KR100405941B1 - 터널 보수공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기차가 통과하기 위한 철로 터널을 할당된 시간의 작업량에 따라 구간을 등분하고, 등분된 구간을 순차적으로 분업화하여 작업수행될 수 있도록 하므로써 철로의 소통에 지장을 주지 않으며 터널 전체에 대한 작업이 신속히 수행될 수 있도록 한 터널 보수공법에 관한 것이다.본 발명은, 라이닝 철거단계와, 유도배수공 형성단계와, 터널형태 형성단계와, 완성단계로 이루어진 터널 보수공법에 있어서;상기 완성단계는 건조된 숏크리트의 면을 세척하고 탄소봉을 삽입시키는 예비단계와;상기 숏크리트 면의 탄소봉이 삽입된 위치에 섬유로드가 숏크리트의 면과 일정간격 이격되도록 결합된 로드 스패이서를 섬유로드가 격자형으로 형성되도록 각각 위치시키고, 1차적으로 스패이서의 끝단이 함침되어 강결되도록 몰탈을 미장하는 1차 미장단계와;

상기 1차 미장시 미장면에서 돌출된 섬유로드를 은폐시키도록 하는 두께로 몰탈을 미장하는 2차 미장단계를 실행함으로써 이루어진다.

Description

터널 보수공법{Repairing method of tunnel}

본 발명은 터널 보수공법에 관한 것으로써, 상세하게는 기차가 통과하기 위한 철로 터널을 할당된 시간의 작업량에 따라 구간을 등분하고, 등분된 구간을 순차적으로 분업화하여 작업수행될 수 있도록 하므로써 철로의 소통에 지장을 주지 않으며 터널 전체에 대한 작업이 신속히 수행될 수 있도록 한 것이다.

국내의 철도는 1895년 궁내부 내장원에 서북철도국(경인선(노량진 ~ 제물포) 33.2km)을 개통설치한 이래 1905년 경부선(서울 ~ 부산)이 개통된 시점을 중심으로 전국의 철도를 점차적으로 개통하여 지금의 전국적인 철도망이 형성되기에 이르렀다.

이러한 철도망은 산간지방이 많은 국내의 지형에 의해 곳곳에 많은 터널이 개통되었으며, 이와 같은 터널은 경부선의 개통이래 산간지방을 관통하여 각 지방의 중, 소 도시를 연결하는 중요한 연결부분이 되어져 왔다.

이와 같은 터널은 약 100여년의 세월을 거치는 동안 기차의 통과에 의한 충격이나 천재지변에 의해 많은 부분이 노후되어 균열이 발생되거나 이 균열에 의해누수가 발생되었다.

따라서, 전술된 균열, 누수가 발생되는 부분에 대해서는 부분적인 보수(補修)작업이 진행되었고, 현재 이러한 부분보수 작업이 각각의 터널에서 진행되고 있는 실정이다.

그러나, 상기와 같은 부분적인 보수는 기차가 통과할 때의 충격이나 천재지변에 대한 임시적인 대비책으로 소정기간동안 터널의 붕괴를 예방할 뿐이며, 100여년에 걸쳐 노후된 터널에 대한 근본적인 대비책이라 할 수는 없다 할 것이다.

또한, 상기와 같이 부분적으로 보수작업이 수행될 수 밖에 없는 실정은, 처음 터널 시공시 시공된 터널의 높이 및 그 폭이나, 국내의 산악지형의 특성에 기인되며, 특히 항상 정시운행되어야 하는 기차를 차단할 수 없는 어려움에 기인하게 된다.

상기된 문제점에 의해 현 시점에서는 균열, 누수된 부분에 대한 부분적인 보수보다는 터널 전체를 보다 튼튼한 신자재 및 공법을 이용하여 전체적인 보수작업을 수행해야 하는 요구가 발생되기에 이르렀다.

본 발명은 상기된 요구에 부응하기 위해 창안된 것으로써, 터널의 전체적인 보수작업이 진행될 수 있도록 하고, 이러한 진행도중 기차의 운행에 지장을 주지 않으며 신속한 작업이 수행될 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

상기된 목적을 달성하기 위해 본 발명은 기차가 터널을 통과하는 각 시간의 공백에 작업될 수 있는 구간을 등분하고, 등분된 구간을 진행하며 분업화된 작업이 수행될 수 있도록 한 터널 보수공법을 제공한다.

도 1은 본 발명에 의한 공법 중 라이닝 철거단계의 예시도.

도 2는 본 발명에 의한 공법 중 유도배수공 형성단계의 예시도.

도 3은 본 발명에 의한 공법 중 터널형태 형성단계의 예시도.

도 4는 도 1 내지 도 3의 단계가 수행되는 실제 상태의 사시도.

도 5는 본 발명에 의한 공법 중 완성단계의 예시도.

도 6은 본 발명에 의한 공법에 의해 완성된 터널의 단면도.

도 7은 상기 완성단계가 수행되는 실제 상태의 사시도.

도 8은 상기 완성단계에서 몰탈을 미장하는 과정의 예시도.

도 9는 상기 몰탈이 미장되어 완성된 터널 일부의 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 강지보공 2: 라이닝

3: 모암 4: 유도 배수공

5: 와이어메쉬 6: 앙카

7: 섬유로드 7a: 로드 스패이서

8: 탄소봉 C: 화차

S: 숏크리트 M: 몰탈

상기된 본 발명은 다음과 같은 특징을 갖는다.

청구범위 제 1 항에 의하면 본 발명은, 라이닝 철거단계와, 유도배수공 형성단계와, 터널형태 형성단계와, 완성단계로 이루어진 터널 보수공법에 있어서;상기 완성단계는 건조된 숏크리트의 면을 세척하고 탄소봉을 삽입시키는 예비단계와;상기 숏크리트 면의 탄소봉이 삽입된 위치에 섬유로드가 숏크리트의 면과 일정간격 이격되도록 결합된 로드 스패이서를 섬유로드가 격자형으로 형성되도록 각각 위치시키고, 1차적으로 스패이서의 끝단이 함침되어 강결되도록 몰탈을 미장하는 1차 미장단계와;상기 1차 미장시 미장면에서 돌출된 섬유로드를 은폐시키도록 하는 두께로 몰탈을 미장하는 2차 미장단계를 실행함으로써 이루어진다.

이하, 상기 특징이 적용된 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 의한 터널 라이닝 보강 및 개량공법에서 라이닝을 철거하는 단계를 나타낸 예시도이다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 상기 라이닝 철거단계는 우선 작업중의 터널 붕괴를 방지하기 위해 빔(beam)을 터널의 형태로 형성한 강지보공(1)을 대략 1m 간격으로 설치하고, 커팅기를 이용해 상부의 라이닝(lining)(2)을 1회작업할 거리를 1 구간으로 하여 1일 작업할 작업량 만큼 커팅한다.

이는 후술될 라이닝 철거 즉, 상부의 조적을 철거할 때 작업의 충격이 타측으로 전달되어 라이닝이 불균일하게 붕괴되는 현상을 방지한다.

상기와 같이 커팅기에 의해 커팅된 상부의 라이닝(2)을 우선적으로 1구간 만큼 타파기 등을 이용하여 허물어내어 철거하면 라이닝(2) 철거작업이 완료된다.

여기서, 상기 허물어져 낙하되는 라이닝(2)은 작업자가 라이닝(2) 철거를 위해 탑승한 화차(C)의 일 측 구간에 낙하되어 수합되도록 하며, 수합된 라이닝(2)이 철로에 낙하하여 잔류함을 방지하기 위해 라이닝 수합공간의 사방 또는 양방향에 판재(C')를 설치하여 둠이 바람직 하다.

도 2a 및 도 2b는 라이닝이 철거된 후 유도 배수공을 형성하는 단계를 나타낸 예시도이다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 상기 유도 배수공 형성단계는 라이닝(2)이 철거된 후 드러난 모암(3)(母岩)의 면을 세척하고, 이미 책정된 건축한계선 까지 커팅기를 이용하여 모암(3)을 커팅한 후, 드릴, 탭퍼 등의 천공기를 이용하여 모암의 내부에 수분이 유도될 수 있도록 한 유도 배수공(4)을 형성한다.

여기서, 상기 모암(3)의 세척은 비교적 압력이 낮은 저압세척을 수행해야 하며, 상기 모암(3)의 커팅이나 유도공(4)의 형성은 암결의 방향이나 균열등을 고려하여 진동을 최소화하여 작업수행을 해야한다.

이는, 상기 모암(3)의 암결 방향이나 균열에 의해 모암(3)이 예상치 못한 범위까지 불균일하게 깨어지는 현상을 방지하기 위한 것이다.

상기 유도 배수공(4)은 터널의 바닥에 중앙 배수공(4a)을 형성하고, 이 중앙배수공(4a)과 연결하여 측벽으로 측 배수공(4b)을 형성한 후, 터널의 상측부 형태에 따라 가지 유도공(4c)을 형성하여, 수분이 가지유도공(4c)과 측 배수공(4b)을 통해 결국 중앙 배수공(4a)을 통해 지하로 흘려보낼 수 있도록 한 것이다.

도 3a 및 도 3b는 상기 터널형태 형성단계를 나타낸 예시도이다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 상기 터널형태 형성단계는 우선 모암(3)의 붕괴우려를 해소하기 위해 암면에 금속재의 와이어메쉬(5)를 설치하고 와이어메쉬(5)를 고정시키기 위해 앙카(6)를 설치한다.

여기서, 상기 와이어메쉬(5)는 금속중 내식성 및 강도가 높은 스테인레스 재질로 제작함이 바람직하고, 앙카가 삽입된 삽입구멍의 틈새에 점도가 높은 에폭시 수지를 충진하여 와이어메쉬(5)의 고정을 완료한다.

또한, 상기 와이어메쉬(5)의 고정이 완료된 후에는 모암(3)에 충분히 안정적인 고정수단이 제공되었기 때문에 상기 설치된 강지보공(1)을 철거하게 된다.

그 후, 상기 와이어메쉬(5)가 설치된 암면에 숏크리트(거나이트(gunite)라고도하며, 건조시킨 모래와 시멘트를 섞은 것)(S)를 도포하여 타설하고 이를 건조시키면 터널의 형태가 형성된다.

도 4는 상기된 단계를 수행하는 과정을 나타낸 사시도이다.

도 4를 참조하면, 상기된 것과 같은 각각의 단계에서 작업은 여러대 배열된 화차(C)에 각각 작업자가 올라서서 작업을 수행하며 진행하게 되며, 이러한 작업은 각각의 구간에서 작업을 수행하다 기차가 터널을 통과할 시간이 되면 모두 터널의 외부에서 준비상태를 유지하게 되며, 기차가 통과된 후 작업을 개시하여 기차의 운행에는 지장을 초래하지 않도록 한다.

또한, 상기된 각 단계는 대체로 1일에 작업수행되어야 하는 과정이 되는데, 이는 숏크리트(S)의 도포 후 숏크리트(S)가 건조되는 시간을 제공하기 위함이다.

도 5a, 도 5b, 도 6은 상기 완성단계를 나타낸 예시도이다.

이들 도면을 참조하면, 상기 건조되어 터널의 형태로 형성된 숏크리트의 면에 침투성이 강한 표면강화제(H.E-256)를 도포하고, 후술될 몰탈(mortar)(M)이 숏크리트(S)의 면에 견고하게 부착된 상태를 유지하기 위해 건조된 숏크리트(S)의 면에 섬유로드(7)를 격자형태로 설치한다.

도 7은 상기와 같은 완성단계를 수행하는 실제의 과정을 나타낸 사시도이며, 여기서 과정은 상기 도 4에서와 같이 여러명의 작업자가 각각 화차(C)에 올라서서 작업을 수행하며 진행할 수 있도록 하는 것이다.

도 8a 내지 도 8d는 상기된 섬유로드를 설치하고 몰탈을 미장하는 과정을 나타낸 예시도이다.

도 8a 내지 도 8d를 설명하면, 상기 몰탈(M)을 미장하는 과정은 섬유로드(7)를 설치하기 위한 1차 미장단계와, 섬유로드(7)를 은폐시켜 터널을 완성하는 2차 미장단계로 구분되며, 상기 1차 미장단계에 앞서 건조된 숏크리트(S)의 면을 세척하고 탄소봉(8)을 삽입시키는 예비단계를 수행한다.

상기 1차 미장단계는 숏크리트(S) 면의 탄소봉(6)이 삽입된 위치에 섬유로드(7)가 숏크리트(S)의 면과 일정간격 이격되도록 결합된 로드 스패이서(7a)를 섬유로드(7)가 격자형의 메쉬형태로 형성되도록 각각 위치시키고, 1차적으로 스패이서(7a)의 끝단이 함침되어 강결되도록 몰탈(M)을 미장하여 수행된다.

상기 2차 미장단계는 1차 미장시 미장면에서 돌출된 섬유로드(7)를 은폐시키도록 하는 두께(대략 50㎜)로 몰탈(M)을 미장하여 수행된다.

상기와 같이 2차 미장단계까지 수행되면, 상기 미장된 몰탈(M)을 건조시켜 상기 터널 라이닝 보강 및 개량을 완료하게 된다.

이상, 본 발명은 노후된 터널을 보수하는 일련의 과정중, 그 완성단계에 있어, 1,2차에 걸친 미장단계를 행하게 됨으로써, 내구성과 함께 미감을 향상되게 하는 것으로, 매우 유용한 기대효과를 제공하게 되는 것이다.

Claims (3)

1. 라이닝 철거단계와, 유도배수공 형성단계와, 터널형태 형성단계와, 완성단계로 이루어진 터널 보수공법에 있어서;

   상기 완성단계는 건조된 숏크리트의 면을 세척하고 탄소봉을 삽입시키는 예비단계와;

   상기 숏크리트 면의 탄소봉이 삽입된 위치에 섬유로드가 숏크리트의 면과 일정간격 이격되도록 결합된 로드 스패이서를 섬유로드가 격자형으로 형성되도록 각각 위치시키고, 1차적으로 스패이서의 끝단이 함침되어 강결되도록 몰탈을 미장하는 1차 미장단계와;

   상기 1차 미장시 미장면에서 돌출된 섬유로드를 은폐시키도록 하는 두께로 몰탈을 미장하는 2차 미장단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 터널 보수방법.
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