KR101007012B1

KR101007012B1 - 터널 천단부 보강 구조물 및 이를 이용한 터널 천단부보강공법

Info

Publication number: KR101007012B1
Application number: KR1020080039737A
Authority: KR
Inventors: 차응섭
Original assignee: 차응섭
Priority date: 2008-04-29
Filing date: 2008-04-29
Publication date: 2011-01-12
Also published as: KR20090114000A

Abstract

본 발명은 터널(10)의 천단부에 간격을 두고 설치됨과 아울러, 하단에 갈고리(101)가 형성된 복수의 앵커부재(100); 복수의 앵커부재(100)의 갈고리(101)에 걸려 지지되도록 설치된 복수의 배근부재(200); 앵커부재(100) 및 배근부재(200)가 매립되도록 타설된 라이닝 콘크리트(300);를 포함하는 터널 천단부 보강 구조물을 제시함으로써, 터널의 천단부의 응력집중 및 균열을 방지할 수 있도록 한다.

터널, 천단부, 보강, 앵커

Description

터널 천단부 보강 구조물 및 이를 이용한 터널 천단부 보강공법{REINFORCEMENT STRUCTURE FOR TUNNEL AND REINFORCEMENT METHOD USING THE SAME}

본 발명은 토목 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 터널의 천단부를 보강하기 위한 구조 및 공법에 관한 것이다.

터널은 지반을 관통하여 주위 토압에 저항하기 위한 구조물로서, 구조 전체가 일체로서 외력에 저항하므로, 일부분에 응력집중, 균열이 발생하는 경우, 구조적 안정성이 대단히 취약해진다는 문제가 있다.

특히, 도 1에 도시된 바와 같이, 터널(10)의 천단부(상측 단부)는 온도변화, 건조수축, 진동 등에 의한 응력집중이 발생하기 쉬운 부위라는 점, 라이닝 콘크리트(1)가 밀실하게 타설되기 어렵다는 점 등의 이유로 균열이 자주 발생하며, 이는 상기와 같은 터널 전체 구조의 안정성에 영향을 미치게 된다.

따라서 터널의 천단부를 효율적으로 보강하기 위한 구조에 관한 연구가 절실한 실정이었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 터널의 천단부의 응력집중 및 균열을 방지할 수 있도록 하는 터널 천단부 보강 구조물 및 이를 이용한 터널 천단부 보강공법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 터널(10)의 천단부에 간격을 두고 설치됨과 아울러, 하단에 갈고리(101)가 형성된 복수의 앵커부재(100); 상기 복수의 앵커부재(100)의 갈고리(101)에 걸려 지지되도록 설치된 복수의 배근부재(200); 상기 앵커부재(100) 및 배근부재(200)가 매립되도록 타설된 라이닝 콘크리트(300);를 포함하는 터널 천단부 보강 구조물을 제시한다.

상기 앵커부재(100)는 상기 터널(10)에 삽입설치된 볼트(110); 상기 볼트(110)의 하부 외주에 설치된 방수팩(120); 상기 볼트(110)의 하부에 결합한 너트(130); 상단이 상기 볼트(110) 또는 상기 너트(130)의 하부에 결합함과 아울러, 하단에 상기 갈고리(101)가 형성된 연장부(140);를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 너트(130)는 상기 볼트(110)가 삽입되는 상부영역과 상기 연장부(140)가 삽입되는 하부영역을 분리하도록 심부에 분리부(132)를 구비한 것이 바람직하다.

상기 터널(10)의 천단부 벽면에 설치된 배수시트(20); 상기 배수시트(20)의 외면에 설치된 방수시트(30);를 더 포함하고, 상기 방수팩(120)은 상기 방수시 트(30)의 외면에 설치된 것이 바람직하다.

상기 너트(130)의 상단에는 측방으로 고정부(131)가 연장형성되고, 상기 고정부(131)는 상기 방수팩(120)에 삽입고정된 것이 바람직하다.

상기 복수의 배근부재(200)는 와이어 메쉬(210)를 포함하는 구조에 의해 구현될 수 있다.

상기 복수의 배근부재(200)는 상기 복수의 앵커부재(100)에 걸려 지지되는 복수의 배력철근(220); 상기 복수의 배력철근(220)과 실질적인 직각을 이루도록 설치된 복수의 주철근(221);을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 터널 천단부 보강 구조물을 시공하기 위한 터널 천단부 보강공법으로서, 상기 터널(10)의 천단부 벽면에 복수의 앵커부재 설치공(11)을 천공하는 단계; 상기 복수의 앵커부재 설치공(11)에 상기 복수의 앵커부재(100)를 설치하는 단계; 상기 복수의 앵커부재(100)에 걸려 지지되도록 상기 복수의 배근부재(200)를 설치하는 단계; 상기 터널(10)의 길이방향으로 일정구간의 양단이 폐쇄되도록, 상기 라이닝 콘크리트(300)의 타설을 위한 거푸집(310)을 설치하는 단계; 상기 거푸집(310)의 폐쇄된 일단부 중 상부에 타설공(311)을 형성하고, 상기 타설공(311)을 통해 상기 라이닝 콘크리트(300)를 타설하는 라이닝 콘크리트 타설단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 천단부 보강공법을 제시한다.

상기 라이닝 콘크리트(300) 타설단계는 상기 타설공(311)에 파이프(320)를 삽입하여, 상기 파이프(320)의 개구를 상기 거푸집(310)의 폐쇄된 타단부에 위치시키는 단계; 상기 파이프(320)를 통해 상기 라이닝 콘크리트(300)를 타설하는 단계; 상기 파이프(320)를 점진적으로 후퇴하면서 상기 라이닝 콘크리트(300)를 타설하는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 파이프(320)는 상기 배근부재(200)의 상부를 통해 가이드되는 것이 바람직하다.

본 발명은 터널의 천단부의 응력집중 및 균열을 방지할 수 있도록 하는 터널 천단부 보강 구조물 및 이를 이용한 터널 천단부 보강공법을 제시한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 2 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 터널 천단부 보강 구조물은 기본적으로, 터널(10)의 천단부에 간격을 두고 설치됨과 아울러, 하단에 갈고리(101)가 형성된 복수의 앵커부재(100); 복수의 앵커부재(100)의 갈고리(101)에 걸려 지지되도록 설치된 복수의 배근부재(200); 앵커부재(100) 및 배근부재(200)가 매립되도록 타설된 라이닝 콘크리트(300);를 포함하여 구성된다.

즉, 터널(10)의 천단부에 앵커부재(100)를 복수 설치하고, 그 앵커부재(100)에 의해 지지되도록 배근부재(200)를 복수 설치한 후, 이들이 매립되도록 라이닝 콘크리트(300)를 타설함으로써, 앵커-배근-콘크리트의 복합구조에 의해 터널의 천단부가 보강되도록 한 것이다.

이러한 구조를 취하는 경우, 온도변화, 건조수축, 진동 등에 의한 유해 응력이 발생하더라도, 배근부재(200) 및 앵커부재(100)를 통해 터널(10) 전 영역으로 그 응력이 분산될 것인바 응력집중을 방지할 수 있고, 이에 따라 균열의 발생 가능성을 대폭 줄일 수 있다는 효과가 있다.

또한, 앵커부재(100)의 하단에 갈고리(101)를 형성하고, 이에 배근부재(200)가 설치되도록 하므로, 터널(10) 천단부의 높이가 높더라도 배근부재(200)의 설치작업을 용이하게 할 수 있다는 효과를 추가로 얻을 수 있다.

앵커부재(100)는 터널(10)의 천단부에 간격을 두고 설치되는 구성으로서, 배근부재(200)의 지지를 위해 하단에 갈고리(101)가 형성된 구조이면, 어느 것이나 관계없다.

다만, 도 4에 도시된 바와 같이, 터널(10)의 설치공(11)에 삽입설치된 볼트(110); 볼트(110)의 하부 외주에 설치된 방수팩(120); 볼트(110)의 하부에 결합한 너트(130); 상단이 볼트(110) 또는 너트(130)의 하부에 결합함과 아울러, 하단에 갈고리(101)가 형성된 연장부(140);를 포함하는 구조를 취하는 경우, 앵커부재(100)의 설치를 위해 터널(10)에 형성된 설치공(11)을 통해 지하수가 유출되는 것을 방지할 수 있다는 측면에서 더욱 바람직하다.

나아가, 너트(130)에서 볼트(110)가 삽입되는 상부영역과 연장부(140)가 삽입되는 하부영역을 분리하도록 심부에 분리부(132)가 형성된 구조를 취하는 경우, 위 지하수의 유출을 더욱 확실하게 방지할 수 있다는 효과가 있다.

일반적으로, 터널(10)의 천단부 벽면에는 배수시트(20)가 설치되고, 그 외면에는 방수시트(30)가 설치되는데, 위 구조에서 방수팩(120)은 이러한 방수시트(30)의 외면에 열융착 등의 방식으로 설치되는 것이 더욱 우수한 방수효과를 얻을 수 있다는 측면에서 바람직하다.

나아가, 너트(130)의 상단에 측방으로 고정부(131)가 연장형성되고, 이 고정부(131)가 방수팩(120)에 삽입고정된 구조를 취하는 경우, 방수효과와 더불어 너트(130) 및 연장부재(140)의 견고한 결합구조를 이룰 수 있다는 측면에서 더욱 바람직하다.

복수의 배근부재(200)는 앵커부재(100)의 갈고리(101)에 의해 지지되고, 라이닝 콘크리트(300)에 매립되어 터널(10)의 천단부를 보강할 수 있는 구조이면, 어느 것이나 가능하다.

도 2는 배근부재(200)로서 와이어 메쉬(210)가 적용된 경우의 실시예를 도시한 것이고, 도 3은 철근이 사용된 경우의 실시예를 도시한 것이다.

도 3의 실시예의 경우, 배근부재(200)로서 앵커부재(100)에 걸려 지지되는 복수의 배력철근(220); 복수의 배력철근(220)과 실질적인 직각을 이루도록 설치된 복수의 주철근(221);을 포함하여 구성되므로, 더욱 우수한 보강효과를 얻을 수 있다는 측면에서 바람직하고, 필요에 따라 보조철근(222) 등을 추가로 설치할 수 있다.

본 발명에 의한 터널 천단부 보강공법은 위와 같은 터널 천단부 보강 구조물을 시공하기 위한 것으로서, 터널(10)의 천단부 벽면에 복수의 앵커부재 설치공(11)을 천공하는 단계; 복수의 앵커부재 설치공(11)에 복수의 앵커부재(100)를 설치하는 단계; 복수의 앵커부재(100)에 걸려 지지되도록 복수의 배근부재(200)를 설치하는 단계; 터널(10)의 길이방향으로 일정구간의 양단이 폐쇄되도록, 라이닝 콘크리트(300)의 타설을 위한 거푸집(310)을 설치하는 단계; 거푸집(310)의 폐쇄된 일단부 중 상부에 타설공(311)을 형성하고, 타설공(311)을 통해 상기 라이닝 콘크리트(300)를 타설하는 라이닝 콘크리트 타설단계;를 포함하여 구성된다.

즉, 라이닝 콘크리트(300)의 타설을 위한 거푸집(310)을 설치함에 있어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 터널(10)의 길이방향으로 일정구간의 양단이 폐쇄되도록 하고, 거푸집(310)의 폐쇄된 일단부 중 상부에 타설공(311)을 형성하고, 타설공(311)을 통해 라이닝 콘크리트(300)를 타설하도록 한 것이다.

따라서 콘크리트가 거푸집(310)의 위 폐쇄된 구간 내에만 타설되므로, 밀실한 구조를 얻을 수 있다는 효과가 있다.

나아가, 도 6,7에 도시된 바와 같이, 타설공(311)에 파이프(320)를 삽입하여, 파이프(320)의 개구를 상기 거푸집(310)의 폐쇄된 타단부에 위치시키고, 파이프(320)를 통해 라이닝 콘크리트(300)를 타설하는데, 파이프(320)를 점진적으로 후퇴하면서 라이닝 콘크리트(300)의 타설을 마감하는 것이 더욱 바람직하다.

즉, 거푸집(310)의 타설공(311)으로부터 먼 부분(거푸집의 구석 부분)으로부터 콘크리트를 타설하여, 타설공(311)에 가까운 부분에서 타설작업을 마무리하도록 한 것이므로, 더욱 밀실한 콘크리트의 타설작업을 가능해지기 때문이다.

이와 같은 파이프(320)의 삽입 및 후진 구동은 거푸집(310)의 상면에 면접촉되면서 이루어지는 것보다, 위 배근부재(200)의 상부를 통해 가이드되도록 하는 것이 콘크리트의 밀실한 타설을 위해 더욱 바람직하다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설 명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

도 1은 종래의 터널의 단면도.

도 2 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,

도 2는 보강 구조물의 제1실시예의 단면도.

도 3은 보강 구조물의 제2실시예의 단면도.

도 4는 앵커부재의 단면도.

도 5는 보강 구조물의 제2실시예의 저면도.

도 6,7은 라이닝 콘크리트 타설작업의 공정도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

10 : 터널 11 : 앵커부재 설치공

20 : 배수시트 30 : 방수시트

100 : 앵커부재 101 : 갈고리

110 : 볼트 120 : 방수팩

130 : 너트 140 : 연장부

200 : 배근부재 210 : 와이어 메쉬

220 : 배력철근 221 : 주철근

300 : 라이닝 콘크리트 310 : 거푸집

311 : 타설공 320 : 파이프

Claims

삭제
터널(10)의 천단부에 간격을 두고 설치됨과 아울러, 하단에 갈고리(101)가 형성된 복수의 앵커부재(100);

상기 복수의 앵커부재(100)의 갈고리(101)에 걸려 지지되도록 설치된 복수의 배근부재(200);

상기 앵커부재(100) 및 배근부재(200)가 매립되도록 타설된 라이닝 콘크리트(300);를 포함하고,

상기 앵커부재(100)는

상기 터널(10)에 삽입설치된 볼트(110);

상기 볼트(110)의 하부 외주에 설치된 방수팩(120);

상기 볼트(110)의 하부에 결합한 너트(130);

상단이 상기 볼트(110) 또는 상기 너트(130)의 하부에 결합함과 아울러, 하단에 상기 갈고리(101)가 형성된 연장부(140);를

포함하는 것을 특징으로 하는 터널 천단부 보강 구조물.
제2항에 있어서,

상기 너트(130)는

상기 볼트(110)가 삽입되는 상부영역과 상기 연장부(140)가 삽입되는 하부영역을 분리하도록 심부에 분리부(132)를 구비한 것을 특징으로 하는 터널 천단부 보강 구조물.
제2항에 있어서,

상기 터널(10)의 천단부 벽면에 설치된 배수시트(20);

상기 배수시트(20)의 외면에 설치된 방수시트(30);를 더 포함하고,

상기 방수팩(120)은 상기 방수시트(30)의 외면에 설치된 것을 특징으로 하는 터널 천단부 보강 구조물.
제4항에 있어서,

상기 너트(130)의 상단에는 측방으로 고정부(131)가 연장형성되고, 상기 고정부(131)는 상기 방수팩(120)에 삽입고정된 것을 특징으로 하는 터널 천단부 보강 구조물.
제2항에 있어서,

상기 복수의 배근부재(200)는

와이어 메쉬(210)를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 천단부 보강 구조물.
제2항에 있어서,

상기 복수의 배근부재(200)는

상기 복수의 앵커부재(100)에 걸려 지지되는 복수의 배력철근(220);

상기 복수의 배력철근(220)과 실질적인 직각을 이루도록 설치된 복수의 주철근(221);을

포함하는 것을 특징으로 하는 터널 천단부 보강 구조물.
제2항 내지 제7항 중 어느 한 항의 터널 천단부 보강 구조물을 시공하기 위한 터널 천단부 보강공법으로서,

상기 터널(10)의 천단부 벽면에 복수의 앵커부재 설치공(11)을 천공하는 단계;

상기 복수의 앵커부재 설치공(11)에 상기 복수의 앵커부재(100)를 설치하는 단계;

상기 복수의 앵커부재(100)에 걸려 지지되도록 상기 복수의 배근부재(200)를 설치하는 단계;

상기 터널(10)의 길이방향으로 일정구간의 양단이 폐쇄되도록, 상기 라이닝 콘크리트(300)의 타설을 위한 거푸집(310)을 설치하는 단계;

상기 거푸집(310)의 폐쇄된 일단부 중 상부에 타설공(311)을 형성하고, 상기 타설공(311)을 통해 상기 라이닝 콘크리트(300)를 타설하는 라이닝 콘크리트 타설단계;를

포함하는 것을 특징으로 하는 터널 천단부 보강공법.
제8항에 있어서,

상기 라이닝 콘크리트(300) 타설단계는

상기 타설공(311)에 파이프(320)를 삽입하여, 상기 파이프(320)의 개구를 상기 거푸집(310)의 폐쇄된 타단부에 위치시키는 단계;

상기 파이프(320)를 통해 상기 라이닝 콘크리트(300)를 타설하는 단계;

상기 파이프(320)를 점진적으로 후퇴하면서 상기 라이닝 콘크리트(300)를 타설하는 단계;를

포함하는 것을 특징으로 하는 터널 천단부 보강공법.
제9항에 있어서,

상기 파이프(320)는 상기 배근부재(200)의 상부를 통해 가이드되는 것을 특징으로 하는 터널 천단부 보강공법.