KR100928566B1 - 루프 구조체 및 이 시공방법 - Google Patents

루프 구조체 및 이 시공방법 Download PDF

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KR100928566B1
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KR1020090052911A
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류진규
윤인병
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주식회사 한국종합기술
(주)피디티이엔씨
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Abstract

본 발명은 루프 구조체 및 이 시공방법에 관한 것으로, 시공과 운반 등의 취급이 용이한 루프 블록을 이용하여 루프 구조체를 시공하며, 지중에 설치되는 루프 블록 자체를 추진하지 않고 루프 블록의 설치 공간을 확보한 후 이 공간에서 루프 블록을 설치하여 시공이 용이하도록 함과 더불어, 방수가 필요한 구간에만 적용하고 또한 구조체 내부를 향하는 면을 콘크리트 구조체로 보이는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 루프 구조체는, 횡단할 도로나 지장물의 양측에 작업구를 설치한 후 설치될 구조물의 외곽선에 맞추어 순차적으로 굴착 후 조립 설치되는 것으로, 내부에 공간을 갖도록 제작된 루프 프레임(110), 상기 루프 프레임의 둘레부에 결합되어 상기 루프 프레임 내부의 공간을 밀폐하는 다수의 막음판(120)으로 이루어진 다수의 루프 블록(100)이 일측의 작업구에서부터 반대측의 작업구를 향해 가면서 지중 추진에 의해 형성된 공간에 하나씩 현장 설치되면서 전후방 및 좌우방향을 따라 연속으로 추진되어 이루어진다.
루프, 구조체, 추진 쉴드, 루프 블록

Description

루프 구조체 및 이 시공방법{ROOF ASSEMBLY AND CONSTRUCTING METHOD THEREOF}
본 발명은 루프 구조체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선단 추진부를 통해 단위 루프 블록을 설치할 수 있는 공간을 확보하고, 이 공간에서 루프 블록을 설치함으로써 루프 구조체를 시공할 수 있는 루프 구조체 및 이 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로, 지중에 구조물을 축조하는 방식으로 개착 및 비개착에 의한 구조물 축조방식이 있다.
기존 도로 및 철도 하부를 횡단해서 하수암거나 지하차도, 터널구조물 등을 설치해야 하는 경우 공사에 따른 지장물의 이전이 곤란하거나, 지장물 저촉, 차량 소통 장애 등으로 개착이 불가능하여 비개착공법이 요구되는데, 비개착에 의한 구조물 축조 공법에는 횡단하는 도로나 저장물의 양측으로 작업구 개념의 전진기지와 도달기지가 필수적이며, 대표적인 비개착식 지중구조물 축조공법으로는 함체견인공 법과 강관루프공법 등을 들 수 있다.
함체견인공법은 함체가 통과할 지중에 미리 600mm내외의 함체지지용 가설용 강관을 전진기지에서 도달기지 방향으로 수평으로 압입 관통시킨 후, 견인할 함체의 반대 측 도달기지로부터 지중을 횡단하여 이어진 다수의 P.C 강선을 현장에서 제작된 함체와 결속한 후, 견인하여 함체내의 내부토사를 제거하고, 이와 같은 견인과 굴착작업을 반복하여 지중에 구조물을 설치하는 공법이다.
그러나, 이러한 공법은 함체 추진시 함체의 추진하중이나 추진함체와 이미 지중에 설치된 가설강관과의 틈에 의해 함체 상부의 도로나 지장물에 침하가 발생할 우려가 있으며, 또한 함체가 미리 제작되어 견인 설치되므로 함체의 규모가 커지게 되면 견인에 제약이 따르게 되고 작업장의 규모가 큰 편이므로 심도가 깊은 지하공간에서의 작업이 곤란한 문제점이 있었다.
또한, 함체간의 연결부의 처리가 미흡하게 되면 누수 등이 발생할 우려가 있었는 바, 이러한 함체견인공법의 단점 등에 의하여 비개착식 지중구조물 축조공법으로는 강관루프 공법이 많이 적용되고 있는 실정이다.
종래의 강관루프 공법은 구조물이 형성될 지중에 미리 강관을 순차적으로 압입, 연결하여 강관 루프를 형성하고, 강관루프 안쪽의 내부 토사를 전부 제거하고 구조물을 축조하게 되는데, 굴착 시 발생하는 상부나 측면하중은 횡방향 지지보 및 가설기둥 등의 가설재로 지지된다.
강관루프의 축조과정을 간단히 설명하면, 먼저 전진기지에서 조성할 구체의 크기를 고려하여 구체 외곽면에 600~800mm정도의 가설용 강관을 수평 압입하고 강 관 내에 콘크리트를 타설하여 강관 루프를 형성한다.
전진기지로부터 구조물이 축조될 강관루프의 안쪽을 굴착하게 되는데 굴착은 상부하중과 측압에 대한 안전성을 고려하여 강관루프의 상층부위로부터 하향으로 단계별로 굴착이 이루어지게 된다.
이때, 굴착은 1차로 강관 루프 하면을 3m 내외의 심도로 굴착하게 되는데, 강관루프에 사용된 강관과 강관은 고리형태로 연결되어 있으므로, 강관루프 하면과 측면에 강관과 직각방향으로 H형 강재로 횡방향 지지보를 설치하고 다수의 가설기둥으로 받쳐, 전 구간에 걸쳐 하중을 지지시켜야 한다.
다시 말하면, 기존의 강관루프는 강관 측면 중앙부에 한 쌍의 ㄱ자형 고리와 T자형 걸쇠가 부착된 요철의 연결구조로 기 압입된 강관들을 상호 고리형태로 연결하여 시공함으로써 하중에 견디는 역할보다는 강관의 위치 이탈을 방지하기 위한 개념에 불과한 것이다.
따라서, 상기 강관루프의 연결부간에 횡방향 강성을 확보할 수 없는 문제점이 있었다. 이에 횡방향 지지보와 보다 많은 개수의 가설기둥이 설치되어야 하며, 지지보만큼 이격되어 구조물이 설치되어야 하므로 가시설의 규모가 커지는 문제점이 있었다.
이후 2차, 3차로 굴진하면서 이미 설치된 가설기둥을 조심스럽게 하향으로 연장하여 구조물의 설치심도까지 내부의 토사 굴착을 완료한 후, 최종적으로 상부슬래브, 벽체, 및 하부슬래브 등을 위한 철근과 거푸집을 설치하고 콘크리트를 타설하여 지중 축조물의 구조체를 완성한다.
이와 같이 축조된 종래의 강관루프 공법은 굴착한 후, 이미 설치된 가설기둥을 설치심도까지 하향으로 연장 설치해야 하는 문제점으로 인해 시공 중 침하의 우려가 높고, 기존에 설치된 가설재와의 저촉문제로 공기가 늦어짐은 물론 공사비가 많이 소요되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인은 다수의 강관 루프 구조체를 출원한 바 있다.
강관 루프 구조체는 교통흐름과 보행에 지장을 주지 않으며 공사 준공 후 유지관리가 용이하고 굴착과 동시에 구조물의 축조가 가능한 장점이 있지만, 약 50m 이상 거리의 시공이 어렵고 토층의 제한을 많이 받으며 대규모 작업장이 필요하고 강관과 구조물의 공극으로 인하여 침하가 발생되며 강관의 이음 용접에 대한 신뢰성과 내부 구조체가 별도로 필요하고 강관의 부식이 발생되는 등의 문제점이 있다.
그리고, 종래 기술은 다수의 강관 또는 프리캐스트 콘크리트블록을 이용하여 구조체를 시공할 때 작업구에서 지중으로 밀어 추진하는 방식이기 때문에 굴착이 이루어진 추진부쪽으로 갈수록 힘의 전달이 약해져 강관 또는 프리캐스트 콘크리트블록들의 사이가 벌어지고, 이를 방지하기 위해서 큰 힘을 필요로 하는 문제점도 있다.
또한, 종래 선단 추진부는 모든 부분이 동시에 추진되기 때문에 부하가 크므로 추진기가 커지고 동력이 커질 수밖에 없는 문제점도 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 단위 루프 블록을 작업구측에서 미는 방식이 아니라 지중 추진과 함께 선단 추진부의 후방에 공간을 확보하고 이 공간에 단위 루프 블록을 시공하여 루프 구조체를 시공함으로써 큰 장비와 동력을 사용하지 않고 루프 구조체를 시공할 수 있는 루프 구조체 및 이 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
그리고, 본 발명의 다른 목적은 선단 추진부의 부하를 줄여 소용량의 휴대용 장비를 이용하여 추진이 가능하도록 하려는데 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 루프 구조체는, 횡단할 도로나 지장물의 양측에 작업구를 설치한 후 설치될 구조물의 외곽선에 맞추어 순차적으로 굴착 후 조립 설치되는 것으로, 내부에 공간을 갖도록 제작된 루프 프레임, 상기 루프 프레임의 둘레부에 결합되어 상기 루프 프레임 내부의 공간을 밀폐하는 다수의 막음판으로 이루어진 다수의 루프 블록이 일측의 작업구에서부터 반대측의 작업구를 향해 가면서 지중 추진에 의해 형성된 공간에 하나씩 현장 설치되면서 전후방 및 좌우방향을 따라 연속으로 추진되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 루프 구조체 시공방법은, 횡단할 도로나 지장물의 양측에 작 업구를 설치한 후 루프 구조체를 시공하는 것으로,
서로 독립적으로 추진되는 다수의 추진 쉴드를 갖는 선단 추진부(200)에 의해 일측의 작업구에서부터 타측의 작업구를 향해 지중을 추진하여 상기 선단 추진부의 후방에 공간을 형성하는 단계, 상기 선단 추진부의 후방 공간으로 루프 블록을 구성하는 루프 프레임의 빔과 막음판을 운반하여, 상기 선단 추진부의 후방 공간에서 내부에 공간을 갖도록 루프 프레임을 제작 및 이 루프 프레임의 둘레부에 막음판을 조립하여 루프 블록을 설치하는 단계를 반복 수행하여 루프 구조체를 시공하는 제1단계와; 상기 제1단계에 의해 시공된 상기 루프 구조체의 내부를 굴착하는 제2단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 루프 구조체 및 이 시공방법에 의하면, 지중 추진에 의해 루프 블록을 설치할 공간 확보 - 공간에 루프 블록 설치의 공정을 반복하여 루프 구조체를 시공하며, 이러한 공정시 루프 블록을 작업구측에서부터 반대측으로 추진하지 않고 지중에 루프 블록을 설치하기 위한 공간을 확보하여 지중에 루프 블록을 설치함으로써 큰 동력을 사용하지 않아도 루프 구조체를 시공할 수 있고 구조체의 벽체나 슬라브로 사용할 수 있다.
그리고, 선단 추진부의 다수의 추진 쉴드가 독립적으로 추진되어 휴대용 액추에이터를 사용하여도 추진 쉴드를 추진할 수 있으므로 소형의 장비와 저렴한 비용으로 루프 구조체를 시공할 수 있다.
도 1a와 도 1b에서 본 발명에 의한 루프 구조체(1)는, 도 1a와 도 1b에서 보이는 것처럼, 본 발명에 의한 루프 구조체는, 횡단할 도로나 지장물의 양측에 작업구를 설치한 후 설치될 구조물의 외곽선에 맞추어 순차적으로 조립 설치되는 것으로, 다수의 루프 블록(100)이 연쇄적으로 추진되어 이루어지며, 도 1a와 같이, 루프 블록(100)들이 횡방향으로 연속됨과 아울러 도 1b와 같이 전후진방향으로 연속되어 이루어진다.
도 2에서 보이는 것처럼, 루프 블록(100)은 내부에 공간을 갖도록 제작된 루프 프레임(110), 루프 프레임(110)의 둘레부에 결합되어 루프 프레임(110) 내부의 공간을 밀폐하는 다수의 막음판(120)으로 이루어진다. 도 2는 측벽을 형성하는 루프 블록(100)을 예로 들어 도시하여 막음판(120)이 좌우 양측에 형성된 것이며, 천정부를 형성하는 루프 블록(100)은 도 1a에 보이는 것처럼 막음판(120)이 상부와 하부에 설치된다.
루프 프레임(110)의 형상과 수량은 루프 블록(100)의 형상에 따라 달라질 것이며, 예를 들어, 도 2에서처럼 육면체의 루프 프레임(110)은 12 개의 빔(111)이 육면체 형태로 결합되어 내부에 공간을 갖도록 형성된다. 12 개의 빔(111)은 현장(후술하는 선단 추진부(200)에 의해 형성된 지중 공간)에서 체결구 등에 의해 조립될 수 있고, 막음판(120)도 상기 현장에서 체결구 등에 의해 루프 프레임(110)에 조립된다.
본 발명은 루프 블록(110)의 내부에 콘크리트가 타설되며, 콘크리트 타설시 철근(미도시)의 배근이 용이하도록 루프 프레임(110)에 철근의 배근을 용이하게 할 수 있는 구성(철근 삽입홈 등)이 형성될 수도 있다.
루프 프레임(110)을 구성하는 빔은 도면에 도시된 H빔으로 한정되는 것은 아니며, 뼈대를 구성할 수 있는 모든 것이 사용 가능하다.
막음판(120)은 루프 블록(100) 내부를 외부와 밀폐하는 것이며, 목재, 스틸(steel) 등 다양한 소재가 가능하고, 루프 프레임(110)에 체결구 등에 의해 고정된다.
막음판(120)은 루프 프레임(110)의 1면을 막을 수 있는 크기일 수도 있지만, 루프 프레임(110) 내부로 운반하는 것이 어려울 것이므로 다수개가 사용되는 것이 바람직하다.
다수의 막음판(120)이 사용되는 경우에는 막음판(120)들 사이를 통해 콘크리트가 외부로 누출되지 않고 지하수가 유입되지 않도록 밀봉하여야 할 것이며, 이를 위하여 도 3에서와 같이, 막음판(120)의 단부(근접되는 막음판(120)과 대응되는 부분)에는 중첩부(121,122)가 형성된다. 2개의 중첩부(121,122)는 대칭으로 형성되는 것이 바람직할 것이다. 왜냐하면, 2개의 중첩부(121,122)가 대칭으로 형성되면 한 가지 형태의 막음판(120)을 이용할 수 있기 때문이다.
중첩부(121,122)는 막음판(120)들 사이를 밀봉하는 것뿐만 아니라, 못 등이 체결되어 막음판(120)들을 서로 고정하는 기능도 겸할 수 있다.
본 발명은 루프 블록(100)을 후방(작업구측)에서부터 하나씩 순차적으로 전진시키는 것이 아니라 후술하는 선단 추진부(200)의 굴착에 의해 마련된 공간에 삽 입되어 선단 추진부(200)를 따라 진행하는 것으로, 빔(111)과 막음판(120)이 지중에서 결합되는 방식으로 구성된다.
즉, 루프 블록(100) 내부를 통해 빔(111)과 막음판(120)을 공간으로 운반하여 상기 빔(111)과 막음판(120)을 결합함으로써 완전한 형상의 루프 블록(100)을 형성하는 것이다.
본 발명은 선단 추진부(200)에 의해 지중을 추진하고, 선단 추진부(200)의 후방에 루프 블록(100)들이 하나씩 설치됨으로써 루프 구조체(1)를 형성한다.
선단 추진부(200)는 지반을 추진함과 아울러 추진된 지반(선단 추진부(200)의 안쪽에 있는 지반)을 작업자가 지상으로 배출할 수 있도록 작업 공간이 갖추어진다.
도 4는 선단 추진부(200)의 일예를 도시한 것으로, 내부에 공간을 갖는 추진 가이드 프레임(210), 추진 가이드 프레임(210)의 둘레부에 각각 전후진 가능하게 연속 배치되는 다수의 추진 쉴드(220)로 구성된다.
추진 가이드 프레임(210)은 추진 쉴드(220)의 추진을 안내하는 구조물이며, 루프 블록(100)의 형태에 따라 달라진다. 즉, 지금까지는 루프 블록(100)을 육면체 형태로 도시하였으므로 추진 가이드 프레임(210)을 육면체 형태인 것으로 도시하고 설명한다.
추진 쉴드(220)는, 판상의 몸체(221), 몸체(221)의 선단부에 뾰족하게 형성되어 지반 내에 추진되는 추진날(222), 몸체(221)의 후방에 형성되며 루프 블 록(100)의 둘레부에 전후진 가능하게 지지되는 날개부(223)로 이루어질 수 있다.
추진 쉴드(220)는 지중을 향해 전진함으로써 지반을 추진하는 것이기 때문에 크기가 클수록 추진력을 발생하는 장비(유압/공압 실린더 등)가 커지고 소비전력이 클 것이며, 본 발명은 휴대용 장비를 이용하여 추진력을 발생할 수 있도록 다수개가 루프 블록(100)의 1면을 형성하는 크기로 조합된다.
추진 쉴드(220)는 추진 가이드 프레임(210)에 전후진 가능하도록 연결되어 외력이 가해지면 추진 가이드 프레임(210)을 지지기반으로 하여 전진하도록 구성되며, 이는 가이드수단을 통해 이루어질 수 있다.
상기 가이드수단은 추진 쉴드(220)를 전후진 가능하게 하는 모든 구성의 총칭인 것이며, 도면에서처럼 예컨대, 요철 구조의 제1,2레일(211,223)로 이루어질 수 있다. 제1,2레일(211,223)은 추진 가이드 프레임(210)과 추진 쉴드(220)에 각각 형성되며 서로 전후진 가능하게 결합됨으로써 추진 쉴드(220)의 추진을 안내한다.
제1,2레일(211,223)은 제작, 유지보수 등을 고려하여 각각 단품으로 제조된 후 추진 가이드 프레임(210)과 추진 쉴드(220)에 결합되어 사용된다.
추진 쉴드(220)는 추진 가이드 프레임(210)에 전후진은 물론 이탈되지 않도록 연결되어야 하며, 이는 당업자라면 충분히 실시할 수 있는 것이므로 구체적인 설명을 생략한다.
추진 쉴드(220)는 지반을 관통하여 반대쪽 출구측으로 돌출된 경우 반대쪽 출구측에서 쉽게 지상으로 인발할 수 있도록 하나 이상의 고리부(222a)가 형성된다.
지금까지는 루프 블록(100)을 육면체 형태인 것으로 도시하고 설명하였으나, 도 5에서와 같이, 루프 프레임(110)은 2개의 원형 빔(112), 원형 빔(112)을 연결하는 다수(도면에는 4개로 도시됨)의 연결빔(113)으로 이루어질 수 있다.
추진 가이드 프레임(210)과 추진 쉴드(220)는 루프 블록(100)이 원통형인 경우 도면에 도시하지는 않았지만, 루프 블록(100)과 동일한 형태로 형성됨은 당연할 것이다.
루프 블록(100)을 설치할 때 루프 블록(100)을 설치할 공간이 너무 협소하면 루프 블록(100)의 설치가 불편하고 어려울 것이며, 본 발명에서는 루프 블록(100)의 설치가 용이하도록 선단 추진부(200)의 굴착 쉴드(220)를 폭 조절 가능하게 구성한다.
예를 들어, 도 4에서 보이는 것처럼, 굴착 가이드 프레임(210)을 구성하는 빔 중 좌우 양측에 세워지는 빔(212)은 폭조절 실린더(400)에 의해 지지된다. 폭조절 실린더(400)는 유체에 의해 로드가 인출되거나 삽입되어 빔(212)을 좌우로 이동시킨다.
도 4는 루프 구조체(1)의 측벽을 형성하기 위한 선단 추진부(200)이므로 폭조절 실린더(400)에 의해 좌우 폭을 조절하는 것으로 설명하였으며, 루프 구조체(1)의 천정부를 형성하기 위한 선단 추진부(200)는 상하 높이 조절이 가능하도록 형성될 것이다.
지반의 상태에 따라 즉 연약지반의 경우 선단 추진부(200)의 추진과 함께 루프 구조체(1)의 둘레부의 보강을 위하여 그라우팅을 할 수 있을 것이며, 이를 위하 여 선단 추진부(200)에는 그라우팅홀(222b)이 구비될 수 있다. 그라우팅홀(222b)에는 그라우팅 호스나 노즐 등이 끼워지는 구성 또는 그라우트재가 분출되는 구멍의 형태일 수 있다.
또한, 그라우팅홀은 루프 블록(100)에도 형성될 수 있다.
본 발명에 의한 루프 구조체는 아치형이나 터널형 등 다양한 형태로 시공될 수 있으며, 횡방향, 종방향으로 배열된 루프 블록(100)들의 사이가 벌어지지 않도록 긴장수단(미도시)이 더 적용될 수 있다.
본 발명에 의한 루프 구조체 시공방법은 다음과 같다.
(S10) 선단 추진부 셋팅.
선단 추진부(200)를 추진 위치에 셋팅한다. 선단 추진부(200)의 추진날(222)이 지중에 박히도록 셋팅하고, 선단 추진부(200)의 후방에 추진 베이스(300)를 설치한다. 추진 베이스(300)는 루프 블록(100)과 마찬가지로 베이스 프레임(310) 및 막음판(320)으로 구성될 수 있으며, 초기에 선단 추진부(200)를 지지하는 역할을 한다. 도 6은 루프 구조체(1)의 측벽을 시공하는 것을 예로 들어 추진 쉴드(220)가 좌우 양측에 설치된 것으로 도시하였다.
이 단계에서 선단 추진부(200)의 날개부(223)는 추진 베이스(300)의 둘레면에 지지되고, 추진 가이드 프레임(210)은 추진 쉴드(220)의 추진시 함께 추진되지 않도록 추진 베이스(300) 등에 고정된다.
(S20) 추진.
추진 베이스(300)가 후방으로 밀리지 않도록 지지한 상태에서 휴대용 액추에이터(미도시)의 로드가 인출되도록 유압을 부여하면 고정 상태의 추진베이스(300)와 추진 가이드 프레임(210)을 지지기반으로 하여 추진 쉴드(220)가 지중으로 전진한다.
구체적으로 설명하면, 다수의 추진 쉴드(220)는 서로 분리 상태이고 추진 가이드 프레임(210)의 제1레일(211)에 연결된 상태이기 때문에 외력이 가해지는 것만 전진된다. 즉, 작업자는 도 7에서 보이는 바와 같이, 추진 베이스(300) 내부에 들어가서 휴대용 액추에이터를 이용하여 추진 쉴드(220)를 하나씩 추진시킨다. 도 7은 다수의 굴착 쉴드(220)를 순차적으로 추진시키는 것을 도시한 것이고, 도 8은 모든 추진 쉴드(220)를 추진하여 선단 추진부(200) 후방에 루프 블록(100)을 설치할 공간을 마련한 상태를 도시한 것이다. 모든 추진 쉴드(220)를 추진한 다음에는 추진 가이드 프레임(210)을 전방의 추진 쉴드(220)측으로 밀어 그 다음 추진을 준비한다.
작업자는 선단 추진부(200)의 내부에 들어가 선단 추진부(200) 안쪽의 흙 등을 외부로 퍼내어 루프 블록(100)의 설치 및 선단 추진부(200)의 추진을 위한 공간을 확보한다.
(S30) 루프 블록 설치.
상기 (S20) 추진 공정에 따르면, 선단 추진부(200)의 후방에 공간이 형성된 다. 이 공간은 제1루프 블록(100-1)이 설치될 공간이다.
작업자는 제1루프 블록(100-1)의 루프 프레임(110)을 형성하는 다수의 빔(111)과 막음판(120)을 추진 베이스(300)의 내부 공간을 통해 운반하여 선단 추진부(200)의 후방 공간에 제1루프 블록(100-1)을 설치한다(도 9참조).
상기 (S20) 추진 - (S30) 루프 블록을 반복하여 루프 구조체(1)를 시공할 수 있으며, 도 9에 이어서 도 10과 같이, 선단 추진부(200)를 전술한 방법으로 추진하여 제2루프 블록(100-2)(도 11참고)을 설치할 공간을 형성한다.
이어서, 전술한 방법에 의해 제2루프 블록(100-2)을 제1루프 블록(100-1)과 선단 추진부(200) 사이의 공간에 설치한다.
(S40) 선단 추진부 인발.
상기 (S30) 공정을 반복하여 설계상의 루프 블록(100)을 설치하는 중에 선단 추진부(200)가 초기 추진 장소의 반대쪽으로 돌출되며, 이때는 선단 추진부(200)의 추진없이도 루프 블록(100)을 설치할 수 있으므로 선단 추진부(200)를 지중에서 인발한다. 선단 추진부(200)의 인발은 굴착 쉴드(220)의 고리부(222a)에 견인기를 연결하여 견인함으로써 이루어질 수 있다.
(S50) 마감.
이상의 공정을 통해 루프 블록(100)을 지중에 설치하여 루프 구조체(1)를 시공하며, 루프 블록(100)의 설치를 위한 선단 추진부(200)의 추진으로 인하여 루프 블록(100)의 둘레부에는 공극이 발생되고 지반이 약해져 침하가 일어날 수 있으며, 이를 방지하기 위하여 루프 블록(100)의 둘레부에 몰탈 등의 충진재를 채워 루프 구조체(1)를 마감할 수 있다.
충진재의 충진은 지상에서부터 루프 블록(100)의 둘레부에 충진재를 충진하는 방법, 루프 블록(100)의 내부에서 충진재를 충진하는 방법 등 다양한 방법이 가능하다.
(S60) 채움.
루프 블록(100)들은 내부에 콘크리트나 몰탈 등을 채울 수 있도록 서로 연통되어 있으며, 철근을 배근할 경우 먼저 루프 블록(100) 내부에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설 양생한다.
(S70) 굴착.
상기 (S60) 채움 공정을 완료한 후 루프 구조체(1)의 안쪽을 굴착하고, 바닥을 다짐하거나 아스팔트 포장하여 도로를 구축한다.
<실시예 2>
도 12에서 본 실시예에 의한 루프 구조체(1)는, 루프 프레임(110)의 일측(도로(D)측에 자유면(2)이 형성된다. 자유면(2)은 루프 프레임(110)이 없는 상태로서 콘크리트면이 외부로 노출되는 면을 말하며, 도로(D)측에서 보면 콘크리트면이 보 이도록 하는 것이다.
본 실시예에 따른 루프 구조체(1)에 적용되는 루프 프레임(110)은 도 13에서 보이는 것처럼, 12개의 빔이 조합되어 이루어지되, 루프 구조체(1)에 영구적으로 사용되는 영구 빔(111-1) 및 자유면(2)을 형성하기 위해 영구 빔(111-1)에서 분리되는 자유 빔(111-2)으로 구분될 수 있다. 따라서, 영구 빔(111-1)을 구성하는 8개의 빔은 볼트나 용접될 수 있지만, 자유 빔(111-2)은 분리가 용이하도록 볼트 등으로 고정 빔(111-1)에 고정된다.
그리고, 루프 프레임(110)의 둘레부에 막음판(120)도 영구 빔(111-1)에 설치되는 영구 막음판(120-1)과 자유 빔(111-2)에 고정되는 자유 막음판(120-2)으로 구분된다. 자유 빔(111-2)은 4개의 빔이 결합되어 이루어진다.
영구 막음판(120-1)은 루프 구조체(1)의 외부에 설치되므로 토류판과 방수 철판으로 구성될 수 있고, 자유 막음판(120-2)은 방수를 고려하지 않은 토류판일 수 있다.
본 실시예 따른 루프 구조체 시공 방법은 다음과 같다.
선단 추진부에 의한 추진은 전술한 실시예 1과 동일하므로 구체적인 설명을 생략하며, 본 실시예에 의해 신규한 구성과 관련된 방법만을 설명한다.
1. 루프 프레임(110) 제작.
12개의 빔을 이용하여 육면체 형태의 루프 프레임(110)을 제작한다. 이때, 영구 빔(111-1)과 자유 빔(111-2)으로 구분할 수 있도록, 즉, 자유 빔(111-2)을 영구 빔(111-1)에서 용이하게 분리할 수 있도록 자유 빔(111-2)을 볼트 등의 체결구로 영구 빔(111-1)에 고정한다.
2. 막음판 조립.
도 14에서 보이는 것처럼, 루프 프레임(110)의 외측(도로(D)에서 먼 쪽)에 영구 막음판(120-1)을 조립하고, 내측(도로(D)측)에 자유 막음판(120-2)을 조립한다.
영구 막음판(120-1)은 콘크리트가 누출되지 않도록 함과 아울러 지하수가 침투하지 않도록 토류판과 방수 철판으로 이루어지고, 자유 막음판(120-2)은 콘크리트가 누출되지 않도록 하는 모든 것이 사용 가능하다.
또한, 영구 막음판(120-1)은 영구 빔(111-1)의 외측에 맞춰 조립되고, 자유 막음판(120-2)은 자유 빔(111-2)의 안쪽 바람직하게는 영구 빔(111-1)과 자유 빔(111-2)에 사이에 조립(즉, 자유 막음판(120-2)의 둘레부가 영구 빔(111-1)과 자유 빔(111-2)의 사이에 개재되어 조립)되어 토압에 대한 버팀력을 확보하고 콘크리트의 사용량을 줄일 수 있다.
한편, 자유 막음판(120-2)은 자유 빔(111-2)과 함께 콘크리트 양생 후 탈형될 것이며, 이와 같은 탈형이 용이하도록 자유 막음판(120-2)의 콘크리트 타설면에는 탈형유도시트(130)(비닐이나 합판이나 스티로폼 등)가 덧대어진다.
3. 철근 배근.
도 15에서와 같이, 루프 프레임(110)의 내부(외측과 내측 2개소)에 철근(114)을 배근한다. 철근(114)은 도면에 도시된 것에 한정되지 않으며 루프 구조체의 강도를 크게 하기 위한 모든 형태와 크기가 가능하다.
4. 콘크리트 타설.
이와 같이 시공된 루프 블록(100)의 내부에 콘크리트(C)를 타설한다(도 16참고).
5. 자유 빔과 자유 막음판 탈형.
콘크리트(C)의 양생이 완료되면 자유 빔(111-2)과 자유 막음판(120-2)을 탈형한다. 자유 빔(111-2)을 영구 빔(111-1)에 고정하는 체결구를 제거한 후 탈형유도시트(130)와 콘크리트(C) 사이에 공구를 넣고 떼어냄으로써 자유 빔(111-2)을 탈형할 수 있다(도 17참고).
본 실시예에 따르면, 루프 구조체의 도로측 면에서 루프 프레임을 제거함에 따라 도로측에서 볼 때 프레임들이 연결된 것이 보이지 않고 콘크리트 면이 보이게 되므로 구조체의 신뢰감을 줄 수 있고, 콘크리트의 양을 줄일 수 있으며, 또한, 방수자재 등의 양이 줄어든다.
도 1a와 도 1b는 각각 본 발명의 실시에 1에 의한 루프 구조체의 정면도와 측면도.
도 2는 본 발명의 실시에 1에 의한 루프 구조체에 적용된 루프 블록의 구성도.
도 3은 본 발명의 실시에 1에 의한 루프 구조체에 적용된 막음판의 예시도.
도 4는 본 발명의 실시에 1에 의한 루프 구조체에 적용된 선단 추진부의 구성도.
도 5는 본 발명의 실시에 1에 의한 루프 구조체에 적용된 루프 블록의 또 다른 예시도.
도 6 내지 도 11은 본 발명의 실시에 1에 의한 루프 구조체 시공 방법의 공정도.
도 12는 본 발명의 실시에 2에 의한 루프 구조체의 정면도.
도 13은 본 발명의 실시에 2에 의한 루프 구조체에 적용된 루프 블록의 분해 사시도.
도 14 내지 도 17은 본 발명의 실시에 2에 의한 루프 구조체 시공 방법의 공정도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
100 : 루프 블록, 110 : 루프 프레임
120 : 막음판, 200 : 선단 추진부
210 : 추진 가이드 프레임, 220 : 추진 쉴드
300 : 추진 베이스,

Claims (14)

  1. 삭제
  2. 횡단할 도로나 지장물의 양측에 작업구를 설치한 후 설치될 구조물의 외곽선에 맞추어 순차적으로 굴착 후 조립 설치되는 것으로,
    내부에 공간을 갖도록 제작된 루프 프레임(110), 상기 루프 프레임의 둘레부에 결합되어 상기 루프 프레임 내부의 공간을 밀폐하는 다수의 막음판(120)으로 이루어진 다수의 루프 블록(100)이 일측의 작업구에서부터 반대측의 작업구를 향해 가면서 지중 추진에 의해 형성된 공간에 하나씩 현장 설치되면서 전후방 및 좌우방향을 따라 연속으로 추진되어 이루어지고, 상기 루프 블록 내부에 콘크리트가 타설되어 이루어지며,
    상기 루프 프레임은 12개의 빔(111)이 육면체 형태로 조립되어 구성되며, 상기 빔은 12개의 빔 중 8개가 결합되어 이루어져 상기 루프 블록에 영구 설치되는 영구 빔(111-1) 및 4개가 사각 틀 형태로 이루어져 상기 루프 구조체의 내부를 향해 배치되며 상기 영구 빔에서 탈형되어 자유면(2)을 형성하는 자유 빔(111-2)으로 구성된 것을 특징으로 하는 루프 구조체.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 자유 빔의 내측에는 콘크리트의 양생 후 상기 자유 빔의 탈형을 유도하는 탈형유도시트(130)가 설치되는 것을 특징으로 하는 루프 구조체.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 막음판은 양측 단부에 근접되는 다른 막음판과 중첩되는 중첩부(121,122)가 형성된 것을 특징으로 하는 루프 구조체.
  5. 청구항 4에 있어서, 내부에 공간을 갖는 추진 가이드 프레임(210), 상기 추진 가이드 프레임의 둘레부 중 2개소에 대응되도록 각각 전후진 가능하게 연속 배치되며 순차적으로 추진되는 다수의 추진 쉴드(220)로 이루어진 선단 추진부(200)를 따라 상기 루프 블록이 설치되는 것을 특징으로 하는 루프 구조체.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 추진 쉴드는, 판상의 몸체(221), 상기 몸체의 선단부에 뾰족하게 형성되어 지반 내에 추진되는 추진날(222), 상기 몸체의 후방에 형성되며 상기 루프 블록의 둘레부에 전후진 가능하게 지지되는 날개부(223)로 이루어진 것을 특징으로 하는 루프 구조체.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 추진 가이드 프레임과 상기 추진 쉴드의 마주하는 면에는 상기 추진 쉴드의 추진을 안내하는 가이드수단이 형성된 것을 특징으로 하는 루프 구조체.
  8. 청구항 5에 있어서, 상기 선단 추진부는 상기 굴착 쉴드가 폭조절 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 루프 구조체.
  9. 청구항 5에 있어서, 상기 추진 가이드 프레임은 12개의 빔이 육면체의 형태로 결합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 루프 구조체.
  10. 청구항 5에 있어서, 상기 추진 가이드 프레임은 2개의 원형 빔(112), 상기 원형 빔를 연결하는 다수의 연결빔(113)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 루프 구조체.
  11. 청구항 5에 있어서, 상기 선단 추진부(200)에는 상기 선단 추진부의 외부와 지반 사이를 그라우팅하기 위한 하나 이상의 그라우팅홀(222b)이 형성된 것을 특징으로 하는 루프 구조체.
  12. 삭제
  13. 횡단할 도로나 지장물의 양측에 작업구를 설치한 후 루프 구조체를 시공하는 것으로,
    서로 독립적으로 추진되는 다수의 추진 쉴드(220)를 갖는 선단 추진부(200)에 의해 일측의 작업구에서부터 타측의 작업구를 향해 지중을 추진하여 상기 선단 추진부의 후방에 공간을 형성한 후,
    상기 선단 추진부의 후방 공간으로 루프 블록을 구성하는 루프 프레임의 빔과 막음판을 운반하여, 상기 선단 추진부의 후방 공간에서 내부에 공간을 갖도록 루프 프레임(110)을 제작 및 이 루프 프레임의 둘레부에 막음판(120)을 조립하여 루프 블록(100)을 설치하고, 상기 루프 블록 내부에 콘크리트를 타설하여 루프 구조체(1)를 시공하는 제1단계와;
    상기 제1단계에 의해 시공된 상기 루프 구조체의 내부를 굴착하는 제2단계를 포함하고,
    상기 제1단계에서는, 상기 루프 프레임을 상기 루프 블록에 영구 설치되는 영구 빔(111-1) 및 4개가 사각 틀 형태로 이루어져 상기 루프 구조체의 내부를 향해 배치되며 상기 영구 빔에서 탈형되어 자유면(2)을 형성하는 자유 빔(111-2)으로 구성하여, 상기 콘크리트의 양생 후 상기 자유 빔을 탈형하는 것을 특징으로 하는 루프 구조체 시공방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제1단계에서는 상기 선단 추진부의 다수의 추진 쉴드를 추진 가이드 프레임에 지지한 상태에서 하나씩 순차적으로 추진하고 상기 추진 가이드 프레임을 상기 추진 쉴드측으로 전방 이동시켜 공간을 형성하며, 상기 공간에 상기 루프 블록을 지중에서 설치하는 것을 특징으로 하는 루프 구조체 시공방법.
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