KR100239590B1

KR100239590B1 - 지하터널 구축공법

Info

Publication number: KR100239590B1
Application number: KR1019960027551A
Authority: KR
Inventors: 이정우
Original assignee: 장병주, 이일쇄; 주식회사대우; 이정우; 주식회사반석건설
Priority date: 1996-07-05
Filing date: 1996-07-05
Publication date: 2000-01-15
Also published as: KR980009762A

Abstract

본 발명은 지하터널을 구축함에 있어서 특히 지표면으로 부터 비교적 얕은 위치에 있는 지하터널을 구축하는 공법에 관계되는 것으로 상부로부터 큰 하중에 의한 전압이 상부벽과 옆벽에 걸리는 것을 제어하여 지표침하의 염려없이 안전하고 확실한 지하터널 구축을 가능하게 한 지하터널 구축공법에 관한 것이다.

종래 메서나 시일드방식에 의한 터널구축 공법은 세그먼트와 토류판등이 사용되는 복공재와 접하는 주면원지반의 사이에 보이드(Void), 즉 공간부가 발생되어 지반침하 또는 붕괴를 완전히 방지할 수 없고 또한 이러한 공간부는 주입등에 의해 보정하지만 그것에 필요한 시간차등으로 인해 도로, 철도 또는 직상 구조물의 하중에 의한 전압때문에 지표침하가 발생하고 불안정한 상태가 되어 안전하고 확실한 지하터널을 구축할 수 없는 폐단이 있었다.

따라서, 본 발명은 토사를 굴삭하는 판넬과 그것에 접하는 원지반이 공간부가 형성되지 않도록 상시 밀착시키므로서 도로, 철도등의 교통하중 또는 구조물 하중의 큰 하중에 의한 전압을 견디고 주면원지반이 침하하는 일이 없이 확실한 안전을 유지하는 지하터널을 구축하는 공법을 제공코자한데 있다.

Description

지하터널 구축공법

제1도는 본 발명의 공법에 의해 지하터널을 구축하는 방법을 개략적으로 나타낸 설명도.

제2도는 제1도의 "가-가"선 단면도.

제3도는 선두굴진판넬과 연결굴진판넬의 발췌사시도.

제4도는 제1도의 "A"부 확대단면도.

제5도는 굴진판넬의 연결상태 측면도.

제6도 (a)(b)는 굴진판넬의 굴진과정을 순서적으로 설명한 단면도.

제7도는 유압잭에 의한 굴진판넬의 추진설명도.

제8도는 연결굴진판넬과 지보공에 의한 터널의 관통상태 설명도.

제9도는 시공완료된 터널의 단면도.

제10도 및 제11도는 종래 터널굴진 공법 단면도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 막장 2 : 발진가대

3 : 선두굴진판넬 4 : 유압잭

5, 5' : 지보공 6, 6' : 지지판

7 : 연결부 8, 8' : 연결굴진판넬

9 : 간격 10 : 라이닝 콘크리트

11, 11' : 추진공 12 : 하향절곡부

13 : 상향절곡부 S : 단락부

일반적으로 지하터널을 구축하는 경우에 있어서는 임의의 터널 단면형을 설정하고 그 상부 및 측면에 터널의 축선방향으로 적당히 큰 구멍을 굴삭한다.

이때, 상부의 원지반 토사가 비교적 연약지반이면 상부 토사입자 상호간의 연결작용은 기대할 수 없고 상부토사 자중의 전중량에 따라 전압이 터널형 상부면에 걸리는 것은 물론 지표면이 철도, 도로등이면 그 차량들에 의해 하중이 누가되고, 또한 바로위에 구조물이 존재하여도 전압이 누가되므로 그 부분에서 원지반 토사의 침하 또는 붕괴가 발생하고 공사시공에 지장을 초래하며 주요도시 기능에도 중대한 문제를 발생시키게 되는 것이다.

따라서, 종래 상기의 전압에 의한 지표침하의 염려가 적고 안전성을 유지하는 공법으로 시일드 방식과 메서방식이 알려져 있는 바, 이러한 공법은 일반적 터널구축 방법보다 그 안정성 및 시공성면에서 개량된 것이기는 하나 제 10 도 및 제 11 도에 도시한 바와같이 세그먼트와 토류판등이 사용되는 복공재와 접하는 주면원지반의 사이에 보이드(Void), 즉 공간부가 발생되어 지반침하 또는 붕괴를 완전히 방지할 수 없고 또한 이러한 공간부는 주입등에 의해 보정하지만 그것에 필요한 시간차등으로 인해 도로, 철도 또는 직상 구조물의 하중에 의한 전압때문에 지표침하가 발생하고 불안정한 상태가 되어 안전하고 확실한 지하터널을 구축할 수 없는 폐단이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 지표로 부터 비교적 얕은 위치의 지하터널을 구축함에 있어 원지반 상부로 부터 큰 하중에 의한 전압이 상부벽과 옆벽에 걸리는 것을 제어하여 지표침하의 염려가 없이 안정을 유지시키고 확실한 지하터널을 구축하는데 있으며, 본 발명의 또다른 목적은 토사를 굴삭하는 판넬과 그것에 접하는 원지반이 공간부가 형성되지 않도록 상시 밀착시키므로서 도로, 철도등의 교통하중 또는 구조물 하중의 큰 하중에 의한 전압을 견디고 주면원지반이 침하하는 일이 없이 확실한 안전을 유지하는 지하터널을 구축한데 그 목적이 있다.

이하 본 발명은 첨부도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

터널을 구축할 막장(1) 전방에 터널형상으로 만든 발진가대(2)를 설치하고 그 상부에 선단이 뾰족한 선두굴진판넬(3)을 유압잭(4)으로 압입전진시켜 이에 형성된 공간에 지보공(5)(5')을 일정간격으로 설치하면서 지하터널을 구축함에 있어서 막장(1)내로 압입전진시킨 선두굴진판넬(3)의 후미에 적정길이의 지지판(6)을 연설하고, 지지판(6)의 두께와 길이의 단락부(S)를 형성한 연결부(7)와 지지판(6')을 양단에 각각 형성한 연결굴진판넬(8)의 연결부(7)를 선두굴진판넬(3)의 지지판(6)의 저부에 밀착시켜 선두굴진판넬(3)을 연결굴진판넬(8)과 분리되지 않는 범위내에서 유압잭(4)으로 압입전진시키고, 다음의 연결굴진판넬(8)을 이격된 간격(9)만큼 압입전진시켜 선두굴진판넬(3)과 당접시키며 그 후미에 또다른 연결굴진판넬(8')을 연결시켜 전술한 바와같은 방법으로 순차 압입전진시키면서 그 하부에 형성된 공간부에 지보공(5)(5')을 일정간격으로 설치하여 원하는 길이의 터널을 관통한 후, 선두굴진판넬(3)과 발진가대(2)를 철거하고 연결굴진판넬(8)(8')과 지보공(5)(5')이 매설되도록 라이닝 콘크리트(10)를 형성시키므로서 터널을 구축하도록 된 것을 특징으로 한다.

여기서, 선두굴진판넬(3)과 연결굴진판넬(8)(8')은 제 3 도에 도시된 바와같이 저부에 유압잭(4)을 취부하여 압입전진시키는 추진공(11)(11')이 뚫려 있으며 선단이 뾰족한 선두굴진판넬(3)의 후미에는 지지판(6)이 연설되어 있고, 연결굴진판넬(8)(8')의 양단에는 지지판(6)의 두께와 길이의 단락부(S)가 형성된 연결부(7)와 또다른 연결굴진판넬(8')의 연결부(7)가 밀착되는 지지판(6')이 형성되어 연속적으로 동일 평면이 되게 연결되도록 되어 있으며, 상면 일단과 반대편 측면중앙 일단에는 하향절곡부(12) 및 상향절곡부(13)가 각각 형성되어 상향절곡부(13)가 하향절곡부(12)에 맞물려 걸리는 방법으로 측방향으로 연속 연결되도록 되어 있다.

이와 같이된 본 발명에 있어 터널을 구축할 막장의 전방에 발진가대(2)를 설치하고 그 위에 선두굴진판넬(3)을 제 5 도와 같이 횡으로 연결하여 연접 배열한 후, 이들 선두굴진판넬(3)을 유압잭(4)으로 막장(1)에 대해 압입하면서 막장(1)을 굴착하고 굴착으로 형성된 공간부에 지보공(5)(5')을 세워 굴착작업을 연속진행해 나가게 됨은 기지한 바와같다.

여기서, 본 발명은 선두굴진판넬(3)의 후미에 지지판(6)이 연설되고 이의 저부에 삽입되는 연결부(7)를 형성한 타단에 지지판(6')을 각각 형성시킨 연결굴진판넬(8)을 계속 연결할 수 있도록 되어 있으므로 선두굴진판넬(3)의 후미 지지판(6)의 저부에 연결굴진판넬(8)의 연결부(7)를 밀착시키고, 그 후미에 동일한 방법으로 또다른 연결굴진판넬(8')을 연결하면서 제 6 도 (a)(b)와 같이 선두굴진판넬(3)을 후미에 연결된 연결굴진판넬(8)의 연결부(7)가 지지판(6)으로 부터 벗어나지 않은 범위내에서 유압잭(4)으로 압입전진시키고, 이어서 후미의 연결굴진판넬(8)을 선두굴진판넬(3)의 전진으로 인해 형성된 간격(9)만큼 유압잭(4)으로 전진시키며 또 동일한 방법으로 그 다음에 연결된 연결굴진판넬(8')을 유압잭(4)으로 전진시키면 선두굴진판넬(3)과 연결굴진판넬(8)(8')은 일체로 연결되는데, 여기서 연결굴진판넬(8)(8')의 연결부(7)는 지지판(6)의 두께만큼 단락부(S)가 형성되어 있으므로 연결부(7)를 지지판(6)의 저부에 완전히 밀착시키면 이들은 동일평면상에서 일체로 연결되어 막장(1)내에 공간부없이 완전 밀착된 상태로 전진굴착되고 이와 동시에 막장내의 토사를 굴착하여 운반장치에 의거 반출하면서 지보공(5)(5')을 일정간격으로 설치하면 지하터널을 지반침하없이 구축하게 되며 제 8 도와 같이 터널이 관통되면 선두굴진판넬(3)만을 분리하여 철거하고 굴착시점에 설치된 발진가대(2)도 철거하여 연결굴진판넬(8)(8')과 지보공(5)(5')이 매몰되도록 라이닝 콘크리트(10)를 형성하게 되면 제 9 도와 같이 안정성있는 터널이 완성되는 것이다.

이상에서 설명한 바와같은 본 발명의 구축방법중 그 특징을 종래의 구축방법과 비교하여 보면 종래 시일드 공법이나 메서공법은 제 10 도, 제 11 도에 도시한 바와같이 후미에 단입부(a')가 형성된 한 개의 굴진판넬(a)을 압입전진시킨 다음, 단입부(a')에 세그먼트(b)나 토류판(c)을 조립하고 굴진판넬(a)의 후단이 세그먼크(b)나 토류판(c)을 벗어나지 않은 범위에서 전진시켜 기설치된 세그먼트나 토류판과 단입부 사이의 간격부에 또다른 세그먼트나 토류판을 끼워넣는 방법으로 굴착하게 되므로, 첨부도면과 같이 복공판과 막장벽과의 사이에 보이드가 형성되어 지지강도가 약하므로 지반침하가 발생되는 단점이 있다.

그러나, 본 발명은 선두굴진판넬(3)과 연결굴진판넬(8)(8')이 동일평면상으로 연속조립되어 막장벽과 밀착상태로 압입전진되므로 종래의 공법과는 달리 공간부가 전혀 발생되지 않아 지반침하가 발생되지 않고 안정성있게 터널구축 작업을 행할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 선두굴진판넬(3)과 연결굴진판넬(8)(8')을 조립식으로 공간부가 형성되지 않도록 연결하여 막장과 밀착상태에서 압입전진되므로 지반침하와 붕괴사고가 발생되지 않아 안정성 있는 지하터널을 구축할 수 있고, 특히 이로인해 상부로 부터 큰 하중에 의한 전압을 제어하여 지표면으로 부터 비교적 얕은 위치에 있는 지하터널을 안정성있고 튼튼하게 구축할 수 있는 효과가 있다.

Claims

터널을 구축할 막장(1) 전방에 터널형상으로 만든 발진가대(2)를 설치하고 그 상부에 선단이 뾰족한 선두굴진판넬(3)을 유압잭(4)으로 압입전진시켜 이에 형성된 공간에 지보공(5)(5')을 일정간격으로 설치하면서 지하터널을 구축함에 있어서 막장(1)내로 압입전진시킨 선두굴진판넬(3)의 후미에 적정길이의 지지판(6)을 연설하고, 지지판(6)의 두께와 길이의 단락부(S)를 형성한 연결부(7)와 지지판(6')을 양단에 각각 형성한 연결굴진판넬(8)의 연결부(7)를 선두굴진판넬(3)의 지지판(6)의 저부에 밀착시켜 선두굴진판넬(3)을 연결굴진판넬(8)과 분리되지 않는 범위내에서 유압잭(4)으로 압입전진시키고, 다음의 연결굴진판넬(8)을 이격된 간격(9)만큼 압입전진시켜 선두굴진판넬(3)과 당접시키며 그 후미에 또다른 연결굴진판넬(8')을 연결시켜 전술한 바와같은 방법으로 순차 압입전진시키면서 그 하부에 형성된 공간부에 지보공(5)(5')을 일정간격으로 설치하여 원하는 길이의 터널을 관통한 후, 선두굴진판넬(3)과 발진가대(2)를 철거하고 연결굴진판넬(8)(8')과 지보공(5)(5')이 매설되도록 라이닝 콘크리트(10)를 형성시키므로서 터널을 구축하는 지하터널 구축방법.