KR100995385B1 - 강관 추진 시공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철도나 도로 하부의 얕은 피토로 강관을 횡단함에 있어 지반 침하를 최소화할 수 있도록 추진 강관의 선단부에서 선단부 추진체를 이용하여 1차 선단부 굴착을 실시한 후 추진 강관 후미에서 2차적으로 강관을 추진하는 시공 방법에 관한 것으로서, 선단부 추진체를 추진 강관 내에 설치하는 단계와; 선단부 추진체가 설치된 추진 강관을 거치하는 단계와; 선단부 추진체의 막장 지보용 강판을 유압잭을 이용하여 선단 막장부에 순차적으로 삽입하면서 굴착하거나, 막장 지보용 강판을 지중에 압입시켜 지보공을 조성한 후 막장부를 안전하게 굴착하는 단계와; 추진 강관 후미에 설치된 유압잭을 이용하여 지보공에 의해 굴착된 길이만큼 추진 강관을 압입·추진하는 단계로 이루어지는 강관 추진 시공 방법에 관한 것이다. 이러한 강관 추진 시공 방법은 강관 선단부에서 폭이 작은 각각의 막장 지보용 강판을 순차적으로 지보시킨 후에 강관이 추진되므로 얕은 피토로 인한 시공 중의 침하를 최소화한다.

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Description

강관 추진 시공 방법{Method of pressing in steel pipe underground}

본 발명은 피토가 적은 경우 즉 추진 강관 직경 정도의 얕은 피토 상부의 도로를 횡단하여 강관을 추진하는 경우, 지반 교란을 최소화하고 안정적으로 강관을 추진할 수 있는 강관 추진 시공 방법에 관한 것이다.

강관 추진시 피토는 강관의 직경의 1.5배 이상 확보해야 통상적인 안전성을 확보하면서 강관 추진이 이루어진다. 피토가 충분치 못하면 강관 선단부에서 선단부 굴착에 따른 지반 이완의 영향으로 지반이 침하하거나 강관 추진시 융기되는 현상이 발생한다.

종래의 강관 추진은 추진 기지내의 반력벽과 추진 강관 후미 사이에 설치된 유압잭을 압입하여 일정부분의 강관 선단부를 지중에 밀어 넣고 강관 선단부의 토사를 굴착하거나 강관 선단부를 부분 또는 전부 선굴한 후에 강관을 추진하는 방식으로 이루어진다. 이러한 강관 추진 방식은 강관 직경의 1.5배 이상의 충분한 피토로 지반이 견고한 강성을 갖고 있어야 적용이 가능하다. 피토 층이 얇은 경우는 강관 압입에 따른 침하를 저감시키기 위해 먼저 강관 선단부의 일부를 지중에 밀어 넣은 후 토사를 제거하는 방식을 취하는데, 이 경우 강관 선단부의 추진압이 토층 에 일시에 가해지면서 취약한 피토를 갖고 있는 도로 노면이나 철도 도상이 융기되거나 강관 추진시 선단부로 일시에 토사가 밀려들어와 예기치 못한 침하가 발생할 우려가 있다. 또한 가압에 따른 영향으로 추진 강관이 정준되지 못하고 목표에서 이탈하는 경우가 발생하기도 한다.

본 발명의 목적은 철도나 도로 하부에 얕은 피토로 강관을 횡단함에 있어 지반 침하를 최소화할 수 있도록 추진 강관의 선단부에 설치된 선단부 추진체를 이용하여 1차적으로 3-5개의 폭이 좁은 지보용 강판을 각각 압입하고 굴착을 실시한 후 추진 강관 후미에서 2차적으로 강관을 추진하여, 일시에 전단면으로 강관이 추진되는 경우보다 압입 과정에서의 지반 침하를 최소화하여 얕은 피토에서도 강관 추진이 가능하도록 하는 강관 추진 시공 방법을 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상기 강관 내 상부 하면에 접하여 여러 개로 나눠 설치된 지보용 강판을 구비한 선단부 추진체를 추진 강관 내에 설치하는 단계와; 상기 선단부 추진체가 설치된 추진 강관을 거치하는 단계와; 강관 내에 작업자가 들어가서 유압잭을 이용하여 상기 선단부 추진체의 여러 개로 나눠 설치된 지보용 강판을 선단 막장부에 순차적으로 분할 압입추진한 후 막장부의 내부 토사를 안전하게 굴착하는 단계와; 추진 강관 후미에 설치된 유압잭을 이용하여 상기 선단부 추진체의 지보용 강판에 의해 굴착된 길이만큼 추진 강관을 압입추진하는 단계를 포함하는 강관 추진 시공 방법을 제공한다.

바람직하기로는 상기 선단부 추진체는 강관 내의 상부 하면에 설치된 지보용 강판이며, 상기 지보용 강판의 하부에 추진 동작원인 유압잭의 돌기가 지지설치되도록 다수의 구멍이 형성되고, 상기 지보용 강판을 지지하는 지지틀로서 상기 강관에 부착고정되는 수직 지지대와, 상기 수직 지지대에 고정되고 상기 지보용 강판의 하부에 일정 간격마다 설치되어 상기 지보용 강판을 지지하는 횡방향 지지대와, 상기 횡방향 지지대를 연결하는 종방향 연결재를 포함하고 있음을 특징으로 한다.

바람직하기로는 상기 선단부 추진체의 지보용 강판을 상기 막장부에 순차적으로 삽입하면서 내부 토사를 굴착하거나, 또는 상기 선단부 추진체의 지보용 강판을 순차적으로 압입시켜 지보공을 조성한 후 막장부의 내부 토사를 안전하게 굴착하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 강관 압입시 강관의 선단부에 작용하는 압입력에 의한 토층의 교란이 최소화되도록 강관 선단부의 크라운부를 3-5개로 분할 추진할 수 있는 선단부 추진체를 이용한 강관 추진 시공 방법을 제공하여, 각각의 좁은 폭 (예를 들면, 20-30cm)의 강판을 순차적으로 선단 막장부에 굴착·압입시킴으로써, 압입에 따른 지반 이완을 최소화하면서 선단부 공간을 확보한 후, 추진 기지로부터 강관 후미에서 유압잭을 사용하여 강관을 추진하는 방식으로서, 전단면으로 강관이 추진되는 종래의 강관 추진 시공 방법의 경우 보다 압입 과정에서의 지반 침하를 최소화하여 얕은 피토에서도 강관 추진이 가능하다.

도 1a 내지 도 1d는 각각 추진강관의 선단부에 설치된 선단부 추진체에 적용되는 지보용 강판의 정면도, 상부 평면도, 측면도, 및 하부 평면도이다. 도 2는 추진강관의 선단부에 설치된 선단부 추진체의 지보용 강판 추진 개념을 설명하기 위한 측면도이다. 도 3a는 본 발명에 의하여 추진 강관내에 추진체가 설치된 정면도이다. 도 3b는 본 발명에 적용되는 횡방향 지지대의 정면도이다. 도 3c는 본 발명에 적용되는 횡방향 지지대의 평면도이다.

도 1a 내지 도 3c에 의하면, 선단부 지보용 강판(100)이 강관(10)내의 상부하면(크라운부)에 접하여 각각 3-5개정도 설치된다. 지보용 강판(100)의 바로 밑에는 이를 지지하는 지지틀이 설치된다. 지지틀은 횡방향 지지대(200), 종방향 연결재(300), 수직 지지대(500)로 이루어지며 횡방향 지지대(200)는 지보용 강판(100) 밑에 강관 상부를 가로질러 일정 간격으로 설치되고 횡방향 지지대(200)의 양단부는 수직 지지대(500)에 의해 강관 상부에 용접이나 볼트로 부착되고 수직 지지대(500)는 강관(10)에 용접이나 볼트로 부착된다. 또한, 횡방향 지지대(200)는 2개의 평행한 종방향 연결재(300)에 의해 서로 연결 구속된다. 또한, 횡방향 지지대(200)의 상부에는 지보용 강판(100)의 이탈을 방지하기 위한 이탈방지판(400)이 일정 간격으로 설치된다. 이러한 지지틀은 외부에서 제작하여 강관 상부에 부착하는 것이 바람직하다.

지보용 강판(100)은 도 1a 내지 도 1d에 도시된 바와 같이 폭이 20-30cm의 판상 형태의 토류 강판으로 길이는 추진 강관 직경의 2-3배가 적당하다. 지보용 강판 하면은 일정한 간격의 구멍(150)이 설치되고 지보용 강판의 선단부는 토층 내로 압입이 용이하도록 단면이 점차 줄어드는 형태를 갖는다. 지보용 강판 하면에 다수 형성된 일정한 간격의 구멍(150)에는 가압용 유압잭(600)의 몸통부 윗면 돌기(650)가 삽입된다. 지보용 강판(100)의 설치범위는 강관 상부 120도 범위가 적당하나 그 이상으로 넓히는 것도 가능하며 지보용 강판(100)의 개수도 조정이 가능하다. 또한 지보용 강판(100)은 판상 또는 봉상이나 파이프 형태로도 가능하다.

지보용 강판(100)의 추진개념은 도 2와 같이 횡방향 지지대(200)위에 거치된 지보용 강판(100)은 횡방향 지지대(200)에 유압잭(600)을 지지시켜 반력대로 하고 지보용 강판(100) 하면의 구멍(150)에 유압잭(600)의 몸통부 돌기(650)를 걸친 상태에서 유압을 작용시키면 피스톤이 밀어내는 힘에 의해 지보용 강판(100)이 전방으로 이동하게 되며 이러한 과정을 반복하여 지중에 지보용 강판(100)을 설치하게 된다. 또한 강관 선단부는 소폭(20-30cm)의 지보용 강판(100)을 선단 막장부에 압입하게 되므로 자갈이나 지장물이 저촉되더라도 지보용 강판 폭 정도의 최소한의 범위로 굴착이 이루어지므로 지장물 제거에 따른 지반 이완이 감소하게 된다. 따라서 전단면으로의 강관(10)이 추진하는 경우보다 막장부의 교란을 최소화하게 되며, 호박돌이나 지장물 출현시 신속하게 선택적인 지보가 가능하여 얕은 피토의 강관 횡단에 유리하다.

도 4a는 본 발명에 의한 지보용 강판 설치시의 추진체의 측면도이고, 도 4b는 본 발명에 의한 지보용 강판 압입시의 추진체의 측면도이다. 도 4a에 의하면, 강관(10)의 선단부에 선단부 추진체를 형성하기 위하여, 강관(10) 내의 상부 하면에 지보용 강판(100)이 설치되며, 그 지보용 강판(100)의 하부에 일정 간격마다 횡방향 지지대(200)가 설치되어 지보용 강판(100)을 지지하고 있으며, 그 횡방향 지지대(200)는 종방향 연결재(300)에 의해 연결되어 있다. 도 4b에는 강관(10)에 설치된 지보용 강판(100)이 압입된 상황을 도시한 것으로, 도 4b에는 도시하지 않았지만, 도 2의 유압잭(600)의 돌기(650)를 지보용 강판(100)의 하부의 구멍(150)에 삽입지지하여 유압잭(600)을 압입작동하여 지보용 강판(100)이 압입 추진된 것이다.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명에 의한 강관 추진 시공 방법에 대해서 설명하기로 한다. 도 5는 본 발명에 의한 강관 추진 시공 방법의 개략적인 순서도이다.

도 5에 의하면, 본 발명에 의한 얕은 피토로 강관을 추진하는 시공 방법이 도시되어 있으며, 본 발명의 강관 추진 시공 방법은 지보용 강판(100), 횡방향 지지대(200), 및 종방향 연결재(300)를 포함하는 선단부 추진체(100, 200, 300)를 추진 강관(10) 내에 설치하는 단계와; 선단부 추진체가 설치된 추진 강관을 거치하는 단계와; 강관 내에 작업자가 들어가서 선단부 추진체의 막장 지보용 강판(100)을 제1 유압잭(600)을 이용하여 선단 막장부에 순차적으로 삽입하면서 내부 토사(1)를 굴착하거나, 막장 지보용 강판(100)을 압입시켜 지보공을 조성한 후 막장부의 내부 토사(1)를 안전하게 굴착하는 단계와; 추진 강관 후미에 설치된 제2 유압잭(미도시)을 이용하여 추진체에 의해 굴착된 길이만큼 추진 강관(10)을 압입·추진하는 단계를 포함한다.

본 발명의 강관 추진 시공 방법은 도 5에 도시한 바와 같이, 강관(10)내에 사람이 들어가서 서거나 앉아서 작업을 할 정도의 직경을 가지는 것에 국한하여 설명하였다. 이때 직경이 큰 강관을 압입하여 추진하는 경우 피토가 옅은 경우에는 종래와 같이 지반 침하가 되는 등 문제점이 야기되는 바, 본 발명에서와 같이 미리 강관내 상부하면에 추진체를 설치하여 지보용 강판을 압입추진함으로써 지반 침하또는 막장부의 교란없이 강관의 추진을 신속하게 수행할 수 있다.

도 1a 내지 도 1d는 본 발명에 의하여 각각 추진 강관의 선단부에 설치된 선단부 추진체에 적용되는 지보용 강판의 정면도, 상부 평면도, 측면도, 및 하부 평면도이다.

도 2는 본 발명에 의하여 추진 강관의 선단부에 설치된 선단부 추진체의 지보용 강판 추진 개념을 설명하기 위한 측면도이다.

도 3a는 본 발명에 의하여 추진 강관내에 추진체가 설치된 정면도이다.

도 3b는 본 발명에 적용되는 횡방향 지지대의 정면도이다.

도 3c는 본 발명에 적용되는 횡방향 지지대의 평면도이다.

도 4a는 본 발명에 의한 지보용 강판 설치시의 추진체의 측면도이다.

도 4b는 본 발명에 의한 지보용 강판 압입시의 추진체의 측면도이다.

도 5는 본 발명에 의한 강관 추진 시공 방법의 개략적인 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1...토사 10...강관

100...지보용 강판 150...지지구멍

200...횡방향 지지대 300...종방향 연결재

400...이탈방지판 500...수직지지대

600...유압잭 650...유압잭 돌기

Claims (3)

1. 얕은 피토로 강관을 추진하는 시공 방법에 있어서,

   상기 강관 내 상부 하면에 접하여 여러 개로 나눠 설치된 지보용 강판을 구비한 선단부 추진체를 추진 강관 내에 설치하는 단계와;

   상기 선단부 추진체가 설치된 추진 강관을 거치하는 단계와;

   강관 내에 작업자가 들어가서 유압잭을 이용하여 상기 선단부 추진체의 여러 개로 나눠 설치된 지보용 강판을 선단 막장부에 순차적으로 분할 압입추진한 후 막장부의 내부 토사를 안전하게 굴착하는 단계와;

   추진 강관 후미에 설치된 유압잭을 이용하여 상기 선단부 추진체의 지보용 강판에 의해 굴착된 길이만큼 추진 강관을 압입추진하는 단계를 포함하는 강관 추진 시공 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 선단부 추진체는 강관 내의 상부 하면에 설치된 지보용 강판으로서 추진 동작원인 유압잭의 돌기가 지지설치되도록 상기 지보용 강판의 하부에 다수의 구멍이 형성되고, 상기 지보용 강판을 지지하는 지지틀로서 상기 강관에 부착고정되는 수직 지지대와, 상기 수직 지지대에 고정되고 상기 지보용 강판의 하부에 일정 간격마다 설치되어 상기 지보용 강판을 지지하는 횡방향 지지대와, 상기 횡방향 지지대를 연결하는 종방향 연결재를 포함하고 있음을 특징으로 하는 강관 추진 시공 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 선단부 추진체의 지보용 강판을 상기 막장부에 순차적으로 삽입하면서 내부 토사를 굴착하거나, 또는 상기 선단부 추진체의 지보용 강판을 순차적으로 압입시켜 지보공을 조성한 후 막장부의 내부 토사를 안전하게 굴착하는 것을 특징으로 하는 강관 추진 시공 방법.

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