KR100800028B1 - 프론트 잭킹공법을 이용한 터널 구축방법 - Google Patents

프론트 잭킹공법을 이용한 터널 구축방법

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KR100800028B1 KR1020030031615A KR20030031615A KR100800028B1 KR 100800028 B1 KR100800028 B1 KR 100800028B1 KR 1020030031615 A KR1020030031615 A KR 1020030031615A KR 20030031615 A KR20030031615 A KR 20030031615A KR 100800028 B1 KR100800028 B1 KR 100800028B1
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주식회사 특수건설
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교쿠토코겐콘크리토신코가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은 지반 상부에 활하중이 존재하는 경우에도 실드공법으로 터널부재를 목표 지점으로 이동시켜 터널을 구축할 때의 작업 안전성 및 상부 활하중의 통행 안전이 확보되고, 시공품질 향상과 경제적 시공, 방향성 확보, 공기단축, 구축할 터널의 장단 및 선형에 구애받지 않고 간편하게 시공할 수 있게 하기 위한 것이다.
우선, 선로의 지반 양측에 형성된 발진기지간 또는 발진기지와 도달기지에 가설흙막이공을 설치하고, 양쪽 기지의 바닥을 수평으로 연결하는 가이드 도갱을 구축하여 터널부재의 이동 방향성을 확보한다.
터널부재를 견인하여 목표 지점에 설치할 경우에는, 파이프 루프의 하부에 수평 강선공을 추가로 천공하여 터널부재의 상하부 슬래브 및 측벽 견인용 강연선을 삽통시키고, 가이드 도갱에는 터널부재의 바닥쪽 견인에 필요한 강연선을 집중 배치한다. 발진기지에서는 터널부재의 선단에 장착된 선단슈 셀에서 굴삭 작업을 하고 반력측에서는 견인잭으로 강연선을 일시에 인장하여 터널부재를 목표 지점으로 이동시켜 터널을 구축한다.
추진방법에서는 강연선을 배제하고, 오로지 추진잭으로만 터널부재를 밀어서 목표 지점으로 이동, 터널을 구축한다.
ESA방법에서는 선두 및 중간 터널부재는 중간 및 후미 터널부재를 반력체로 하고 추진잭을 이용하여 축차적으로 이동시키고, 후미 터널부재는 선두 및 중간 터널부재를 관통해 나온 강연선과 프런트 잭을 이용하여 선이동된 선두 및 중간 터널부재에 이어 목표 지점으로 이동, 터널을 구축한다.
특히 분할견인방법, 분할추진방법, 및 ESA방법은 터널이 장단과 선형에 제약받지 않고 효과적으로 구축할 수가 있다.

Description

프론트 잭킹공법을 이용한 터널 구축방법 {Method for constructing a tunnel using front jacking construction method}

본 발명은 선로나 도로 등의 하부에 지하차도·지하철·전력구·통신구·수로·공동구 등의 지하구조물인 터널을, 비개착식 실드공법으로 열차의 운행이나 차량 및 보행자의 우회와 같은 지장을 주지 않으며, 안전도 보장되고, 또한 대규모 장치나 설비를 동원하지 않고도 단시간에 효율적 능률적 경제적으로 구축할 수 있는 프론트 잭킹공법을 이용한 터널 구축방법에 관한 것이다.

지중에 비개착식 공법으로 지하차도·지하철·전력구·통신구·수로·공동구 등의 지하구조물인 터널을 구축함에 있어서, 중·장거리 터널 의 굴착방법은 NATM공법(New Austrian Tunneling Method), TBM공법(Tunnel Boring machine Method), 실드공법, 파이프 잭킹공법 등이 선호되고, 단거리 터널의 경우에는 가받침공법, 파이프 루프를 이용한 지보받침공법, 프론트 잭킹공법이 채택되고 있다.

그 가운데 프론트 잭킹공법은 운행 중인 철도 하부·고속도로 하부·기존의 지하차도 및 지하철의 하부·하천의 하부 등 입체교차로를 터널부재로 구축하는 경우에 운행 중인 열차나 자동차의 통행 안전, 정시성의 확보, 구조물의 품질과 경제성 등 여러 면에서 이로운 점이 있다.

프론트 잭킹공법은, 예를들면 지하도로 이용될 터널부재를 지중에 매설함에 있어서, 도 1의 (a)(b)에 예시한 바와 같은 프리캐스트 콘크리트제 터널부재(1)를 지중의 목표 지점으로 견인하여 매설하는 공법이며, 전방에 설치된 반력대(앵커)가 설치되고 강연선과 프론트 잭을 이용하여 터널부재를 견인하여 지중에 삽입하게 된다. 도면부호 (16)은 견인재인 강연선을 관통시키기 위하여 터널부재(1)의 길이방향으로 형성된 강선공을 표시한다.

도 2는 프론트 잭킹공법의 기본 공정을 예시한 것이다. 제1공정(도 2a)은 수평전용 보링기(2)와 케이싱(5)을 이용하여 발진기지(3)에서 도달기지(4)에 이르는 수평 강선공을 천공한다. 제2공정(도 2b)은 강선공 내에 강연선(6)을 삽입한다. 제3공정(도 2c)은 견인준비공으로서, 발진기지(3) 내에 는 실드 발진대를 그리고 도달기지(4) 내에는 잭 받침을 포함하는 반력대(8)를 설치하고, 반력대(8)의 잭 받침 상에는 견인잭(9:프론트 잭)을 세팅한다. 그리고 상기 강선공에 시즈관을 삽입하여 강연선(6)을 관통시키고, 그 양단부를 견인잭(9)과 정착구로 정착한다. 발진기지(3)에서는 강연선(6)에 터널부재(1)를 고정하고, 도달기지(4) 측에서는 견인잭(9)의 정착구에 물린 강연선(6)을 잡아당겨 지중으로 터널부재(1)를 견인하여 도달기지(4)까지 관통시킨다. 도면부호 (10)은 지중으로 터널부재(1)가 압입될 때 그 외면과 강연선(6)이 관통한 후 그 강선공의 입구측 강연선 부위에 도포된 수밀재가 지중 토사와의 마찰 때문에 터널부재(1)가 압입되는 방향의 반대쪽으로 밀려나가지 못하게 막아주는 저지수단을 표시한다. 제4공정(도 2d)은, 제3공정(도 2c)을 통하여 터널부재(1)의 지중 견인 삽입에 따라 터널이 완성된 후에 잭 받침을 비롯한 반력대(8)와 견인잭(9)을 철거하고, 터널의 입구 주변을 정리한 다음에 발진기지(3)와 도달기지(4)를 복구하여 마무리한다.

이러한 프론트 잭킹공법에 있어서, 터널부재를 전진시킬 때에는 수평 보링기로 천공된 강선공은 터널부재의 이동을 안내하는 일종의 길라잡이가 되는 데, 이 강선공은 터널부재에 형성된 강선공과 같은 위치에 동수로 천공해야 되므로 연장길이, 토질조건에 따라 시공성이 좋지 않을 수 있다. 또, 구축할 터널의 아래쪽 지층이 연약한 경우 등에는 수평 강선공에 강연선을 삽입하여 시공하더라도 강선공의 천공오차, 견인방향의 오차와 높낮이 편차 등의 변수요인 때문에 시공품질을 보장하기 어렵다.

또, 프론트 잭킹공법 이외의 추진방식 등에 의한 실드공법에서는 터널부재를 견인하기 위한 강연선이 필요하지 않기 때문에 수평 보링공을 천공하지 않는 데, 그러다보니 터널부재의 추진 방향성 확보가 매우 곤란하다. 이 때문에, 예를들면 지반의 상부에 선로나 도로와 같이 복토가 적고 활하중이 존재하는 경우에는 상부 지반의 급격한 변위에 대응할 수 있는 별도의 안전대책을 강구해야 한다.

게다가, 터널부재와 그 선단에 부착된 선단슈가 막장에 도달한 후 그 막장을 철거하는 과정에서 지반의 이완현상이 발생, 선로나 도로가 침하되므로서 철도 차량이나 자동차의 안전운행을 위태롭게 하는 문제도 생긴다.

그리고 터널부재의 규모와 지반의 토질에 관계없이 고정식 선단슈만 고집하는 것은 비경제적이고, 공정진행상 비합리적일 수도 있다.

한편, 상호분할견인공법과 편측분할견인공법의 경우에는 터널부재의 이음부에서 지하수와 지표수의 유입으로 인한 누수와, 터널의 시·종점부측 바닥 지반이 상이한 경우의 부등침하도 배제할 수 없다.

본 발명의 목적은 지반 상부에 활하중이 존재하는 경우에도 시공 및 통행 안전성이 보장되고, 시공품질도 향상되며, 경제적 시공이 가능한 프론트 잭킹공법을 이용한 터널 구축방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 실드공법으로 터널부재를 이동시킬 때의 방향성 확보가 용이하고, 안전성과 시공성 향상에 기여할 수 있는 프론트 잭킹공법을 이용한 터널 구축방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 지반의 상태에 따라 신속하게 터널부재를 이동시켜 공기를 단축할 수 있는 프론트 잭킹공법을 이용한 터널 구축방법을 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 또하나의 목적은 터널부재의 장단, 선형에 따라 그것에 적합한 터널부재 전진방법을 제공하는 것이다.

상기한 제1과제를 달성하기 위한 본 발명은, 선로의 지반 양측에 형성된 발진기지 또는 발진기지와 도달기지를 보호공으로서의 가설흙막이공을 설치하여 양쪽 기지의 구축에서부터 지중으로의 터널부재의 삽입, 및 터널 완공 후 관련장비를 철거할 때까지의 모든 작업을 안전하게 수행할 수 있게 하는 것을 요지로 한다.

여기에는 선로의 하부에 구축할 터널의 바로 위쪽 지반에서부터 시공기면까지 복토 지반의 경우, 이음부의 수밀안정성이 확보 가능한 접속부를 가진 강관이나 각관 등의 관재로 파이프 루프를 설치하여 특히 터널부재를 전진시킬 때 지반의 급격한 변화에 효과적으로 대응할 수 있게 하는 것도 포함된다.

상기의 제2과제를 달성하기 위한 본 발명은, 견인 또는 추진방식에 의한 실드공법으로 터널부재를 전진시켜 지중에 매설하는 터널 구축방법에 있어서, 터널부재가 전진할 방향을 따라 터널부재의 하부 양쪽 및 필요한 곳의 중앙부에 안내용 가이드 도갱을 축조하여 터널부재가 전진할 때 그 방향성을 용이하게 확보할 수 있게 한 것을 요지로 한다.

가이드 도갱을 축조하는 과정에서 시공 지반의 토질확인이 가능하므로 터널구축작업의 안전성과 시공성이 향상된다. 또, 견인방식을 택할 경우에는 상기 가이드 도갱 내에 터널부재 견인용 강연선을 집중 배치함으로서 일부러 강선공을 뚫고 시즈관을 삽입하던 것에 비하면 강선공의 천공수가 대폭 줄어 공기단축이 가능하고, 시즈관의 배제에 따른 공사비 절감도 가능하다.

또, 상기 가이드 도갱에 레일을 부설하여 견인 또는 추진방식으로 터널부재를 전진시킬 때 시공 방향성의 확보와 터널부재의 이동성을 좋게 하는 것도 요지에 포함된다.

또한, 제3의 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 지반의 상태에 따라 선단슈의 관입 저항력을 강연선과 견인잭 또는 추진잭이 감당해야 하는 곳에는 터널부재의 선단에 고정식 선단슈를 장착하고, 선단슈의 관입저항력을 중간 추진잭만으로도 능히 감당해낼 수 있는 지반에서는 터널부재의 선단에 탈착형 선단슈를 장착하여 터널부재를 수월하게 전진시킬 수 있게 한 것을 요지로 한다.

제4의 과제는, 구축할 터널의 장단, 선형, 선로의 형태 등에 따라 상호견인·상호분할견인·편측견인·편측분할견인 등의 견인방법, 상호추진·상호분할추진·편측추진·편측분할추진 등의 추진방법, ESA(Endress self advance. 무한자주식 전진) 중에서 선택하여 터널을 구축하는 것으로 달성할 수가 있다.

본 발명의 바람직한 실시예를 토대로 작성한 도 3 이하의 첨부도면을 참조하여 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예에 관한 설명 중, 도면부호 (4)는 터널부재를 이동시키는 방법에 따라 제2 발진기지 또는 도달기지로 표현된다.

프론트 잭킹공법의 견인공법이란, 터널부재를 강연선과 견인잭을 이용하여 견인하고 선단슈 셀 부분에서는 굴삭을 병행하여 지반 내 소정의 위치로 터널부재를 이동시켜 터널을 구축하는 것을 말한다. 이 방법은 다시 상호견인과 상호분할견인, 편측견인 및 편측분할견인으로 세분된다.

어느 방법으로 터널을 구축하든지 간에 한 가지 공통점이 있다. 발진기지(도달기지도 마찬가지임. 이하 같음)의 안정화이다. 발진기지의 안정화는 주변을 튼튼히 하는 기초보강공사를 말한다.

도 3 내지 도 7은 발진기지(3,4)의 구축과 가이드 도갱(50)의 축조에 대한 기초공사부분에 관한 것이다. 즉, 선로(20)의 지반 양안에 설치되는 제1 발진기지(3)와 제2 발진기지(4)의 경계에는 H형강과 토류판, 시트 파일 등으로 가설흙막이공(30,31)을 설치하여 지반굴착으로 인한 주변토사의 붕괴에 대비한다.

선로(20)는 활하중이 존재한다. 도로도 마찬가지다. 이처럼 활화중이 존재하고 복토가 적은 경우에는 발진기지(3,4)의 구축 및 유지와 터널부재(1)가 설치되는 동안에는 물론 그 이후에도 활하중에 대한 안정감과 작업의 안전성이 함께 고려되어야 한다. 매립지와 같이 연약한 지반의 경우에는 특히 그러하다. 그러므로 이런 경우에 대비하여 선로(20)의 하부 지반에 방호공으로서의 파이프 루프(40)를 설치한다. 그리고 필요한 경우, 가설흙막이공(30,31)의 상부는 타이로드로 보강하고, 가설흙막이공(30)의 하부는 어스 앵커나 록 앵커로 안정시킨다.

파이프 루프(40)의 구축에 필요한 기본 자재는 원형 강관 또는 각관이다. 여기서는 이들을 통틀어 편의상 관재라고 한다. 파이프 루프공법은 터널이나 지중 구조물을 안전하고 신속하게 축조하기 위하여 굴착단면의 외주를 따라 연속적 혹은 일정한 간격을 두고 다수의 관재를 연속적으로 설치하여 방호벽을 구축하는 것이다. 파이프 루프는 토류판의 역할을 한다. 도면부호 (14)는 지반의 가설흙막이공(31) 안쪽에 구축된 방호벽을 표시한다.

그런데 선로(20)의 바로 밑에 터널이나 지중 구조물이 이미 구축되어 있는 경우, 접속재를 사용하지 않으면 관재 간에 벌어진 틈으로 토사가 침입하기도 하고, 혹은 지하수가 유입되기도 하며, 주변 토사가 유입되는 등의 원인으로 인하여 지반이 붕괴될 우려가 있다. 설령 접속재를 이용하여 연결하도록 된 관재의 경우에는 암·수 접속재간의 접합부에서 누수가 발생할 가능성도 있다.

암·수 접속재가 갈고리형으로 된 것은 지중에 관재를 압입할 때 압입방향이 어긋나는 수가 있고, 나중에 압입되는 관재와 기 압입된 관재와의 간격이 벌어진 경우에는 관재를 압입하는 힘에 의하여 숫접속재는 오므라드는 방향으로 눌리고 암접속재에는 외측으로 벌어지려는 힘이 작용한다. 극단적인 경우에는 암·수 접속재가 관재에서 분리될 가능성도 있다.

이런 문제점을 고려하여 제안된 파이프 루프용 관재로는 일본국 특개평10-37656호가 있다. 그러나, 이 선행기술은 안내관을 통해 주입관으로 주입재를 암·수 접속재로 둘러싸인 접속공간에 충전하기 위하여 관재의 길이방향에 위치한 접속재 이외의 부분에서 그 접속재의 일부에 절결부를 확보하고, 이 절결부에 대응하는 위치에서 안내관을 절단해 짧은 공극부를 형성하여 주입재를 유출시키는 따위의 노력이 필요할 뿐만 아니라, 암·수 접속재간의 이음부로 주입재를 충분하게 충전할 수도 없다.

더군다나, 안내관은 숫접속재의 보강재로 작용하는 플랜지가 변형되는 것을 방지할 수 없으므로 숫접속재의 외향 플랜지가 직각을 유지하지 못할 경우 접속재로서의 기능저하도 염려된다.

이러한 점에서, 파이프 루프(40)용 관재는 접속재가 변형될 우려가 없고, 접속부 상호간의 이음부로 시멘트 밀크 등의 충전재를 직접 주입 가능하여 충전재의 불완전한 순환에 기인하는 미충전부위가 없어 지수효과의 신뢰도도 향상되며, 접속재간의 이음부로의 충전에서 다시 충전재를 지반 내로 누출시켜 지반의 이완을 방지하는 이입 주입도 가능한 접속재로의 구조개선이 절실하다.

본 발명에서 파이프 루프용 기자재로 쓰이는 관재(41)도 인접한 관재끼리 접속하는 데 필요한 접속재를 갖고 있다. 그 접속부는 도 4의 각 그림에서 보듯이, 관재(41)의 외면에서 서로 대칭되는 곳에 형성된 암접속재(42)와 숫접속재(43)이다. 일반적으로, 관재의 암접속재는 C형이고, 숫접속재는 T형이다. 기성품은 앵글이나 철판을 절곡한 것으로, 관재의 외주면에서 대칭되는 곳에 암·수 접속재를 용접하여 일체화한 것이다. 그러나 기성 접속재는 이음강도가 전용 접속부재보다도 낮아 변형되기 쉬운 단점이 있다.

본 발명에 있어서의 관재(41)는 암·수 접속재(42,43) 중의 적어도 어느 하나는 소정의 두께를 갖도록 열간압출한 형강제이다. 도면에는 암수 접속재(42,43)가 열간압출 형강제인 것으로 도시되어 있다. 열간압출 형강은 압연으로는 불가능한 형상의 암·수 접속재(42,43)를 만들 수 있고, 소량 생산도 가능하며, 가공이 곤란한 고합금강도 가공할 수가 있다.

도 4(a)의 암접속재(42)는 선단이 서로 마주보는 좌우 측벽(42a)을 가진 것으로서, 입구의 폭이 협소한 자루홈을 가진 대략 C형의 것이다. 또, 숫접속재(43)는 선단이 팽출된 중앙의 T형 걸림부(43a) 양측에 측벽(43b)이 형성된 것이다. T형 걸림부(43a)와 측벽(43a)으로 포위된 공간은 암접속재(42)의 측벽(42a) 선단부가 삽입되는 부분이다. 그리고 관재(40)의 내부 공간과 암접속재(42)와 숫접속재(43)간의 이음부가 통하는 통공(44,47)을 관재(41)와 암접속재(42)에 천공한 것이다. 이러한 암접속재(42)와 숫접속재(43)는 관재(41)의 외면에다 그 길이방향을 따라 배치하여 용접하여 그 관재(41)와 일체화한다.

그림과 같이 암접속재(42)와 숫접속재(43)가 서로 결합되면 관재(41)의 길이방향에 대하여 직각 방향으로 서로의 힘을 전달하는 것이 가능하다. 파이프 루프의 시공연장이 긴 경우에는 지반에 삽입된 관재(41)의 후단에 다른 관재를 암·수 접속재(42,43)가 같은 방향에 놓여 연결되도록 용접 등의 방법으로 연결하여 지반 내에 압입함으로서 파이프 루프를 구축하게 된다.

지반에 삽입된 관재(41)측 암·수 접속재(42,43)의 양단부를 강·알루미늄 등의 금속이나 합금재, 합성수지 등으로 밀봉한다. 관재(41)의 내부에서 통공(44)으로 주입용 호스(가)를 넣고, 암접속재(42)와 숫접속재(43)간의 이음부 공간으로 시멘트 밀크나 물유리 등의 충전재(나)를 주입한다. 암·접속재(42,43)의 양단부는 밀봉되었으므로 그리로 충전재가 누출되지 못하고, 통공(47)을 통하여 암접속재(42)와 숫접속재(43)간의 이음부로 먼저 충전된 후에 암접속재(42)와 측벽(43b) 사이의 틈으로 새어나가는 것이 외부 지반으로 누출되어 양생되므로서 수밀적으로 완벽해지는 것이다.

도 4(b)는 암·수 접속재(42,43)의 다른 실시예로서, 암접속재(42)와 숫접속재(43)에 각각 다리(45)를 형성하여 이들에 의해 포위되는 다리부 공간(46)을 갖도록 한다. 그리고 관재(41)의 통공(44)은 다리부 공간(46)과 연결되고, 암접속재(42)와 숫접속재(43)에는 다리부 공간(46)과 암접속재(42) 및 숫접속재(43)간의 이음부와 통하는 통공(47)을 형성한다. 통공(47)은 암·수 접속재(42,43)에 모두 형성되어 있는 데, 어느 한 쪽에만 갖출 수도 있다. 이 경우에는 관재(40)의 내부로부터 주입되는 충전재(나)는 다리부 공간(46)을 채우면서 암·수 접속재(42,43)간 이음부로 넘어가게 된다. 암접속재(42) 및 숫접속재(43)측 다리부(45)의 길이를 적당한 값으로 설정한 관재(41)를 사용함으로서 하나의 관재(41)와 여기에 인접한 다른 관재(41) 사이의 간격을 적당한 치수로 조정할 수가 있다.

도 4(c)는 암접속재(42)의 다리부(45)를 비교적 길게 형성하여 다리부 공간(46)을 확장한 것인 데, 이렇게 하면 확장된 다리부 공간(46)으로 직접 충전재를 주입할 수 있으므로 지반에 대한 충전재의 주입노력을 아낄 수 있다.

그리고 도 4(d)는 암접속재(42)는 상기와 같이 열간압출 형강제이고 그 형상도 마찬가지이나, 숫접속재(43)는 예를들면 최대 300kg/㎠의 액압으로도 확관이 가능한 공(工)자형 중공관체로 형성한 경우이다. 중공관인 숫접속재(43) 속에 시멘트 밀크나 물유리 등의 충전재(나) 충전에 의하여 점선표시대로 확관시키면 암접속재(42)와의 틈이 작아져서 암·수 접속재 상호간의 이음부에 대한 지수효과를 높일 수 있다. 숫접속재(43)의 확관은 충전재를 충전한 이후에 실시해도 된다.

이 같은 암·수 접속재(42,43)는 특히 파이프 루프(40)가 구축된 후에도 변형될 우려가 없고, 암·수 접속재(42,43)간의 이음부로 시멘트 밀크 등의 충전재를 주입하여 수밀적으로 철저한 보안을 유지할 수 있으므로 주입된 충전재가 제대로 순환되지 않는 미충전부위가 없어 신뢰도 높은 지수효과가 얻어지는 동시에, 암·수 접속재(42,43)간의 이음부로 충전된 충전재의 일부가 지반 내로 누출되어 지반의 이완을 방지하는 이입주입도 가능하므로 파이프 루프에 대한 신뢰도가 크게 높아진다.

도 4e는 약간의 간격을 두고 등을 돌린 한쌍의 엘형 부재(43a,b)로 이루어진 숫접속재(43)에서 부재(43a,a) 사이의 간격과 비등한 외경을 가진 이입주입관(48)을 끼우고 용접한 것이다. 이 실시예에서는 관재(41)의 단부에서 이입주입관(48)을 통해 직접 그라우트재를 주입하여 암·수 접속재(42,43) 사이의 공간을 그라우트재로 충전시킬 수 있으므로 암접속재(42) 및/또는 숫접속재(43) 영역의 관재(41) 상에 통공(44)을 천공하지 않아도 되고, 또한 부재(43a,a) 사이에서 이입주입관(48)이 버티고 있으므로 외부에서 작용하는 측압에도 오므라들지 않을뿐더러 벌어지지도 않는다.

도 5에서, 가설흙막이공(30)의 안쪽 지반을 발진기지(3,4)의 계획면적과 깊이로 터파기한 후 선로(20)의 하부 지반에 가이드 도갱(50)을 축조한다. 견인방법을 적용할 경우에는 파이프 루프(40)의 하부에서 터널부재가 위치할 곳에 수평전용 보링기로 강선공(11)을 천공한다.

각 발진기지(3,4)에서 선로측 가설흙막이공(31)으로 터널부재(1)의 선단에 부착된 선단슈가 관입될 때에는 그 상단에서부터 상부 가시설물인 그라운드 앵커(영구형 또는 제거형 앵커), 띠장, 토류 파일을 단계적으로 미리 철거해야 하므로 상기막장 배면의 토질이 흙막이시설을 철거할 때는 물론 그 이후에도 자립할 수 있도록 막장 그라우팅(14)을 실시하여 터널구축공사의 안전을 추구한다.

가이드 도갱(50)은 터널부재를 지중의 목표 지점을 향해 강제로 이동시킬 때 방향성을 확보하기 위함과 동시에, 견인방법으로 터널부재를 지중으로 이동시킬 때 하부측 견인재인 하부 강연선을 집중적으로 배치하기 편하게 하기 위한 것이다.

6에서, 가이드 도갱(50)은 아치형 터널이 대표적이며, 원형도 있다. 가이드 도갱(50)은 굴삭하면서 공벽을 지보공인 H형강(51)과 라이너 플레이트(52) 또는 토류판을 설치하여 안정시킨다. 터널부재(1)의 하상판 좌우측에 축조한 도 6(a)의 측갱(50a)과 터널부재(1)의 하상판 중앙에 축조한 도 6(b)의 중앙갱(50b)이 있다. 여기서, H형강(51)은 측갱(50a)과 중앙갱(50b)의 경우 상부 플랜지가 하상 바닥과 수평으로 일치하도록 시공하고, 측갱(50a)에는 내측 플랜지가 수직으로 놓이며 측갱(50a)의 공벽과 나란하게 시공할 경우 이들 플랜지는 터널부재(1)에 대한 레일의 역할을 겸하게 되어 터널부재(1)를 이동시킬 때 미끄럼저항이 작아지고, 그래서 터널부재(1)의 이동성이 개선될 수가 있다.

도 7과 같이, 측갱(50a)과 중앙갱(50b)은 터널부재(1)의 저부 지지부위에 대응하는 위치에 가이드 도갱(50:50a,b)을 설치할 수도 있다. 가이드 도갱(50)의 축조수는 이들에 한정되는 것은 아니며, 터널부재(1)의 크기 등에 따라 2,3곳 외에도 필요한 수 만큼 축조할 수 있다.

가이드 도갱(50)은 터널부재(1)를 견인하거나 철거할 때를 막론하고, 어느 경우든 터널부재(1)의 이동이 용이하고, 또한 견인방법으로 터널부재(1)를 견인하기 위해 강연선을 집중 배치하기도 용이하며, 더욱이 가이드 도갱(50)을 축조하는 과정에서 그 지반에 대한 조사를 겸할 수 있어 안전시공에 더없는 가치를 제공하게 된다. 양측 발진기지(3,4)에 터널부재(1a,b)를 설치한다.

8에서, 발진기지(3,4)의 양 측벽 하단부에는 가이드공(53)을 설치하여 터널부재(1)가 견인 및 추진 선형(線形)에서 이탈되지 않도록 한다. 특히 사각 혹은 곡선 견인 및 추진시 구조물의 예각쪽에 가이드공(53)을 보강하여 우력에도 터널부재(1)가 밀리지 않도록 한다.

도 9에서, 각 터널부재(1a,b)가 나아갈 방향 선단에는 선단슈(60)를 설치한다. 선단슈(60)는 고정식과 탈착형이 있다. 고정식 선단슈(60a)는 터널부재(1)의 선단에 앵커 보울트(13)를 설치하고, 이 앵커 보울트(13)에 선단슈(60a)의 후단에 천공된 앵커공을 끼우고 너트를 체결하여 고정시키게 한 것이다.

도 10의 탈착형 선단슈(60b)는 예를들면, 터널부재(1)의 선단부에 둘레방향으로 턱홈(12)을 형성하고, 선단슈(60b)의 후단에는 걸림턱(61)을 형성하여 가스켓을 씌운 상태로 상기 턱홈(12)에 끼우며, 선단슈(60b)의 내측에 장착한 긴장잭(62)의 램(63)을 터널부재(1)의 선단에 대고 압을 가해 램(63)을 내밀면 터널부재(1)의 선단으로부터 선단슈(60b)가 밀려나와 턱홈(12)에 대한 걸림턱(61)의 걸림이 긴장돼 터널부재(1)와의 결합상태가 돈독해지도록 구성한 것이다. 이 상태에서, 램(63)을 후퇴시키면 턱홈(12)에 대한 걸림턱(61)의 턱걸림이 완화되어 그 터널부재(1)로부터 선단슈(60b)를 분리할 수 있다. 가스켓(64)은 홈(12)과 걸림턱(61) 사이에 긴밀하게 끼어져서 외부 토사와 물이 선단슈(60b)의 내부로 들어가지 못하게 막아준다. 프론트 잭킹 상호견인방법에 있어서는 각 발진기지(3,4)에서 동시에 터널부재(1)가 굴진해 들어가므로 이들이 지중의 목표 지점에서 서로 만난 이후에도 지중에 머물기 때문에 수거할 수 없다. 그러므로 이 경우에는 고정식 선단슈(60a)가 적합하다. 이에 대하여 탈착형 선단슈(60b)는 터널부재(1)를 도달기지로 이동시켰을 때 도달기지로 관통되어 나오므로 회수하여 재활용이 가능하다는 점에서 프론트 잭킹 추진공법에 적합하다.

본 발명에 있어서의 프론트 잭킹공법의 상호견인방법은, 터널의 전체길이를 상호 반력체의 역할을 할 수 있도록 분할하여 제작된 프리캐스트 콘크리트제 세그먼트형 터널부재를 선로 지반의 좌우에 마련된 제1 발진기지와 제2 발진기지에 각각 배치하고, 제1 발진기지의 터널부재에는 견인잭과 반력대를 설치하며, 제2 발진기지의 터널부재에는 양측 기지를 관통하도록 축조된 가이드 도갱에 집중 배치한 강연선의 일측 단부는 제1 발진기지의 터널부재에 정착시키고 그들 강연선의 타단은 제2 발진기지측 터널부재의 후단에 장착된 견인잭에 정착한 상태에서 제2 발진기지측 터널부재를 반력체 삼아 견인잭과 강연선으로 제1 발진기지측 터널부재를 견인하여 지반 내의 목표 지점으로 이동시킨 다음에, 지반 내의 터널부재를 반력체 삼아 앞서 반력체로 쓰인 터널부재를 견인하여 선견인된 터널부재와 맞닿게 하여 터널을 구축하는 것이다.

다음은 지금까지 설명된 기초공을 활용하여 프리캐스트된 적어도 하나 이상의 콘크리트 터널부재(1)를 선로(20)의 하부 지중의 목표 지점으로이동시켜 터널을 구축하는 방법에 관한 각종 실시예에 관한 것이다.

프론트 잭킹공법의 견인방법에서는 견인잭으로 터널부재를 견인하기 위한 견인재, 즉 강연선(6)의 배치를 전제로 한다. 그래서 견인방법을 적용하기 위하여 가이드 도갱(50) 내에 터널부재 견인용 강연선(6)을 집중 삽입한다. 이렇게 강연선(6)을 설치함으로서 수평 강선공의 천공수를 줄일 수 있다. 또한 이 경우, 종전의 강선공의 공벽 붕괴방지용으로 삽입되던 시즈관도 배제되어 더욱 경제적 시공이 가능해진다.

프론트 잭킹공법의 견인방법에는 상호견인과 상호분할견인, 편측견인과 편측분할견인이 있다. 도 11 내지 도 13은 프론트 잭킹방법의 상호견인에 의하여 터널을 구축하는 방법에 관한 것이다.

도 11에서, 제1 발진기지(3)와 제2 발진기지(4)에 선단슈(60)가 마주보도록 터널부재(1a,b)를 설치하고, 강선공(11)에는 강연선(6)을 삽입하고 가이드 도갱(50)에는 강연선(6)을 집중 배치한다. 모든 강연선(6)의 양단부는 각각 양측 터널부재(1a,b)의 강선공(16)에 설치한 후 정착구와 프론트 잭으로 정착시킨다. 그리고 제1 발진기지(3)의 터널부재(1a) 후단으로 나온 강연선(6)의 단부는 중공형 견인잭(9. 프론트 잭)에 내장된 정착구(70)로 정착시키고, 제2 발진기지(4)의 터널부재(1b) 후단으로 나온 강연선(6)의 단부는 정착구(71)로 정착시킨다. 이들 정착구(70,71)는 다같이 웨지통에 원주분활형 웨지를 삽입하여 정착과 정착해제의 선택이 자유롭게 한 것이다.

터널부재(1a,b)에서 강연선(6)이 관통하는 곳은 터널부재(1a,b)의 내부 공간, 또는 도 1에 예시한 바와 같이 터널부재(1)의 슬래브와 측벽을 길이방향으로 관통하도록 형성된 강선공(16)이다. 이로써 터널부재(1a,b)의 상호견인을 위한 견인장치의 세팅이 종료된다.

제2 발진기지(4)에서는 터널부재(1b)의 선단슈(60) 부분에서 토사를 굴삭하고, 제1 발진기지(3)에서는 견인잭(9)을 1행정분만큼 가동하여 프론트 잭의 정착구(70)를 뒤로 물린다. 이때, 정착구(70)가 물러난 길이만큼 강연선(6)이 당겨지고, 터널부재(1b)는 강연선(6)이 끌려간 만큼 견인된다. 이때, 제1 발진기지(3)의 터널부재(1a)는 제2 발진기지(4)측 터널부재(1b)가 견인될 때 반력체로서 의 역할을 한다.

1행정분만큼 신장된 견인잭(9)은 램을 복귀시키고, 강연선(6)에 대한 정착구(70)의 정착을 해제하고 원래의 위치로 되돌아간 견인잭(9)의 선단까지 이동시켜 재정착한다. 이후의 견인은 상기한 견인방법을 되풀이하여 선단슈(60) 부분에서의 토사의 굴삭과 터널부재(1b)의 견인을, 상대편 터널부재(1a)와 서로 만나게 될 목표 지점에 그 선단이 당도할 때까지 실시한다.

도 12에서, 이번에는 제1 발진기지(3)의 선단슈(60) 내에서 토사를 굴삭하면서 견인잭(9)을 가동하여 그 터널부재(1a)를 견인한다. 이때의 반력은 이미 목표 지점에 도달한 터널부재(1b)로부터 얻어진다. 1행정분만큼 신장된 견인잭(9)은 램을 수축시키고, 강연선(6)에 대한 정착구(70)의 정착을 해제하여 원래의 위치로 되돌아간 견인잭(9)의 선단까지 이동시키고 재정착한다. 이후에도 상기와 마찬가지로 선단슈(60) 부분에서의 토사의 굴삭과 터널부재(1a)의 재견인을 통하여 그 선단이 터널부재(1b)의 선단에 가닿을 때까지 실시한다.

도 13에서, 양측 터널부재(1a,b)가 맞닥뜨린 다음에 양측 선단슈(60)를 용접하고, 이를 거푸집삼아 콘크리트를 타설하여 양생한 다음 강연선(6)에 대한 정착구(70,71)의 정착을 풀고 제3의 정착구로 재정착하여 터널부재(1a,b)에 대한 긴장부재로 계속 활용하며, 견인잭(9) 등의 견인장비를 철수한 다음에 가설흙막이공(30)을 철거하고, 발진기지(3)와 도달기지(4)를 복구한다.

도 14 내지 도 18은 프론트 잭킹공법의 상호분할견인방법으로 터널을 구축하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은, 터널부재를 3개 이상의 세그먼트로 분할 제작하여 제1 발진기지와 제2 발진기지에 나누어 설치하고, 제1 발진기지로 관통된 강연선의 단부는 정착구로 그 터널부재에 고정하고 제2 발진기지로 관통한 강연선의 단부는 거기에 미리 설치된 프론트 잭에 고정한 다음에 견인력이 작은 쪽을 반력삼아 견인력이 큰 쪽의 터널부재를 1개씩 순차적으로 견인하여 지중으로 이동시킨 후 지중에 안치된 견인력이 큰 쪽의 터널부재를 반력삼아 견인력이 작은 쪽의 터널부재를 지중으로 견인하여 터널을 구축하는 것이다.

도 14에서, 각 발진기지(3,4)마다 2 이상 분할 제작한 프리캐스트 콘크리트제 세그먼트형 터널부재(1a,a')(b,b')를 일렬로 비치하고, 선두측 터널부재(1a,b)의 선단에만 선단슈(60)를 설치하고, 견인잭(9)은 제2 발진기지(4)의 후미 터널부재(1b')에 설치한다. 그리고 선두 터널부재(1a,b)의 후단에는 스커트형의 접속강(15)을 부착하여 후미 터널부재(1a',b')의 선단과의 사이로 외부 토사 및 지하수의 유입을 방지한다.

제1 발진기지(3)와 제2 발진기지(4)에서는 각기 그 터널부재(1a,b)의 앞쪽에서 뒤쪽으로 강연선(6)을 관통시키고, 터널부재(1a)의 후단으로 나온 강연선(6)의 단부는 정착구(71)로 정착하며, 터널부재(1b)의 후단으로 나온 강연선(6)의 타단부는 견인잭(9)에 정착구(70)로 정착하여 견인준비를 세팅한다.

도 15에서, 제1 발진기지(3)의 터널부재(1a)측 선단슈(60) 부분에서 토사를 굴삭하고, 제2 발진기지(4)에서는 견인잭(9)을 1행정분만큼 가동하여 정착구(70)를 뒤로 물린다. 이때, 정착구(70)가 물러나는 폭만큼 강연선(6)이 당겨지고, 터널부재(1a)는 강연선(6)이 이끌려간 만큼 견인된다. 이때, 제2 발진기지(4)의 터널부재(1b,b')는 1 발진기지(3)측 터널부재(1a)가 견인될 때 반력체로서 기능하게 된다.

1행정분만큼 신장된 견인잭(9)은 램을 복귀시키고, 강연선(6)에 대한 정착구(70)의 정착을 해제하고 원래의 위치로 되돌아간 견인잭(9)의 선단까지 이동시켜 재정착한다.

도 16에서, 지중의 선두 터널부재(1a) 후미에서 정착구(71)를 풀어 후미 터널부재(1a')에서 그리로 노출된 강연선(6)을 정착하고, 견인잭(9)의 반복 조작을 통하여 그 선단이 선두 터널부재(1a)의 후단에 가닿도록 견인한다. 이때는, 선두 터널부재(1a)를 압입하는 과정에서 이미 지반에 대한 굴삭이 이뤄진 후이므로 지반 굴삭은 필요치 않다. 따라서 후미 터널부재(1a')는 선두 터널부재(1a)에 비해 공정진행속도가 훨씬 빠르다. 이 같은 터널부재(1a,a')의 순차적 이동을 되풀이하여 지중의 목표 지점으로 압입하고, 정착구(71)를 제거한다.

도 17에서, 이번에는 제2 발진기지(4)의 선단슈(60) 내에서 토사를 굴삭하면서 견인잭(9)을 가동하고 목표지점에 당도한 터널부재(1a,a')를 반력체삼아 선두 터널부재(1b)를 견인하여 반대편 선두 터널부재(1a)와 만날 때까지 이동시킨다. 이어서 그 정착구(70)를 풀고, 견인잭(9)을 반복 조작하여 후미 터널부재(1b')를 그 선단이 선두 터널부재(1b)의 후단에 가닿을 때까지 견인한 다음에 마무리공사를 진행하여 터널을 구축한다.

프론트 잭킹공법의 편측견인방법은, 제1 발진기지에는 터널부재를 그리고 제2 발진기지는 도달기지로 하여 프론트 잭과 반력대를 설치하고, 양 기지를 관통한 강연선의 일단은 프론트 잭에 그리고 타단은 터널부재에 정착시킨 상태에서, 프론트 잭으로 강연선을 잡아당겨 지중의 소정 위치로 터널부재를 견인, 위치시키는 것으로서, 가이드 도갱(50)에 강연선(6)을 배치하는 것은 상호견인 및 상호분할견인방법과 마찬가지이다. 실시예는 다음과 같다.

도 18에서, 발진기지(3)에는 프리캐스트 콘크리트제 세그먼트형 터널부재(1)를 설치하고, 도달기지(4)에는 반력대(8)와 견인잭(9)을 설치한다. 반력대(8)는 터널부재(1)가 지중을 관통하여 그 선단슈(60)가 그 쪽 지중 밖으로 압출되도록 충분한 반력이 될 수 있는 공간(4a)을 확보할 필요가 있다. 그래서 이 경우에는 편측분할견인방법과 마찬가지로 도달기지(4)에 반력대(8)를 설치하고, 그 쪽 가설흙막이공(30)과 반력대(8) 사이에 버팀대(110)를 설치하여 반력대(8)의 안정을 도모한다. 터널부재(1)의 선단에 선단슈(60)를 부착하는 것은 물론이다.

발진기지(3)에서는 터널부재(1)의 앞쪽에서 뒤쪽으로 강연선(6)을 관통시키고, 터널부재(1)의 후단으로 나온 강연선(6)의 단부는 정착구(71)로 정착하며, 반력대(8)의 후단으로 노출된 강연선(6)의 타단부는 견인잭(9)에 정착구(70)로 정착한다.

도 19에서, 견인잭(9)을 조작하여 터널부재(1)의 선단슈(60)가 지반을 관통하여 도달기지(4)의 공간(4a)으로 완전히 드러날 때까지 견인하고, 선단슈(60)를 제거한 다음에 앵커 보울트(11)를 절단하는 등의 방법으로 마무리하여 보행자와 통행 차량에 대한 안전사고의 위험을 제거한다.

가설흙막이공(30)의 철거에서부터 발진기지(3) 및 도달기지(4)의 복원에 이르는 마무리공사는 상호견인 및 상호분할견인의 경우와 마찬가지다. 이 공법은 단척의 터널을 구축할 때 적합하다.

다음은 프론트 잭킹공법의 편측분할견인방법으로 터널을 구축하는 방법에 관한 것이다. 편측분할견인방법은, 2개 이상의 세그먼트형 터널부재를 발진기지에 설치하고, 도달기지에는 프론트 잭의 정착을 위한 반력대를 설치하여 편측견인방법과 같은 요령으로 터널부재를 하나씩 연속적으로 견인하여 터널을 구축하는 것으로서, 가이드 도갱(50)에 강연선(6)을 배치하는 것은 편측견인과 마찬가지이다.

즉, 도 20에서, 발진기지(3)에는 2개 이상의 프리캐스트 콘크리트제 세그먼트형 터널부재(1a,a')를 비치하고, 도달기지(4)에는 상기한 편측견인방법에서와 마찬가지로 반력대(8)와 견인잭(9)을 설치한다. 선단슈(60)는 선두 터널부재(1a)의 선단에만 설치한다. 이 경우에도 선두 터널부재(1a)의 후단에는 스커트형의 접속강(15)을 부착하여 후미 터널부재(1a')의 선단과의 사이로 외부 토사 및 지하수의 유입을 방지한다. 그리고 발진기지(3)에서는 선두 터널부재(1a)의 앞쪽에서 후미 터널부재(1a')의 후단으로 강연선(6)을 관통시키고 선두 터널부재(1a) 및 후미 터널부재(1a')의 후단으로 노출된 강연선(6)은 각기 정착구(72)로만 정착하고, 반력대(80)의 후단으로 노출된 강연선(6)의 타단부는 견인잭(9)에 정착구(70)로 정착시킨다.

도 21에서, 견인잭(9)을 이용하여 터널부재(1)의 선단이 지반을 관통하여 선단슈(60)가 도달기지(4)의 공간(4a)에 도달하기까지 견인한 다음, 선두 터널부재(1a)의 후단에서 정착구(71)를 푼다.

도 22에서, 강연선(6)을 후미 터널부재(1b)의 선단에서 후단 쪽으로 관통시키고 그 정착구(71)로 정착한 후 견인잭(9)의 조작으로 반복 견인하여 그 선단이 선두 터널부재(1a)의 후단에 가닿게 한다.

선두와 후미 터널부재(1a,a')간의 이음새는 실재 등의 밀봉재로 밀봉하여 누수, 토사유입 등에 대한 안전조치를 행한다. 마무리공사는 편측견인과 마찬가지다.

그리고 각 분할견인방법에 있어서, 견인잭(9)과 그 정착구(71)를 제3의 정착구로 대체하여 강연선(6)을 인장, 재정착하는 것은 선로(20)의 하부 지반이 연약하거나 부분적으로 연약지반이 존재하는 경우에 복수의 터널부재(1)이 일체감을 갖게 함으로서 구축된 터널의 안정화를 도모하기 위한 것이다.

다음은 프론트 잭킹공법의 추진방법에 관한 것이다. 추진방법은, 강연선과 견인잭으로 터널부재를 견인하여 목표 지점으로 이동시켜 터널을 구축하는 것과는 달리, 추진잭으로 지중에 터널부재를 압입하여 터널을 구축하는 방법이다. 따라서 이 경우에는 강연선은 배제되고, 견인잭은 추진잭으로 대체된다. 이러한 추진방법에는 상호추진과 상호분할추진, 편측추진 및 편측분할추진이 있다.

프론트 잭킹공법의 상호추진방법은 터널부재를 2개로 분할 제작한 세그먼트형 터널부재로 하고, 제1 및 제2 발진기지에 각각 한 개의 터널부재를 배치한 후 각각 추진잭으로 터널부재를 밀어서 지중으로 전진시켜 터널을 구축하는 것이다.

도 23에서, 제1 및 제2 발진기지(3,4)에 터널부재(1a,b)를 비치하고, 각 터널부재(1a,b)의 선단에는 선단슈(60)를 설치하고, 선두 터널부재(1a,b)의 후단에는 스커트형의 접속강(15)을 부착하여 후미 터널부재(1a',b')의 선단과의 사이로 외부 토사 및 지하수의 유입을 방지한다. 또, 터널부재(1a,b)의 뒤쪽에는 반력대(8)를 설치하고, 반력대(8)에는 추진잭(90)을 설치한다. 반력대(8)는 가설흙막이공(30)을 버팀벽으로 활용한다.

양쪽 터널부재(1a,b)의 선단슈(60) 내측에서 토사를 굴삭하고, 추진잭(90)으로 터널부재(1a,b)를 민다. 추진잭(90)에 의한 터널부재의 1회 추진거리는 약 30cm이다. 터널부재(1a,b)에 대한 1차 추진 후 선단슈(60) 부분에서는 다시 굴삭하고, 추진잭(90a)의 램은 복귀시킨다.

도 24에서, 추진잭(90)의 램 선단과 터널부재(1a,b) 사이의 공간에 스페이서(100)를 삽입하고, 이 상태에서 추진잭(90)을 재가동하여 터널부재(1a,b)를 밀어넣는다. 이런 작업을 반복하여 양측 터널부재(1a,b)의 선단슈(60) 끼리 서로 맞닿을 때까지 실시한다.

양측 터널부재(1a,b)가 맞닥뜨린 다음에 양측 선단슈(60)를 용접하고, 이를 거푸집삼아 콘크리트를 타설하여 양생하며, 추진잭(90)과 반력대 (8) 등의 추진장비를 철수하고 가설흙막이공(30)을 철거하여 발진기지(3,4)를 복구한다.

프론트 잭킹공법의 상호분할추진은 터널부재를 3개 이상의 세그먼트로 분할제작한 터널부재를 제1 및 제2 발진기지에 나누어 배치하고, 선두 터널부재는 후위 터널부재측 추진잭으로 전진시키고, 후위 터널부재는 반력대측 추진잭으로 전진시켜 터널을 구축하는 구축하는 것이다.

도 25에서, 예를들면 제1 발진기지(3)에는 3개의 터널부재(1a,a',a")를, 그리고 제2 발진기지(4)에는 2개의 터널부재(1b,b')를 설치하고, 각 선두 터널부재(1a,b)의 선단에는 선단슈(60)를 설치한다. 제1 발진기지(3)의 경우에는 중간 및 후미 터널부재(1a',a")의 선단에 제1 및 제2 중간 추진잭(91,92)을, 그리고 제2 발진기지(4)에서는 후미 터널부재(1b')의 선단에 중간 추진잭(91)을 설치한다. 또, 각 줄의 후미 터널부재(1a",b')와 그 반력대(8) 사이에는 추진잭(90)을 설치한다.

도 26에서, 양쪽 터널부재(1a,b)의 선단슈(60) 부분에서 토사를 굴삭하고, 막장을 선단슈(60) 상부부터 철거하면서 중간 추진잭(91)으로 선두 터널부재(1a,b)를 밀어서 지중으로 압입한다. 제1 중간 추진잭(91)에 밀려 1차적으로 전진한 선두 터널부재(1a,b)의 선단슈(60) 부분에서 다시 굴삭하고, 제1 중간 추진잭(91)은 램을 복귀시킨다.

도 27에서, 이번에는 제2 중간 추진잭(92)을 가동하여 중간 터널부재(1a')를 민다. 그러면 중간 터널부재(1a')는 제1 중간 추진잭(91)의 램이 선두 터널부재(1a)의 후단에 가닿을 때까지 전진한다. 중간 터널부재(1a')의 전진이 종료된 시점에서 중간 추진잭(92)의 램을 복귀시킨다. 중간 터널부재(1a')의 전진에 따라 그 중간 추진잭(91)의 램 선단은 선두 터널부재(1a)의 후단에 가닿는다.

도 28에서, 추진잭(90)으로 후미 터널부재(1a")를 전진시킨다. 제2 발진기지(4)에서도 추진잭(90)으로 후미 터널부재(1b')를 민다. 그러면 후미 터널부재(1a")는 제2 중간 추진잭(92)의 램이 중간 터널부재(1a')의 후단에 가닿을 때까지 전진하고, 후미 터널부재(1b')는 추진잭(90)의 램 선단이 선두 터널부재(1b)의 후단에 가닿을 때까지 전진한다. 후미 터널부재(1a",b')의 전진이 종료된 시점에서 추진잭(90)의 램을 복귀시키고, 후미 터널부재(1a")가 전진하고 남는 뒤쪽 공간에 스페이서(100)를 채워 후미 터널부재(1a",b')의 뒤를 받친다.

도 29에서, 제1 중간 추진잭(91)의 순차적 조작에 의하여 지중의 목표 지점에서 선두 터널부재(1a,b)가 서로 만났을 때 제1 중간 추진잭(91)의 램을 복귀시키고 제거한다. 그리고 제1 발진기지(3)에서는 제2 중간 추진잭(92)과 추진잭(90)으로 중간 터널부재(1a')와 후미 터널부재(1a")를 축차적으로 전진시켜 선두 터널부재(1a)의 후단에 제2 중간 추진잭(92)의 램 선단이 가닿은 상태에서 그 램을 복귀시키고 제2 중간 추진잭(92)을 제거하고, 다시 추진잭(90)으로 후미 터널부재(1a")를 밀어서 그 선단이 중간 터널부재(1a')의 후단에 가닿게 한 후 추진잭(90)과 반력대(8) 및 스페이서(100)를 철거한다.

제2 발진기지(4)에서는 추진잭(90)으로 후미 터널부재(1b')를 순차적으로 전진시켜 그 선단이 선두 터널부재(1b)의 후단에 가닿게 한 다음에 추진잭(90)과 반력대(8) 및 스페이서(100)를 철거하고, 모든 터널부재(1a,a',a")(1b,b')간의 틈은 실재로 밀봉하며, 선단슈(60) 끼리는 용접하고 이를 거푸집삼아 콘크리트를 타설하여 수밀적으로 보완하고, 가설흙막이공(30) 등을 철거한 후 발진기지(3,4)를 복원하여 마무리한다.

프론트 잭킹공법의 편측추진방법은 제2 발진기지를 도달기지로 하는 것을 제외하고는 상호추진방법과 마찬가지다.

즉, 도 30에서, 제2 발진기지는 도달기지(4)로 갈음한다. 제1 발진기지(3)에는 가설흙막이공(30)에 반력대(8)를 설치하고, 반력대(8)에는 추진잭(90)을 장치한다. 터널부재(1)의 선단에는 선단슈(60)를 부착하여 발진기지(3)의 추진잭(90) 앞에 비치한다.

선단슈(60) 부분에서 토사를 굴삭하고, 추진잭(90)으로 터널부재(1a,b)를 민다. 이렇게 추진잭(90)에 의해 전진하던 터널부재(1)가 주춤해졌을 때 선단슈(60) 부분에서는 다시 굴삭하고, 추진잭(90)은 램을 복귀시킨다.

도 31에서, 추진잭(90)의 램 선단과 터널부재(1) 사이에 남는 공간에 스페이서(100)를 삽입한 상태에서 추진잭(90)을 재가동하여 터널부재(1)를 다시 전진시킨다. 이런 작업을 반복하여 터널부재(1)로 하여금 지중을 관통하게 한다. 지중을 관통하여 도달기지(4)로 노출된 선단슈(60)를 제거하고, 앵커 보울트(11)는 절단 등의 방법으로 제거하여 보행자와 통행 차량에 대한 안전사고의 위험부담을 던다.

이후 가설흙막이공(30)과 반력대(8)의 철거 및 발진기지(3)와 도달기지(4)의 복구에 이르는 마무리공사를 진행하는 것으로 터널구축공사를 마친다.

프론트 잭킹공법의 편측분할추진방법은 편측추진방법의 터널부재를 복수의 세그먼트형 터널부재로 대체하고, 상호분할추진방법과 마찬가지의 요령으로 터널부재를 차례로 전진시켜 터널을 구축하는 것이다.

즉, 도 32에서, 발진기지(3)에 복수 터널부재(1,a,a')를 비치하고, 선두 터널부재(1a)의 선단에는 선단슈(60)를 설치한다. 그리고 중간 및 후미 터널부재(1a,a')의 선단에는 제1 및 제2 중간 추진잭(91,92)을 설치하고, 반력대(8)에는 추진잭(90)을 설치한다. 선단슈(60) 부분에서 토사를 굴삭하고 제1 중간 추진잭(91)으로 선두 터널부재(1)를 지중으로 압입시킨 다음 선단슈(60) 부분에서 다시 굴삭하고 제1 중간 추진잭(91)의 램을 복귀시킨다.

도 33에서, 제2 중간 추진잭(92)을 가동하여 중간 터널부재(1a)를 압출시킨다. 그러면 중간 터널부재(1a)는 제1 중간 추진잭(91)의 램이 선두 터널부재(1)의 후단에 가닿을 때까지 전진한다. 중간 터널부재(1a)의 전진이 종료된 시점에서 제2 중간 추진잭(92)의 램을 복귀시킨다. 중간 터널부재(1a)의 전진에 따라 제1 중간 추진잭(91)의 램 선단은 선두 터널부재(1a)의 후단에 가닿는다.

도 34에서, 이번에는 추진잭(90)으로 후미 터널부재(1a')를 전진시킨다. 후미 터널부재(1a')의 전진이 종료된 시점에서 추진잭(90)의 램을 복귀시키고, 후미 터널부재(1a')가 전진한 후에 남는 뒤쪽 공간에다 스페이서(100)를 채워 후미 터널부재(1a')의 뒤를 받친다.

제1 중간 추진잭(91)의 순차적 조작에 의하여 선두 터널부재(1)가 지중을 관통하여 그 선단이 도달기지(4)로 노출된 상태, 즉 목표 지점에 당도한 후 제1 중간 추진잭(91)의 램을 복귀시키고 제거한다. 이어서, 제2 중간 추진잭(92)과 추진잭(90)으로 중간 터널부재(1a)와 후미 터널부재(1a')를 순차적으로 전진시켜 선두 터널부재(1a)의 후단에 제2 중간 추진잭(92)의 램 선단이 가닿은 상태에서 그 램을 복귀시키고 제2 중간 추진잭(92)을 제거하며, 다시 추진잭(90)으로 후미 터널부재(1a')를 마저 밀어서 그 선단이 중간 터널부재(1a)의 후단에 가닿게 한 후 추진잭(90)과 반력대(8) 및 스페이서(100)를 철거한다.

지중을 관통하여 도달기지(4)로 노출된 선단슈(60)를 제거하고, 앵커 보울트(11)는 절단 등의 방법으로 제거하여 보행자와 통행 차량에 대한 안전사고의 위험부담을 덜고, 모든 터널부재(1,a,a')간의 틈은 실재로 밀봉하며, 가설흙막이공(30)을 철거하고 발진기지(3)와 도달기지(4)를 복구한다.

프론트 잭킹공법에 의한 ESA 방법은 복수의 세그먼트형 터널부재를 추진방법과 견인방법을 혼용하여 터널을 구축하는 것으로서, 장척 터널과 곡선형 터널구축에 적합한 시공방법이다.

즉, 도 35에서, 발진기지(3)에 3개 이상으로 분할 제작한 세그먼트형 터널부재(1,a,a')를 배치하고, 선두 터널부재(1)의 선단에는 선단슈(60)를 그리고 중간 터널부재(1a)와 후미 터널부재(1a')의 선단에는 제1 중간 추진잭(91)과 제2 중간 추진잭(92)을 설치하고, 후미 터널부재(1a')의 후단에는 프론트 잭(110)을 설치한다. 프론트 잭(110)은 센터 홀(center hole) 잭이다. 그리고 강연선(6)은 선두 터널부재(1)의 선단에서 제1 중간 추진잭(91)과 중간 터널부재(1a) 그리고 제2 중간 추진잭(92)과 후미 터널부재(1a') 및 프론트 잭(110)을 차례로 관통하도록 끼우고, 강연선(6)의 선단만 정착구(71)로 정착시킨다.

도 36에서, 제1 중간 추진잭(91)으로 선두 터널부재(1)를 전진시킨다. 이때, 강연선(6)은 중간 터널부재(1a)와 후미 터널부재(1a')를 단순히 관통한 상태이므로 전진하는 선두 터널부재(1)에 이끌려갈 뿐 중간 터널부재(1a)와 후미 터널부재(1a')는 그 강연선(6)에 끌려 이동하지는 않는다.

도 37에서, 제1 중간 추진잭(91)의 램이 행정거리까지 내밀어 선두 터널부재(1)를 전진시킨 다음에 제1 중간 추진잭(91)의 램을 복귀시키고, 후미 터널부재(1a')의 후단에서 강연선(6)을 정착구(70)로 정착시킨 상태에서 제2 중간 추진잭(92)으로 중간 터널부재(1a)를 전진시킨다. 중간 터널부재(1a)의 전진폭은 제1 중간 추진잭(91)의 램 선단이 선두 터널부재(1)의 후단에 가닿을 때까지다.

도 38에서, 제2 중간 추진잭(92)의 램을 복귀시키고, 추진잭(110)으로 후미 터널부재(1a')를 민다. 그러면 후미 터널부재(1a')는 제2 중간 추진잭(92)의 램 선단이 중간 터널부재(1a)의 후단에 가닿을 때까지 전진한다. 상기와 같이 후미 터널부재(1a') 마저 1스텝 전진한 상태에서 정착구(70)를 풀어 강연선(6)을 자유롭게 하고, 중간 추진잭(91)에 의한 선두 터널부재(1)의 재전진과 제2 중간 추진잭(92)에 의한 중간 터널부재(1a)의 재전진 및 프론트 잭(110)에 의한 후미 터널부재(1a')의 재전진을 축차적으로 실시하면 종국에는 선두 터널부재(1)는 그 선단부와 선단슈(60)가 지중을 관통하여 도달기지(4)로 노출된다.

중간 추진잭(92)으로 중간 터널부재(1a)를 마저 전진시킨 후 제2 중간 추진잭(92)도 제거하고, ESA 잭(110)으로 후미 터널부재(1a) 마저 전진시킨 다음에 ESA 잭(110)의 램을 복귀시켜 제거한다. 그리고 지중에 복수의 터널부재(1)가 정위치된 후 선두 터널부재(1)의 선단 또는 후미 터널부재(1a')의 후단쪽에서 강연선(6)을 긴장시키고 그 정착구(70) 또는 (71)로 정착시켜 구축된 터널을 안정시킨다.

이어, 도달기지(4)로 노출된 선단슈(60)를 제거하는 한편, 앵커 보울트(11)는 절단 등의 방법으로 제거하여 보행자와 통행 차량에 대한 안전사고의 위험부담을 덜고, 모든 터널부재(1,a,a')간의 틈은 실재로 밀봉하며, 가설흙막이공(30)을 철거하고 발진기지(3)와 도달기지(4)를 복구한다.

터널부재가 삽입된 지중은 토질에 따라 다소의 차이는 있겠지만, 적든 많든 지하수가 존재할 것이고, 경우에 따라서는 지표수가 스며들어 터널 내부로 유입될 가능성도 있다. 그러므로 특히 분할 제작된 복수 세그먼트형 터널부재로 터널을 구축할 시에는 각 터널부재간의 이음부에 대한 철저하고도 완벽한 방수처리가 요망된다.

도 40에는 분할형 터널부재의 이음부에 적합한 방수처리구조의 일례가 도시되어 있다. 즉, 선두 터널부재(1)의 후단과 중간 터널부재(1a)의 선단 및/또는 중간 터널부재(1a)의 후단과 후미 터널부재(1a')의 선단에 우레탄수지(120)를 부착하여 터널부재의 단부끼리 맞닿는 부위에 대하여 1차적으로 방수한다.

또, 선두 터널부재(1)의 후단과 중간 터널부재(1a)의 선단 및/또는 중간 터널부재(1a)의 후단과 후미 터널부재(1a')의 선단 외주면에는 제작 당시에 미리 엘형 둘레홈(130)을 형성하고 여기에 딱 들어맞는 엘형강(140)을 안치하여 고정한다. 양측 엘형강(140)의 겉에 접착제로 신축성 네오플랜 패드(150)를 둘러 붙이고, 엘형강(140)의 공간에 에폭시 몰탈(160)을 충전하여 2차 방수한 다음, 에폭시 몰탈(160)의 겉에 동판, 스테인레스강판과 같이 내식성이 우수한 금속띠(170)를 둘러 붙여 3차 방수하는 것이다.

그리고, 이상의 견인과 추진 및 ESA방법으로 선로 하부의 지중에 터널부재를 압입하여 터널을 구축함에 있어서 시공된 파이프 루프는 관재(41)의 내부에 콘크리트 등을 충전하여 굳힘으로서 장기적으로 선로나 도로의 침하방지를 도모한다.

이상과 같이 프론트 잭킹공법으로 콘크리트제 터널부재를 지중으로 반입하여 터널을 구축함에 있어서, 본 발명은 터널부재가 이동하는 방향을 따라 지중에 미리 가이드 도갱을 구축함으로서 당초 목적한 방향으로 바르게 콘크리트 터널부재를 전진시킬 수 있는 시공성이 확보되므로 시공정밀도가 높다.

또, 가이드 도갱을 축조하는 과정에서 터널을 구축할 지중의 토질확인이 가능하므로 시공 안전성 및 신뢰도가 높다. 또한, 터널부재의 전진상황을 보다 정확히 파악할 수 있으므로 터널부재를 전진시킬 때 지중에서 솟아나오는 지하수에도 효과적으로 대처할 수 있다.

그리고 특히 견인방법으로 터널부재를 지중의 목표 지점으로 이동시킬 경우에는 터널부재의 견인 높낮이와 견인방향의 오차를 최소화할 수 있고, 강선공의 천공수 감축과 강연선의 집중배치가 가능해 이 부분의 성력화에 따른 공기단축 및 시공비 절감효과도 크다.

발진기지 및/또는 도달기지에 가설흙막이공을 설치하여 기지의 구축에서부터 터널부재의 전진 및 터널구축작업에 이르기까지 일련의 터널구축작업을 안전하게 진행할 수가 있다. 또, 선단슈를 관입시킬 때 막장부의 가흙막이를 상부부터 단계적으로 철거해도 급격한 지반 붕괴를 막을 수 있는 토류시설과 막장부 지반보강 그라우팅으로 보강하므로 안전하게 철거하여 시공할 수 있다.

터널이 구축될 지중의 상부에, 접속부의 변형이 일어나지 않고 접속부로 시멘트 밀크나 물 유리 등의 충전재를 주입 또는 이입주입이 가능한 열간압출 형강제암·수 접속부를 가진 관재로 파이프 루프를 구축함으로서 상부 지반에 선로나 도로와 같이 활하중이 존재하더라도 지표수의 침투와 토사 붕괴와 같은 걱정없이, 안전하게, 비개착식 실드공법으로 터널을 구축할 수가 있다.

또한 본 발명에 의하면, 터널의 선형·길이·지중 토질 등의 시공여건에 따라 견인방법(상호·상호분할·편측·편측분할)과 추진방법(상호·상호분할·편측·편측분할) 및 ESA방법 중에서 거기에 적합한 방법을 선택하여 지중의 목표 지점으로 신속하고도 효율적으로 터널부재를 이동시켜 선로나 도로를 횡단하는 터널을, 비개착식으로 구축할 수가 있다.

그리고 분할견인과 분할추진 및 ESA방법으로 지중에 압입시킨 터널부재는 전후 터널부재간의 이음부를 3차에 걸쳐 방수하므로 지하수와 토사의 유입으로부터 안전하고, 따라서 터널 내부를 항상 청결하게 유지할 수가 있다.

도 1a는 단구형 프리캐스트 콘크리트제 터널부재의 예시도

도 1b는 복구형 프리캐스트 콘크리트제 터널부재의 예시도

도 2a 내지 2d는 프론트 잭킹공법의 일반공정도

도 3은 본 발명의 모든 실시예에 적용되는 발진기지(도달기지)에 관 한 단면도

도 4의 각 그림은 파이프 루프용 관재의 암·수 접속부의 각종 실시 예를 나타낸 부분 횡단면도

도 5는 가이드 도갱이 축조된 상태의 단면도

도 6은 가이드 도갱의 유형도

도 7은 가이드 도갱의 혼용도

도 8은 발진기지의 상세도

도 9는 터널부재의 선단에 고정식 선단슈가 부착된 경우의 발췌 단면 도

도10은 탈착형 선단슈가 부착된 터널부재의 단면 및 요부 확대도

도11은 프론트 잭킹공법의 상호견인방법으로 터널을 구축하기 위한 준비단계의 단면도

도12는 제1 발진기지측 터널부재가 목표 지점으로 견인된 상태의 단 면도

도13은 제2 발진기지측 터널부재가 목표 지점으로 견인된 상태의 단 면도

도14는 프론트 잭킹공법의 상호분할견인방법으로 터널을 구축하기 위 한 준비단계도

도15는 제1 발진기지측 선두 터널부재가 목표 지점으로 견인된 상태 도

도16은 제1 발진기지측 후미 터널부재가 목표 지점으로 견인된 상태 도

도17은 제2 발진기지측 선두 및 후미 터널부재가 목표 지점으로 견 인된 상태도

도18은 프론트 잭킹공법의 편측견인방법으로 터널을 구축하기 위한 준비단계도

도19는 터널부재가 목표 지점으로 견인된 상태도

도20은 프론트 잭킹공법의 편측분할견인방법으로 터널을 구축하기 위 한 준비단계도

도21은 선두 터널부재가 목표 지점으로 견인된 상태도

도22는 후미 터널부재가 목표 지점으로 견인된 상태도

도23은 프론트 잭킹공법의 상호추진방법으로 터널을 구축하기 위한 준비단계도

도24는 양측 터널부재가 목표 지점으로 이동한 상태도

도25는 프론트 잭킹공법의 상호분할추진방법으로 터널을 구축하기 위 한 준비단계도

도26은 선두 터널부재가 1차적으로 추진된 상태도

도27은 중간 터널부재가 1차적으로 추진된 상태도

도28은 후미 터널부재가 1차적으로 추진된 단면도

도29는 모든 터널부배가 목표 지점에 당도한 상태도

도30은 프론트 잭킹공법의 편측추진방법으로 터널을 구축하기 위한 준비단계도

도31은 터널부재가 목표 지점으로 견인된 상태도

도32는 프론트 잭킹공법의 편측분할추진방법으로 터널을 구축할 때 선두 터널부재가 1차적으로 추진된 상태도

도33은 중간 터널부재가 1차적으로 추진된 상태도

도34는 모든 터널부재가 목표 지점으로 이동된 상태도

도35는 프론트 잭킹공법의 ESA방법으로 터널을 구축하기 위한 준비단 계도

도36은 선두 터널부재가 1차적으로 추진된 상태도

도37은 중간 터널부재가 1차적으로 추진된 상태도

도38은 후미 터널부재가 1차적으로 견인된 상태도

도39는 모든 터널부재가 목표 지점으로 이동한 상태도

도40은 분할견인 및 분할추진방법에 있어서의 터널부재간 이음부에 대한 방수처리상태의 발췌 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1(a,a',a",b,b'): 터널부재 3: 발진기지

4: 발진기지(도달기지) 6: 강연선

8: 반력대 9: 견인잭

14: 막장 그라우팅 15: 접속강

20: 선로 30,31: 가설흙막이공

40: 파이프 루프 41: 관재

42: 암접속부 43: 숫접속부

50: 가이드 도갱 50a: 측갱

50b: 중앙갱 51: H형강

52: 라이너 플레이트 53: 가이드공

60(60a,b): 선단슈 70(71,72): 정착구

90:추진잭 91,92: 중간 추진잭

100: 스페이서 110: 프론트 잭

120: 우레탄수지 130: 둘레홈

140: 엘형강 150: 네오플랜 패드

160: 에폭시 몰탈 170: 내식성 금속띠

Claims (30)

  1. 선로의 하부 지중에 실드공법으로 콘크리트제 터널부재를 압입하여 터널을 구축는 방법에 있어서, 선로의 하부 지중 양측에 발진기지를 형성하고, 양측 발진기지의 하상을 연결하는, 측갱으로 이루어진 가이드 도갱을 축조하여 지중에서의 터널부재의 이동성을 향상시킨 것을 특징으로 하는 프론트 잭킹공법을 이용한 터널 구축방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 가이드 도갱은 중앙갱으로 이루어진 프론트 잭킹공법을 이용한 터널 구축방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 가이드 도갱은 측갱과 중앙갱으로 이루어진 프론트 잭킹공법을 이용한 터널 구축방법.
  7. 제1항 또는 제5항 또는 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 가이드 도갱은 공벽을 지보공인 H형강과 라이너 플레이트, 토류판으로 토류시키는 프론트 잭킹공법을 이용한 터널 구축방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 H형강은 수직으로 배치된 상부 플랜지(수평 배치형의 경우에는 내측 플랜지가 됨)를 터널부재 이동용 레일로 활용하는 프론트 잭킹공법을 이용한 터널 구축방법.
  9. 삭제
  10. 선로의 하부 지중에 실드공법으로 콘크리트제 터널부재를 압입하여 터널을 구축하는 방법에 있어서,
    선로의 하부 지중 일측에 발진기지를, 발진기지의 반대편에는 도달기지를 형성하는 단계와;
    발진기지와 도달기지의 하상을 연결하는 가이드 도갱을 축조하는 단계와;
    상기 가이드 도갱에 강연선을 집중 배치하는 단계와;
    발진기지에는 터널부재를 배치하고, 터널부재의 선단에는 선단슈를 부착하며, 도달기지에는 반력대와 견인잭을 설치하는 단계와;
    강연선의 양단부를 터널부재의 정착구와 견인잭의 정착구를 관통시켜 정착하는 단계와;
    견인잭으로 강연선을 인장하여 지중으로 터널부재를 견인, 목표 지점으로 이동시키는 단계와;
    도달기지에서 선단슈와 앵커 보울트, 견인잭과 그 정착구를 제거한 후 그 강연선의 단부를 제3의 정착구로 정착하여 강연선이 터널부재에 대한 긴장재로 기능하도록 잔류시키는 단계와;
    견인잭과 반력벽 및 가설흙막이벽을 철거하고, 발진기지 및 도달기지의 복구단계로 이뤄진 것을 특징으로 하는 프론트 잭킹공법을 이용한 터널 구축방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 선단슈는 고정식 선단슈와 탈착형 선단슈 중의 어느 하나인 프론트 잭킹공법을 이용한 터널 구축방법.
  12. 선로의 하부 지중에 실드공법으로 콘크리트제 터널부재를 압입하여 터널을 구축하는 방법에 있어서,
    선로의 지반 일측에는 발진기지를 그리고 반대편에는 도달기지를 형성하는 단계와;
    발진기지와 도달기지의 하상을 연결하는 가이드 도갱을 축조하는 단계와;
    상기 가이드 도갱에 강연선을 집중 배치하는 단계와;
    발진기지에 2개 이상 분할 제작한 세그먼트형 터널부재를 배치하며, 선두 터널부재의 선단에 선단슈를 부착하고 후단에는 접속강을 부착하는 단계와;
    앞뒤 터널부재 사이에 중간 정착구를 배치하고, 강연선을 모든 터널부재와 중간 정착구를 관통시키며, 후미 터널부재의 후단에다 다른 정착구로 강연선의 단부를 정착하고, 도달기지에서는 반력대에 견인잭을 장착하고 그 정착구에 강연선의 타단부를 정착하는 단계와;
    상기 견인잭으로 강연선을 순차적으로 인장하여 선두 터널부재와 후위 터널부재를 축차적으로 견인해 지중의 목표 지점으로 이동시키면서 목표 지점에 당도하는 터널부재의 순서대로 터널부재 사이의 정착구를 해제하여 선후 터널부재끼리 밀착시키는 단계와;
    견인잭을 제거한 후 그 강연선의 단부를 제3의 정착구로 정착하여 강연선이 모든 터널부재에 대한 긴장재로 기능하게 잔류시키는 단계와;
    선후 터널부재간의 이음부를 방수하는 단계와;
    가설흙막이벽을 철거하고, 발진기지 및 도달기지의 복구단계로 진행하는 것을 특징으로 하는 프론트 잭킹공법을 이용한 터널 구축방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 선단슈는 고정식 선단슈와 탈착형 선단슈 중의 어느 하나로 하는 프론트 잭킹공법을 이용한 터널 구축방법.
  14. 선로의 하부 지중에 실드공법으로 콘크리트제 터널부재를 압입하여 터널을 구축하는 방법에 있어서,
    선로의 지반 양측에 발진기지를 형성하는 단계와;
    양측 발진기지의 하상을 연결하는 가이드 도갱을 축조하는 단계와; 상기 가이드 도갱에 강연선을 집중 배치하는 단계와;
    양측 발진기지에 터널부재를 배치하고, 각 터널부재의 선단에 선단슈를 부착하는 단계와;
    강연선의 일단부는 제1 발진기지측 터널부재의 후단에다 정착구로 정착하고, 제2 발진기지측 터널부재의 후단에는 견인잭을 장착하고 그 정착구에 강연선의 타단부를 정착시키는 단계와;
    상기 견인잭으로 강연선을 인장하여 제1 발진기지의 터널부재를 견인, 지중의 목표 지점으로 이동시키는 단계와;
    목표 지점에 당도한 터널부재를 반력체삼아 견인잭으로 앞서 반력체로 쓰인 제2 발진기지의 터널부재를 목표 지점으로 이동시켜 선단슈 끼리 서로 맞닿게 하는 단계와;
    지중의 목표 지점에서 서로 만난 선단슈를 용접하고, 이를 거푸집 삼아 콘크리트를 타설하여 수밀적으로 보완하는 단계와;
    견인잭과 그 정착구를 제거하고, 제3의 정착구로 견인잭측 강연선의 단부를 재정착하여 긴장재로 잔류시키는 단계와;
    가설흙막이벽을 철거하고, 발진기지의 복구단계로 진행하는 것을 특징으로 하는 프론트 잭킹공법을 이용한 터널 구축방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 선단슈는 고정식 선단슈와 탈착형 선단슈 중의 어느 하나인 프론트 잭킹공법을 이용한 터널 구축방법.
  16. 선로의 하부 지중에 실드공법으로 콘크리트제 터널부재를 압입하여 터널을 구축하는 방법에 있어서,
    선로의 지반 양측에 발진기지를 형성하는 단계와;
    양측 발진기지의 하상을 연결하는 가이드 도갱을 축조하는 단계와; 상기 가이드 도갱에 강연선을 집중 배치하는 단계와;
    양측 발진기지마다 2개 이상 분할 제작한 세그먼트형 터널부재를 배치하고, 각 선두 터널부재의 선단에 선단슈를 부착하고 후단에는 접속강을 부착하는 단계와;
    각 기지의 앞뒤 터널부재 사이에 정착구를 배치하고, 강연선을 양측 발진기지의 모든 터널부재와 정착구를 관통시키며, 제1 발진기지에서 그 후미 터널부재의 후단에다 정착구로 강연선의 단부를 정착하고, 제2 발진기지에서는 그 후미 터널부재의 후단에 견인잭을 장착하고 그 정착구에 강연선의 타단부를 정착시키는 단계와;
    상기 견인잭으로 강연선을 순차적으로 인장하여 제1 발진기지의 터널부재들을 축차적으로 견인하여 지중의 목표 지점으로 이동시키면서 목표 지점에 당도하는 터널부재의 순서대로 터널부재 사이의 정착구를 해제하여 선후 터널부재끼리 밀착시키는 단계와;
    목표 지점에 먼저 당도한 제1 발진기지측 터널부재들을 반력체삼아 견인잭으로 앞서 반력체로 쓰인 다른 발진기지의 터널부재들을 목표 지점으로 축차적으로 이동시키면서 목표 지점에 당도하는 터널부재의 순서대로 터널부재 사이의 정착구를 해제하여 선후 터널부재끼리 밀착시키는 단계와;
    견인잭과 그 정착구를 제거한 후 그쪽 강연선의 단부를 제3의 정착구로 정착하여 강연선이 모든 터널부재에 대한 긴장재로 기능하도록 잔류시키는 단계와;
    서로 만난 선단슈끼리 용접하고, 이를 거푸집 삼아 콘크리트를 타설하며, 선후 터널부재간의 이음부를 방수하는 단계와;
    가설흙막이벽을 철거하고, 발진기지의 복구단계로 진행하는 것을 특징으로 하는 프론트 잭킹공법을 이용한 터널 구축방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 선단슈는 고정식 선단슈와 탈착형 선단슈 중의 어느 하나인 프론트 잭킹공법을 이용한 터널 구축방법.
  18. 선로의 하부 지중에 실드공법으로 콘크리트제 터널부재를 압입하여 터널을 구축하는 방법에 있어서,
    선로의 하부 지중의 일측에는 발진기지를 형성하고, 타측에는 도달기지를 구축하는 단계와;
    발진기지와 도달기지의 하상을 연결하는 가이드 도갱을 축조하는 단계와;
    발진기지에는 터널부재를 배치하고, 터널부재의 선단에는 선단슈를 부착하며, 도달기지에는 반력대를 설치하고, 반력대에 추진잭을 설치하는 단계와;
    추진잭으로 터널부재를 밀어서 목표 지점으로 이동시키는 단계와;
    도달기지에서 선단슈를 제거하고, 추진잭과 반력대를 제거하는 단계와;
    가설흙막이벽의 철거 후 발진기지와 도달기지의 복구로 진행하는 것을 특징으로 하는 프론트 잭킹공법을 이용한 터널 구축방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 선단슈는 고정식 선단슈와 탈착형 선단슈 중의 어느 하나인 프론트 잭킹공법을 이용한 터널 구축방법.
  20. 제18항에 있어서, 반력대와 터널부재 사이에서 터널부재의 전진폭만큼 비게 되는 뒷공간을 스페이서로 채워 터널부재의 재추진에 필요한 반력을 보완하는 프론트 잭킹공법을 이용한 터널 구축방법.
  21. 선로의 하부 지중에 실드공법으로 콘크리트제 터널부재를 압입하여 터널을 구축하는 방법에 있어서,
    선로의 하부 지중의 일측에는 발진기지를 형성하고, 타측에는 도달기지를 구축하는 단계와;
    발진기지와 도달기지의 하상을 연결하는 가이드 도갱을 축조하는 단계와;
    발진기지에는 2 이상 분할 제작한 터널부재를 배치하고, 선두 터널부재의 선단에는 선단슈를 부착하고 후단에는 접속강을 부착하며, 선후 터널부재 사이에 중간 추진잭을 설치하고, 도달기지에는 반력대를 설치하며, 반력대에 추진잭을 설치하는 단계와;
    중간 추진잭으로 선두 터널부재를 밀어서 목표 지점을 향해 이동시키고, 추진잭으로는 중간이거나, 또는 후미 터널부재를 앞서 이동시킨 터널부재의 후단 위치까지 이동시키는 단계와;
    도달기지에 당도한 선두 터널부재에서는 선단슈를 제거하고, 나중에 당도하는 순서대로 중간 이거나, 또는 후미 터널부재의 선단에서 중간 추진잭을 제거하고 중간 및/또는 후위 터널부재를 마저 추진하여 앞서 이동된 터널부재의 후단에 밀착시키는 단계와;
    각 터널부재간의 이음부를 방수하는 단계와;
    추진잭과 반력대를 제거하는 단계와;
    가설흙막이벽의 철거 후 발진기지와 도달기지의 복구로 진행하는 것을 특징으로 하는 프론트 잭킹공법을 이용한 터널 구축방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 선단슈는 고정식 선단슈와 탈착형 선단슈 중의 어느 하나인 프론트 잭킹공법을 이용한 터널 구축방법.
  23. 제21항에 있어서, 반력대와 후미 터널부재 사이에서 후미 터널부재의 전진폭 만큼 비게 되는 뒷공간에 스페이서를 채워 터널부재들의 재추진에 필요한 반력을 보완하는 프론트 잭킹공법을 이용한 터널 구축방법.
  24. 선로의 하부 지중에 실드공법으로 콘크리트제 터널부재를 압입하여 터널을 구축하는 방법에 있어서,
    선로의 하부 지중의 양측에 발진기지를 형성하는 단계와;
    양측 발진기지의 하상을 연결하는 가이드 도갱을 축조하는 단계와; 각 발진기지에는 각 발진기지에는 반력대를 설치하며, 반력대마다 추진잭을 설치하는 단계와;
    각 발진기지의 추진잭 앞에 터널부재를 배치하고, 터널부재의 선단에는 선단슈를 부착하는 단계와;
    양방향에서 추진잭으로 터널부재를 밀어서 목표 지점으로 이동시키는 단계와;
    목표 지점에서 서로 만난 선단슈를 용접하고, 이를 거푸집삼아 콘크리트를 타설하며, 모든 터널부재의 이음부를 방수하는 단계와;
    추진잭과 반력대 및 스페이서를 제거하고, 가설흙막이벽을 철거한 다음에 발진기지와 도달기지의 복구로 진행하는 것을 특징으로 하는 프론트 잭킹공법을 이용한 터널 구축방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 선단슈는 고정식 선단슈와 탈착형 선단슈 중의 어느 하나인 프론트 잭킹공법을 이용한 터널 구축방법.
  26. 제24항에 있어서, 반력대와 터널부재 사이에서 터널부재의 전진폭 만큼 비게 되는 뒷공간에 스페이서를 채워 터널부재의 재추진에 필요한 반력을 보완하는 프론트 잭킹공법을 이용한 터널 구축방법.
  27. 선로의 하부 지중에 실드공법으로 콘크리트제 터널부재를 압입하여 터널을 구축하는 방법에 있어서,
    선로의 하부 지중의 양측에 발진기지를 형성하는 단계와;
    양측 발진기지의 하상을 연결하는 가이드 도갱을 축조하는 단계와; 각 발진기지에는 각 발진기지에는 반력대를 설치하며, 반력대마다 추진잭을 설치하는 단계와;
    각 발진기지의 추진잭 앞에 2개 이상 분할 제작된 터널부재를 배치하고, 선두 터널부재의 선단에는 선단슈를 부착하고 후단에는 접속강을 부착하며, 후위 터널부재의 선단에 는 중간 추진잭을 설치하는 단계와;
    양방향에서 중간 추진잭으로 선두 터널부재를 밀어서 목표 지점으로 전진시키고, 이어서 추진잭으로 후미 터널부재를 전진시키는 단계와;
    선두 터널부재가 목표 지점에 당도한 후 중간 추진잭을 제거하고, 추진잭으로 후미 터널부재를 목표 지점으로 전진 이동시키는 단계와;
    서로 만난 선단슈를 용접하고, 이를 거푸집삼아 콘크리트를 타설하며, 모든 터널부재의 이음부를 방수하는 단계와;
    추진잭과 반력대 및 스페이서를 제거하고, 가설흙막이벽을 철거한 다음에 발진기지와 도달기지의 복구로 진행하는 것을 특징으로 하는 프론트 잭킹공법을 이용한 터널 구축방법.
  28. 제27항에 있어서, 상기 선단슈는 고정식 선단슈와 탈착형 선단슈 중의 어느 하나인 프론트 잭킹공법을 이용한 터널 구축방법.
  29. 제27항에 있어서, 각 반력대와 터널부재 사이에서 터널부재의 전진폭 만큼 비게 되는 뒷공간에 스페이서를 채워 터널부재의 재추진에 필요한 반력을 보완하는 프론트 잭킹공법을 이용한 터널 구축방법.
  30. 선로의 하부 지중에 실드공법으로 콘크리트제 터널부재를 압입하여 터널을 구축하는 방법에 있어서,
    선로의 하부 지중의 양측에 발진기지와 도달기지를 형성하는 단계와;
    발진기지와 도달기지의 하상을 연결하는 가이드 도갱을 축조하는 단계와;
    발진기지에 3개 이상 분할 제작한 세그먼트형 터널부재를 배치하고, 선두 터널부재의 선단에 선단슈를 부착하며, 중간 터널부재의 선단과 후미 터널부재의 선단에는 중간 추진잭을 설치하고 후미 터널부재의 후단에는 프론트 잭을 장착하는 단계와;
    선두 터널부재의 선단에서 중간 터널부재를 거쳐 후미 터널부재의 후단으로 강연선을 관통시킨 다음에 강연선의 후단은 프론트 잭의 정착구로 정착시키고 강연선의 선단은 별도의 정착구로 선두 터널부재의 선단에 정착시키는 단계와;
    제1 중간 추진잭에 의한 선두 터널부재의 추진과 제2 중간 추진잭에 의한 중간 터널부재의 추진 및 프론트 잭에 의한 후미 터널부재의 추진을 축차적으로 진행하면서 목표지점에 도착하는대로 제1 및 제2 중간 추진잭의 철거와 터널부재끼리 밀착시키는 단계와;
    선단슈와 프론트 잭을 철거한 후 모든 강연선에 대한 제3 정착구로 재정착하여 강연선이 터널부재들에 대해 긴장재로 기능하도록 잔류시키는 단계와;
    가설흙막이벽을 철거한 다음에 발진기지와 도달기지의 복구로 진행하는 것을 특징으로 하는 프론트 잭킹공법을 이용한 터널 구축방법.
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