KR20200037581A

KR20200037581A - Method of press-fitting steel pipe to form working pipe

Info

Publication number: KR20200037581A
Application number: KR1020180116984A
Authority: KR
Inventors: 조광래
Original assignee: 주식회사 하이제트이엔지
Priority date: 2018-10-01
Filing date: 2018-10-01
Publication date: 2020-04-09

Abstract

The present invention relates to a press-fit construction method of a steel pipe forming a work tool, which allows a vertical work tool serving as a passage for discharging soil and rock, which occur during installation of an excavation machine and excavation, to the ground to be constructed more efficiently and quickly when building underground tunnels or sewers by shield and semi-shield methods so as to expand urban infrastructure.

Description

Method of press-fitting steel pipe to form working pipe of a steel pipe forming a work tool

본 발명은 작업구를 형성하는 강관의 압입 시공방법에 관한 것으로, 도시 기반 시설 확충을 위해 실드(Shield) 및 세미실드(Semi-shield)공법에 의해 지하터널이나 하수구를 구축할 때 굴착기계의 설치하고 굴진시 발생하는 토사와 암반을 지상으로 배출시키는 통로 역할을 하는 수직의 작업구를 보다 효율적으로 신속하게 시공할 수 있도록 한 작업구를 형성하는 강관의 압입 시공방법에 관한 것이다. The present invention relates to a press-fit construction method of a steel pipe forming a work tool, installation of an excavating machine when constructing an underground tunnel or sewer by a shield and a semi-shield method for expanding urban infrastructure And it relates to a press-fit construction method of a steel pipe forming a work tool to more efficiently and quickly construct a vertical work tool that serves as a passage for discharging soil and rock generated during excavation to the ground.

일반적으로 작업구(수직구)는 터널이나 하수구 등을 굴착하기 위하여 지상으로부터 지하 터널까지 수직으로 연결해주는 일종의 수직터널로서 터널 공사 시에는 각종 장비 및 건설 자재들을 지상으로부터 운반 및 이동시키고, 터널 굴진 시에 발생되는 토사와 암반을 지상으로 배출시키는 통로 역할을 하며, 터널이 완성된 후에는 관리자의 이동통로 및 통신구나 전력구의 각종 케이블을 지하 터널로부터 지상으로 연결시켜 주고, 각종 배관을 연결시켜 주는 역할을 한다.In general, a work tool (vertical tool) is a kind of vertical tunnel that vertically connects from the ground to the underground tunnel to excavate a tunnel or sewer, etc. In the case of tunnel construction, various equipment and construction materials are transported and moved from the ground. It acts as a passage for discharging soil and rock generated in the ground to the ground, and after the tunnel is completed, it connects various cables of the manager's mobile passages, communication channels, and power tools from the underground tunnel to the ground, and connects various pipes. Do it.

실드 및 세미실드 공법은 지하터널을 굴착을 위하여 굴착기계를 목표로 하는 지하심도에 기계를 설치한 후 목표로 하는 터널 경로를 따라 기계가 수평으로 굴착을 하게 되는 데, 이때 굴착기계를 지하의 일정한 심도에 설치하기 위한 작업구를 굴착시에는 벽체가 붕괴하는 것을 방지하기 위하여 스트라트(Strut)공법, 라이닝(Lining)공법, JSP 지반개량공법, SEC 지하연속벽 공법 및 트랜치 커터(Trench Cutter)에 의한 지하연속벽 공법등의 벽체 가시설 공법이 적용되고 있다.In the shield and semi-shield method, the machine is horizontally excavated along the target tunnel path after the machine is installed in the underground depth targeting the excavation machine to excavate the underground tunnel. In order to prevent the wall from collapsing when excavating a work tool to be installed in the depth, use the strut method, lining method, JSP ground improvement method, SEC underground continuous wall method, and trench cutter. The construction method of wall structures such as the underground continuous wall construction method has been applied.

그러나, 이와같은 공법들은 차수 및 가 시설 공사가 완료된 후에 지표로 부터 지하로 수직방향으로 설계 심도까지 지반을 굴착하고 지하에서 벽체 구조물을 시공하게 되는 과정을 거치는 공정상의 어려움이 있고 이로 인해 공기가 지연되고 공사비용이 증가하며 가시설 공사에 요구되는 대형장비로 인하여 교통 불편을 유발하고 소음이 많이 발생하게 되는 문제점이 있다.However, these construction methods have difficulty in the process of excavating the ground from the surface to the design depth in the vertical direction from the surface to the design depth after the completion of the construction of the order and provisional facilities, and the air is delayed due to the process of constructing a wall structure in the basement. In addition, there is a problem that the construction cost increases and the large equipment required for temporary facility construction causes traffic inconvenience and generates a lot of noise.

따라서, 이러한 문제점을 해소하는 것으로 강관을 유압잭과 같은 추진장비로서 연속적으로 압입하여 별도의 가시설 벽체를 시공하는 번거러움이 없이 작업구를 시공하는 방법이 알려져 있다.Therefore, to solve this problem, there is known a method of constructing a work tool without the hassle of constructing a separate provisional wall by continuously pressing a steel pipe as a propulsion device such as a hydraulic jack.

그러나, 강관을 추진장비로서 수직으로 압입하는 과정에서 굴착심도가 깊어질 수록 지면의 강한 토압으로 인해 강관을 압입하는 데 많은 어려움이 발생하게 되는 데 이는 지표면에서 강관을 일정 깊이로 압입하여 내부의 토사를 배출시키게 되면 내부가 빈 강관에 작용하는 토압이 지표면에 가까운 지면에서 매우 강하게 작용하여 강관을 압입하기가 용이하지 않은 문제점이 있었다. However, in the process of vertically indenting the steel pipe as a propulsion equipment, the deeper the excavation depth, the more difficult it is to press the steel pipe due to the strong earth pressure on the ground. When discharged, there was a problem in that the earth pressure acting on the hollow steel pipe inside was very strong on the ground close to the ground surface, making it difficult to press-fit the steel pipe.

본 발명의 목적은 상기에 기술한 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로, 강관을 압입시 토압을 받지 않고 작업구를 형성하는 계획심도 까지 원활하게 압입하는 작업구를 형성하는 강관의 압입 시공방법을 제공하는 데 있다. An object of the present invention was invented to solve the above-described problems, and provides a method for press-fitting a steel pipe forming a work tool that smoothly presses a steel pipe up to a planned depth of forming a work tool without receiving earth pressure when press-fitting the steel pipe. To have.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 작업구를 형성할 지면을 수직 방향으로 강관의 직경보다 크게 굴착하여 일정깊이의 외관삽입홈을 형성하여 이에 외관을 삽입하는 1단계와; 상기 1단계에서 삽입된 외관과 지면과의 사이를 메움토로서 메우고 외관의 상면에 외관의 길이에 대응하는 연결외관을 용접하여 굴착할 지중으로 연결외관의 상단부를 남겨두고 추진장비로서 내부의 토사를 반출시키면서 관입시키는 제2단계와; 상기 제2단계를 통해 내부가 빈 외관의 내부에 이보다 직경이 작은 내관을 삽입하는 제3단계와; 외관은 고정한 상태에서 외관의 내부에 삽입된 내관을 굴착할 지중으로 토사를 반출하면서 관입하되 내관의 상단에 작업구의 계획심도에 대응하는 길이의 연결내관을 용접하여 지중으로 계획심도까지 관입하는 제4단계와; 내관을 계획심도까지 완전 삽입한 상태에서 외관을 취출하여 내관으로 이루어진 작업구를 형성하는 제5단계로 구성됨을 특징으로 하는 작업구를 형성하는 강관의 압입 시공방법을 제공한다. The present invention as a means for achieving this object, the first step of excavating the ground to form a working tool larger than the diameter of the steel pipe in the vertical direction to form an externally inserted groove of a certain depth and insert the externally thereon; Fill the gap between the exterior and the ground inserted in step 1 as a filling soil, weld the connecting exterior corresponding to the length of the exterior to the top surface of the exterior, and leave the top of the connecting exterior as the ground to be excavated. A second step of intrusion while carrying out; A third step of inserting an inner tube having a smaller diameter than the inside of the empty exterior through the second step; The exterior is intrusive while excavating soil into the ground to excavate the inner tube inserted into the inside of the exterior in a fixed state, but welding the connecting inner tube of the length corresponding to the planned depth of the work tool to the top of the inner tube to penetrate into the underground to the planned depth Step and; Provided is a press-fit construction method of a steel pipe forming a work tool, characterized in that it is composed of a fifth step of taking out the exterior with the inner tube fully inserted to the planned depth to form a work tool made of the inner tube.

이와 같이 본 발명은 작업구를 형성하는 직경보다 큰 외부강관으로 토압을 차단하면서 이의 내부에 삽입시킨 내부강관을 압입하여 작업구를 형성하게 되므로 외부강관에 의해 차단된 토압으로 인해 내부강관이 보다 원할하게 압입되므로서 작업구의 시공이 용이하고 공기가 단축되며 소음이 적게 발생하는 등의 효과가 있다. As described above, the present invention forms a work tool by pressing the inner steel pipe inserted therein while blocking the earth pressure with an outer steel pipe larger than the diameter forming the work tool, so that the inner steel pipe is more desirable due to the earth pressure blocked by the outer steel pipe. As it is press-fitted, the construction of the work tool is easy, air is shortened, and noise is generated.

도 1의 (a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(i)는 본 발명의 시공순서도
도 2는 시공된 작업구를 통해 터널을 굴착하는 상태의 예시 단면도Figure 1 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) is the construction flow chart of the present invention
2 is an exemplary cross-sectional view of a state of excavating a tunnel through a constructed work tool

이하 본 발명을 첨부도면에 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1의 (a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(i)는 본 발명의 시공방법을 순서적으로 도시한 것으로서, 작업구(100)를 형성할 지면(1)을 수직 방향으로 작업구(100)의 직경보다 크게 굴착하여 일정깊이의 외관삽입홈(2)을 형성하여 이에 외관(3)을 삽입하는 1단계와; 상기 1단계에서 삽입된 외관(3)과 지면(1)과의 사이를 메움토(4)로서 메우고 외관(3)의 상면에 외관(3)의 길이에 대응하는 연결외관(3')을 용접하여 굴착할 지중으로 연결외관(3')의 상단부를 남겨두고 추진장비로서 내부의 토사를 반출시키면서 관입시키는 제2단계와; 상기 제2단계를 통해 내부가 빈 외관(3)의 내부에 이보다 직경이 작은 내관(5)을 삽입하는 제3단계와; 외관(3)은 고정한 상태에서 외관(3)의 내부에 삽입된 내관(5)을 굴착할 지중으로 토사를 반출하면서 관입하되 내관(5)의 상단에 작업구(100)의 계획심도에 대응하는 길이의 연결내관(5')을 용접하여 지중으로 계획심도까지 관입하는 제4단계와; 내관(5)을 계획심도까지 완전 삽입한 상태에서 외관(3)을 취출하여 내관(5)으로 이루어진 작업구(100)를 형성하는 제5단계로 구성됨을 특징으로 한다.1 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) sequentially shows the construction method of the present invention, the work tool 100 A first step of excavating the ground 1 to be formed larger than the diameter of the work tool 100 in the vertical direction to form the exterior insertion groove 2 of a predetermined depth and inserting the exterior 3 thereon; Fill the gap between the exterior 3 and the ground 1 inserted in the first step as a filling earth 4 and weld the connecting exterior 3 'corresponding to the length of the exterior 3 on the upper surface of the exterior 3 A second step of leaving the upper end of the connecting exterior 3 'into the ground to be excavated and intruding while removing the internal soil as propulsion equipment; A third step of inserting an inner tube 5 having a smaller diameter than the inside of the empty exterior 3 through the second step; The exterior 3 is penetrated while excavating soil into the ground to excavate the inner tube 5 inserted inside the exterior 3 in a fixed state, but corresponds to the planned depth of the work tool 100 at the top of the inner tube 5 A fourth step of welding the connecting inner pipe 5 'of length to penetrate into the planned depth into the ground; It is characterized in that it consists of a fifth step of taking out the exterior (3) in a state where the inner tube (5) is fully inserted up to the planned depth to form a work tool (100) made of the inner tube (5).

도면중 미설명 부호 6은 굴착장비이다. In the drawings, reference numeral 6 is a drilling rig.

이와같이 된 본 발명은 터널이나 하수구 등의 도시 기반 시설 확충을 위한 수직의 작업구(100)를 형성하기 위한 강관의 압입 시공방법에 관한 것으로 이러한 본 발명의 작업구 시공방법은 여러 단계로 나누어서 설명할 수 있는데 먼저 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1단계는 외관(3)이 삽입되는 외관삽입홈(2)을 외관(3)의 직경보다 크게 굴착하여 저부에 굴착면을 형성하는 단계로서 포크레인과 같은 굴착장비(6)를 사용하여 굴착할 지면(1)을 수직 방향으로 굴착하여 일정 폭과 높이를 갖는 외관삽입홈(2)을 형성하게 되면 자연스럽게 상기 외관삽입홈(2)의 바닥면에는 굴착면이 형성된다.The present invention as described above relates to a press-fit construction method of a steel pipe for forming a vertical work tool 100 for expanding a city infrastructure such as a tunnel or a sewer, and the work tool construction method of the present invention will be described in various stages. First, as shown in Fig. 1 (a), the first step is to excavate the exterior insertion groove 2 into which the exterior 3 is inserted to be larger than the diameter of the exterior 3 to form an excavation surface at the bottom. As a step, when using the drilling equipment 6 such as a fork lane to excavate the ground 1 to be excavated in the vertical direction to form the exterior insertion groove 2 having a certain width and height, naturally the exterior insertion groove 2 An excavation surface is formed on the bottom surface.

이때 외관(3)은 저부의 굴착면과 직각을 이루도록 수직으로 관입시키게 되고 작업구(100)가 완성되는 단계에서 외관(3)을 지중으로부터 빼내는 데 용이하도록 상단부의 일부는 지표면보다 노출되도록 관입시키게 된다. At this time, the exterior (3) is vertically penetrated to form a right angle to the excavation surface of the bottom, and in order to facilitate the removal of the exterior (3) from the ground at the stage of completion of the work tool (100), a portion of the upper part is penetrated so as to be exposed than the ground surface. do.

제2단계에서는 외관삽입홈(2)에 삽입된 외관(3)과 지면(1)과의 사이를 메움토(4)로서 메우게 되는 데 외관삽입홈(2)은 외관(3)보다 큰 직경으로 1단계에서 굴착을 하게 되므로 외관(3)을 삽입하게 되면 지면(1)과의 사이에 간극이 형성되어 메움토(4)로서 메워 외관(3)이 움직이지 않도록 지지하게 된다. In the second step, the exterior 3 inserted into the exterior insertion groove 2 and the ground 1 are filled as a filling soil 4, and the exterior insertion groove 2 has a larger diameter than the exterior 3 As the excavation is performed in step 1, when the exterior 3 is inserted, a gap is formed between the ground 1 and the filling 3 is filled to support the exterior 3 from moving.

이어서, 외관(3)의 상면에 외관(3)의 길이에 대응하는 연결외관(3')을 용접하여 굴착할 지중으로 연결외관(3')의 상단부를 남겨두고 추진장비로서 내부의 토사를 반출시키면서 관입시키게 되는 데 지중에 삽입하는 외관(3)과 연결외관(3')의 전체 길이는 다음 단계에서 삽입하는 내관(5)이 토압을 받지 않고 삽입될 수 있는 정도의 길이 정도면 가능하므로 그다지 길지 않다.Subsequently, by welding the connecting exterior 3 'corresponding to the length of the exterior 3 to the upper surface of the exterior 3, leaving the upper end of the exterior 3' as the underground to be excavated, and exporting the internal soil as propulsion equipment The total length of the exterior 3 and the connecting exterior 3 'to be inserted into the ground while intruding while being allowed is as long as the inner tube 5 inserted in the next step can be inserted without receiving earth pressure. Not long

연결외관(3')이 도 1의 (b)와 같이 외관(3)의 상단에 연결되면 유압잭과 같은 추진장비로서 외관(3)을 타압하여 지중의 굴착면으로 관입시키게 되고 이 과정에서 발생되는 토사는 별도의 흡입관(미도시)에 의해 지상으로 반출시키게 되면 연결외관(3')이 연결된 외관의 내부는 도 1의 (d)와 같이 빈공간이 형성된다 When the connecting exterior (3 ') is connected to the upper end of the exterior (3) as shown in Figure 1 (b), the exterior (3) as a propulsion device, such as a hydraulic jack, is pressed and penetrated into the underground excavation surface. When the soil is taken out to the ground by a separate suction pipe (not shown), an empty space is formed in the inside of the exterior where the connecting exterior 3 'is connected as shown in FIG. 1 (d).

이어서, 제 3단계에서 도 1의 (e)에 도시된 바와 같이 외관 내부의 빈공간에 보다 긴 길이의 내관(5)을 굴착면까지 삽입하고 제4단계를 통해 외관(3)은 고정한 상태에서 외관(3)의 내부에 삽입된 내관(5)을 굴착할 지중으로 토사를 반출하면서 관입하게 되는 데 상기 내관(5)은 작업구(100)를 형성하는 외벽체가 되므로 내관(5)의 상단에 도 1의 (g)와 같이 작업구(100)의 계획심도에 대응하는 길이의 연결내관(5')을 한 개 이상 용접한 상태에서 추진장치를 사용하여 지중으로 계획심도까지 관입하고 이때 내관(5)의 내부에 발생되는 토사는 배출장치로서 지상으로 반출시키게 되면 내관(5)의 내부에 빈공간이 형성된다. Subsequently, in the third step, as shown in FIG. 1 (e), the inner tube 5 of a longer length is inserted into the empty space inside the exterior to the excavation surface and the exterior 3 is fixed through the fourth step. The inner tube 5 inserted into the inside of the exterior 3 is penetrated while excavating soil into the ground to be excavated. Since the inner tube 5 becomes an outer wall forming the work tool 100, it is at the top of the inner tube 5. As shown in (g) of FIG. 1, when one or more connection inner pipes 5 'having a length corresponding to the planned depth of the work tool 100 are welded, the propulsion device is used to penetrate into the underground to the planned depth, and at this time, the inner pipe ( The soil generated inside 5) is a discharge device, and when taken out to the ground, an empty space is formed inside the inner tube 5.

제5단계는 외관(3)을 취출하는 단계로서 지중의 굴삽된 내관(5)에 의해 작업구(100)를 형성하게 되므로 내관(5)은 고정된 상태에서 외관(3)을 취출하게 되면 내관(5)이 지중에서 외벽을 이루는 작업구(100)가 형성되어지는 것이다. The fifth step is a step of taking out the exterior (3), so that the inner tube (5) is formed by the excavated inner tube (5) of the underground, so the inner tube (5) is fixed, and when the exterior (3) is taken out, the inner tube (5) This is a work tool 100 forming an outer wall in the ground.

여기서 외관(3)은 전기한 바와 같이 상단부가 지표면보다 약간 돌출되게 지중에 관입되어 있으므로 노출된 상단부를 이용하여 별도의 중장비를 이용하여 인발하게 되면 간단히 지중으로 부터 빼낼 수 있게 된다. Here, the exterior 3 is penetrated into the ground so that the upper end slightly protrudes from the ground surface as described above, so that it can be easily pulled out of the ground when drawn using a separate heavy equipment using the exposed upper end.

한편 상기한 외관(3)은 내관(5)을 삽입시 토압에 의한 영향을 받지 않고 압입되도록 하는 작용을 하게 되는 데 외관(3)을 외관삽입홈(2)에 삽입하여 토사를 반출하게 되면 내부가 빈 외관(3)의 내부로 토압이 크게 작용하여 삽입이 용이하지 않게 되나, 적정길이의 외관(3)을 삽입시킨 상태에서 이의 내부에 내관(5)을 삽입하고 내관(5)을 지중으로 굴진시키게 되면 토압을 외관(3)이 차단하게 됨에 따라 내관(5)은 보다 용이하게 지중으로 관입되어지는 바, 이때 외관(3)에 작용하는 토압은 지표면에서 근접한 위치에서 많이 작용하게 되므로 외관(3)의 길이는 비교적 길지 않은 적정길이로 형성하면 된다.On the other hand, when the inner tube 5 is inserted, the inner tube 5 is pressurized without being influenced by the earth pressure when the inner tube 5 is inserted. The soil pressure is largely applied to the inside of the hollow exterior 3, so that it is not easy to insert, but in the state where the exterior 3 of the proper length is inserted, the inner tube 5 is inserted into the inside and the inner tube 5 is brought into the ground. As the external pressure (3) blocks the earth pressure when excavated, the inner tube (5) is more easily penetrated into the ground. At this time, the earth pressure acting on the external surface (3) acts a lot at a position close to the ground surface. The length of 3) can be formed to a suitable length that is not relatively long.

이와같은 단계를 거쳐 형성된 작업구(100)는 내관(5)이 외벽을 이루어 내부에 공간을 형성하게 되므로서 도 2와 같이 굴착장비(6)를 하부에 설치하여 지하터널 굴착작업을 실시할 수 있게 되고 특히 종래와 같이 여러가지의 공법으로 벽체가 무너지는 것을 방지하는 시공방법에 비해 작업구(100)를 매우 편리하게 형성할 수 있으므로 벽체 가시설 시공을 할 필요가 없고 공사기간을 단축하며 공사 비용을 절감하는 효과가 있다.The work tool 100 formed through the above steps can be performed by excavating underground tunnels by installing excavation equipment 6 as shown in FIG. 2, as the inner pipe 5 forms an outer wall to form a space therein. In particular, compared to the construction method of preventing the wall from collapsing by various construction methods as in the prior art, it is possible to form the work tool 100 very conveniently, so there is no need to construct a temporary wall installation and shorten the construction period and reduce construction costs. It has the effect of saving.

1 : 지면 2 : 외관삽입홈 3 : 외관 3' : 연결외관 4 : 메움토 5 : 내관 5' : 연결내관 6 : 굴착장비 100 : 작업구DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ground 2 Appearance insertion groove 3 Appearance 3 ': Connection exterior 4: Filling 5: Inner tube 5': Inner tube 6: Excavation equipment 100: Work tool

Claims

A first step of excavating the ground (1) to form the work tool (100) larger than the diameter of the steel pipe in the vertical direction to form the exterior insertion groove (2) of a certain depth and inserting the exterior (3) therewith; Fill the gap between the exterior 3 and the ground 1 inserted in the first step as a filling earth 4 and weld the connecting exterior 3 'corresponding to the length of the exterior 3 on the upper surface of the exterior 3 A second step of leaving the upper end of the connecting exterior 3 'into the ground to be excavated and intruding while removing the internal soil as propulsion equipment; A third step of inserting an inner tube 5 having a smaller diameter than the inside of the empty exterior 3 through the second step; The exterior 3 is penetrated while excavating soil into the ground to excavate the inner tube 5 inserted inside the exterior 3 in a fixed state, but corresponds to the planned depth of the work tool 100 at the top of the inner tube 5 A fourth step of welding the connecting inner pipe 5 'of length to penetrate into the planned depth into the ground; The steel pipe forming the work tool is characterized in that it consists of a fifth step of forming the work tool (100) consisting of the inner tube (5) by taking out the exterior (3) in a state where the inner tube (5) is fully inserted to the planned depth. Press-fitting method.