KR100572484B1 - 복층 터널 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기존 터널의 하부 지반을 굴착하여 단층 또는 복층 터널로 시공함으로서 험준한 산작지역의 경우에는 공사의 난이도를 극복하고, 높은 지가 때문에 토지보상비가 터널 증설공사비의 상당 비율을 차지하는 지역에서는 막대한 토지보상비에 대한 경제적 부담과 토지소유자와의 험난한 협상과정에 대한 심리적 부담을 덜고 교통량 폭증에 대처하기 위한 터널 확장효과를 가져올 수 있게 시공하는 것을 특징으로 한다.

Description

복층 터널 시공방법{Method for constructing multiple floor tunnel}

도 1은 기존 터널의 노견과 바닥의 중앙에 수직공 천공 후 강말뚝을 건입한 경우의 단면도

도 2는 하부 지반이 굴착된 상태의 단면도

도 3은 기존 터널 밑에 지층 터널이 완성된 경우의 단면도

도 4는 기존 터널과 지층 터널의 진출입로의 예시도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 기존 터널 2: 수직공

3: 강말뚝 4: 하부 지반

5: 콘크리트 기초 6: (지층 터널의) 바닥

7: 옹벽 8: 바닥

9: 그라운드 앵커 10: 지층터널

11: 구멍 12: 콘크리트

13: 보

본 발명은 기존의 터널로는 늘어나는 교통량을 감당하기 어려운 지역에 추가로 터널을, 복층 터널형태가 되도록 구축하는 방법에 관한 것이다.

공사난이도가 높고 예산이 막대하게 소요될 것이 뻔한 험준한 산간지역이나 막대한 토지보상비 부담, 그리고 생태계와 주변 환경을 해치지 않으면서 기존의 단굴 또는 쌍굴 옆에 제2, 제3의 터널을 시공하기 곤란한 곳에 터널을 증설하려면 특단의 대책 마련이 요구된다. 하지만 아직까지도 이에 부합되는 마땅한 터널 증설방법이 제안된 바 없어 안타깝다.

참고로, 특허 제1993-8485호에 설명된 복층 터널은 터널을 신설할 때 복층으로도 할 수 있음을 예시한 것인데, 이는 기존의 터널 밑에 제2 터널을 추가 건설하는 것이 아니라 기존의 쌍굴 사이에 제3의 터널 신설에 관한 것이란 점에서 본 발명과는 터널 증설에 대한 개념이 다르다.

본 발명은 기존 터널 밑에 지층 터널을 구축하는 새로운 개념의 터널 시공방법을 제공하려는 것이다.

이 공법의 특징은 기존 터널의 하부 지반을 굴착하여 단층 또는 복층 터널로 시공함으로서 험준한 산작지역의 경우에는 공사의 난이도를 극복하고, 높은 지가 때문에 토지보상비가 터널 증설공사비의 상당 비율을 차지하는 지역에서는 막대한 토지보상비에 대한 경제적 심리적 부담에서 벗어날 수 있는 점을 들 수 있다.

도 1에서, 단선 또는 복선 터널(1)의 노견에서 터널의 길이방향을 따라 전용 천공장비로 수직공(2)을 천공하고, 강관 또는 H파일 등의 강말뚝(3)을 건입한다. 터널(1)이 편도 2차선 이상의 복선형인 경우에는 터널(1)의 하부 지반(4)이 연약지반일 경우에는 수직공(2)의 바닥에 콘크리트 기초(5)를 구축하여 보강한 다음에 강말뚝(3)을 건입하고 그라우트재를 주입하여 토류벽 대용으로 할 수도 있다.

도 2에서, 단차선인 경우에는 곧장 하부 지반(4)을 굴착하고 철근 콘크리트로 바닥(6)을 시공한데 이어 옹벽 배근과 거푸집틀 설치 및 콘크리트 타설에 의한 옹벽(7)을 구축한다. 광폭인 경우에는 하부 지반(4)의 붕괴를 고려하여 편의상 노폭의 중앙을 기점으로 양분하고 일측 부분을 선굴착한 후 바닥(6)과 옹벽(7)을 시공한 다음에 나머지 절반의 하부 지반에 대한 굴착과 바닥(6) 및 옹벽(7)을 구축한다. 이때, 강말뚝(3)은 옹벽(7)의 종철근 대용으로 한다.

그리고 기존 터널(1)의 바닥(8)을 안정시키기 위하여 강말뚝(3)을 지보공삼아 필요한 안전조치를 강구하는 것은 물론이다.

도 3에서, 토압으로부터 옹벽(7)의 안전을 고려하여 필요하다면 그라운드 앵커(9)를 시공한다. 지층 터널(10)을 구축한 후 중앙의 강말뚝(3a)은 제거하고, 기존 터널(1)의 바닥(8)에 난 구멍(11)은 콘크리트(12)로 땜질한다. 도면부호 (13)는 기존 터널(1)의 바닥(8)을 보강하기 위하여 지층 터널(10)의 양측 옹벽(7)간에 보를 설치한 경우를 예시한 것이다.

이상의 설명은 단층으로 된 지층 터널(10)에 관한 것인데, 복층도 가능하다. 복층으로 된 지층 터널은 단층의 지층 터널(10)에 비해 굴착심도가 배 이상 깊고, 이에 따라 강말뚝(3)과 옹벽(7)도 배에 달한다.

도 4에서, 기존 터널(1)에 지층 터널(10)이 증설되지만 각 터널(1,10)과 연결되는 도로(15a,b)는 평면도로이므로 진출입구간(16)의 상부 도로는 고가화가 불가피하다.
상기 복층터널을 시공하기 위하여 터널내의 노견에서 터널의 길이방향으로 일정한 간격을 두고 강말뚝(3) 지반에 건입하도록 한다.
상기 건입된 강말뚝의 상단부, 즉 터널의 노면폭을 사이에 두고 도2와 같이 설치된 강말뚝와 강말뚝사이에 보(13)을 설치하여 강말뚝이 터널내의 도로면 쪽으로 기우는 것을 방지하도록 하면서 터널 외부측의 토압에 대하여 저항하도록 한다.
이때 기존터널(1)의 내부라이닝에 대하여는 상기 강말뚝과 보에 의하여 토압을 지지하고 있으므로 별도의 보강은 필요치 않으나, 보(13)를 설치하여 강말뚝이 토압에 저항하도록 하면서 강말뚝이 설치된 면에 옹벽을 설치하도록 하여 지층터널의 벽면이 되도록 하면서, 필요시 도 3과 같이 앵커를 지중에 정착하여 강말뚝에 의하여 형성된 벽면이 지지력이 증가되도록 하여 지층터널(10)을 설치하도록 한다.

이상 설명한대로 본 발명은 기존 터널의 하부 지반을 굴착하여 단층 또는 복층 터널로 시공함으로서 험준한 산작지역의 경우에는 공사의 난이도를 극복하고 늘어나는 교통량을 소화할 수 있는 복층 터널을 구축할 수 있고, 지가가 높아 토지보상비가 막대하게 소요되는 지역에서는 토지보상비 부담과 토지소유주와의 협상에 대한 심리적 부담을 덜고 복층 터널을 구축할 수가 있다.

게다가 자연을 손상시키지도 않고 터널 주변의 환경도 보호하면서 터널 증설이 가능하다.

Claims (4)

1. 기존 터널의 노견에 수직공을 천공하는 단계와; 상기 수직공에 강말뚝을 건입하고 그라우팅하는 단계와; 양측 강말뚝 사이를 굴착하면서 버팀보 등으로 양측 강말뚝을 안정시키는 단계와; 굴착 후 철근-콘크리트로 바닥과 옹벽을 구축하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기존 터널의 하부에 지층 터널을 증축하는 시공방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 수직공의 바닥에 콘크리트 기초로 보강하여 강말뚝에 대한 선단지지력을 높이는 기존 터널의 하부에 지층 터널을 증축하는 시공방법.
3. 제1항에 있어서, 지층 터널의 양측 옹벽 상단을 가로지르는 보로 기존 터널의 바닥을 보강하는 기존 터널의 하부에 지층 터널을 증축하는 시공방법.
4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 하나에 있어서, 옹벽을 그라운드 앵커로 보강한 기존 터널의 하부에 지층 터널을 증축하는 시공방법.

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