KR20070106386A - 캡슐형 또는 동굴형 지하구조물의 미경화 콘크리트 성형틀 - Google Patents

캡슐형 또는 동굴형 지하구조물의 미경화 콘크리트 성형틀 Download PDF

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KR20070106386A
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Abstract

본 발명은 캡슐형 또는 동굴형 지하구조물의 미경화 콘크리트 성형틀에 관한 것으로, 굴착된 지하구조물 내에서 구간별로 슬라이딩 이동시키면서 단계적으로 단일 또는 복수 복공벽 지하구조물의 콘크리트 벽체를 성형작업을 실시할 수 있도록 함으로서, 지하구조물의 성형시에 소요되는 공사시간을 대폭적으로 단축시킬 수 있으면서도 작업성과 경제성도 향상시킬 수 있다. 기술적 수단으로는 중앙에 승강통로(21)가 형성되고 지하구조물(90a)(90b)로부터 지하수가 유입되는 물탱크(60)가 설치된 미들데크(20)와, 지하구조물(90a)(90b)의 수직방향에 대해 설치되면서 요크장치(80a)(80b)를 매개로 작동잭(70)의 구동과 함께 상기 지하구조물(10a)(10b)에 대해 승강 이동되는 행거데크(10a)(10b)와, 지하구조물(90a)(90b)의 아치형 천정면에 대해 위치하면서 상기 미들데크(20) 및 행거데크(10a)(10b) 상측으로 일체 구조화된 아치데크(30)와, 상기 요크장치(80a)(80b) 위쪽에 설치되면서 상기 물탱크(60)로부터의 이송관(81)이 연결되는 배수홀(51) 및 콘크리트철근(91)이 통과되는 철근홀(52) 및 상기 작동잭의 잭로드(71)가 통과되는 로드홀(53)이 관통된 다용도작업대(50)를 기본적으로 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
복공벽. 지하구조물, 아치데크, 앵커볼트, 콘크리트 성형틀, 승강윈치

Description

캡슐형 또는 동굴형 지하구조물의 미경화 콘크리트 성형틀{Non-cementation concrete forming structure of capsule type or cave type underground structure}
도 1은 캡슐형 또는 동굴형 복수 복공벽 지하구조물에 대한 미경화 콘크리트의 타설작업을 단일 시스템으로 실시할 수 있는 본 발명의 기본 실시예에 의한 일체형 성형틀 구조도.
도 2는 도 1의 미경화 콘크리트 성형틀을 구성하는 미들테크 평면도.
도 3은 도 2의 A부분 확대도.
도 4는 본 발명의 미경화 콘트리트 성형틀을 구성하는 행거데크 구조도.
도 5는 본 발명의 미경화 콘트리트 성형틀을 구성하는 다용도작업대 평면도.
도 6은 도 5의 B부분 확대도.
도 7은 도 5의 단면도.
도 8은 캡슐형 또는 동굴형 단일벽 지하구조물의 미경화 콘크리트를 타설하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 의한 성형틀 구조도.
도 9는 도 8의 미경화 콘크리트 성형틀을 구성하는 행거데크 구조도.
도 10은 캡슐형 또는 동굴형 복공벽 지하구조물에 대한 미경화 콘크리트의 타설작업을 콘크리트펌프카를 통해 단일 시스템으로 실시할 수 있는 본 발명의 응 용 실시예에 의한 일체형 성형틀 구조도.
도 11a 및 11b는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 성형틀 구조도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10a,10b : 행거데크 20 : 미들데크
21 : 승강통로 30 : 아치데크
31 : 경사지지대 32 : 앵커볼트
33 : 수평지지대 40 : 공급호퍼
41 : 타설슈트 42 : 승강윈치
50 : 다용도작업대 51 : 배수홀
52 : 철근홀 53 : 로드홀
60 : 물탱크 61 : 살수노즐
70 : 작동잭 71 : 잭로드
72 : 유압제어박스 80a,80b : 요크장치
81 : 이송관 90a,90b : 지하구조물
91 : 콘크리트철근
본 발명은 지하에 굴착된 구조물의 콘크리트 성형벽 거푸집 또는 성형틀에 관한 것으로, 보다 상세하게는 굴착된 캡슐형 또는 동굴형 지하구조물의 전체 벽면에 대해 성형틀을 단계적으로 슬라이딩 이동시키면서 아치형 천정면에 대한 별도의 거푸집 사용 없이도 지하구조물의 전체 벽면의 미경화 콘크리트 타설작업을 실시할 수 있어 공사시간의 단축과 함께 작업성과 안정성을 획기적으로 향상시킨 안정된 작업구조의 캡슐형 또는 동굴형 지하구조물의 미경화 콘크리트 성형틀에 관한 것이다.
잘 알려져 있는 바와 같이, 슬립폼(Slip form) 공법은 거푸집 공법의 일종으로 슬라이딩폼(Sliding form)이라고 불려 지기도 하는데, 수평적 또는 수직적으로 반복된 구조물을 시공이음이 없이 균일한 형상으로 시공하기 위하여 거푸집을 연속적으로 이동시키면서 콘크리트를 타설하여 구조물을 시공하는 공법으로, 수직터널이나 원자력 발전소의 원자로격납용기(Containment vessel)와 같은 지하구조물의 원지반을 보호하고 안정화시키기 위하여 지하구조물의 내측면을 따라 일정두께의 콘크리트 벽체를 시공이음이 없이 시공하고 있다.
이와 같은 슬리폼 공법은 시공이음이 없고 연속시공이 가능하며, 공사기간의 단축 및 공사비 절감이 가능하고, 자동계측 및 제어시스템으로 시공 중에 발생할 수 있는 모든 상황에 신속히 대응할 수 있어 고품질의 콘크리트 구조물을 건설할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 공사가 시작되면 완료될 때까지 연속으로 작업해야 하므로 필요한 인원이나 자재 반입 등의 계획을 세워야 함에 따라 시공 중에는 설계변경이 곤란하므로 준비작업을 철저히 해야 하는 단점이 있다.
특히 이러한 슬립폼 공법에 적용되고 있는 지금까지의 슬립폼 장치(성형틀) 를 보면, 통상 지하구조물의 바닥면과 수직 벽체면에 대해 슬립폼 장치를 통해 미경화 콘크리트를 타설시킨 다음, 아치형의 천정면에 대해서는 슬립폼 장치를 적용시키지 못하고 별도의 거푸집을 설치하여 미경화 콘크리트를 타설하는 추가작업이 요구되었으며, 이는 지하구조물의 미경화 콘크리트 타설작업이 연속적인 단일공정으로 실시되지 못해 공사시간이 늘어날 수밖에 없어, 결과적으로 지하구조물의 콘크리트를 타설함에 있어 작업성과 경제성은 물론 작업자의 안정성이 떨어지는 요인이 되고 있다.
따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 지금까지 슬립폼 장치가 해결하지 못한 제반 문제점들을 구조적으로 해결할 수 있도록 개발된 것으로, 굴착된 캡슐형 또는 동굴형 지하구조물 내에서 구간별로 성형틀을 슬라이딩 이동시키면서 단계적으로 단일벽 또는 복수 복공벽 지하구조물의 콘크리트 벽체의 콘크리트 타설작업을 실시할 수 있도록 함으로서, 캡슐형 또는 동굴형 지하구조물의 성형시에 소요되는 공사시간을 대폭적으로 단축시킬 수 있으면서도 작업성과 경제성도 향상시킬 수 있는 안정된 작업구조의 캡슐형 또는 동굴형 지하구조물의 미경화 콘크리트 성형틀을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 중앙에 승강통로가 형성되고 지하구조물로부터 지하수가 유입되는 물탱크가 설치된 수평방향의 미들데크와, 지하구조물의 수직방향에 대해 설치되면서 요크장치를 매개로 작동잭의 구동과 함께 상기 지하구조물에 대해 승강 이동되는 행거데크와, 지하구조물의 아치형 천정면에 대해 위치하면서 상기 미들데크 및 행거데크 상측으로 일체 구조화된 아치데크와, 상기 요크장치 위쪽에 설치되면서 상기 물탱크로부터의 이송관이 연결되는 배수홀 및 콘크리트철근이 통과되는 철근홀 및 상기 작동잭의 잭로드가 통과되는 로드홀이 관통된 다용도작업대를 기본적으로 포함하여 이루어진 구성관계를 기술적 특징으로 한다.
그리고 상기 행거데크는 지하구조물 벽체를 형성하게 되는 미경화 콘크리크가 타설슈트를 통해 공급 타설될 수 있도록 아치데크의 수평지지대를 매개로 설치된 공급호퍼와 상기 타설슈트가 연결된다. 또한 아치데크는 지하구조물 전체 벽면에 대해 콘크리트펌프카를 통해 미경화 콘크리트가 공급 타설될 수 있도록 중앙 저부에 고정된 앵커볼트를 매개로 설치되어 작동되는 승강윈치에 콘크리트펌프카로부터의 타설슈트가 연결된것을 구성관계를 이룬다.
또한 상기 아치데크는 지하구조물의 아치형 천정면으로 타설되는 미경화 콘크리트가 일정 진동에 의해 균등하게 분포될 수 있도록 있도록 경사지지대에 다수의 다짐기(바이브레이터)가 설치된다. 또한 상기 행거데크는 지하구조물로의 미경화 콘크리트가 타설되면서 물탱크로부터의 지하수가 살수될 수 있도록 살수노즐이 설치된 것을 특징으로 한다. 나아가 다용도작업대는 낙하되는 지하수가 흘러넘치지 않고 이송관을 통해 물탱크로 유입되도록 지하구조물쪽의 단부가 조금 높게 돌출된 구성관계를 통해 기존의 슬립폼 장치들과 차별화된다.
이하, 굴착된 단일벽 또는 복공벽의 캡슐형 또는 동굴형 지하구조물(90a)(90)의 전체 벽면에 대해 성형틀을 단계적으로 슬라이딩 이동시키면서 아치형 천정면에 대한 별도의 거푸집 사용 없이도 미경화 콘크리트 타설작업을 실시할 수 있는 본 발명의 구체적인 구성관계 및 작동을 첨부한 바람직한 실시예의 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
우선 도 1 내지 도 7의 도면은 캡슐형 또는 동굴형 지하구조물의 천정면에 대한 별도의 거푸집 사용 없이도 지하구조물(90a)(90b)의 전체 벽면에 대해 성형틀이 단계적으로 슬라이딩 이동되면서 공급호퍼(40)로부터의 타설슈트(41)를 통해 미경화 콘크리트를 타설작업할 수 있는 본 발명의 기본 실시예에 의한 성형틀을 도시한 것으로, 기본적으로 중앙에 승강통로(21)가 형성되고 복수 복공벽 지하구조물(90a)(90b)로부터 지하수가 유입되는 물탱크(60)가 설치된 수평방향의 미들데크(20)와, 지하구조물(90a)(90b)의 수직방향에 대해 설치되면서 요크장치(80a)(80b)를 매개로 작동잭(70)의 구동과 함께 상기 지하구조물(90a)(90b)에 대해 승강 이동되는 행거데크(10a)(10b)와, 지하구조물(90a)(90)의 아치형 천정면에 대해 위치하면서 상기 미들데크(20) 및 행거데크(10a)(10b) 상측으로 일체 구조화된 아치데크(30)와, 상기 요크장치(80a)(80b) 위쪽에 설치되면서 상기 물탱크(60)로부터의 이송관(81)이 연결되는 배수홀(51) 및 콘크리트철근(91)이 통과되는 철근홀(52) 및 상기 작동잭의 잭로드(71)가 통과되는 로드홀(53)이 관통된 다용도작업대(50)를 포함하여 시스템 구성된다.
아울러 도 8 및 도 9는 캡슐형 또는 동굴형의 단일벽 지하구조물(90a)의 미경화 콘크리트를 타설하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 의한 성형틀의 전체적인 시스템 구조 및 행거테크(10a)의 구조를 각각 도시한 것으로, 도 1 내지 도 7의 기본 실시예와 전체적으로 동일한 구성관계로서 다만 복수 복공벽이 아닌 단일벽의 지하구조물(90a)에 적용하므로 상기 행커데크(10a)가 복수가 아닌 단일의 구성관계로 이루어지는 차이만 있다.
도면에서 보는 바와 같이, 캡슐형 또는 동굴형 지하구조물(90a)(90b)의 전체 벽면에 대해 단일 시스템으로 미경화 콘크리트를 타설할 수 있는 본 발명의 미경화 콘크리트 성형틀은 기본적으로 지금까지 소개된 슬립폼 장치들에서는 전혀 적용되지 않은 아치데크(30)를 일체 구조화시킴으로서, 캡슐형 아치형 천정면의 타설작업시 별도의 거푸집을 설치하는 번거로움을 구조적으로 없앨 수 있을 있을 뿐만 아니라 일원화된 시스템의 적용으로 전체적인 타설작업이 안정화될 수 있으면서 작업시간도 획기적으로 줄일 수 있는 작업성 및 경제성은 물론, 중단 없이 연속적으로 콘크리트의 타설작업이 이루어질 수 있어 안정된 콘크리트 양생면도 당연히 제공할 수 있다.
먼저 행거데크(10a)(10b)는 작업자가 탑승하여 타설슈트(41)를 통해 공급되면서 지하구조물(90a)(90b)로 타설되는 미경화 콘크리트의 타설작업이 정확히 이루어질 수 있도록 수직방향의 상기 지하구조물(90a)(90b)에 대해 위치하게 되며, 상기 행거데크(10a)(10b) 안쪽으로는 수평방향의 미들데크(20)가 구성된다.
특히 미들데크(20)는 중앙에 아치데크(30) 위쪽의 지하구조물(90a)에 고정시 킨 앵커볼트(32a)를 매개로 승강동작되면서 제반 부속물을 운반될 수 있도록 승강통로(21)가 관통되며, 측방의 행거데크(10a)(10b)쪽으로는 각각 지하구조물(90a)(90b)부터 낙하되는 지하수가 다용도작업대(50)의 이송관(81)을 통해 유입되어 저장될 수 있도록 물탱크(60)가 설치된다. 물론 상기 물탱크(60)는 행거데크(10a)(10b)의 저부에 설치된 살수노즐(61)가 연결되어 미경화 콘크리트의 타설작업시 외부로부터의 물을 이용하는 번거로움 없이 지하수로서 사용할 수 있도록 한다.
그리고 작업자가 탑승하는 행거테크(10a)(10b)는 요크장치(80a)(80b)를 매개로 작동잭(70)의 구동에 따라 잭로드(71)와 함께 승강될 수 있으며, 이러한 요크장치(80a)(80b)는 통상의 슬립폼 장치에 적용되는 요크장치의 구성관계에 준하여 그 작동구조가 이루어진다. 아울러 이들 요크장치(80a)(80b)는 별도의 유압제어박스(72)의 제어신호에 따라 작동 조절됨은 물론이다.
그리고 상기 요크장치(80a)(80b) 위쪽으로 설치되는 다목적작업대(50)는 작동잭(70)의 잭로드(71)가 통과되는 로드홀(53)과 함께 콘크리트철근(91)이 통과되는 철근홀(52) 및 물탱크(60) 쪽으로의 이송관(81)이 연결된 배수공(51)이 관통 형성되고, 지하구조물(90a)(90b)쪽으로부터 낙하되는 지하수가 흘러넘치지 않고 상기 이송관(81)을 통해 물탱크(60)로 유입되도록 지하구조물(90a)쪽의 외측 단부가 조금 높게 돌출됨이 바람직하다.
특히 본 발명의 미경화 콘크리트 성형틀에 적용시켜 구성된 아치데크(30)는 타설되는 지하구조물(90a)의 천정면 저부 중앙으로 부속물의 지지수단인 앵커볼 트(32a)가 고정 설치되면서 전체적으로 안정된 지지구조와 타설되는 콘크리트가 원활하게 공급될 수 있도록 경사지지대(31)와 수평지지대(33)가 결합되며, 상기 수평지지대(33)를 매개로 공급호퍼(40)가 설치되어 먼저 지하구조물(90a)(90b)를 이루는 수평방향의 바닥면과 수직방향의 벽체면에 대해 타설슈트(41)를 통해 미경화 콘크리트가 타설된다. 아울러 아치형의 천정면에 대해서는 별도의 콘크리트펌프카(도면도시 생략)로부터의 경사지지대(31)를 통한 미경화 콘크리트 공급으로 천정면의 콘크리트 타설작업이 이루어진다.
또한 아치데크(30)는 지하구조물(90a)(90b)의 천정면에 대한 콘크리트 타설이 균등하게 이루어질 수 있도록 경사지지대(31)에 다수의 다짐기(바이브레이터)가 설치됨이 바람직하며, 이는 지하구조물(90a)(90b)의 아치형 천정면으로 타설되는 미경화 콘크리트가 일정 진동에 의해 균등하게 분포될 수 있도록 한다.
한편, 도 1 내지 도 9의 기본 실시예와 달리 지하구조물(90a)(90b)의 아치형 천정면을 포함한 전체 벽면에 대해 콘크리트펌프카로서 미경화 콘크리트를 타설시킬 수 있도록 도 10에서와 같은 응용 실시예가 적용될 수 있다. 즉, 아치데크(30)의 수평지지대(33)에 구성되는 공급호퍼(40) 대신에 상기 아치테크(30) 저부에 고정시킨 앵커볼트(32b)를 매개로 승강윈치(42)를 설치하고, 상기 승강윈치(42)를 매개로 타설슈트(41)가 승강 이동될 수 있도록 함으로서 콘크리트펌프카로부터 공급되는 미경화 콘크리트가 상기 타설슈트(41)를 통해 지하구조물(90a)(90b)의 전체 벽면에 대해 단일 시스템으로서 타설될 수도 있다.
도 11a 및 11b는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 성형틀 구조도.
도 11a 및 11b를 참조하면, 다단으로 형성된 상기 지하구조물(90a)(90b)에 상기 미들데크(20)의 길이를 가변시켜 설치하게 된다. 즉 상기 미들데크(20)의 양단부와 연결프레임(22)을 연결편에 의해 상호 나사체결하여 장,탈착가능하게 설치하게 된다. 다시말해 도11a에서와 같이 좁은 폭(L1)의 지하구조물(90a)(90b)에서 넓은 폭(L2)의 지하구조물(90a)(90b)로 이동시 상기 미들데크(20)의 양단부에 연결프레임(22)을 설치하게 되고, 반대로 도11b에서와 같이 넓은 폭(L2)의 지하구조물(90a)(90b)에서 좁은 폭(L1)의 지하구조물(90a)(90b)로 이동시 미들데크(20)에 결합된 연결프레임(22)을 해체하게 됨으로써, 다양한 폭(L1,L2)을 같는 지하구조물(90a)(90b)을 시공할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 캡슐형 또는 동굴형 지하구조물의 미경화 콘크리트 성형틀은, 굴착된 캡슐형 또는 동굴형 지하구조물 내에서 구간별로 성형틀이 슬라이딩 이동시키면서 단계적으로 단일벽 또는 복수 복공벽 지하구조물의 콘크리트 벽체에 대한 콘크리트 타설의 성형작업을 실시할 수 있도록 함으로서, 캡슐형 또는 동굴형 지하구조물의 성형시에 소요되는 공사시간(작업공기)을 대폭적으로 단축시킬 수 있으면서도 작업성과 경제성도 향상시킬 수 있는 안정된 작업구조를 제공할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 미경화 콘크리트 성형틀은 특히, 지하구조물의 바닥면을 콘트리트 타설한 후에 수직방향의 벽체면과 아치형의 천정면에 대한 콘크리트 타설작업을 위한 별도의 거푸집을 설치하는 번거로움은 물론 작업의 불안정성을 구조적으로 개선할 수 있어 복잡한 형태의 어떠한 지하구조물에도 폭넓게 적용시킬 수 있는 다양한 효과가 제공될 수 있을 것으로 기대된다.

Claims (8)

  1. 중앙에 승강통로(21)가 형성되고 지하구조물(90a)(90b)로부터 지하수가 유입되는 물탱크(60)가 설치된 수평방향의 미들데크(20)와,
    지하구조물(90a)(90b)의 수직방향에 대해 설치되면서 요크장치(80a)(80b)를 매개로 작동잭(70)의 구동과 함께 상기 지하구조물(10a)(10b)에 대해 승강 이동되는 행거데크(10a)(10b)와,
    지하구조물(90a)(90)의 아치형 천정면에 대해 위치하면서 상기 미들데크(20) 및 행거데크(10a)(10b) 상측으로 일체 구조화된 아치데크(30)와,
    상기 요크장치(80a)(80b) 위쪽에 설치되면서 상기 물탱크(60)로부터의 이송관(81)이 연결되는 배수홀(51) 및 콘크리트철근(91)이 통과되는 철근홀(52) 및 상기 작동잭의 잭로드(71)가 통과되는 로드홀(53)이 관통된 다용도작업대(50)를 기본적으로 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 캡슐형 또는 동굴형 지하구조물의 미경화 콘크리트 성형틀.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 행거데크(10a)(10b)는 지하구조물(90a)(90b) 벽체를 형성하게 되는 미경화 콘크리크가 타설슈트(41)를 통해 공급 타설될 수 있도록 아치데크(30)의 수평지지대(33)를 매개로 설치된 공급호퍼(40)와 상기 타설슈트(41)가 연결된 것을 특 징으로 하는 캡슐형 또는 동굴형 지하구조물의 미경화 콘크리트 성형틀.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 행거데크(10a)(10b)는 지하구조물(90a)(90b)로의 미경화 콘크리트가 타설되면서 물탱크(60)로부터의 지하수가 살수될 수 있도록 살수노즐(61)이 설치된 것을 특징으로 하는 캡슐형 또는 동굴형 지하구조물의 미경화 콘크리트 성형틀.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 아치데크(30)는 지하구조물(90a)(90b) 전체 벽면에 대해 콘크리트펌프카를 통해 미경화 콘크리트가 공급 타설될 수 있도록 중앙 저부에 고정된 앵커볼트(32b)를 매개로 설치되어 작동되는 승강윈치(42)에 콘크리트펌프카로부터의 타설슈트(41)가 연결된 것을 특징으로 하는 캡슐형 또는 동굴형 지하구조물의 미경화 콘크리트 성형틀.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 아치데크(30)는 지하구조물(90a)(90b)의 아치형 천정면으로 타설되는 미경화 콘크리트가 일정 진동에 의해 균등하게 분포될 수 있도록 있도록 경사지지 대(31)에 다수의 다짐기(바이브레이터)가 설치된 것을 특징으로 하는 캡슐형 또는 동굴형 지하구조물의 미경화 콘크리트 성형틀.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 다용도작업대(50)는 낙하되는 지하수가 흘러넘치지 않고 이송관(81)을 통해 물탱크(60)로 유입되도록 지하구조물(90a)쪽의 단부가 조금 높게 돌출된 것을 특징으로 하는 캡슐형 또는 동굴형 지하구조물의 미경화 콘크리트 성형틀.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 미들데크(20)는 상기 지하구조물(90a)(90b)의 폭(L1,L2)에 따라 그 길이가 가변되는 것을 특징으로 하는 캡슐형 또는 동굴형 지하구조물의 미경화 콘크리트 성형틀.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 미들데크(20)는 그 길이가 가변되도록 양단부에 연결프레임(22)이 장,탈착되게 설치된 것을 특징으로 하는 캡슐형 또는 동굴형 지하구조물의 미경화 콘크리트 성형틀.
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