KR100243398B1 - 셀구조의 격자형 구조체를 이용한 터널구조물의 라이닝구조 - Google Patents

Abstract

본발명은 터널 라이닝성형시 격자형 구조체를 내부골조로 하여 견고한 라이닝콘크리트부의 구조를 갖도록 터널 라이닝 전체를 일체화시켜 안정적인 구조를 형성할 뿐만 아니라, 배수처리가 원활하게 이루어지며, 또한 시공이 용이하게 이루어지는 격자형 구조체를 이용한 터널구조물의 라이닝구조에 관한 것으로서,

오픈커트방식으로 소정형태로 굴착되어진 지반(10) 바닥에 아치형거푸집 및 거푸집지지대들로 이루어진 철제거푸집장치(20)를 지지골조로 이용하여 구축하게 되는 터널구조물에 있어서,

상기 철제거푸집장치(20)상에 터널의 길이방향으로 연장하여 통공, 상하간격 또는 통과홈이 형성되는 격자형 구조체(30)를 복수열로 설치한 골조부를 구간별로 축조하되, 골조부의 하측에는 콘크리트들을 채워 라이닝콘크리트부(40)를 형성하고, 그 외측에는 자갈 등의 입상골재를 채워서 배수층(50)이 형성되게 한 것을 특징으로 하는 셀구조의 격자형 구조체를 이용한 터널구조물의 라이닝구조를 제공한다.

Description

셀구조의 격자형 구조체를 이용한 터널구조물의 라이닝구조{A Lining Structure of Tunnel for using a Cell Frame-work}

본발명은 터널 라이닝성형시 격자형 구조체를 내부골조로 하여 견고한 라이닝콘크리트부의 구조를 갖도록 터널 라이닝 전체를 일체화시켜 안정적인 구조를 형성할 뿐만 아니라, 배수처리가 원활하게 이루어지며, 또한 시공이 용이하게 이루어지는 격자형 구조체를 이용한 터널구조물의 라이닝구조에 관한 것이다.

일반적으로 터널구조물을 설치함에 있어서, 터널형태대로 단면을 굴착하여 구축해 나가는 굴착식공법과, 도심지에서 터널이 구축되는 원지반을 완전히 들어내어 구축하는 개착식공법(오픈커트방식)이 있다.

그런데, 터널구조물의 라이닝을 함에 있어서, 숏크리트에 의한 분사방식으로 2-3차에 걸쳐 라이닝을 형성하게 되는데, 이때 숏크리트에 의한 라이닝형성은 재료의 손실이 많고, 시공환경이 쾌적하지 못한 점이 있다.

또한, 라이닝 구조는 방수처리가 잘 이루어지고, 지반내에 스며든 물들을 원활하게 배수처리를 하는 것이 필요하다.

따라서, 본발명의 목적은 셀구조의 격자형 구조체를 라이닝의 내부골조로 매설시킴으로써 충진재의 부착력을 증대시켜 일체화된 격자형 구조체를 이용한 터널구조물의 라이닝구조를 제공하는데 있다.

본발명의 다른 목적은 터널의 라이닝 외부에 자갈의 입상골재를 충진시킴으로써 터널 라이닝콘크리트에 작용하는 수압을 감소시키면서 배수처리를 원활하게 하는 격자형 구조체를 이용한 터널구조물의 라이닝구조를 제공하는데 있다.

본발명의 또다른 목적은 입상골재로 배수층을 형성시킴으로써 지반내에 침투되는 우수등의 원활한 배수처리를 가능하게 하는 격자형 구조체를 이용한 터널구조물의 라이닝구조를 제공하는데 있다.

도1은 본발명의 격자형 구조체를 이용한 터널구조물의 라이닝구조에 대한 시공예를 나타내는 단면도

도2는 본발명에 적용되는 셀구조의 격자형 구조체의 사시도

도3a는 도1의 A부분의 확대단면도

도3b는 도1의 B부분의 확대단면도

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10:지반 20:철제거푸집장치 30:격자형 구조체

40:라이닝콘크리트부 50:배수층 60:성토층

이하에서, 본발명의 여러 가지 실시예들을 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도1은 본발명의 격자형 구조체가 내부골조로 매설되어 터널의 라이닝구조에 사용되는 시공예를 보여주는 단면도이다.

본발명은 오픈커트방식으로 소정형태로 굴착되어진 지반(10) 바닥에 아치형거푸집 및 거푸집지지대들로 이루어진 철제거푸집장치(20)를 지지골조로 이용하여 구축하게 되는 터널구조물에 있어서,

상기 철제거푸집장치(20)상에 터널의 길이방향으로 연장하여 통공, 상하간격 또는 통과홈이 형성되는 격자형 구조체(30)를 복수열로 설치한 골조부를 구간별로 축조하되, 골조부의 하측에는 콘크리트들을 채워 라이닝콘크리트부(40)를 형성하고, 그 외측에는 자갈 등의 입상골재를 채워서 배수층(50)이 형성되게 하고, 상기 배수층(50)의 양단 하단부는 배수구(51)에 연통되어 설치되는 기술구성을 특징으로 한다.

도2는 본발명의 시공예에서 사용하는 셀구조의 격자형 구조체의 대표적인 실시예에 대한 사시도이다.

상기 격자형 구조체(30)는 수직벽 중앙부에 일정한 간격으로 관통되어 배수통공(34)이 형성되고, 배수통공들 사이의 중앙부 상측에 끼움홈(35)과 이 끼움홈에 연장하여 단부에서 좌우측으로 확대된 통과홈(26)이 형성되는 기본판부재(31)(32)를 단위부재로 하여, 단위부재들을 가로 및 세로로 교차시켜 끼움홈(35)간에 서로 끼워져 격자형의 형태를 형성하여 다수의 독립된 셀공간부를 갖는 격자형 구조체이다.

다른 형태의 격자형 구조체로써 도시하지는 않았으나, 도2에 도시된 격자형 구조체(20)와 유사한 다만 기본판부재의 하단부에 반원형의 배수홈이 형성된 것이외에는 동일한 구조로 이루어져 있는 격자형 구조체와, 기본판부재의 상하 구멍들을 형성하고, 2개의 기본판부재사이에 접속지지부재를 상하측으로 분리하여 이들 단위부재들을 연결끈으로 연속적으로 연결시킴으로써 상하 접속지지부재 사이에 상하간격을 두는 격자형 구조체를 사용할 수도 있다.

이러한 격자형 구조체들은 전체적으로 다수의 독립된 셀공간부들을 형성함으로써 격자형 구조체를 형성하게 되어 보강 지지골조로서의 기본적인 기능을 가지게 되며, 이 독립된 셀구조의 크기는 정방형으로 이루어져 있으나, 직사각형등 공간부의 크기를 서로 달리하도록 구성하여도 좋다.

뿐만 아니라, 본발명의 격자형 구조체는 다수개의 셀공간부들로 형성됨으로써, 필요에 따라 선택된 격자형 구조체의 셀공간부들은 배수통로 등으로 활용할 수가 있는 등 다양한 이점을 제공한다. 즉, 격자형 구조체에 형성되어 있는 다수의 셀공간부들에 투수가 가능한 입상골재등의 채움재를 투입함으로써 배수통로로서의 기능을 갖게 된다.

상기와 같이 형성된 격자형 보강틀의 특징은 내부골조로 매설되므로 철근과 같이, 골조로서 견고하게 지지하여 주는 강도지지기능과, 입상골재의 충진시 담아놓는 용기의 기능도 있으며, 또한 수직벽상에 형성된 통공, 상하간격 또는 통과홈들은 콘크리트등의 충진시 서로 이웃하는 셀공간부들과 연통되어 하나의 골조로 일체화시키는 기능을 가지며, 또한 배수통로로서의 기능을 하기도 한다.

즉, 상기 터널구조물 설치시 독립된 다수개의 셀공간부들을 갖는 격자형 구조체(30)의 구조에 따라 채움재의 충진시 단위 셀공간부의 벽면과 통공의 구조에 의하여 일체화되어 콘크리트등의 채움재의 부착력이 증대된다.

이와 같이, 라이닝콘크리트부(40)가 완성된 이후에 격자형 구조체의 셀공간부들에 자갈등의 입상골재로 충진시켜 배수층(50)을 형성하고, 배수층이 구축된 이후에는 그 상부로 복토를 실시하여 성토층(60)을 형성함으로써 터널구조물을 완성하게 된다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 터널구조물의 라이닝구조는 독립된 셀공간부들을 갖는 격자형 구조체(30)를 통하여 전체적으로 견고하게 연결되므로 구조적으로 매우 안정될 뿐만 아니라, 종전의 숏크리트의 분사에 의한 재료의 낭비를 절감할 수 있게 된다.

한편, 도3a는 터널의 가장자리 양측 하단부에 형성된 배수구(51)에 집수되는 것을 나타내는 단면도이다.

지반내에 스며든 침투수는 라이닝콘크리트부(40)의 상부에 형성된 입상골재로 이루어진 배수층(50)으로 흘러서 배수층의 하측 양단부에서 배수구(51)에 연통되어 집수유도된다.

구체적으로는 입상골재와 입상골재사이의 간극과 격자형 구조체(30)의 통공, 홈, 상하간격을 통하여 터널구조물의 상부지반내로 침투되는 침투수를 원활하게 집수시키게 되며, 이때, 입상골재의 배수층에서 미세한 간극으로 인하여 터널구조물이 받게 되는 토압이나 수압을 경감시키는 효과를 가진다.

도3b는 터널의 중앙부에 형성된 도1의 B부분을 확대 도시하는 단면도로서, 라이닝콘크리트(40) 상부에 형성된 입상골재로 충진된 배수층(50)에서 지반내에 침투된 침투수가 통공(34)을 통하여 집수되어 배수층을 따라 하측으로 흘러가게 하는 상태를 나타낸다.

상기와 같은 기술구성으로 이루어진 본발명은 셀구조의 격자형 구조체(30)를 라이닝콘크리트부(40)의 내부골조로 매설시킴으로써 충진재의 부착력을 증대시켜 견고하고 일체화된 터널구조물의 라이닝구조를 형성시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 터널의 라이닝콘크리트부(40)의 외부에 자갈의 입상골재를 충진시켜 배수층을 형성시킴으로써 터널구조물의 라이닝콘크리트부(40)에 작용하는 수압을 감소시키면서 배수처리를 원활하게 하여 주는 효과가 있다.

또한, 라이닝콘크리트부(40)의 형성과, 자갈등의 입상골재를 충진시키는 배수층(50)의 골조를 설치함에 있어, 격자형 구조체의 조립작업이 간편하기 때문에 시공이 용이하며, 공사비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

상기에서 설명한 본발명의 시공예이외에도 본발명의 특허청구범위의 기술적범위를 벗어나지 않는 한 다양한 시공예들에 대하여 변형실시가 가능함을 밝혀둔다.

Claims (2)

1. 오픈커트방식으로 소정형태로 굴착되어진 지반(10) 바닥에 아치형거푸집 및 거푸집지지대들로 이루어진 철제거푸집장치(20)를 지지골조로 이용하여 구축하게 되는 터널구조물에 있어서,

   상기 철제거푸집장치(20)상에 터널의 길이방향으로 연장하여 통공, 상하간격 또는 통과홈이 형성되는 격자형 구조체(30)를 복수열로 설치한 골조부를 구간별로 축조하되, 골조부의 하측에는 콘크리트들을 채워 라이닝콘크리트부(40)를 형성하고, 그 외측에는 자갈 등의 입상골재를 채워서 배수층(50)이 형성되게 한 것을 특징으로 하는 셀구조의 격자형 구조체를 이용한 터널구조물의 라이닝구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 배수층(50)의 양단부는 배수구(51)에 연통되어 설치된 것을 특징으로 하는 셀구조의 격자형 구조체를 이용한 터널구조물의 라이닝구조.