KR100949147B1 - 강관을 이용한 진공배수, 보강 및 그라우트재의 주입방향 제어에 의한 터널 막장의 천단부 보강 및 안정화 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터널을 시공하기 위하여 지반을 굴진함에 있어서, 굴착된 터널 막장의 천단부 지반에 강관을 삽입하고 진공 배수하여 배수 효과를 배가시킴으로써 터널 막장 내부로의 지하수 유입량을 저감시켜 터널 막장의 안정성을 확보하며 터널을 계속 굴착할 수 있는 조건을 형성하고, 터널의 추가 굴진 시에는 지하수의 진송 배수공으로 활용했었던 후방의 강관들의 내부에는 몰탈이나 콘크리트 등과 같은 그라우트재를 가압 주입하여 구근을 형성 아치형 차수구조체를 형성하여 천단부 지반을 보강하여 안정화시키되, 그라우트재의 주입방향을 제어하여 지중의 지하수 흐름에 의해 그라우트재가 소실되는 것을 방지함으로써 필요한 형태의 차수구조물을 용이하게 시공할 수 있고 천단부 지반의 보강이 충실하게 이루어질 수 있도록 하는 터널 시공 중에서 터널 막장의 천단부 보강 및 안정화방법에 관한 것이다.

Description

강관을 이용한 진공배수, 보강 및 그라우트재의 주입방향 제어에 의한 터널 막장의 천단부 보강 및 안정화 방법{Method for supporting of tunnel crown and stabilizing of tunnel face by controlling grouting direction, support and vacuum drain through steel pipe}

본 발명은 터널 시공 중에서 터널 막장의 천단부 보강 및 안정화방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 터널을 시공하기 위하여 지반을 굴진함에 있어서, 굴착된 터널 막장의 천단부 지반에 강관을 삽입하고 진공 배수하여 배수 효과를 배가시킴으로써 터널 막장 내부로의 지하수 유입량을 저감시켜 터널 막장의 안정성을 확보하며 터널을 계속 굴착할 수 있는 조건을 형성하고, 터널의 추가 굴진 시에는 지하수의 진송 배수공으로 활용했었던 후방의 강관들의 내부에는 몰탈이나 콘크리트 등과 같은 그라우트재를 가압 주입하여 구근을 형성 아치형 차수구조체를 형성하여 천단부 지반을 보강하여 안정화시키되, 그라우트재의 주입방향을 제어하여 지중의 지하수 흐름에 의해 그라우트재가 소실되는 것을 방지함으로써 필요한 형태의 차수구조물을 용이하게 시공할 수 있고 천단부 지반의 보강이 충실하게 이루어질 수 있도록 하는 터널 시공 중에서 터널 막장의 천단부 보강 및 안정화방법에 관한 것이 다.

터널을 시공함에 있어서, 터널막장의 천단부를 보강하고 터널 막장의 안정화를 위하여, 터널 막장의 천단부 지반에 강관을 삽입하고, 강관을 통해 콘크리트, 몰탈 등의 그라우트재를 주입하는 공법이 많이 적용되고 있다. 도 1a에는 터널막장(100)의 천단부 지반에 강관(10)이 삽입되고, 강관(10)을 통해 주입된 그라우트재에 의해 터널막장 굴착면에 인접한 천단부 지반 내에 아치형 차수구조체(110)가 형성된 상태를 개략적으로 보여주는 사시도가 도시되어 있다. 도 1a에서 화살표 B는 터널의 굴진 방향을 나타낸다.

도면에 도시된 것처럼, 일반적으로 터널막장(100)의 천단부 지반에는 강관(10)이 삽입된다. 이러한 강관(10)은 통상 그자체로서 천단부 지반을 보강하는 기능과 그라우트재 주입공으로서 기능하였다. 즉, 터널막장에 대한 보강과 차수를 위해서 천단부 지반에 삽입된 강관(10)을 통해 그라우트재를 주입하게 되는 것이다. 이러한 그라우트재에 의한 지반의 보강 효과 및 차수 효과를 극대화하기 위해서는 주입되는 그라우트에 의해 형성되는 구근들이 서로 연결되어 도 1a에 도시된 것처럼 터널막장의 천단부를 덮어씌우는 아치형 차수구조체(110)가 천단부 지반 내에 형성되어야 한다.

그러나 터널의 지반이 연약지반이나 지하수압이 높은 상태에 있는 경우, 지반 내에 존재하는 지하수가 빠른 유속으로 유동하는 것이 일반적이기 때문에, 강관 을 통해 그라우트재를 주입하더라도 지하수의 유동에 의해, 주변 지반으로 스며드는 그라우트재가 유실되거나 그라우트재가 한쪽으로 치우치게 되는 맥상 할렬 주입 현상이 빈번하게 발생하게 된다. 도 1b에는 이러한 강관에 주입된 그라우트재가 지하수의 유동에 의해 유실되는 현상을 보여주는 개략도가 도시되어 있다. 도 1b에서 강관(10)의 주변에 퍼지도록 도시된 화살표는 그라우트재가 가압 주입되어 주변 지반으로 흘러 들어가는 것을 나타낸다. 즉, 도 1b에 도시된 것처럼, 강관(10)에 그라우트재가 가압되어 주입되어 주변 지반으로 흘러 들어가더라도 화살표 A 방향으로의 지하수 유동에 의해 그라우트재(20)가 한쪽 방향으로 치우치게 되거나 소실되는 상태가 된다. 이러한 현상이 발생하는 경우, 비록 강관을 이웃하게 지반에 설치하더라도 이웃하는 강관 사이에서 그라우트재가 서로 연결된 구근을 이루지 못하게 되므로, 완전한 차수성능을 발휘하는 차수구조체를 구축할 수가 없게 된다.

더 나아가, 터널 막장의 천단부에 삽입된 강관(10)들 주위에서 위와 같이 그라우트재 주입을 통하여 아치형 차수구조체가 견실히 형성되더라도, 지하수압이 높은 경우, 지하수는 다른 경로를 통해 유동하기 마련이므로 아치형 차수구조체로 차단되지 않은 다른 경로를 통해 지하수가 터널 막장으로 유동되어 터널 막장 내의 지하수 유입량이 좀처럼 줄지 않거나 또는 지하수가 유출되지 않던 터널 막장 후방의 임의 지점에서 지하수가 유출되어 국부 집중하중 발생 등과 같은, 지하수에 의한 불안전 상황을 초래하게 된다.

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점을 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 단순히 보강과 그라우트재 주입공으로서만 기능하던 강관을 이용하여 굴진 중에 터널막장의 천단부 지반 내의 지하수를 적극적으로 배수함으로써 터널막장으로 유입되는 지하수를 저감시킬 수 있도록 하며, 이와 같이 지하수를 배수하여 계속 터널을 굴진하면서 이미 배수가 완료된 터널 막장에서는 적극적 배수공으로 활용되던 강관에 그라우트재를 주입하여 아치형 차수구조체를 구축하되, 그라우트재를 주입하는 강관의 주변에 위치하는 강관은 진공 배수상태를 유지함으로써 지하수의 유동에 의하여 그라우트재가 소실되는 현상이나 맥상 할렬 주입현상이 발생하는 것을 최소화하여 불연속 상태가 없이 필요한 차수성능을 충분히 발휘할 수 있는 아치형 차수구조체가 형성되도록 하고, 그에 따라 터널 시공 중의 터널막장 천단부의 보강과 터널막장의 안정화를 이룰 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서는 위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 지반을 굴진하여 터널막장을 형성한 상태에서, 구조재로서 강성을 발휘하는 복수개의 강관을 터널 굴진 방향으로 터널막장 굴착면에서부터 천단부 지반을 향하여 삽입 설치하되, 복수개 강관이 터널의 곡선 형상에 맞추어서 터널막장 굴착면에 인접한 천단부 지반 내에 아 치형태로 배열되어 설치하는 단계; 지반에 삽입 설치된 강관의 내부를 진공 상태로 만들어서 지하수를 빨아들여 적극적으로 배수함으로써 막장에서 유입되는 지하수 유입량을 저감시키는 단계; 및 계속 터널을 굴진하되, 이미 배수가 완료된 터널 막장에서 적극적 배수공으로 활용되던 강관에 그라우트재를 가압 주입하여 그라우트재에 의해 터널의 천단부를 덮어씌우는 아치형 차수구조체를 천단부 지반 내에 형성하는 것과 병행하여 천단부 지반 내에 그라우트재가 흘러들러가서 보강되도록 하는 단계를 포함하며; 아치형 차수구조체를 형성하는 단계에서는, 서로 이웃하게 배치된 강관들 중에 일측 강관은 주입공으로서 기능하게 하고 타측 강관은 일시적으로 진공배수공으로서 기능하게 하여 주입공으로 기능하는 강관에는 그라우트재를 가압 주입함과 동시에 진공배수공으로 기능하는 강관은 진공상태로 만들어서, 주입공의 강관으로 주입된 그라우트재가 진공배수공 방향으로 빨려가면서 흐르도록 유도하여 주입공의 강관과 진공배수공의 강관 사이에 그라우트재에 의한 구근이 형성되면, 상기 진공배수공의 강관에도 그라우트재를 가압 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 시공 중에서 터널막장의 천단부 보강 및 안정화방법이 제공된다.

본 발명에 의하면, 천단부 지반에 삽입 배치된 강관은 구조체로서 기능하여 천단부 지반을 보강함과 동시에, 강관이 단순히 그라우트재 주입공으로서의 역할에서 그치는 것이 아니라 진공상태를 만들어 주어 적극적으로 지하수를 빨아들이는 기능을 하게 되는 것이다. 따라서 지반 내의 지하수를 적극적으로 유도배수하여 효율적으로 제거할 수 있게 되고, 결과적으로 터널막장으로 유입되는 지하수를 저감시킬 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

특히, 본 발명에 의하면, 아치형 차수구조체를 형성하고 지반에 그라우트재를 주입함에 있어서, 강관을 통해 가압 주입된 그라우트재의 주입방향을 진공을 이용하여 원하는 방향으로 제어할 수 있게 되고, 지중으로 스며드는 그라우트재가 진공 형성으로 인한 흡입력에 의해 지중에서 측면으로 빨려 들어가게 되므로, 지하수의 유동이 존재하더라도 그로 인한 그라우트재의 소실 및 맥상 할렬 주입현상이 발생하는 것이 최소화되어, 불연속 상태가 없는 충실한 차수구조체를 시공할 수 있게 된다. 특히, 이러한 본 발명에 의하면 그라우트재의 소실이 최소화되므로 재료비를 절감할 수 있으며, 그라우트재를 주입하기 위한 구멍을 종래보다 더 넓은 간격을 두고 형성할 수 있게 되어 그 만큼 천공수를 줄일 수 있으므로 시공비의 절감 효과가 더욱 커지게 된다.

이하, 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 구체적으로 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.

우선 도 2a 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 터널시공방법 을 설명한다.

도 2a에는 본 발명의 시공방법을 설명하기 위한 터널막장의 개략적인 단면도로서, 1단계의 굴착을 수행한 상태의 터널막장 단면도가 도시되어 있으며, 도 2b에는 도 2a의 화살표 B 방향으로 바라본 개략적인 터널막장 내부의 정면도가 도시되어 있다.

도 2a에 도시된 것처럼, 일정 깊이로 지반을 굴진하여 터널막장을 형성한 상태에서 강관(10)을 터널 굴진 방향(도 2a의 화살표 B 방향)으로 터널막장 굴착면에서부터 천단부 지반을 향하여 삽입 설치한다. 도 2b에 도시된 것처럼 이러한 강관(10)은 복수개가 터널의 곡선 형상에 맞추어서 터널막장 굴착면에 인접한 천단부 지반 내에 아치형태로 배열되어 설치된다. 도면에 도시된 것처럼 지반에 천공된 구멍 속으로 강관(10)이 상향 경사지게 삽입되므로, 필요에 따라서는 강관(10)의 입구 또는 내측의 일부 구간에서 강관(10)과 구멍 내면 사이에 투수성을 가진 다공질 레진을 채워서 강관(10)이 구멍 속에서 고정되도록 할 수 있다. 상기 강관(10)에는 지반내의 지하수를 배수하거나, 후방에서 강관(10) 내부로 주입되는 그라우트재가 강관(10) 밖으로 나올 수 있도록 그라우트재 유출공이 형성되어 있다. 본 발명에 있어서 강관(10)의 재질은 강재(Steel)에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 FRP 등과 같이 지반 내에서 하중을 지지할 수 있는 강성을 가지고 있는 재료라면 어떠한 것을 사용해도 무방하다.

이와 같이 터널막장 굴착면에서부터 천단부 지반을 향하여 상향으로 강관(10)이 삽입 설치된 상태에서, 본 발명에서는 강관(10)의 내부를 진공 상태로 만 들게 된다. 즉, 진공장치를 강관(10)에 연결하여 강관(10) 내부의 공기를 적극적으로 빨아들이는 등의 방법을 통해 강관(10)내에 진공에 의한 부압이 생성되도록 하는 것이다. 이와 같이 강관(10)의 내부가 진공 상태로 만들어짐에 따라 천단부 지반 내의 지하수는 강관(10)의 내부로 빨려가게 되고, 강관(10)을 따라 흘러 배출된다. 즉, 본 발명에서는 강관(10)이 적극적으로 지하수를 빨아들이는 기능을 하게 되는 것이다. 따라서 지반 내의 지하수를 효율적으로 제거할 수 있게 되고, 결과적으로 터널막장으로 유입되는 지하수를 저감시킬 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

굴진 중에 필요한 정도의 지하수 배수가 이루어지고, 소정의 길이로 터널 전방의 굴진이 진행되어 새로운 강관을 지반 내에 타설하게 되면, 이미 지하수 배수를 하고 있던 후방의 터널 막장에 위치하던 기존 강관(10)에는 콘크리트나 몰탈 등과 같은 그라우트재를 가압 주입하여 천단부를 덮어씌우는 아치형 차수구조체(110)를 형성하게 된다. 도 3a에는 도 2a에 도시된 상태에 후속하여 추가적인 굴진이 이루어지는 과정에서 후방의 터널막장에 위치하는 강관(10)에 그라우트재(20)가 주입된 상태를 보여주는 터널막장 단면도가 도시되어 있으며, 도 3b에는 아치형 차수구조체(110)를 보여주도록 도 3a의 화살표 A 방향으로 바라본 개략적인 터널막장 내부의 정면도가 도시되어 있다. 도 3c에는 추가적인 굴진이 이루어지기 전에 강관(10)에 그라우트재(20)가 주입된 상태를 보여주는 터널막장 단면도가 도시되어 있는데, 도 3c에 도시된 것처럼, 터널 전방의 굴진이 이루어지기 전이라도, 강관(10)을 통한 충분한 지하수 배수가 이루어지면 위와 같은 그라우트재 가압 주입 을 통한 아치형 차수구조체(110) 형성 작업을 수행할 수 있다.

이와 같이 강관(10)에 그라우트재를 주입하여 아치형 차수구조체(110)를 형성함에 있어서, 다음과 같은 방식의 본 발명만의 고유한 그라우트재 주입방향 제어를 이용하게 된다.

도 4a 내지 도 4d에는 각각 도 3b의 원 C 부분을 확대한 것으로서, 간격을 두고 배치된 강관(10)에 의해 천단부 지반의 구멍이 형성된 상태가 도시되어 있다. 도면에 도시된 실시예에서는 상기 구멍이 강관(10)에 의해 형성되어 있지만, 강관(10) 이외의 다른 재질의 관부재에 의해 구멍이 형성될 수도 있으므로, 이하 도 4a 내지 도 4d와 관련된 설명에서는 편의상 강관(10)이라는 표현 대신에 "구멍"이라는 표현을 사용하였다. 따라서 이하의 설명에서 "구멍"이라는 용어를 도면에 도시된 실시예에서는 강관을 지칭하는 것으로 이해되어야 한다.

도 4a에 도시된 것처럼 예를 들어 3개의 구멍(11a, 11b, 11c)을 하나의 구멍 세트라고 했을 때, 양측의 제1구멍(11a)과 제3구멍(11c)은 각각 그라우트재를 가압하여 주입하는 주입공이 되며, 가운데의 제2구멍(11b)은 그 내부가 진공상태가 되는 진공배수공이 된다. 즉, 주입공이 되는 제1구멍(11a)과 제3구멍(11c)에는 그라우트재를 가압하여 주입함과 동시에 진공배수공이 되는 제2구멍(11b)은 진공상태로 만들게 되는 것이다. 도 4a 내지 도 4d에서 구멍에서 외부 방향으로 또는 구멍을 향하도록 표시된 화살표는 압력방향을 나타낸다.

따라서 도 4a에 도시된 것처럼 제1구멍(11a)과 제3구멍(11c), 즉 주입공으로 가압 주입된 그라우트재는 압력방향을 나타내는 화살표 방향으로 흘러 주변의 지반 으로 스며들게 되는데, 이웃하는 제2구멍(11b)의 진공상태로 인하여 이웃하는 주입공으로부터의 그라우트재는 진공배수공 방향(제2구멍 방향)으로 빨려가면서 흐르게 된다. 진공배수공의 진공 형성으로 인하여 그라우트재의 주입방향이 주입공으로부터 진공배수공을 향하도록 유도되는 것이다. 따라서 지반 내에서 구멍 사이에 지하수의 유동이 존재하더라도 그라우트재의 소실이 최소화되고, 이웃하는 구멍 사이에는 그라우트재에 의한 구근(30)이 형성된다. 구근(30)이 형성되면 진공배수공으로 기능하던 제2구멍(11b)에도 도 4b에 도시된 것처럼 그라우트재를 채워 넣게 된다.

도 4a 및 도 4b에 도시된 것처럼 주입공이 되는 강관과 진공배수공이 되는 강관이 서로 교번하여 배치되어 위와 같이 그라우트재가 주입될 수도 있지만, 도 4c 및 도 4d에 도시된 것처럼, 아치배열의 일측에서 타측으로 가면서 진공배수공이 주입공으로 순차적으로 전환되는 방식으로 하여 그라우트재가 주입될 수도 있다.

즉, 도 4c에 도시된 것처럼, 일측의 첫째 구멍(11d)이 주입공이 되고 그에 인접한 둘째 구멍(11e)이 진공배수공이 되어, 첫째 구멍(11d)으로 그라우트재가 가압 주입됨과 동시에 둘째 구멍(11e)에 진공이 형성되어 그라우트재를 첫째 구멍(11d)으로부터 둘째 구멍(11e) 방향으로 흐르도록 유도하여 구근(30)을 형성한다. 후속하여 진공배수공으로 기능하던 둘째 구멍(11e)을 주입공으로 전환하여 둘째 구멍(11e)에 그라우트재를 가압 주입함과 동시에, 이웃하는 셋째 구멍(11f)을 진공배수공으로 활용하여 셋째 구멍(11f)에 진공이 형성되도록 함으로써, 둘째 구멍(11e)에 가압 주입된 그라우트재를 셋째 구멍(11f) 방향으로 흐르도록 유도하여 구근(30)을 형성하는 작업을 반복하여 도 3b에 도시된 것과 같은 아치형 차수구조체(110)를 형성할 수도 있다.

이와 같이 그라우트재의 주입방향을 진공을 이용하여 제어하게 되면, 앞서 설명한 것처럼 지중으로 스며드는 그라우트재가 진공 형성으로 인한 흡입력에 의해 지중에서 측면으로 빨려 들어가게 되므로, 지하수의 유동이 존재하더라도 그로 인한 그라우트재의 소실 및 맥상 할렬 주입현상이 발생하는 것이 최소화되어, 불연속 상태가 없는 차수구조체(110)를 시공할 수 있게 되며, 지반 내에 그라우트재가 충실하게 채워져서 천단부 지반을 더욱 안정되게 보강되는 효과가 발휘된다. 특히, 이러한 본 발명에 의하면 그라우트재의 소실이 최소화되므로 재료비를 절감할 수 있으며, 그라우트재를 주입하기 위한 구멍을 종래보다 더 넓은 간격을 두고 형성할 수 있게 되어 그 만큼 천공수를 줄일 수 있으므로 시공비의 절감 효과가 더욱 커지게 된다.

도 5에는 도 3a 또는 도 3c에 도시된 상태에 후속한 상태를 보여주는 터널막장 단면도가 도시되어 있다. 즉, 도 4a 내지 도 4d를 참조하여 설명한 방법에 의해 차수구조체(110)를 형성한 후에는, 지반의 굴진, 강관 설치, 그라우트재 가압 주입 등의 앞서 설명한 과정을 반복하여 터널을 시공하게 된다. 차수구조체(110)를 형성한 후에는 터널 막장 추가 굴진하기 전에, 터널막장 굴착면에 대한 숏크리트 라이닝 설치 등의 일반적인 터널막장 굴착면 보호공을 수행할 수 있다.

도 1a는 터널의 천단부 지반에 강관이 삽입되고, 강관을 통해 주입된 그라우트재에 의해 터널막장 굴착면에 인접한 천단부 지반 내에 아치형 차수구조체가 형성된 상태를 개략적으로 보여주는 사시도이다.

도 1b는 강관에 주입된 그라우트재가 지하수의 유동에 의해 유실되는 현상을 보여주는 개략도이다.

도 2a는 본 발명의 시공방법을 설명하기 위한 터널의 개략적인 단면도로서, 1단계의 굴착을 수행한 상태의 터널 단면도이다.

도 2b는 도 2a의 화살표 A 방향으로 바라본 개략적인 터널 내부의 정면도이다.

도 3a는 도 2a에 도시된 상태에 후속하여 추가적인 굴진이 이루어지는 과정에서 후방의 터널막장에 위치하는 강관에 그라우트재가 주입된 상태를 보여주는 터널 단면도이다.

도 3b는 아치형 차수구조체를 보여주도록 도 3a의 화살표 A 방향으로 바라본 개략적인 터널 내부의 정면도이다.

도 3c는 추가적인 굴진이 이루어지기 전에 강관에 그라우트재가 주입된 상태를 보여주는 터널막장 단면도이다.

도 4a 내지 도 4d는 각각 도 3b의 원 C 부분을 확대한 것으로서, 간격을 두고 배치된 강관에 의해 천단부 지반에 형성된 구멍의 정면도이다.

도 5는 도 3a에 도시된 것에 후속한 상태를 보여주는 터널 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 강관

110 : 차수구조체

Claims (4)

1. 터널 시공 중에서 터널막장의 천단부 보강 및 안정화방법으로서,

   지반을 굴진하여 터널막장을 형성한 상태에서, 구조재로서 강성을 발휘하는 복수개의 강관(10)을 터널 굴진 방향으로 터널막장 굴착면에서부터 천단부 지반을 향하여 삽입 설치하되, 복수개 강관(10)이 터널의 곡선 형상에 맞추어서 터널막장 굴착면에 인접한 천단부 지반 내에 아치형태로 배열되어 설치하는 단계;

   지반에 삽입 설치된 강관(10)에 진공장치를 연결하여 강관(10) 내부의 공기를 적극적으로 빨아들여 강관(10) 내에 진공에 의한 부압이 생성되도록 하여 지하수가 강관(10) 내부로 빨려 들어가서 강관(10)을 따라 배출되도록 함으로써 지하수를 적극적으로 배수하여 막장에서 유입되는 지하수 유입량을 저감시키는 단계; 및

   배수가 이루어진 터널막장에서 적극적 배수공으로 활용되던 강관(10)에 그라우트재를 가압 주입하여 그라우트재에 의해 터널의 천단부를 덮어씌우는 아치형 차수구조체(110)를 천단부 지반 내에 형성하고 천단부 지반 내에 그라우트재가 흘러들러가서 보강되도록 하는 단계를 포함하며;

   아치형 차수구조체(110)를 형성하는 단계에서는, 서로 이웃하게 배치된 강관(10)들 중에서 일측 강관은 주입공으로서 기능하게 하고 타측 강관은 일시적으로 진공배수공으로서 기능하게 하여 주입공으로 기능하는 강관에는 그라우트재를 가압 주입함과 동시에 진공배수공으로 기능하는 강관은 진공상태로 만들어서, 주입공으로 기능하는 강관에 주입된 그라우트재가 진공배수공으로 기능하는 강관 방향으로 빨려가면서 흐르도록 유도하여 주입공으로 기능하는 강관과 진공배수공으로 기능하는 강관 사이에 그라우트재에 의한 구근이 형성되면, 상기 진공배수공으로 기능하는 강관에도 그라우트재를 가압 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 시공 중에서 터널막장의 천단부 보강 및 안정화방법.
2. 제1항에 있어서,

   아치형태로 배치된 강관은, 주입공으로 기능하게 되는 2개의 강관에 사이에 진공배수공으로 기능하는 1개의 강관이 위치하는 방식으로 배열되어, 주입공으로 기능하는 구멍(11a, 11c)과 진공배수공으로 기능하는 구멍(11b)이 서로 교번하여 위치하며,

   아치형 차수구조체(110)를 형성하는 단계에서,

   주입공으로 기능하는 구멍(11a, 11c)에는 각각 그라우트재를 가압하여 주입함과 동시에, 주입공 기능의 구멍(11a, 11c) 사이에 위치한 진공배수공 기능의 구멍(11b)을 진공상태로 만들어서, 양측 주입공 기능의 구멍(11a, 11c)으로부터의 그라우트재가 중앙의 진공배수공 기능의 구멍(11b) 방향으로 흐르도록 유도하여 서로 이웃하는 구멍 사이에는 그라우트재에 의한 구근(30)이 형성되도록 한 후, 진공배수공 기능의 구멍(11b)에도 그라우트재를 채워 넣어 아치형 차수구조체(110)를 형성하게 되는 것을 특징으로 하는 터널 시공 중에서 터널막장의 천단부 보강 및 안정화방법.
3. 제1항에 있어서,

   아치형 차수구조체(110)를 형성하는 단계에서,

   아치형태로 배치된 강관에 의한 일련의 구멍에서 첫째 구멍(11d)은 주입공으로 기능하고 그에 인접한 둘째 구멍(11e)은 진공배수공으로 기능하여, 주입공 기능의 첫째 구멍(11d)에 그라우트재를 가압 주입함과 동시에 이웃하는 진공배수공 기능의 둘째 구멍(11e)에 진공을 형성하여 주입공 기능의 첫째 구멍(11d)으로부터의 그라우트재가 진공배수공 기능의 둘째 구멍(11e) 방향으로 흐르도록 유도하여 서로 이웃하는 구멍(11d, 11e) 사이에 그라우트재에 의한 구근(30)이 형성되도록 한 후,

   진공배수공으로 기능하던 둘째 구멍(11e)을 주입공으로 전환하여 그라우트재를 가압 주입함과 동시에, 그에 이웃하는 셋째 구멍(11f)을 진공배수공으로 활용하여 진공이 형성되도록 함으로써, 둘째 구멍(11e)에 가압 주입된 그라우트재를 셋째 구멍(11f) 방향으로 흐르도록 유도하여 구근(30)을 형성하는 작업을 반복하여 아치형 차수구조체(110)를 형성하게 되는 것을 특징으로 하는 터널 시공 중에서 터널막장의 천단부 보강 및 안정화방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   지반에 천공된 구멍 속으로 삽입된 강관(10)이 구멍 속으로부터 빠지지 않도록, 강관(10)의 입구 또는 내측의 일부 구간에서 강관(10)과 구멍 내면 사이에 투 수성을 가진 다공질 레진을 채워서 강관(10)이 고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 터널 시공 중에서 터널막장의 천단부 보강 및 안정화방법.

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