KR100912897B1 - 터널 시공용 슬라이딩 조립식 라이닝 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주로 수로 상에 설치되는 터널 시공용 슬라이딩 조립식 라이닝에 관한 것으로서, 둘레부의 전체에 걸쳐 힘살(32)을 다수개 형성하고 상기 힘살(32)에 보강재(14)를 추가로 결합하도록 구성되는 파형패널(12)의 좌우 양끝부에 끼움돌기(22)를 형성하여, 상기 끼움돌기(22)를 터널 내측에서 가이드홈(31)을 가지도록 구비되는 한 쌍의 고정부(11)에 슬라이딩시켜 결합하도록 구성함으로써, 상기 파형패널(12)의 강도 향상으로 인해 자체 두께 및 무게를 감소시켜 취급이 용이하며, 터널 내측에 설치가 매우 용이함은 물론, 중간벽체부(18)와 견고한 결합이 되어 라이닝 구조의 안정성을 향상시킬 수 있도록 하는 터널 시공용 슬라이딩 조립식 라이닝에 관한 것이다.

복합패널, 바닥강판, 비개착식 터널, 굴착 터널

Description

터널 시공용 슬라이딩 조립식 라이닝{Lining structure for tunnel construction}

본 발명은 터널 시공용 조립식 라이닝에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수로용 터널 등의 시공에서 라이닝 역할을 하는 파형패널의 무게를 줄임과 동시에 높은 강도를 확보할 수 있도록 함은 물론, 터널 내부에 보다 용이하게 설치되어질 수 있도록 하는 결합구조를 제공토록 하여, 터널 시공 시 라이닝 설치에 소요되는 시간과 비용을 대폭 감소시킬 수 있도록 하는 특징이 있는 터널 시공용 조립식 라이닝에 관한 것이다.

일반적으로 비개착식 터널의 시공에서는 터널을 굴착하여 그 내벽에 숏크리트층을 형성하여 지보재의 역할을 하도록 하고, 상기 숏크리트층의 내측으로 일정 간격이 이격되도록 라이닝을 설치하고 상기 숏크리트층과 라이닝 사이의 이격된 공간에 콘크리트를 타설하여 중간벽체를 형성하도록 함으로서 터널 내부 마감을 하도록 함과 동시에 주지보재의 역할을 하도록 시공이 이루어지고 있다.

이러한 비개착식 터널의 시공에 의하면 터널 지반 안정화를 위한 지보재 형성의 복잡한 공정이 따르게 되어 터널 시공의 시간과 비용을 상승시키게 되는 문제점으로 작용하고 있었으며, 특히 터널 내측에 설치되는 라이닝 구조체는 터널의 면적에 준하는 거대한 크기와, 중간벽체 형성에 필요한 강조의 확보를 위해 그 무게의 가중이 불가피하여 설치작업을 곤란하게 하였으며, 설치와 탈형 및 해체의 과정에서 제 2, 3차의 지보재 또는 강재동바리 설치작업이 따르게 되어 터널의 전체 시공에 소요되는 시간과 비용을 증가시키게 되는 문제점으로 작용하였다.

이러한 일반적인 터널 시공의 문제점을 일부 해결하여 터널의 시공성을 향상시키고자 개발된 기술들이 다수 문헌에 기재되어 있다.

예컨대, 국내공개특허 2003-0096697호 ‘곡면 파형패널을 이용한 터널라이닝 구조체 및 그 시공방법’의 기술에서는 파형 형상을 지닌 곡면 파형패널의 골과 마루의 길이방향이 원주방향으로 향하도록 서로 겹쳐지게 배열하면서 그 겹쳐지는 부분을 볼트로 삽입하여 결합하도록 구성하여, 라이닝 설치를 용이하게 할 수 있도록 하는 기술이 게시되어 있고, 국내등록특허 10-0605561의 ‘조립식 터널 라이닝 블록 조립 구조’의 기술에서는 양측면에 끼움홈이 형성되는 라이닝 블록의 측면이 중앙의 결속앵커에 의해 상호 접촉하여 상기 끼움홈에 삽입되어 고정되도록 구성하여 손쉽게 라이닝 블록을 설치할 수 있도록 하는 기술이 게시되어 있으며, 국내등록특허 10-0605559호 ‘콘크리트 판넬을 이용한 조립식 터널 라이닝 조립구조’와, 국내등록특허 10-0605560호 ‘앵커봉을 이용한 조립식 터널의 라이닝 조립구조’의 기술에서는 다수개의 콘크리트판넬을 결합수단에 의해 결합하여 라이닝 설치의 시 공을 간편화 시키도록 하는 기술이 게시되어 있다.

상기한 종래의 기술들에서는 다수의 강판 판넬을 볼트 또는 앵커 등의 결합수단으로 결합시키도록 구성함으로서 상부의 높은 위치의 작업을 위한 작업용 동바리의 설치 및 해체가 불가피하게 되고, 볼트 또는 앵커 체결에 많은 시간이 소요되어 터널시공을 오히려 지연시키게 되며, 결합수단을 통한 라이닝의 결합으로 중간벽체부 및 터널 구조의 지보제로서의 충분한 강도를 얻기 어려운 문제점이 있었을 뿐만 아니라, 터널 방수의 기능이 취약하여 중간벽체부의 누수 발생 시에는 라이닝을 통해 터널 내부로 물이 유입될 가능성을 가지고 있다.

또한 국내등록특허 10-0605559호 ‘콘크리트 판넬을 이용한 조립식 터널 라이닝 조립구조’와, 국내등록특허 10-0605560호 ‘앵커봉을 이용한 조립식 터널의 라이닝 조립구조’의 기술에서는 콘크리트를 미리 양생하여 제조한 콘크리트 판넬을 굴착된 터널 내부에 결합시키도록 함으로써, 각각의 시공조건에 따른 터널 크기별로 콘크리트 판넬을 적용하기 위한 제조상의 어려움이 따르게 되어 산업상의 적용에 적합하지 못하고, 터널 내부와 라이닝 및 콘크리트 판넬의 각 결합 구조간의 정확성을 확보하기 어려워 터널의 구조적인 안정성과 라이닝의 결합성을 떨어뜨리게 되는 등의 문제점이 있다.

이에, 본 발명에서는 상기한 종래 기술들의 문제점을 해결하기 위하여 안출해낸 것으로써, 터널의 좌우 양측의 하부에 한 쌍이 설치되어 길이방향으로 파형패널의 양끝부를 삽입하여 슬라이딩 결합할 수 있도록 가이드홈을 형성하는 고정부와, 상기 한 쌍의 고정부에 양 끝단을 길이방향으로 슬라이딩 시켜 결합할 수 있도록 하부에 각각 끼움돌기를 형성하는 파형패널로 구성되는 슬라이딩 조립식 라이닝에 있어서, 상기 파형패널의 둘레부에 외측으로 각각 돌출되어 파형패널의 강도를 증가시키도록 구성되는 힘살을 다수 개소에 이격하여 형성하여 상기 힘살의 끝부에 ‘T’자 형상의 고정턱을 형성하여 구성하고, 상기 고정턱을 길이방향으로 삽입하는 삽입홈을 형성하여 파형패널의 둘레부에 슬라이딩시켜 덧대어 결합토록 함으로써 파형패널을 보강시키는 보강재가 결합 구성되는 것을 특징으로 하는 터널 시공용 슬라이딩 조립식 라이닝을 제공한다.

본 발명에 의한 슬라이딩 조립식 라이닝에 의하면 라이닝의 무게를 감소시킴과 동시에 강도를 증가시킬 수 있도록 함은 물론, 터널 내측에 설치가 매우 용이한 특징이 있어, 터널 시공에 소요되는 시간과 비용을 절감시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 비개착식 터널의 라이닝에 관한 것으로써 보다 상세하게는 터널의 좌우 양측의 하부에 한 쌍이 설치되어 길이방향으로 파형패널의 양끝부를 삽입하여 슬라이딩 결합할 수 있도록 가이드홈을 형성하는 고정부와, 상기 한 쌍의 고정부에 양 끝단을 길이방향으로 슬라이딩 시켜 결합할 수 있도록 하부에 각각 끼움돌기를 형성하는 파형패널로 구성되는 슬라이딩 조립식 라이닝에 있어서, 상기 파형패널의 둘레부에 외측으로 각각 돌출되어 파형패널의 강도를 증가시키도록 구성되는 힘살을 다수 개소에 이격하여 형성하여 상기 힘살의 끝부에 ‘T’자 형상의 고정턱을 형성하여 구성하고, 상기 고정턱을 길이방향으로 삽입하는 삽입홈을 형성하여 파형패널의 둘레부에 슬라이딩시켜 덧대어 결합토록 함으로써 파형패널을 보강시키는 보강재가 결합 구성되는 것을 특징으로 하는 터널 시공용 슬라이딩 조립식 라이닝에 관한 것이다.

여기서 상기 한 쌍의 고정부의 중앙을 마주하는 내측에 길이방향으로 길게 구성되는 가이드홈을 각각 형성하여, 터널 바닥을 구성하는 바닥강판의 좌우 끝부를 상기 가이드홈에 슬라이딩시켜 결합하도록 구성되는 것을 특징으로 포함하며, 상기 바닥강판 하부면에 하부로 각각 돌출되어 바닥강판의 강도를 증가시키도록 구성되는 힘살을 일정간격을 이격하여 형성하여 상기 힘살의 끝부에 ‘T'자 형상의 고정턱을 형성하여 구성하고, 상기 고정턱을 길이방향으로 삽입하는 삽입홈을 형성하여 바닥강판의 하부에 슬라이딩시켜 덧대어 결합토록 함으로써, 바닥강판을 보강시키는 보강재가 결합 구성되는 것을 특징으로 포함한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 터널 라이닝의 결합구조를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 터널 라이닝의 결합부를 확대하여 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 터널 라이닝의 결합된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 터널 라이닝의 결합된 상태를 나타낸 단면도로써, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터널 라이닝의 구성을 살펴보면, 도 1에서 도시한바와 같이 터널 내부의 좌우 양측 하부에 각각 한 쌍이 구비되어 라이닝의 파형패널(12)의 하부를 고정하여 설치하도록 하는 고정부(11)와, 상기 한 쌍의 고정부(11)에 양측 하부가 각각 고정되어 터널 내벽에 일 간격 이격하도록 설치되는 아치 형상의 파형패널(12)로 구성하되, 상기 고정부(11)의 상부에 도 2에서 도시한바와 같이 길이방향으로 길게 형성되는 가이드홈(21)을 형성하고, 상기 파형패널(12)의 양측 끝단의 하부에 상기 고정부(11)의 가이드홈(21)에 길이방향으로 삽입되어 슬라이딩 결합이 되도록 하는 끼움돌기(22)를 형성하여 구성된다.

또한 상기 파형패널(12)의 외측 둘레부는 도 1에서 보는바와 같이, 둘레부 전체에 걸쳐서 외측으로 소정 길이 돌출되는 다수개의 힘살(32)을 일정 간격 이격하여 형성하되, 상기 힘살(32)의 외측 끝부에 ‘T’자 형상의 고정턱(42)을 형성하여 구성하고, 상기 힘살(32) 및 고정턱(42)을 길이방향으로 삽입하도록 함으로써, 상기 파형패널(12)의 외측을 덧대어 결합하도록 길이방향으로 슬라이딩 되어 결합되는 보강재(14)를 결합하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 보강재(14)는 도 1에서 보는바와 같이 소정의 두께를 가지는 판으로 구성하여 상기 파형패널(12)의 힘살(32) 및 고정턱(42)을 길이방향으로 삽입하도록 절곡시켜 구성하도록 함이 바람직하며, 상기 파형패널(12)의 힘살(32)의 고정턱(42)은 ‘T’자 형상 외에도 길이방향으로 원형의 홈을 길게 형성하여, 보강 파이프를 삽입하여 하중에 대한 파형패널(12)의 강도를 증가시킬 수 있도록 구성할 수도 있으며, 도시한바와 같이, ’T‘자 형상과 원형 형상의 고정턱(42)을 같이 형성하여 구성하도록 함이 가장 바람직하다.

이로서, 도 3에서 보는바와 같이, 소정의 길이를 가지는 다수개의 파형패널(12)을 터널 내부에 길게 연결이 되도록 슬라이딩시켜 결합하고 하중에 의한 강도 증가를 위해 파형패널(12)의 둘레부에 보강재(14)를 간편하게 결합하여 라이닝 설치를 용이하게 할 수 있도록 구성이 되는 것이다.

따라서 상기한 구성에 따르는 슬라이딩 조립식 라이닝에 의하면 도 1 내지 도 3에서 보는바와 같이, 파형패널(12)을 고정부(11)의 상부에 슬라이딩 시켜 용이하게 결합할 수 있도록 함으로써, 터널 시공의 라이닝 설치 시에 작업용 동바리를 설치할 필요가 없으므로 파형패널(12)의 설치에 소요되는 시간을 줄일 수 있음은 물론, 이에 따른 시공비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있으며, 상기 파형패널(12)에 힘살(32)을 형성하고 그 둘레부에 보강재(14)를 상기 힘살(32)을 삽입하여 덧대어 결합시킬 수 있도록 함으로써, 종래의 터널 라이닝의 국부에 하중이 집중되어 발생되는 균열로 인해 터널 시공에 지장을 초래하거나, 국부 하중의 극복을 위해 파형패널(12)의 일측에 용접작업으로 강판을 보강을 하여야 했던 번거로움을 해소 할 수 있도록 하여 구조적인 안정성을 가지도록 함과 동시에 시공의 간편성을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 상기 파형패널(12)에 힘살(32)을 형성하고 상기 힘살(32)에 보강재(14)를 덧대어 결합할 수 있도록 함으로서, 파형패널(12)의 강도를 증가시킴과 동시에 두께를 감소시켜 자체 무게를 경량화 시킬 수 있도록 함으로서, 터널 시공의 라이닝 설치 시, 파형패널(12)의 취급이 쉽고, 라이닝의 설치를 더욱 용이하게 할 수 있는 효과가 있는 것이다.

여기서 상기 파형패널(12)의 힘살(32)은 터널 종방향 뿐만 아니라 터널의 횡방향으로도 형성이 가능함은 물론이다.

그리고 도 2 내지 도 3에서 보는바와 같이, 상기 파형패널(12)을 결합하는 한 쌍의 고정부(11)에 중앙을 마주하는 내측에 각각 가이드홈(31)을 길이방향으로 길게 형성하고 터널의 바닥면을 형성하는 바닥강판(13)을 구성하여 상기 바닥강판(13)의 좌우 양끝부가 상기 고정부(11)의 내측의 가이드홈(31)에 삽입하여 슬라이딩되도록 결합할 수 있도록 구성할 수도 있다.

상기 바닥강판(13) 역시 도 3 내지 도 4에서 보는바와 같이, 앞서 살펴본 파형패널(12)과 동일한 힘살(23)을 하부에 형성하고, 상기 힘살(23)을 삽입하도록 슬라이딩 되어 바닥강판(13)의 하부에 덧대어 고정되는 보강재(15)를 결합하여 구성될 수 있는 것을 특징으로 포함한다.

또한 상기한 구성에 따르는 본 발명의 조립식 라이닝에 의하면, 도 4에서 도시한바와 같이, 터널내벽의 숏크리트층(17)의 내측으로 라이닝을 설치한 후, 상기 숏크리트층(17)과 라이닝의 이격된 공간에 콘크리트를 타설하여 중간벽체부(18)를 형성 할 경우에 파형패널(12) 및 바닥강판(13)의 힘살(32, 23)이 콘크리트와 상호 결합되어 라이닝이 중간벽체부(18)에 강한 결합이 되도록 함으로서, 중간벽체부(18) 형성 후 라이닝을 탈형시킬 필요가 없어 라이닝 설치 및 터널 시공을 간편화시키고 터널 내부의 마감작업을 손쉽게 할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 터널 라이닝의 결합구조를 나타낸 사시도

도 2는 본 발명의 터널 라이닝의 결합부를 확대하여 나타낸 사시도

도 3은 본 발명의 터널 라이닝의 결합된 상태를 나타낸 사시도

도 4는 본 발명의 터널 라이닝의 결합된 상태를 나타낸 단면도

(도면 주요부호에 대한 설명)

11: 고정부 21, 31: 가이드홈

12: 파형패널 22: 끼움돌기 32: 힘살

42: 고정턱

13: 바닥강판 23: 힘살 33: 고정턱

14, 15: 보강재 24, 25: 가이드홈

17: 숏크리트층 18: 중간벽체부

Claims (5)

1. 삭제
2. 터널의 좌우 양측의 하부에 한 쌍이 설치되어 길이방향으로 파형패널(12)의 양끝부를 삽입하여 슬라이딩 결합할 수 있도록 가이드홈(21)을 형성하는 고정부(11)와, 상기 한 쌍의 고정부(11)에 양 끝단을 길이방향으로 슬라이딩 시켜 결합할 수 있도록 하부에 각각 끼움돌기(22)를 형성하는 파형패널(12)로 구성되는 슬라이딩 조립식 라이닝에 있어서,

   상기 파형패널(12)의 둘레부에 외측으로 각각 돌출되어 파형패널(12)의 강도를 증가시키도록 구성되는 힘살(32)을 다수 개소에 이격하여 형성하여 상기 힘살(32)의 끝부에 고정턱(42)을 형성하여 구성하고, 상기 고정턱(42)을 길이방향으로 삽입하는 가이드홈(24)을 형성하여 파형패널(12)의 둘레부에 슬라이딩시켜 덧대어 결합토록 함으로서 파형패널(12)을 보강시키는 보강재(14)가 구비되며, 상기 한 쌍의 고정부(11)의 중앙을 마주하는 내측에 길이방향으로 길게 구성되는 가이드홈(31)을 각각 형성하여, 터널 바닥을 구성하는 바닥강판(13)의 좌우 끝부를 상기 가이드홈(31)에 슬라이딩시켜 결합하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 터널 시공용 조립식 라이닝
3. 제 2항에 있어서,

   상기 바닥강판(13) 하부면에서 하부로 각각 돌출되어 바닥강판(13)의 강도를 증가시키도록 구성되는 힘살(23)을 일정간격을 이격하여 형성하여 상기 힘살(23)의 끝부에 ‘T'자 형상의 고정턱(33)을 형성하여 구성하고, 상기 고정턱(33)을 길이방향으로 삽입하는 가이드홈(25)을 형성하여 바닥강판(13)의 하부에 슬라이딩시켜 덧대어 결합토록 함으로서, 바닥강판(13)을 보강시키는 보강재(15)가 결합 구성되는 것을 특징으로 하는 터널 시공용 조립식 라이닝
4. 제 2항 내지 제 3항 중 한 항에 있어서,

   상기 파형패널(12) 및 바닥강판(13)의 힘살(32, 23)의 끝부에 형성되는 고정턱(42, 33)과, 상기 힘살(32, 23)과 고정턱(42, 33)을 삽입시켜 슬라이딩 결합되는 보강재(14, 15)의 가이드홈(24, 25)은 ‘T’자 형상으로 구성되어지는 것을 특징으로 하는 터널 시공용 슬라이딩 라이닝
5. 제 2항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 파형패널(12) 및 바닥강판(13)의 힘살(32, 23)의 끝부에 형성되는 고정턱(42, 33)을 보강용 파이프를 길이방향으로 삽입할 수 있도록 하는 원형 형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 터널 시공용 슬라이딩 조립식 라이닝

Images