는 한 쌍의 본체 세그먼트(2) 각각의 외곽을 감싸서 결합되며 신축장치(32)에 의해 서로 가까워지도록 당겨지는 한 쌍의 접합모듈(31a, 31b)을 포함하여 구성된다. 각각의 접합모듈(31a, 31b)은 본체 세그먼트(2)의 외곽을 감싸면서 본체 세그먼트(2)에 일체 결합되는 외곽프레임부재로 이루어진다. 신축장치(32)의 양단은 힌지고정부재(320)와 단부체결부재(321)에 결합되어 신축장치(32)가 한 쌍의 접합모듈(31a, 31b) 사이를 연결한다. 따라서 제2실시예의 활절연결장치(3)와 제1실시예의 활절연결장치가 서로 동일한 구성과 기능, 그리고 효과에 대해서는 반복설명을 생략한다.

본 발명의 제2실시예에 따른 활절연결장치(3)에서는 제1실시예와 달리, 본체 세그먼트(2)의 외곽을 감싸는 접합모듈의 하부가 개폐되는 구성을 가지고 있다. 활절연결장치(3)에 구비된 제1,2접합모듈(31a, 31b)을 이루는 외곽프레임부재는, 한글 자음 ㄷ자를 개방된 부분이 아래쪽을 향하도록 90도 회전시킨 형태의 한 쌍의 절곡프레임부재(35)이 종방향으로 간격을 두고 나란하게 마주본 채로 위치한다. 외곽프레임부재는 가교부재(36)에 의해 서로 일체화되어 있다. 절곡프레임부재(35)의 연직부분에는 장공(長空)(350)이 형성되어 있다. 한 쌍의 절곡프레임부재(35) 사이의 간격에는 제1신축잭(37)과 제2신축잭(38)이 위치한다. 제1신축잭(37)과 제2신축잭(38)은 회전힌지링크(351)에 의해 서로 회전가능하게 연결되어 있다. 회전힌지링크(351)는 장공(350)을 따라 연직방향으로 상하 이동가능하도록 장공(350)에 결합되어 있다. 제1신축잭(37)의 타단은 절곡프레임부재(35)의 연직부분 상단에 회전가능하게 결합되어 있다. 절곡프레임부재(35)의 연직부분 하단에는, 횡방향으로 연장되는 빔부재로 이루어진 하단 개폐빔(39)이 회전가능하게 결합되어 있다. 하단 개폐빔(39)은 절곡프레임부재(35)의 연직부분보다 더 외측으로 돌출되어 있다. 하단 개폐빔(39)에서 도출되어 있는 부분에는 제2신축잭(38)의 하단이 회전가능하게 결합되어 있다. 제1신축잭(37), 제2신축잭(38) 및 하단 개폐빔(39)은 외곽프레임부재의 횡방향 양측에 동일하게 대칭되도록 각각 구비되어 있다.

상기한 구성을 가지는 활절연결장치(3)의 접합모듈을 본체 세그먼트에 설치하기 위해서는 우선 제1신축잭(37)과 제2신축잭(38)을 모두 수축시킨다. 제1신축잭(37)을 수축시키면 회전힌지링크(351)는 장공(350)에 끼워진 채로 연직방향으로 상승하게 된다. 이 때 제2신축잭(38)도 수축시키면, 시소작동에 의해 하단 개폐빔(39)의 돌출된 부분이 위로 당겨지면서 개폐빔(39)이 회전하여 연직하게 세워져서 개방 위치로 된다. 그에 따라 접합모듈의 외곽프레임부재는 하부가 완전히 개방된 상태가 된다. 도 15의 (a)에 도시되어 있던 상태가, 제1신축잭(37)과 제2신축잭(38)의 수축에 의해 도 15의 (b)의 상태로 되고, 최종적으로는 도 15의 (c)에 도시된 것처럼 외곽프레임부재의 하부가 완전히 개방된 상태로 되는 것이다.

따라서 본 발명의 제2실시예에 따른 활절연결장치(3)에 구비된 제1,2접합모듈(31a, 31b)의 경우는, 도 15의 (c)에 도시된 것처럼 외곽프레임부재의 하부가 개방된 상태로 접합모듈을 위에서 아래로 하강시키게 되면 외곽프레임부재의 개방된 하부로 본체 세그먼트가 삽입되고, 외곽프레임부재가 본체 세그먼트의 상면과 측면을 감싸게 된다. 후속해서는, 도 15의 (b) 및 (a)에 도시된 상태로 순차적으로 변화되면서 접합모듈의 외곽프레임부재 하부를 폐쇄시킨다. 외곽프레임부재의 하부를 폐쇄시키기 위해서는 제1신축잭(37)과 제2신축잭(38)을 모두 신장시킨다. 그에 따라 회전힌지링크(351)는 장공(350)에 끼워진 채로 연직방향으로 하강하게 된다. 그리고 제2신축잭(38)의 신장에 의해 하단 개폐빔(39)의 돌출된 부분이 아래로 당겨지면서 시소동작에 의해 개폐빔(39)이 회전하면서 수평하게 된다. 앞서 설명한 것과 반대의 순서로 즉, 도 15의 (c)에서 도 15의 (b)로, 그리고 도 15의 (a) 상태로 변화되면서, 접합모듈의 외곽프레임부재 양측에 구비된 개폐빔(39)이 회전하여 횡방향을 향하여 수평하게 되어, 본체 세그먼트의 하면을 가로지르게 된다. 그에 따라 본체 세그먼트가 접합모듈에 의해 완전히 감싸진 형태가 된다.

이러한 본 발명의 제2실시예에 따른 활절연결장치(3)의 작동은 수중에서도 진행될 수 있다. 따라서 본 발명의 제2실시예에 따른 활절연결장치(3)를 이용하는 경우, 앞서 설명한 본 발명의 시공방법에 따라 수중터널을 구축함에 있어서, 활절연결장치(3)의 접합모듈을 미리 본체 세그먼트에 설치해두지 않고, 필요할 상황이 도래하였을 때면 언제든지 설치할 수 있게 된다. 따라서 시공 과정에서 적재적소에, 그리고 필요한 시기에 언제든지 활절연결장치(3)를 사용할 수 있게 되며, 그만큼 수중 터널의 시공 단계의 진행에 있어서 유동성과 자율성이 확보되는 장점이 있다.

특히, 본 발명의 시공방법에 따라 수중 터널을 구축함에 있어서, 기설부분(1)과 제1세그먼트 결합조립체(21) 사이, 또는 세그먼트 결합조립체 사이를 완전히 수밀하게 연결 접합하여 일체화시킨 후에는, 활절연결장치(3)가 더 이상 필요하지 않게 된다. 도 7 내지 도 12에 도시된 제1실시예에 따른 활절연결장치(3)의 경우에는 접합모듈이 설치된 후에는 접합모듈의 외곽프레임부재를 절단해야만 제거할 수 있으며, 그렇지 않은 경우에는 활절연결장치(3)를 제거하지 못한 채 방치하여 희생시켜야 한다. 그러나 본 발명의 제2실시예에 따른 활절연결장치(3)의 경우에는, 앞서 설명한 것처럼 제1신축잭(37)과 제2신축잭(38)의 수축 동작에 의해 접합모듈의 외곽프레임부재는 하부가 완전히 개방된 상태가 되며, 접합모듈을 상승시켜서 외곽프레임부재의 개방된 하부로부터 본체 세그먼트가 벗어나게 만듦으로써 활절연결장치(3)를 본체 세그먼트로부터 분리시키게 된다. 본 발명의 제2실시예에 따른 활절연결장치(3)는, 더 이상 필요하지 않은 상황이 도래하였을 때에는, 쉽게 분리 제거할 수 있게 된다. 따라서 장비 희생에 따른 비용 및 자원소비를 줄일 수 있게 되고, 전체적인 수중터널 시공비용을 감소시킬 수 있게 되는 장점이 있다. 위와 같은 활절연결장치(3)의 설치 및 분리 작동은 수상(水上)에서의 원격제어에 의해 이루어질 수 있다.

본 발명은 수중터널을 시공하는데 매우 유용하게 이용될 수 있다.

Claims (4)

1. 수중터널의 시공을 위하여 본체 세그먼트(2)를 서로 임시로 연결하기 위한 활절연결장치(3)로서,

   서로 마주하는 한 쌍의 본체 세그먼트(2) 각각에 결합되며 신축장치(32)에 의해 서로 연결되어 있는 제1,2접합모듈(31a, 31b)을 포함하여 구성되는데;

   제1,2접합모듈(31a, 31b)의 각각은 본체 세그먼트(2)의 외곽을 감싸면서 본체 세그먼트(2)에 일체 결합되며;

   신축장치(32)는 신축이 가능한 부재로서 서로 마주하고 있는 제1,2접합모듈(31a, 31b) 사이에서 종방향으로 배치되는데;

   제1접합모듈(31a)에는 힌지고정부재(320)가 구비되어, 신축장치(32)의 일단이 힌지고정부재(320)에 연직회전이 가능하도록 힌지결합되고;

   제2접합모듈(31b)에는 연직회전이 가능한 단부체결부재(321)가 구비되며;

   한 쌍의 본체 세그먼트(2)가 접근함에 따라 신축장치(32)의 타단이 단부체결부재(321)와 체결되어, 제1,2접합모듈(31a, 31b)이 신축장치(32)에 의해 일체로 연결됨으로써, 제1,2접합모듈(31a, 31b)이 각각 구비된 한 쌍의 본체 세그먼트(2)는 서로에 대해 연직방향 절곡이 가능하게 연결되고 신축장치(32)가 수축하면 본체 세그먼트(2)가 서로 당겨져서 단부가 마주 접하게 되는 것을 특징으로 하는 활절연결장치.
2. 제1항에 있어서,

   제1,2접합모듈(31a, 31b)는, 한글 자음 ㄷ자를 개방된 부분이 아래쪽을 향하도록 90도 회전시킨 형태의 한 쌍의 절곡프레임부재(35)이 종방향으로 간격을 두고 나란하게 마주본 채로 위치하고 가교부재(36)에 의해 서로 일체화된 구성을 가지는 외곽프레임부재를 포함하여 구성되는데;

   외곽프레임부재의 횡방향 양측 각각에서 한 쌍의 절곡프레임부재(35) 사이에는, 회전힌지링크(351)에 의해 서로 회전가능하게 연결된 제1신축잭(37)과 제2신축잭(38)이 위치하며;

   회전힌지링크(351)는 절곡프레임(35)의 연직부분을 따라 이동가능하며;

   제1신축잭(37)의 타단은 절곡프레임부재(35)의 연직부분 상단에 회전가능하게 결합되어 있으며;

   절곡프레임부재(35)의 연직부분 하단에는, 횡방향으로 연장되는 빔부재로 이루어진 하단 개폐빔(39)이 회전가능하게 결합되어 있되, 하단 개폐빔(39)은 절곡프레임부재(35)의 연직부분보다 더 외측으로 돌출되어 있으며;

   하단 개폐빔(39)에서 도출되어 있는 부분에는 제2신축잭(38)의 하단이 회전가능하게 결합되어 있어서;

   제1,2접합모듈(31a, 31b)을 각각 본체 세그먼트(2)에 결합할 때에는, 제1신축잭(37)과 제2신축잭(38)을 모두 수축시켜서 개폐빔(39)을 개방 위치로 만들어서 외곽프레임부재의 하부를 개방시킨 후, 접합모듈을 하강시켜서 외곽프레임부재의 개방된 하부로 본체 세그먼트가 삽입되도록 한 후, 제1신축잭(37)과 제2신축잭(38)을 모두 신장시켜서 개폐빔(39)을 수평하게 회전시켜서 본체 세그먼트가 접합모듈에 의해 완전히 감싸진 형태가 되도록 하며; 제1,2접합모듈(31a, 31b)을 각각 본체 세그먼트(2)로부터 분리할 때에는, 제1신축잭(37)과 제2신축잭(38)을 모두 수축시켜서 개폐빔(39)을 개방 위치로 만들어서 외곽프레임부재의 하부를 개방시킨 후 접합모듈을 상승시켜서 외곽프레임부재의 개방된 하부로부터 본체 세그먼트가 벗어나게 만드는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 활절연결장치.
3. 본체 세그먼트(2)를 결합하여 수중터널을 시공하는 방법으로서,

   본체 세그먼트(2)의 종방향 양단을 밀폐한 상태로 부유시켜서 복수개를 서로 일체로 연결함으로써, 세그먼트 결합조립체를 형성하되, 복수개의 세그먼트 결합조립체를 형성하여 부유시키고, 연직변위를 허용하는 활절연결장치(3)에 의해 세그먼트 결합조립체를 임시로 연결하는 단계;

   복수개의 세그먼트 결합조립체 중에서 기설부분(1)과 가까운 위치에 있는 제1세그먼트 결합조립체(21)를 수중으로 가라앉히는 단계;

   수중에 가라앉은 제1세그먼트 결합조립체(21)의 후방 단부가 기설부분(1)과 마주하게 되면, 활절연결장치(3)를 이용하여 제1세그먼트 결합조립체(21)의 후방 단부와 기설부분(1)을 임시로 연결하는 단계;

   제1세그먼트 결합조립체(21)와 연속되어 있는 제2세그먼트 결합조립체(22)를 수중으로 가라앉히는 단계;

   기설부분(1)과 제1세그먼트 결합조립체(21) 사이를 완전히 수밀하게 연결 접합하여 일체화시키는 단계; 및

   수중에 가라앉은 제2세그먼트 결합조립체(22)와 연속되어 있는 제3세그먼트 결합조립체(23)를 수중으로 가라앉히고, 수중에 가라앉아 있는 2개의 세그먼트 조립체 사이를 완전히 수밀하게 연결 접합하여 일체화시키는 과정을 반복하는 단계;를 포함함으로써, 복수개의 세그먼트 결합조립체를 연속되도록 일체 결합하여 수중터널을 구축하게 되는데;

   세그먼트 결합조립체를 임시로 연결하고 제1세그먼트 결합조립체(21)의 후방 단부와 기설부분(1)을 임시로 연결하는 상기 활절연결장치(3)는, 임시 연결될 세그먼트 결합조립체의 서로 마주하는 한 쌍의 본체 세그먼트(2) 각각에 결합되며 신축장치(32)에 의해 서로 연결되어 있는 제1,2접합모듈(31a, 31b)을 포함하여 구성되는데;

   제1,2접합모듈(31a, 31b)의 각각은 본체 세그먼트(2)의 외곽을 감싸면서 본체 세그먼트(2)에 일체 결합되며;

   신축장치(32)는 신축이 가능한 부재로서 서로 마주하고 있는 제1,2접합모듈(31a, 31b) 사이에서 종방향으로 배치되는데, 제1접합모듈(31a)에는 힌지고정부재(320)가 구비되어 신축장치(32)의 일단이 힌지고정부재(320)에 연직회전이 가능하도록 힌지결합되고;

   제2접합모듈(31b)에는 연직회전이 가능한 단부체결부재(321)가 구비되며;

   임시 연결될 세그먼트 결합조립체의 서로 마주하는 한 쌍의 본체 세그먼트(2)가 접근함에 따라 신축장치(32)의 타단이 단부체결부재(321)와 체결되어, 제1,2접합모듈(31a, 31b)이 신축장치(32)에 의해 일체로 연결됨으로써, 제1,2접합모듈(31a, 31b)이 각각 구비된 한 쌍의 본체 세그먼트(2)는 서로에 대해 연직방향 절곡이 가능하게 연결되고 신축장치(32)가 수축하면 본체 세그먼트(2)가 서로 당겨져서 단부가 마주 접하게 되는 것을 특징으로 하는 수중터널 구축방법.
4. 차량이나 사람이 통행할 수 있는 중공(中空)을 가지는 본체 세그먼트를 수중에서 순차적으로 연결하여 구축된 수중터널로서,

   청구항 3의 방법에 의해 시공되어 본체 세그먼트가 연속적으로 연결된 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 수중터널.

Images