KR100201488B1 - 터널의 구축방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 개삭공법을 행할 필요가 없이 열차운행이나 도로교통에 지장을 주지않고, 안전성이 확보되며, 시일드공법과 같이 대형설비 및 장치를 필요로 하지 않으며, 직사각형단면의 터널에 대해서도 여분의 굴삭을 할 필요가 없는 공기 및 공사비의 절감에 대폭적인 기여를 할 수 있는 터널의 축조방법에 관한 것으로, 발진부(2)와 도달부(3)간에 강선이나 강봉에 의한 견인부재(5)를 미리 삽통시키고, 도달부(2)에는 반력체에 견인부재(5)를 관통시켜 반력체에서 나온 견인부재에 중공식의 견인잭(9)과 이 견인잭과의 정착을 자유로이 하는 제1장착구(10)를 부착하고, 발진부(3)에는 터널의 구성부재인 콘크리트함체(12)를 그 전단에 굴삭틀(14)을 부착해 설치하고, 상기 콘크리트함체(12)의 전단부에서 후단부를 향해 상기 견인부재(5)을 관통시키고, 콘크리트함체(12)의 후단에는 견인부재(5)에 콘크리트함체(12)와의 정착을 자유로이 하는 제2정착구(14)를 부착하고, 콘크리트함체(12)의 굴삭틀(13)부에서 토사를 굴삭하면서 견인잭(9)를 신장해서 견인 부재(5)를 견인하므로서 콘크리트함체(12)를 지중에서 견인전진시키고 잇달아 견인잭(9)을 수축하고, 제1정착구(10)를 견인잭(9)앞에 놓아 재차 정착시키고 이하 동일한 방법으로 콘크리트함체(12)의 굴삭틀(3)부로의 토사의 굴삭과 콘크리트함체(12)의 지중견인을 반복하여 콘크리트함체(12)를 도달부까지 전진시키는 것이다.

Description

터널의 구축방법

제1도~제3도는 본 발명의 터널의 구축방법의 1실시예를 도시하는 각 공정의 측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 철도선로 2 : 발진부

3 : 도달부 4 : 가흙막이공

5 : 견인부재 6 : 어프로치용의 콘크리트함체

7 : 스트럭쳐 8 : 키

9 : 견인잭 10 : 제1정착구

11 : 발진대 12 : 콘크리트함체

13 : 굴착틀 14 : 제2정착구

15 : 작은구멍

본 발명은 철도선로나 도로면밑의 지중에 지하도, 과도로, 수로, 공동구 등의 지하구조물인 터널을 시공할 경우의 구축방법에 관한 것이다.

종래에 철도선로밑이나 도로면 밑의 지하에서 횡단하는 지하구조물을 시공하는데 있어 지상에서 파내려가 그 속에 콘크리트로 된 지하구조물의 거푸집을 만들어 구축하거나 또는 콘크리트함체를 설치하는 개착공법이 주로 행해진다.

이 개착공법은 지상에서 파내려가기 위해서는 열차운행이나 도로교통을 차단해야 하고 역으로 열차운행이나 도로교통을 우선할 경우는 공사를 하는데 많은 시간적 규제를 받는다.

또한 개착 공법에서는 H 파일이나 시트파일에 의한 흙막이공사 등의 작업도 필요하며 또 지하구조물을 구축한 후 그 위에 흙을 다시 덮는 작도 필요하게 된다.

그래서 터널 공사에 의한 지하구조물의 시공에 있어서는 위와 같은 맣은 점이 검토되나, 터널 공사의 대표적이 것은 지중의 선단에 커터휠을 갖는 실드굴진기를 사용하는 실드공법이다.

이 실드공법은 주지한 것과 같이 실드굴진기는 그 내부에 있는 추진잭으로 기설치된 세그먼트링의 연속체를 반력으로 전진시키고, 그 전진분으로 실드굴진기내에서 세그먼트 일렉터(segmennt elector)를 사용하여 새로운 세그먼트링을 상기 연속체의 전단에 접속하도록 조립한다.

이와 같이 실드추진기의 전진과 세그먼트링의 조립을 서로 반복하여 터널을 시공해 가는 것이다.

상기 실드공법은 지중에서 비교적 깊은 곳에서 터널을 시공할 경우는 유효하지만 지층이 얕은 지표근처를 시공할 경우는 실드추진기가 전진할 때 이 지층이 얕은 부분의 토사가 붕괴되어 지상부분에 함몰을 일으키고 지상의 구조물에 악영향을 줄 염려가 있다.

또한 실드굴진기 자체가 원통형의 굴진기이며 또 상기와 같이 세그먼트도 링 위에 조립되어 원통형의 터널을 시공하는 것이기 때문에 지하도 등과 같이 터널내의 직사각형 단면으로 사용할 경우는 원형과 직사격형의 차이로 터널내부에 사용하지 않는 쓸데없는 부분이 생겨, 여분의 굴삭이나 여분의 콘크리트를 사용해야 하기 때문에 그 만큼 공사비도 높아진다.

본 발명의 목적은 상기 종래예의 문제점을 해소하여 개착공법을 행할 필요가 없기 때문에 열차운행이나 도로교통에 지장을 주지 않고, 이들의 안전성을 확보할 수 있으며 또 실드공법과 같이 대규모의 장치나 설비를 필요로 하지 않고 극히 소규모의 설비로 작업이 가능하고 또한 굴삭시에 가설버팀 공사인 구조물이 상단마감 등을 위한 공간을 필요로 하지 않으며 또한 상부 토사를 붕괴시킬 염려가 없기 때문에 지층은 최소한의 두께로 할 수 있고 직사각형의 터널에서도 필요없는 굴삭을 하지 않고도 시공할 수 있기 때문에 공사기간의 단축과 공사비 절감에 대폭적으로 기여할 수 있는 터널의 구축 방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 도달부에는 반력체로서 어프로치용의 콘크리트함체를 설치하고, 발진부와 도달부 사이에 강선이나 강봉에 의한 견인부재를 미리 삽통하고 또한 도달부에서는 반력체로서 어프로치용의 콘크리트함체에 이 견인부재를 관통시키고, 어프로치용의 콘크리트함체에서 나온 견인부재에 중공식의 견인잭과 이 견인잭의 정착을 자유로이 행하는 제1정착구를 부착하고, 발진부에서는 터널의 구성부재인 콘크리트함체를 그 전단에 굴착틀을 부착설치하고, 이 콘크리트함체의 앞부분에서 뒷부분을 향해 상기 견인부재를 관통시키고, 콘크리트함체 뒷단에서 견인부재에 콘크리트함체와 정착을 자유로이 하는 제2정착구를 부착하고, 콘크리트함체의 굴착틀부에서 토사를 굴삭하면서 견인잭을 신장하여 견인부재를 견인함으로써 콘크리트함체를 지중에 견인전진시키고, 이어서 견인잭을 수축하고, 제1정착구를 견인잭 앞에 비켜놓아 다시 정착시키고, 이하 동일하게 콘크리트함체의 굴착틀부에서 토사의 굴삭과 콘크리트함체의 지중견인을 반복하여 콘크리트함체를 도달부까지 전진시켜 굴착틀이 도달부로 나오게 되면 이를 철거하고, 콘크리트함체와 어프로치용의 콘크리트함체를 접합시키는 것과 도달부에 설치하는 반력체로서 어프로치용의 콘크리트함체는 그 밑면에는 마찰저항을 크게하는 키를 형성하는 것을 요지로 하는 것이다.

청구항 제1항에 기재한 본 발명에 의하면 콘크리트함체는 전 단면이 프리캐스트 콘크리트로서, 소정의 강도를 갖고 있기 때문에 안전도가 높고, 이 콘크리트 함체 앞부분의 굴삭과 견인잭과 견인부재에서의 콘크리트함체의 견인전진을 반복하여 지중에 터널을 시공하는 것이기 때문에 실드공법과 같이 대규모의 설비를 필요로 하지 않고 또 개착공법이나 현장타설 콘크리트공법과 같이 장기간 버팀목 공사에 의한 불안정한 상태가 계속되는 일 없이 시공할 수 있어 지상교통에 지장을 주는 경우도 없다.

또한 콘크리트함체가 그대로 터널의 구조체가 되므로 굴삭도 최소한의 작사각형 단면이면 되므로 무리없는 시공이 가능해진다.

특히 어프로치용의 콘크리트함체를 반력체로 함으로써 특별한 반력벽 등의 시공이 필요없게 되어 이 어프로치용의 콘크리트함체와 전진시키는 콘크리트함체의 접속으로 합리적인 시공이 가능해진다.

청구항 제2항기재의 본 발명에 의하면 상기 청구항 제1항 기재의 발명의 작용에 더하여 어프로치용의 콘크리트함체에 큰 마찰저항을 갖게 할 수 있어 보다 큰 단면의 터널시공이 가능해진다.

이하 도면에 대하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

제1도~제3도는 본 발명의 터널의 구축방법의 1실시예를 도시하는 각 공정의 측면도로서 도면 중 부호 1은 철도선로를 나타낸다.

이 철도선로(1)의 양옆에 발진부(2)로서의 발진수직갱(坑)과 도달부(3)로서의 도달수직생을 형성한다.

도면 중 부호 4는 이 발진수직갱이나 도달수직갱을 형성하기 위한 가흙막이공이다.

이 가흙막이공(4) 중 각각 도달부(4)나 발진부(2)에 가까운 쪽에 구멍을 뚫고, 또한 볼링공의 굴착공이나 파이프의 삽입 등에 의해 작은 구멍(15)을 발진부(2)와 도달부(3) 사이에 형성하고, 이 작은 구멍(15)에 강선이나 강봉에 의한 견인부재(5)를 삽입함으로써 이 견인부재(5)를 미리 발진부(2)와 도달부(3) 사이에 삽통시킨다.

그리고 도달부(3)에는 반력체로서 오프로치용의 콘크리트함체(6)를 설치하는 것이나, 이 어프로치용의 콘크리트함체(6)와 상기 가흙막기공(4) 사이에는 위치조제부재로서 스트럭쳐(7)를 개재시킨다.

또한 이 어프로치용의 콘크리트함체(6)는 마찰저항을 크게 하기 위해 그 밑면을 돌설하여 키(8)를 형성하고, 이 키(8)의 부분을 지반중에 매립시켜도 좋다.

상기 도달부(3)로 나온 견인부재(5)의 일단은 그대로 스트럭쳐(7) 및 어프로치용의 콘크리트함체(6) 내에 관통시켜, 이 어프로치용의 콘크리트함체(6)를 나온 곳에서 중공식의 견인잭(9)에 관통시킴과 동시에 견인잭(9)으로 나온 견인부재(5)의 돌출단에 이 견인잭(9)과의 정착을 자유로이하는 제1 정착구(10)를 부착한다.

이 제1정착구(10)는 콘형식의 것으로 관통하는 견인부재(5)에 대해 늦추거나 조이는 것으로 비정착 및 정착을 행하는 것으로서, 정착상태에서는 이 정착구를 통해 견인잭(9)에 견인부재(5)가 걸려 멈춰지게 된다.

한편 발진부(2)에서는 바닥부에 콘크리트를 타설하여 바닥판모양의 발진대(11)를 형성하고, 그 위에 터널의 구성부재로서 콘크리트함체(12)를 그 전단에 굴착틀(13)을 부착하여 설치한다. 이 콘크리트함체(12)는 내부가 비어있는 직사각형단면의 함체로서 전후방향으로 열려있다.

상기 굴착틀(13)은 콘크리트함레(12)의 전단을 둘러싸는 후드모양의 강제부재(鋼製部材)로서 내부를 적절히 종횡으로 마강 보강함과 동시에 또 선단면까지의 길이가 상하로 단계적으로 짧게해서 이 선단면의 변화가 토사의 굴삭면인 안식각과 맞도록 되어있다.

발진부(2)에서는 견인부재(5)가 콘크리트함체(12)의 앞부분에서 뒷부분을 향해 관통되도록 되어 있고, 이 콘크리트함체(12)의 뒷단에서 견인부대(5)에 콘크리트함체(12)와의 정착을 자유로지 하는 제2정착구(14)를 부착한다.

이 제2정착구(14)도 콘형식의 것으로서 관통하는 견인부재(5)에 대해 늦추거나 조이는 작용으로 비정착, 정착을 시키는 것이다.

또한 상기와 같이 견인부재(5)는 도달부(3)나 발진부(2)에서 어프로치용의 콘크리트함체(6)나 콘크리트함체(12)를 전후로 관통하는 것이나 이 관통하는 곳은 양측의 콘크리트함체(6)(12)의 내부공간을 이용하는 경우 외에, 양측 콘크리트함체(60(12)의 벽체에 작은 관통공을 형성하고, 이 관통공을 통해 관통시키도록 하여도 좋다. 이상으로 콘크리트함체(12)를 지중에 전진시키기 위한 셋트작업은 종료된다.

제2도에 도시하는 것과 같이 발진부(2)에서는 도달부(3) 측의 가흙막이공(4)를 철거하여 콘크리트함체(12)의 전진에 지장이 없도록 해 둔다. 그리고 콘크리트함체(12)의 굴착틀(13)부분으로 토사를 굴삭하면서 도달부(3) 측에서는 견인잭(9)을 신장하면 이 견인잭(9)으로 제1정착구(10)가 앞쪽으로 밀려나오고, 이 제1정착구(10)를 통해 견인부재(5)가 견인된다.

상기 토사의 굴삭은 굴착틀(13)의 내측에서 수동굴삭 또는 기계굴삭으로 굴착된다.

견인부재(5)가 견인되면 상기 굴삭된 양 만큼 콘크리트함체(12)는 지중을 견인전진시킨다.

이 콘크리트함체(12)의 지중견인시의 반력은 어프로치용의 콘크리트함체(6)에서 얻어진다.

견인잭(9)을 1스트로크만큼 신장시킨 후에는 다시 견인잭(9)을 수축하고, 제1정착구(10)을 늦추어서 견인부재(5)를 따라 수축된 견인잭(9)의 선단 위치까지 이동시키고 이곳에서 다시 정착한다.

이하 동일한 방법으로 콘크리트함체(12)의 굴착틀(13)부분에서 토사의 굴삭과 콘크리트함체(12)의 지중견인을 반복하여 콘크이트함체(12)를 도달부(3)까지 전진시킨다.

콘크리트함체(12)의 길이가 발진부(2)에서 도달부(3)까지의 거리보다도 짧은 경우에는 첫 번째의 콘크리트함체(12)가 발진부(2)에서 지중으로 모두 들어간 곳에서 이 발진부(2)에 새로운 콘크리트함체(12)를 세트하여, 앞의 콘크리트함체(12)의 뒤쪽에 접속하여 콘크리트함체의 전체길이를 점점 길게 하여 간다.

그 경우 제2정착구(14)는 일단을 늦추어 견인부재(5)로부터 떼어내고, 새로운 콘크리트함체(12)의 뒷단에서 견인부재(5)에 다시 정착한다.

제3도에 도시하는 것과 같이 콘크리트함체(12)의 굴착틀(13)이 도달부(3)까지 오게 되면 도달부(3)의 가흙막이공(4)을 철거하고, 다시 스트럭쳐(7)를 철거한다.

그리고 굴착틀(13)이 도달부(3)로 나오면 이를 철거하고 콘크리트함체(12)와 어프로치용의 콘크리트함체(6)를 접합시킨다.

이상 설명한 것과 같이 본 발명의 터널의 구축방법은 개착할 필요가 없기 때문에 열차운행이나 도로교통에 지장을 주지 않고 이들의 안전성을 확보할 수 있으며, 또 실드공법과 같은 대규모의 장치나 설비를 필요로 하지 않고, 극히 소규모의 설비로 작업이 가능하며, 또한 굴삭시에 가설버팀공사나 구조물의 상단마감 등을 위한 공간을 필요로 하지 않고 또한 상부토사를 붕괴시킬 염려가 없기 때문에 지층은 최소한의 두께로 할 수 있으며 직사각형의 터널에서도 필요없는 굴삭을 하지 않고 시공할 수 있기 때문에 공사기간의 단축과 공사비용의 절감에 대폭으로 기여할 수 있는 것이다.

Claims (2)

1. 도달부에는 반력체로서 어프로치용의 콘크리트함체를 설치하고, 발진부와 도달부 사이에 강선이나 강봉에 의한 견인부재를 미리 삽통하고, 또한 도달부에서는 반력체로서 어프로치용의 콘크리트함체에 이 견인부재를 관통시키고, 어프로치용의 콘크리트함체에서 나온 견인부재에 중공식의 견인잭과 이 견인잭과의 정착을 자유로이 하는 제1정착구를 부착하고, 발진부에서는 터널의 구성부재인 콘크리트함체를 그 전단에 굴착틀을 부착설치하고, 이 콘크리트함체의 앞부분에서 뒷부분을 향해 상기 견인부재를 관통시키고, 콘크리트함체 뒷단에서 견인부재에 콘크리트 함체와의 정착을 자유로이하는 제2정착구를 부착하고, 콘크리트 함체의 굴착틀부에서 토사를 굴삭하면서 견인잭을 신장하여 견인부재를 견인함으로써 콘크리트함체를 지중에 견인전진시키고, 이어서 견인잭을 수축하고, 제1정착구를 견인잭 앞에 비켜놓아 다시 정착시키고, 이하 동일하게 콘크리트 함체의 굴착틀부에서의 토사의 굴삭과 콘크리트함체의 지중견인을 반복하여, 콘크리트함체를 도달부까지 전진시키고, 굴착틀이 도달부로 나오면 이를 철거하고, 콘크리트함체와 어프로치용의 콘크리트함체를 접합시키는 것을 특징으로 하는 터널의 구축방법.
2. 제1항에 있어서, 도달부에 설치하는 반력체로서의 어프로치용의 콘크리트함체는 그 밑면에는 마찰저항을 크게하는 키를 형성하는 것을 특징으로 하는 터널의 구축방법.

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