KR101012640B1

KR101012640B1 - 지하터널용 구조물 설치방법

Info

Publication number: KR101012640B1
Application number: KR1020090019337A
Authority: KR
Inventors: 김정윤
Original assignee: 주식회사 엔티에스이앤씨
Priority date: 2009-03-06
Filing date: 2009-03-06
Publication date: 2011-02-09
Also published as: CN101824987B; CN101824987A; KR20100100443A

Abstract

본 발명은 터널부 내측으로 돌출되는 강관의 내측면을 절단하지 않고 그대로 사용함은 물론 강관들의 측면에 거더설치공을 형성하고 이에 거더를 더 추가설치하여 구조적으로 더욱 더 튼튼하고 견고하면서 상부의 아치강관 하부의 측벽에 별도의 도갱을 굴착하여 벽체를 형성하므로서 강관의 추진없이 그 공사기간을 단축할 수 있는 지하터널 형성용 구조물 설치방법에 관한 것으로,

강관압입 위치측량 및 선도관 설치공정과, 강관압입공정과, 토류방지판설치공정과, 갱외 그라우팅공정과, 응력재설치공정과, 거더(girder)를 연결설치하는 거더 설치공정과, 강관연결용접공정과, 콘크리트를 주입하여 양생시키는 강관내 콘크리트타설공정과, 터널부를 굴착하는 터널면굴착공정으로 되는 지하터널 형성용 구조물 설치방법에 있어서, 강관 압입공정시에 강관을 터널면의 천정에 해당하는 상부면에만 아치형으로 추진하고, 토류방지판 설치공정과 갱외 그라우팅공정 실시 후, 전기한 아치형 강관의 양측 하부 측벽에 각기 도갱을 굴착하는 도갱 굴착공정과; 굴착된 도갱 내에 측벽 벽체부를 형성키 위한 거푸집을 형성하고 그 내측에 형성된 철근 또는 응력재를 그 상부의 강관과 연결키 위해 상부로 돌출시키는 거푸집 형성공정과; 거푸집 내에 콘크리트를 타설하여 철근 또는 응력재가 돌출된 콘크리트 벽체부를 형성하는 콘크리트 벽체 타설공정을 추가하고, 계속하여 거더설치공을 통해 거더를 연결 설치하는 거더설치공정과; 갱외 작업공간 또는 강관내 공간에서 강관 사이를 방수철판으로 모두 용접 연결하여 방수가 이루어지도록 한 강관 연결 용접공정과; 강관 및 거더 내에 철근배근 또는 응력재를 전기한 콘크리트 벽체부의 응력재와 연결되게 설치한 다음 콘크리트를 타설하여 양생시키므로서 전기한 측벽 벽체부와 일체로 결합되게 하는 강관내 콘크리트 타설공정과; 콘크리트 양생 후 강관 외측의 터널부 내측을 굴착하는 터널 굴착공정을 제공하여 터널 공사기간의 단축과 터널내 견고한 구조물을 설치할 수 있다.

지하터널, 구조물, 거더, 도갱

Description

지하터널용 구조물 설치방법 {Method for constructing structure for underground tunnel}

본 발명은 터널굴착부의 토사를 미리 파내지 않고 먼저 지중에 터널형성용 구조물을 설치하여 사전에 충분히 응력에 견디도록 한다음 구조물 내측을 굴착하여 지하터널을 형성하도록 하는 본인의 선출원발명인 특허출원 제2002-36953호 및 실용신안등록 제274812호 그리고 특허출원 제2004-10300호의 기술내용을 좀 더 개량하여 상기 터널부 내측으로 돌출되는 강관의 내측면을 절단하지 않고 그대로 사용함은 물론 강관들의 측면에 거더설치공을 형성하고 이에 거더를 더 추가설치하여 구조적으로 더욱 더 튼튼하고 견고하면서 상부의 아치강관 하부의 측벽에 별도의 도갱을 굴착하여 벽체를 형성하므로서 강관의 추진없이 그 공사기간을 단축할 수 있는 지하터널 형성용 구조물 설치방법에 관한 것이다.

지하터널 형성용 구조물 설치방법 및 그 구조에 관하여 본출원인 안출한 것으로 특허출원 제2002-36953호 및 실용신안등록 제274812호 그리고 특허출원 제 2004-10300호가 있다.

이와 같은 본인의 선출원 발명 및 고안들은 모두 터널굴착부의 토사를 미리 파내지 않고 먼저 지중에 터널형성용 구조물을 설치하여 사전에 충분히 응력에 견디도록 한다음 구조물 내측을 굴착하여 지하터널을 형성하도록 하는 것에 관한 것으로, 지하터널 구조물을 더욱 편리하고 신속하면서도 시공이 정확하고, 구조물의 설치시는 물론 설치후에도 그 구조물이 구조적으로 매우 견고하여 터널굴착 작업을 안정적으로 할 수 있도록 하여 결국 작업상 위험성을 완전배제하여 안심하고 터널을 형성할 수 있도록 하는 것은 물론 적은 인력과 장비 및 자재를 이용하여 튼튼한 터널을 구축할 수 있도록 한 것이다

본 발명은 상기와 같은 본인의 선출원 및 선등록 고안들이 가지고 있는 장점에 특수한 공정 및 구조를 더 추가하여 상기 터널부 내측으로 돌출되는 강관의 내측면을 절단하지 않고 그대로 사용함은 물론 강관들의 측면에 거더설치공을 형성하고 이에 거더를 더 설치하여 구조적으로 더욱 더 튼튼하고 견고하며 방수까지도 완벽한 터널형성용 구조물 구조를 빠른시간 내에 시공할 수 있는 것은 물론, 강관 압입을 터널의 상부측에만 아치형으로 형성하고 그 하측면에 소규모의 도갱을 굴착하여 그 도갱내에 거푸집을 설치하고 이에 콘크리트를 타설하여 상부의 아치형 강관을 받쳐지게 하여 강관 압입공정수를 줄여 공사기간을 단축하면서도 견고한 구조물을 구축함에 목적이 있다.

본 발명은 강관압입 위치측량 및 선도관 설치공정과, 강관압입공정과, 토류방지판설치공정과, 갱외 그라우팅공정과, 응력재설치공정과, 거더(girder)를 연결설치하는 거더 설치공정과, 강관연결용접공정과, 콘크리트를 주입하여 양생시키는 강관내 콘크리트타설공정과, 터널부를 굴착하는 터널면굴착공정으로 되는 지하터널 형성용 구조물 설치방법에 있어서,

강관 압입공정시에 강관을 터널면의 천정에 해당하는 상부면에만 아치형으로 추진하고, 토류방지판 설치공정과 갱외 그라우팅공정 실시 후, 전기한 아치형 강관 의 양측 하부 측벽에 각기 도갱을 굴착하는 도갱 굴착공정과;

굴착된 도갱 내에 측벽 벽체부를 형성키 위해 상부 방수판과 연결된 측하부의 방수판과 거푸집을 형성하고 그 내측에 형성된 철근 또는 응력재를 그 상부의 강관과 연결키 위해 상부로 돌출시키는 거푸집 형성공정과; 거푸집 내에 콘크리트를 타설하여 철근 또는 응력재가 돌출된 콘크리트 벽체부를 형성하는 콘크리트 벽체 타설공정을 추가하고, 계속하여 거더설치공을 통해 거더를 연결 설치하는 거더설치공정과; 갱외 작업공간 또는 강관내 공간에서 강관 사이를 방수철판으로 모두 용접 연결하여 방수가 이루어지도록 한 강관 연결 용접공정과; 강관 및 거더 내에 철근배근 또는 응력재를 전기한 콘크리트 벽체부의 응력재와 연결되게 설치한 다음 콘크리트를 타설하여 양생시키므로서 전기한 측벽 벽체부와 일체로 결합되게 하는 강관내 콘크리트 타설공정과; 콘크리트 양생 후 강관 외측의 터널부 내측을 굴착하는 터널 굴착공정을 제공하여 터널 공사기간의 단축과 터널내 견고한 구조물을 설치할 수 있다.

본 발명은 기존의 터널 시공방법에 있어서, 강관의 압입을 터널의 상부측에만 형성하고 그 아치형 강관의 하부측에 별도의 소규모 도갱을 굴착하여 그 도갱내에 거푸집을 설치하고 콘크리트를 타설하여 양생시키므로서 아치형 강관을 받쳐지게 하므로서 공사기간을 단축시키면서도 터널의 견고성을 높히는 효과가 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명을 일실시예에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 강관(10)압입전 터널시공예정면을 따라 알맞는 위치를 정확하게 측량하고 도 2에서와 같이 강관(10) 선단에 토류방지판투입구(21)가 형성되고 압입방향조정장치(30)가 형성된 선도관(20)을 결합하여 강관(10)압입을 위한 준비작업을 완료하는 강관압입 위치측량 및 선도관 설치공정과;

강관(10)을 추진위치에 정확하게 위치시킨후 유압 잭(JACK) 및 추진보조관을 이용하여 단계적으로 압입하며 매 1M마다 위치측량을 실시하고 선도관(20)에 형성된 압입방향조정장치(30)를 이용하여 최소의 오차범위에 시공되도록 하는 강관압입공정과;

도 3에서와 같이 강관압입공정에서 강관(10)을 압입할 시 선도관(20)에 형성된 토류방지판투입구(21)를 통해 주변 흙을 파낸다음 토류방지판(40)을 순차적으로 투입하여 연결하는 토류방지판설치공정과;

상기 강관(10)압입 및 토류방지판(40)의 설치가 완료되면 강관(10)에 설치되는 그라우팅주입밸브(미도시)를 통해 토류방지판(40)주변에 그라우트재로 그라우팅하여 그라우팅부(70)를 형성함으로써 강관(10)하부 굴착시 토사유출을 방지하도록 함은 물론 차수역활을 하도록 하는 갱외 그라우팅공정과;

상기 갱외 그라우팅(70) 및 강관(10)압입이 완료되면 도 4a에서와 같이 강관(10)들 측면을 소정간격으로 절개하여 응력재삽입공(12)을 형성하고, 상기 응력재삽입공에 강관연결파이프(16)나 철근, 환봉 빔(beam)(미도시)으로된 응력재(300) 를 삽입하여 이탈하지 않도록 연결설치하는 응력재설치공정과;

상기 응력재설치공정이 완료되면 도 4b에서와 같이 응력재삽입공(12)사이에 위치토록 강관(10)내부에서 소정크기로 절개하여 거더설치공(600)을 형성하고, 거더설치공(600)을 통해 흙을 파내서 갱외작업공간(610)을 확보한 다음, 도 4c, 4d 에서와 같이 일측 강관(10)에 설치된 거더설치공(600)과 이와 인접한 타측 강관(10)에 형성된 거더설치공(600)을 통해 거더(girder)(700)를 연결설치하는 거더 설치공정과;

상기 갱외작업공간(610) 또는 강관(10)내 공간에서 강관(10) 사이를 방수철판(120)으로 모두 용접연결하여 완전 방수가 되도록 하는 강관연결용접공정과;

도 4e에서와 같이 상기 방수철판(120)으로 강관(10)들을 모두 연결하고 나면 강관(10) 및 거더(700)내에 철근배근 또는 응력재를 설치한다음 콘크리트를 주입하여 양생시키는 강관내 콘크리트타설공정과;

상기 강관(10)내부에 주입된 콘크리트(400)가 모두 양생되면 도 3에서와 같이 강관(10)외측의 터널부(500)를 굴착하는 터널면굴착공정으로 되는 지하터널 형성용 구조물 설치방법에 있어서,

강관 압입공정시에 도 5a의 도시와 같이 강관(10)을 터널면의 천정에 해당하는 상부면에만 아치형으로 추진하고,

토류방지판 설치공정과 갱외 그라우팅공정 실시 후,

도 5b의 도시와 같이 전기한 아치형 강관(10)의 양측 하부 측벽에 각기 도갱(200)(200')을 굴착하는 도갱 굴착공정과;

굴착된 도갱(200)(200') 내에 도 5c의 측벽 벽체부를 형성키 위해 측부와 하부에 상부 방수철판과 이어진 방수철판과 거푸집(210)을 형성하고 그 내측에 형성된 철근 또는 응력재(230)를 그 상부의 강관(10)과 연결키 위해 상부로 돌출시키는 거푸집 형성공정과;

거푸집(210) 내에 도 5d의 도시와 같이 콘크리트를 타설하여 철근 또는 응력재(230)가 돌출된 콘크리트 벽체부(220)를 형성하는 콘크리트 벽체 타설공정을 추가하고,

계속하여 거더설치공(600)을 통해 거더(700)를 연결 설치하는 거더설치공정과;

갱외 작업공간(610) 또는 강관(10)내 공간에서 강관(10) 사이를 방수철판(120)으로 모두 용접 연결하여 방수가 이루어지도록 한 강관 연결 용접공정과;

강관(10) 및 거더(700) 내에 철근배근 또는 응력재를 전기한 콘크리트 벽체부(220)의 응력재(230)와 연결되게 설치한 다음 5e의 도시와 같이 콘크리트를 타설하여 양생시키므로서 전기한 측벽 벽체부(220)와 일체로 결합되게 하는 강관내 콘크리트 타설공정과;

콘크리트 양생 후 도 5f의 도시와 같이 강관 외측의 터널부(500) 내측을 굴착하는 터널 굴착공정으로 된다.

이와 같이 강관(10)을 아치형으로 상부에만 형성하고 하측은 별도의 도갱을 설치하여 콘크리트에 의해 측벽 벽체부(220)를 형성되게 하므로서 강관의 압입수가 줄게 되어 강관의 압입시에 필요한 여러 공정수가 줄게될 뿐 아니라 도갱 굴착공정을 별도로 동시에 실시할 수 있어 터널 구조물 설치 기간이 단축될 뿐 아니라 아치 형 강관과 하부의 콘크리트 벽체에 의해 상부의 토압을 버티게 하므로서 견고한 시공이 가능한 것이다.

도 1은 본 발명의 작업공정 순서도

도 2는 본 발명을 실시하는데 사용되는 선도관과 강관 설명도

도 3은 본 발명에 의해 구축된 터널 내부구조물 설명도

도 4a~4e는 본 발명의 강관 연결 구성도

도 5a~5f는 본 발명 작업 공정 설명도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 강관 12 : 응력재삽입공

16 : 강관연결파이프 20 : 선도관

21 : 토류 방지판 투입구 30 : 압입 방향 조정장치

40 : 토유 방지판 70 : 그라우팅

120 : 방수철판 121 : 절곡부

200,200' : 도갱 210 : 거푸집

220 : 측벽 벽체부 230 : 커플링

300 : 강관 연결용 응력재 400 : 콘크리트

500 : 터널부 600 : 거더설치공

610 : 갱외 작업공간 700 : 거더

800 : 터널바닥면 900 : 터널벽면

Claims

강관(10)압입전 터널시공예정면을 따라 알맞는 위치에 선도관(20)을 결합하여 강관(10)압입을 위한 준비작업을 완료하는 강관압입 위치측량 및 선도관 설치공정과;

강관(10)을 추진위치에 정확하게 위치시킨 후 압입방향조정장치(30)를 이용하여 강관을 압입하는 강관압입공정과;

선도관(20)에 형성된 토류방지판투입구(21)를 통해 주변 흙을 파낸다음 토류방지판(40)을 순차적으로 투입하여 연결하는 토류방지판설치공정과;

토류방지판(40)주변에 그라우트재로 그라우팅하여 그라우팅부(70)를 형성하는 갱외 그라우팅공정과;

압입이 완료된 강관(10)들 측면을 소정간격으로 절개하여 응력재삽입공(12)을 형성하고, 응력재(300)를 삽입하여 이탈하지 않도록 연결 설치하는 응력재설치공정과;

강관(10)내부에서 소정크기로 절개하여 거더설치공(600)을 형성하고, 일측 강관(10)에 설치된 거더설치공(600)과 이와 인접한 타측 강관(10)에 형성된 거더설치공(600)을 통해 거더(girder)(700)를 연결설치하는 거더 설치공정과;

갱외작업공간(610) 또는 강관(10)내 공간에서 강관(10) 사이를 방수철판(120)으로 모두 용접연결하여 완전 방수가 되도록 하는 강관연결용접공정과;

강관(10) 및 거더(700)내에 철근배근 또는 응력재를 설치한다음 콘크리트를 주입하여 양생시키는 강관내 콘크리트타설공정과;

강관(10)외측의 터널부(500)를 굴착하는 터널면굴착공정으로 되는 지하터널 형성용 구조물 설치방법에 있어서,

강관 압입공정시에 강관(10)을 터널면의 천정에 해당하는 상부면에만 아치형으로 추진하고,

토류방지판 설치공정과 갱외 그라우팅공정 실시 후,

전기한 아치형 강관(10)의 양측 하부 측벽에 각기 도갱(200)(200')을 굴착하는 도갱 굴착공정과;

굴착된 도갱(200)(200') 내에 측벽 벽체부를 형성키 위해 상부 방수철판과 연결되도록 측하부에 방수철판과 거푸집(210)을 형성하고 그 내측에 형성된 철근 또는 응력재(230)를 그 상부의 강관(10)과 연결키 위해 상부로 돌출시키는 거푸집 형성공정과;

거푸집(210) 내에 콘크리트를 타설하여 철근 또는 응력재(230)가 돌출된 콘크리트 벽체부(220)를 형성하는 콘크리트 벽체 타설공정을 추가하고,

계속하여 거더설치공(600)을 통해 거더(700)를 연결 설치하는 거더설치공정과;

갱외 작업공간(610) 또는 강관(10)내 공간에서 강관(10) 사이를 방수철판(120)으로 모두 용접 연결하여 방수가 이루어지도록 한 강관 연결 용접공정과;

강관(10) 및 거더(700) 내에 철근배근 또는 응력재를 전기한 콘크리트 벽체부(220)의 응력재(230)와 연결되게 설치한 다음 콘크리트를 타설하여 양생시키므로서 전기한 측벽 벽체부(220)와 일체로 결합되게 하는 강관내 콘크리트 타설공정과;

콘크리트 양생 후 강관 외측의 터널부(500) 내측을 굴착하는 터널 굴착공정으로 됨을 특징으로 하는 지하터널용 구조물 설치방법.