KR100844104B1 - 근접 병설 터널의 중앙 지지 유닛 - Google Patents

근접 병설 터널의 중앙 지지 유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명은 근접 병설 터널의 중앙 지지 유닛을 제공한다. 상기 중앙 지지 유닛은 설치 영역에서 서로 나란한 내부 영역을 이루고, 중앙 경계 영역을 경계로 일정 간격을 이루어 형성되는 한 쌍의 터널과, 상기 한 쌍의 터널 각각의 내부 벽면에 설치되되, 상기 터널의 내부 벽면을 따라 벤딩되고, 상기 내부 벽면을 따라 일정 간격을 이루어 세워져 설치되는 다수개의 지지 프레임들과, 상기 한 쌍의 터널의 내부 벽면 측에서 상기 중앙 경계 영역을 통하여 상기 지지 프레임들 각각의 그 길이 방향을 따르는 다수의 위치에서의 외측면에 압축력을 가하여 상기 다수개의 지지 프레임들을 압축 지지하는 압축력 지지 수단과, 상기 한 쌍의 터널에 배치된 상기 지지 프레임들을 서로 연결하는 인장력 지지 수단을 구비한다. 따라서, 본 발명은 한 쌍의 터널의 중앙부를 안정적으로 지지하여 수직 토압 및 수평토압에 대하여 지지력을 갖고, 외부로부터의 진동이나 충격을 흡수하거나 소멸시키며, 터널의 시공 단계 또는 시공 이후에 터널의 시공 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.

Description

근접 병설 터널의 중앙 지지 유닛{Unit for supporting center of double tunnel}
본 발명은 근접 병설 터널의 중앙 지지 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 한 쌍의 터널의 중앙부를 안정적으로 지지하여 수직 토압 및 수평토압에 대하여 지지력을 갖고, 외부로부터의 진동이나 충격을 흡수하거나 소멸시키며, 터널의 시공 단계 또는 시공 이후에 터널의 시공 상태를 안정적으로 유지할 수 있는 근접 병설터널의 중앙 지지 유닛에 관한 것이다.
전형적으로, 토목분야에서 근접 병설 터널은 지하철 터널 정거장 및 4차로 도로 터널 등과 같이 수평방향으로 넓은 지하공간을 확보하기 위하여 적용된다.
종래의 근접 병설 터널 공법은 중앙 터널 굴착 후 철근콘크리트로 이루어진 중앙 지지 구조체를 영구 구조물로 시공하고 측방 터널을 굴착한다
종래의 근접 병설 터널의 시공 개념을 살펴보면 다음과 같다.
종래의 근접 병설 터널의 시공 방법은 터널 굴착 지반의 변형을 허용하여 터널 지지 하중을 지반이 부담하도록 하기보다 변형을 최대한 억제하여 적정 변형 이후에 발생 될지도 모르는 터널 지지하중의 증가를 방지토록 한다.
그러나, 종래의 방법은 이완 영역이 발생될 경우에 터널 지지 하중이 증가한다는 검증이 안 된 이론에 근거하여 적정 변형 발생도 허용하지 않고 시공되는 문제점을 갖는다.
상기의 시공 방법의 개념에 따라 종래의 근접 병설터널 설계는 다음의 두가지 가정에 근거하여 이루어진다.
첫째, 중앙 터널 굴착시 발생되는 변형 이상을 허용하게 될 경우 터널 지지하중의 증가가 발생된다.
둘째, 측방 터널 굴착에 따른 터널 지지 하중을 중앙 지지 구조체가 충분히 부담할 수 있다.
따라서, NATM에서 제안하는 터널 설계 개념을 따르지 않고 과거의 ASSM공법의 개념과 유사하게 터널 굴착 시 터널 붕괴 방지를 위해 요구되는 터널 지지하중 혹은 터널 굴착 상당력의 상당 부분을 중앙 지지 구조체가 부담하도록 한 것이다.
따라서, 종래의 근접 병설 터널의 시공 방법은 다음과 같은 문제점을 갖는다.
첫째, 상기 근접 병설터널 시공방법은 중앙 지지 구조체에 부담되는 하중이 과다하게 증가되어 비경제적이며 수직 토압이 큰 도시 터널에 적용이 어려운 문제점을 갖는다.
둘째, 종래의 시공 방법은 중앙 지지 구조체에 작용하는 하중을 정확히 확인할 수 없고, 만일 확인하더라도 예상되는 문제에 대하여 대책을 강구하기 어렵다.
셋째, 종래의 시공 방법은 다양한 터널조건에 대하여 단일한 중앙지지구조체 형식을 제공하여 비경제적인 설계 및 시공이 된다.
넷째, 종래의 시공 방법은 측방터널 굴착시 수평편토압이 발생되어 중앙지지구조체에 모멘트를 유발시킨다.
따라서, 종래의 근접 병설 터널의 시공 방법은 그 채택 범위가 상기와 같은 문제점들로 인하여 매우 협소하다.
그러나, 근래에 들어 지하철의 심도가 깊어져 터널 정거장의 필요가 증대되고, 도로 교통량의 증가에 따라 차로수가 편도 2차로에서 4차로로 채택하는 사례가 늘어나면서 근접 병설 터널의 필요성이 증대되고 있다.
따라서, 종래의 상기와 같은 근접 병설 터널의 문제점을 해소할 수 있는 공법의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있도록 안출된 것으로서, 본 발명의 제 1목적은 한 쌍의 터널들의 내부 벽면 측에 다수개의 지지 프레임을 설치하고, 각 터널에서의 상기 지지 프레임들의 다수 위치에서의 외면을 서로 끌어 당기도록 하여 상기 터널들 간의 결합력을 증가시키어, 근접 병설터널을 시공할 때 발생되는 붕괴나 침하 등을 용이하게 해결할 수 있는 근접 병설 터널의 중앙 지지 유닛을 제공함에 있다.
본 발명의 제 2목적은 한 쌍의 터널들 간을 서로 결합하고자하는 경우에, 시공이 간편하며 이에 투입되는 시공 비용을 저감시킬 수 있는 근접 병설 터널의 중 앙 지지 유닛을 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 근접 병설 터널의 중앙 지지 유닛은 설치 영역에서 서로 나란한 내부 영역을 이루고, 중앙 경계 영역을 경계로 일정 간격을 이루어 형성되는 한 쌍의 터널과, 상기 한 쌍의 터널 각각의 내부 벽면에 설치되되, 상기 터널의 내부 벽면을 따라 벤딩되고, 상기 내부 벽면을 따라 일정 간격을 이루어 세워져 설치되는 다수개의 지지 프레임들과, 상기 한 쌍의 터널의 내부 벽면 측에서 상기 중앙 경계 영역을 통하여 상기 지지 프레임들 각각의 그 길이 방향을 따르는 다수의 위치에서의 외측면에 압축력을 가하여 상기 다수개의 지지 프레임들을 압축 지지하는 압축력 지지 수단과, 상기 한 쌍의 터널에 배치된 상기 지지 프레임들을 서로 연결하는 인장력 지지 수단을 포함한다.
여기서, 상기 지지 프레임은 일정 길이를 갖고 서로 평행 하도록 이루어지는 한 쌍의 평행 몸체와, 상기 평행 몸체들의 사이에 위치되어 일정 길이를 갖고 상기 한 쌍의 평행 몸체의 중앙부를 서로 연결하며 그 길이 방향을 따라 다수개의 슬릿홀들이 일정 간격을 이루어 마련되는 연결 몸체로 이루어진다.
그리고, 상기 한 쌍의 평행 몸체 중 일측의 평행 몸체의 외면은 상기 터널의 내부 벽면측을 바라보도록 위치되고 타측의 평행 몸체의 외면은 상기 터널의 내부 영역 측을 바라보도록 위치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 압축력 지지 수단은 상기 한 쌍의 터널에 각각 배치되는 지지 프레임들의 외면에 밀착되도록 설치되며 그 중앙에 압축홀이 형성되는 밀착 프레임들과, 상기 중앙 경계 영역을 관통하여 상기 한 쌍의 터널의 내부 벽면측에서 상기 밀착 프레임들을 서로 잡아 당기어 상기 지지 프레임들을 서로 압축 고정하는 압축력 지지 부재들을 구비한다.
여기서, 상기 밀착 프레임의 양단에는 상기 한 쌍의 평행 몸체 중 어느 하나의 평행 몸체를 그립할 수 있는 그립퍼가 마련되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 압축력 지지 부재는 상기 한 쌍의 터널 중 일측의 터널에 설치되는 밀착 프레임의 압축홀에 삽입되어 타측의 터널의 내부로 관통되고, 봉 형상의 일단에는 걸림머리가 형성되고, 타단에는 수나선이 형성된 압축력 지지대와, 상기 압축력 지지대에 삽입되어 상기 걸림 머리에 지지되는 압축 스프링과, 상기 수나선에 결합되도록 그 내주면에 암나선이 형성된 결합너트와, 상기 결합 너트의 외주면에 결합되는 고무링으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 인장력 지지 수단은 상기 지지 프레임들 중 한 쌍의 지지 프레임의 연결 몸체에 형성된 슬릿홀에 삽입되도록 봉 형상을 이루고, 그 일단에는 일측의 지지 프레임의 슬릿홀의 근방에 걸리도록 걸림 머리가 형성되고, 타측의 지지 프레임의 슬릿홀을 관통하는 타단에는 수나선이 형성된 인장력 지지대와, 상기 수나선에 체결되는 암나선이 형성되어 상기 타측의 지지 프레임의 슬릿홀의 근방에 고정되는 결합너트로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 한 쌍의 터널 각각은 그 길이 방향을 따라 일정 간격을 이루고, 그 내부 벽면을 따라 설치되는 다수의 지지 부재와, 상기 지지 부재의 길이 방향을 따라 일정 간격을 이루어 상기 지지 부재를 지지하도록 체결되는 격자 지보들과, 상기 격자 지보와 상기 인장력 지지대를 서로 체결하는 체결 수단을 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명은 한 쌍의 터널들의 내부 벽면 측에 다수개의 지지 프레임을 설치하고, 각 터널에서의 상기 지지 프레임들의 다수 위치에서의 외면을 서로 끌어 당기도록 하여 상기 터널들 간의 결합력을 증가시키어, 근접 병설터널을 시공할 때 발생되는 붕괴나 침하 등을 용이하게 해결할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 한 쌍의 터널들 간을 서로 결합하고자하는 경우에, 시공이 간편하며 이에 투입되는 시공 비용을 저감시킬 수 있는 효과를 갖는다.
이하, 첨부되는 도면들을 참조로 하여, 본 발명의 근접 병설 터널의 중앙 지지 유닛을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 중앙 지지 유닛이 설치되어 시공된 근접 병설 터널을 보여주는 부분 사시도이다. 도 2는 본 발명의 중앙 지지 유닛이 설치되어 시공된 근접 병설 터널을 보여주는 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조 하면, 한 쌍의 터널(100)은 산악과 같은 설치 영역(SA)에 서로 나란한 내부 영역(111,121)을 이루도록 시공된다.
상기 한 쌍의 터널은 제 1내부 영역(111)을 갖는 제 1터널(110)과, 상기 제 1터널(100)에 근접되고 제 2내부 영역(121)을 갖는 제 2터널(120)로 구성된다.
여기서, 상기 제 1터널(110)과 상기 제 2터널(120)의 사이에는 중앙 경계 영 역(CA)이 형성된다.
상세하게는, 본 발명의 중앙 지지 유닛은 터널(100)을 시공할 산 등과 같은 암반 지반이나 토사 지반과 같은 설치 영역(SA)을 굴착하여 첫 번째 터널인 제 1터널(110)을 시공한다.
이어, 상기 제 1터널(110)의 내부 벽면을 천공한다. 그리고, 상기 천공에 철근(미도시)을 삽입한 이후에, 고무 패킹(미도시)으로 천공 입구를 막는다.
그리고, 상기 고무 패킹 통하여 그라우팅 주입기(미도시)로 그라우팅 액체를 주입함으로써, 상기 액체는 응고된다.
따라서, 제 1터널(110)의 내부 벽면에는 액상의 숏크리트(미도시)가 형성된다.
그리고, 숏크리트가 양생되기 전이나 양생 된 이후 제 1터널(110)의 지반에서 발생되는 토출수를 배수하기 위한 다수개의 배수홀(미도시)을 형성하고, 상기 배수홀의 하부에는 배수로(미도시)를 형성하여 터널의 외부로 배출시킬 수 있도록 형성한다.
이러한, 제 1터널(110)의 숏트리트가 양생되면 제 1터널(110)과 벽을 형성하며 3 내지 5m 거리로 이격된 위치에 제 2터널(120)을 시공한다.
따라서, 상기 제 1터널(110)과 제 2터널(120)의 사이에는 중앙 경계 영역(CA)이 형성된다.
이때, 제 2터널(120)을 시공하기 위한 암반의 파쇄 및 발파작업이나 굴착장비의 굴착에 따른 진동이 제 1터널(110)로 전달된다.
이와 같이, 제 2터널(120)을 시공하기 위해 발생되는 진동으로 인해 제 2터널(120)을 3 내지 5m 정도로 굴착한 후 제 2터널(120)의 내측 벽면에 숏크리트를 형성시킨다.
그리고, 숏크리트에 다수개의 배수홀을 형성한다.
이후, 숏크리트가 양생되면 제 1터널(110)의 내측 벽면과 제 2터널(120)의 내측 벽면 각각에 지지 프레임들(200)을 배치한다.
그리고, 중앙 경계 영역(CA)에 하기에 기술될 압축력 지지대(321)가 관통될 수 있는 다수개의 홀들(160)을 형성한다.
따라서, 상기 홀들(160)을 통하여 상기 제 1터널(110)과 제 2터널(120)은 서로 유통될 수 있다.
다음은, 상기와 같이 형성되는 제 1터널(110)과 제 2터널(120)의 중앙을 지지하는 본 발명의 중앙 지지 유닛의 구성 및 작용을 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 중앙 지지 유닛을 보여주는 분해 사시도이다. 도 4는 본 발명의 중앙 지지 유닛을 보여주는 분해 사시도이다. 도 5는 도 4에 도시된 선 Ⅰ-Ⅰ'를 따르는 단면도이다. 도 6은 도 4에 도시된 선 Ⅱ-Ⅱ'를 따르는 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조 하면, 상기 제 1,2 터널(110,120) 각각의 내부 영역(111,121)에서 내부 벽면에는 지지 프레임들(200)이 설치된다.
상세하게는, 상기 지지 프레임들(200)은 상기 제 1,2터널(110,120)의 사이에 형성된 중앙 경계 영역(CA)을 경계로 서로 마주 보도록 상기 터널들(110,120)의 내부 벽면에 설치된다.
상기 지지 프레임들(200)은 상기 터널들(110,120)의 내부 벽면을 따라 일정 간격을 이루어 세워져 설치된다.
상기 지지 프레임들(200)은 상기 제 1터널(110)의 제 1내부 영역(111)에 배치되는 제 1지지 프레임들(210)과, 상기 제 2터널(120)의 제 2내부 영역(121)에 배치되는 제 2지지 프레임들(220)로 구성된다.
상기 제 1,2지지 프레임들(210,220)은 중앙 경계 영역(CA)을 기준으로 서로 대응되도록 배치된다.
상기 제 1지지 프레임(210)은 일정 길이를 갖고 서로 평행 하도록 이루어지는 한 쌍의 제 1평행 몸체(211)와, 상기 제 1평행 몸체들(211)의 사이에 위치되어 일정 길이를 갖고 상기 한 쌍의 제 1평행 몸체(211)의 중앙부를 서로 연결하며 그 길이 방향을 따라 다수개의 슬릿홀들(213)이 일정 간격을 이루어 마련되는 제 1연결 몸체(212)로 이루어진다.
또한, 상기 제 2지지 프레임(220)은 일정 길이를 갖고 서로 평행 하도록 이루어지는 한 쌍의 제 2평행 몸체(221)와, 상기 제 2평행 몸체들(221)의 사이에 위치되어 일정 길이를 갖고 상기 한 쌍의 제 2평행 몸체(221)의 중앙부를 서로 연결하며 그 길이 방향을 따라 다수개의 슬릿홀들(223)이 일정 간격을 이루어 마련되는 제 2연결 몸체(222)로 이루어진다.
따라서, 상기 제 1지지 프레임(210)과 상기 제 2지지 프레임(220)은 'H'형상의 일정 길이를 갖는 보(beam)일 수 이다.
여기서, 제 1,2지지프레임들(210,220)은 한 쌍의 제 1,2평행 몸체(211,221) 중 일측의 제 1,2평행 몸체(211,221)의 외면은 상기 제 1,2터널(110,120)의 내부 벽면 측을 바라보도록 위치되고 타측의 제 1,2평행 몸체(211,221)의 외면은 상기 제 1,2터널(110,120)의 내부 영역(111,121) 측을 바라보도록 위치된다.
따라서, 상기 제 1,2지지 프레임들(210,220)의 연결 몸체(212,222)에 형성된 슬릿홀들(213,223)은 서로 그 위치가 일치될 수 있다.
상기 제 1,2지지 프레임들(210,220) 각각은 하기에 기술될 인장력 지지 수단(400)에 의하여 서로 연결되어 고정될 수 있다.
도 7은 본 발명에 따르는 압축력 지지 수단을 보여주는 사시도이다. 도 8은 본 발명에 따르는 인장력 지지 수단을 보여주는 사시도이다.
한편, 본 발명은 상기 제 1지지프레임들(210)과 상기 제 2지지 프레임들(220)은 상기 제 1,2터널(110,120) 각각의 내부 벽면 측에서 상기 중앙 경계 영역(CA)을 통하여 상기 제 1,2지지 프레임들(210,220) 각각의 그 길이 방향을 따르는 다수의 위치에서의 외측면에 압축력을 가하여 상기 제 1,2지지 프레임들(210,220)을 압축 지지하는 압축력 지지 수단(300)을 갖는다.
상기 압축력 지지 수단(300)의 구성을 도 5 내지 도 7을 참조 하여 설명하도록 한다.
상기 압축력 지지 수단(300)은 상기 제 1터널(110)과 제 2터널(120)에 각각 배치되는 제 1지지 프레임들(210)과 제 2지지프레임들(220)의 외면에 밀착되도록 설치되며 그 중앙에 압축홀(310a)이 형성되는 밀착 프레임들(310)과, 상기 중앙 경계 영역(CA)을 관통하여 상기 제 1터널(110)과 제 2터널(120)의 내부 벽면측에서 상기 밀착 프레임들(310)을 서로 잡아 당기어 상기 지지 프레임들(200)을 서로 압축 고정하는 압축력 지지 부재(320)를 구비한다.
여기서, 상기 밀착 프레임(310)의 양단에는 상기 지지 프레임(200)의 한 쌍의 평행 몸체(211,221) 중 어느 하나의 평행 몸체를 그립할 수 있는 그립퍼(311)가 마련된다.
그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 압축력 지지 부재(320)는 상기 제 1터널(110)에 밀착 프레임(310)의 압축홀(310a)에 삽입되어 중앙 경계 영역(CA)에 형성되는 홀(160)을 통하여 제 2터널(120)의 내부로 관통되고, 봉 형상의 일단에는 걸림 머리(321a)가 형성되고, 타단에는 수나선(321b)이 형성된 압축력 지지대(321)와, 상기 압축력 지지대(321)에 삽입되어 상기 걸림 머리(321a)에 지지되는 압축 스프링(322)과, 상기 수나선(321b)에 결합되도록 그 내주면에 암나선(323a)이 형성된 결합 너트(323)와, 상기 결합 너트(323)의 외주면에 결합되는 고무링(324)으로 구성된다.
따라서, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1터널(110)측의 밀착 프레임(310)의 양측단 내측면은 한 쌍의 제 1지지 프레임(210)의 외면에 접촉된다. 상세하게는 제 1터널(110)의 제 1내부 영역(111)을 바라보는 제 1연결 몸체(212)의 외면과 접촉된다.
이에 더하여, 상기 밀착 프레임(310)의 그립퍼(311)는 상기 제 1연결 몸체(212)의 양단부를 에워싸 고정할 수 있다.
또한, 제 2 터널(120)측의 밀착 프레임(310)의 양측단 내측면은 한 쌍의 제 2지지 프레임(220)의 외면에 접촉된다. 상세하게는 제 2터널(120)의 제 2내부 영역(121)을 바라보는 제 2연결 몸체(222)의 외면과 접촉된다.
이에 더하여, 상기 밀착 프레임(310)의 그립퍼(311)는 상기 제 2연결 몸체(222)의 양단부를 에워싸 고정할 수 있다.
그리고, 상기 제 1터널(110)과 제 2터널(120) 측의 밀착 프레임들(310)은 압축력 지지 부재(320)에 의하여 서로 당기어지어 제 1지지 프레임(110)과 제 2지지 프레임(120)을 서로 고정할 수 있다.
즉, 압축력 지지대(321)는 그 일단이 상기 제 1터널(110) 측 밀착 프레임(310)의 압축홀(310a)에 끼워지고, 중앙 경계 영역(CA)을 관통하고 제 2터널(120) 측의 밀착 프레임(310)의 압축홀(310a)을 관통한다.
이때, 상기 압축력 지지대(321)의 걸림 머리(321a)는 상기 제 1터널(110) 측의 밀착 프레임(310)의 압축홀(310a) 주위 영역에 걸릴 수 있다.
또한, 상기 걸림 머리(321a)와 상기 밀착 프레임(310)의 압축홀(310a) 주위 영역 사이에는 압축 스프링(322)이 개재된다.
이어, 상기 제 2터널(120) 측의 밀착 프레임(310)의 압축홀(310a)을 관통한 압축력 지지대(321)의 일단에는 고무링(324)이 끼워진다.
그리고, 상기 고무링(324)을 관통한 압축력 지지대(321)의 일단은 결합 너트(323)와 체결된다. 즉, 상기 결합 너트(323)의 암나선(323a)은 상기 압축력 지지대(321)의 일단에 형성된 수나선(321a)과 스크루 체결된다.
따라서, 상기 제 2터널(120) 측에 위치되는 상기 결합 너트(323)를 일방향으 로 회전시킴에 따라서, 상기 제 1터널(110) 측과 제 2터널(120) 측에 위치되는 밀착 프레임들(310)은 서로 당기어 질 수 있다.
이에 따라, 밀착 프레임(310)의 양단 내측면에 면접촉되는 제 1,2터널(110,120)측에 위치되는 제 1지지 프레임(210)과 제 2지지 프레임(220)은 중앙 경계 영역(CA)을 경계로 서로 당기어져 조여질 수 있다.
한편, 상기와 같은 제 1터널(110) 측의 제 1지지 프레임들(210)과, 제 2터널(120) 측의 제 2지지 프레임들(220)은 본 발명에 따르는 인장력 지지 수단(400)에 의하여 서로 연결되어 고정될 수 있다.
즉, 제 1터널(110) 측에 있어서, 제 1지지 프레임(210)은 서로 이웃하는 다른 제 1지지 프레임(210)을 인장력 지지 수단(400)을 통하여 정면에서 투영시 지그 재그 방식으로 서로 일체의 연결 구조로 결합될 수 있다.
또한, 제 2터널(120) 측에 있어서, 제 2지지 프레임(220)은 서로 이웃하는 다른 제 2지지 프레임(220)을 인장력 지지 수단(400)을 통하여 정면에서 투영시 지그 재그 방식으로 서로 일체의 연결 구조로 결합될 수 있다.
상기 인장력 지지 수단(400)의 구성은 다음과 같다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 인장력 지지 수단(400)은 일단에 걸림 머리(410a)가 형성되고 타단에 수나선(410b)이 형성되는 일정 길이의 인장력 지지대(410)와, 상기 인장력 지지대(410)의 타단에 수나선(410b)과 체결되는 암나선(420a)을 갖는 결합 너트(420)로 구성된다.
따라서, 상기 인장력 지지대(410)는 제 1지지 프레임들(210)의 제 1연결 몸 체(212)에 형성된 슬릿홀(213)을 관통하여 다수개의 제 1지지 프레임들(210)을 서로 연결할 수 있다.
이때, 일측에 배치되는 제 1지지 프레임(210)의 슬릿홀(213)의 주변 영역에는 상기 인장력 지지대(410)의 걸림 머리(410a)가 걸릴 수 있다.
그리고, 타측에 배치되는 제 1지지 프레임(210)의 슬릿홀(213)을 관통하는 인장력 지지대(410)의 일단은 결합 너트(420)와 스크루 체결될 수 있다.
따라서, 상기 결합 너트(420)를 일방향으로 회전시킴에 따라 상기 제 1지지 프레임들(210)은 서로 연결되어 고정될 수 있다.
또한, 제 2터널(120) 측에 배치되는 제 2지지 프레임들(220) 역시, 상기와 같은 방식으로 인장력 지지 수단(400)에 의하여 서로 연결되어 고정될 수 있다.
도 9는 본 발명에 따르는 인장력 지지대와 격자 지보가 서로 체결된 것을 보여주는 단면도이다.
또 한편, 도 9를 참조 하면, 상기 제 1터널(110)과 제 2터널(120) 각각은 그 길이 방향을 따라 일정 간격을 이루고, 그 내부 벽면을 따라 설치되는 다수의 지지 부재(130)를 구비한다.
또한, 상기 지지 부재(130)에는 그 길이 방향을 따라 일정 간격을 이루어 상기 지지 부재(130)를 지지하도록 체결되는 다수개의 격자 지보들(140)이 설치된다.
또한, 상기 격자 지보(140)와 상기 인장력 지지대(410)는 체결 수단(150)에 의하여 서로 체결된다. 이에 더하여, 상기 격자 지보(140)와 상기 지지 부재(130)와 상기 인장력 지지대(410)는 상기 체결 수단(150)에 의하여 한 번에 체결되어 고 정될 수 있다.
상기 체결 수단(150)은 상기 격자 지보(140)와 상기 지지 부재(130)와 상기 인장력 지지대(410)를 묶을 수 있는 철끈일 수 도 있다.
또 한편, 제 1터널(110)을 굴착 이후에, 제 2터널(120)의 굴착 작업을 계속 시행하는 경우에, 제 1,2지지 프레임들(210,220)은 압축력 지지 수단(300)과 인장력 지지 수단(400)에 의하여 지지되고, 이에 따라, 제 1,2터널(110,120)의 중앙 경계 영역(CA)은 지지된다.
또한, 제 1 터널(110)과 제 2터널(120)의 숏크리트의 면에 접촉된 상태로 결합되는 고무판(미도시)은 터널의 시공시 발생되는 진동이나 충격을 일차적으로 흡수하여 제 1,2터널(110,120)의 내부벽면에 미치는 영향을 최소화한다.
그리고, 압축력 지지 수단(300)의 압축력 지지대(321)에 끼워진 압축 스프링(322)은 고무판을 지나 전달되는 진동이나 충격을 이차적으로 흡수하여 터널로의 전달을 방지하고, 이에 따라, 제 1,2터널(110,120)을 안정적으로 지지할 수 있다.
이와 아울러, 압축력 지지 수단(300)은 제 1,2터널(110,120)의 중앙 경계 영역(CA)의 토사가 거동하게 되는 것을 지지하며, 제 1,2터널(110,120)의 길이 방향을 따라 발생되는 거동은 인장력 지지 수단(400)에 의해 지지되어 간단한 구조를 이용하여 제 1,2터널(110,120)의 시공을 안전하게 시행할 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 중앙 지지 유닛은 근접 병설 터널뿐만 아니라 1아치 터널의 양측 내부 벽면을 지지하도록 설치 시공할 수도 있다.
또 한편, 도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명에 따르는 밀착 프레임(310) 의 양단 내측면과 그립퍼(311)의 내측면에는 일정의 거칠기가 형성되고, 상기 밀착 프레임(310)과 접촉되는 제 1,2지지 프레임(210,220)의 평행 몸체(211,221)의 외면에도 일정의 거칠기가 형성될 수 있다.
이에 따라, 밀착 프레임(310)과 지지 프레임들(200)간의 결합력은 증가되고, 밀착 프레임(310)이 지지 프레임(200)의 외면에서 상방 또는 하방으로의 유동이 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 중앙 지지 유닛이 설치되어 시공된 근접 병설 터널을 보여주는 부분 사시도이다.
도 2는 본 발명의 중앙 지지 유닛이 설치되어 시공된 근접 병설 터널을 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 중앙 지지 유닛을 보여주는 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 중앙 지지 유닛을 보여주는 분해 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 선 Ⅰ-Ⅰ'를 따르는 단면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 선 Ⅱ-Ⅱ'를 따르는 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따르는 압축력 지지 수단을 보여주는 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따르는 인장력 지지 수단을 보여주는 사시도이다.
도 9는 본 발명에 따르는 인장력 지지대와 격자 지보가 서로 체결된 것을 보여주는 단면도이다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
100 : 터널 110 : 제 1터널
120 : 제 2터널 CA : 중앙 경계 영역
200 : 지지 프레임 210 : 제 1지지 프레임
220 : 제 2지지 프레임 300 : 압축력 지지 수단
310 : 밀착 프레임 311 : 그립퍼
320 : 압축력 지지 부재 321 : 압축력 지지대
322 : 압축 스프링 323 : 결합 너트
324 : 고무링 400 : 인장력 지지 수단
410 : 인장력 지지대 420 : 결합 너트

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  3. 설치 영역에서 서로 나란한 내부 영역을 이루고, 중앙 경계 영역을 경계로 일정 간격을 이루어 형성되는 한 쌍의 터널; 상기 한 쌍의 터널 각각의 내부 벽면에 설치되되, 상기 터널의 내부 벽면을 따라 벤딩되고, 상기 내부 벽면을 따라 일정 간격을 이루어 세워져 설치되는 다수개의 지지 프레임들; 상기 한 쌍의 터널의 내부 벽면 측에서 상기 중앙 경계 영역을 통하여 상기 지지 프레임들 각각의 그 길이 방향을 따르는 다수의 위치에서의 외측면에 압축력을 가하여 상기 다수개의 지지 프레임들을 압축 지지하는 압축력 지지 수단; 및 상기 한 쌍의 터널에 배치된 상기 지지 프레임들을 서로 연결하는 인장력 지지 수단을 포함하고, 상기 지지 프레임은 일정 길이를 갖고 서로 평행하도록 이루어지는 한 쌍의 평행 몸체와, 상기 평행 몸체들의 사이에 위치되어 일정 길이를 갖고 상기 한 쌍의 평행 몸체의 중앙부를 서로 연결하는 연결 몸체로 이루어지되, 상기 한 쌍의 평행 몸체 중 일측의 평행 몸체의 외면은 상기 터널의 내부 벽면측을 바라보도록 위치되고 타측의 평행 몸체의 외면은 상기 터널의 내부 영역측을 바라보도록 위치되는 근접 병설 터널의 중앙 지지 유닛에 있어서,
    상기 연결 몸체는 그 길이 방향을 따라 다수개의 슬릿홀 들이 일정 간격으로 형성되어 인장력 지지수단이 삽입 고정되고,
    상기 압축력 지지 수단은 상기 한 쌍의 터널에 각각 배치되는 지지 프레임들의 외면에 밀착되도록 설치되며 그 중앙에 압축홀이 형성되는 밀착 프레임들과, 상기 중앙 경계 영역을 관통하여 상기 한 쌍의 터널의 내부 벽면측에서 상기 밀착 프레임들을 서로 잡아 당기어 상기 지지 프레임들을 서로 압축 고정하는 압축력 지지 부재들을 구비하되,
    상기 밀착 프레임의 양단에는 상기 한 쌍의 평행 몸체 중 어느 하나의 평행 몸체를 그립할 수 있는 그립퍼가 마련되고, 상기 압축력 지지 부재는 상기 한 쌍의 터널 중 일측의 터널에 설치되는 밀착 프레임의 압축홀에 삽입되어 타측의 터널의 내부로 관통되고, 봉 형상의 일단에는 걸림머리가 형성되고, 타단에는 수나선이 형성된 압축력 지지대와, 상기 압축력 지지대에 삽입되어 상기 걸림 머리에 지지되는 압축 스프링과, 상기 수나선에 결합되도록 그 내주면에 암나선이 형성된 결합너트와, 상기 결합 너트의 외주면에 결합되는 고무링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 근접 병설 터널의 중앙 지지 유닛.
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