KR100217845B1 - 비개착의 지하에 구조물의 새로운 축조 방법 - Google Patents

Abstract

스틸과 같은 금속의 대구경 튜브를 먼저 땅속에 수평으로 설치한 후 그 튜브(1)들 사이에 소구경 파이프(2)를 수평으로 설치하고 그 소구경 파이프(2)와 튜브(1)위에 그것들을 덮는 그라우팅부(2')를 설치하여 토사 붕괴를 예방하고, 상기 튜브(1)들 모두의 측면 일부를 절개한 다음 그 절개된 단부를 철판(4)(4')으로 용접하여 튜브(1)들을 서로 연결한 후 상기 철판(4)(4') 사이에 스트러트(5)를 설치하고 상기 튜브(1)의 하측 내부 곡면부에는 상기 용접된 철판(4')과 유사한 높이의 스티로폴(7)로 채워 철판과 스티로폴이 거의 완만한 평면이나 곡면을 이루게 한 후 상기 튜브(1) 내부를 콘크리트 타설하여 구조물(8)을 굴착전 축조함으로써 구조물 축조와 굴착작업을 자주 반복하지 않고도 굴착을 용이하고 완전하게 연속적으로 실시할 수 있게 한 것이다.

Description

비개착의 지하에 구조물의 새로운 축조방법

본 발명은 비개착(非開鑿)의 지하에 구조물의 새로운 축조방법에 관한 것으로서, 특히 땅을 미리 파지 않고 굴착용 구조물을 먼저 축조한 다음 소정의 지층을 굴착할 수 있도록 축조하는 새로운 구조물 축조방법에 관한 것이다.

지금까지는 일반적으로 원형이던 각 형이던 간에 지하 구조물을 설치하기 위해서는 여러가지 방법과 장비로서 땅을 굴착한 후 일정 형태의 가시설물을 설치하는 공법을 반복하면서 터널을 굴착해왔다.

그중 한가지 예를 들면 제8도에 도시된 바와 같이 먼저 다수개의 스틸튜브(강관) (1)를 목적하는 터널 구조형태로 설치한 다음 그 설치된 강관의 외면을 그라우팅(11)하여 그 내측의 일정 깊이의 땅을 굴착하고 단위 길이의 에이치빔(14)을 다수개 볼트로 연결한 소위 스틸리브(steel rib : 지보공 : 支保工)(12)라는 구조물을 상기 굴착된 강관 내측전체에 걸쳐 축조하는 소위 파이프 루프 공법에 의해 지보공을 구축한 후 그 내면에 다시 통상의 방법으로 거푸집에 의한 콘크리트(13)를 타설한 후 지하 구조물을 축조하여 왔으나, 이 방법은 땅을 굴착하면서 지보공(12)이나 지주(15)(제9도)를 설치하는 반복 작업을 하므로서 공사기간이 길어지고 구조물 설치전에 방수도 하여야 하고, 가시설 공사에서 공사비가 과다하게 계상되어 비경제적이고 비생산적이며 비능률적인 공법이었다.

상기 공법외에 또 하나의 종래 굴착용 구축물의 예로는 땅을 조금씩 굴착해 들어가면서 전 둘레에 걸쳐 일일이 세그멘트를 볼트로 연결한 다음 굴착을 반복하는 방법도 있으나 이 경우 터널 전단면에 대하여 굴착을 하여야 하므로 터널 굴착기가 대형화 되어야 하고 또한 터널 한 단면만 사용치 못하는 비경제적인 단점이 있었다.

이상과 같은 굴착 공법외에도 여러가지 다양한 굴착방법이 있겠으나 그 방법들 모두가 공통적으로 미리 땅을 굴착하여 가시설 공사완료 후 구조물을 설치하는 공법을 반복하는 방법들이어서 연속적인 사전 굴착 및 구조물 축조에 따른 작업의 비능률성과 지반 붕괴 및 낙하에 따른 위험이 수반되는 폐단이 있었고, 또한 연속적으로 굴착을 계속하지 못하고 굴착 및 구조물 축조의 과정이 연속적으로 자주 반복되게 되므로 많은 인력과 장비 및 자재를 소요하면서도 작업이 원활치 못하여 굴착 능률이 떨어지게 되며 따라서 공정의 복잡성 등으로 비경제적이면서 비능률적인 단점이 있었다.

본원 발명은 상기와 같은 종래의 땅 특히, 터널 굴착시의 구조물 축조에 있어서의 결점을 완전 배제하여 작업상 위험성이 없고 작업을 일관되게 능률적으로 할 수 있도록, 종래와 같이 땅을 미리 굴착한 다음 터널 구조물을 축조하지 않고, 전혀 땅을 굴착하지 않은 상태에서 지하 구조물을 완벽하게 축조한 다음 그 구조물이 축조된 깊이 만큼은 일시에 연속적인 굴착공사를 할 수 있게하여 단시간에 많은 양의 굴착을 효과적으로 할 수가 있고 또한 작업상 위험성이 없으면서 인력, 장비, 자재 소요가 현저하게 감소되어 경제적 효과가 지대한 터널 굴착용 구조물의 새로운 축조방법을 제공코져 하는 것으로서 이를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 제1단계 축조공정을 나타내는 일부 단면도.

제2도는 본 발명의 제2단계 축조공정까지를 완료한 상태의 일부 단면도.

제3도는 본 발명의 제3단계 축조공정까지를 완료한 상태의 일부 단면도.

제4도는 본 발명의 제4단계 축조공정까지를 완료한 상태의 일부 단면도.

제5도는 본 발명에 따른 구조물 축조공정이 완료된 상태의 일부 단면도.

제6도는 본 발명에 따른 구조물 축조공정이 완료된 상태의 콘크리트 타설부 및 대직경 튜브만을 나타낸 일예시 단면도.

제7도는 본 발명에 따른 구조물 축조공정이 완료된 상태의 콘크리트 타설부 및 대직경 튜브만을 나타낸 또 다른 일예시 단면도.

제8도 및 제9도는 종래 일예의 구조물의 전체 단면 예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 튜브 2 : 소구경파이프

2' : 그라우팅부 3,3' : 절개부

4,4' : 철판 5,5' : 강간지주

6 : 콘크리트 7 : 스치로폴

8 : 구조물 9 : 굴착부

제1도에서 참조되는 바와 같이 1.5 -2m 크기의 스틸을 비롯한 금속 튜브나 통상의 굴착용 복공(復工)에 사용되는 세그멘트를 연결하여 된 튜브(1)를 목적하는 크기의 터널 형태대로 필요한 위치에 통상의 방법에 의해 수평으로 설치한 후, 상기 튜브(1)와 튜브(1)사이에 소구경 파이프(2)를 튜브(1)와 나란히 수평으로 설치하고 상기 소구경 파이프(2)와 양 튜브(1)에 걸친 상부를 통상의 시멘트, 규산, 폴리우레탄과 같은 것으로 된 혼합물이나 통상의 기타 동결 공법에 의하여 감싸서 토사 붕괴 방지용의 그라우팅부(Grauting)(2')를 형성하고, 제2도에서 참조되는 바와 같이 상기 소구경 파이프(2) 아래의 상기 튜브(1)들 측면의 대향되는 일정 길이의 곡면 부위를 절개하여 상호 개방된 절개부(3)(3')를 형성하고 제2도 및 제3도에서와 같이 상기 튜브(1)들의 절개부(3)(3')의 상하 양끝을 상ㆍ하 철판(4)(4')으로 용접 연결하고 상기 상하 철판(4)(4') 사이마다 강간지주(strut)(5)를 설치하여 상하 철판(4)(4')를 지지하게 한 다음 상기 튜브(1)의 하부 곡면 내부를 상기 하철판(4') 높이와 유사한 높이로 스티로폴(발포 폴리스타이렌)(7)로 채우고 제4도에서와 같이 나머지 튜브공간을 콘크리트(6)로 타설하는 방법으로 제5도의 일부 단면도와 제6도의 전체 단면도 및 제7도의 또 다른 예시도와 같이 터널 굴착부(9)를 굴착하기 전에 그 굴착부(9) 둘레에 구조물(8)을 사전 축조하는 것이다.

이상과 같이 구성되는 본 발명 터널 굴착용 구조물의 새로운 축조방법에 의해 구조물을 축조하게 되면 상기 금속튜브(1)가 철판(4)(4')에 의하여 상하에 모두 연결되어 있어서 전체 터널둘레에 걸쳐 상호 견재되면서 소정의 형태를 유지하게 됨은 물론 철판으로 완전히 용접되어 있어서 토사의 붕괴가 없고 방수가 필요없으며 연결된 튜브내에 콘크리트가 타설되어 있어서 목적하는 원형이나 각 형이나 어떠한 형태의 구조도 완벽하게 유지하게 되어 구조물내의 굴착부(9) 굴착시에 절대로 무너지거나 붕괴 위험이 없이 안전한 작업이 가능함은 물론 굴착작업을 자주 반복하지 않고도 굴착작업을 연속적으로 할 수가 있어서 별도의 가시설 및 구조물 축조때문에 굴착을 중단할 필요가 없으므로 작업 능률이 오르고 인건비나 자재비가 절감되는 효과가 있게 된다.

뿐만 아니라 상기 구조물내의 지층인 굴착부(9)를 완전 굴착하게 되면 상기 구조물 중 아래쪽의 철판(4')에 의해 연결된 튜브(1)의 호형으로 된 내부에 내장했던 스티로폴(7)은 아래쪽 튜브(1) 및 철판(4')과 함게 굴착시 제거되므로 결국 콘크리트 타설부분만 남게 되어 그 콘크리트 구조물의 내면은 상기 제거된 철판(4') 부위와 스티로폴(7) 상부에 의해 형성된 완만한 평면이나 곡면을 형성하게 되어 내부지층의 굴착이 완료될 경우 구조물의 내면은 굴곡이 심하지 않은 완만한 형태를 이루면서 터널 내부형태를 갖추게 되므로 종래의 지층을 먼저 굴착한 다음 구조물을 축조할 때보다 터널 내부 형태가 균일하면서 견고한 특징이 있으며, 따라서 터널내부의 후공정에 있어서 안전하고 완벽한 공사를 할 수 있는 특징이 있다고 하겠다.

Claims (1)

1. a) 1.5m-2m의 복공용 세그멘트를 시공예정면을 따라 설치하는 공정, b) 상기 세그멘트 사이에 소구경 파이프를 설치하는 공정, c) 상기 소구경 파이프와 인접세그멘트의 외측으로 그라우팅부를 형성하는 공정, d) 상기 세그멘트의 대향 곡면부를 일정길이만큼 절개하고 그 절개부의 상하 양끝을 철판으로 용접연결하는 공정, e) 상기 철판사이마다 스트러트를 설치하는 공정, f) 상기 세그멘트의 내부하면에 스트러트와 동일한 면을 이루도록 스티로폴을 충전하는 공정 및 g) 세그멘트내의 잔여 공간부에 콘크리트를 타설하는 공정으로 이루어지는 비 개착의 지하에 구조물의 새로운 축조방법.