KR100515137B1 - 터널 굴착용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를이용한 구조물 및 그의 시공방법 - Google Patents

터널 굴착용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를이용한 구조물 및 그의 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 터널굴착시 사면의 위해없이 터널을 시공하거나 계곡이나 급경사지에 터널을 구축하는 경우 절토사면 및 자연환경 훼손을 최소화한 상태로 하여 경량 성토재를 이용하여 구조물을 성토함으로써 터널의 시공성, 안정성 및 경제성을 증가시킬 수 있도록 한 터널 굴착용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 구조물 및 그의 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 사면의 경사면을 따라 일정한 구간의 표토를 제거하는 단계; 상기 사면의 경사면을 따라 성토할 사면에는 차수성을 갖는 차수매트를 설치함과 동시에 성토층 또는 지반에는 투수성을 갖는 배수매트를 설치하는 단계; 상기 사면의 하부 일정구간에 걸쳐 터파기를 시행하는 단계; 상기 터파기 부분에 소정의 높이를 갖는 보호벽을 설치하는 단계; 상기 보호벽과 차배수매트의 하단부 사이에 배수공을 형성하여 배수시설을 설치하는 단계; 상기 사면과 보호벽과의 사이의 일정한 공간에 경량 성토재를 성토하여 터널 굴착용 하부구조물을 형성하는 단계; 상기 터널 굴착용 하부구조물의 상단부에 위치된 사면의 하단부로부터 일정한 공간을 두고 소정의 높이를 갖는 보호벽을 설치하는 단계; 상기 사면과 보호벽과의 사이의 일정한 공간에 경량 성토재를 성토하여 터널 굴착용 상부구조물을 형성하는 단계로 이루어짐으로써, 상기 터널 굴착용 하부구조물상에 각종 건설장비를 배치한 상태로 하여 터널 굴착용 상부 구조물을 굴착함과 동시에 연속적으로 사면내를 굴착함을 특징으로 한다.

Description

터널 굴착용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 구조물 및 그의 시공방법{Structure using light weight soil manufacture equipment and light weight soil for tunnel excavation, and its construction method}
본 발명은 터널 굴착용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 구조물 및 그의 시공방법에 관한 것으로, 특히 터널굴착시 사면의 위해없이 터널을 시공하거나 계곡이나 급경사지에 터널을 구축하는 경우 절토사면 및 자연환경 훼손을 최소화한 상태로 하여 경량 성토재를 이용하여 구조물을 성토하도록 한 터널 굴착용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 구조물 및 그의 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 터널을 시공하기 위해 지반을 굴착하는 바, 터널을 굴착하기 위해서는 지반의 표층이 어느 정도 일정한 두께 이상이 되어야 아치작용에 의하여 지반의 붕괴가 일어나지 않고, 안전하게 터널을 건설할 수 있다.
그러나, 지형 조건상 터널의 갱구나 계곡부의 표층이 얇은 구간에서 불가피하게 터널을 시공할 경우에는 이와 같은 지반은 표층이 얇은 부분이기 때문에 지반 자체가 견고하지 못하므로 아치작용을 기대할 수 없다.
그러므로, 상기한 바와 같이 지반의 표층이 얇은 구간에서는 개착식 터널공법으로 터널을 시공하고 있는 실정이다.
따라서, 상기한 개착식 터널공법은 비개착식 터널공법에 비하여 공사비가 과다하게 소요되는 문제가 있다.
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 터널굴착시 위해없이 터널을 시공하거나 계곡이나 급경사지에 터널을 구축하는 경우 절토사면 및 자연환경 훼손을 최소화한 상태로 하여 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용하여 구조물을 성토함으로써 터널의 시공성, 안정성 및 경제성을 증가시킬 수 있도록 한 터널 굴착용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 구조물 및 그의 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터널 굴착용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 구조물은 터널을 개통할 사면과; 상기 사면의 하단부로부터 일정한 거리를 두고 설치되는 보호벽과; 상기 사면의 경사면을 따라 설치되는 차배수매트와; 상기 차배수매트의 하단부와 보호벽과의 사이에 설치되는 배수공과; 상기 사면과 보호벽과의 사이에 형성된 공간에 성토되는 경량 성토재로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터널 굴착용 경량 성토재와 경량 성토재를 이용한 구조물 시공방법은 사면의 경사면을 따라 일정한 구간의 표토를 제거하는 단계; 상기 사면의 경사면을 따라 성토할 사면에는 차수성을 갖는 차수매트를 설치함과 동시에 성토층 또는 지반에는 투수성을 갖는 배수매트를 설치하는 단계; 상기 사면의 하부 일정구간에 걸쳐 터파기를 시행하는 단계; 상기 터파기 부분에 소정의 높이를 갖는 보호벽을 설치하는 단계; 상기 보호벽과 차배수매트의 하단부 사이에 배수공을 형성하여 배수시설을 설치하는 단계; 상기 사면과 보호벽과의 사이의 일정한 공간에 경량 성토재를 성토하여 터널 굴착용 하부 구조물을 형성하는 단계; 상기 터널 굴착용 하부 구조물의 상단부에 위치된 사면의 하단부로부터 일정한 공간을 두고 소정의 높이를 갖는 보호벽을 설치하는 단계; 상기 사면과 보호벽과의 사이의 일정한 공간에 경량 성토재를 성토하여 터널 굴착용 상부 구조물을 형성하는 단계로 이루어짐으로써, 상기 터널 굴착용 하부 구조물상에 각종 건설장비를 배치한 상태로 하여 터널 굴착용 상부 구조물을 굴착함과 동시에 연속적으로 사면내를 굴착함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 터널 굴착용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 구조물을 도시한 예시도1이며, 도 2는 본 발명에 따른 터널 굴착용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 구조물을 도시한 예시도2이며, 도 3은 본 발명에 따른 터널 굴착용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 구조물을 도시한 시공 단면도1이며, 도 4는 본 발명에 따른 터널 굴착용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 구조물을 도시한 시공 단면도2이며, 도 5는 경량 성토재를 1m 높이로 사면에 성토하는 상태를 도시한 예시도이며, 도 6은 현장타설식 경량 성토재 제조장치를 도시한 예시도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 터널 굴착용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 구조물은 터널(T)을 개통할 사면(10)과; 상기 사면(10)의 하단부로부터 일정한 거리를 두고 설치되는 보호벽(20)과; 상기 사면(10)의 경사면을 따라 설치되는 차배수매트(40, 42)와; 상기 차배수매트(40, 42)의 하단부와 보호벽(20)과의 사이에 설치되는 배수공(46)과; 상기 사면(10)과 보호벽(20)과의 사이에 형성된 공간에 성토되는 경량 성토재(30)로 구성된다.
여기서, 상기 터널 굴착용 구조물(S)은 사면(10)을 따라 상하로 이단으로 형성된 구조이다.
즉, 본 발명에 따른 터널 굴착용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 구조물은 터널(T)의 개설면을 사면(10)의 붕괴로 인하여 직접 굴착할 수 없을 때, 터널(T)의 갱구에 해당되는 부분의 인접부분에 보호벽(20)을 설치하고, 경량 성토재(30)를 성토하여 터널 굴착용 구조물(S)을 구축한 후에 터널(T)을 굴착 시공함을 본 발명의 기술적 사상의 특징으로 한다.
여기서, 상기 보호벽(20)은 경량 성토재(30)의 풍화방지 등, 경량 성토재(30)로 성토된 터널 굴착용 구조물(S)의 보호를 위해 설치한다.
또한, 본 발명과 같이 사면(10)에 터널(T)을 시공하는 경우 등은 경량 성토재(30)의 파괴에 의한 분리 및 전도의 방지, 크랙의 억제 등을 위해 보호벽(20)을 설치한다.
그리고, 상기 사면(10)에서 물이 발생될 우려가 있는 부분에는 차배수매트(40, 42)를 철근(44)을 사용하여 경량 성토재(30)와 사면(10)과의 일체시공이 되도록 설치한다.
또한, 상기 차배수매트(40, 42)를 따라 하단에 설치된 배수공(46)을 통해 배수되도록 한다.
한편, 상기 경량 성토재(30)는 시멘트, 원료토, 물 및 기포를 혼합, 또는 시멘트, 물 및 기포를 혼합하여 제작하되, 원료토, 물 및 시멘트량의 배합비율을 변화시킴으로써 목적 단위체적 중량 및 강도에 있어서의 경제적인 배합선정을 할 수 있다.
단위체적 중량 : 5-13kN/㎥(0.5-1.3tf/㎥)
일축압축강도 : 0.3-10MN/㎡(3-100kgf/㎠)
경량 성토재(30)의 유동성은 단위수량, 시멘트량 및 기포량에 따라서 조정하는 것이 가능하고, 최대 500m까지의 배관에 의한 압송이 가능하며, 또 다짐의 필요도 없으며, 경화하면 자립하기 때문에 직접 성토가 가능하며, 또한 구조물에 작용하는 토압을 작게 할 수 있다.
또한, 경량 성토재(30)는 모래나 석분 또는 건설현장에서 발생하는 흙이나 점토 등의 건설 부산물이나 소각회나 오니 등의 원료토에 시멘트나 물 및 기포를 혼합하여 현장에서 제조함으로, 재료운반에 따른 비용이 절감됨과 동시에 시공후 경량 성토재의 체적이 약 3-6배 정도로 팽창된다.
이하, 상기한 바와 같은 경량 성토재의 제조장치 및 이를 이용한 경량 성토재 제조에 대해 설명한다.
본 발명에 따른 건설공사용 현장타설식 경량 성토재 제조장치는 도 6에 도시된 바와 같이, 소정량의 원료토를 연속적으로 공급하도록 상부에 위치된 원료토 탱크(12)와 상기 원료토 탱크(12)의 하부 측면에 벨트컨베이어(14)상에 원료토를 배출시키도록 배출구(16)로 이루어진 원료토 공급장치(10)와; 소정량의 시멘트를 연속적으로 공급하도록 사일로(22)와 상기 사일로(22)의 하부 중앙에 시멘트량을 적절하게 조절시키는 로터리 호퍼(24)로 이루어진 시멘트 공급장치(20)와; 소정량의 물을 연속적으로 공급하도록 물탱크(32)와 상기 물탱크(32)로부터 연속적으로 물을 압송시키는 통수관(34)과 상기 통수관(34)에는 일정한 양의 물을 공급시키도록 유량계(36) 및 유량제어밸브(38)로 이루어진 물공급장치(30)와; 상기 원료토 공급장치(10)와 시멘트공급장치(20) 및 물공급장치(30)로부터 배출된 원료토, 시멘트, 물을 적당한 비율로 혼합하도록 투입구가 형성된 호퍼(42)와 상기 호퍼(42)의 하부에 길이방향으로 소정의 경사로 설치된 회전드럼(44)과 상기 회전드럼(44)내에 장착된 교반날개(46)로 이루어진 혼합장치(40)와; 소정량의 기포를 연속적으로 공급하는 기포공급장치(50)와; 상기 혼합장치(40)로부터 제조된 몰탈과 기포공급장치(50)로부터 발생된 기포를 소정의 비율로 혼합하여 경량 성토재를 제조하도록 투입구가 형성된 호퍼(62)와 상기 호퍼(62)의 하부에 횡렬로 설치되는 회전드럼(64)과 상기 회전드럼(64)의 내면에 다수개가 설치되는 교반날개(66)로 이루어지는 경량 성토재 제조장치(60)와; 상기 경량 성토재 제조장치(60)로부터 제조된 경량 성토재를 이송시키도록 길이방향으로 설치된 회전드럼(71)과 상기 회전드럼(71)의 일단부에 구비된 경량 성토재 투입용 호퍼(72)와 상기 회전드럼(71)의 타단부에 구비된 배출관(73)과 상기 회전드럼(71)의 중심부에 삽입된 믹서기(74)와 상기 믹서기(74)의 일단측에 장착된 이송용 모터(75)와 상기 믹서기(74)의 타단측에 장착된 펌프(76)로 이루어지는 이송장치(70)로 구성된다.
여기서, 상기 원료토 공급장치(10)는 소정량의 원료토를 담을 수 있도록 원료토 탱크(12)와 상기 원료토 탱크(12)의 하부 측면에 설치된 배출구(16)로 구성되며, 상기 원료토 탱크(12)내에 저장된 원료토가 배출구(16)를 통해 배출됨과 동시에 하부에 위치된 벨트컨베이어(14)를 따라 혼합장치(40)로 이송되도록 되어 있다.
다음에, 상기 시멘트 공급장치(20)는 소정량의 시멘트를 연속적으로 공급하도록 사일로(22)와 상기 사일로(22)의 하부 중앙에 시멘트량을 적절하게 조절시키는 로터리 호퍼(24)로 구성되어, 상기 로터리 호퍼(24)를 적절하게 조절하여 적당한 양의 시멘트가 배출되도록 한다.
또한, 상기 물공급장치(30)는 소정량의 물을 연속적으로 공급하도록 물탱크(32)와 상기 물탱크(32)로부터 연속적으로 물을 압송시키는 통수관(34)과 상기 통수관(34)에는 일정한 양의 물을 공급시키도록 유량계(36) 및 유량제어밸브(38) 연결되어 구성됨으로써, 상기 물탱크(32)의 일단에 연결된 유량계(36) 및 유량제어밸브(38)를 이용하여 물탱크(32)내의 수위를 일정하게 유지함과 동시에 일정한 수두차로 안정된 정량급수가 혼합장치(40)로 이루어지도록 한다.
그리고, 상기 혼합장치(40)는 각각 원료토 공급장치(10)와 시멘트 공급장치(20) 및 물공급장치(30)로부터 배출된 원료토, 시멘트 및 물을 호퍼(42)로 투입하여, 상기 호퍼(42)의 하단부에 길이방향으로 위치된 회전드럼(44)내를 통과하면서, 상기 회전드럼(44)내에 교반날개(46)에 의해 혼합 믹싱되어 몰탈이 제조된다.
한편, 상기 기포공급장치(50)는 기포원료가 저장된 기포제탱크와 상기 기포제탱크로로부터 배출된 기포원료는 일측에 형성된 물탱크로부터 물을 공급받아 기포제와 물이 혼합되어 기포를 제조하여, 제조된 기포는 경량 성토재 제조장치(60)로 공급된다.
다음에, 상기 경량 성토재 제조장치(60)는 일측에 설치된 혼합장치(40)와 타측에 설치된 기포공급장치(50)로부터 배출된 몰탈 및 기포를 호퍼(62)와 회전드럼 (64) 및 교반날개(66)를 통해서 배출되도록 한 것으로서, 여기서 호퍼(62)와 회전드럼(64)은 호퍼(62)의 하단에 회전드럼(64)이 설치되며, 상기 회전드럼(64)내에는 다수의 교반날개(66)가 장착된 구조이다.
여기서, 상기 경량 성토재 제조장치(60)는 상기 회전드럼(64)과 교반날개(66)의 회전수와 회전 방향은 임의로 제어할 수 있도록 함과 동시에 회전드럼(64)가 소정의 기울기 경사지게 배치될 수 있도록 가변적으로 운용되며, 상기 호퍼에(62)는 원료토와 물 및 시멘트로 이루어진 몰탈에 기포를 투입하여 연속적으로 공급시켜 이것들이 회전드럼(64)내 교반날개(66)에 의해서 교반 혼합되어 경량 성토재가 제조된다.
이어서, 상기한 바와 같은 경량 성토재 제조장치(60)를 통과한 경량 성토재는 이송장치(70)에 의해 이송되는 바, 즉 상기 이송장치(70)는 경량 성토재를 이송시키도록 길이방향으로 설치된 회전드럼(71)과 상기 회전드럼(71)의 일단부에 구비된 경량 성토재 투입용 호퍼(72)와 상기 회전드럼(71)의 타단부에 구비된 배출관(73)과 상기 회전드럼(71)의 중심부에 삽입된 믹서기(74)와 상기 믹서기(74)의 일단측에 장착된 이송용 모터(75)와 상기 믹서기(74)의 타단측에 장착된 펌프(76)로 구성된다.
즉, 상기 호퍼에 경량 성토재 제조장치로부터 배출된 경량 성토재를 투입하한 후, 상기 호퍼(72)로 투입된 상기 경량 성토재는 회전드럼(71)내 믹서기(74)를 통과하면서 적절하게 혼합됨과 동시에 펌프(76)의 압력에 의해서 배출관(73)으로 배출되도록 하며, 이러한 배출관(73)을 통해 배출된 경량 성토재를 현장의 성토장소에 성토하면 된다.
이때, 상기 펌프(76)는 일반적으로 스퀴즈펌프나 연동펌프(peristaltic pump)를 사용함을 밝혀둔다.
이하, 상기한 바와 같은 현장타설식 경량 성토재 제조장치를 통해 제조된 경량 성토재를 이용한 구조물 시공에 대해 설명한다.
본 발명에 따른 터널 굴착용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 구조물 시공방법은 사면(10)의 경사면을 따라 일정한 구간의 표토를 제거하는 단계; 상기 사면(10)의 경사면을 따라 성토할 사면에는 차수성을 갖는 차수매트(40)를 설치함과 동시에 성토층 또는 지반에는 투수성을 갖는 배수매트(42)를 설치하는 단계; 상기 사면(10)의 하부 일정구간에 걸쳐 터파기(12)를 시행하는 단계; 상기 터파기(12) 부분에 소정의 높이를 갖는 보호벽(20)을 설치하는 단계; 상기 보호벽(20)과 차배수매트(40, 42)의 하단부 사이에 배수공(46)을 형성하여 배수시설을 설치하는 단계; 상기 사면(10)과 보호벽(20)과의 사이의 일정한 공간에 경량 성토재(30)를 성토하여 터널 굴착용 하부구조물(S2)을 형성하는 단계; 상기 터널 굴착용 하부구조물(S2)의 상단부에 위치된 사면(10)의 하단부로부터 일정한 공간을 두고 소정의 높이를 갖는 보호벽(20)을 설치하는 단계; 상기 사면(10)과 보호벽(20)과의 사이의 일정한 공간에 경량 성토재(30)를 성토하여 터널 굴착용 상부구조물(S1)을 형성하는 단계로 이루어짐으로써, 상기 터널 굴착용 하부구조물(S2)상에 각종 건설장비를 배치한 상태로 하여 터널 굴착용 상부구조물(S1)을 굴착함과 동시에 연속적으로 사면(10)내를 굴착 시공한다.
여기서, 상기 터널 굴착용 구조물(S)은 필요에 따라 사면(10)에 상하로 이단으로 형성하되, 하부 터널 굴착용 구조물(S2)은 작업공구 및 건설기계를 위치할 수 있는 장소로 활용하고, 상부 터널 굴착용 구조물(S1)은 터널(T) 시공대상 굴착면으로 활용하도록 분리하여 시공한다.
또한, 상기 경량 성토재(30) 성토시 1회 성토높이가 1m 정도로 하되, 사면(10)에는 경사도가 2% 정도 되는 곳까지 1회 성토높이를 1m 정도로 단계적으로 성토한다.
그리고, 상기 경량 성토재(30) 성토시 성토된 경량 성토재(30)의 상부에 와이어매쉬(48)를 설치하거나, 혹은 성토할 경량 성토재(30)의 하부에 와이어매쉬(48)를 설치하거나, 또는 경량 성토재(30)의 상하부에 와이어매쉬(48)를 동시에 설치한다.
또한, 상기 터널 굴착용 상부구조물(S1) 굴착시 터널상단부(Tu)에서 균열이 발생되면, 그 터널상단부(Tu) 균열부위에 그라우팅관(50)을 설치한 후, 상기 그라우팅관(50)에 그라우트재를 주입하여 그라우팅 및 보강부(G)를 형성하여 균열부위를 완전히 제거함과 동시에 계속해서 터널(T)을 굴착토록 한다.
한편, 상기 차배수매트(40, 42) 설치단계는 경량 성토재(30)는 내부에 기포를 가지기 때문에, 물을 흡수하면 습윤밀도가 증가하여, 경량성을 잃게 되며, 강도저하를 낳기 때문에 경량 성토재(30)의 경량성이나 강도를 중요시 하는 장소인 경사면 같은 사면(10)에는 차수성을 갖는 차수매트(40)를 설치하고, 기설 경사면과 같은 성토층 또는 지반은 투수성을 갖는 배수매트(42)를 설치하여, 경량 성토재(30)에 외부에서 발생된 물이 유입되는 것을 차단시켜 기설 지반의 성토측에 통수되지 않도록 하고, 상기 차배수매트(40, 42)에 의해 차단 및 배수된 물은 배수공(46)을 통하여 적절히 외부로 배수되도록 한다.
이어서, 상기 보호벽(20) 설치단계는 터널(T)을 개설하기 위한 사면(10)이나 계곡 등의 인접된 부분에 소정의 간격을 두고 경량 성토재(30)의 풍화방지 등, 경량 성토재(30)가 성토된 터널 굴착용 구조물(S)의 보호를 위해 보호벽(20)을 설치한다.
이어서, 상기 터널 굴착용 하부구조물(S2) 형성단계는 경량 성토재(30)를 혼합한 후에 배관에 의한 펌프 압송 또는 직접 펌프 압송으로 운반한 후, 사면(10)과 보호벽(20)과의 사이의 공간에 직접 경량 성토재(30)를 성토하되, 1층 성토두께는 1m이하를 원칙으로 하면서 경량 성토재(30)를 단계적으로 성토한다.
즉, 상기 경량 성토재(30)를 성토시 성토부위가 도 5에 도시된 바와 같이, 사면(10)인 경우에는 1층의 높이가 1m내로 경사 2%범위내에서 1층 성토후 2층을 성토하는 다단계 방식으로 경량 성토재(30)를 성토하며, 경량 성토재(30) 성토시 지반의 최하단에는 와이어매쉬(48)를 설치한 후, 경량 성토재(30)를 성토한 후, 상기 경량 성토재(30)의 최상단에도 와이어매쉬(48)를 설치하여 경량 성토재(30)가 성토후 균열이 발생되는 것을 방지하면서 성토작업을 한다.
그 후, 상기 경량 성토재(30)의 양생은 일반 콘크리트와 마찬가지로 강도를 충분히 발현시켜 균열 등을 막기 위해 적절하게 양생하되, 성토 1층마다 양생은 특별히 필요로 하지 않으나, 성토 종료시에는 급격한 건조에 의한 균열 등을 방지하기 위해 시트 등에 의한 경량 성토재(30)를 양생하면 터널 구축용 하부구조물(S2)이 완성된다.
이어서, 상기한 일련의 단계를 재차 같은 방법으로 반복하면 터널 구축용 상부구조물(S1)이 완성된다.
이와 같이 이단으로 터널 굴착용 상하부 구조물(S1, S2)을 형성하는 이유는 계곡과 같이 협소하거나 급경사면인 경우에는 각종 건설장비의 진입이 불가능하므로 부득이하게 터널(T)을 개설할 부분의 하부에 임시로 작업공구 및 건설기계를 위치할 수 있도록 경량 성토재(30)를 이용하여 하부 터널 굴착용 구조물(S2)을 축조한 후에, 그 하부 터널 굴착용 구조물(S2)에 건설장비 및 각종 공사기구를 설치하기 위한 공간으로 활용토록 하기 위함이다.
즉, 상기한 터널 굴착용 상하부 구조물(S1,S2)은 상하로 각각 나누어 시공한 것으로, 터널 굴착용 하부구조물(S2)은 터널(T)시공을 위한 각종 장비 및 기구를 비치하기 위한 작업공간으로 활용하고, 또한 터널 굴착용 상부구조물(S1)은 터널(T) 굴착에 따라 혹 있을지도 모를 사면(10)의 붕괴를 방지하기 위해 구축한 것이다.
따라서, 본 발명에 따른 터널 굴착용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 구조물 시공방법은 터널(T)의 개설 대상 지역이 평탄한 사면(10)인 경우에는 단일체로 터널 굴착용 구조물(S)을 구축할 수도 있으며, 계곡과 같이 협소하거나 급경사면일 경우에는 이중, 삼중으로 터널 굴착용 상하부 구조물(S1, S2)을 구축할 수도 있음을 분명히 밝혀두는 바이다.
한편, 상기한 바와 같이 본 발명에 따른 터널 굴착용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 구조물 및 그의 시공방법은 단일 터널 굴착용 구조물(S) 또는 이중 터널 굴착용 상하부 구조물(S1, S2)을 축조하는 것으로 한정하여 설명하였으나, 필요에 따라 다단으로 터널 굴착용 구조물(S)을 축조할 수도 있음을 밝혀두며, 어느 특정한 터널 굴착용 구조물(S)의 갯수에 한정을 두지는 않음을 밝혀 두는 바이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 터널 굴착용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 구조물 및 그의 시공방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명에 따른 터널 굴착용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 구조물 및 그의 시공방법은 사면의 일부를 경량 성토재의 성토에 의해 사면의 절취를 최소화하거나 혹은 사면의 절취없이 성토에 의해 터널시공을 위해서 설치하는 터널의 갱구를 굴착하기 위한 구조물을 용이하게 시공할 수 있는 장점이 있다.
둘째, 본 발명에 따른 터널 굴착용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 구조물 및 그의 시공방법은 건설장비가 진입할 수 없는 급경사지나 계곡과 같은 장소에서 터널 개설면의 하부에 경량 성토재로 성토하여 하부 구조물을 형성한 후 이와 같은 하부 구조물상 설치된 건설장비나 각종 공구를 이용하여 터널굴착을 위한 구조물을 용이하게 시공할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 터널 굴착용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를
이용한 구조물을 도시한 예시도1,
도 2는 본 발명에 따른 터널 굴착용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를
이용한 구조물을 도시한 예시도2,
도 3은 본 발명에 따른 터널 굴착용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를
이용한 구조물을 도시한 시공 단면도1,
도 4는 본 발명에 따른 터널 굴착용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를
이용한 구조물을 도시한 시공 단면도2,
도 5는 경량 성토재를 1m 높이로 사면에 성토하는 상태를 도시한 예시도,
도 6은 현장타설식 경량 성토재 제조장치를 도시한 예시도.
-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-
10 : 사면 12 : 터파기
20 : 보호벽 30 : 경량 성토재
40 : 차수매트 42 : 배수매트
44 : 철근 46 : 배수공
48 : 와이어매쉬 50 : 그라우팅관
G : 그라우팅 및 보강부 S : 터널 굴착용 구조물
S1 : 터널 굴착용 상부구조물 S2 : 터널 굴착용 하부구조물
T : 터널 Tu : 터널상단부

Claims (6)

  1. 터널을 개통할 사면과; 상기 사면의 하단부로부터 일정한 거리를 두고 설치되는 보호벽과; 상기 사면의 경사면을 따라 설치되는 차배수매트와; 상기 차배수매트의 하단부와 보호벽과의 사이에 설치되는 배수공과; 상기 사면과 보호벽과의 사이에 형성된 공간에 성토되는 경량 성토재로 구성됨을 특징으로 하는 터널 굴착용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 구조물.
  2. 사면의 경사면을 따라 일정한 구간의 표토를 제거하는 단계;
    상기 사면의 경사면을 따라 성토할 사면에는 차수성을 갖는 차수매트를 설치함과 동시에 성토층 또는 지반에는 투수성을 갖는 배수매트를 설치하는 단계;
    상기 사면의 하부 일정구간에 걸쳐 터파기를 시행하는 단계;
    상기 터파기 부분에 소정의 높이를 갖는 보호벽을 설치하는 단계;
    상기 보호벽과 차배수매트의 하단부 사이에 배수공을 형성하여 배수시설을 설치하는 단계;
    상기 사면과 보호벽과의 사이의 일정한 공간에 경량 성토재를 성토하여 터널 굴착용 하부 구조물을 형성하는 단계;
    상기 터널 굴착용 하부 구조물의 상단부에 위치된 사면의 하단부로부터 일정한 공간을 두고 소정의 높이를 갖는 보호벽을 설치하는 단계;
    상기 사면과 보호벽과의 사이의 일정한 공간에 경량 성토재를 성토하여 터널 굴착용 상부 구조물을 형성하는 단계로 이루어짐으로써,
    상기 터널 굴착용 하부 구조물상에 각종 건설장비를 배치한 상태로 하여 터널 굴착용 상부 구조물을 굴착함과 동시에 연속적으로 사면내를 굴착함을 특징으로 하는 터널 굴착용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 구조물 시공방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 경량 성토재 성토시 1회 성토높이가 1m 정도로 하되, 사면에는 경사도가 2% 정도 되는 곳까지 1회 성토높이를 1m 정도로 성토함을 특징으로 하는 터널 굴착용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 구조물 시공방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 경량 성토재 성토시 성토된 경량 성토재의 상부에 와이어매쉬를 설치하거나, 혹은 성토할 경량 성토재의 하부에 와이어매쉬를 설치하거나, 또는 경량 성토재의 상하부에 와이어매쉬를 동시에 설치함을 특징으로 하는 터널 굴착용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 구조물 시공방법.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 터널 굴착용 상부 구조물 굴착시 굴착부위의 상단부 균열부위에 그라우팅을 시행하여 보강함을 특징으로 하는 터널 굴착용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 구조물 시공방법.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 경량 성토재는 소정량의 원료토를 연속적으로 공급하도록 상부에 위치된 원료토 탱크(12)와 상기 원료토 탱크(12)의 하부 측면에 벨트컨베이어(14)상에 원료토를 배출시키도록 배출구(16)로 이루어진 원료토 공급장치(10)와; 소정량의 시멘트를 연속적으로 공급하도록 사일로(22)와 상기 사일로(22)의 하부 중앙에 시멘트량을 적절하게 조절시키는 로터리 호퍼(24)로 이루어진 시멘트 공급장치(20)와; 소정량의 물을 연속적으로 공급하도록 물탱크(32)와 상기 물탱크(32)로부터 연속적으로 물을 압송시키는 통수관(34)과 상기 통수관(34)에는 일정한 양의 물을 공급시키도록 유량계(36) 및 유량제어밸브(38)로 이루어진 물공급장치(30)와; 상기 원료토 공급장치(10)와 시멘트공급장치(20) 및 물공급장치(30)로부터 배출된 원료토, 시멘트, 물을 적당한 비율로 혼합하도록 투입구가 형성된 호퍼(42)와 상기 호퍼(42)의 하부에 길이방향으로 소정의 경사로 설치된 회전드럼(44)과 상기 회전드럼(44)내에 장착된 교반날개(46)로 이루어진 혼합장치(40)와; 소정량의 기포를 연속적으로 공급하는 기포공급장치(50)와; 상기 혼합장치(40)로부터 제조된 몰탈과 기포공급장치(50)로부터 발생된 기포를 소정의 비율로 혼합하여 경량 성토재를 제조하도록 투입구가 형성된 호퍼(62)와 상기 호퍼(62)의 하부에 횡렬로 설치되는 회전드럼(64)과 상기 회전드럼(64)의 내면에 다수개가 설치되는 교반날개(66)로 이루어지는 경량 성토재 제조장치(60)와; 상기 경량 성토재 제조장치(60)로부터 제조된 경량 성토재를 이송시키도록 길이방향으로 설치된 회전드럼(71)과 상기 회전드럼(71)의 일단부에 구비된 경량 성토재 투입용 호퍼(72)와 상기 회전드럼(71)의 타단부에 구비된 배출관(73)과 상기 회전드럼(71)의 중심부에 삽입된 믹서기(74)와 상기 믹서기(74)의 일단측에 장착된 이송용 모터(75)와 상기 믹서기(74)의 타단측에 장착된 펌프(76)로 이루어지는 이송장치(70)로 구성된 건설공사용 현장타설식 경량 성토재 제조장치에 의하여 제조된 것을 특징으로 하는 터널 굴착용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 구조물 시공방법.
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