KR100890666B1 - 강판 터널벽면 구조체 및 이를 이용한 터널 시공방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 터널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 숏크리트가 타설된 터널벽면상에 라이닝 콘크리트를 타설하지 않고 터널과 같은 아치형 형상의 곡률을 가지도록 강판을 이용해 벽면을 구성하며 이에 따라 암반의 굴착량 및 굴착부의 폭을 줄여 시공시 원가를 절감하고, 별도의 방수막 시공을 하지 않아도 강판에 의해 터널 내부로 물이 침투하지 않도록 구성된 강판 터널벽면 구조체 및 이를 이용한 터널 시공방법에 관한 것이다.
본 발명은, 숏크리트층에 시공되는 다수개의 고정앙카와, 상기 고정앙카에 고정되고 아치형의 터널 곡률을 가지는 터널형 프레임과, 상기 터널형 프레임에 설치되어 터널벽면을 형성하는 강판으로 강판 터널벽면 구조체를 형성한다. 그리고, 천공 및 굴착단계, 숏크리트 타설단계, 배수공 및 인버트 단계, 강판 터널벽면 설치단계를 거쳐 터널 내에 강판 터널벽면 구조체가 이루어진다.
강판 터널벽면, 강판, 라이닝, 터널, 벽체, 방수.
Description
본 발명은 터널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 숏크리트가 타설된 터널벽면상에 라이닝 콘크리트를 타설하지 않고 터널과 같은 아치형 형상의 곡률을 가지도록 강판을 이용해 벽면을 구성하며 이에 따라 암반의 굴착량 및 굴착부의 폭을 줄여 시공시 원가를 절감하고, 별도의 방수막 시공을 하지 않아도 강판에 의해 터널 내부로 물이 침투하지 않도록 구성된 강판 터널벽면 구조체 및 이를 이용한 터널 시공방법에 관한 것이다.
국토의 약 70%가 산지로 이루어진 국내의 지형특성상 도로, 철도의 건설에 있어 터널의 건설은 필수적이며 앞으로도 터널시공은 꾸준히 이어질 전망이다. 따라서, 초기 건설비용뿐만 아니라 향후 예상되는 유지관리비용을 고려하여 경제적이고 시공성이 뛰어나며, 구조적 안전성을 보장하는 터널 시공방법의 개발은 해결해야할 당면 과제이다.
종래의 터널 시공방법으로는, 재래식 공법(ASSM 공법, American Steel Support Method), NATM 공법, TBM(Tunnel Boring Machine) 공법, 침매(沈埋) 공법 등이 사용되고 있으며, ASSM 공법은 철재 지보공(Steel Rib)과 콘크리트 라이닝(Lining)을 지보재로 사용하여 터널 내벽을 지지한다.
이에 비하여, NATM 공법은 터널을 굴진하면서 암반에 숏크리트(Shotcrete)를 타설하고 락볼트(Rock Bolt)를 이용하여 조이는 공법으로서, 암반이 주요한 지보재이고 숏크리트와 락볼트를 이용하여 터널 내벽을 지지한다. 즉, NATM 공법은 원암반에 숏크리트를 실시하여 원암반의 이완을 방지하고 지지력을 증대시켜 최소의 지보재(숏크리트, 락볼트)를 사용하여 터널 시공을 할 수 있다. 이러한 NATM 공법은 현재 국내에서 가장 보편화되어 있고 시공 경험도 풍부하며 기술이 많이 축적되어 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 터널 시공방법을 보여주는 블럭도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 터널 시공방법에 의한 터널을 보여주는 종단면도이다. 이를 참조하여 종래 기술에 따른 터널벽면 구도체 및 터널 시공방법을 살펴보면 다음과 같다.
종래 터널 시공방법은 천공 및 굴착 단계(110), 숏크리트 타설 단계(120), 방수막 시공단계(130), 배수공 및 인버트 단계(140), 라이닝 콘크리트 타설 단계(150), 타일 등의 내장재 시공 및 마무리 작업 단계(160)로 이루어진다.
터널(100)을 형성하고자 하는 위치에 천공 및 굴착하여 터널의 형상을 만들고, 숏크리트를 타설해 숏크리트층(101, 104, 107)을 형성한 다음, 터널내로 침투되는 물을 방지하기 위해 방수시트(141) 등을 이용하여 배수로와 연결된 방수막 시공을 하고, 터널내의 바닥면(인버트, 109)을 형성하기 위해 콘크리트를 타설한다. 그리고, 라이닝 콘크리트(151)를 타설하여 터널벽면을 형성하고, 상기 터널벽면에 타일 등을 이용해 표면 내장재를 시공하고 마무리하여 터널을 형성하게 된다.
이때, 상기 터널을 시공함에 있어서, 상기 터널내 암반의 구조, 강도 및 터널의 크기에 따라 콘크리트 터널벽면을 형성하기 위해 형강 등의 지보를 설치하는 지보 구조를 가지거나, 지보가 설치되지 않는 무지보 구조를 가지는데, 상기 무지보 구조에서는 숏크리트 타설 단계(120)에서 형성되는 숏크리트층은 1차 숏크리트(101)를 타설하고 최종 숏크리트로 2차 숏크리트(104)를 타설하여 형성되며, 지보구조에서는 필요에 따라 최종 숏크리트층으로 3차 숏크리트층(107)을 포함하여 암반에 대한 지지력을 향상시킨다.
이러한 공법으로 만들어진 터널(100)은 도 2에 도시된다. 도 2를 참조하면, 종래의 터널(100)에 구성되는 터널벽면 구조체는 터널이 형성되는 위치의 암반(106), 상기 암반(106)에 뿌려져 타설되는 1차 숏크리트층(실링층)(101), 상기 실링층 위로 설치된 지보(103) 및 강섬유 또는 와이어 메쉬(102), 그리고 이에 타설되는 2차 숏크리트층(104), 상기 1,2 차 숏크리트층을 관통하여 암반(106) 까지 시공되어 연결되는 락볼트(105), 상기 락볼트(105)를 마감하고 필요에 따라 와이어 메쉬를 포함하여 타설되는 최종 숏크리트(107)층, 상기 최종 숏크리트층(107) 표면에 설치된 방수막(141), 상기 방수막 표면에 슬라이딩 폼 등을 이용해 타설되는 라이닝 콘크리트층(151), 터널벽면의 표면마감재로 부착되는 마감 타일(161)로 구성된다.
그리고, 터널의 바닥, 즉 인버트(107)에는 도로, 철로, 인도 등이 형성되며, 배수로, 전기 배선로 등이 추가로 구성된다.
그러나, 이와 같이 구성되는 터널벽면을 가지는 종래의 터널(100)은, 암반의 강도에 따라 다수회의 숏크리트를 타설하고 이에 더하여 슬라이딩 폼 등을 이용한 라이닝 콘크리트를 타설하기 때문에 콘크리트가 중복되어 타설된다.
또한, 라이닝 콘크리트를 타설할 때 방수막(141)등으로 구성된 방수층이 쉽게 파손되어 암반으로부터 터널 내측으로 쉽게 누수가 이루어진다. 더불어, 마무리 단계에서 상기 콘크리트로 형성된 터널 내벽을 보기 좋게 마무리하기 위해 타일(161) 시공 등의 별도의 마감 공정을 필요로 한다.
더불어, 라이닝 콘크리트(151)를 타설·양생하는 과정에 따라 터널을 형성하기 때문에 인력이 많이 필요하고, 방수막 시트와 타일 등의 자재 또한 많이 사용되며, 이로 인한 시공비의 증가와 공사기간이 장기화되는 문제점이 항상 발생하였다.
본 발명은 전술한 문제점들을 해결하고자 안출된 것으로, 굴착된 터널의 굴착면에 숏크리트층을 타설하고 상기 숏크리트층과 일정 간격 이격되도록, 고정앙카와 터널형 프레임 및 찬넬을 이용하여 강판을 설치한 강판 터널벽면 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상기 강판 터널벽면 구조체를 이용하여 종래의 라이닝 콘크리트 타설단계와 방수막 시공단계를 없애 공기를 단축한 터널 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 강판 터널벽면 구조체는, 터널의 벽면을 형성하는 구조체에 있어서 상기 터널의 숏크리트층과 빈공간을 가지며 이격되게 설치되고, 상기 터널의 아치형상 곡률을 가지도록 다수개의 강판을 연결하여 터널벽면을 구성하되; 상기 터널의 굴착면에 숏크리트를 다수회 타설하고 와이어메쉬를 포함하여 형성된 숏크리트층과, 상기 숏크리트층에 박혀 터널 내측으로 돌출되게 형성되는 다수개의 고정앙카와, 상기 고정앙카의 단부와 결합부재에 의해 고정되고 터널의 아치형상을 가지는 다수개의 터널형 프레임과, 터널의 길이방향으로 오목부와 볼록부가 연속적으로 형성된 판형상으로, 상기 터널형 프레임의 터널 내측부분과 결합부재에 의해 다수개가 연결되어 아치형상의 곡률을 가지면서 터널벽면을 이루는 강판을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 터널형 프레임은 터널의 길이방향으로 일정간격을 가지고 설치되고, 상기 강판은 상기 터널형 프레임과 프레임을 연결하면서 강판의 오목부와 이웃하는 강판의 오목부가 터널의 종방향으로 연결되어, 상기 오목부를 따라 암반을 침투한 지하수 등의 물이 흘러 처리되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 터널형 프레임의 터널 내측부분과 결합부재에 의해 일측이 연결되고, 상기 강판의 외측과 결합부재에 의해 타측이 연결되어, 상기 강판이 매끄러운 아치형상을 가지면서 연결되도록 터널형 프레임과의 간격을 조정하는 간격조정용 찬넬을 더 포함하여 구성된다.
또한, 상기 숏크리트층은 와이어메쉬를 포함하여 타설된다.
그리고, 상기 터널형 프레임은, I-빔 또는 H-빔 형상으로 다수개의 단위 프레임을 이음부재와 용접을 통해 연결하여 터널의 아치형상을 가진다.
한편, 상기 강판은, 연속적으로 형성된 오목부 및 볼록부와, 장공이 형성된 이음부를 포함하여 구성되어, 터널의 곡률을 가지면서 절곡된 판형상인 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 강판은, 이웃하는 강판과의 연결구조에 있어서 일측의 강판 이음부에는 장공을 형성하고, 타측의 이웃하는 강판의 이음부에는 원형공을 형성하여 결합부재에 의한 결합력을 공고히하며, 상기 강판의 이음부와 이웃하는 강판의 이음부 사이에 고무등의 방수패킹을 더 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 터널의 양측 하단부는, 일측에 숏크리트층과 터널형 프레임 사이의 공간과 연결되는 배수로 연결부와; 강판의 외측을 따라 흐르는 물이 상기 배 수로 연결부로 이동될 수 있도록 상기 배수로 연결부와 단턱을 가지고 형성되며, 상기 터널형 프레임, 찬넬, 강판의 하단부과 결합용 앙카 등에 의해 고정되어 이를 지지하는 베이스찬넬이 상부에 설치된 측부 콘크리트로 구성된다.
이때, 상기 베이스찬넬과 측부 콘크리트 사이에 고무 등의 방수패킹을 더 포함하여 구성된다.
한편, 상기 강판 터널벽면 구조체를 이용하여 암반을 굴착하고 터널을 시공하는 터널 시공방법은, 상기 터널이 위치되는 암반을 굴착하는 천공 및 굴착단계와; 상기 굴착면을 안정화시키기 위해 숏크리트를 다수회 타설하고 락볼트 및 와이어메쉬를 포함하여 숏크리트층을 형성하는 숏크리트 타설단계와; 상기 터널의 배수로와 바닥면을 형성하는 배수공 및 인버트 단계와; 상기 숏크리트층과 간격을 가지고 고정앙카와 터널형 프레임을 이용하여 강판을 터널의 아치형상으로 연결하여 터널벽면을 형성하는 강판 터널벽면 설치단계를 포함하여 이루어진다.
그리고, 상기 강판 터널벽면 설치단계는, 숏크리트층에 다수개의 고정앙카를 터널 내측으로 돌출되게 설치하는 고정앙카 설치과정과; 상기 고정앙카의 단부와 고정되고 터널의 아치형상을 가지는 다수개의 프레임을 터널의 길이방향으로 간격을 가지고 설치하는 터널형 프레임 설치과정과; 상기 터널형 프레임의 터널 내측부분과 강판을 연결하여 터널벽면을 형성하되, 상기 강판은 터널의 길이방향으로 오목부와 볼록부가 연속적으로 형성된 판형상으로 상기 터널형 프레임의 터널 내측부분과 결합부재에 의해 다수개가 연결되어 아치형상의 곡률을 가지면서 터널벽면을 이루고, 상기 터널형 프레임과 프레임을 연결하면서 강판의 오목부와 이웃하는 강 판의 오목부가 터널의 종방향으로 연결되어 상기 오목부를 따라 암반을 침투한 지하수 등의 물이 흘러 처리될 수 있도록 설치하는 강판 설치과정을 포함하여 이루어진다.
또한, 필요에 따라 상기 터널형 프레임 설치과정과 강판 설치과정 사이에, 상기 터널형 프레임의 터널 내측부분과 결합부재에 의해 일측이 연결되고, 상기 강판의 외측과 결합부재에 의해 타측이 연결되어, 상기 강판이 매끄러운 아치형상을 가지면서 연결되도록 터널형 프레임과의 간격을 조정하는 찬넬을 설치하는 간격 조정용 찬넬 설치과정을 더 포함하여 이루어진다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 방수막 시공단계와, 타일을 이용한 마무리 단계, 그리고 라이닝 콘크리트를 타설하는 단계가 없기 때문에 작업시간 및 공사비가 대폭적으로 절감되며, 약 30㎝ 정도의 라이닝 콘크리트를 이용한 터널벽면 대신 두께가 얇은 강판 터널벽면의 설치로 터널 굴착 단면이 감소하는 효과가 있다.
또한, 터널벽면이 표면처리된 강판으로 형성되기 때문에 별도의 마감 타일을 이용한 마무리 작업이 필요하지 않으며, 표면마감재로 인한 조도증가로 터널 내 전력 소모를 줄일 수 있는 효과가 있다.
그리고, 강판 터널벽면 구조체에 의해 터널내의 청소 및 유지관리가 용이하며, 숏크리트층이나 터널벽면의 변이시 차후 필요에 따라 콘크리트를 보강할 수 있는 효과가 있다.
더불어, 터널의 확장이나 보수작업시 콘크리트에 의한 폐기물 발생이 없어 친환경적이며, 보수시 교체된 기존 강판은 다른 곳에 재활용 가능하여 자원을 최대한 활용할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 강판 터널벽면 구조체는, 숏크리트층에 시공되는 다수개의 고정앙카와, 상기 고정앙카에 고정되고 아치형의 터널 곡률을 가지는 터널형 프레임과, 상기 터널형 프레임에 설치되어 터널벽면을 형성하는 강판으로 구성된다.
그리고, 상기 강판 터널벽면 구조체를 이용한 터널 시공방법은, 천공 및 굴착단계, 숏크리트 타설단계, 배수공 및 인버트 단계, 강판 터널벽면 설치단계를 거쳐 터널을 시공하게 된다.
이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 강판 터널벽면 구조체와 이를 이용한 터널 시공방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 강판 터널벽면 구조체를 보여주는 터널의 개략적인 종단면도이고, 도 4(a)(b)는 본 발명의 실시예에 따른 강판 터널벽면 구조체를 보여주는 개략적인 확대 단면도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 강판 터널벽면 구조체(1)는, 상기 터널의 숏크리트층과 빈공간을 가지며 이격되게 설치되고 상기 터널의 아치형상 곡률을 가지도록 다수개의 강판을 연결하여 터널벽면을 구성하되, 암반 굴착면에 형성된 최종 숏크리트층(2)의 표면을 관통하는 고정앙카(10)와, 상기 고정앙카(10)에 고정되 는 아치형의 터널형 프레임(20)과, 상기 터널형 프레임(20)에 고정되어 터널벽면을 형성하는 강판(30)으로 구성된다.
또한, 필요에 따라 상기 강판(30)이 아치형의 터널벽면을 형성할 수 있도록 상기 터널형 프레임(20)과 강판(30) 사이에 간격 조정을 위한 찬넬(미도시.)를 포함하여 구성된다.
이에 따라 상기 강판 터널벽면 구조체(1)는, 상기 터널벽면을 구성하는 강판(30)이 고정앙카(10), 터널형 프레임(20) 및 찬넬(미도시.)에 의해 최종 숏크리트층(2)과 일정 간격의 빈공간(A)을 가지면서 위치되고, 상기 강판(30)의 외측면을 따라 암반을 침투한 물이 흐를 수 있도록 구성되기 때문에 터널을 시공함에 있어서 별도의 방수막 처리를 하지 않아도 된다. 또한, 터널벽면이 강판(30)을 이용하여 구성되기 때문에 별도의 라이닝 콘크리트를 타설하지 않는다. 이에 따라 전체 터널을 시공하는 공기는 짧아진다.
보다 상세하게, 상기 강판 터널벽면 구조체(1)를 살펴보면, 먼저 상기 숏크리트층은 천공 및 굴착에 의한 암반의 이완을 방지하여 암반이 터널 내부로 붕괴되는 것을 방지하는 것으로, 1차 숏크리트층(sealing, 실링)을 타설하고 필요에 따라, 즉 터널을 시공하는 공법과 암반의 단단함에 따라 굴착면상에 다수회 타설되어 숏크리트층을 형성한다.
그리고, 상기 숏크리트층을 관통하여 암반의 지지력을 보강하기 위해 락볼트(104)를 설치한 다음 최종 숏크리트(2)를 뿌려 숏크리트층을 보강하게 된다. 이때, 암반의 강도와 터널의 크기에 따라 지보를 형성하고 최종 숏크리트층(2)은 아 치형의 터널 형상을 가진다.
한편, 본 발명에 있어서, 상기 최종 숏크리트층(2)을 형성하기 전에 와이어메쉬(W)를 더 설치하여 숏크리트층의 암반 지지력을 증대, 즉 숏크리트층과 암반의 탈락 및 크랙을 방지한다. 이때, 상기 와이어메쉬(W)는 강재를 그물형상으로 엮어 숏크리트 타설이 용이하게 하는데, 바람직하게는 종래에 사용되는 것보다 두터운 철근을 사용하여 와이어메쉬를 구성하며 이는 기존의 라이닝 콘크리트 속의 철근을 대용하는 강도를 갖는 규격을 가진다.
그리고, 상기 타설되는 숏크리트층이 터널벽면을 형성하는 강판(30)과 터널형 프레임(20), 찬넬(미도시.)을 충분히 지지할 수 있는 두께로 설치된다.
그리고, 상기 최종 숏크리트층(2)에 박혀 고정되는 고정앙카(10)를 설치한다. 이때, 상기 고정앙카(10)는 필요에 따라 최종 숏크리트 및 실링층을 관통하여 암반(106)까지 연결될 수 있으며, 이를 설치하기 위해 숏크리트(2)에 의해 평탄하게 된 터널 내벽에 고정앙카(10)를 삽입할 구멍을 천공한다.
이어서, 상기 구멍에 정착제를 채운 후 고정앙카(10)를 삽입하는데, 상기 고정앙카 정착제는 레진 또는 시멘트 모르타르 등이 사용될 수 있으며 바람직하게는 화학 반응에 의해 경화가 용이한 레진이 사용된다.
이에 따라, 상기 고정앙카(10)는 숏크리트층(2)과 함께 작용하여 암반에 구속을 주어 구조체의 내구력을 증가시키면서, 이어지는 터널형 프레임(20)이 변형되거나 뒤틀림없이 정위치로 위치될 수 있게 한다.
한편, 상기 고정앙카(10)는 상기 프레임(20)이 일정한 간격을 가지고 터널 내벽(최종 콘크리트 표면)에 설치될 수 있도록 상기 터널의 내부 아치 형상을 따라 간격을 가지고 다수개가 설치된다.
그리고, 상기 터널형 프레임(20)은 터널의 종단면 형상인 아치 형상과 동일한 '∩'형상을 가지도록 곡률을 가지고 절곡되게 형성된 것으로, 종래의 I-형 또는 H-형 프레임을 터널의 아치, 즉 원호 형상과 동일하게 절곡시켜 형성한다.
이때, 상기 터널형 프레임(20)은 최종 숏크리트층(2)이 형성하는 표면상에 간격을 가지고 설치된 고정앙카(10)와 결합부재에 의해 고정되어 설치되며, 상기 터널형 프레임(20)은 터널의 길이방향으로 일정 간격을 가지고 다수개가 설치되는데, 상기 고정앙카(10)와 결합부재에 의해 설치되어 터널의 내부 골격구조를 가진다.
그리고, 상기 터널형 프레임(20)의 외측에 결합부재를 이용하여 다수개의 강판(30)이 이웃하는 강판(30)과 연결되게 설치되어 터널벽면을 형성하게 된다.
이때, 상기 강판(30)은 암반을 통과해 터널내로 누수되는 수분에 의한 부식을 방지하기 위하여 스텐레스 또는 아연도강판으로 제작되며, 표면에는 필요에 따라 터널내 조명의 무반사를 위한 거친표면을 형성하기 위해 샌딩작업을 하거나, 광택표면을 위한 도금작업이 이루어진다.
한편, 상기 강판(30)은 터널벽면을 형성하기 위해 터널형 프레임(20)과 결합부재에 의해 결합되어 일체화되고, 다수개의 고정앙카(10)와 상기 터널형 프레임에 의해 상기 최종 숏크리트층(2)과는 일정 간격을 가지고 빈 공간(A)을 형성하면서 설치된다.
그리고, 상기 강판(30)은 오목부와 볼록부가 연속적으로 형성된 판형상으로, 터널의 종방향으로 상기 오목부가 이웃하는 강판의 오목부와 연결되어 골을 형성하는데, 암반을 통과하여 침투된 물은 상기 강판(30)의 골을 따라 아래로 흐르게 되고, 인버트(40)에 설치되는 배수로(미도시.) 등에 의해 처리된다. 이에 따라, 터널 내부로 물의 침투를 방지하기 위한 방수시트등을 이용한 별도의 방수 처리과정은 필요하지 않다.
도 4(a)를 참조하여, 강판 터널벽면 구조체(1)의 일 실시예를 보다 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 최종 숏크리트층(2)에 고정앙카(10)를 설치하고, 상기 고정앙카(10)를 설치하기 위해 천공한 구멍에는 레진(11)과 같은 정착제를 채워 경화시킴으로써 상기 고정앙카(10)가 숏크리트층에 단단히 고정되게 한다.
그리고, 상기 고정앙카(10)는 숏크리트층(2) 표면상에 돌출되어 간격(a)을 가지면서 위치되는데, 이때, 상기 고정앙카(10)의 단부에 터널형 프레임(20)이 결합부재(50)에 의해 일체형으로 고정된다. 또한, 상기 고정앙카(10)는 필요에 따라 숏크리트층을 관통하고 암반까지 연결될 수 있다.
바람직하게, 상기 고정앙카(10)에 제1 너트(51)와 제2 너트(52)가 체결되어 터널형 프레임(20)을 상기 앙카(10)에 고정시키는데, 필요에 따라 체결부위에 용접을 포함하여 상기 고정앙카(10)과 터널형 프레임(20)이 단단히 고정되게 한다.
한편, 상기 터널형 프레임(20)은 터널의 종단면과 동일한 '∩'형상, 즉 아치형을 가지는 H-빔 형강으로, 프레임 일단의 지주날개(21)가 결합부재(50)에 의해 고정앙카(10)에 고정된다. 그리고, 상기 터널형 프레임(20)의 타단의 지주날개(22)에 터널의 벽면을 형성하는 강판(30)이 고정된다.
이때, 상기 터널벽면을 형성하는 강판(30)은 이웃하는 강판(30a)과 강판(30b)이 결합부재(50)에 의해 연속적으로 연결되어 아치형의 터널 벽면을 형성할 수 있는 곡률을 가지는 것으로, 상기 터널형 프레임(20)의 하부 지주날개(22)에 상부로 돌출된 위치로 놓이는 강판(30a)의 이음부(31)가 위치되고 그 하부로 이웃하는 강판(30b)의 돌출된 이음부(32)가 맞물려 위치되고, 결합부재(50)에 의해 상기 강판(30a, 30b)의 이음부(31)와 이음부(32)가 서로 결합되면서 터형 프레임(20)의 지주날개(22)에 일체형으로 고정된다.
바람직하게, 상기 강판(30a)의 이음부(31)와 이웃하는 강판(30b)의 이음부(32) 사이에는 암반을 통과하여 침투된 물이 상기 이음부(31)와 이음부(32) 사이을 통과하여 터널 내부로 침투되는 것을 방지할 수 있도록 고무 등을 이용한 방수패킹(54)이 설치된다. 이와 같은 상기 방수패킹(54)에 의해 암반을 통과하여 터널측으로 침투되는 물은 벽면을 형성하는 강판(30)을 통과하여 터널 내부로는 유입되지 않는다.
이때, 상기 벽면측으로 유입된 물은 터널의 종방향으로 골을 형성하는 상기 강판(30)의 오목부(미도시)를 통과해 하부로 흘러 처리되는데, 이는 하기에 상세히 기술하기로 한다.
이어서, 상기 강판(30)이 터널의 벽면을 형성함에 있어서, 라이닝 콘크리트에 의한 일반적인 터널벽면과 같이 아치형의 매끄러운 터널벽면을 형성하기 위해서 는 이웃하는 강판(30a, 30b)과 아치형을 그리는 동일 선상으로 연결되어야 한다.
그러나, 숏크리트층(2)이 형성된 터널의 내부 벽면은 숏크리트를 뿌려서 층을 형성하기 때문에 표면이 일정하지 못하고, 이에 따라 상기 숏크리트층에 설치된 고정앙카(10) 또한 상기 숏크리트층에 박힌 단부가 이웃하는 고정앙카(10)와 동일한 높이를 가지면서 형성되기 어렵다. 그리고, 상기 고정앙카(10)와 체결되어 고정되는 터널형 프레임(20) 또한 이웃하는 터널형 프레임(20)과 간격을 가지고 위치하기 때문에 터널벽면을 형성하는 강판(30)은 이웃하는 강판과 연결되어 매끄러운 아치형의 벽면을 형성하지 못하는 구간이 발생할 수 있다.
이러한 상기 강판(30)의 연결구조는 터널형 프레임(20)이 고정되는 고정앙카(10)의 제1, 2 너트(51, 52)를 조절함으로써 조절하게 된다.
한편, 도 4(b)를 참조하면, 터널벽면을 형성하는 강판(30a)이 안정적으로 고정되면서 매끄러운 아치형의 곡률을 가질 수 있도록, 상기 터널형 프레임(20)의 외측 지주날개(22)와 강판(30) 사이에 간격조정용 찬넬(60)이 더 포함되어 구성된다.
이때, 상기 찬넬(60)은 "ㄷ"자형 또는 "C"자형 형강으로 볼트, 너트 등의 결합부재(50)를 이용하여 강판(30a)과 이웃하는 다른 강판(30b)을 연결하므로써 이들을 일체형으로 고정시킨다.
그리고, 상기 강판(30a)의 이음부(31)와 이웃하는 강판(30b)의 이음부(32) 사이에는 방수를 위한 고무재질의 방수패킹(54)이 설치된다.
이에 따라, 상기 강판(30)이 연결되어 형성하는 터널벽면은 매끄러운 아치형의 벽면을 형성하게 되고, 터널형 프레임(20)과 찬넬(60) 및 고정앙카(10)에 의해 숏크리트층(2)과 일정 간격을 가지면서 설치된다.
도 5는 본 발명에 따른 강판 터널벽면 구조체의 터널형 프레임을 보여주는 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 강판 터널벽면 구조체의 강판의 일부를 보여주는 사시도이며, 도 7은 본 발명에 따른 강판 터널벽면 구조체의 강판 연결구조를 보여주는 개략적인 부분 사시도이다.
도 5를 참조하면, 도시한 바와 같이 본 발명의 강판 터널벽면 구조체에 따라 강판을 지지하는 터널형 프레임(20)은 형성되는 터널의 종단면과 동일한 "∩"구조의 아치형 형상을 가진다.
그리고, 상기 터널형 프레임(20)은 단일 I-빔 또는 H-빔 형강으로 구성되는데, 필요에 따라 상기 터널형 프레임(20)은 직선의 벽면을 형성하는 부분, 곡률을 가지는 천정을 형성하는 부분 등 다수개의 프레임 조각으로 구분되고 상기 프레임 조작들은 이음부재(21)에 의해 연결되어 단일 터널형 프레임(20)을 구성한다.
이때, 상기 이음부재(21)는 프레임 조각이 일체로 연결될 수 있도록 별도의 고정구를 이용하거나 용접에 의해 연결된다.
이와 같이, 아치형의 터널 형상을 가지며 숏크리트층과 고정앙카에 의해 간격(도4a, a)을 가지고 설치되는 터널형 프레임(20)은 터널의 길이방향으로 간격(B)을 가지고 설치됨으로써 강판(30)을 연결하여 지지하게 된다.
한편, 도 6을 참조하면, 상기 터널벽면을 이루는 강판(30)은 연속적으로 형성된 오목부 및 볼록부와, 장공이 형성된 이음부로 구성되는데, 보다 상세하게 오목부(34)와 볼록부(35)가 터널의 횡방향 즉, 길이방향(C)으로 연속적이게 형성된 판형상으로, 상기 오목부(34)는 이웃하는 강판(30)의 오목부와 연결되어 터널의 종방향(D)으로 골을 형성한다.
이때, 연결되는 상기 오목부(34)를 따라 암반을 통과하여 침투된 물은 상기 강판(30)의 하부로 흘러내려가게 되고 인버트(미도시)에 형성된 배수로 등을 통해 처리된다. 이를 위해, 상기 강판(30)의 표면은 방수처리가 된 스텐레스 또는 아연도강판이 사용된다.
그리고, 상기 강판(30)의 오목부와 볼록부가 연속적으로 형성되어 이루는 단면은, 터널의 크기와 형태에 따라 마름모 형태, 큰 파형을 가지는 형태, 작은 파형을 가지는 형태, 일부 평면을 포함한 형태 등 다양한 모양으로 제작가능하다.
한편, 강판 터널벽면 구조체가 설치되는 터널의 내부는 항상 습윤상태를 유지한다. 따라서, 자재의 부식을 방지하고 반영구적인 사용을 위해 사용되는 모든 자재는 방수처리가 되거나 부식되지 않는 스텐레스, 도금강 등이 사용된다.
이어서, 도 7을 참조하면, 상기 강판(30a)과 이웃하는 강판(30b)은 마주보며 위치하는 이음부(31)와 이음부(32)에 볼트 및 너트를 포함한 결합부재(50)를 체결하여 고정하므로써 연속적으로 연결된다.
상기 강판(30)은 일정한 규격의 원호를 가지게 형성되어 터널내에 설치되었을 때 자연스럽게 터널 내부의 아치형 원호 형태와 대응되는 형상을 가지기 위한 것으로, 상기 단위 강판(30)은 일정한 크기와 일정하게 굽어진 원호형상을 가지되, 상기 터널 내부에 설치된 고정앙카(10)와 터널형 프레임(20)에 서로 연결조립설치되기 위하여 상기 단위 강판(30)에는 이음부(31, 32)가 형성된다.
바람직하게, 상기 이음부(31, 32)는 강판(30)을 형성하는 오목부와 볼록부 중 볼록부 부분이며, 상기 이음부에는 일정한 크기의 장공(31a)을 다수개 설치하여 이웃하는 단위 강판(30)의 이음부의 장공과 서로 만나게 한 후 상기 연결된 장공과 장공을 관통하는 볼트 등의 결합부재(50)에 의해 서로 연결되도록 구성된다.
한편, 상기 강판(30a)과 강판(30b)을 연결하는 이음부(31, 32)는, 바람직하게 단일 강판(30a)의 이음부(31)에는 장공(31a)을 형성하고, 이웃하는 다른 강판(30b)의 이음부(32)에는 결합부재(50)과 관통할 수 있는 크기의 원형공(32a)을 형성한다. 이에 따라, 강판(30a)과 강판(30b)의 연결 위치를 조정한 후 결합부재(50)의 결합이 용이하고 결합시 강판이 움직여 이탈되는 것을 방지한다.
또한, 상기 겹쳐지는 강판(30a)의 이음부(31)와 이웃하는 강판(30b)의 이음부(32) 사이에는 일체형으로 연결되어 터널벽면을 형성하는 강판(30)의 오목부를 타고 흐르는 빗물이 터널 내부로 흘러들지 않도록 고무 등의 방수패킹(54)을 포함하여 구성되며, 상기 볼트 등의 결합부재(50)는 필요에 따라 용접처리되어 결합력을 공고히 한다.
도 8은 본 발명에 따른 강판 터널벽면이 형성된 터널 시공방법에 따라 설치된 강판 터널벽면의 인버트부를 보여주는 단면도이다.
도시한 바와 같이, 터널을 형성하기 위해 강판 터널벽면 구조체(1)는 숏크리트층(2)과 일정한 간격(b)을 가지고 고정앙카(10)를 설치한 다음, 상기 고정앙카(10)에 터널형 프레임(20) 및 찬넬(60)을 고정하고, 강판(30)을 연속적으로 아치형의 형상을 가지면서 연결시켜 터널벽면을 형성하도록 구성된다.
이때, 터널의 양측 하단부는, 일측에 숏크리트층과 터널형 프레임 사이의 공간과 연결되는 배수로 연결부(43)와, 강판의 외측을 따라 흐르는 물이 상기 배수로 연결부(43)로 이동될 수 있도록 상기 배수로 연결부와 단턱을 가지고 형성되며 상기 프레임, 찬넬, 강판의 하단부와 결합용 앙카 등에 의해 고정되어 이를 지지하는 베이스 찬넬이 상부에 설치된 측부 콘크리트(42)로 구성된다.
이와 같이, 강판 터널벽면 구조체(1)는 인버트(40)를 형성하는 측부 콘크리트(42)에 연결되도록 구성된다.
이때, 상기 인버트(40)에는 공동구(41) 및 배수구(미도시)가 형성된 곳으로, 상기 측부 콘크리트(42)는 최종 숏크리트층(2)과 일정 간격(b) 간격을 가지고 형성되는 배수로 연결부(43)가 형성된다. 이때, 상기 배수로 연결부(43)는 상기 강판 터널벽면 구조체(1)가 고정앙카(10)에 의해 최종 숏크리트(2) 사이에 형성되는 빈공간(A)과 연통되어 있으며, 강판(30)의 오목부를 따라 하측으로 이동되는 침투된 지하수 등의 물은 상기 배수로 연결부(43)로 이동되어 배수구(미도시)를 통해 외부로 배출 처리된다.
그리고, 상기 강판 터널벽면 구조체(1)는 상기 측부 콘크리트(42)와 사이에 베이스 찬넬(60a)을 설치하고, 상기 베이스 찬넬(60a) 위에 터널형 프레임(20)과 간격조정용 찬넬(60) 및 벽면을 형성하는 강판(30)의 단부가 위치하게 된다. 이때, 상기 베이스 찬넬(60a)과 터널형 프레임(20)은 결합용 앙카(45)에 의해 일체형으로 고정되고 상기 결합용 앙카(45)는 인버트(40)의 측부 콘크리트(43)에 고정되어 터널벽면 구조체(1)가 이탈되지 않도록 하다.
그리고, 상기 베이스 찬넬(60a)은 강판을 따라 흐른 물이 터널 내부로 침투되지 않도록 방수처리가 된 방수강판이다. 상기 베이스 찬넬(60a)은 바람직하게 "ㄴ"자 형상을 가지는 형강으로 수직으로 세워지는 부분이 터널의 강판(30)과 접하도록 위치된다.
한편, 상기 베이스 찬넬(60a)과 측부 콘크리트(42) 사이에는 방진패킹(54a)이 설치되는데, 상기 방진패킹(54a)은 터널 내부에서 발생하는 진동을 흡수하여 강판 터널벽면 구조체(1)의 안정성을 확보하고 방수효과가 있어 물이 터널 내부로 침투하는 것을 방지한다.
그리고, 상기 터널형 프레임(20)은 터널의 길이방향으로 이웃하는 터널형 프레임과 일정 간격을 가지고 설치되는바, 상기 강판(30)의 오목부를 타고 하부로 떨어지는 지하수 등의 물은 상기 터널형 프레임(20)과 터널형 프레임 사이를 통과하여 인버트(40)의 배수로 연결부(43)로 모이게 되고 연통되는 배수구(미도시)를 통해 외부로 배출 처리된다.
한편, 상기 터널형 프레임(20)과 이웃하는 터널형 프레임에는 설치된 강판상에 소정 크기의 확인창(미도시.)을 설치할 수 있게 구성되면, 상기 확인창을 통해 설치된 강판 터널벽면 구조체의 설치상태 및 유지보수 필요성을 파악할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 강판 터널벽면 구조체를 이용한 터널 시공방법을 보여주는 블럭도이고, 도 10은 도 9에 따른 강판 터널벽면 설치단계를 보여주는 블럭도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 강판 터널벽면 구조체를 이용한 터널 시 공방법은, 크게 천공 및 굴착단계(S1)와, 숏크리트 타설단계(S2), 배수공 및 인버트 단계(S3), 강판 터널벽면 설치단계(S4)로 이루어진다.
도 4(a)(b) 및 도 9, 도 10을 참조하면, 상기에 기술한 바와 같이 상기 터널벽면을 형성하는 강판(30)은 고정앙카(10)와 터널형 프레임(20) 및 필요에 따라 찬넬(60)을 이용하여 상기 숏크리트가 타설된 최종 숏크리트층(2)과 일정 간격 이격되게 설치되는 구조를 가지도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
먼저, 상기 천공 및 굴착단계(S1)는, 터널을 시공하고자 하는 장소의 암반을 점보 드릴 등의 굴착기를 이용하여 구멍을 뚫고 폭약을 구멍 내에 설치한 후 발파하는 공법이 주로 이용되나, 복수의 디스크 커터를 전면에 장착한 커터 헤드를 회전시켜 암반을 파쇄, 굴삭하는 공법(TBM 공법)이 결합되어 이용될 수 있다. 그리고, 천공 및 굴착에 의한 암반의 부스러기는 적재 장비로 덤프 트럭에 실어 외부로 반출한다.
이어서, 상기 숏크리트 타설단계(S2)는, 천공 및 굴착이 이루어진 암반의 굴착면에 숏크리트를 타설하여 숏크리트층을 형성한다. 이때, 상기 숏크리트(Shotcrete, 뿜기 콘크리트)는 압축 공기에 의해 시공 면에 뿜어진다.
숏크리트 시공은 터널의 단면 크기 등의 특성에 따라 건식법 또는 습식법이 사용될 수 있으며, 전체 숏크리트층의 두께는 10 내지 30cm로 지지 암반의 강도에 따라 변화할 수 있다. 이에 따라, 숏크리트층은 천공 및 굴착에 의한 암반의 이완을 방지하여, 암반이 터널 내부로 붕괴하는 것을 방지한다.
이와 같은 숏크리트 타설단계(S2)상에서 터널을 시공하는 공법에 따라 1차 또는 2차 숏크리트를 타설한 후 락볼트(Rock Bolt)(도 3, 105)를 시공하고, 최종 숏크리트를 타설하여 굴착된 암반에 숏크리트층을 형성하게 된다.
보다 상세하게, 굴착되는 암반의 강도, 즉 지지력에 따라 지보가 사용되는 지보구간인지 지보가 사용되지 않아도 되는 무지보구간인지를 판별하게 되고, 무지보구간일 경우 1차 숏크리트를 타설하고 와이어메쉬를 설치한 다음 락볼트를 시공하고 최종 숏크리트를 타설하여 숏크리트층을 형성한다.
그리고, 지보구간일 경우, 1차 숏크리트 타설, 지보설치, 2차 숏크리트 타설, 와이어메쉬 설치, 락볼트 시공, 최종 숏크리트 타설의 순서에 따라 시공되어 숏크리트층을 형성한다.
한편, 본 발명에서는 최종 숏크리트를 타설하기 전에 와이어메쉬(W)를 설치하여 숏크리트층의 암반 지지력을 증대시킨다. 이때, 상기 와이어메쉬(W)는 두터운 철근 강재를 그물형상으로 엮어 숏크리트 타설이 용이하게 하며, 기존의 라이닝 콘크리트 속의 철근을 대용하는 강도를 갖는 규격을 가진다. 그리고, 상기 와이어메쉬(W)는 타설되는 숏크리트층이 터널벽면을 형성하는 강판(30)과 터널형 프레임(20), 찬넬(미도시.)을 충분히 지지할 수 있는 두께를 가진다.
이어서, 상기 배수공 및 인버트 단계(S3)는, 콘크리트를 이용하여 도로 등이 형성되는 터널의 바닥면을 형성하는 단계로, 강판 터널벽면 구조체(1)가 설치될 수 있도록 양측 하부에 콘크리트를 타설한다. 이때, 침투된 지하수 등이 처리될 수 있도록 배수로 및 공동구가 설치된다.
그리고, 강판 터널벽면 설치단계(S4)에서는, 상기 숏크리트층에 고정앙카와, 터널형 프레임, 찬넬을 이용하여 강판을 터널의 아치형상으로 설치한다.
이때, 상기 강판(30)은 일정한 규격의 원호, 즉 아치형의 곡률을 가지도록 형성되어 터널내에 설치되었을 때 자연스럽게 터널 내부의 아치형 형태와 대응되는 형상을 가진다. 이러한 터널벽면을 형성하기 위해 상기 강판(30)은 다수개의 강판이 이음부에 결합부재를 통해 연결된다.
보다 상세하게, 상기 강판 터널벽면 설치단계(S4)는, 최종 숏크리트층에 다수개의 고정앙카(10)를 터널 내측으로 돌출되게 설치하는 고정앙카 설치과정(S41)과, 상기 고정앙카의 터널 내측부분과 결합부재에 의해 고정되고 터널의 종단면과 동일한 아치형상을 가지는 다수개의 프레임을 터널의 길이방향으로 간격을 가지고 설치하는 터널형 프레임 설치과정(S42)과, 상기 터널형 프레임의 터널 내측부분과 강판을 연결하여 터널벽면을 형성하되, 상기 강판은 터널의 길이방향으로 오목부와 볼록부가 연속적으로 형성된 판형상으로 상기 터널형 프레임의 터널 내측부분과 결합부재에 의해 다수개가 연결되어 아치형상의 곡률을 가지면서 터널벽면을 이루고, 상기 터널형 프레임과 프레임을 연결하면서 강판의 오목부와 이웃하는 강판의 오목부가 터널의 종방향으로 연결되어 상기 오목부를 따라 암반을 침투한 지하수 등의 물이 흘러 처리될 수 있도록 설치하는 강판 설치과정(S44)으로 이루어진다.
이때, 상기 터널형 프레임은 아치형의 단일 프레임이거나 필요에 따라 다수개의 프레임 조각을 연결하여 아치형상을 이룬다.
한편, 상기 강판이 매끄러운 터널의 아치형상을 가지면서 터널의 길이방향으로 설치될 수 있도록, 필요에 따라 상기 터널형 프레임과 강판 사이에 간격조정을 위한 찬넬을 설치하는 간격 조정용 찬넬 설치과정(S43)이 더 포함되어 이루어진다.
이때, 상기 간격 조정용 찬넬 설치과정은, 상기 터널형 프레임 설치과정과 강판 설치과정 사이에 이루어지고, 상기 터널형 프레임의 터널 내측부분과 결합부재에 의해 일측이 연결되고, 상기 강판의 외측과 결합부재에 의해 타측이 연결되어, 상기 강판이 매끄러운 아치형상을 가지면서 연결되도록 터널형 프레임과의 간격을 조정하는 찬넬을 설치한다.
이상에서 설명한 본 발명은 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 종래 기술에 따른 터널 시공방법을 보여주는 블럭도.
도 2는 종래 기술에 따라 시공된 터널을 보여주는 종단면도.
도 3은 본 발명에 따른 강판 터널벽면 구조체를 보여주는 터널의 개략적인 종단면도.
도 4(a)(b)는 본 발명의 실시예에 따른 강판 터널벽면 구조체를 보여주는 개략적인 확대 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 강판 터널벽면 구조체의 터널형 프레임을 보여주는 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 강판 터널벽면 구조체의 강판의 일부를 보여주는 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 강판 터널벽면 구조체의 강판 연결구조를 보여주는 개략적인 부분 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 강판 터널벽면 구조체의 하단부를 보여주는 확대 단면도.
도 9는 본 발명에 따른 강판 터널벽면 구조체를 이용한 터널 시공방법을 보여주는 블럭도.
도 10은 도 9에 따른 강판 터널벽면 설치단계를 보여주는 블럭도.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
1 : 강판 터널벽면 구조체 2 : 최종 숏크리트층
10 : 고정앙카 20 : 터널형 프레임
30 : 강판 31, 32 : 이음부
31a : 장공 32a : 원형공
34 : 오목부 35 : 볼록부
40 : 인버트 50 : 결합부재
60 : 찬넬 60a : 베이스 찬넬
Claims (12)
- 터널의 벽면을 형성하는 구조체에 있어서,상기 터널의 숏크리트층과 빈공간을 가지며 이격되게 설치되고, 상기 터널의 아치형상 곡률을 가지도록 다수개의 강판을 연결하여 터널벽면을 구성하되;상기 터널의 굴착면에 숏크리트를 다수회 타설하고 와이어메쉬를 포함하여 형성된 숏크리트층과,상기 숏크리트층에 박혀 터널 내측으로 돌출되게 형성되는 다수개의 고정앙카와,상기 고정앙카의 단부와 결합부재에 의해 고정되고 터널의 아치형상을 가지는 다수개의 터널형 프레임과;터널의 길이방향으로 오목부와 볼록부가 연속적으로 형성된 판형상으로, 상기 터널형 프레임의 터널 내측부분과 결합부재에 의해 다수개가 연결되어 아치형상의 곡률을 가지면서 터널벽면을 이루는 강판을 포함하여 구성되어;상기 터널형 프레임은 터널의 길이방향으로 일정간격을 가지고 설치되고, 상기 강판은 상기 터널형 프레임과 프레임을 연결하면서 강판의 오목부와 이웃하는 강판의 오목부가 터널의 종방향으로 연결되어, 상기 오목부를 따라 암반을 침투한 물이 흘러 처리되는 것을 특징으로 하고;상기 터널형 프레임의 터널 내측부분과 결합부재에 의해 일측이 연결되고, 상기 강판의 외측과 결합부재에 의해 타측이 연결되어, 상기 강판이 매끄러운 아치형상을 가지면서 연결되도록 터널형 프레임과 강판의 간격을 조정하는 간격조정용 찬넬을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 강판 터널벽면 구조체.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,상기 숏크리트층은, 최종 숏크리트를 타설하기 전에 두터운 철근을 엮어 형성된 와이어메쉬를 더 포함하여 타설되는 것을 특징으로 하는 강판 터널벽면 구조체.
- 제 1항에 있어서,상기 터널형 프레임은, I-빔 또는 H-빔 형상으로 다수개의 단위 프레임을 이음부재와 용접을 통해 연결하여 터널의 아치형상을 가지는 것을 특징으로 하는 강판 터널벽면 구조체.
- 제 1항에 있어서,상기 강판은, 연속적으로 형성된 오목부 및 볼록부와, 장공이 형성된 이음부를 포함하여 구성되어, 터널의 곡률을 가지면서 절곡된 판형상인 것을 특징으로 하는 강판 터널벽면 구조체.
- 제 5항에 있어서,상기 강판은, 이웃하는 강판과의 연결구조에 있어서 일측의 강판 이음부에는 장공을 형성하고, 타측의 이웃하는 강판의 이음부에는 원형공을 형성하여 결합부재에 의한 결합력을 공고히하며, 상기 강판의 이음부와 이웃하는 강판의 이음부 사이에 방수패킹을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 강판 터널벽면 구조체.
- 제 1항에 있어서,상기 터널의 양측 하단부는, 일측에 숏크리트층과 터널형 프레임 사이의 공간과 연결되는 배수로 연결부와,강판의 외측을 따라 흐르는 물이 상기 배수로 연결부로 이동될 수 있도록 상기 배수로 연결부와 단턱을 가지고 형성되며, 상기 터널형 프레임, 찬넬, 강판의 하단부과 결합용 앙카에 의해 고정되어 이를 지지하는 베이스찬넬이 상부에 설치된 측부 콘크리트로 구성되는 것을 특징으로 하는 강판 터널벽면 구조체.
- 제 7항에 있어서,상기 베이스찬넬과 측부 콘크리트 사이에는 방수 및 방진을 위한 방진패킹을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 강판 터널벽면 구조체.
- 암반을 굴착하여 터널을 시공하는 터널 시공방법에 있어서,상기 터널이 위치되는 암반을 굴착하는 천공 및 굴착단계와;상기 굴착면을 안정화시키기 위해 숏크리트를 다수회 타설하고 락볼트 및 와이어메쉬를 포함하여 숏크리트층을 형성하는 숏크리트 타설단계와;상기 터널의 배수로와 바닥면을 형성하는 배수공 및 인버트 단계와;상기 숏크리트층과 간격을 가지고 고정앙카와 터널형 프레임을 이용하여 강판을 터널의 아치형상으로 연결하여 터널벽면을 형성하는 강판 터널벽면 설치단계를 포함하여 이루어지되;상기 강판 터널벽면 설치단계는, 숏크리트층에 다수개의 고정앙카를 터널 내측으로 돌출되게 설치하는 고정앙카 설치과정과,상기 고정앙카의 터널 내측부분과 고정되고 터널의 아치형상을 가지는 다수개의 프레임을 터널의 길이방향으로 간격을 가지고 설치하는 터널형 프레임 설치과정과,상기 터널형 프레임의 터널 내측부분과 강판을 연결하여 터널벽면을 형성하되, 상기 강판은 터널의 길이방향으로 오목부와 볼록부가 연속적으로 형성된 판형상으로 상기 터널형 프레임의 터널 내측부분과 결합부재에 의해 다수개가 연결되어 아치형상의 곡률을 가지면서 터널벽면을 이루고, 상기 터널형 프레임과 프레임을 연결하면서 강판의 오목부와 이웃하는 강판의 오목부가 터널의 종방향으로 연결되어 상기 오목부를 따라 암반을 침투한 물이 흘러 처리될 수 있도록 설치하는 강판 설치과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 강판 터널벽면 구조체를 이용한 터널 시공방법.
- 제 9항에 있어서,상기 숏크리트 타설단계는, 최종 숏크리트가 타설되기 전에 두터운 철근을 엮어 형성된 와이어메쉬를 더 포함하여 타설하는 것을 특징으로 하는 강판 터널벽면 구조체를 이용한 터널 시공방법.
- 삭제
- 제 9항에 있어서,상기 터널형 프레임 설치과정과 강판 설치과정 사이에, 상기 터널형 프레임의 터널 내측부분과 결합부재에 의해 일측이 연결되고, 상기 강판의 외측과 결합부재에 의해 타측이 연결되어, 상기 강판이 매끄러운 아치형상을 가지면서 연결되도록 터널형 프레임과의 간격을 조정하는 찬넬을 설치하는 간격 조정용 찬넬 설치과정을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 강판 터널벽면 구조체를 이용한 터널 시공방법.
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