KR100289256B1 - 토피가 얕은 지역의 터널구축방법 - Google Patents

Abstract

본발명은 터널의 입출구나 계곡부 등의 토피가 얕은 지역에 구축되는 터널의 구축방법으로서, 특히 사면을 안정시키면서 터널시공에 따른 토공량을 대폭적으로 줄여 줄 뿐만 아니라, 가급적 자연환경을 훼손하지 아니하고 보존할 수 있게 하고, 또한 터널내부의 지반을 이용하여 터널을 시공할 수 있는 토피가 얕은 지역의 터널구축방법에 관한 것으로서, 터널구축지점의 좌우측에 일정간격으로 H-말뚝(10)들을 박고, 상기 H-말뚝(10)들의 내측사이에 단면이 반원형상의 바탕지반(20)을 형성하도록 만곡지게 절토하되, 상기 H-말뚝의 배면에 토사붕괴방지용 토류판(30)들을 끼워가면서 적절한 깊이까지 작업공간(40)을 확보해 나가면서 절토하고, 상기 확보된 작업공간(40) 내부의 소정깊이에서 상기 H-말뚝(10)들에 지지되도록 연결빔(50)들을 길이방향으로 설치한 후, 터널의 외주면을 이루도록 작업공간을 충진체(60)로 채우고, 만곡진 바탕지반 및 충진체의 표면에는 유연성이 좋은 거푸집을 설치한 후, 콘크리트를 타설하여 반원아치형의 라이닝콘크리트(100)를 형성하고, 상기 라이닝콘크리트(100)가 경화된 후에 그 내부지반(20)의 굴토 및 충진체(60)를 제거하고 내,외부 거푸집판(70)(90)을 탈형해 냄으로써 터널이 구축됨을 특징으로 한다.

Description

토피가 얕은 지역의 터널구축방법

본발명은 터널의 입출구나 계곡부 등의 토피가 얕은 지역에 구축되는 터널의 구축방법으로서, 특히 사면을 안정시키면서 터널시공에 따른 토공량을 대폭적으로 줄여 줄 뿐만 아니라, 가급적 자연환경을 훼손하지 아니하고 보존할 수 있게 하고, 또한 터널내부의 지반을 이용하여 터널을 시공할 수 있는 토피가 얕은 지역의 터널구축방법에 관한 것이다.

일반적으로 터널굴착공법의 선정기준으로서는 터널시공시 안전성, 구조적 안정성검토, 지질조건에 적합한 공법, 공사기간, 작업환경성, 주변시설물 저촉여부, 경제성 등을 고려하여 현장여건에 적합한 공법을 채택하여 시공을 하게 된다.

그런데, 터널굴착공법으로서는 폭약발파에 의한 굴착공법 또는 TBM 등의 기계식 굴착장비를 이용한 굴착공법등으로 대별되며, 이와 같은 공법을 통하여 점차적으로 터널의 심도깊이를 증가시켜 가면서 굴진하여 터널을 구축하게 된다.

통상 터널을 굴착하기 위해서는 터널상부의 토피층이 어느 정도 두께이상 되어야 아칭작용에 의해 붕괴되지 않고 터널을 구축할 수 있는데, 도1에서 도시된 바와 같이, 터널의 입출구(A)나 계곡부(B)에서는 토피가 얕은 지형조건을 갖게 되어, 지형조건상 토피가 얕은 구간에서도 불가피하게 터널(T)을 구축하여야 하는 경우가 발생한다.

따라서, 토피가 얕은 지역은 지반자체가 견고하지 못하므로 아칭작용을 할 수 없기 때문에 이러한 경우 종래의 터널건설방법으로서는 도2에서 도시된 바와 같이 오픈컷방식으로 터널을 구축할 수 밖에 없었다.

즉, 종래의 토피가 얕은 지역의 터널구축방법은 오픈컷방식의 공법으로서 도2에서 도시된 바와 같이, 터널의 전단면 라이닝콘크리트(3)가 구축될 수 있는 충분한 크기로 지반(1)을 굴착하되, 좌우측의 사면(2)이 붕괴되지 않게 안전한 기울기를 갖도록 큰 범위로 절토를 실시한 후, 라이닝콘크리트를 형성하기 위한 거푸집 및 지지대(미도시)등을 가설하는 동바리공정을 거쳐 상기 거푸집 내부에 콘크리트를 타설하여 라이닝콘크리트(3)를 구축하고, 상기 라이닝콘크리트가 경화된 후에 지지대 및 거푸집을 해체한 후, 라이닝콘크리트(3)의 상부에 다시 토사(4)를 되메우기 함으로써 터널을 구축하는 공법을 취할 수 밖에 없었다.

이와 같은 종래의 터널구축공법은 토피가 얕은 지형조건을 갖는 터널의 입출구나 계곡부에 터널을 구축하기 위해서 사면의 안정과 작업소요공간의 확보등 안전을 고려하여 소요공간이 충분히 확보될 때까지 대절토공사를 수반하는 것이 필연적으로 뒤따르게 된다.

즉, 터널의 입출구나 계곡부에서는 도1에서 점선으로 도시된 부분과 같이, 산의 중턱을 거의 깎아 내려야 하는 절토작업이 큰 범위로 이루어져서, 사면이 급하게 형성되어지며, 또한 사면의 높이가 높아져서 제반작업들을 수행하기도 어려울 뿐만 아니라, 특히 공사후에는 안정된 기존 사면의 균형이 깨져 산사태의 위험이 나타나 안전상의 취약부가 되는 최대의 문제점이 되고 있다.

이와 같이, 터널의 입출구나 계곡부가 설치되는 지역의 지반이 안정되어 있던 상태에서 터널구축작업의 안전성을 확보하기 위하여 충분한 소요공간확보시까지 넓은 범위의 절토가 이루어짐으로써 지반의 안정을 깨뜨리게 될 뿐만 아니라, 급경사를 형성하게 되어 갱구부의 주변사면이 불안정하게 되며, 상대적으로 토사면의 높이가 높게 형성됨으로써 결국 갱구부의 주변사면에 작용하는 토압의 증대를 가져오게 된다.

이때, 갱구부 주변사면에 작용되는 토압(P_A)을 수식으로 나타내면 P_A=1/2γH²K_A로 나타낼 수 있는데, 여기에서 P_A는 주동토압, γ는 흙의 단위중량, H는 옹벽높이, K_A는 주동토압계수이다.

따라서, 갱구부의 주변사면에 작용되는 토압(P_A)은 토사면 높이(H)의 제곱에 비례하게 되므로 토사면의 높이가 높을수록 토압이 증가되어 사면의 붕괴위험도 그만큼 증가되는 문제점이 발생된다.

또한, 충분한 작업공간확보를 위한 대규모의 절토가 이루어짐으로써, 대절토의 사면이 발생하게 되므로 많은 공사비가 소요되고, 공사가 장기화되며, 자연환경이 파괴되어 미관상 안좋을 뿐만 아니라, 터널구축후에는 사면처리에 막대한 비용이 소요되고, 사면이 크게 형성되어짐에 따라 갱구부의 위치가 상대적으로 깊게 형성되어 인위적인 계곡이 형성됨으로써 환기가 불량해지며, 갱구부 앞에 응달이 발생되어 동절기에는 노면결빙으로 사고발생율이 크게 증가되는 문제점들이 있다.

또한, 터널단면을 구축하기 위한 시공면에 있어서도 동바리공등 복잡한 공종들을 거쳐야 하는데, 상부단면을 형성하기 위한 공정을 간단하게 할 수 없어 그만큼 공기가 길어지게 되는 시공상의 문제점도 여전히 있게 된다.

결론적으로 상기 종래의 오픈컷공법에 의해 터널구조물을 구축하기 위해서는 작업에 지장을 주지 않는 범위까지 토사를 굴착하여야 하는데, 그에 따라 사면의 안정을 깨뜨리게 되고, 또한 많은 토공사가 수반되어 공사비가 많이 들어 비경제적이고, 작업기간이 더 소요되는 등 여러가지의 문제점들이 필연적으로 따르게 된다.

따라서, 본발명의 목적은 토사를 파내고 되메우기하는 토공량을 대폭적으로 줄임으로써 공사기간을 단축시켜 주며, 사면을 안정하게 하고 자연을 보호할 수 있는 토피가 얕은 지역의 터널구축방법을 제공하는데 있다.

본발명의 다른 목적은 라이닝콘크리트를 구축하기 위한 거푸집을 지지시켜 주는 지지대를 사용하지 아니함으로써 작업성과 안전성을 증대시켜 주는 토피가 얕은 지역의 터널구축방법을 제공하는데 있다.

본발명의 또다른 목적은 필요한 부분만 절토하여 절토하는 면적을 최소한으로 줄임으로써 자연환경의 파괴를 줄여주는 토피가 얕은 지역의 터널구축방법을 제공하는데 있다.

도1은 터널이 설치되는 구간의 지형조건을 나타내는 도면

도2는 종래의 개착식공법에 따른 터널구축에 대한 단면도

도3a 내지 도3f는 본발명의 터널구축에 대한 단면도로서,

도3a는 터널이 설치되는 단면 좌우측벽에 H-말뚝들을 박아 토류판을 설치하고, 터널의 상부단면 형태대로 지반을 일부 굴토한 상태의 단면도

도3b는 H-말뚝들사이에 연결빔을 설치한 후 터널의 상부단면과 동일한 형태로 작 업공간에 충진체를 채운 상태의 단면도

도3c는 바탕지반과 충진체의 상면으로 거푸집을 설치한 후, 콘크리트를 타설한 상태의 도면

도3d는 콘크리트성형후 내부지반을 굴토하여 충진체를 제거하고 거푸집을 제거한 상태의 도면

도3e는 터널 상부라이닝콘크리트 상부로 스티로폴 및 토사를 되메운 상태의 도면

도3f는 터널 내부의 2차라이닝콘크리트를 타설한 상태의 도면

도4는 본발명의 터널상부단면을 구축한 상태의 사시도

도5는 본발명의 터널상부단면 모서리부에서의 콘크리트를 타설한 상태의 단면도

도6은 본발명의 터널하부단면에 기성콘크리트패널이 설치된 상태의 단면도

도7a는 토류판이 H-말뚝의 배면에 설치되고, 연결빔이 H-말뚝사이에 설치된 상태 의 평면도

도7b는 토류판이 설치된 상태의 측면도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10:H-말뚝 11:T형받침판 20:바탕지반

30:토류판 40:작업공간 50:연결빔

60:충진체 70:내부 거푸집판 80:공간부

90:외부 거푸집판 91:지지대 100:라이닝콘크리트

a:폴리에칠렌스티로폴 b:토사 c:기성콘크리트패널

이하, 본발명의 기술적 구성을 설명하면 다음과 같다.

본발명의 토피가 얕은 지역의 터널구축방법은, 터널구축지점의 좌우측에 일정간격으로 H-말뚝(10)들을 박고, 상기 H-말뚝(10)들의 내측사이에 단면이 반원형상의 바탕지반(20)을 형성하도록 만곡지게 절토하되, 상기 H-말뚝의 배면에 토사붕괴방지용 토류판(30)들을 끼워가면서 적절한 깊이까지 작업공간(40)을 확보해 나가면서 절토하고, 상기 확보된 작업공간(40) 내부의 소정깊이에서 상기 H-말뚝(10)들에 지지되도록 연결빔(50)들을 길이방향으로 설치한 후, 터널의 외주면을 이루도록 작업공간을 충진체(60)로 채우고, 만곡진 바탕지반 및 충진체의 표면에는 유연성이 좋은 거푸집을 설치한 후, 콘크리트를 타설하여 반원아치형의 라이닝콘크리트(100)를 형성하고, 상기 라이닝콘크리트(100)가 경화된 후에 그 내부지반(20)의 굴토 및 충진체(60)를 제거하고 내,외부 거푸집판(70)(90)을 탈형해 냄으로써 터널이 구축됨을 특징으로 하는 것이다.

즉, 본발명은 토피가 얕은 장소에 구축될 터널의 단면 좌우측방에 수직으로 박은 H-말뚝들에 토류판들을 끼워서 좌우측의 지반붕괴를 방지하면서 터널상부단면 라이닝콘크리트를 구축한 후, 터널내부의 지반을 나중에 굴토하여 하부단면을 시공하는 방식으로서, 터널상부단면 선시공 하부단면 후시공의 특징을 갖는다.

또한, 상부단면을 시공하기 위하여 바탕지반을 거푸집을 지지하는데 이용하는 특징을 갖는다.

따라서, 본발명은 H-말뚝들에 토류판들을 끼워서 토사의 붕괴를 방지하게 됨으로써 사면을 안정시키게 되고, 또한 토사를 파내고 되메우는 토공량이 대폭적으로 감소됨으로써 절토하는 면적이 대폭적으로 줄어 들어 자연환경의 파괴도 감소시킬 수 있으며, 또한 바탕지반(20)을 거푸집을 지지하는데 이용하게 됨으로써 콘크리트 타설에 필요한 지지대등 동바리공정이 전혀 필요없게 된다.

이하, 첨부도면들에 도시되는 대표적인 실시예를 통하여 본발명을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

본발명의 실시예로서 도3a 내지 3f에서 도시하는 바와 같이, 터널구축지점의 좌우측에 일정간격으로 H-말뚝(10)들을 박고, 상기 H-말뚝(10) 내측사이의 지반을 단면이 반원형상의 바탕지반(20)을 형성하도록 그 표면을 만곡지게 절토하되, 상기 H-말뚝들의 배면에 H-말뚝(10) 사이로 토사붕괴방지용 토류판(30)들을 길이방향으로 끼워가면서 적절한 깊이까지 작업공간(40)을 확보해 나가면서 절토하고, 상기 확보된 작업공간(40) 내부의 소정깊이에서 상기 H-말뚝(10)에 지지되도록 연결빔(50)들을 길이방향으로 설치한 후, 상기 작업공간(40)을 다시 토사 및 모래주머니등의 충진체(60)로 채우되 그 외주면이 상기 반원형의 바탕지반(20)의 외주면과 동일 곡률을 이루도록 채우고, 상기 바탕지반(20) 및 그 좌우측의 충진체(60) 상부표면 전체면에 걸쳐서 반원아치형의 내측 거푸집판(70)을 만곡시켜서 깔되 그 내부 거푸집판의 좌우 하단부는 상기 연결빔(50)에 지지되도록 설치하고, 상기 내부 거푸집판(70)의 외부에 적절한 간격을 두고 공간부(80)를 이루며 동일한 곡률로 설치되는 외부 거푸집판(90)을 설치하고, 상기 연결빔(50)의 상면에 그 하단부가 지지되며 상기 내,외부 거푸집판(70)(90)사이의 공간부(80)에 미경화콘크리트를 타설하여 반원아치형의 라이닝콘크리트(100)를 형성하고, 상기 라이닝콘크리트(100)가 경화된 후에 그 내부의 바탕지반(20)의 굴토 및 충진체(60)를 제거하고 내,외부 거푸집판(70)(90)을 탈형해 냄으로써 터널상부단면을 시공하는 점에서 본발명의 기본적인 기술사상을 구현하는 것이다.

도3a에서 도시한 바와 같이, 먼저 터널이 설치되는 좌우측 지반에 H-말뚝(10)들이 일정간격으로 평행하게 터널의 폭과 같은 간격으로 박혀 말뚝박기가 완료된 후, 라이닝콘크리트(100)가 설치될 상부 토피층의 지반을 굴토하면서 H-말뚝(10) 사이로 토류판(30)을 끼워가면서 소정깊이까지 원지반을 만곡지게 굴토하는데, 이때 원지반의 좌,우측에는 작업공간(40)을 확보하기 위하여 말뚝으로부터 소정의 공간이 확보되도록 굴토한다.

이때 원지반을 만곡지게 굴토하여 형성되는 바탕지반(20)의 상부표면이 전체적으로 터널의 상부단면과 같은 형상의 반원형상을 이루도록 원지반을 굴토하고 정리하는 것이 중요하다.

이것은 그 바탕지반(20)의 외주면 형상이 터널상부단면의 외주면형상과 같게 하여 바탕지반(20)의 상면에 설치되는 내부 거푸집판(70)을 지지할 수 있도록 하기 위한 것으로서, 이는 바로 터널상부단면의 라이닝콘크리트(100)를 반원아치형으로 성형시키게 하는 이유때문이다.

또한, 굴토시 바탕지반(20)의 좌우측에 작업공간(40)을 확보하는 이유는 H-말뚝 (10)사이에 연결빔(50)을 장비로 운반하여 설치하기 위한 공간을 확보하기 위해서이다.

따라서 좌우측의 작업공간(40)은 연결빔(50)이 설치되는 깊이까지 굴토하면 되고, 그이외의 원지반은 반원아치형으로 굴토를 하면 된다.

한편, 상기 좌우 H-말뚝(10)간의 폭은 구축될 터널의 폭과 같게 된다. 이러한 H-말뚝(10)은 터널구축이 완료된 후에 터널의 라이닝콘크리트(100)를 지지하게 되므로 그 전체가 지반에 매립되어지는 것이나, H-말뚝(10)의 상부가 돌출될 경우에는 상측의 일부를 절단하여 빼내고 하측부만 지반에 매립시킬 수 있다.

한편, H-말뚝(10) 사이에 지지되는 토류판(30)은 도4에서 도시한 바와 같이, H-말뚝(10)의 플랜지와 플랜지 사이에 끼워질 수도 있으나, 도5·도6 또는 도7a에서 도시한 바와 같이 플랜지와 플랜지 사이에 연결빔(50)이 설치되므로 H-말뚝(10)의 배면에 지지되는 것이 바람직하다.

H-말뚝들의 말뚝박기와 원지반의 굴토작업 및 토류판이 설치된 이후, 도3b에서와 같이 H-말뚝(10)들의 소정깊이의 위치에 H-말뚝(10)의 플랜지와 플랜지 사이에 T형받침판(11)들을 용착시키고, 전후 H-말뚝(10)사이의 T형받침판(11)상에 연결빔(50)을 설치하게 되며, 연결빔(50)들의 설치가 완료되면 바탕지반(20)의 좌우측 작업공간(40)상에 토사 및 모래주머니등의 충진체(60)로 채워지는데 바탕지반(20)과 함께 전체적으로 그 외주면이 반원아치형으로 형성되도록 설치한다.

상기 연결빔(50)은 H-말뚝(10)간에 길이방향으로 설치되는 구조부로서 라이닝콘크리트(100)의 하중을 H-말뚝(10)으로 전달시켜 주는 역할을 하게 된다. 이러한 연결빔(50)은 도5a 내지 도7b에서와 같이, 그 양단부가 전후 H-말뚝(10)의 플랜지와 플랜지 사이에 용착된 T형받침판(11)들의 상부에 걸처져서 지지됨을 보여준다.

따라서, 연결빔(50)이 H-말뚝(10)의 플랜지와 플랜지 사이에 설치됨으로써 콘크리트로 타설시공될 라이닝콘크리트(100)의 하중을 H-말뚝(10)으로 확실하게 전달지지시키게 된다.

상기 연결빔(50)의 설치가 완료되면, 도3b 및 도5에서 도시한 바와 같이 작업공간(40)을 다시 충진체(60)로 채워주게 된다. 이때 충진체(60)는 토사 또는 모래주머니 등으로 채워지게 되는데, 그 외주면이 상기 반원아치형의 바탕지반(20)의 외주면과 동일한 곡률선상으로 채워지는 것이 중요하다.

작업공간(40)에 충진체(60)를 채우는 이유는 반원아치형의 바탕지반(20)과 함께 그 상면에 내부 거푸집판(70)이 설치될 시 지지력을 갖게 하기 위해서이며, 상기 충진체(60)는 작업공간을 채워주는 형태로써 지지력을 확보할 수 있는 것으로 여러개로 분할하여 채워지거나 반원아치형의 외주면에 부분적으로 사용되어지는 것이면 본발명의 기술사상에 포함되는 것임을 밝혀 둔다.

작업공간(40)의 채움작업이 완료되면, 도3c에서와 같이, 상기 바탕지반(20) 및 그 좌우측의 충진체(60) 상부표면 전체면에 걸쳐서 반원아치형으로 만곡되는 내부 거푸집판(70)을 일체로 깔게 된다.

이러한 내부 거푸집판(70)은 유연성의 재질로서 이루어져서 바탕지반(20)과 충진체(60)의 상면에 지지되고, 그 좌우 하단부는 상기 연결빔(50)의 내측끝단부에 지지되어, 라이닝콘크리트(100)를 타설하기 위한 거푸집의 내측패널 역할을 수행하게 된다.

한편, 내부 거푸집판(70)을 설치할 때 라이닝콘크리트용 철근배근도 함께 배근해 나가는 것이 바람직하다.

상기 내부 거푸집판(70)의 외부에 일정한 간격을 갖는 공간부(80)를 유지하면서 내부 거푸집판(70)과 동일한 곡률로 설치되는 외부 거푸집판(90)을 설치하는데, 이러한 외부 거푸집판(90)은 내부 거푸집판과 일정한 간격을 갖고 설치되어 그 사이로 콘크리트를 타설하게 되며, 그 좌우 하단부는 연결빔(50)의 외측 끝단부에 지지되고 가운데부분은 토류판(30)과의 사이에 지지대(91)를 설치하여 지지시켜서 라이닝콘크리트(100)를 타설시 반원형상으로 성형시키도록 하는 거푸집의 외측패널 역할을 수행하게 된다.

이때 외부 거푸집판(90)의 좌우 하단부는 연결빔(50)의 외측 끝단부에 지지되고 가운데부분은 지지대(91)로 지지시켜 줌으로써, 종래에 좌우 경사면에 지지대를 설치하는 가설공사가 쉽지 않았던 것과는 달리, 간단하게 지지할 수 있게 된다.

한편, 상기 내,외부 거푸집판 사이의 공간부(80)는 결국 라이닝콘크리트(100)가 형성되는 공간이므로 공간부(80)의 두께를 현장에 따라 구조적인 강도에 알맞게 부여하는 것이 바람직하다. 즉, 터널상부에 되메우는 토피량에 따라서 하중이 무거우면 라이닝콘크리트(100)를 두껍게 시공할 필요가 있고 하중이 비교적 가벼우면 얇게 시공할 필요가 있다.

이 공간부(80)의 소정위치에 일정한 소요두께의 콘크리트성형을 위하여 도시하지는 않았으나, 내부 거푸집판과 외부거푸집판의 사이에 스페이서들을 설치할 수 있음은 물론이다.

상기 내,외부 거푸집판으로 이루어지는 거푸집공사가 완료되면, 거푸집 내부 공간부(80)에 미경화콘크리트를 타설하여 반원아치형의 라이닝콘크리트(100)를 형성하게 된다.

라이닝콘크리트를 형성하기 위한 콘크리트타설시 이 외부 거푸집판(90)은 여러개로 분할하여 설치할 수도 있으나, 중앙부를 제외한 좌우측 2개의 외부 거푸집판(90)을 사용하는 것이 바람직하며, 중앙부는 콘크리트를 채워넣어 바르는 작업형태로도 마무리가 가능하다.

이렇게 성형되어진 라이닝콘크리트(100)의 좌우 하단부는 연결빔(50)에 지지된다. 따라서 라이닝콘크리트(100)의 하중은 연결빔(50)과 H-말뚝(10)을 통하여 지반으로 전달된다.

따라서, 내부 거푸집판(70)이 바탕지반(20)과 충진체(60)의 상면에 지지되기 때문에 종래에 지지대를 가설하였던 것과는 달리, 지지대를 가설할 필요가 없으므로 작업성을 증대할 수 있고 경제적이 된다.

상기 라이닝콘크리트(100)가 경화되면 도3d에서 도시한 바와 같이, 내부의 바탕지반(20)을 소정의 깊이로 굴토하는데, 내부 거푸집을 지지하고 있는 반원아치형의 바탕지반(20)을 굴토하고 좌우측 작업공간상에 채워져 있는 충진체(60)를 제거하고, 또한 내,외부 거푸집판(70)(90)을 탈형해 냄으로써 라이닝콘크리트(100)가 성형되어진다.

그후, 라이닝콘크리트(100) 상부를 되메우기 할 때 도3e에서 도시한 바와 같이, 라이닝콘크리트(100)의 좌우측부에 폴리에칠렌 스티로폴(a)로 채우고, 그 상면에 토사(b)를 채워 되메우기를 한다.

여기에서, 라이닝콘크리트(100)의 좌우측부에 폴리에칠렌 스티로폴(a)로 채워주는 이유는 가벼운 물질로 채워줌으로써 터널상면에 적재되는 하중을 덜어주기 위함이다.

한편, 필요에 따라서 H-말뚝(10) 상부를 잘라내고 토사를 되메우기 해 주는데, 이때 H-말뚝(10) 상부를 잘라내는 위치는 충진체(60)가 채워진 부분의 상측에서 이루어지는 것이 바람직하다. 이는 H-말뚝(10)의 바깥쪽에 굴토되지 않은 지반의 토압이 터널의 상부단면으로 영향을 주지 않게 하기 위해서이다.

그후, 상기 라이닝콘크리트(100)의 하단부에는 도3f에서 도시한 바와 같이, 기존의 터널구축방법으로 시공하거나, 도6에서 도시한 바와 같이 기성콘크리트패널(c)을 적층하여 시멘트몰탈이나 숏크리트로 표면의 요철 및 공극을 정리한다.

이후 도3f에서 도시하는 바와 같이, 일반터널구축과 같은 공정으로서 시트방수처리를 한 후, 2차라이닝콘크리트공사를 하면서 터널구축에 따른 계속공사를 진행한다.

이와 같이, 본발명은 터널이 구축되는 지점의 토피가 얕은 경우에 적용할 수 있는 공법으로서, 터널상부단면을 먼저 시공하고, 이후 내부지반을 굴착하여 터널하부단면을 후시공하는 공법을 통하여 터널을 구축하게 된다.

따라서, 터널굴착공사시 토피가 얕은 장소에 구축될 터널의 단면 좌우측방에 수직지지빔을 설치하여 사전 상부라이닝공사를 본공사에 앞서 실시하는 것으로서, 토사를 많이 절토하지 않고서도 시공이 가능하다.

이에 따라, 터널의 입출구나 계곡 등의 토피가 얕은 지역에서 사면이 안정되고, 산사태의 위험이 없어질 뿐만 아니라, 절토하는 범위를 크게 하지 않아도 되기 때문에 공기를 단축할 수 있고, 또한, 자연환경의 파괴를 최소한으로 할 수 있게 되며, 시공후에는 노면결빙으로 인한 사고가 예방된다.

이와 같이 본발명은 첫째, 본발명은 터널을 구축하기 위한 대단위의 토공을 수반하지 않으므로 터널의 입출구나 계곡부 주위의 사면이 안정됨으로써 안전사고의 위험이 없어지며,

둘째, 본발명은 좌우 H-말뚝(10)에 토류판(30)을 끼워서 지반의 붕괴를 방지한 상태에서 굴토 및 성토를 하기 때문에 토공량이 대폭적으로 감소되어 건설비용이 절감되고 전반적인 공사기간을 단축시켜 주는 효과가 있으며,

셋째, 바탕지반(20)을 거푸집을 지지하는데 이용하고, 라이닝콘크리트(100)를 타설한 후에 바탕지반(20)을 굴착하는 것이므로, 종래 터널라이닝공사를 위하여 복잡한 동바리공, 지주대 등을 가설했던 것과는 달리, 지지대가 전혀 필요없게 되어 시공작업의 용이성과 시공비를 감축시키는 효과가 있으며,

넷째, 절토하는 면적이 종래에 비하여 대폭적으로 줄여 들므로 자연환경의 파괴를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본발명은 불필요한 절토 및 성토량을 줄임으로써 사면의 안정을 기할 수 있을 뿐만 아니라, 전체적으로 공사기간이 단축되고 공사비를 감소시킬 수 있으며, 또한 터널상부단면을 형성하기 위하여 터널내부의 지반을 거푸집을 지지하는데 이용함으로써 시공작업의 단순화를 기한 유용한 발명이다.

Claims (7)

1. 터널구축지점의 좌우측에 일정간격으로 H-말뚝(10)들을 박고, 상기 H-말뚝(10)들의 내측사이에 단면이 반원형상의 바탕지반(20)을 형성하도록 만곡지게 절토하되, 상기 H-말뚝의 배면에 토사붕괴방지용 토류판(30)들을 끼워가면서 적절한 깊이까지 작업공간(40)을 확보해 나가면서 절토하고, 상기 확보된 작업공간(40) 내부의 소정깊이에서 상기 H-말뚝(10)들에 지지되도록 연결빔(50)들을 길이방향으로 설치한 후, 터널의 외주면을 이루도록 작업공간을 충진체(60)로 채우고, 만곡진 바탕지반 및 충진체의 표면에는 유연성이 좋은 거푸집을 설치한 후, 콘크리트를 타설하여 반원아치형의 라이닝콘크리트(100)를 형성하고, 상기 라이닝콘크리트(100)가 경화된 후에 그 내부지반(20)의 굴토 및 충진체(60)를 제거하고 내,외부 거푸집판(70)(90)을 탈형해 냄으로써 터널이 구축됨을 특징으로 하는 토피가 얕은 지역의 터널구축방법.
2. 제1항에 있어서, 충진체(60)는 토사 및 모래주머니로 이루어지는 것임을 특징으로 하는 토피가 얕은 지역의 터널구축방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 거푸집은 합판으로 이루어진 것임을 특징으로 하는 토피가 얕은 지역의 터널구축방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 연결빔(50)은 그 양단부를 상기 H-말뚝(10)의 플랜지와 플랜지 사이에 용착된 T형받침판(11) 상부에 설치되어 시공함을 특징으로 하는 토피가 얕은 지역의 터널구축방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 라이닝콘크리트(100)는 그 하단부가 연결빔(50)으로 하중이 전달지지되게 시공됨을 특징으로 하는 토피가 얕은 지역의 터널구축방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 라이닝콘크리트(100)의 상면 좌우측부에 폴리에칠렌 스티로폴(a)로 채운 후, 적절한 높이로 토사(b)를 되메우기하여 시공함을 특징으로 하는 토피가 얕은 지역의 터널구축방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 라이닝콘크리트(100)의 하단부에는 기성콘크리트패널(c)을 H-말뚝(10)사이에 적층한 후, 시멘트몰탈로 요철 및 공극을 채워 시공함을 특징으로 하는 토피가 얕은 지역의 터널구축방법.