KR100756681B1 - 도로 및 철도 하부의 장지간 지하구조물 구축을 위한강관루프공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강도로 및 철도 하부의 장지간 지하구조물 구축을 위한 강관루프공법에 관한 것으로, 그 목적은 지하구조물을 구축하기 위해 지중에 압입되는 강관과 강관사이에 데크를 압입설치하고 인접한 강관들을 빔(beam)으로 연결하여 슬래브를 형성함으로써 장지간의 지하구조물의 형성할 수 있으며, 공사비용의 절감 및 공사기간을 단축할 수 있는 도로 및 철도 하부의 장지간 지하구조물 구축을 위한 강관루프공법을 제공함에 있다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은 도로 및 철도의 하부 양측에 추진기지를 형성한 후 일측의 추진기지에서 지하구조물의 설치위치를 따라 굴착하면서 양측으로 가이드부재가 부착되어 있는 강관을 소정의 간격으로 압입하는 강관압입단계; 상기 강관과 강관 사이를 굴착하면서 가이드부재 양단이 받쳐지는 데크를 압입한 후 강관과 연결하여 토압을 지지해주는 데크설치단계; 상기 데크의 하부에서 인접하는 강관들의 내부에 양단이 끼워지는 연결빔을 강관의 압입방향을 따라 소정의 간격으로 설치하고, 상기 연결빔들 중 측면방향으로 인접하는 연결빔 끼리 서로 조립하는 연결빔 설치단계; 상기 강관들의 내부에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 양생하는 콘크리트 타설단계; 상기 강관들에 의해 둘러싸여진 강관들의 내측을 굴착하는 내부면 굴착단계; 상기 굴착된 공간의 미관을 위해 쇼크리트를 타설하거나 거푸집을 이용한 타설벽면 및 바닥면을 형성하여 지하구조물이 구축되도록 하는 마감단계로 이루어진 것을 그 기술적 요지로 한다.

강관, 데크, 연결빔, 장지간, 지하구조물,

Description

도로 및 철도 하부의 장지간 지하구조물 구축을 위한 강관루프공법{Steel pipe roof construction method of road and railroad lower part}

도 1 은 본 발명에 있어 강관압입 및 가이드부재의 설치상태를 나타낸 예시도,

도 2 는 본 발명에 있어 데크압입 후 강관과 일체화시킨 상태를 나타낸 예시도,

도 3 은 본 발명에 있어 인접하는 강관들을 연결빔을 이용하여 연결한 상태를 나타낸 예시도,

도 4 는 본 발명에 있어 인장력도입을 위한 인장부재 설치상태를 나타낸 예시도,

도 5 는 본 발명에 따른 지하구조물 구축상태를 나타낸 예시도,

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(10) : 강관 (11) : 가이드부재

(12) : 지지대 (20) : 데크

(21) : 철근 (22) : 그라우팅

(23) : 작업공간 (24) : 방수재

(30) : 연결빔 (31) : 관통홀

(32) : 연결부재 (33) : 콘크리트

(40) : 타설벽면 (41) : 바닥면

(50) : 인장부재장착부 (51) : 인장부재

(100) : 지하구조물

본 발명은 도로 및 철도 하부의 장지간 지하구조물 구축을 위한 강관루프공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강관들 사이에 설치되는 데크에 의해 소정의 작업공간이 확보되고 이 작업공간을 통해 강관을 연결하는 연결빔을 설치하는 한편 인장부재를 설치하여 인장력을 도입함으로써 장지간의 지하구조물의 설치가 가능한 도로 및 철도 하부의 장지간 지하구조물 구축을 위한 강관루프공법에 관한 것이다.

일반적으로 지하구조물을 형성하기 위한 공법으로는 개착공법과 비개착공법이 있다.

상기 개착공법은 지상에 구조물이 있을 경우 작업이 불가능하고 도로가 설치되어 있을 경우에는 우회도로를 건설해야하므로 토지비용과 민원이 발생하는 문제점이 있어, 기존 도로 및 철도 하부를 횡단해서 하수암거나 지하차도, 터널구조물 등을 설치해야 하는 경우 공사에 따른 지장물의 이전이 곤란하거나, 지장물 저촉, 차량 소통의 장애 등으로 개착이 불가능할 경우에는 비개착공법이 이용된다.

상기 비개착공법으로는 콘크리트 구조물을 제작한 뒤 유압잭으로 구조물을 시공 지점으로 밀어넣는 공법인 FJ공법(Front Jacking Method), 강관 측면을 절개한 후 하부에는 거푸집을 설치하여 철근을 조립하고 상부에는 관을 이어 용접시켜 방수케 하며 콘크리트를 타설하는 공법인 NTR공법(New Tubular Roof Method),

소형강관을 지중에 압입하고 철근으로 강관의 연결부를 보강한 후 모르타르를 타설하여 종,횡으로 일체화된 강관 슬래브를 형성한 후 내부를 부분 굴착하여 구조물을 축조하는 뉴파이프루프공법(New Pipe Roof Method)등이 있으나,

상기 FJ공법은 공사기간이 길고, 공사비가 과다하며, 토층에 많은 제한을 받으며, 전단면이 프리캐스트 콘크리트이므로 방향전환이 어려운 문제점이 있다.

또한 상기 NTR공법은 연암이상의 지층이 연속될 경우에는 공기가 길어지고, 설계가 정확해야하며, 전문가의 자문이 필요함은 물론 시공실적이 적어 실제 현장시공이 어려운 문제점이 있다.

또한 상기 뉴파이프루프공법은 공사기간이 길고, 비용이 많이 들게 되어 실제시공이 매우 어려운 문제점이 있다.

한편 상기와 같은 공법들은 인접하는 강관들과 폐합공간을 형성하여 토사의 붕괴를 방지하기 위해 강관들을 매우 인접하게 설치함으로써 다수의 강관설치에 의한 자재비가 과다하게 소요되며, 또한 상기 강관들을 인접하게 설치함으로서 굴착하고자 하는 굴착공간의 폭의 길이가 길어질 경우에는 지하구조물의 붕괴를 방지하기 위하여 소정의 거리마다 벽체를 형성해야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출되는 것으로, 지하구조물을 구축하기 위해 지중에 압입되는 강관과 강관사이에 데크를 압입설치하고 인접한 강관들을 빔(beam)으로 연결하여 슬래브를 형성함으로써 장지간의 지하구조물의 형성할 수 있으며, 공사비용의 절감 및 공사기간을 단축할 수 있는 도로 및 철도 하부의 장지간 지하구조물 구축을 위한 강관루프공법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 도로 및 철도의 하부 양측에 추진기지를 형성한 후 일측의 추진기지에서 지하구조물의 설치위치를 따라 굴착하면서 양측으로 가이드부재가 부착되어 있는 강관을 소정의 간격으로 압입하는 강관압입단계; 상기 강관과 강관 사이를 굴착하면서 가이드부재 양단이 받쳐지는 데크를 압입한 후 강관과 연결하여 토압을 지지해주는 데크설치단계; 상기 데크의 하부에서 인접하는 강관들의 내부에 양단이 끼워지는 연결빔을 강관의 압입방향을 따라 소정의 간격으로 설치하고, 상기 연결빔들 중 측면방향으로 인접하는 연결빔 끼리 서로 조립하는 연결빔 설치단계; 상기 강관들의 내부에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 양생하는 콘크리트 타설단계; 상기 강관들에 의해 둘러싸여진 강관들의 내측을 굴착하는 내부면 굴착단계; 상기 굴착된 공간의 미관을 위해 쇼크리트를 타설하거나 거푸집을 이용한 타설벽면 및 바닥면을 형성하여 지하구조물이 구축되도록 하는 마감단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 상기 데크설치단계는, 인접하는 강관들 사이를 굴착하면서 강관이 회전하지 않도록 가이드부재의 하부에 지지대를 설치하고, 상기 가이드부재에 양단이 받쳐지도록 하여 데크를 압입하며, 상기 데크와 강관의 연결부위에 콘크리트를 타설하여 일체화 시키는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 데크의 설치시 데크와 가이드부재 사이를 용접하거나 방수재를 주입하여 지하구조물의 방수가 이루어짐을 특징으로 한다.

또한 상기 강관들 사이에 위치하는 연결빔들에 관통홀을 형성하여 작업자 및 작업도구가 강관의 압입방향으로 이동함을 특징으로 한다.

또한 상기 연결빔들 중 양끝단에 위치하는 연결빔에 인장부재장착부를 설치하고, 상기 인장재부장착부에 인장부재를 설치한 후 인장력을 도입하여 장지간의 지하구조물이 형성됨을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예인 그 구성과 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명에 있어 강관압입 및 가이드부재의 설치상태를 나타낸 예시도, 도 2 는 본 발명에 있어 데크압입 후 강관과 일체화시킨 상태를 나타낸 예시도, 도 3 은 본 발명에 있어 인접하는 강관들을 연결빔을 이용하여 연결한 상태를 나타낸 예시도, 도 4 는 본 발명에 있어 인장력도입을 위한 인장부재 설치상태를 나타낸 예시도로서,

도 1 에서와 같이 도로 및 철도의 하부에 지하구조물을 구축하기 위해서는 먼저 추진기지에서 압입장치를 이용하여 미리 설계된 지하구조물(100)의 설치방향을 따라 소정의 간격으로 강관(10)을 압입하여 슬래브와 벽체를 형성하고 상기 슬래브와 벽체에 의해 형성되는 내부 공간을 굴착한 후 바닥부를 형성함으로써 지하구조물이 설치되는 것이다.

상기 지하구조물(100)을 형성하기 위해서는 먼저 지하구조물이 설치되는 위치를 따라 소정의 간격으로 강관(10)을 압입하되, 상기 강관(10)의 양측면에는 지중에 설치되는 강관(10)이 회전하는 것을 방지하고 후술되는 데크(20)의 양단을 받쳐주는 가이드부재(11)가 구비된다.

다음으로는 도 2 에서와 같이 상기 강관(10)들의 사이를 굴착하면서 굴착되는 공간으로 데크(20)를 압입한 후 강관(10)과 연결한다. 이때 데크(20)는 양단이 상기 가이드부재(11)에 받쳐진 상태로 미끄러져 압입되기 때문에 손쉽게 압입되며, 데크(20)의 하부로는 소정의 작업공간(23)이 형성된다.

한편 데크(20)의 설치가 완료되면 강관(10)들의 측면을 일부분 절개하고 절개부에 양단이 끼워지는 연결빔(30)을 설치한다.

이 연결빔(30)은 데크(20)의 하부에 형성되는 작업공간(23)을 통해 설치되는 것으로 강관(10)의 압입방향을 따라 소정의 간격으로 다수개가 설치되고, 측면방방향으로 인접하는 연결빔(30)을 연결부재(32)를 이용하여 서로 조립하여 일체화 시킨다.

상기와 같이 설치되는 연결빔(30)에 의해 강관(10)들이 서로 지지되어 고정됨으로써 장지간의 슬래브를 구비하는 지하구조물(100)을 지중에 설치할 수 있게 되는 것이다.

따라서 장지간의 지하구조물(100)을 지지하기 위하여 소정의 간격마다 벽체를 설치할 필요가 없게 되어 지하구조물(100)의 공사기간이 단축되고, 공사비용이 절감되는 것이다.

이렇게 연결빔(30)의 설치가 완료되면 강관(10)의 내부에 철근(21)을 배근하고 콘크리트(33)를 타설하여 양생시킨 후 강관(10)들에 의해 둘러싸여진 지중의 토사를 굴착하며, 상기 굴착된 공간에 바닥면(41)을 형성하고 미관을 위해 쇼크리트를 타설하거나 거푸집을 이용한 타설벽면(40)을 형성하여 지하구조물(100)이 구축된다.

한편 상기 데크(20)의 설치방법은, 인접하는 강관(10)들 사이를 굴착하면서 상기 가이드부재(11)의 하부에 지지대(12)를 설치하는 한편, 굴착되는 공간으로 가이드부재(11)에 양단이 받쳐지도록 하여 데크(20)를 압입하며, 데크(20)의 압입이 완료되면 데크(20)와 강관(10)의 연결부위에 그라우팅(22) 하여 데크(20)와 강관(10)이 일체가 되도록 한다.

상기 지지대(12)는 데크(20)의 설치시 강관(10)이 회전하는 것을 방지하여 데크(20)의 설치구조가 안정화 되도록 하는 것이다.

이렇게 설치되는 데크(20)는 상부에서 가해지는 토압을 지지해주어 토사의 무너짐을 방지하고 이로 인해 데크(20) 하부의 작업공간(23)이 유지되는 것이다.

또한 상기 데크(20)의 하부와 가이드부재(11)의 연결부위를 용접결합하거나 방수재(24)를 주입하여 지하수가 지하구조물(100) 내부로 유입되는 것을 방지한다.

한편 상기 연결빔(30)들에 관통홀(31)을 형성하여 연결빔(30)의 설치 후에도 작업자 및 작업도구가 강관(10)의 압입방향으로 원활하게 이동할 수 있도록 한다.

또한 상기 연결빔(30)과 데크(20)는 스틸이나 PC콘크리트 등의 다양한 종류로 제작되어 설치될 수 있다.

한편 본 발명은 도 4 에서와 같이 지하구조물의 슬래브를 형성하는 양끝단의 연결빔(30)에 인장부재장착부(50)를 설치하고, 상기 인장부재장착부(50)에 인장부재(51)를 설치한 후 인장력을 도입함으로써 보다 안정적으로 장지간의 지하구조물(100)이 구축될 수 있도록 한다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

상기와 같은 구성 및 작용에 의해 기대할 수 있는 본 발명의 효과는, 강관들 사이에 데크를 압입 설치함으로써 토류를 방지함은 물론 데크의 하부에 소정의 작 업공간이 형성되도록 하고 이 작업공간을 통해 강관들을 연결빔으로 연결해줌은 물론 연결빔에 인장력을 도입하여 안정적으로 지지되도록 함으로써 장지간의 지하구조물의 시공이 가능하고, 중간벽체를 시공하지 않기 때문에 공사기간을 단축되고 공시비용이 절감되는 매우 유용한 발명이다.

Claims (5)

1. 도로 및 철도의 하부 양측에 추진기지를 형성한 후 일측의 추진기지에서 지하구조물의 설치위치를 따라 굴착하면서 양측으로 가이드부재가 부착되어 있는 강관을 소정의 간격으로 압입하는 강관압입단계;

   상기 강관과 강관 사이를 굴착하면서 가이드부재 양단이 받쳐지는 데크를 압입한 후 강관과 연결하여 토압을 지지해주는 데크설치단계;

   상기 데크의 하부에서 인접하는 강관들의 내부에 양단이 끼워지는 연결빔을 강관의 압입방향을 따라 소정의 간격으로 설치하고, 상기 연결빔들 중 측면방향으로 인접하는 연결빔 끼리 서로 조립하는 연결빔 설치단계;

   상기 강관들의 내부에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 양생하는 콘크리트 타설단계;

   상기 강관들에 의해 둘러싸여진 강관들의 내측을 굴착하는 내부면 굴착단계;

   상기 굴착된 공간의 미관을 위해 쇼크리트를 타설하거나 거푸집을 이용한 타설벽면 및 바닥면을 형성하여 지하구조물이 구축되도록 하는 마감단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 도로 및 철도 하부의 장지간 지하구조물 구축을 위한 강관루프공법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 데크설치단계는, 인접하는 강관들 사이를 굴착하면서 강관이 회전하지 않도록 가이드부재의 하부에 지지대를 설치하고, 상기 가이드부재에 양단이 받쳐지도록 하여 데크를 압입하며, 상기 데크와 강관의 연결부위에 그라우팅하여 일체화시키는 것을 특징으로 하는 도로 및 철도 하부의 장지간 지하구조물 구축을 위한 강관루프공법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 데크의 설치시 데크와 가이드부재 사이를 용접하거나 방수재를 주입하여 지하구조물의 방수가 이루어짐을 특징으로 하는 도로 및 철도 하부의 장지간 지하구조물 구축을 위한 강관루프공법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 강관들 사이에 위치하는 연결빔들에 관통홀을 형성하여 작업자 및 작업도구가 강관의 압입방향으로 이동함을 특징으로 하는 도로 및 철도 하부의 장지간 지하구조물 구축을 위한 강관루프공법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 연결빔들 중 양끝단에 위치하는 연결빔에 인장부재장착부를 설치하고, 상기 인장재부장착부에 인장부재를 설치한 후 인장력을 도입하여 장지간의 지하구조물이 형성됨을 특징으로 하는 도로 및 철도 하부의 장지간 지하구조물 구축을 위한 강관루프공법.

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