KR100875827B1

KR100875827B1 - 터널용 방수시트 사이의 동상방지용 단열장치

Info

Publication number: KR100875827B1
Application number: KR1020070033859A
Authority: KR
Inventors: 김대영
Original assignee: 현대건설주식회사
Priority date: 2007-04-05
Filing date: 2007-04-05
Publication date: 2008-12-24
Also published as: KR20080090703A

Abstract

본 발명은 단열수단을 구비하여 한랭지 또는 추운 날씨에서도 배수관의 동결을 방지할 수 있도록 한 터널용 방수시트 사이의 동상방지용 단열 구조를 제공하기 위한 것으로, 그 기술적 구성은, 터널의 쇼크리트 타설 면에 부직포와 방수시트가 고정 설치되어 방수층이 형성되고, 이 방수층에 라이닝 콘크리트가 타설되어 이루어지는 터널 구조에 있어서, 방수시트 및 라이닝 콘크리트의 사이에 적층되는 단열수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

터널, 배수관, 동결, 쇼크리트, 부직포, 방수시트, 방수층, 라이닝 콘크리트, 단열수단, 한랭지.

Description

터널용 방수시트 사이의 동상방지용 단열장치{INSULATION DEVICE TO PREVENT FROST HEAVE BETWEEN WATERPROOF SHEETS FOR TUNNEL}

도 1은 종래의 터널 누수방지 구조를 도시한 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 터널 누수방지 구조를 도시한 단면도,

도 3은 도 3 의 "A"부를 확대하여 도시한 확대단면도,

도 4는 본 발명에 따른 단열수단을 도시한 분해사시도이다.

** 도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

100 : 터널,

110 : 쇼크리트(Shotcrete),

112 : 록 볼트,

120 : 방수층,

122 : 부직포,

124 : 방수시트,

130 : 라이닝 콘크리트(Lining Concrete),

140 : 단열수단,

142 : 단열재(HIM : Heat Insulating Material),

144 : 접착수단,

145 : 이형지,

146 : 물 침투 방지재,

146a : 굽힘안내자국,

150 : 암반,

160 : 종배수관,

170 : 횡배수관,

180 : 배수수단.

본 발명은 터널용 방수시트 사이의 누수방지 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 단열수단을 구비하여 한랭지 또는 추운 날씨에서도 배수관의 동결방지 및 콘크리트 라이닝 배면의 지하수 결빙을 방지할 수 있도록 한 터널용 방수시트 사이의 동상방지용 단열장치에 관한 것이다.

일반적으로, 터널은 교통, 통수 등의 목적으로 산악, 지하 또는 수저 등에 홀을 형성한 갱도를 말하는 것으로, 주로, 도로 또는 철도 등의 건설시 경로를 확보하기 위해 건설된다.

이러한, 터널을 시공하는 방법으로 땅을 굴착하여 콘크리트로 구체를 형성하는 방법이 주로 사용되고 있다. 땅을 굴착하는 방법은 기계를 사용하여 굴착하거나 발파를 이용한 방법이 사용된다. 터널 공법으로는 지반이 가진 특성을 최대한 이용 하는 NATM(New Austrian Tunneling Method)공법이 개발되어 있다.

도 1 은, 종래의 터널 누수방지 구조를 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 터널의 시공 예정 부위에 굴착 또는 발파 작업을 통하여 기초터널을 형성하고, 쇼크리트(Shotcrete, 20)를 분사하여 시공한 후, 방수층(30)을 시공한 다음, 터널 내벽을 보호하는 라이닝 콘크리트(Lining Concret, 40)를 타설하는 방식으로 이루어진다. 이 과정에서, 방수층(30)은 쇼크리트(20) 시공면의 상부에 부직포를 고정 설치하고, 이 부직포의 상부에 방수시트를 적층함으로써 형성된다. 그리고, 쇼크리트(20)를 통과하여 내부로 유입된 물이 부직포를 따라 하부로 흘러내려 배수될 수 있도록 터널과 나란하게 설치된 종배수관(50) 및 터널의 내측방향으로 소정의 경사각을 가지고 구비된 횡배수관(60)을 통해 유입되어 배수수단(70)을 통해 배수되도록 이루어져 있다.

그러나, 종래의 터널의 방수구조에 의하면, 예를 들어, 외기의 온도가 -15℃ 이하일 경우, 터널(10) 내로 차가운 외기가 유입되면서 종배수관(50)과 횡배수관(60)의 내부온도가 영하로 떨어져 종배수관(50)과 횡배수관(60)의 결빙으로 배수 기능이 저하되어 지하수가 방수층(30)과 라이닝 콘크리트(20) 사이로 역류되고, 시공 이음부를 따라 상승되면서 고드름 등이 형성되고, 기온 상승시 융해되어 낙수현상이 발생하는 문제점이 있었다. 또한, 일평균 기온이 0℃ 이하의 온도가 300℃·day 이상인 동결지수를 갖는 한랭지인 경우 지반의 동결에 의한 라이닝 콘크리트(20)의 동상 가능성이 존재한다.

이러한, 문제점을 해결하기 위해 열유동 해석을 통한 소요 열량과 설치 위치 등을 산정함으로써 열풍기 및 시공이음부에 열선 등을 설치하여 기온이 급격히 저하될 때 가동되도록 하는 방안이 개시되어 있으나, 이러한 경우, 열풍기 및 열선 등의 별도의 동결방지수단을 구비 및 동결방지수단의 고장시 이를 수리 또는 교환해야 하는 데에도 막대한 예산 및 시간이 소요되는 문제점이 있었다.

또한, 한랭지 또는 추운 날씨에서 터널에 발생되는 물을 배수하는 배수관이 동결되어 배수효율이 저하되고, 이로 인해, 동결되지 않은 지하수의 수위가 상승함에 따라 라이닝 콘크리트에 수압이 설계한 값보다 크게 되어 라이닝 콘크리트에 균열 발생 및 터널이 붕괴되는 현상 또는 터널라이닝 배면의 지하수 동결에 의한 동상 발생으로 동상에 의한 팽창압이 라이닝 콘크리트에 작용하여 균열, 열화 등으로 터널이 붕괴되는 현상 등의 심각한 재해를 발생시킬 수도 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 단열재 등의 단열수단을 구비하여 고가의 열풍기 및 열선 등의 동결방지수단을 구비하지 않고도 한랭지 또는 추운 날씨에서도 배수관의 동결 및 터널 배면의 지하수 동결을 방지하여 배수효율을 극대화할 수 있을 뿐만 아니라 소요비용을 최대한 절감할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 한랭지 또는 추운 날씨에서도 배수관의 동결을 방지하여 원할하게 배수가 이루어지도록 함으로써 라이닝 콘크리트의 균열 발생을 방지하여 터널이 붕괴되는 등의 심각한 재해를 방지할 수 있도록 하는 것이다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 안출된 본 발명에 따른 터널용 방수시트 사이의 누수방지 구조에 의하면, 터널의 쇼크리트 타설 면에 부직포와 방수시트가 고정 설치되어 방수층이 형성되고, 이 방수층에 라이닝 콘크리트가 타설되어 이루어지는 터널용 방수층의 누수방지 구조에 있어서, 방수시트 및 라이닝 콘크리트의 사이에 적층되는 단열수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 단열수단은 외부로의 열손실이나 열의 유입을 방지하기 위한 단열재; 이 단열재의 일측면에 구비되는 접착수단; 단열재의 타측면에 구비되는 물 침투 방지재; 를 포함한다.

또한, 접착수단은 사용되기 전 이형지에 의해 점착면이 보호되도록 하는 것이 바람직하다.

아울러, 단열재는 폴리에틸렌 재질로 이루어진다.

그리고, 단열재의 두께는 5 ㎜ ~ 50 ㎜ 로 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 물 침투 방지재는 일면에 선택적으로 수평 및 수직으로 복수개의 굽힘안내자국이 형성되도록 한다. 이러한 물 침투 방지재는, 양면에 굽힘안내자국이 형성되어야 굴곡이 있는 쇼크리트 시공면 위에 부착된 방수시트 위에 잘 부착될 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면과 관련하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 터널 누수방지 구조를 도시한 단면도이고, 도 3은 도 3 의 "A"부를 확대하여 도시한 확대단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 단열수단을 도시한 분해사시도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 터널(100)의 쇼크리트(110) 타설 면에 부직포(122)와 방수시트(124)가 고정 설치되어 방수층(120)이 형성되고, 방수층(120)에 라이닝 콘크리트(130)가 타설되어 이루어지는 터널 라이닝에서 방수시트(124) 및 라이닝 콘크리트(130)의 사이에 적층되는 단열수단(140)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

먼저, 터널(100)의 시공 예정 부위에 굴착 기기를 이용하여 굴착을 행하거나, 암반(150) 등이 있는 경우는 화약 장전에 의한 발파 작업을 통하여 기초터널을 형성한다.

이와 같이, 형성된 기초터널의 굴착면은 굴곡이 심하여 후속 방수 작업을 하기에 부적합하므로, 기초터널의 굴착면을 안정시킴과 아울러 방수 바탕면을 평탄하게 만들기 위해 쇼크리트(110)를 분사하여 시공한다. 이 쇼크리트(110)는 암반굴착면에 삽입·고정되는 록 볼트(112) 등에 의해 암반(150)에 고정된다.

그리고, 기초터널 내부로 유입되는 지하수의 침투를 방지하기 위해 방수층(120)을 시공한 다음, 터널 내벽을 보호하는 콘크리트 보각 벽체인 라이닝 콘크리트(130)를 타설하는 방식으로 이루어진다.

즉, 터널(100)의 시공은, 발파 작업 → 쇼크리트 분사 시공 → 방수층 시공 → 라이닝 콘크리트 타설 과정을 통해 이루어지는 것이다.

이 과정에서, 방수층(120)은 쇼크리트(110) 시공면의 상부에 부직포(122)를 고정 설치하고, 이 부직포(122)의 상부에 비닐시트 등의 분리형 방수시트(124)를 적층함으로써 형성된다.

또한, 방수시트(124) 및 라이닝 콘크리트(130)의 사이에는 배수관의 동결을 방지하기 위해 적층되는 단열수단(140)이 구비된다.

이러한, 단열수단(140)은 외부로의 열손실이나 열의 유입을 방지하기 위한 단열재(HIM : Heat Insulating Material)(142)을 포함한다.

그리고, 단열재(142)의 타측면에 물 침투 방지재(146)를 구비하여 라이닝 콘크리트(130) 타설시 콘크리트에 포함된 수분이 단열재(142) 내부로 침투하여 단열효과가 저하되는 것을 방지하도록 한다. 이 물침투 방지재(146)는 일면 또는 양면에 선택적으로 수평 및 수직으로 복수개의 굽힘안내자국(146a)가 형성되도록 함으로써 적층되는 부위의 어느 곳에서도 원할하게 굽힘이 이루어질 수 있도록 하고, 이로 인해, 호형으로 시공되는 방수시트(124) 및 라이닝 콘크리트(130) 사이에서 용이하게 적층될 수 있어 작업효율을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 단열재(142)의 일측면에 접착제 등의 접착수단(144)을 구비하여 단열재(142)가 방수시트(124) 측으로 접착될 수 있도록 한다. 이러한, 접착수단(144)은 사용되기 전 이형지(145)에 의해 점착면이 보호되도록 하고, 단열수단(140)의 시공시 이형지(145)를 떼어내어 방수시트(124) 측에 접착될 수 있도록 한다.

아울러, 단열재(142)는 폴리에틸렌(Polyethylene) 재질로 이루어지도록 하고, 그 두께(T)는 5 ㎜ ~ 50 ㎜ 로 형성하는 것이 적절하다.

즉, 지반으로부터 쇼크리트(110)를 침투한 물은 부직포(122)를 침투하거나 방수 시트(124)에 의해 차단되며, 부직포(122)를 따라 흘러내린 물이 종배수관(160)을 통하여 소정의 경사각을 가지고 구비된 횡배수관(170)을 통과하여 배수 수단(180)을 통해 외부로 배수된다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어 명백할 것이다.

상기와 같은 본 발명에 따른 터널용 방수시트 사이의 누수방지 구조에 의하면, 단열재 등의 단열수단을 구비하여 고가의 열풍기 및 열선 등의 동결방지수단을 구비하지 않고도 한랭지 또는 추운 날씨에서도 터널 라이닝 배면의 지하수 동결 및 배수관의 동결을 방지하여 배수효율을 극대화할 수 있을 뿐만 아니라 소요비용을 최대한 절감할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 다른 효과는, 한랭지 또는 추운 날씨에서도 터널 배면의 지하수 동결을 방지하여 터널 라이닝 동상을 방지하며, 배수관의 동결을 방지하여 원할하게 배수가 이루어지도록 함으로써 라이닝 콘크리트의 균열 발생을 방지하여 터널이 붕괴되는 등의 심각한 재해를 방지할 수 있는 것이다.

Claims

터널(100)의 쇼크리트(110) 타설 면에 부직포(122)와 방수시트(124)가 고정 설치되어 방수층(120)이 형성되고, 상기 방수층(120)에 라이닝 콘크리트(130)가 타설되어 이루어지는 터널 구조에 있어서,

상기 방수시트(124) 및 라이닝 콘크리트(130)의 사이에 적층되는 단열수단(140)으로 외부로의 열손실이나 열의 유입을 방지하기 위한 단열재(142);

상기 단열재(142)의 일측면에 구비되는 접착수단(144); 및

상기 단열재(142)의 타측면에 구비되는 일면에 수평 및 수직으로 복수개의 굽힘안내자국(146a)이 형성된 물 침투 방지재(146)를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널용 방수시트 사이의 동상방지용 단열장치.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 접착수단(144)은 사용되기 전 이형지(145)에 의해 점착면이 보호되도록 하는 것을 특징으로 하는 터널용 방수시트 사이의 동상방지용 단열장치.
제 1 항에 있어서,

상기 단열재(142)는 폴리에틸렌 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 터널용 방수시트 사이의 동상방지용 단열장치.
제 1 항에 있어서,

상기 단열재(142)의 두께(T)는 5 ㎜ ~ 50 ㎜ 인 것을 특징으로 하는 터널용 방수시트 사이의 동상방지용 단열장치.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 물 침투 방지재(146)의 양면에 상기 굽힘안내자국(146a)이 형성되는 것을 특징으로 하는 터널용 방수시트 사이의 동상방지용 단열장치.