KR100689968B1 - 2-arch tunnel and method for constructing the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래 병렬터널의 단면도;1 is a cross-sectional view of a conventional parallel tunnel;
도 2는 종래 2아치 터널을 개략적으로 나타낸 단면도;2 is a cross-sectional view schematically showing a conventional two arch tunnel;
도 3은 본 발명에 따른 2아치 터널의 중앙부를 도시한 단면도;3 is a sectional view showing a central portion of a two arch tunnel according to the present invention;
도 4는 도 3의 "A"부분을 확대한 단면도;4 is an enlarged cross-sectional view of a portion “A” of FIG. 3;
도 5는 도 3의 방수판을 나타내는 사시도;5 is a perspective view illustrating the waterproof plate of FIG. 3;
도 6은 도 5의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도;FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 5; FIG.
도 7은 도 5의 상면도;7 is a top view of FIG. 5;
도 8은 도 3의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도;8 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 3;
도 9는 도 8의 "B" 부분을 확대한 단면도.9 is an enlarged cross-sectional view of a portion “B” of FIG. 8.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
10: 파일롯 터널 100: 중앙 지지벽10: pilot tunnel 100: center support wall
110: 베이스부 115: 배수로110: base 115: drainage
120: 중앙 분리대 130: 기둥부120: center separator 130: pillar portion
140: 라이닝 연결부 150: 하부 지지벽140: lining connecting portion 150: lower support wall
155: 수직 배수관 157: 하부 보강부재155: vertical drain pipe 157: lower reinforcing member
160: 상부 지지벽 167: 상부 보강부재160: upper support wall 167: upper reinforcing member
169: 연결부재 170: 방수판169: connecting member 170: waterproof plate
171: 집수부 173: 관통홀171: collecting part 173: through hole
본 발명은 2아치 터널 및 이의 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구조를 개선하여 내구성과 방수성능을 향상시킨 2아치 터널 및 이의 시공방법에 관한 것이다.The present invention relates to a two-arch tunnel and a construction method thereof, and more particularly, to a two-arch tunnel and a construction method thereof having improved structure to improve durability and waterproof performance.
일반적으로 터널은 산허리를 관통하는 도로나 철로 등을 형성하기 위한 산악터널과, 도심지의 지중에 형성되는 시가지 터널 등으로 구분된다. 그리고 터널, 특히 산악 터널에 사용되는 터널은 그 형식에 따라 병렬 터널, 2아치 터널, 대단면 터널 등이 있다. 최근에는 터널공법에 있어서도 환경문제가 중요한 이슈로 부각되고 있어, 특히 산악터널의 시공에 있어서는 무엇보다도 환경보존에 큰 노력을 기울이고 있다.In general, a tunnel is divided into a mountain tunnel for forming a road or a railroad that passes through a hillside, and a city tunnel formed in the underground of an urban area. Tunnels, especially those used in mountain tunnels, include parallel tunnels, two-arch tunnels, and large section tunnels, depending on their type. In recent years, environmental issues have emerged as an important issue in the tunnel construction method, especially in the construction of mountain tunnels.
차선수가 많은 도로와 연결되는 터널은 최소한 2개 이상의 터널을 나란하게 시공하는 경우가 자주 발생한다. 이러한 병렬 터널은 굴착시 및 시공 후 안정성을 고려하여 터널간의 최소한의 이격거리를 두고 시공하여야 한다. 왜냐하면, 터널입구는 풍화함에 가까운 암반으로 구성되어 있어 터널의 안정성이 떨어지기 때문이다. 참고로 한국도로공사 도로설계기준 터널편에서는 터널간의 최소한의 이격거리 를 굴착폭의 2~3배를 기준으로 정해놓고 있다.Tunnels that are connected to many roads often have at least two tunnels installed side by side. These parallel tunnels should be constructed with minimum separation distance between tunnels in consideration of stability during excavation and after construction. This is because the tunnel entrance is composed of rocks close to weathering, and thus the stability of the tunnel is reduced. For reference, at the Korea Highway Corporation road design standard tunnel section, the minimum separation distance between tunnels is based on 2-3 times the excavation width.
도 1은 종래의 병렬터널의 정면도를 나타낸 것이다. 병렬터널의 시공순서를 간단히 살펴보면 다음과 같다.Figure 1 shows a front view of a conventional parallel tunnel. The construction sequence of the parallel tunnel is as follows.
먼저 터널을 시공하고자 하는 부분을 측량하고, 선정된 위치의 굴착 및 발파를 통한 천공작업을 한다. 발파작업은 발파하고자 하는 토질이나 암석 내에 발파를 위한 구멍을 뚫고, 상기 구멍에 폭약을 넣어 발파를 한다. 이후에는 발파 및 굴착으로 생긴 토사나 암석의 부스러기의 정리 및 부석 제거 작업을 한다. 이후에 숏크리트 작업, 락볼트 작업 등을 반복적으로 행하고, 기타 부대시설 작업을 통하여 병렬 터널(2, 3)을 완성한다. 이때, 상기 병렬 터널(2, 3)간의 이격거리(L)는 상술한 바와 같이 터널폭(d)의 2~3배이다.First, survey the part that you want to construct the tunnel and drill through drilling and blasting at the selected location. The blasting operation drills a hole for blasting in the soil or rock to be blasted, and puts an explosive into the hole to blast. After that, the soil and rock debris from blasting and digging are cleaned up and pumice is removed. After that, the shotcrete work, the rock bolt work, etc. are repeatedly performed, and the
그러나, 종래 병렬터널의 경우에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the conventional parallel tunnel has the following problems.
병렬터널을 시공하기 위해서는 넓은 면적의 도로편입용지가 필요하게 됨으로써, 터널이 관통하는 산의 상당 부분이 훼손되었다. 특히, 이러한 병렬터널의 시공은 수자원보호구역이나 국립공원 부근에 있어서 그 폐해가 심각해질 수 있다. 또한, 한 쌍의 병렬터널은 터널의 이격거리가 상당하므로 인접구조물, 즉 교량, 교차로 등과의 평면 기하구조의 연결에 있어서 용이하지 않은 문제점이 있었다.In order to construct a parallel tunnel, a large area of road insertion site was required, which damaged much of the mountain through the tunnel. In particular, the construction of such parallel tunnels can be serious in the vicinity of water conservation areas and national parks. In addition, a pair of parallel tunnels have a considerable distance between the tunnels, so that there is a problem in connection of planar geometry with adjacent structures, that is, bridges and intersections.
상술한 병렬터널의 시공시 문제점을 해결하기 위하여 근래에는 2아치 터널 시공법을 사용하고 있다. 2아치 터널이라 함은 중앙 지지벽을 기준으로 양측에 2개의 아치형 터널을 구비한 터널로써, 상기 2개의 아치형 본선터널로 차량이 운행가능하도록 한 터널을 일컫는다. 상기 2아치 터널은 상기 병렬 터널에 비하여 도로 편입용지가 적어서 병렬터널의 시공이 곤란한 장소에서 사용될 수 있다. 토지이용의 입체적 활용방법의 관점에서 장점을 가진 상기 2아치 터널은 1990년대 이후 왕복 4차로 이상의 터널시공에 상용화되고 있다.In order to solve the problems in the construction of the parallel tunnel described above, a two-arch tunnel construction method has been recently used. The two-arch tunnel is a tunnel having two arcuate tunnels on both sides of the central support wall, and refers to a tunnel in which a vehicle can be operated by the two arcuate main tunnels. The two-arch tunnel can be used in a place where the construction of the parallel tunnel is difficult because there is less road incorporation paper than the parallel tunnel. The two-arch tunnel, which has advantages in terms of three-dimensional use of land use, has been commercialized for tunnel construction of more than four round trips since the 1990s.
도 2는 종래 2아치 터널의 단면을 나타낸 것이다. 이하에서는, 도 2를 참조하여, 2아치 터널의 구조를 설명한다.Figure 2 shows a cross section of a conventional two arch tunnel. Hereinafter, the structure of a two-arch tunnel is demonstrated with reference to FIG.
먼저 2아치 터널의 일반적인 시공방법을 개략적으로 설명하면 다음과 같다. 파일롯 터널(10)을 굴착한 후 파일롯 터널의 중앙에 중앙 지지벽(1)을 설치한다. 그리고, 파일롯 터널의 좌우 양측을 발파하여 본선터널(20, 30)을 굴착한다. 이후에는 각각의 지면에 포장 콘크리트(22, 32) 및 본선터널 아치면(21, 31) 전체에 걸쳐 라이닝 콘크리트(9)를 타설한다.First, the general construction method of the two-arch tunnel is as follows. After excavating the
2아치 터널의 구조를 간략하게 살펴보면, 파일롯 터널(10)과 상기 파일롯 터널의 내부에 위치하는 중앙 지지벽(1) 및 본선터널(20,30)로 구성된다. 상기 파일롯 터널(10)은 본선터널을 굴진하기 위한 예비터널로서 굴착장비나 건설기계가 작업하기 위한 공간을 제공한다. Briefly looking at the structure of the two-arch tunnel, it consists of a
상기 파일롯 터널(10)의 중앙에는 터널을 지지하고, 본선터널(20,30)의 굴착시 지반의 충격을 지지하도록 중앙 지지벽(1)이 세워진다. 상기 중앙 지지벽(1)은 베이스(11), 중앙 분리대(12), 기둥(13), 라이닝 연결부(14) 및 파일롯 터널의 천단부(10a)와 맞닿는 크라운(15)으로 구성된다.The
상기 크라운(15)과 상기 라이닝 연결부(14)는 선형으로 연속되지 않고 절곡부(14a)가 형성되어 철근이 라이닝 연결부(14)까지 배근된다. 이때, 각각 구조에 따라 다른 거푸집을 사용함으로써 하나의 중앙 지지벽(1)을 세울 때마다 모두 5번에 걸친 콘크리트 타설작업이 이루어진다. 그리고, 상기 중앙 지지벽은 수 미터(meter)마다 연속적으로 세워진다.The
한편, 상기 크라운(15)의 외곽으로 누수되는 형상을 방지하기 위하여 크라운 가장자리에 유공관(4)이 설치되고, 중앙 지지벽 내부에 종방향으로 배수관(5)이 설치된다. 배수관(5)을 통해 흐르는 용출수는 상기 베이스(11)에 구비되는 배수로(7)로 외부로 배출된다. 그리고, 상기 파일롯 터널의 천단부(10a)에는 상기 크라운의 외곽으로 터널 방수시트(6)가 설치된다.On the other hand, the perforated pipe (4) is installed on the edge of the crown in order to prevent the shape of leaking to the outside of the
상기 본선터널(20,30)은 상기 중앙 지지벽(1)과 상기 파일롯 터널 천단부(10a)의 배수처리가 완성된 후에 상기 파일롯 터널(10)의 좌우 양측에 형성된다. 상기 본선 터널의 형성을 위한 발파작업은 상기 본선터널의 상단부를 먼저 굴착을 하고난 후, 상기 본선터널의 하단부를 굴착하게 된다. 그리고, 상기 본선터널(20,30)은 아치형으로 굴착된다.The
그러나 상술한 바와 같은 종래 2아치 터널의 구조 및 시공방법은 다음과 같은 문제점이 있다.However, the structure and construction method of the conventional two-arch tunnel as described above has the following problems.
첫째, 종래 2아치 터널은 중앙 지지벽과 파일롯 터널의 천정부가 일체로 보강되는 구조로 이루어지지 않아 본선터널 굴착시 발파 충격에 취약하고, 시공 후의 내구성이 약한 문제점이 있었다. 즉, 중앙지지부가 파일롯 터널의 천단부와 일체형으로 연결되지 않고, 중앙 지지벽은 파일롯 터널의 천단부와의 관계에서 전단응력을 받게 되어 발파시의 충격에 취약하고 시공 후의 내구성이 좋지 않았다.First, the conventional two-arch tunnel is not made of a structure in which the ceiling portion of the central support wall and the pilot tunnel are integrally reinforced, and thus, there is a problem in that it is vulnerable to blasting impact when excavating the main tunnel, and the durability after construction is weak. That is, the central support is not integrally connected to the top end of the pilot tunnel, and the central support wall is subjected to shear stress in relation to the top end of the pilot tunnel, which is vulnerable to impact during blasting and poor after construction.
둘째, 종래 2아치 터널은 본선터널 굴착시 발파하는 과정에서 파일롯 터널 천단부의 방수시트와 유공관, 배수관에 손상이 발생하여 배수능력이 상실될 수 있다. 배수능력이 상실되면 콘크리트 구조물의 내구성에도 영향을 미침과 동시에 동절기에 누수된 용출수가 결빙되어 자동차 운행의 안전을 위협하는 심각한 문제점으로 나타나게 된다.Second, the conventional two-arch tunnel may cause damage to the waterproof sheet, the perforated pipe, and the drain pipe at the top end of the pilot tunnel during the blasting process when the main ship tunnel is excavated. Loss of drainage capacity affects the durability of concrete structures, and at the same time, leachate leaked in winter freezes, which presents a serious problem that threatens the safety of automobile operation.
셋째, 시공후 터널의 배수관을 유지보수하기가 어려운 문제점이 있었다. 보다 구체적으로 터널을 시공한 후 오랜 기간 사용함으로 인해 배수관에 이물질이 끼거나 부식되었을 때, 배수관을 세척하거나 교환하기가 어려웠다.Third, it was difficult to maintain the drain pipe of the tunnel after construction. More specifically, it is difficult to clean or replace the drain pipe when foreign matter gets stuck or corroded due to long use after constructing the tunnel.
넷째, 겨울철 수직 배수관 내부를 흐르는 용출수가 동결되어, 배수가 원활하지 않고 수직 배수관이 파열되는 문제점이 있었다.Fourth, the effluent flowing in the vertical drainage pipe in winter is frozen, the drainage is not smooth and there is a problem that the vertical drainage pipe bursts.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 구조를 개선하여 내구성을 향상시킨 2아치 터널 및 이의 시공방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a two-arch tunnel and a construction method thereof having improved durability by improving the structure.
본 발명의 다른 목적은 방수성능을 향상시켜 안전사고를 예방하고 내구성을 향상시킨 2아치 터널 및 이의 시공방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a two-arch tunnel and a construction method thereof that prevents safety accidents and improves durability by improving waterproof performance.
본 발명의 또 다른 목적은 구조를 개선하여 유지보수가 용이한 2아치 터널 및 이의 시공방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a two-arch tunnel and its construction method which is easy to maintain by improving the structure.
본 발명의 또 다른 목적은 수직 배수관의 동결을 방지하는 2아치 터널 및 이의 시공방법을 제공하기 위한 것이다.Still another object of the present invention is to provide a two-arch tunnel and a construction method thereof for preventing freezing of a vertical drain pipe.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 파일롯 터널; 구조를 보강하는 하부 보강부재가 내부에 매립되어, 상기 파일롯 터널의 중앙 하부에 형성되는 하부 지지벽; 그리고, 상기 파일롯 터널의 외측으로 일부 삽입되고 상기 파일롯 터널 내측으로 일부 돌출된 상부 보강부재를 수용하며, 상기 하부 지지벽의 상부에 구비되는 상부 지지벽을 포함하며, 상기 하부 보강부재과 상부 보강부재는 소정의 연결부재에 의해 상호 결합되어 상기 하부 지지벽과 상부 지지벽을 일체로 보강하는 구조로 이루어진 2아치 터널을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, a pilot tunnel; A lower support wall having a lower reinforcing member reinforcing a structure embedded therein and formed at a center lower portion of the pilot tunnel; The upper reinforcing member accommodates an upper reinforcing member partially inserted into the outer side of the pilot tunnel and partially protruded into the pilot tunnel, and includes an upper supporting wall provided on an upper portion of the lower supporting wall. It is coupled to each other by a predetermined connecting member to provide a two-arch tunnel made of a structure to reinforce the lower support wall and the upper support wall integrally.
그리고 상기 2아치 터널에는, 상기 하부 지지벽과 상부 지지벽 사이에 구비되어, 상기 하부 지지벽의 용출수 유입을 방지하는 하나 이상의 방수판이 더 구비된 것이 바람직하다. 또한, 상기 방수판은 복수 개로 이루어지며, 터널의 길이 방향으로 상기 방수판의 양 끝단이 상호 결합되는 것이 더욱 바람직하다.In addition, the two-arch tunnel may be further provided with at least one waterproof plate provided between the lower support wall and the upper support wall to prevent the inflow of effluent water from the lower support wall. In addition, the waterproof plate is made of a plurality, it is more preferable that both ends of the waterproof plate are mutually coupled in the longitudinal direction of the tunnel.
한편, 상기 하부 지지벽의 내부에는, 상기 방수판의 상부에 모인 용출수를 상기 파일롯 터널의 하부로 배수하는 하나 이상의 수직 배수관이 구비되는 것이 바람직하다. 그리고 상기 방수판에는, 복수 개의 관통홀이 터널의 길이 방향을 따라 형성된 것이 더욱 바람직하다. 또한, 상기 관통홀에는, 상기 하부 보강부재가 관통하는 부위의 주변에 소정의 씰링부재가 구비되는 것이 더욱 바람직하다.On the other hand, it is preferable that at least one vertical drain pipe is disposed inside the lower support wall to drain the effluent water collected at the upper portion of the waterproof plate to the lower portion of the pilot tunnel. In the waterproof plate, it is more preferable that a plurality of through holes are formed along the longitudinal direction of the tunnel. In addition, the through hole is more preferably provided with a predetermined sealing member around the portion through which the lower reinforcing member penetrates.
그리고 상기 하부 보강부재는, 상기 파일롯 터널의 횡방향으로 구비된 복수 개가 터널의 길이 방향으로 소정 간격을 두고 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 방수판의 관통홀은, 상기 하부 보강부재의 배치에 대응된 위치에 형성되는 것이 더욱 바람직하다.In addition, the lower reinforcing members are preferably arranged in a lateral direction of the pilot tunnel at a predetermined interval in the longitudinal direction of the tunnel. In addition, the through hole of the waterproof plate is more preferably formed at a position corresponding to the arrangement of the lower reinforcing member.
한편, 상기 방수판에 형성된 관통홀은, 실질적으로 타원형으로 이루어지는 것이 바람직하다. 그리고 상기 방수판의 중앙에는, 터널의 길이 방향을 따라 하부로 함몰된 집수부가 구비된 것이 더욱 바람직하다.On the other hand, it is preferable that the through hole formed in the waterproof plate is substantially elliptical. And in the center of the waterproof plate, it is more preferable that the collecting portion recessed downward along the longitudinal direction of the tunnel.
상기 집수부의 하부에는, 상기 수직 배수관과 연결되는 배수관 연결부가 터널의 길이 방향을 따라 소정 간격으로 구비되는 것이 바람직하다. 그리고 상기 집수부에는, 터널의 길이 방향을 따라 중앙 유공관이 구비되는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 상기 집수부의 좌우에는, 터널의 길이 방향을 따라 보조 유공관이 구비된 것이 더욱 바람직하다.The lower portion of the collecting portion, it is preferable that the drain pipe connecting portion connected to the vertical drain pipe is provided at predetermined intervals along the longitudinal direction of the tunnel. Further, it is more preferable that the collecting part is provided with a central hole hole along the longitudinal direction of the tunnel. In addition, it is more preferable that auxiliary left and right pipes are provided along the longitudinal direction of the tunnel to the left and right of the collecting portion.
한편, 상기 방수판에는, 상기 보조 유공관을 고정하는 유공관 고정장치가 구비되는 것이 바람직하다. 그리고 상기 방수판에는, 터널의 길이 방향으로 소정 간격을 두고 방수판의 가장자리에서 중앙으로 유체가 흐를 수 있도록 하는 하나 이상의 드레인 보드(drain board)가 구비된 것이 더욱 바람직하다.On the other hand, the waterproof plate is preferably provided with a hole pipe fixing device for fixing the auxiliary hole pipe. The waterproof plate may be further provided with at least one drain board to allow fluid to flow from the edge of the waterproof plate to the center at predetermined intervals in the longitudinal direction of the tunnel.
그리고 상기 수직 배수관은, 터널의 길이 방향을 따라, 좌측과 우측에 번갈아가며 지그재그 형태로 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 수직 배수관에 인접한 부위에는, 상기 수직배수관 내부를 흐르는 용출수의 동결을 방지하기 위한 동결방지수단이 더 구비된 것이 더욱 바람직하다.In addition, the vertical drain pipe is preferably arranged in a zigzag form alternately to the left and the right along the longitudinal direction of the tunnel. In addition, the portion adjacent to the vertical drainage pipe, it is more preferably provided with a freezing prevention means for preventing the freezing of the effluent flowing through the vertical drainage pipe.
한편 상기 수직 배수관은, 상기 하부 지지벽에서 분리가 가능하여 외부에서 착탈 가능한 것이 더욱 바람직하다. 그리고 상기 수직 배수관에 인접한 부위에는, 상기 수직 배수관을 감싸는 소정의 채움재가 구비되는 것이 더욱 바람직하다.On the other hand, the vertical drain pipe is more preferably detachable from the outside can be removed from the lower support wall. Further, it is more preferable that a predetermined filling material surrounding the vertical drain pipe is provided at a portion adjacent to the vertical drain pipe.
본 발명에 따른 2아치 터널의 시공방법은, 파일롯 터널을 굴착하는 단계; 구조를 보강하는 하부 보강부재를 내부에 매립하여, 상기 파일롯 터널의 중앙 하부에 형성되는 하부 지지벽을 설치하는 단계; 상기 파일롯 터널의 외측으로 일부 삽입되고, 상기 파일롯 터널 내측으로 일부 돌출된 상부 보강부재를 설치하는 단계; 상기 상부 보강부재를 수용하며, 상기 하부 지지벽의 상부에 구비되는 상부 지지벽을 설치하는 단계; 그리고, 상기 하부 보강부재과 상부 보강부재를 소정의 연결부재에 의해 상호 결합하는 단계를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.Construction method of the two-arch tunnel according to the invention, the step of excavating a pilot tunnel; Embedding a lower reinforcing member reinforcing a structure therein to install a lower support wall formed at a center lower portion of the pilot tunnel; Installing an upper reinforcing member partially inserted into the outside of the pilot tunnel and partially protruding into the pilot tunnel; Accommodating the upper reinforcing member and installing an upper support wall provided on an upper portion of the lower support wall; In addition, the lower reinforcing member and the upper reinforcing member is preferably configured to include a step of mutually coupling by a predetermined connecting member.
그리고 상기 시공방법은 상기 하부 지지벽과 상부 지지벽 사이에 구비되어, 상기 하부 지지벽의 용출수 유입을 방지하는 방수판을 설치하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.The construction method may further include installing a waterproof plate provided between the lower support wall and the upper support wall to prevent the inflow of effluent water from the lower support wall.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention in which the object of the present invention can be specifically realized are described with reference to the accompanying drawings. In the description of this embodiment, the same name and the same reference numerals are used for the same configuration and additional description thereof will be omitted.
도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 2아치 터널의 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.3 and 4, an embodiment of a two-arch tunnel according to the present invention will be described.
도 3은 본 발명에 따른 2아치 터널의 중앙부를 도시한 단면도이고, 도 4는 도 3의 "A"부분의 확대 단면도이다.Figure 3 is a cross-sectional view showing a central portion of the two-arch tunnel according to the present invention, Figure 4 is an enlarged cross-sectional view of the portion "A" of FIG.
본 실시예에 따른 2아치 터널은 기본적으로 파일롯 터널(10), 중앙 지지벽(100) 및 한 쌍의 본선터널(20, 30)을 포함하여 구성된다.The two-arch tunnel according to the present embodiment basically includes a
2아치 터널에서 한 쌍의 본선터널(20, 30)을 굴착하기 전에 먼저 소정의 폭을 가진 파일롯 터널(10)을 굴착하고, 중앙 지지벽(100)을 설치하는 과정을 거친다. 파일롯 터널(10)의 굴착과정은 종래와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Before excavating a pair of
상기 2아치 터널의 상기 중앙 지지벽(100)은 크게 하부 지지벽(150)과 상부 지지벽(160)으로 구성된다.The
상기 하부 지지벽(150)은 상기 파일롯 터널(10)의 중앙 하부에 형성되며, 크게 기둥부(130), 라이닝 연결부(140), 베이스부(110), 중앙 분리대(120)로 구성된다.The
상기 기둥부(130)는 파일롯 터널(10)의 내부에서 일정한 곡면을 가지면서 설치된다. 상기 곡면은 상기 파일롯 터널(10)의 양측에 위치하는 2아치 본선터널이 갖는 곡선과 연결되는 형태로 형성된다.The
한편, 상기 기둥부(130)의 내부에는 상기 하부 지지벽(150)의 구조를 보강하는 하부 보강부재(157)가 매립된다. 상기 하부 보강부재(157)는 상기 파일롯 터널(10)의 횡방향으로 구비된 복수 개가 터널의 길이 방향으로 소정 간격을 두고 배치되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 횡방향으로 구비된 한 쌍의 보강부재가 터널의 길이방향으로 일정간격을 두고 배치된 형태를 예시한 것이다.On the other hand, the lower reinforcing
상기 하부 보강부재(157)의 재질과 형상에는 제한이 없으며, 봉 형상의 철근으로 이루어지는 것이 일반적이다.The material and shape of the lower reinforcing
그리고 상기 하부 보강부재(157)는 시공상의 편의를 위하여 복수 개로 이루 어져 소정의 연결수단에 의해 연결되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 도 3 또는 도 4에 도시된 바와 같이 제1 하부 보강부재(157a)와 제2 하부 보강부재(157b)로 이루어지고, 연결수단(159)에 의해 결합된 형태를 예시한 것이다.And the lower reinforcing
상기 연결수단(159)은 제1 하부 보강부재(157a)와 제2 하부 보강부재(157b)의 최소 겹이음 길이를 확보하여 연결부재로 연결하거나, 기타 커플러 등이 채용될 수 있다. 또한 용접에 의하여 상호 결합하는 것도 가능하다.The connecting means 159 secures the minimum overlap length of the first lower reinforcing
상기 기둥부(130)의 내부에는 하나 이상의 수직 배수관(155)이 구비되어, 상부에 모인 용출수를 상기 파일롯 터널(10)의 하부로 배수하는 역할을 수행한다. 상기 수직 배수관(155)의 형상 및 배치에 관하여는 도 8 및 도 9를 참조하여 후술하기로 한다.One or more
상기 라이닝 연결부(140)는 상기 기둥부(130)의 상단부 양측 끝단에 형성되고, 중앙 지지벽(100)과 2아치 본선터널이 연결되는 부분이다. 상기 라이닝 연결부(140)의 형상은 소정의 각도를 가지고 돌출되어 라이닝 콘크리트(9)의 압축력에 적합하도록 형성되는 것이 바람직하다. 그리고 이러한 형상은 상부 지지벽(160)에 형성된 일체형의 방수막(91)을 따라 흘러 내려오는 용출수가 중앙 지지벽(100)의 바깥으로 흐르지 않도록 구조적으로 터널의 배수를 보완해주는 역할을 한다. The
상기 중앙 분리대(120)는 상기 기둥부(130)의 하부측에 설치되며, 상기 기둥부(130)를 지지하는 역할을 한다. 상기 중앙 분리대(120)의 지지구조물의 형태 및 지지방법 등은 본 실시예에 한정되지 않는다. The
상기 베이스부(110)는 상기 기둥부(130)의 바닥면에 설치되며, 상기 중앙 분 리대(120)와 함께 상기 기둥부(130)를 지지하는 역할을 한다. 상기 베이스부(110)의 내부에는 배수로(115)가 설치된다. 상기 배수로(115)은 상기 수직 배수관(155)과 연결되어 상기 수직 배수관(155)으로부터 흘러내린 물이 터널 외부로 빠져나가도록 한다.The
한편, 상기 하부 지지벽(150)과 상부 지지벽(160)의 사이에는 방수판(170)이 구비되는 것이 바람직하다. 상기 방수판(170)은 상기 하부 지지벽(150)으로 용출수가 유입되는 것을 방지하는 역할을 수행한다. 상기 방수판(170)의 구체적인 형상과 구조에 대해서는 도 5 내지 도 7을 참조하여 후술하기로 한다.On the other hand, the
상기 상부 지지벽(160)은 상기 하부지지벽(150)과 상기 파일롯 터널(10)의 천단부(10a) 사이에 구비된다. 상기 상부 지지벽(160) 및 상기 하부 지지벽(150)은 콘크리트 구조물로 형성되는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 상부 지지벽(160) 및 하부 지지벽(150)은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 강 구조물이나 강 구조물 및 콘크리트물을 병행하여 사용하는 것도 가능하다. The
그리고 상기 상부 지지벽(160)은 연속적으로 설치될 수도 있고, 소정의 간격으로 설치될 수도 있다. 또한, 상기 상부 지지벽(150) 및 하부 지지벽(160)은 일체형으로 중앙 지지벽(100)을 형성할 수도 있다.The
한편, 상기 상부지지벽(160)에는 터널의 천단부(10a)를 지지하는 서포터(163)가 터널의 길이방향으로 일정 간격을 두고 설치되는 것이 바람직하다. 상기 서포터(163)는 곡면을 갖는 패널(163a)과, 상기 패널(163a) 하부에서 하중을 지지하는 지지프레임(163b)을 포함하여 구성된다. 상기 서포터의 패널(163a)은 효과적 인 지지를 위하여 터널 천단부(10a)의 곡률과 동일한 곡률을 갖도록 형성함이 바람직하다.On the other hand, the
한편, 상기 상부지지벽(160)의 내부에는 상부 보강부재(167)가 구비된다. 상기 상부 보강부재(167)는 파일롯 터널(10)을 굴착한 후 터널의 아치면에 걸쳐 일정 간격을 두고 시공되며, 락볼트 형태로 이루어지는 것이 일반적이다.On the other hand, the upper reinforcing
상기 락볼트는 수 미터(meter)의 볼트로서, 터널 위 암반의 응집력을 강화시켜주는 역할을 수행한다.The bolt is a bolt of several meters (meter), and serves to strengthen the cohesion of the rock on the tunnel.
본 실시예에서 상기 상부 보강부재(167) 중 파일롯 터널(10)의 천단부(10a)에 삽입되는 상부 보강부재(167)는 상기 파일롯 터널(10)의 외측으로 일부 삽입되고, 상기 파일롯 터널(10) 내측으로 일부 돌출된 형태로 이루어진다.In the present embodiment, the upper reinforcing
한편, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 상부 보강부재(167)는 방수판(170)을 관통한 상기 하부 보강부재(157)와 소정의 연결부재(169)에 의해 상호 결합되어, 상부 지지벽(160)과 하부 지지벽(150)을 일체로 보강하는 구조로 이루어져 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 4, the upper reinforcing
이와 같이 본 실시예는 상부 보강부재(160)와 하부 보강부재(150)를 연결하여 상부 지지벽(160)과 하부 지지벽(150)을 일체로 보강하는 구조로 이루어짐으로써, 본선터널 굴착시 발파 충격에 충분히 견딜 수 있으며, 시공 후의 터널의 내구성도 크게 향상시킬 수 있게 된다.As such, the present embodiment has a structure in which the upper reinforcing
그리고 상기 중앙 지지벽(100) 설치가 완성된 후에는 상기 파일롯 터널(10)의 좌우 양측으로 2아치 본선터널(310, 320)이 굴착된다. 상기 2아치 본선터널의 굴착에 대해서는 종래 기술에서 설명하였으므로 생략한다.After the installation of the
도 5 내지 도 7을 참조하여, 방수판의 구체적인 형상과 구조를 설명하면 다음과 같다.5 to 7, the specific shape and structure of the waterproof plate will be described as follows.
도 5는 도 3의 방수판을 나타내는 사시도, 도 6은 도 5의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도, 도 7은 도 5의 상면도이다.5 is a perspective view illustrating the waterproof plate of FIG. 3, FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 5, and FIG. 7 is a top view of FIG. 5.
상기 방수판(170)은 독립된 단품 형태로서, 복수 개로 이루어져 터널의 길이 방향으로 상기 방수판(170)의 양 끝단이 상호 결합되는 것이 바람직하다.The
상기 방수판(170)의 중앙에는, 터널의 길이 방향으로 따라 하부로 함몰된 집수부(171)가 구비되어, 상기 방수판(170)의 상부의 용출수를 모으는 역할을 수행한다. 그리고 상기 방수판(170)의 좌우측은 하부 지지벽(150)의 라이닝 연결부(140)의 형상에 대응하여 상부로 절곡된 형태로 이루어진다.At the center of the
그리고 상기 집수부(171)의 하부에는 상기 하부지지벽(150) 내부에 구비된 수직 배수관(155)과 연결되는 배수관 연결부(172)가 상기 터널의 길이방향으로 따라 소정간격을 두고 배치되어 있다.In addition, a drain
본 실시예에서는 상기 수직 배수관(155)의 배치 간격에 대응하여, 일정 간격으로 배수관 연결부(172)가 구비된 형태를 예시한 것이다.In this embodiment, corresponding to the arrangement interval of the
상기 집수부(171)에는 상기 터널의 길이방향으로 따라 중앙 유공관(175a)이 구비된다. 상기 중앙 유공관(175a)은 집수부(171)에 모인 용출수가 일정 간격으로 배치된 배수관 연결부(172)로 원활하게 유도할 수 있도록 한다.The collecting
한편, 도시되지는 않았지만 상기 집수부(171)와 중앙 유공관(175a) 사이의 빈 공간에는 소정의 채움재가 구비될 수 있으며, 상기 채움재는 예를 들어 자갈로 이루어질 수 있다.Although not shown, a predetermined filling material may be provided in the empty space between the
상기 집수부(171)의 좌우에는 터널의 길이방향을 따라 보조 유공관(175b, 175c)이 더 구비되는 것이 바람직하다.It is preferable that auxiliary left and
상기 집수부(171)와 중앙 유공관(175a)에 의해 상기 방수판(170) 상부의 용출수를 집수부(171) 하부의 배수관 연결부(172)로 유도할 수 있지만, 상기 보조 유공관(175b, 175c)을 구비함으로써, 보다 원활하게 용출수를 유도할 수 있게된다.The
상기 보조 유공관(175b, 175c)은 유공관 고정장치로 고정하게 되는데, 본 실시예에서는 한 쌍의 결합고리(177a)와 상기 결합고리를 연결하는 연결밴드(177b)를 터널의 길이방향으로 일정간격을 두고 배치된 형태를 예시하였다.The auxiliary
한편, 상기 방수판(170)은 2아치 본선터널의 발파가 완료된 후, 효과적인 용출수의 집수를 위하여 상기 2아치 본선터널을 따라 구비된 방수막(91)을 방수판(170)의 보조 유공관(175b,175c)이 위치하는 지점까지 일체형으로 설치하는 것이 바람직하다.On the other hand, after the blasting of the two-ch main tunnel is completed, the
또한, 상기 방수막의 본선터널의 상단면 사이에는 완충막(93)이 더 구비되는 것이 바람직하다. 상기 완충막(93)는 상기 본선터널의 상단면의 거친 표면에 의해 상기 방수막(91)이 손상되는 것을 방지하고, 상기 방수막(91)을 따라 용출수가 방수판(170)으로 원활하게 집수 될 수 있도록 하는 역할을 수행한다. 상기 완충막(93)의 재질에는 제한이 없으며, 예를 들어 부직포로 이루어질 수 있다.In addition, it is preferable that a
그리고 상기 방수판(170)에는 복수 개의 관통홀(173)이 터널의 길이 방향으로 따라 형성되어 있다.In addition, a plurality of through
상술한 바와 같이, 터널의 상부 지지벽(160)과 하부 지지벽(150)은 상부 보강부재(167)와 하부 보강부재(157)를 연결하여 일체로 보강하는 구조로 되어있기 때문에, 상기 방수판(170)에는 상기 하부 보강부재(157)가 관통할 수 있는 관통홀(173)이 있어야 한다.As described above, since the
본 실시예에서는 상기 하부 보강부재(157)가 상기 방수판(173)을 관통하여, 상부 보강부재(167)와 방수판(170)의 상부에서 결합되는 구조로 이루어진다. 물론, 상기 상부 보강부재(167)가 관통홀(173)을 통과하여, 방수판(170)의 하부에서 상기 하부 보강부재(157)와 연결되는 형태로 가능하다.In the present embodiment, the lower reinforcing
상기 관통홀(173)은 상기 하부 보강부재(157)의 배치에 대응하여 형성되는 것이 바람직하다. 다시 말해, 하부 보강부재(157)의 터널 길이방향 간격과 횡방향 간격에 맞추어 관통홀(173)을 구비하여, 하부 보강부재(157)가 원활하게 방수판(170)의 관통홀(173)에 끼울 수 있게 하는 것이 바람직하다.The through
상기 관통홀(173)은 실질적으로 타원형으로 이루어져, 상기 하부 보강부재(157)가 원활하게 상기 관통홀(173)을 관통할 수 있으며, 실제 시공을 할 때 관통홀(173)과 하부 보강부재(157)의 터널 길이방향으로의 차이에 원활하게 대처할 수 있게 된다.The through
한편, 도시되지는 않았지만 상기 관통홀(173)에는 상기 하부 보강부재(157)가 관통하는 부위의 주변에 씰링부재를 구비하여, 관통홀(173)과 하부 보강부재(157)의 단면적의 차이로 인해 발생하는 용출수의 누수를 방지하도록 구성하는 것이 바람직하다.Although not shown, the through
상기 방수판(170)에는 소정 간격을 두고 방수판(170)의 가장자리에서 중앙으로 유체가 흐를 수 있도록 하는 하나 이상의 드레인 보드(drain board: 179)가 구비된다.The
상기 드레인 보드(179)의 형태에는 제한이 없으며, 다양한 형태로 이루어질 수 있다.The shape of the
도 8 및 도 9를 참조하여, 하부 지지벽의 기둥부 내부에 위치하는 수직 배수관의 구조와 형태를 설명하면 다음과 같다.Referring to Figures 8 and 9, the structure and shape of the vertical drain pipe located inside the column of the lower support wall will be described.
도 8은 도 3의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이고, 도 9는 도 8의 "B" 부분을 확대한 단면도이다.FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 3, and FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of the portion “B” of FIG. 8.
상술한 바와 같이, 상기 수직 배수관(155)은 방수판(170)의 집수부(171) 하부에 위치하는 배수관 연결부(172)에 연결되어 하부 지지벽(150)의 상부에 모인 용출수를 베이스부(110)의 배수로(115)로 보내는 역할을 수행한다.As described above, the
상기 수직배수관(155)은 도 8에 도시된 바와 같이, 터널의 길이 방향을 따라 좌측과 우측에 번갈아가며 배치되는 지그재그 형태로 이루어진다.As illustrated in FIG. 8, the
한편, 상기 수직 배수관(155)은 상기 하부 지지벽(150)에서 분리가 가능하여, 외부에서 착탈 가능하게 결합되는 것이 바람직하다.On the other hand, the
터널을 시공한 후 오랜 기간 사용함으로 인하여 수직 배수관(155) 용출수와 함께 용탈되는 석회질과 이물질이 끼거나 부식되었을 때, 수직 배수관(155)을 세척하거나 교환하기 용이하게 하기 위함이다.This is to facilitate the cleaning or replacement of the
상기와 같은 수직 배수관(155)을 착탈 가능하게 하기 위하여, 본 실시예는 도 9에 도시된 바와 같이 상기 수직 배수관(155)의 주변에 총 3개의 제1채움재(151a, 151b, 151c)를 배치하고, 상기 제1채움재(151a, 151b, 151c)의 좌우에 제2채움재(153a, 153b)를 배치한 형태를 예시한 것이다.In order to attach and detach the
상기 제1채움재(151a, 151b, 151c) 및 제2채움재(153a, 153b)는 겨울철에 수직 배수관 내부를 흐르는 유체의 겨울철 동결을 방지하기 위하여 단열재로 이루어지는 것이 바람직하며, 예를 들어 압축 스티로폼으로 이루어질 수 있다.The first filling material (151a, 151b, 151c) and the second filling material (153a, 153b) is preferably made of a heat insulating material in order to prevent the freezing in the winter of the fluid flowing in the vertical drain pipe in the winter, for example made of compressed styrofoam Can be.
한편, 도시되지는 않았지만, 상기 수직 배수관()의 인접 부위에는 겨울철 동결을 예방하기 위하여 동결방지수단이 더 구비되는 것이 바람직하다. 상기 동결방지수단은 예를 들어 상기 수직 배수관의 외주면을 따라 설치된 열선장치로 이루어질 수 있다.On the other hand, although not shown, it is preferable that the freezing prevention means is further provided in the adjacent portion of the vertical drain pipe () to prevent freezing in winter. The freezing prevention means may be made of, for example, a heating device installed along the outer circumferential surface of the vertical drain pipe.
그리고 본 실시예에서 하부 지지벽이 외부와 접하는 부위에는 착탈이 가능한 패널이 구비되어 있다.And in the present embodiment, the lower support wall is provided with a removable panel in contact with the outside.
본 발명의 따른 터널 시공 순서를 설명하면 다음과 같다.Referring to the tunnel construction sequence according to the present invention.
먼저 설계된 본선터널을 굴착하기 전에 중앙 지지벽(100)을 세우기 위한 파일롯 터널(10)을 굴착한다. 상기 파일롯 터널(10)이 굴착된 후 중앙 지지벽(100)을 설치한다.First, the
중앙 지지벽(100)의 설치단계를 보다 상세히 설명하면, 우선 구조 보강을 위한 하부 보강부재(157)를 내부에 매립하여 상기 파일롯 터널의 중앙 하부에 하부지지벽(150)을 설치하는 단계를 거치고, 상기 하부지지벽(150)의 상부에 방수판(170)을 설치한다.When the installation step of the
그런 다음, 상기 파일롯 터널(10)의 외측으로 일부 삽입되고, 상기 파일롯 터널 내측으로 일부 돌출된 상부 보강부재(167)를 설치한다. 그리고 상기 상부 보강부재(167)를 수용하며, 하부 지지벽(150)의 상부에 구비되는 상부 지지벽(160)을 설치한다.Then, the upper reinforcing
그리고 상기 하부 보강부재(157)와 상부 보강부재(167)를 연결부재(169)에 의해 상호 결합하여 중앙 지지벽(100)을 일체로 보강하는 구조를 형성시킨다.The lower reinforcing
상기 중앙 지지벽(100)이 설치된 후에는 상기 파일롯 터널(10)의 좌우 양측을 발파하여 2아치 본선터널(20, 30)을 굴착한다. 상기 2아치 본선터널(20, 30)의 굴착은 종래 2아치 터널의 굴착방법과 동일하므로 생략한다.After the
2아치 본선터널(20, 30)을 굴착하고 난 후에는 터널면 전체에 걸쳐 일체형의 방수막을 설치한다. 그리고 상기 터널면 전체에 라이닝(9)을 타설하고, 터널면 바닥을 도로 포장하여 포장 콘크리트(22, 32)를 설치하면 2아치 터널이 최종적으로 완성된다.After excavating the two arch
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described, and the fact that the present invention can be embodied in other specific forms in addition to the above-described embodiments without departing from the spirit or scope thereof has ordinary skill in the art. It is obvious to them.
그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.Therefore, the above-described embodiments should be regarded as illustrative rather than restrictive, and thus, the present invention is not limited to the above description and may be modified within the scope of the appended claims and their equivalents.
상기에서 설명한 본 발명에 따른 2아치 터널의 효과를 설명하면 다음과 같다.The effect of the two-arch tunnel according to the present invention described above is as follows.
첫째, 상기 상부 보강부재와 하부 보강부재와 상호 결합하여, 중앙 지지벽을 일체로 보강하는 구조로 구성함으로써, 2아치 터널의 강도와 내구성을 향상시키는 이점이 있다.First, by combining with the upper reinforcing member and the lower reinforcing member, by constructing a structure to integrally reinforce the central support wall, there is an advantage to improve the strength and durability of the two-arch tunnel.
둘째, 하부 지지벽의 상부에 방수판을 구비함으로써, 방수성능을 향상시켜 안전사고를 예방하고 용출수 유입에 의한 문제점을 해결할 수 있는 이점이 있다.Second, by providing a waterproof plate on the upper portion of the lower support wall, there is an advantage that can improve the waterproof performance to prevent safety accidents and solve the problems caused by the inflow of effluent.
셋째, 수직 배수관을 중앙 지지벽에서 착탈 가능하도록 구성하여, 수직 배수관의 세척이나 교환을 용이하게 할 수 있어 유지보수에 유리한 이점이 있다.Third, by configuring the vertical drain pipe to be detachable from the central support wall, it is easy to wash or replace the vertical drain pipe has an advantage in maintenance.
넷째, 상기 수직 배수관에 인접한 부위에 상기 수직배수관 내부를 흐르는 용출수의 동결을 방지하기 위한 동결방지수단일 구비함으로써, 수직 배수관의 동결을 방지하는 이점이 있다.Fourth, by providing the freezing prevention means for preventing the freezing of the effluent flowing in the vertical drain pipe in the portion adjacent to the vertical drain pipe, there is an advantage of preventing the freezing of the vertical drain pipe.
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