KR100425908B1 - 복합부재 지보공틀과 고밀도 폴리에틸렌 메시를 이용한 터널의 시공법 - Google Patents

복합부재 지보공틀과 고밀도 폴리에틸렌 메시를 이용한 터널의 시공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도로 공사를 시행하면서 발생되는 터널의 공사 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 터널을 공사하는 경우 금속 재료의 사용에 따른 부식을 방지하여 터널의 측벽에서 발생되는 누수의 문제를 최대한 방지할 수 있고 중량이 가벼워 작업자들이 시공을 간편하게 진행할 수 있는 구조를 가지는 복합부재 지보공틀과 고밀도 폴리에틸렌 메시를 이용한 터널의 시공법에 관한 것이다.
본 발명은, 도로를 건설하기 위해 산 등과 같은 경사면에 형성된 암을 절취하고 라이닝 콘크리트를 타설하는 터널의 시공법에 있어서, 암 절취선에 1차 고밀도 폴리에틸렌 메시를 가부착하고 상기의 1차 고밀도 폴리에틸렌 메시에 인접하여 복합부재 지보공틀을 설치하며, 상기의 복합부재 지보공틀의 외면에 1차 유리섬유 합성 숏크리트를 타설하여 1차 고밀도 폴리에틸렌 메시를 견고하게 부착시키는 한편, 상기의 복합부재 지보공틀에는 내면에 2차 고밀도 폴리에틸렌 메시를 부착한 후 복합부재 지보공틀을 내면에서 외면으로 관통하는 락 볼트를 설치하여 암 절취선에 견고하게 고정하며, 상기의 복합부재 지보공틀에는 그 내부에 2차 유리섬유 합성 숏크리트를 타설하여 2차 고밀도 폴리에틸렌 메시를 견고하게 부착하며, 방수 처리 및 라이닝 콘크리트를 타설하여 마감하는 것을 특징으로 하는 복합부재 지보공틀과 고밀도 폴리에틸렌 메시를 이용한 터널의 시공법을 제공한다.

Description

복합부재 지보공틀과 고밀도 폴리에틸렌 메시를 이용한 터널의 시공법{CONSTRUCTION WORK METHOD OF TUNNEL FRP SUPPORT FRAME AND POLYETHYLENE MESH}
본 발명은 도로 공사를 시행하면서 발생되는 터널의 공사 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 터널을 공사하는 경우 금속 재료의 사용에 따른 부식을 방지하여 터널의 측벽에서 발생되는 누수의 문제를 최대한 방지할 수 있고 중량이 가벼워 작업자들이 시공을 간편하게 진행할 수 있는 구조를 가지는 복합부재 지보공틀과 고밀도 폴리에틸렌 메시를 이용한 터널의 시공법에 관한 것이다.
일반적으로 우리나라에서는 도로 공사를 시행하게 되면 그에 따른 수많은 터널 공사가 행하여지게 되는데, 이때 각 건설 업체에서는 자체적인 방법에 의하여 지하 구조물인 터널 공사를 시행하게 된다.
상기한 지하 구조물은 침투되는 지하수에 노출되게 되는데, 이러한 지하수가 구조물에 침투되면 구조물의 기능성 및 안전성에 심각한 영향을 미치게 된다.
따라서, 일반적인 터널 공사는, " 터널 암절취 ⇒ 금속 지보공 설치 ⇒ 금속 와이어 메쉬 설치 ⇒ 1차 숏크리트 타설 ⇒ 락 볼트 설치 ⇒ 2차 숏크리트 타설 ⇒ 배수구 설치 및 라이닝 콘크리트 타설 "의 순으로 시공된다.
도 1은 종래의 터널 공사를 시행하는 경우에 내부 구조를 나타내는 도면으로서, 터널(20) 시공법은 암 절취선(22)의 하부에 기초 콘크리트(24)를 설치하고, 상기의 기초 콘크리트(24)의 상부에는 암 절취선(22)을 둘러싸도록 금속재 지보공(26)을 설치하고, 상기 금속재 지보공(26)에는 암 절취선(22)이 형성된 측으로 와이어 메시(28)를 설치함과 아울러 상기의 와이어 메시(28)를 견고하게 고정시키는 1차 숏크리트(30)를 타설하게 된다.
상기의 금속재 지보공(26)에는 개략적으로 원형을 이루며 형성되는 몸체의 그 내면과 외면에 각각 금속재로 제작된 와이어 메시(28)가 설치된다.
상기의 금속재 지보공(26)에는 터널 내측에서 암 절취선(22)을 향하여 락 볼트(32)를 관통하여 설치하고 상기의 락 볼트(32)를 설치한 내측면에는 2차 숏크리트(34)를 붙이게 된다.
상기의 2차 숏크리트(32)를 붙인 후 조기 경화가 이루어지면 라이닝 콘크리트(36)를 타설하는데, 이때 상기 라이닝 콘크리트(36)에는 배수구(38)가 설치되어 암 절취선(22)을 설치한 측에서 발생되는 물을 배출하게 된다.
상술한 종래의 터널 공사의 시공법은, 제작은 간단하지만 누수나 터널 내부에서 발생되는 배기 가스에 의해 와이어 메시가 부식되어 내구성이 저하되는 문제점이 발생되고, 특히 와이어 메시에 대한 부식이 점차 증가하므로 숏크리트와 방수층이 상호 간섭하게 되어 들뜸 현상을 가지게 되어 콘크리트 균열 및 과다한 누수가 발생되며, 그로 인해 터널 내부에 대한 하자 발생이나 경제적 측면에서 유지 관리비가 과다하게 발생되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은, 그 무게가 금속재의 1/4로 가볍고 시공이 간단하며, 터널의 완성 후에 누수나 배기 가스에 의한 부식이 전혀없어 방수층과 들뜸 현상이 발생되지 않아 하자 발생을 최대한 억제할 수 있는 복합부재 지보공틀과 고밀도 폴리에틸렌 메시를 이용한 터널의 시공법을 제공한다.
본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 을 제공한다.
도 1은 종래의 터널 공사를 시행하는 경우에 내부 구조를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 터널 공사를 시행하는 경우에 내부 구조를 나타내는 도면.
도 3a는 본 발명의 복합부재 지보공틀이 설치된 상태를 개략적으로 나타내는 도면, 도 3b는 본 발명의 복합부재 지보공틀을 일측에서 절단한 상태를 나타내는 도면.
도 4a는 본 발명의 고밀도 폴리에틸렌 메시가 설치된 상태를 개략적으로 나타내는 도면, 도 4b는 본 발명의 락 볼트가 설치되는 상태를 개략적으로 나타내는 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
50: 터널 52: 암 절취선
54: 기초 콘크리트 56: 복합부재 지보공틀
58: 1차 고밀도 폴리에틸렌 메시 60: 1차 유리섬유 합성 숏크리트
62: 락 볼트 64: 2차 고밀도 폴리에틸렌 메시
66: 2차 유리섬유 합성 숏크리트 67: 방수층
68: 배수구 70: 라이닝 콘크리트
72: 앵커 볼트 74: 베이스 철판
76: 체결 밴드 78: 체결 볼트
80: 너트
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 구성과 작동 상태를 설명한다.
도 2는 본 발명의 터널 공사를 시행하는 경우에 내부 구조를 나타내는 도면이고, 도 3a는 본 발명의 복합부재 지보공틀이 설치된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 3b는 본 발명의 복합부재 지보공틀을 일측에서 절단한 상태를 나타내는 도면이다.
도 2와 도 3a에서 알 수 있듯이, 터널(50)의 시공법은 암 절취선(52)의 하부에 기초 콘크리트(54)를 설치하는데, 상기의 기초 콘크리트(54)의 상부에는 암 절취선(52)을 둘러싸도록 FRP(Fiberglass reinforced plastics; 섬유강화프라스틱) 재질로 제작된 복합부재 지보공틀(56)을 설치하고 상기의 복합부재 지보공틀(56)에는 그 몸체의 외면과 내면에 각각 1차 고밀도 폴리에틸렌 메시(58)와 2차 를 형성하여 복합부재 지보공틀(56)과 밀착되도록 설치한다.
즉, 상기의 암 절취선(52)에는 1차 고밀도 폴리에틸렌 메시(58)가 가부착되고 상기의 1차 고밀도 폴리에틸렌 메시(58)에 인접하여 복합부재 지보공틀(56)이 밀착된다.
상기의 1차 고밀도 폴리에틸렌 메시(58)를 설치한 곳에는 1차 유리섬유 합성 숏크리트(60)를 타설한다.
상기의 복합부재 지보공틀(56)에는 락 볼트(62)를 터널 내측에서 암 절취선(52)을 향하여 관통하도록 설치하고 상기의 락 볼트(62)를 설치한 내측면에는 2차 유리섬유 합성 숏크리트(66)를 타설하게 된다.
상기의 2차 유리섬유 합성 숏크리트(66)를 타설한 후 조기 경화가 이루어지면 라이닝 콘크리트(70)를 타설하게 되는데, 이때 상기의 라이닝 콘크리트(70)를타설한 측면에는 배수구(68)가 설치된다.
도 3b에서 알 수 있듯이, 터널(50)의 양측에 설치되어 기초 콘크리트(54)에는 복합부재 지보공틀(56)이 상부에 체결되는데, 이때 상기의 복합부재 지보공틀(56)에는 기초 콘크리트(54)와 결합되는 부분에 앵커 볼트(72)가 매설되어 있고 상기의 앵커 볼트(72)에는 베이스 철판(74)이 결합되는 구조이다.
즉, 상기의 베이스 철판(74)은 앵커 볼트(72)에 의해서 기초 콘크리트(54)에 결합되며, 상기의 복합부재 지보공틀(56)은 기초 콘크리트(54)와 결합시 그 결합력을 강화할 수 있도록 체결 밴드(76)를 사용하여 체결 볼트(78)로 체결하게 된다.
상기의 베이스 철판(74)에는 상부측에 체결 밴드(76)가 2종이 돌출되어 있어 |형 단면을 가지는 복합부재 지보공틀(56)을 중앙부와 한쪽 측면을 견고하게 고정하게 된다.
도 4a는 본 발명의 고밀도 폴리에틸렌 메시가 설치된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 4b는 본 발명의 락 볼트가 설치되는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4a와 도 4b에서 알 수 있는 바와 같이, 상기의 복합부재 지보공틀(56)은 외측에 1차 고밀도 폴리에틸렌 메시(58)가 설치되고 그 내측에 2차 고밀도 폴리에틸렌 메시(64)가 설치되는데, 상기의 1차 및 2차 고밀도 폴리에틸렌 메시(58)(64)는 지하 구조물의 지반에 따라 조밀하게 구성할 수 도 있다.
상기의 1차 고밀도 폴리에틸렌 메시(58)를 설치한 곳에는 1차 유리섬유 합성 숏크리트(60)를 타설하여 복합부재 지보공틀(56)과 1차 고밀도 폴리에틸렌메시(58)를 견고하게 조기 경화를 이루게 된다.
상기의 복합부재 지보공틀(56)에는 개략적으로 원형 형상을 가지는 그 내측면에 2차 고밀도 폴리에틸렌 메시(58)가 밀착되어 형성된 관계로 2차 유리섬유 합성 숏크리트((66)를 타설하게 되면 복합부재 지보공틀(56)과 2차 고밀도 폴리에틸렌 메시(64)가 견고하게 조기 경화를 이루게 된다.
상기의 1차 및 2차 고밀도 폴리에틸렌 메시(58)(64)가 설치된 곳에는 방수 특성을 강화하기 위해 1차 고밀도 폴리에틸렌 메시(58)를 설치한 측에는 1차 유리섬유 합성 숏크리트(60)가 타설되고 2차 고밀도 폴리에틸렌 메시(64)를 설치한 측에는 2차 유리섬유 합성 숏크리트(66)가 타설되는 것을 알 수 있다.
도 4b에서 알 수 있는 바와 같이, 상기의 복합부재 지보공틀(56)에는 터널(50)의 내측에서 외측으로 관통하며 고정되는 락 볼트(62)가 설치되는데, 상기의 락 볼트(62)는 너트(80)로 복합부재 지보공틀(56)에 고정결합되는 구조이다.
상술한 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 상기의 복합부재 지보공틀(56)은 1차 및 2차 고밀도 폴리에틸렌 메시(58)(64) 및 1차 및 2차 유리섬유 합성 숏크리트(60)(66)를 이용하여 시공하게 되는데, 상기의 복합부재 지보공틀(56)은 " 터널 암 절취 ⇒ 1차 고밀도 폴리에틸렌 메시 설치 ⇒ 복합부재 지보공틀 설치 ⇒ 1차 유리섬유 합성 숏크리트 타설 ⇒ 2차 고밀도 폴리에틸렌 메시 설치 ⇒ 2차 유리섬유 합성 숏크리트 타설 ⇒ 방수처리 ⇒ 라이닝 콘크리트 타설 및 배수구의 설치" 순으로 작업을 시행하게 된다.
상기한 본 발명의 구성과 작용 상태에 따른 효과를 설명한다.
본 발명에 의한 터널은 고밀도 폴리에틸렌 메시와 유리섬유 합성 숏크리트를 사용하여 복합부재 지보공틀을 설치하는 관계로 누수나 배기 가스의 오염에 대하여도 녹 발생이 전혀 없으며, 특히 상기한 재료를 이용하여 터널을 시공하는 경우에는 중량이 가벼워 작업자들이 원활하게 작업을 시행할 수 있게 된다.
또한, 상기한 본 발명에 의한 터널은 복합부재 지보공틀의 내면과 외면에 각각 고밀도 폴리에틸렌 메시와 유리섬유 합성 숏크리트를 사용하여 결합되는 관계로 방수층의 들뜸 현상을 예방할 수 있고 하자 보수로 투입되는 유지관리 비용을 최대한 절감할 수 있는 효과를 가진다.

Claims (1)

  1. 도로를 건설하기 위해 산 등과 같은 경사면에 형성된 암을 절취하고 표면에 라이닝 콘크리트를 타설하여 마감하며, 지보공틀과 망 부재를 사용하는 터널의 시공법에 있어서, 암 절취선에 1차 고밀도 폴리에틸렌 메시를 가부착하고 상기의 1차 고밀도 폴리에틸렌 메시에 인접하여 복합부재 지보공틀을 설치하며, 상기의 복합부재 지보공틀의 외면에 1차 유리섬유 합성 숏크리트를 타설하여 1차 고밀도 폴리에틸렌 메시를 견고하게 부착시키는 한편, 상기의 복합부재 지보공틀에는 내면에 2차 고밀도 폴리에틸렌 메시를 부착한 후 복합부재 지보공틀을 내면에서 외면으로 관통하는 락 볼트를 설치하여 암 절취선에 견고하게 고정하며, 상기의 복합부재 지보공틀에는 그 내부에 2차 유리섬유 합성 숏크리트를 타설하여 2차 고밀도 폴리에틸렌 메시를 견고하게 부착하며, 방수 처리 및 라이닝 콘크리트를 타설하여 마감하는 것을 특징으로 하는 복합부재 지보공틀과 고밀도 폴리에틸렌 메시를 이용한 터널의 시공법.
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