KR100322844B1 - 관 구조 터널 건조공법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 관 구조 터널 건조공법에 관한 것으로, 지표에서 수직으로 터널(1)의 시공위치 까지 수직갱을 형성시키는 단계와, 상기 수직갱을 형성시킨 후 수직갱에서 압입수단을 이용하여 메인강관(110)을 터널(1)의 루프 좌우단에서 터널의 길이방향으로 순차로 연결하여 압입하는 단계와, 상기 압입된 좌우 메인강관(110) 중 일측 메인강관(110)에서 타측 메인강관(110)으로 서브강관(120)을 압입하는 단계와, 상기 메인강관(110)에서 하향으로 토류벽을 유지하면서 굴착하여 터널(1)측벽용 공간을 형성시키는 단계와, 상기 메인강관(110)에 하향으로 형성된 공간에 콘크리트를 타설하여 터널(1)측벽을 형성시키는 단계와, 상기 일측 메인강관(110) 서브강관(120) 타측 메인강관(110)에 순차적으로 콘크리트를 채워 경화시키는 단계와, 상기 메인강관(110) 서브강관(120)의 내부 콘크리트 경화후 터널(1)의 내부 흙파기 단계 및, 상기 터널(1) 내부 흙파기 완료후 터널(1) 바닥에 콘크리트를 설치하는 단계로 구성하여 안전하고 정확하게 도심에서 터널을 건조할 수 있고, 특히 시민의 보행이나 상업활동 및 교통의 흐름에 방해되는 요소가 적어 터널 건조로 인한 주변생활의 불편함을 최소화하며, 또한 소음 및 진동을 최소화하므로 토압의 변화와 지반의 거동이 거의 없게되고 이로 인하여 터널 시공지역의 주변 구조물에 미치는 악영향이 제거하여 안전하게 시공할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 관 구조 터널 건조공법에 관한 것으로, 상세하게는 공사중 시민의 보행이나 상업활동 및 교통의 지장을 주지 않고 안전하게 시공할 수 있도록 하는 관 구조 터널 건조공법에 관한 것이다.
일반적으로 터널은 흙이나 바위를 파서 지표면 아래에 만든 공간으로 거의 수평이며 가는 모양의 긴 통로를 말한다. 위쪽에서 재래지반을 남기고 땅속을 파 들어가 만들어진 것이 보통이지만, 지표에서부터 홈모양으로 파고 들어가 그 속에 터널구조물을 만든 다음 다시 묻는 개착공법에 의한 것도 터널에 포함된다. 이 공법은 도시내의 도로 아래에 비교적 얕은 지하철도를 만들 때 이용된다. 오늘날에는 터널의 용도나 양상이 다양화되어 지하발전소용의 대공동, 지하의 자동차주차장이나 각종창고, 지하정유시설이나 지하도로등 흙이나 바위가 붕괴하여 떨어지는 것을 막으면서 땅속을 파서 공간을 만들고, 영구적으로 재래지반을 지지하는 구조물을 건설하는 것도 넓은 뜻으로 터널이라 한다.
터널의 용도는 철도, 도로 터널 등의 교통용 터널과, 수력발전, 관개 등을 위한 수로 터널 및, 상하수도, 전선로 등의 관로 터널 등이 있다. 이 밖에 지하발전소, 변전소 및 석유류 저장용 지하공동 등도 터널 기술을 적용한 지하건조물로서 터널에 포함시킬 수 있다. 또 터널은 굴착의 대상이 되는 지질에 따라서 암석터널과 토사터널로 나누며, 시공 장소, 시공 방법에 따라 산악터널, 도시터널,수저터널, 개착터널, 실드터널, 침매터널 등으로 세분된다.
이러한 터널은 여러가지 건조방법으로 개발되어 현재까지 진행되었으나 시민의 보행이나 상업활동 및 교통의 지장을 줄 뿐만 아니라 토압의 변화 및 지반의 거동이 심하게 발생되어 인근 구조물에 악영향을 미치게 되는 문제점이 있었다. 그러므로 시민의 보행이나 상업활동 및 교통 등에서 발생되는 불편함과 피해를 최소하고 안전하게 시공할 수 있는 터널 건조방법의 개발이 지속적으로 요구되었다.
따라서 본 발명의 주 목적은 흙파기를 최소로 억제하고 루프 및 측벽이 완성된 후 흙파기를 실시하여 지반의 거동 및 토압의 변화를 최소화하여 안전하고 정확하게 도심에서 터널을 건조할 수 있도록 하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 시민의 보행이나 상업활동 및 교통의 지장을 최소화하여 터널 건조로 인한 주변생활의 불편함을 최소화하도록 하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 소음 및 진동을 최소화하여 쾌적한 공사 환경을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 터널 시공지역의 주변 구조물에 대하여 안전성을 유지시킬 수 있도록 하는 데 있다.
도 1 은 본 발명의 관 구조 터널 건조공법 중 메인강관 압입상태를 나타낸 측면도.
도 2 는 본 발명의 관 구조 터널 건조공법 중 메인강관 압입상태를 나타낸 평면도.
도 3 은 본 발명의 관 구조 터널 건조공법 중 메인강관에서 서브강관 압입상태를 나타낸 측면도.
도 4 는 본 발명의 관 구조 터널 건조공법 중 메인강관에서 서브강관 압입상태를 나타낸 평면도.
도 5 는 본 발명의 관 구조 터널 건조공법 중 메인강관에서 팀버를 설치상태를 나타낸 정면도.
도 6 은 본 발명의 관 구조 터널 건조공법 중 팀버 트랜치를 상세하게 나타낸 평면도.
도 7 은 본 발명의 관 구조 터널 건조공법 중 팀버 트랜치를 상세하게 나타낸 정면도.
도 8 은 본 발명의 관 구조 터널 건조공법 중 관내에 콘크리트 타설 순서를나타낸 콘크리트 채움 순서도.
도 9 는 본 발명의 관 구조 터널 건조공법 중 터널 내부 흙파기 및 바닥 콘크리트 타설 순서도.
도 10 은 본 발명의 관 구조 터널 건조공법으로 루프의 일측에만 메인강관을 설치하여 완성시킨 터널을 나타낸 사시도.
도 11 은 본 발명의 관 구조 터널 건조공법으로 루프의 양측에 메인강관을 설치하여 완성시킨 터널을 나타낸 사시도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1; 터널 10; 유압잭
110; 메인강관 120; 서브강관
130; 콘크리트팀버 140; 서포트
위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 터널 건조공법은 지표에서 수직으로 터널의 시공위치 까지 수직갱을 형성시키는 단계와, 상기 수직갱을 형성시킨 후 수직갱에서 압입수단을 이용하여 메인강관을 터널의 루프 좌우단에서 터널의 길이방향으로 순차로 연결하여 압입하는 단계와, 상기 압입된 좌우 메인강관 중 일측 메인강관에서 타측 메인강관으로 서브강관을 압입하는 단계와, 상기 메인강관에서 하향으로 토류벽을 유지하면서 굴착하는 단계와, 상기 메인강관에 하향으로 형성된 공간에 콘크리트를 타설하여 터널 측벽을 형성시키는 단계와, 상기 일측 메인강관에 콘크리트를 타설하는 단계와, 상기 서브강관에 콘크리트를 타설하는 단계와, 상기 타측 메인강관에 콘크리트를 타설하는 단계와, 상기 타측 메인강관 콘크리트 타설 후 터널의 내부 흙파기 단계 및, 상기 터널 내부 흙파기 완료후 터널 바닥에 콘크리트를 설치하는 단계로 구성함이 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.
위와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명의 관 구조 터널 건조공법 중 메인강관 압입상태를 나타낸 측면도이고, 도 2 는 본 발명의 관 구조 터널 건조공법 중 메인강관 압입상태를 나타낸 평면도이며, 도 3 은 본 발명의 관 구조 터널 건조공법 중 메인강관에서 서브강관 압입상태를 나타낸 측면도이고, 도 4 는 본 발명의 관 구조 터널 건조공법 중 메인강관에서 서브강관 압입상태를 나타낸 평면도이며, 도 5 는 본 발명의 관 구조 터널 건조공법 중 메인강관에서 팀버를 설치상태를 나타낸 정면도이고, 도 6 은 본 발명의 관 구조 터널 건조공법 중 팀버 트랜치를 상세하게 나타낸 평면도이며, 도7 은 본 발명의 관 구조 터널 건조공법 중 팀버 트랜치를 상세하게 나타낸 정면도이고, 도 8 은 본 발명의 관 구조 터널 건조공법 중 관내에 콘크리트 타설 순서를 나타낸 콘크리트 채움 순서도이며, 도 9 는 본 발명의 관 구조 터널 건조공법 중 터널 내부 흙파기 및 바닥 콘크리트 타설 순서도이고, 도 10 은 본 발명의 관 구조 터널 건조공법으로 루프의 일측에만 메인강관을 설치하여 완성시킨 터널을 나타낸 사시도이며, 도 11 은 본 발명의 관 구조 터널 건조공법으로 루프의 양측에 메인강관을 설치하여 완성시킨 터널을 나타낸 사시도이다.
도 1 내지 도 11 에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 터널 건조공법은 지표에서 수직으로 터널(1)의 시공위치 까지 수직갱을 형성시키는 단계와, 상기 수직갱을 형성시킨 후 수직갱에서 압입수단을 이용하여 메인강관(110)을 터널(1)의 루프 좌우단에서 터널의 길이방향으로 순차로 연결하여 압입하는 단계와, 상기 압입된 좌우 메인강관(110) 중 일측 메인강관(110)에서 타측 메인강관(110)으로 서브강관(120)을 압입하는 단계와, 상기 메인강관(110)에서 하향으로 토류벽을 유지하면서 굴착하여 터널(1)측벽용 공간을 형성시키는 단계와, 상기 메인강관(110)에 하향으로 형성된 공간에 콘크리트를 타설하여 터널(1)측벽을 형성시키는 단계와, 상기 일측 메인강관(110) 서브강관(120) 타측 메인강관(110)에 순차적으로 콘크리트를 채워 경화시키는 단계와, 상기 메인강관(110) 서브강관(120)의 내부 콘크리트 경화후 터널(1)의 내부 흙파기 단계 및, 상기 터널(1) 내부 흙파기 완료후 터널(1) 바닥에 콘크리트를 설치하는 단계로 구성한다.
도 1 과 도 2 에 나타낸 바와 같이, 메인강관(110)과 서브강관(120)을 지중에서 관입하기 위하여 터널(1)의 위치까지 수직갱을 구축하고 수직갱의 내부에 유압잭(10) 등의 압입수단을 설치하여 터널(1)의 루프에 해당하는 좌우단에 메인강관(110)을 소정심도까지 연결하면서 압입하며 메인강관(110)의 압입으로 유입되는 흙은 제거한다.
도 3 과 도 4 에 나타낸 바와 같이, 메인강관(110)의 압입이 완료되면 일측 메인강관(110) 내부에 압입수단인 유압잭(10)을 설치하고 일측 메인강관(110)에서 타측 메인강관(110)으로 서브강관(120)을 압입하여 연결하되, 좌우 메인강관(110)의 서브강관(120) 연결부분은 절개하여 상호 연통되게 연결한 다음 서브강관(120)의 압입으로 유입된 흙을 제거한다.이를보다 상세하게 설명하면, 메인강관(110) 내부에서 서브강관(120)과 동일한 직경으로 절단한 다음 유압잭(10)을 설치하고 메인강관(120) 내부에서 작업 가능한 길이로 절단된 서브강관(120)을 압입하며 다시 또 다른 서브강관(120)의 전단을 압입된 서브강관(120)에 용접하여 순차적으로 용접하면서 압입하여 서브강관(120)이 터널(1)의 타측단까지 압입되게 하고 최종적으로 압입된 서브강관(120)의 후단을 메인강관(110)의 용접하고 최초 압입된 서브강관(120)의 전단을 타측 메인강관(110)에 용접한다.본 발명에 적용하고자 하는 메인강관(110)의 규격은 관경이 2500mm 이상이어야 하고, 서브강관(120)의 규격은 관경이 1500mm 이하, 길이는 1000mm를 넘지 않아야 한다.즉, 메인강관(110)의 내부에서 서브강관(120)의 길이가1000mm와 유압잭(10)의 스트로크 최대 700mm와 반력대 300mm를 설치할 수 있어야 한다.도 5 내지 도 7 에 나타낸 바와 같이, 서브강관(120)의 설치가 완료되면 좌우 메인강관(110)의 내부 하측을 절개하고 절개부분을 통하여 하향으로 굴착한다. 이때, 굴착면의 붕괴를 방지하기 위하여 양면에 콘크리트 팀버(130)를 설치하면서 지하방향으로 소정심도까지 굴착한다. 여기서 콘크리트 팀버(130) 사이에는 서포트(140)를 설치하여 양면에 설치된 콘크리트 팀버(130)를 지지하도록 한다.
도 8 에 나타낸 바와 같이, 터널(10)의 측벽 형성을 위한 팀버 트랜치가 완료되면 먼저 좌우 팀버 트래치의 내부에 철근 엮음 후 콘크리트를 채워 터널(1)의 측벽을 형성시킨 다음 일측 메인강관(110)과 서브강관(120) 및 타측 메인강관(110)에 차례로 콘크리트를 채워 터널(1)의 루프를 형성시킨다.따라서, 터널(1) 내부의 흙파기 작업이 실행 전에 메인강관(110)과 서브강관(120)으로 인한 관 구조가 완전하게 루프를 형성시키고 측벽을 완전히 경화시킨 상태이므로 루프와 측벽이 견고하게 형성되어 있어 지반의 거동에 따른 수직하중 등으로부터 안전하게 공사를 진핼 할 수 있다.
도 9 에 나타낸 바와 같이, 팀버 트랜치와 서브강관(120) 및 메인강관(110)에 충진된 콘크리트가 모두 경화되면 터널의 루프 하측의 흙을 파내고 좌우 측벽의하부 내측에 바닥 콘크리트를 설치하여 도 11 과 같이 터널(1)을 박스 형상으로 형성시킨다.
한편 도 10 에 나타낸 바와 같이, 터널(1)의 루프 일측에만 메인강관(110)을 압입하고 메인강관(110)에서 루프의 타측으로 서브강관(120)을 압입하되, 서브강관(120)의 타측에서 터널(1)의 길이 방향으로 서브강관(120)의 하부를 절개하여 상기와 같이 하향으로 팀버 트랜치를 형성하고, 팀버 트랜치 내부에 콘크리트를 채워 터널(1)의 측벽을 형성할 수 도 있다.
여기서, 본 발명은 콘크리트에 각종 보강소재 또는 철근의 묶음을 이용하여 콘크리트의 타설후 강도를 향상시킬 수 있도록 한다.
여기서 본 발명의 터널(1)은 그 크기를 국한 하는 것이 아니며 메인강관(110)이나 서브강관(120)의 규격를 달리하여 시공하고자 하는 터널(1)의 규모에 알맞게 조절하여 사용한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 터널 건조공법은 지표에서 수직으로 터널(1)의 시공위치 까지 수직갱을 형성시키는 단계와, 상기 수직갱을 형성시킨 후 수직갱에서 압입수단을 이용하여 메인강관(110)을 터널(1)의 루프 좌우단에서 터널의 길이방향으로 순차로 연결하여 압입하는 단계와, 상기 압입된 좌우 메인강관(110) 중 일측 메인강관(110)에서 타측 메인강관(110)으로 서브강관(120)을 압입하는 단계와, 상기 메인강관(110)에서 하향으로 토류벽을 유지하면서 굴착하여 터널(1)측벽용 공간을 형성시키는 단계와, 상기 메인강관(110)에 하향으로 형성된 공간에 콘크리트를 타설하여 터널(1)측벽을 형성시키는 단계와, 상기 일측 메인강관(110) 서브강관(120) 타측 메인강관(110)에 순차적으로 콘크리트를 채워 경화시키는 단계와, 상기 메인강관(110) 서브강관(120)의 내부 콘크리트 경화후 터널(1)의 내부 흙파기 단계 및, 상기 터널(1) 내부 흙파기 완료후 터널(1) 바닥에 콘크리트를 설치하는 단계로 구성하므로 안전하고 정확하게 도심에서 터널을 건조할 수 있고, 특히 시민의 보행이나 상업활동 및 교통의 흐름에 방해되는 요소가 적어 터널 건조로 인한 주변생활의 불편함을 최소화하며, 또한 소음 및 진동을 최소화하여 쾌적한 공사환경을 제공할 뿐만 아니라 터널의 측벽과 루프를 형성시킨 경화시킨 다음 터널 내부측 흙을 제거하므로 토압의 변화와 지반의 거동이 거의 없고 이로 인하여 터널 시공지역의 주변 구조물에 미치는 악영향이 제거하여 안전하게 시공할 수 있는 효과가 있다.
Claims (2)
- 지표에서 수직으로 터널(1)의 시공위치 까지 수직갱을 형성시키는 단계와,상기 수직갱을 형성시킨 후 수직갱에서 압입수단을 이용하여 메인강관(110)을 터널(1)의 루프 좌우단에서 터널의 길이방향으로 순차로 압입하여 연결하는 단계와,상기 압입된 좌우 메인강관(110) 중 일측 메인강관(110)에서 타측 메인강관(110)으로 서브강관(120)을 압입하는 단계와,상기 메인강관(110)에서 하향으로 토류벽을 유지하면서 굴착하여 터널(1)측벽용 공간을 형성시키는 단계와,상기 메인강관(110)에 하향으로 형성된 공간에 콘크리트를 타설하여 터널(1)측벽을 형성시키는 단계와,상기 일측 메인강관(110) 서브강관(120) 타측 메인강관(110)에 순차적으로 콘크리트를 채워 경화시키는 루프형성단계와,상기 메인강관(110) 서브강관(120)의 내부 콘크리트 경화후 터널(1)의 내부 흙파기 단계 및,상기 터널(1) 내부 흙파기 완료후 터널(1) 바닥에 콘크리트를 설치하는 박닥 완료단계로 구성한 것을 특징으로 하는 관 구조 터널 건조공법.
- 제 1 항에 있어서상기 터널(1)의 루프 일측에만 메인강관(110)을 압입하고 메인강관(110)에서 루프의 타측으로 서브강관(120)을 압입하되, 서브강관(120)의 타측에서 터널(1)의 길이 방향으로 팀버 트랜치를 구축하여 터널(1)의 측벽을 형성하도록 구성한 것을 특징으로 하는 관 구조 터널 건조공법.
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| KR101407631B1 (ko) | 2012-07-25 | 2014-06-13 | 쌍용건설 주식회사 | 지중 통로 구조물 및 지중 통로 구조물의 시공을 위한 강관 추진공법 |
| KR20160074977A (ko) | 2014-12-19 | 2016-06-29 | 한국건설기술연구원 | 콘크리트 충전강관을 이용한 피암터널 및 그 시공방법 |
| KR101674476B1 (ko) | 2015-05-08 | 2016-11-10 | 한국철도기술연구원 | 저심도 철도터널 급속 시공용 트렌치 실드장비 및 이를 이용한 저심도 철도터널 급속 시공 방법 |
| KR102029429B1 (ko) | 2019-02-22 | 2019-10-07 | 티알이엔씨(주) | 지중 추진관에 내접끼움 인너마디링이 설치되어 연속강결합구조를 갖는 지하구조물의 시공방법 |
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