KR101041282B1 - 해상 구조물의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해상 구조물 및 시공방법에 관한 것으로서, 급류(조류) 조건에서도 구조물을 신속하고 안전하게 시공할 수 있게 개발한 해상 구조물 및 시공방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 해상 구조물은 복수 개의 재킷레그를 구비하며 해저면에 고정된 재킷과, 상기 재킷레그에 끼워져 해저면에서 지하로 박힌 재킷파일과, 상기 재킷파일 내에 충전된 충전물과, 상기 재킷의 상면에 올려진 데크 플레이트를 포함하며,

상기 해상 구조물을 시공하는 방법은 복수 개의 재킷레그를 구비하며 해저면에 고정될 재킷을 육지에서 제작하는 단계와, 상기 재킷을 시공하고자 하는 지점으로 이송한 후 해저면에 안착시키는 단계와, 상기 재킷의 재킷레그를 통해 해저면을 굴착하는 단계와, 상기 재킷레그에 위치한 재킷파일을 상기 굴착된 해저면에 박는 단계와, 상기 재킷레그 및 상기 재킷파일의 내부에 충전물을 충전하는 단계를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

해상 구조물, 급류(조류), 재킷파일, 중량체, 충전물

Description

해상 구조물의 시공방법{Construction Method of Marine Structure}

본 발명은 해상 구조물 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 특히 급류(조류) 조건에서도 구조물을 신속하고 안전하게 시공할 수 있게 개발한 것이다.

해상구조물 중에 조류 발전소는 통상적으로 조류 유속이 매우 강한 급류 조건의 해상에 시공되어야 발전효율이 높다.

이와 같은 급류 조건에 해상구조물을 시공하기 위해서는, 수평 파력 및 항력에 대한 저항력을 확보하여야 한다. 따라서 수평 파력 및 항력에 대한 저항력이 큰 기초 구조물을 시공 초기에 신속하게 시공하여야 한다. 이와 같은 기초 구조물의 시공기간이 길어지며 그만큼 저항력이 감소하여 본 구조물을 시공하기에 어려움이 따른다.

본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 급류조건의 해상에 구조물을 시공함에 있어 기초 구조물을 신속하게 시공할 수 있을 뿐만 아니라, 급류에 대해 큰 저항력이 발현될 수 있게 구성한 해상 구조물 및 그 시공방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 해상 구조물은 복수 개의 재킷레그를 구비하며 해저면에 고정된 재킷과, 상기 재킷레그에 끼워져 해저면에서 지하로 박힌 재킷파일과, 상기 재킷파일 내에 충전된 충전물과, 상기 재킷의 상면에 올려진 데크 플레이트를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 충전물은 상기 재킷파일과 상기 재킷레그 사이에 충전된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 데크 플레이트에 발전에 필요한 시설물이 시설된다.

또한, 본 발명에 따른 해상구조물의 시공방법은 복수 개의 재킷레그를 구비하며 해저면에 고정될 재킷을 육지에서 제작하는 단계와, 상기 재킷을 시공하고자 하는 지점으로 이송한 후 해저면에 안착시키는 단계와, 상기 재킷의 재킷레그를 통해 해저면을 굴착하는 단계와, 상기 재킷레그에 위치한 재킷파일을 상기 굴착된 해저면에 박는 단계와, 상기 재킷레그 및 상기 재킷파일의 내부에 충전물을 충전하는 단계를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 육지에서 제작된 재킷의 재킷레그에 재킷파일이 끼워진 상태로 이송된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 재킷을 해저면에 안착시키는 단계 이후에, 상기 재킷에 블록을 적층하여 추가하중을 가하는 단계를 더 포함한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 재킷을 해저면에 안착시키는 단계 이후에, 상기 재킷에 물탱크를 위치하고, 상기 물탱크에 해수를 충수하여 추가하중을 가하는 단계를 더 포함한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 재킷을 해저면에 안착시키는 단계에서, 상기 재킷은 바지선에 실려 이송되고, 상기 바지선의 파지력을 확보하기 위해 설치한 다수 개의 앵커 중 한 개이상의 앵커는 육지에 설치한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 재킷을 육지에서 제작하는 단계에서, 상기 재킷의 상면에는 데크 플레이트가 고정된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 충전물을 충전하는 단계 이전에, 상기 재킷레그 및 상기 재킷파일 안쪽에 철근망을 삽입한다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명은 조류 발전소와 같은 해상 구조물을 시공함에 있어서, 해저면에 설치되는 기초 구조물을 급류 조건에서도 신속하게 시공할 수 있어 시공기간의 단축 및 장기간 시공에 따른 안전사고의 문제점 등을 해결하고 있다.

또한 본 발명의 해상 구조물 및 그 시공방법은 기초 구조물인 재킷 및 상부 데크 플레이트를 이용하여 일괄식으로 거치하여 횡력에 대하여 안정성을 확보할 수 있다. 또한 데크 플레이트에 중량체인 콘크리트 블록 또는 해수를 채운 물탱크를 위치하여 추가하중을 가할 수 있다. 여기에서 물탱크에 해수를 저장할 경우에는 펌프를 이용하여 바로 추가하중을 가한 후 시공이 완료되면 저장된 해수를 배수하면 됨에 따라 시공비의 절감을 가져올 수 있다.

아래에서는 본 발명에 따른 해상 구조물 및 그 시공방법의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

급류 조건의 해상에 조류발전소를 시공하기 위해서는 우선적으로 해저면에 기초 구조물을 고정하여야 한다. 본 발명에 따른 해상 구조물 및 그 시공방법은 급류 조건의 해상에서 기초 구조물인 재킷을 해저면에 신속하고 안정적으로 고정하기 위한 것이다.

도면에서, 도면 1a에서 도 1h는 본 발명에 따른 해상구조물 시공순서를 나타낸 개념도이고, 도 2는 도 1에 도시된 재킷의 평면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 해상구조물의 시공방법을 나타낸 블록도이다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 기초구조물인 재킷(101)은 육상에서 제작한(S11) 후에 해상으로 옮겨진다. 상기 재킷(101)은 복수 개의 수직 기둥인 재킷레 그(Jacket Leg)(103)들을 포함하며, 제작된 재킷(101)의 상면에는 데크 플레이트(107)를 고정한다(S13). 이때 도 2에 도시된 바와 같이, 재킷레그(103)의 상단은 데크 플레이트(107)와 간섭되지 않고 노출된다.

한편, 재킷레그(103)에 재킷파일(105)을 삽입한다(S15). 그리고 도 1b에 도시된 바와 같이, 재킷(101)을 해상크레인(111)으로 들어 운송용 바지선(113)에 선적한 후, 시공장소까지 해상으로 이동한다.

이때, 도 1c 및 도 1d에 도시된 바와 같이, 해상크레인(111)이 바지선(113)의 전면에 위치하며 터그보트(Tub boat)(117)로 바지선(113)을 끌거나 밀어 시공장소 근처까지 접근한다. 이후 4개의 앵커(115a~115d)를 배치하는데, 도 1d에 보이듯이, 한 개의 앵커(115a)는 육상에, 그리고 다른 3개의 앵커(115b, 115c, 115d)는 해상에 배치한다.

이와 같이 바지선(113)을 4개의 앵커(115a~115d)로 지지한 상태에서 앵커(115a~115d)와 바지선(113) 사이의 체인 길이를 조절하여 시공현장으로 바지선(113)을 이동시킨다(S17).

도 1e에 도시된 바와 같이, 시공현장으로 이동한 바지선(113)에서 재킷(101)을 해상크레인(111)으로 수중에 침수시킨다. 이때 정확한 시공위치를 확보하기 위해서 광파기를 이용하여 재킷(101)의 침수위를 설정한다.

재킷(101)이 침수되어 해저면에 안착되면(S19), 재킷파일(105)과 재킷레그(103)를 가용접한다. 그리고 도 1f에 도시된 바와 같이, 육상에서 제작된 콘크리트 블록(120)을 이송하여 해저면에 안착된 재킷(101)의 데크 플레이트(107)에 올린 다(S21).

이와 같이 콘크리트 블록(120)을 올려 추가하중을 가함으로써, 재킷(101)이 급류에 의해 이동하지 않도록 횡력에 대한 저항력을 증가시킨다.

콘크리트 블록(120)을 데크 플레이트(107)에 올려두는 방식 외에, 다른 방식으로 제작된 물탱크를 데크 플레이트에 올리고, 펌프를 이용하여 물탱크에 해수를 채워 하중을 증가시킬 수 있다.

그리고 도 1g에 도시된 바와 같이, 콘크리트 블록(120) 또는 해수를 이용하여 추가하중을 가해 재킷(101)이 급류에 움직이지 않도록 배치한 상태에서, RCD(Reverse Circulation Drill)을 바지선(113)으로 이송하여 재킷(101) 근처에 위치한다. 그리고 재킷파일(105)에 드릴 비트(Drill Bit)(131)를 삽입한 후 RCD(130)를 이용하여 해저면에서 소요심도까지 굴착한다(S23).

해저면이 굴착되면, 재킷파일(105)을 해저면에 박는다. 경우에 따라서는 항타기를 바지선으로 이동시켜 재킷파일(105)을 항타하여 해저면에 박는다(S25). 이때 천공경은 1250mm정도이다.

재킷파일(105)이 해저면에 박힌 상태에서, 도 1h에 도시된 바와 같이, 재킷파일(105)의 내부에 철근망을 삽입한 후 재킷파일(105) 내부에 충전물(140)인 콘크리트를 타설하고, 재킷파일(105)과 재킷레그(103) 사이에 충전물인 그라우트로 충전한다(S27).

이와 같이 시공된 기초 구조물인 재킷(101)의 상면 즉 데크 플레이트(107)에 조류발전에 필요한 시설물을 시공한다(S29).

도면 1a에서 도 1h는 본 발명에 따른 해상구조물 시공순서를 나타낸 개념도이고,

도 2는 도 1에 도시된 재킷의 평면도이며,

도 3은 본 발명에 따른 해상구조물의 시공방법을 나타낸 블록도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

101 : 재킷 103 : 레그

105 : 파일 107 : 데크 플레이트

111 : 해상크레인 113 : 바지선

117 : 터그보트 115a ~ 115d : 앵커

120 : 콘크리트 블록 130 : RCD(Reverse Circulation Drill)

131 : 드릴 비트 140 : 충전물

Claims (10)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 복수 개의 재킷레그(103)를 구비하며 해저면에 고정될 재킷(101)을 육지에서 제작하는 단계(S11)와,

   상기 재킷(101)을 시공하고자 하는 지점으로 이송한 후 해저면에 안착시키는 단계(S19)와,

   상기 재킷의 재킷레그(103)를 통해 해저면을 굴착하는 단계(S23)와,

   상기 재킷레그(103)에 위치한 재킷파일(105)을 상기 굴착된 해저면에 박는 단계(S25)와,

   상기 재킷레그 및 상기 재킷파일의 내부에 충전물을 충전하는 단계(27)를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 구조물 시공방법.
5. 제4항에 있어서,

   육지에서 제작된 재킷의 재킷레그에 재킷파일이 끼워진 상태로 이송되는 것을 특징으로 하는 해상 구조물 시공방법.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,

   상기 재킷을 해저면에 안착시키는 단계 이후에,

   상기 재킷에 블록을 적층하여 추가하중을 가하는 단계(S23)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 구조물 시공방법.
7. 제4항 또는 제5항에 있어서,

   상기 재킷을 해저면에 안착시키는 단계 이후에,

   상기 재킷에 물탱크를 위치하고, 상기 물탱크에 해수를 충수하여 추가하중을 가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 구조물 시공방법.
8. 제4항 또는 제5항에 있어서,

   상기 재킷을 해저면에 안착시키는 단계에서,

   상기 재킷은 바지선에 실려 이송되고, 상기 바지선의 파지력을 확보하기 위해 설치한 다수 개의 앵커 중 한 개이상의 앵커는 육지에 설치하는 것을 특징으로 하는 해상 구조물 시공방법.
9. 제4항에 있어서,

   상기 재킷을 육지에서 제작하는 단계에서,

   상기 재킷의 상면에는 데크 플레이트가 고정된 것을 특징으로 하는 해상 구조물 시공방법.
10. 제4항에 있어서,

    상기 충전물을 충전하는 단계 이전에, 상기 재킷레그 및 상기 재킷파일 안쪽에 철근망을 삽입하는 것을 특징으로 하는 해상 구조물 시공방법.

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