WO2023080631A1 - 해저면의 석션파일 관입용 지그 어셈블리 및 이것을 이용한 석션파일 관입 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 해저면에 관입되는 하단부와, 상기 해저면으로부터 빨려 올라가는 물과 에어와 토사와 뻘 및 자갈이 일시 수용되는 작업공간을 구비한 석션파일(suction pile); 및 복수의 상기 석션파일 중 상기 해저면에 관입된 하나의 석션파일에 탈착 결합되는 메인 지그파이프를 포함하며, 복수의 상기 석션파일 중 나머지 석션파일이 순차적으로 상기 해저면에 관입되도록 지지하는 관입지지 유닛을 포함하는 실시예로부터, 석션파일을 이용한 해상구조물을 해저면에 더욱 용이하고 신속하게 설치할 수 있도록 한 해저면의 석션파일 관입용 지그 어셈블리 및 이것을 이용한 석션파일 관입 방법에 관한 것이다.

Description

해저면의 석션파일 관입용 지그 어셈블리 및 이것을 이용한 석션파일 관입 방법
본 발명은 해저면의 석션파일 관입용 지그 어셈블리 및 이것을 이용한 석션파일 관입 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 석션파일을 이용한 해상구조물을 해저면에 더욱 용이하고 신속하게 설치할 수 있도록 한 해저면의 석션파일 관입용 지그 어셈블리 및 이것을 이용한 석션파일 관입 방법에 관한 것이다.
석션파일(suction pile)은 파일(pile) 내부의 물과 공기를 포함한 유체를 석션하여 외부로 배출시킬 때 발생하는 내부와 외부의 압력차를 이용하여 해저면에 관입되는 파일을 가리킨다.
이러한 석션파일은 정수합 이하의 수압(석션)을 이용하여 해저 지반뿐만 아니라 석션을 발생시킬 수 있는 수면 아래의 지반에도 적용할 수 있으며, 지반의 표층에 자중에 의한 침설 또는 관입시킨 기초 내측의 물을 펌프로 강제 배수시킴으로써 석션을 발생시킨다.
이러한 석션파일은 버킷 파일(bucket pile)이라고도 하고, 해상 풍력 발전기의 기초로 사용되기도 한다.
석션파일의 형상은 저판이 없는 원통형(반드시 원통형에 한정되지는 않음)과 같은 중공의 케이슨으로서, 석션을 가하기 용이하게 상단부는 밀폐되어 있다.
이러한 석션파일의 설치 방법을 간략히 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 석션파일을 수중 저면(예컨대, 해저면)에 안착시키면 석션파일의 자중에 의해 석션파일의 하단부가 수중저면에 일정 깊이까지 관입된다.
이 상태에서 석션파일의 상단부에 설치된 수중 펌프와 같은 석션 장치를 이용하여 파일 내부의 물을 외부로 배수시키면 석션파일 내부의 압력이 감소하게 됨으로써, 석션파일 내부와 외부의 압력차가 발생하게 된다.
이때 석션파일에서 구조상 수평방향으로는 힘이 평형 상태를 이루지만, 상하방향으로는 하부로 누르는 힘이 발생하게 되는데, 이렇게 발생된 힘에 의하여 석션파일이 지반에 관입된다.
앞에서 언급하였듯이 상기 수중 펌프는 석션파일의 상단부에 설치되는 한편, 수상에는 바지선 혹은 일반 선박에 작업대가 마련되는데, 작업대에는 석션파일의 설치를 위한 크레인과 수중의 위치를 측정하기 위한 위치측정장비 등이 마련된다.
따라서, 크레인을 이용하여 석션파일을 수중의 적당한 지점에 위치시킨 다음, 수중 펌프를 작동시켜 석션파일 내부의 물을 밖으로 배출시키면, 수중과 석션파일 내부 간에 압력차가 발생하게 되고, 이러한 압력차에 의해 석션파일이 지반에 박히게 된다.
이와 같은 석션파일의 시공 원리는 등록특허 제10-1081401호(이하 선행기술)에서와 같이 이미 공지된 기술이다.
선행기술은 석션파일의 외부에 저면이 개방된 석션파일 형태의 외곽 수조를 설치한 후, 외곽 수조의 자중 또는 상면에 중량물을 얹어 해저면에 관입시킨 다음, 석션파일의 수위보다 높게 내부에 물을 채워 석션파일의 설치 조건을 충족시킴으로써 석션파일의 높이보다 낮은 수심을 갖는 천해에도 석선 파일을 설치할 수 있도록 하는 해상 기초용 석션파일의 천해 시공 방법에 관한 것이다.
그러나 해수면 위로 석션파일이 높게 노출되면 이 공법을 사용하기 어렵다.
따라서, 석션파일의 노출 높이와 상관없이 석션파일을 이용한 해상구조물을 해저면에 더욱 용이하고 신속하게 설치할 수 있는 장치 및 방법의 개발이 절실한 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 석션파일을 이용한 해상구조물을 해저면에 더욱 용이하고 신속하게 설치할 수 있도록 하는 해저면의 석션파일 관입용 지그 어셈블리 및 이것을 이용한 석션파일 관입 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 해저면에 관입되는 하단부와, 상기 해저면으로부터 빨려 올라가는 물과 에어와 토사와 뻘 및 자갈이 일시 수용되는 작업공간을 구비한 석션파일(suction pile); 및 복수의 상기 석션파일 중 상기 해저면에 관입된 하나의 석션파일에 탈착 결합되는 메인 지그파이프를 포함하며, 복수의 상기 석션파일 중 나머지 석션파일이 순차적으로 상기 해저면에 관입되도록 지지하는 관입지지 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 해저면의 석션파일 관입용 지그 어셈블리를 제공할 수 있을 것이다.
여기서, 상기 석션파일은, 개방된 하면을 가지고 상기 작업공간을 구비한 석션드럼과, 상기 석션드럼의 상면으로부터 돌출되는 중공의 지지 파이프와, 상기 석션드럼의 상면에 장착되어 상기 작업공간과 연통되고, 상기 석션드럼이 상기 해저면에 관입되는 과정에서 발생하는 물과 에어와 토사와 뻘 및 자갈을 배출시키는 적어도 하나 이상의 배출밸브와, 상기 지지 파이프의 외주면을 따라 방사상으로 배치되어 상기 지지 파이프와 상기 석션드럼의 상면을 상호 연결하는 복수의 보강지지 리브를 포함하며, 상기 관입지지 유닛은 상기 지지 파이프에 탈착 결합되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 관입지지 유닛은, 상기 메인 지그파이프와 연결되는 적어도 하나 이상의 보조 지그파이프와, 상하 양단 관통인 상기 메인 지그파이프의 상부측 외주면에 방사상으로 배치되는 복수의 제1 메인 유체실린더와, 상기 복수의 제1 메인 유체실린더에 각각 장착되어 유체 압력으로 신축하고, 복수의 상기 석션파일 중 상기 해저면에 관입된 하나의 석션파일의 외주면에 접촉하는 제1 메인 접촉편이 말단부에 구비된 제1 메인 고정 로드와, 상하 양단 관통인 상기 메인 지그파이프의 하부측 외주면에 방사상으로 배치되는 복수의 제2 메인 유체실린더와, 상기 복수의 제2 메인 유체실린더에 각각 장착되어 유체 압력으로 신축하고, 복수의 상기 석션파일 중 상기 해저면에 관입된 하나의 석션파일의 외주면에 접촉하는 제2 메인 접촉편이 말단부에 구비된 제2 메인 고정 로드를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 관입지지 유닛은, 상기 메인 지그파이프와 연결되는 적어도 하나 이상의 보조 지그파이프와, 상기 메인 지그파이프의 하부측 외주면에 연결되는 제1 단부를 가지며, 상기 제1 단부로부터 상기 메인 지그파이프의 외주면에 대하여 직교되게 연장되는 제1 지지봉과, 상기 보조 지그파이프를 구성하는 것으로, 상기 제1 지지봉의 말단인 제2 단부가 연결되는 반원통 형상의 제1 지그분할편과, 상기 보조 지그파이프를 구성하는 것으로, 상기 제1 지그분할편과 탈착 결합되어 상기 보조 지그파이프를 형성하는 반원통 형상의 제2 지그분할편과, 상기 제1 지그분할편의 외주면에 방사상으로 배치되는 복수의 제1 보조 유체실린더와, 상기 복수의 제1 보조 유체실린더에 각각 장착되어 유체 압력으로 신축하고, 상기 나머지 석션파일의 외주면에 접촉하는 제1 보조 접촉편이 말단부에 구비된 제1 보조 고정 로드와, 상기 제2 지그분할편의 외주면에 방사상으로 배치되는 복수의 제2 보조 유체실린더와, 상기 복수의 제2 보조 유체실린더에 각각 장착되어 유체 압력으로 신축하고, 상기 나머지 석션파일의 외주면에 접촉하는 제2 보조 접촉편이 말단부에 구비된 제2 보조 고정 로드와, 상기 메인 지그파이프의 상부측 외주면에 연결되는 제3 단부와, 상기 제3 단부로부터 상기 메인 지그파이프의 외주면에 대하여 경사지게 연장되어 상기 제1 지그분할편의 외주면에 연결되는 제4 단부를 가지는 제2 지지봉을 더 포함하며, 상기 메인 지그파이프의 상단부 중심으로부터 하단부 중심까지의 거리는, 상기 보조 지그파이프의 상단부 중심으로부터 하단부 중심까지의 거리보다 큰 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 관입지지 유닛은, 상기 제1 지지봉과, 상기 제2 지지봉과, 상기 보조 지그파이프를 포함하여 구성되는 보조 연결부가, 상기 메인 지그파이프에 대하여 복수로 연결되며, 복수의 상기 나머지 석션파일들은 복수로 연결된 상기 보조 연결부에 의하여 상기 해저면에 관입 안내되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 복수의 석션파일(suction pile) 중 하나의 석션파일(이하 제1 석션파일)을 해저면에 관입시키고, 상하 양단 관통인 원통 형상으로 형성되거나 상하 양단 관통인 한 쌍의 반원통 형상으로 분할 형성된 메인 지그파이프를, 상기 제1 석션파일에 장착하는 것을 특징으로 하는 해저면의 석션파일 관입용 지그 어셈블리를 이용한 석션파일 관입 방법을 제공할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명은 복수의 석션파일 중 하나의 석션파일(이하 제1 석션파일)을 해저면에 관입시키는 제1 단계; 상하 양단 관통인 원통 형상으로 형성되거나 상하 양단 관통인 한 쌍의 반원통 형상으로 분할 형성된 메인 지그파이프를, 상기 제1 석션파일에 장착하는 제2 단계; 상기 복수의 석션파일 중 상기 제1 석션파일을 제외한 나머지 석션파일의 갯수를 확정하고, 상하 양단 관통인 한 쌍의 반원통 형상으로 분할 형성된 복수의 보조 지그파이프를 상기 나머지 석션파일의 갯수만큼 준비하고, 상기 나머지 석션파일의 갯수만큼 준비된 상기 보조 지그파이프를 상기 메인 지그파이프와 연결하는 제3 단계; 상기 나머지 석션파일 중 하나의 석션파일(이하 제2 석션파일)을 상기 복수의 보조 지그파이프중 하나의 보조 지그파이프의 분할된 부분에 맞춰 상기 해저면에 관입시킨 다음, 상기 보조 지그파이프의 나머지 분할된 부분을 체결시키고 상기 제2 석션파일을 상기 하나의 보조 지그파이프에 고정시키는 제4 단계; 및 상기 나머지 석션파일의 갯수만큼 상기 제4 단계를 반복한 후, 상기 메인 지그파이프와 복수의 상기 보조 지그파이프를 상기 해저면에 관입된 복수의 석션파일들로부터 분리 제거하는 제5 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 해저면의 석션파일 관입용 지그 어셈블리를 이용한 석션파일 관입 방법을 제공할 수도 있을 것이다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.
우선, 본 발명은 복수의 석션파일을 메인 지그파이프를 포함하는 관입지지 유닛에 의하여 정확한 위치에 관입시킬 수 있다는 점에서, 해상구조물이나 해양풍력발전소 등과 같은 상부 구조물의 설치 및 시공에 대한 편의를 극대화할 수 있다는 특장점을 지닌다.
기존의 해상구조물은 복수의 석션파일과 함께 상부 구조물을 한꺼번에 제작하여 설치하므로 대용량의 인상이 가능한 장비가 구비되어야 하는 것에 비하여 본 발명에 따르면 비교적 소규모의 장비로도 해저면에 대한 관입작업 및 해상구조물의 상부 구조물 설치가 용이하게 이루어질 수 있다는 점에서 작업 시간과 비용의 대폭적인 절감이 가능한 특장점을 가진다.
또한 복수의 석션파일을 동시에 관입할 경우에는 수평조절과 수평유지 및 수평확인에 많은 시간과 노력이 필요하지만, 본 발명에 따른 관입지지 유닛을 사용할 경우 이러한 수평조절과 수평유지 및 수평확인에 소요되는 시간과 작업공수를 대폭 절감할 수 있다는 특장점이 있다.
특히, 기존의 셕션파일은 복수로 동시 관입할 경우 어느 하나의 석션파일이 관입되는 부분에 해저 장애물이나 암반이 있을 경우에는 더 이상의 관입작업이 어려운 문제에 직면하게 되지만, 본 발명에 따른 관입지지 유닛을 이용하게 된다면 단일 석션파일을 이용하게 되므로 관입 과정에서 장애물이 발생하면 다른 지점에 다시 관입 작업을 속행하고 관입할 수 있는 최대 깊이까지 석션파일들을 순차적으로 관입시킬 수 있다는 특장점을 가진다.
또한, 본 발명은 기존의 바지선이나 해상 크레인 또는 부유식 해상구조물과 같은 기존의 시설을 활용하면, 석션파일의 관입 작업을 용이하게 수행할 수 있으므로, 범용성의 측면에서 매우 우수한 발명이라 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해저면의 석션파일 관입용 지그 어셈블리 중 주요부인 관입지지 유닛이 석션파일에 장착되는 것을 도시한 분해 사시 개념도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해저면의 석션파일 관입용 지그 어셈블리 중 주요부인 석션파일의 외관을 도시한 사시 개념도
도 3은 도 1의 IIIa 및 IIIb 부분을 확대하여 그 내부 결합 관계를 파악할 수 있도록 도시한 부분 확대 사시 개념도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 해저면의 석션파일 관입용 지그 어셈블리를 이용하여 석션파일을 관입하는 방법을 도시한 사시 개념도
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 해저면의 석션파일 관입용 지그 어셈블리를 이용하여 석션파일을 관입하는 것을 도시한 사시 개념도
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.
본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.
또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
우선, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해저면의 석션파일 관입용 지그 어셈블리 중 주요부인 관입지지 유닛(100)이 석션파일(200)에 장착되는 것을 도시한 분해 사시 개념도이다.
그리고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해저면의 석션파일 관입용 지그 어셈블리 중 주요부인 석션파일(200)의 외관을 도시한 사시 개념도이다.
그리고, 도 3은 도 1의 IIIa 및 IIIb 부분을 확대하여 그 내부 결합 관계를 파악할 수 있도록 도시한 부분 확대 사시 개념도이다.
또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 해저면의 석션파일 관입용 지그 어셈블리를 이용하여 석션파일(200)을 관입하는 방법을 도시한 사시 개념도이다.
아울러, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 해저면의 석션파일 관입용 지그 어셈블리를 이용하여 석션파일(200)을 관입하는 것을 도시한 사시 개념도이다.
본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 복수의 석션파일(200, suction pile)을 관입지지 유닛(100)을 이용하여 해저면에 관입시키는 구조의 실시예를 적용할 수 있을 것이다.
우선, 석션파일(200)은 해저면에 관입되는 하단부와, 해저면으로부터 빨려 올라가는 물과 에어와 토사와 뻘 및 자갈이 일시 수용되는 작업공간을 구비한 것이다.
관입지지 유닛(100)은 복수의 석션파일(200) 중 해저면에 관입된 하나의 석션파일(200)에 탈착 결합되는 메인 지그파이프(110)를 포함하며, 복수의 석션파일(200) 중 나머지 석션파일(200)이 순차적으로 해저면에 관입되도록 지지하는 것이다.
여기서, 메인 지그파이프(110)는 일체로 형성된 상하 양단 관통의 원통 형상이거나, 작업의 편의를 위하여 상하 방향으로 등분되어 탈착 가능한 한 쌍의 반원통 형상으로 형성될 수도 있을 것이다.
본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용도 가능하며 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론일 것이다.
우선, 석션파일(200)은 도 2와 같이 개방된 하면을 가지고 작업공간(201)을 구비한 석션드럼(210)과, 석션드럼(210)의 상면으로부터 돌출되는 중공의 지지 파이프(220)를 포함할 수 있다.
여기서, 석션파일(200)은 석션드럼(210)의 상면에 장착되어 작업공간(201)과 연통되고, 석션드럼(210)이 해저면에 관입되는 과정에서 발생하는 물과 에어와 토사와 뻘 및 자갈을 배출시키는 적어도 하나 이상의 배출밸브(230)를 포함할 수 있다.
이때, 석션파일(200)은 지지 파이프(220)의 외주면을 따라 방사상으로 배치되어 지지 파이프(220)와 석션드럼(210)의 상면을 상호 연결하는 복수의 보강지지 리브(202)를 포함할 수도 있다.
따라서, 후술할 관입지지 유닛(100)은 지지 파이프(220)에 탈착 결합되는 구조임을 파악할 수 있다.
한편, 관입지지 유닛(100)은, 도 3(a)와 같이 메인 지그파이프(110)와 연결되는 적어도 하나 이상의 보조 지그파이프(120)를 더 구비할 수 있을 것이다.
여기서, 관입지지 유닛(100)은, 상하 양단 관통인 메인 지그파이프(110)의 상부측 외주면에 방사상으로 배치되는 복수의 제1 메인 유체실린더(131)를 더 구비할 수 있을 것이다.
이때, 관입지지 유닛(100)은, 복수의 제1 메인 유체실린더(131)에 각각 장착되어 유체 압력으로 신축하고, 복수의 석션파일(200) 중 해저면에 관입된 하나의 석션파일(200)의 외주면에 접촉하는 제1 메인 접촉편(133)이 말단부에 구비된 제1 메인 고정 로드(132)를 더 구비할 수 있을 것이다.
또한, 관입지지 유닛(100)은, 상하 양단 관통인 메인 지그파이프(110)의 하부측 외주면에 방사상으로 배치되는 복수의 제2 메인 유체실린더(141)를 더 구비할 수 있을 것이다.
아울러, 관입지지 유닛(100)은, 복수의 제2 메인 유체실린더(141)에 각각 장착되어 유체 압력으로 신축하고, 복수의 석션파일(200) 중 해저면에 관입된 하나의 석션파일(200)의 외주면에 접촉하는 제2 메인 접촉편(143)이 말단부에 구비된 제2 메인 고정 로드(142)를 더 구비할 수도 있을 것이다.
한편, 관입지지 유닛(100)은, 도 3(b)와 같이 메인 지그파이프(110)와 연결되는 적어도 하나 이상의 보조 지그파이프(120)를 더 구비할 수 있을 것이다.
여기서, 관입지지 유닛(100)은, 메인 지그파이프(110)의 하부측 외주면에 연결되는 제1 단부를 가지며, 제1 단부로부터 메인 지그파이프(110)의 외주면에 대하여 직교되게 연장되는 제1 지지봉(151)을 더 구비할 수 있을 것이다.
이때, 관입지지 유닛(100)은, 보조 지그파이프(120)를 구성하는 것으로, 제1 지지봉(151)의 말단인 제2 단부가 연결되는 반원통 형상의 제1 지그분할편(121)을 더 구비할 수 있을 것이다.
그리고, 관입지지 유닛(100)은, 보조 지그파이프(120)를 구성하는 것으로, 제1 지그분할편(121)과 탈착 결합되어 보조 지그파이프(120)를 형성하는 반원통 형상의 제2 지그분할편(122)을 더 구비할 수 있을 것이다.
그리고, 관입지지 유닛(100)은, 제1 지그분할편(121)의 외주면에 방사상으로 배치되는 복수의 제1 보조 유체실린더(161)를 더 구비할 수 있을 것이다.
그리고, 관입지지 유닛(100)은, 복수의 제1 보조 유체실린더(161)에 각각 장착되어 유체 압력으로 신축하고, 나머지 석션파일(200)의 외주면에 접촉하는 제1 보조 접촉편(163)이 말단부에 구비된 제1 보조 고정 로드(162)를 더 구비할 수 있을 것이다.
그리고, 관입지지 유닛(100)은, 제2 지그분할편(122)의 외주면에 방사상으로 배치되는 복수의 제2 보조 유체실린더(171)를 더 구비할 수 있을 것이다.
또한, 관입지지 유닛(100)은, 복수의 제2 보조 유체실린더(171)에 각각 장착되어 유체 압력으로 신축하고, 나머지 석션파일(200)의 외주면에 접촉하는 제2 보조 접촉편(173)이 말단부에 구비된 제2 보조 고정 로드(172)를 더 구비할 수 있을 것이다.
아울러, 관입지지 유닛(100)은, 메인 지그파이프(110)의 상부측 외주면에 연결되는 제3 단부와, 제3 단부로부터 메인 지그파이프(110)의 외주면에 대하여 경사지게 연장되어 제1 지그분할편(121)의 외주면에 연결되는 제4 단부를 가지는 제2 지지봉(152)를 더 구비할 수도 있을 것이다.
여기서, 메인 지그파이프(110)의 상단부 중심으로부터 하단부 중심까지의 거리는, 확실하고 견고한 석션파일의 지지구조 확보가 가능하도록, 보조 지그파이프(120)의 상단부 중심으로부터 하단부 중심까지의 거리보다 큰 것이 바람직하다.
따라서, 제1 지지봉(151)과, 제2 지지봉(152)과, 보조 지그파이프(120)를 포함하여 구성되는 보조 연결부가, 메인 지그파이프(110)에 대하여 도 1과 도 4 및 도 5와 같이 복수로 연결될 수 있다.
이때, 복수의 나머지 석션파일(200)들은 복수로 연결된 보조 연결부에 의하여 해저면에 관입 안내되는 것이다.
한편, 관입지지 유닛(100)은, 다시 도 1과 도 4를 참조하여 살펴보면, 메인 지그파이프(110)에 대한 원활한 하중 분산 지지 구조의 확보를 위하여 수직 연결봉(153)및 수평 연결봉(154)을 더 구비하는 것이 바람직하다.
여기서, 적어도 하나 이상의 수직 연결봉(153)은 제1 지지봉(151)과 제2 지지봉(152)을 상호 연결하는 상하 양단부를 가지는 것이다.
이때, 적어도 하나 이상의 수평 연결봉(154)은 메인 지그파이프(110)에 연결된 보조 연결부와, 보조 연결부와 이웃하게 배치되어 메인 지그파이프(110)에 연결된 보조 연결부를 상호 연결하는 좌우 양단부를 가지는 것이다.
이하, 도 1 내지 도 3과 함께, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 다양한 실시예에 따른 해저면의 석션파일 관입용 지그 어셈블리를 이용한 석션파일 관입 방법에 대하여 살펴보고자 한다.
우선, 복수의 석션파일(200, suction pile) 중 하나의 석션파일(200, 이하 제1 석션파일(200))을 해저면에 관입시키고, 상하 양단 관통인 원통 형상으로 형성되거나 상하 양단 관통인 한 쌍의 반원통 형상으로 분할 형성된 메인 지그파이프(110)를, 제1 석션파일(200)에 장착하면 될 것이다.
여기서, 해저면에 복수의 석션파일(200)들을 관입한 다음, 복수의 석션파일(200)들 각각의 상부측으로부터 도 4(c) 및 도 5(b)와 같이 상부 구조물(300)을 설치하는 작업을 추가적으로 실시할 수 있다.
한편, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 해저면의 석션파일 관입용 지그 어셈블리를 이용한 석션파일 관입 방법에 대하여 도 4 및 도 5를 참조하여 더욱 구체적으로 살펴보고자 한다.
우선, 도 4(a)와 같이 ①복수의 석션파일(200, suction pile) 중 하나의 석션파일(200, 이하 제1 석션파일(200))을 해저면에 관입시키는 작업을 실시한다(S1: 제1 단계).
②상하 양단 관통인 원통 형상으로 형성되거나 상하 양단 관통인 한 쌍의 반원통 형상으로 분할 형성된 메인 지그파이프(110)를, 제1 석션파일(200)에 장착하는 작업을 실시한다(S2: 제2 단계).
복수의 석션파일(200) 중 제1 석션파일(200)을 제외한 나머지 석션파일(200)의 갯수를 확정하고, 상하 양단 관통인 한 쌍의 반원통 형상으로 분할 형성된 복수의 보조 지그파이프(120)를 나머지 석션파일(200)의 갯수만큼 준비하고, 나머지 석션파일(200)의 갯수만큼 준비된 보조 지그파이프(120)를 메인 지그파이프(110)와 연결하는 작업을 실시한다(S3: 제3 단계).
③, ④나머지 석션파일(200) 중 하나의 석션파일(200, 이하 제2 석션파일(200))을 복수의 보조 지그파이프(120)중 하나의 보조 지그파이프(120)의 분할된 부분에 맞춰 해저면에 관입시킨 다음, 보조 지그파이프(120)의 나머지 분할된 부분을 체결시키고 제2 석션파일(200)을 하나의 보조 지그파이프(120)에 고정시키는 작업을 실시한다(S4: 제4 단계).
도 4(b)와 같이 ⑤나머지 석션파일(200)의 갯수만큼 제4 단계(S4)를 반복한 후, 메인 지그파이프(110)와 복수의 보조 지그파이프(120)를 해저면에 관입된 복수의 석션파일(200)들로부터 분리 제거하는 작업을 실시한다(S5: 제5 단계).
여기서, 제2 단계(S2)에서는, 메인 지그파이프(110)의 상부측 외주면에 방사상으로 배치되는 복수의 제1 메인 유체 실린더(131)로부터 유체 압력에 의하여 신축하는 제1 메인 고정 로드(132)를 가동시킨다.
이와 동시에, 메인 지그파이프(110)의 하부측 외주면에 방사상으로 배치되는 복수의 제2 메인 유체 실린더(141)로부터 유체 압력에 의하여 신축하는 제2 메인 고정 로드(142)를 가동시킨다.
따라서, 메인 지그파이프(110)가 관통 삽입된 제1 석션파일(200), 즉 지지 파이프(220)의 외주면에 제1 메인 고정 로드(132) 및 제2 메인 고정 로드(142)를 접촉시켜 지지 파이프(220)에 메인 지그파이프(110)를 고정시키는 작업이 추가적으로 실시될 수 있을 것이다.
이때, 제4 단계(S4)에서는, 보조 지그파이프(120)를 등분하여 분할 형성되는 제1 지그분할편(121)의 외주면에 방사상으로 배치되는 복수의 제1 보조 유체실린더(161)로부터 유체 압력에 의하여 신축하는 제1 보조 고정 로드(162)를 가동시킨다.
이와 동시에, 보조 지그파이프(120)를 등분하여 분할 형성되는 제2 지그분할편(122)의 외주면에 방사상으로 배치되는 복수의 제2 보조 유체실린더(171)로부터 유체 압력에 의하여 신축하는 제2 보조 고정 로드(172)를 가동시킨다.
따라서, 보조 지그파이프(120)가 관통 삽입된 나머지 석션파일(200)의 지지 파이프(220)각각의 외주면에 제1 보조 고정 로드(162) 및 제2 보조 고정 로드(172)를 접촉시켜 나머지 나머지 석션파일(200)의 지지 파이프(220)에 보조 지그파이프(120)를 고정시키는 작업이 추가적으로 실시될 수 있을 것이다.
이상과 같이 본 발명은 석션파일을 이용한 해상구조물을 해저면에 더욱 용이하고 신속하게 설치할 수 있도록 하는 해저면의 석션파일 관입용 지그 어셈블리 및 이것을 이용한 석션파일 관입 방법을 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.
그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.

Claims (7)

  1. 해저면에 관입되는 하단부와, 상기 해저면으로부터 빨려 올라가는 물과 에어와 토사와 뻘 및 자갈이 일시 수용되는 작업공간을 구비한 석션파일(suction pile); 및
    복수의 상기 석션파일 중 상기 해저면에 관입된 하나의 석션파일에 탈착 결합되는 메인 지그파이프를 포함하며, 복수의 상기 석션파일 중 나머지 석션파일이 순차적으로 상기 해저면에 관입되도록 지지하는 관입지지 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 해저면의 석션파일 관입용 지그 어셈블리.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 석션파일은,
    개방된 하면을 가지고 상기 작업공간을 구비한 석션드럼과,
    상기 석션드럼의 상면으로부터 돌출되는 중공의 지지 파이프와,
    상기 석션드럼의 상면에 장착되어 상기 작업공간과 연통되고, 상기 석션드럼이 상기 해저면에 관입되는 과정에서 발생하는 물과 에어와 토사와 뻘 및 자갈을 배출시키는 적어도 하나 이상의 배출밸브와,
    상기 지지 파이프의 외주면을 따라 방사상으로 배치되어 상기 지지 파이프와 상기 석션드럼의 상면을 상호 연결하는 복수의 보강지지 리브를 포함하며,
    상기 관입지지 유닛은 상기 지지 파이프에 탈착 결합되는 것을 특징으로 하는 해저면의 석션파일 관입용 지그 어셈블리.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 관입지지 유닛은,
    상기 메인 지그파이프와 연결되는 적어도 하나 이상의 보조 지그파이프와,
    상하 양단 관통인 상기 메인 지그파이프의 상부측 외주면에 방사상으로 배치되는 복수의 제1 메인 유체실린더와,
    상기 복수의 제1 메인 유체실린더에 각각 장착되어 유체 압력으로 신축하고, 복수의 상기 석션파일 중 상기 해저면에 관입된 하나의 석션파일의 외주면에 접촉하는 제1 메인 접촉편이 말단부에 구비된 제1 메인 고정 로드와,
    상하 양단 관통인 상기 메인 지그파이프의 하부측 외주면에 방사상으로 배치되는 복수의 제2 메인 유체실린더와,
    상기 복수의 제2 메인 유체실린더에 각각 장착되어 유체 압력으로 신축하고, 복수의 상기 석션파일 중 상기 해저면에 관입된 하나의 석션파일의 외주면에 접촉하는 제2 메인 접촉편이 말단부에 구비된 제2 메인 고정 로드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해저면의 석션파일 관입용 지그 어셈블리.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 관입지지 유닛은,
    상기 메인 지그파이프와 연결되는 적어도 하나 이상의 보조 지그파이프와,
    상기 메인 지그파이프의 하부측 외주면에 연결되는 제1 단부를 가지며, 상기 제1 단부로부터 상기 메인 지그파이프의 외주면에 대하여 직교되게 연장되는 제1 지지봉과,
    상기 보조 지그파이프를 구성하는 것으로, 상기 제1 지지봉의 말단인 제2 단부가 연결되는 반원통 형상의 제1 지그분할편과,
    상기 보조 지그파이프를 구성하는 것으로, 상기 제1 지그분할편과 탈착 결합되어 상기 보조 지그파이프를 형성하는 반원통 형상의 제2 지그분할편과,
    상기 제1 지그분할편의 외주면에 방사상으로 배치되는 복수의 제1 보조 유체실린더와,
    상기 복수의 제1 보조 유체실린더에 각각 장착되어 유체 압력으로 신축하고, 상기 나머지 석션파일의 외주면에 접촉하는 제1 보조 접촉편이 말단부에 구비된 제1 보조 고정 로드와,
    상기 제2 지그분할편의 외주면에 방사상으로 배치되는 복수의 제2 보조 유체실린더와,
    상기 복수의 제2 보조 유체실린더에 각각 장착되어 유체 압력으로 신축하고, 상기 나머지 석션파일의 외주면에 접촉하는 제2 보조 접촉편이 말단부에 구비된 제2 보조 고정 로드와,
    상기 메인 지그파이프의 상부측 외주면에 연결되는 제3 단부와, 상기 제3 단부로부터 상기 메인 지그파이프의 외주면에 대하여 경사지게 연장되어 상기 제1 지그분할편의 외주면에 연결되는 제4 단부를 가지는 제2 지지봉을 더 포함하며,
    상기 메인 지그파이프의 상단부 중심으로부터 하단부 중심까지의 거리는, 상기 보조 지그파이프의 상단부 중심으로부터 하단부 중심까지의 거리보다 큰 것을 특징으로 하는 해저면의 석션파일 관입용 지그 어셈블리.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 관입지지 유닛은,
    상기 제1 지지봉과, 상기 제2 지지봉과, 상기 보조 지그파이프를 포함하여 구성되는 보조 연결부가,
    상기 메인 지그파이프에 대하여 복수로 연결되며,
    복수의 상기 나머지 석션파일들은 복수로 연결된 상기 보조 연결부에 의하여 상기 해저면에 관입 안내되는 것을 특징으로 하는 해저면의 석션파일 관입용 지그 어셈블리.
  6. 복수의 석션파일(suction pile) 중 하나의 석션파일(이하 제1 석션파일)을 해저면에 관입시키고, 상하 양단 관통인 원통 형상으로 형성되거나 상하 양단 관통인 한 쌍의 반원통 형상으로 분할 형성된 메인 지그파이프를, 상기 제1 석션파일에 장착하는 것을 특징으로 하는 해저면의 석션파일 관입용 지그 어셈블리를 이용한 석션파일 관입 방법.
  7. 복수의 석션파일(suction pile) 중 하나의 석션파일(이하 제1 석션파일)을 해저면에 관입시키는 제1 단계;
    상하 양단 관통인 원통 형상으로 형성되거나 상하 양단 관통인 한 쌍의 반원통 형상으로 분할 형성된 메인 지그파이프를, 상기 제1 석션파일에 장착하는 제2 단계;
    상기 복수의 석션파일 중 상기 제1 석션파일을 제외한 나머지 석션파일의 갯수를 확정하고, 상하 양단 관통인 한 쌍의 반원통 형상으로 분할 형성된 복수의 보조 지그파이프를 상기 나머지 석션파일의 갯수만큼 준비하고, 상기 나머지 석션파일의 갯수만큼 준비된 상기 보조 지그파이프를 상기 메인 지그파이프와 연결하는 제3 단계;
    상기 나머지 석션파일 중 하나의 석션파일(이하 제2 석션파일)을 상기 복수의 보조 지그파이프중 하나의 보조 지그파이프의 분할된 부분에 맞춰 상기 해저면에 관입시킨 다음, 상기 보조 지그파이프의 나머지 분할된 부분을 체결시키고 상기 제2 석션파일을 상기 하나의 보조 지그파이프에 고정시키는 제4 단계; 및
    상기 나머지 석션파일의 갯수만큼 상기 제4 단계를 반복한 후, 상기 메인 지그파이프와 복수의 상기 보조 지그파이프를 상기 해저면에 관입된 복수의 석션파일들로부터 분리 제거하는 제5 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 해저면의 석션파일 관입용 지그 어셈블리를 이용한 석션파일 관입 방법.
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