KR100383452B1

KR100383452B1 - 지하터널 작업구 벽체 조성 구조

Info

Publication number: KR100383452B1
Application number: KR10-2000-0029928A
Authority: KR
Inventors: 백남석
Original assignee: 주식회사 동아지질
Priority date: 2000-06-01
Filing date: 2000-06-01
Publication date: 2003-05-12
Also published as: KR20000054310A

Abstract

본 발명은 지하터널 작업구 벽체 조성 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실드(Shield) 및 세미실드(Semi-shield)공법에 의해 지하터널을 구축할 때 굴착기계의 설치등 굴착작업을 실시할 수 있도록 축조하는 작업구의 지하연속벽 중 굴착기계가 통과하는 굴착면에 별도의 파취작업이나 인력작업을 수반하지 않고 굴착기계를 통과시킬 수 있도록 연결 설치하는 그라스 화이바와 FRP로 성형한 지하터널 작업구 벽체 조성구조에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 그라스 클로스와 그라스 울이 순서적으로 접착된 상면에 FRP 바가 연접되고 이의 상면에 전기한 그라스 클로스와 그라스 울이 접착되며 다시 이의 상면에 FRP 바가 하부의 FRP 바와 교차되는 방향으로 접착되는 구조로서 다수겹이 연속하여 층착 구성된 벽판넬과; 전기 벽판넬의 내측면에 모르타르가 충진될 수 있는 공간이 형성되도록 X 자 형상으로 연결 설치된 보강용 FRP 앵글과; 상기 FRP 앵글을 연결하는 후측 연결바와 전면의 벽판넬에 부착되어 철근망(2)의 철근과 클립으로 체결되는 연결봉으로 이루어져 지하연속벽의 굴착단면에 철근망과 연결 설치되는 지하터널 작업구 벽체 조성 구조.

Description

지하터널 작업구 벽체 조성 구조{Wall composition structure of working hole in underground turnel}

일반적으로 지하터널 구축공법의 일종인 실드 및 세미실드 공법은 원통형의 굴착기계로서 원통형 몸체의 전면부에 초경 바이트가 부착된 원판의 커터 헤드가 장착되어 몸체의 추진과 더불어 커터 헤드의 회전에 의해 지반을 파취, 굴착하면서 지하터널을 구축하는 일련의 기계터널 굴착공법이다.

이러한 실드 및 세미실드 공법은 지하터널을 굴착을 위하여 굴착기계를 목표로 하는 지하심도에 기계를 설치한 후 목표로 하는 터널 경로를 따라 기계가 수평으로 굴착을 하게 되는 데, 이때 굴착기계를 지하의 일정한 심도에 설치하기 위해서는 지하에 기계를 안착시킬 수 있도록 수직으로 작업구를 축조하여야 하며, 작업구 축조시 벽체가 붕괴하는 것을 방지하기 위하여 벽체 가시설 공사를 하여야 한다. 벽체 가시설 공법으로는 스트라트(Strut)공법, 라이닝(Lining)공법, JSP 지반개량공법, SEC 지하연속벽 공법 및 트랜치 커터(Trench Cutter)에 의한 지하연속벽공법등을 적용하고 있다.

그 중에서 트랜치 커터에 의한 지하연속벽공법(이하 지하연속벽공법)은 트랜치 커터 머신으로 직사각형 단면의 지하 굴착을 한 후 철근망을 삽입하여 콘크리트를 타설하는 방식으로 연속벽으로 지하에 벽을 조성하는 공법이며 이러한 연속벽에는 지하심도의 높은 토압을 견디기 위한 벽체의 강도 확보를 위해 콘크리트 벽체의 내부에 철근이나 H 형강 등 강재를 사용하게 되므로 벽체 전체의 내부에 철근망이 존재하게 된다.

그런데 실드 및 세미실드 공법은 상기에 기술한 바와 같이 원통형의 몸체의 추진과 더불어 커터 헤드가 회전하면서 지반을 굴착해 나가는 공법이므로 지하터널을 구축하기 위해서는 우선적으로 작업구의 벽면을 파취하면서 들어가게 되는 데 굴착기계가 최초 작업구 벽체를 파취, 굴착하기 위해서는 굴착단면의 크기 만큼 브레카를 이용하여 콘크리트를 파취한 후 인력으로 강도 확보를 위해 건입한 강재를 절단하면서 굴진을 하게 되는 데 이러한 강재는 커터 헤드로는 제거가 불가능하므로 현재는 벽면을 파취후 노출된 강재를 인력을 투입하여 산소절단기로 절단하면서굴진하는 복잡한 작업을 거쳐야만 되었다.

따라서 강재를 절단하면서 굴착작업을 실시하는 작업상의 어려움이 수반되고 특히 브레카나 인력으로 작업구 벽체를 제거하는 경우에는 작업구의 심도가 깊은 경우 자연수압에 의한 지반붕괴의 위험을 초래할 수 있고 지하수의 유입 및 인력작업으로 인한 공정손실이 많이 발생하게 되며, 실제로 토압에 의한 지반붕괴를 방지하기 위해 굴착면의 뒷부분에 별도의 콘크리트를 타설하여 강도를 보강하면서 이중으로 굴착면을 파취하는 등 작업상 여러가지의 많은 문제점과 폐단이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점과 폐단을 해소하고 작업효율을 높이기 위하여 굴착기가 통과하는 벽체의 굴착단면에 대하여 강재를 사용하는 대신에 충분한 강도를 갖고 있는 그라스 화이바, 또는 FRP재질을 이용한 특수벽체를 굴착단면의 크기 만큼 해당 벽체의 형상과 동일하게 제작하여 주위 벽체와 연결 일체화 시키므로서 굴착기가 통과할 때 별도의 파취작업이나 인력작업이 없이 그대로 통과 가능하도록 하여 안전성을 확보하고 작업공정을 대폭 단축시킬 수 있는 지하터널 작업구 벽체 조성 구조를 제공하는 데 있다.

이하 본 발명을 첨부도면에 의거 상술하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명의 벽체 구조를 설치한 작업구의 단면도

도 2 는 벽체구조의 평면 단면도

도 3 은 벽판넬의 일부 발췌사시도

도 4 는 벽체의 단면도

도 5 는 철근망과 벽체의 연결상태를 도시한 확대 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 작업구 2 : 철근망 3 : 지하연속벽

4 : 굴착기계 5 : 벽판넬 6 : 그라스 클로스

7 : 그라스 울 8,8' : FRP 바 9.9' : FRP 앵글

가 : 벽체

도 1과 도 2는 본 발명의 벽체가 지하연속벽의 철근망에 연결 설치된 상태의 정면과 평면의 단면도이며, 도 3은 벽체를 구성하고 있는 벽판넬의 부분 단면 사시도이고, 도 4는 벽체의 전체 단면도이며, 도 5는 벽체와 철근망의 연결상태를 확대한 예시도를 도시하고 있다.

도 1은 본 발명의 벽체가 지하연속벽의 철근망에 연결 설치된 상태의 정면 단면도로서 작업구(1)를 형성하는 내벽에 철근망(2)이 매입된 지하연속벽(3)이 축조되어 있고 굴착기계(4)가 진행하는 굴착면의 지하연속벽(3)의 내부 일부에 본 발명의 벽체(가)가 철근망(2)과 연결 설치되어 있다.

도 2는 본 발명을 설치한 지하연속벽(3)을 평면에서 본 단면도로서, 일반적으로 지하연속벽(3)은 강도가 우수한 다각형으로 형성되므로 본 발명의 벽체(가)도이에 대응하여 각이 형성되게 매설된 상태를 도시하고 있다.

도 3은 본 발명의 벽체(가)를 구성하는 벽판넬(5)의 일부 단면 구조를 나타내고 있는 것으로서, 그라스 클로스(GLASS CLOTH)(6)와 그라스 울(GLASS WOOL)(7)이 순서적으로 접착된 상면에 FRP 바(8)(8')가 연접되어 있고 이의 상면에 전기한 그라스 클로스(6)와 그라스 울(7)이 접착되며 다시 이의 상면에 FRP 바(8)(8')가 하부의 FRP 바(8)(8')와 교차되는 방향으로 접착되는 구조로서 다수겹이 연속하여 층착 구성된다.

도 4는 벽체(가)의 내부 구성을 나타낸 전체 단면도로서 도 3에 도시한 벽판넬(5)의 내측면에 보강용 FRP 앵글(9)(9')이 모르타르가 충진될 수 있는 공간이 형성되도록 X 자 형상으로 연결 설치되어 있으며, 상기 FRP 앵글(9)(9')을 연결하는 후측 연결바(10)와 전면의 벽판넬(5)에는 철근망(2)의 철근(2')과 클립(11)으로 체결되는 연결봉(12)(12')이 다수개의 FRP재 취부간(13)(13')에 고정 부착되어 있고 벽체(가)의 외면 전체에 그라스 클로스(6)와 그라스 울(7)이 순서적으로 다수겹 층착되어 있다.

이와같이 된 본 발명의 벽체(가)는 지하연속벽(3)의 축조시 트렌치 커터 머신으로 굴착한 지하 굴착구의 내부에 매입되어 콘크리트와 고착되는 철근망(2)의 일부 즉 굴착기계(4)가 통과하는 터널경로에 철근망(2)과 연결 설치하게 되는 것으로, 본 발명의 벽체(가)는 전기한 바와 같이 그라스 클로스(6)와 그라스 울(7) 및 FRP 바(8)(8')로 된 벽판넬(5)과 당해 벽판넬(5)의 내측면에 보강용 FRP 앵글(9) (9')을 X 자 형상으로 연결 설치한 구조로 되어 있으므로 강재와 비슷한 강도를 가지게 되어 철근망과 연결된 상태에서 지하연속벽을 형성하는 내부 보강재로서의 충분한 역할을 하게 되는 반면에 굴착기(나)가 통과될 때 별도의 파취작업이나 인력작업이 없이 그대로 파쇄되면서 통과할 수 있게 되는 특징이 있다.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 벽체(가)를 구성하고 있는 벽판넬(5)은 충분한 강도를 가지고 있는 그라스 클로스(6)와 그라스 울(7)을 순서적으로 접착시키고 이의 상면에 FRP 바(8)(8')를 접착시키고 다시 그라스 클로스(6)와 그라스 울 (7)을 접착하여 FRP 바(8)(8')를 하부의 FRP 바(8)(8')와 교차되는 방향으로 접착하는 방법으로 다수겹을 연속 층착한 것이므로 벽판넬(5)은 충분한 강도가 유지되며, 또한 이와 연접하는 외측에는 보강용 FRP 앵글(9)(9')이 X 자 형상으로 연결 설치되어 모르타르가 충진될 수 공간이 형성되어 있고 또 전기 FRP 앵글(9)(9')를 연결하는 후측 연결바(10)와 전면의 벽판넬(5)에 일정길이의 연결봉(12)(12')이 취부간(13)(13')을 매개로 상하부에 고정 부착하여 이의 외면 전체를 그라스 클로스 (6)와 그라스 울(7)로 강력하게 접착하므로서 일체가 되게 하였으므로 벽체(가) 전체는 그라스 화이바와 FRP 로서 구성되어 충분한 강도를 유지하게 되는 데 이를 설치함에 있어서는 벽판넬(5)이 작업구 방향에 위치하도록 벽체(가)를 배치하여 상하부에 부착된 연결봉(12)(12')을 철근망(2)의 철근(2')과 클립(11)으로 견고하게 체결한 상태로 설치하게 되면 벽체(가)는 철근망(2)과 일체로 고정되므로 이상태에서 통상과 같이 모르타르를 충진하여 지하 연속벽을 축조하게 되면 모르타르가 철근망(2)을 통과하여 벽체(가)의 후측에 설치된 FRP 앵글(9)(9')의 사이로 침투하므로서 벽체(가)는 모르타르와 일체로 결합되어 통상과 같이 견고한 지하 연속벽의보강기능을 하게 된다.

이와같이 설치된 상태에서 굴착기(나)가 지하연속벽(3)을 뚫고 전진하게 되면 강재가 아닌 강도 높은 그라스 화이바 및 FRP로 구성된 본 발명의 벽체(가)는 굴착기(3)의 회전커터에 의해 비교적 간단히 파쇄되므로 종래와 같이 별도의 파취작업이나 절단기로서 철근을 절단하는 복잡한 과정을 거치지 않고 어렵지 않게 지하 연속벽(3)을 통과할 수 있게 되어 굴착작업의 능률을 향상시키고 작업공정이 대폭 단축되어 지하터널 구축을 보다 용이하게 할 수 있게 되는 것이다.

이와같이 된 본 발명에 의하면 지하연속벽(3)의 굴착작업시 종래와 같이 별도의 파취작업이나 절단기에 의해 철근을 절단하는 작업을 하지 않고 굴착기(나)를 쉽게 통과될 수 있게 한 것이므로 작업공정이 대폭 축소되고 용이해지며 이로인해 시공비가 절감되는 것은 물론 안전사고의 위험으로 부터 벗어날 수 있으며 지하수 유입을 방지할 수 있고 쾌적한 작업환경 조성이 가능하므로 작업효율이 향상되는 등 그 효과가 매우 크다.

Claims

그라스 클로스(6)와 그라스 울(7)이 순서적으로 접착된 상면에 FRP 바(8) (8')가 연접되고 이의 상면에 전기한 그라스 클로스(6)와 그라스 울(7)이 접착되며 다시 이의 상면에 FRP 바(8)(8')가 하부의 FRP 바(8)(8')와 교차되는 방향으로 접착되는 구조로서 다수겹이 연속하여 층착 구성된 벽판넬(5)과; 전기 벽판넬(5)의 내측면에 모르타르가 충진될 수 있는 공간이 형성되도록 X 자 형상으로 연결 설치된 보강용 FRP 앵글(9)(9')과; 상기 FRP 앵글(9)(9')을 연결하는 후측 연결바(10)와 전면의 벽판넬(5)에 부착되어 철근망(2)의 철근(2')과 클립(11)으로 체결되는 연결봉(12)(12')으로 이루어져 지하연속벽의 굴착단면에 철근망과 연결 설치되는 지하터널 작업구 벽체 조성 구조.