KR100964205B1 - 터널용 라이닝 세그먼트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터널용 라이닝 세그먼트에 관한 것으로서, 터널 내부로의 반입이 쉽고 반입된 각 세그먼트들을 조립하기에도 매우 간편하여 터널의 복공작업을 빠른 시간 내에 신속하게 시공할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 서로 조립되어 터널의 내벽면을 복공하는 것으로, 터널의 내벽면 부분을 지지하는 스킨플레이트와, 스킨플레이트와 인접하는 다른 라이닝 세그먼트의 스킨플레이트를 서로 체결하는 체결수단과, 라이닝 세그먼트들의 체결부분을 기밀적으로 밀봉시키는 실링부재와, 스킨플레이트와 터널의 내벽면 사이에 콘크리트를 충전할 수 있도록, 스킨플레이트에 형성되는 콘크리트 타설구멍을 포함하는 터널용 라이닝 세그먼트에 있어서, 체결수단은, 터널의 둘레방향을 따라 인접하는 스킨플레이트들의 양쪽 끝부분들을 서로 나사 체결할 수 있도록, 스킨플레이트의 양쪽 끝부분에 형성되는 제 1체결플레이트들과; 터널의 길이방향을 따라 인접하는 스킨플레이트들의 양쪽 측면부분들을 서로 나사 체결할 수 있도록, 스킨플레이트의 양쪽 측면부분에 형성되는 제 2체결플레이트들을 구비한다.

Description

터널용 라이닝 세그먼트{LINING SEGMENT FOR TUNNEL}
본 발명은 터널용 라이닝 세그먼트에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 터널 내부로의 반입이 쉽고 반입된 각 세그먼트들을 조립하기에도 매우 간편하여 터널의 복공작업을 빠른 시간 내에 신속하게 시공할 수 있도록 하는 터널용 라이닝 세그먼트에 관한 것이다.
터널(Tunnel)을 시공하는 방법으로서, 실드공법(Shield Method)이 있다. 이 기술은, 지반을 굴착한 다음, 굴착된 터널의 내벽을 라이닝 세그먼트(Lining Segment)로 복공(覆工)하여 터널을 시공하는 공법이다.
한편, 복공에 사용되는 라이닝 세그먼트는, 외측 둘레로부터 높은 토압과 수압을 받으므로, 높은 강도와 높은 지수성능이 요구된다. 따라서, 라이닝 세그먼트의 재료로서, 강도가 높고 지수성이 우수한 콘크리트가 주로 사용되고 있다.
그런데, 이러한 콘크리트 재질의 라이닝 세그먼트(이하, "콘트리트 세그먼트"라 약칭함)는, 무게가 무거우므로, 터널의 내부로 반입하기도 어렵고, 반입된 각 세그먼트들을 서로 조립하기도 힘들다는 단점이 있다.
특히, 통신 및 전력 케이블 설비용 지하터널의 경우에는, 내부 공간이 협소 하므로, 콘크리트 세그먼트를 터널의 내부로 반입하기가 더욱 어렵고, 반입된 각 세그먼트들을 조립하기에도 더욱 힘들다는 단점이 있다. 그 결과, 많은 시공비용과 많은 노동력이 소요되며, 시공기간도 연장된다는 문제점이 지적되고 있다.
또한, 종래의 콘크리트 세그먼트는, 협소한 공간의 터널 내부로 반입하고 이를 조립해야하므로, 안전사고의 우려마저 있다는 문제점이 지적되고 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은, 터널의 내부로 반입하기 쉽고, 반입된 각 세그먼트들을 조립하기도 매우 간편한 터널용 라이닝 세그먼트를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 반입과 조립이 쉽고 간편하게 구성됨으로써, 많은 작업인원 없이도 빠른 시간 내에 복공작업할 수 있게 하는 터널용 라이닝 세그먼트를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 빠른 시간 내에 복공작업할 수 있게 구성함으로써, 터널의 시공기간을 단축시킬 수 있고, 터널의 시공비용을 절감할 수 있게 하는 터널용 라이닝 세그먼트를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 반입과 조립이 쉽고 간편하게 구성됨으로써, 안전사고의 우려를 저감시킬 수 있는 터널용 라이닝 세그먼트를 제공하는 데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 터널용 라이닝 세그먼트는, 터널의 내벽면 부분을 지지하는 스킨플레이트와; 상기 터널의 둘레방향을 따라 인접하는 스킨플레이트들의 양쪽 끝부분들을 서로 나사 체결할 수 있도록 상기 스킨플레이트의 양쪽 끝부분에 형성되는 제 1체결플레이트들과; 상기 터널의 길이방향을 따라 인접하는 스킨플레이트들의 양쪽 측면부분들을 서로 나사 체결할 수 있도록 상기 스킨플레이트의 양쪽 측면부분에 형성되는 제 2체결플레이트들과; 상기 스킨플레이트와 상기 터널의 내벽면 사이에 콘크리트를 충전할 수 있도록 상기 스킨플레이트에 형성되는 콘크리트 타설구멍과; 상기 제 2체결플레이트들을 연결하도록 상기 스킨플레이트의 내측면에 설치되는 보강부재들을 포함하여 구성되어 터널의 내벽면을 복공하는 터널용 라이닝 세그먼트에 있어서, 상기 스킨플레이트와 상기 제 1체결플레이트와 상기 제 2체결플레이트는 모두 강철(鋼鐵)재질로 구성되고, 상기 제 1체결플레이트들 및 상기 제 2체결플레이트들을 나사 체결할 시에 압축변형되면서 상기 제 1체결플레이트들의 사이 및 제 2체결플레이트들의 사이를 기밀적으로 밀봉시킬 수 있도록, 상기 제 1체결플레이트들의 사이 및 상기 제 2체결플레이트들의 사이에 배치되는 러버재질의 실링부재와, 상기 스킨플레이트의 내측면에 쇼크리트 작업에 의해 타설되는 콘크리트 재질의 내측라이닝부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 터널용 라이닝 세그먼트는, 강철 재질로 구성되므로, 터널 내부로의 반입이 매우 쉽고, 반입된 각 세그먼트들을 조립하기에도 매우 간편하다는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 반입과 조립이 쉽고 간편하므로, 많은 작업인원 없이도 빠른 시간 내에 터널의 복공작업을 수행할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 빠른 시간 내에 터널의 복공작업을 수행할 수 있으므로, 터널의 시공기간을 단축시킬 수 있고, 터널의 시공비용을 절감할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 반입과 조립이 쉽고 간편하므로, 안전사고의 우려를 저감시킬 수 있다는 효과가 있다.
이하, 본 발명에 따른 터널용 라이닝 세그먼트의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1과 도 2와 도 3과 도 5를 참조하면, 본 발명의 라이닝 세그먼트(1)는, 스킨플레이트(Skin Plate)(10)를 구비한다.
스킨플레이트(10)는, 강철(鋼鐵)재질로 구성된 직사각형의 판체로서, 터널(T)의 굴착면(T1) 곡률에 대응될 수 있도록 호상곡면을 이룬다.
호상곡면을 이루는 스킨플레이트(10)는, 도 3과 도 5에 도시된 바와 같이, 터널(T)의 둘레방향(X)으로 배치되는 다른 라이닝 세그먼트(1)의 스킨플레이트(10)들과 한 조(組)를 이루면서 하나의 원(圓)을 이룰 수 있도록 구성된다.
이러한 스킨플레이트(10)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 굴착된 터널(T)의 내주면을 직접 받쳐서 지지하는 역할을 한다. 특히, 터널(T)의 둘레방향(X)으로 연결된 다른 라이닝 세그먼트(1)의 스킨플레이트(10)들과 함께 하나의 원(圓)을 이루면서 터널(T)의 내주면 둘레를 지지하는 역할을 한다.
그리고 도 1을 참조하면, 본 발명의 라이닝 세그먼트(1)는, 스킨플레이트(10)의 양쪽 끝부분에 형성되는 제 1체결플레이트(12)들과, 스킨플레이트(10)의 양쪽 측면부분에 형성되는 제 2체결플레이트(14)들을 구비한다.
제 1체결플레이트(12)들은, 강철재질로 구성되며, 도 1과 도 2에 도시된 바 와 같이, 스킨플레이트(10)의 양쪽 끝부분 가장자리로부터 내측방향으로 연장된다.
이러한 제 1체결플레이트(12)들은, 도 3과 도 5에 도시된 바와 같이, 터널(T)의 둘레방향(X)을 따라 인접하는 다른 라이닝 세그먼트(1)의 제 1체결플레이트(12)들과 나사 체결되도록 구성된다. 따라서, 체결된 라이닝 세그먼트(1)들이 하나의 원을 이루면서 조립될 수 있게 한다.
제 2체결플레이트(14)들은, 강철재질로 구성되며, 도 1에 도시된 바와 같이, 스킨플레이트(10)의 양쪽 측면 가장자리로부터 내측방향으로 연장된다.
이러한 제 2체결플레이트(14)들은, 도 4와 도 6에 도시된 바와 같이, 터널(T)의 길이방향(Y)으로 인접하는 다른 라이닝 세그먼트(1)의 제 2체결플레이트(14)들과 나사 체결되도록 구성된다. 따라서, 체결된 라이닝 세그먼트(1)들이 하나의 몸체를 이루면서 터널(T)의 길이방향(Y)을 따라 서로 조립될 수 있게 한다.
다시, 도 1을 참조하면, 본 발명의 라이닝 세그먼트(1)는, 서로 체결되는 제 1체결플레이트(12)들의 사이 및, 제 2체결플레이트(14)들의 사이에 배치되는 실링부재(20)를 구비한다.
실링부재(20)는, 러버(Rubber) 재질의 판체로 구성된다. 이러한 실링부재(20)는 제 1체결플레이트(12)들 및, 제 2체결플레이트(14)들을 나사 체결할 시에, 압축변형되면서 상기 제 1체결플레이트(12)들의 사이 및, 제 2체결플레이트(14)들의 사이를 기밀적으로 밀봉시킨다.
따라서, 라이닝 세그먼트(1)들의 체결부분을 기밀적으로 밀봉시킨다. 그 결과, 라이닝 세그먼트(1)의 지수성능을 강화시킨다. 이로써, 라이닝 세그먼트(1)의 외측면에 고압의 토압과 수압이 가해지더라도 상기 라이닝 세그먼트(1)들의 내측으로 흙과 수분이 누출되지 않게 한다.
다시, 도 1과 도 2와 도 5와 도 6을 참조하면, 본 발명의 라이닝 세그먼트(1)는, 스킨플레이트(10)에 형성되어 있는 콘크리트 타설구멍(30)이 형성되어 있다.
콘크리트 타설구멍(30)은, 스킨플레이트(10)의 중앙부분에 형성되어 있다.
이러한 콘크리트 타설구멍(30)은, 라이닝 세그먼트(1)의 내측에서 터널(T)의 굴착면(T1)을 향해 숏크리트(Shotcrete)작업을 할 수 있게 한다. 아울러 스킨플레이트(10)들과 굴착면(T1) 사이에 콘크리트를 충전할 수 있게 한다.
그 결과, 터널(T)의 굴착면(T1)을 보강하고, 라이닝 세그먼트(1)의 스킨플레이트(10)들과 굴착면(T1) 사이를 틈새없이 메울 수 있다. 이로써, 터널(T)의 내구성과 지수성능을 강화시킬 수 있다.
한편, 콘크리트 타설구멍(30)은, 플러그(Plug)(32)에 의해 밀폐되도록 구성된다. 따라서, 쇼크리트 작업 후 밀폐되는 구조를 갖는다.
다시, 도 1을 참조하면, 본 발명의 라이닝 세그먼트(1)는, 스킨플레이트(10)의 내측면에 간격을 두고 설치되는 강철재질의 보강부재(40)들을 더 구비한다.
보강부재(40)들은, 스킨플레이트(10)의 폭방향으로 설치되며, 그 양쪽 끝부분이 제 2체결플레이트(14)들 각각에 지지되도록 구성된다.
이러한 보강부재(40)들은, 스킨플레이트(10)를 보강하도록 구성된다. 따라서, 라이닝 세그먼트(1)의 전체적인 강도를 증강시키는 역할을 한다.
한편, 보강부재(40)에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 경우에 따라 각종 부착물이 설치될 수 있다. 예를 들면, 통신 및 전력 케이블 거치대(50) 등이 설치될 수도 있다.
이렇게 구성한 이유는, 본 발명의 라이닝 세그먼트(1)가 통신 및 전력 케이블 설비용 터널에 사용될 경우에, 통신 및 전력 케이블의 배선을 용이하게 할 수 있게 하기 위함이다.
다음으로, 이와 같은 구성의 라이닝 세그먼트(1)를 이용한 터널의 복공방법을 도 3 내지 도 6을 참조하여 살펴본다.
먼저, 미리 굴착된 터널(T)의 내부로 라이닝 세그먼트(1)들을 운반한다.
그리고 라이닝 세그먼트(1)들의 운반이 완료되면, 도 3에 도시된 바와 같이, 라이닝 세그먼트(1)들을 터널(T)의 둘레방향(X)으로 조립하여 하나의 원으로 구성한 다음, 도 5에 도시된 바와 같이, 이를 터널(T)의 굴착면(T1)에 설치한다.
그리고, 라이닝 세그먼트(1)의 설치가 완료되면, 또 다른 라이닝 세그먼트(1)들을 터널(T)의 둘레방향(X)으로 조립하여 하나의 원으로 구성한 다음, 도 4와 도 6에 도시된 바와 같이, 굴착면(T1)에 미리 설치된 라이닝 세그먼트(1)들의 측면에 순차적으로 조립한다.
그러면, 라이닝 세그먼트(1)들은 터널(T)의 길이방향(Y)으로 계속 연장되면서 터널(T)의 굴착면(T1)을 계속적으로 복공한다.
한편, 라이닝 세그먼트(1)들의 설치가 완료되면, 라이닝 세그먼트(1)들의 콘크리트 타설구멍(30)을 통해 쇼크리트 작업을 시행한다.
그러면, 라이닝 세그먼트(1)와 굴착면(T1)의 사이에는 콘크리트가 충전되고, 이렇게 충전된 콘크리트는 양생과정을 거치면서 굳어지게 된다. 그리고 굳어진 콘크리트는 터널(T)의 굴착면(T1)을 보강하고, 라이닝 세그먼트(1)의 강도를 높이게 된다.
한편, 쇼크리트 작업이 완료되면, 라이닝 세그먼트(1)의 내측면에 각종 시설물, 예를 들면, 통신 및 전력 케이블 거치대(50)를 설치한다. 그러면, 터널(T)의 복공이 완료된다.
이와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 강철 재질로 구성되므로, 터널 내부로의 반입이 매우 쉽고, 반입된 각 세그먼트들을 조립하기에도 매우 간편하다.
또한, 반입과 조립이 쉽고 간편하므로, 많은 작업인원 없이도 빠른 시간 내에 터널의 복공작업을 수행할 수 있다.
또한, 빠른 시간 내에 터널의 복공작업을 수행할 수 있으므로, 터널의 시공기간을 단축시킬 수 있고, 터널의 시공비용을 절감할 수 있다.
또한, 반입과 조립이 쉽고 간편하므로, 안전사고의 우려를 저감시킬 수 있다.
다음으로, 도 7에는 본 발명에 따른 라이닝 세그먼트의 다른 실시예를 나타내는 도면이 도시되어 있다.
다른 실시예의 라이닝 세그먼트(1)는, 스킨플레이트(10)의 내측면에 내측라이닝부재(60)가 더 설치되는 구조를 갖는다.
내측라이닝부재(60)는, 보강부재(40)의 사이 사이에 설치되는 콘크리트로서, 쇼크리트 작업에 의해 타설되는 것이 바람직하다.
이러한 다른 실시예의 라이닝 세그먼트는, 내측라이닝부재(60)가 설치되므로, 전체적인 강도가 더욱 더 강화된다. 따라서, 터널(T)의 내구성을 향상시킨다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 터널용 라이닝 세그먼트의 구성을 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 터널용 라이닝 세그먼트의 구성을 나타내는 측단면도,
도 3은 본 발명에 따른 터널용 라이닝 세그먼트가 터널의 둘레방향을 따라 조립된 모습을 나타내는 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 터널용 라이닝 세그먼트가 터널의 길이방향을 따라 조립된 모습을 나타내는 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 터널용 라이닝 세그먼트가 터널의 둘레방향을 따라 설치된 모습을 나타내는 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 터널용 라이닝 세그먼트가 터널의 길이방향을 따라 설치된 모습을 나타내는 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 터널용 라이닝 세그먼트의 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.
♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣
1: 라이닝 세그먼트(Lining Segment) 10: 스킨플레이트(Skin Plate)
12: 제 1체결플레이트 14: 제 2체결플레이트
20: 실링부재 30: 콘크리트 타설구멍
32: 플러그(Plug) 40: 보강부재
50: 통신 및 전력 케이블 거치대 60: 내측라이닝부재

Claims (7)

  1. 터널(T)의 내벽면 부분을 지지하는 스킨플레이트(10)와; 상기 터널(T)의 둘레방향(X)을 따라 인접하는 스킨플레이트(10)들의 양쪽 끝부분들을 서로 나사 체결할 수 있도록 상기 스킨플레이트(10)의 양쪽 끝부분에 형성되는 제 1체결플레이트(12)들과; 상기 터널(T)의 길이방향(Y)을 따라 인접하는 스킨플레이트(10)들의 양쪽 측면부분들을 서로 나사 체결할 수 있도록 상기 스킨플레이트(10)의 양쪽 측면부분에 형성되는 제 2체결플레이트(14)들과; 상기 스킨플레이트(10)와 상기 터널(T)의 내벽면 사이에 콘크리트를 충전할 수 있도록 상기 스킨플레이트(10)에 형성되는 콘크리트 타설구멍(30)과; 상기 제 2체결플레이트(14)들을 연결하도록 상기 스킨플레이트(10)의 내측면에 설치되는 보강부재(40)들을 포함하여 구성되어 터널(T)의 내벽면을 복공하는 터널용 라이닝 세그먼트에 있어서,
    상기 스킨플레이트(10)와 상기 제 1체결플레이트(12)와 상기 제 2체결플레이트(14)는 모두 강철(鋼鐵)재질로 구성되고,
    상기 제 1체결플레이트(12)들 및 상기 제 2체결플레이트(14)들을 나사 체결할 시에 압축변형되면서 상기 제 1체결플레이트(12)들의 사이 및 제 2체결플레이트(14)들의 사이를 기밀적으로 밀봉시킬 수 있도록, 상기 제 1체결플레이트(12)들의 사이 및 상기 제 2체결플레이트(14)들의 사이에 배치되는 러버재질의 실링부재(20)와,
    상기 스킨플레이트(10)의 내측면에 쇼크리트 작업에 의해 타설되는 콘크리트 재질의 내측라이닝부재(60)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터널용 라이닝 세그먼트.
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