KR101091081B1 - 양방향 터널 굴착방법 및 그 방법에 의해 형성된 양방향 터널 - Google Patents

양방향 터널 굴착방법 및 그 방법에 의해 형성된 양방향 터널 Download PDF

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Abstract

양방향 터널 굴착방법 및 터널을 개시한다. 본 발명에 따른 터널 굴착방법은, 계획된 터널과 터널 사이의 필러부에 터널굴착방향을 따라 일정한 간격으로 기둥을 형성시키고, 계획된 터널 굴착선 바깥쪽에 이 계획된 굴착선을 따라 터널모양으로 강관을 일정 간격에 걸쳐 삽입 설치하며, 터널입구를 형성하게 될 필러부 맨 앞에 위치한 기둥이 노출될 때까지 굴착대상지반을 굴착하여 갱구부를 형성시키고, 갱구부를 시작으로 일정 깊이로 터널을 굴착하고 굴착과정에서 노출된 기둥에 그 일단부가 지지되도록 상기 강관을 떠받치는 아치형 강지보를 순차적으로 설치하는 과정을 터널굴착방향을 따라 반복적으로 행해가면서 터널을 형성시킬 수 있도록 한 것을 발명의 요지로 한다.

Description

양방향 터널 굴착방법 및 그 방법에 의해 형성된 양방향 터널{Excavation method and construction of dual tunnel}
본 발명은 터널 굴착방법 및 그 방법에 의해 굴착된 양방향 터널에 관한 것으로, 상세하게는 두 개의 터널을 동시에 근접하게 위치하도록 시공할 수 있는 양방향 터널 굴착방법 및 그 방법에 의해 형성된 양방향 터널에 관한 것이다.
두 개의 터널이 병렬로 형성된 병설터널의 경우 일반적으로, 터널의 구조적 안정성을 위해 터널과 터널 사이에 충분한 이격거리를 두면서 터널을 시공하고 있다. 이 경우 터널의 구조적 안정성 확보를 위해 이격되는 터널 간 거리는 지반상태에 따라 다소 차이는 있으나 통상 터널 굴착 폭을 기준으로 1.5배 이상이다.
하지만 터널 시공부의 지형조건이나 환경문제 등 기타 제반 여건으로 터널 굴착 폭에 대해 1.5배 이상의 이격거리 확보가 쉽지 않는 경우가 있다. 이 경우에는 두 개의 터널이 형성될 중앙부에 먼저 중앙터널을 시공하여 중앙벽체(통상적으로 콘크리트 기둥)를 만들고, 그 양 옆으로 본선터널을 차례로 굴착하는 방식의 2아치 터널굴착방법이 일반적으로 채택되고 있다.
2아치 터널굴착방법은 두 개의 터널이 형성될 중앙부에 먼저 중앙터널을 시공하여 중앙벽체를 만들고, 그 옆으로 본선터널을 차례로 확장 굴착하는 방식이다. 하지만 이 방식은 위와 같이, 중앙벽체 형성을 위한 중앙터널을 시공한 후 본선터널을 차례로 확장 굴착함으로써, 과정이 복합하고 공기가 길며 공사비가 많이 소요되는 단점이 있다.
하나의 아치로 이루어진 대단면 터널을 굴착하고 그 중앙에 기둥 또는 벽체를 형성하는 시공방식도 있다. 그러나 이러한 시공방법은 대면교통에 따른 효율적인 환기 및 중앙분리대 기능을 위한 기둥 또는 벽체가 요구되므로 종전의 4차로 터널에 비해 터널의 폭이 1.0 ~ 1.5m 이상 넓어질 수 밖에 없고, 따라서 터널의 구조적 안정성이 취약해지는 단점이 있다.
한편, 위와 같은 종래 터널시공방법을 이용하여 터널을 시공함에 있어, 터널의 입구가 되는 갱구부를 형성하기 위해서는 터널 입구의 상부지반에 대한 절토가 요구된다. 하지만 이 과정에서 터널 입구 상부지반에 위치한 산림이 훼손되는 문제가 있고, 절토 후 절토사면에 대한 보강과 녹화를 위해 별도의 추가적 시공이 수반되어야만 하는 문제가 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는, 양방향 터널을 굴착함에 있어, 터널과 터널 사이의 간격은 줄일 수 있으면서도 구조적으로 안정하며, 양방향 동시 굴착이 가능하여 공기단축 및 공사비용 절감을 구현할 수 있는 양방향 터널 굴착방법 및 그 방법에 의해 형성된 양방향 터널을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 터널 굴착을 위한 갱구부를 형성함에 있어 터널 갱구부 상부 지반에 대한 절토가 요구되지 않는 양방향 터널 굴착방법 및 그 방법에 의해 형성된 양방향 터널을 제공하고자 하는 것이다.
과제 해결 수단으로서 본 발명의 일 측면에 따르면, (a) 계획된 터널과 터널 사이의 필러부에 터널굴착방향을 따라 일정한 간격으로 기둥을 형성시키는 단계; (b) 계획된 터널 굴착선 바깥쪽에 이 계획된 굴착선을 따라 터널모양으로 강관을 일정 간격에 걸쳐 삽입 설치하는 단계; (c) 터널입구를 형성하게 될 필러부 맨 앞에 위치한 기둥이 노출될 때까지 굴착대상지반을 굴착하고 갱구부를 형성시키는 단계; 및 (d) 갱구부를 시작으로 일정 깊이로 터널을 굴착하고, 굴착과정에서 노출된 기둥에 그 일단부가 지지되도록 상기 강관을 떠받치는 아치형 강지보를 순차적으로 설치하는 과정을 터널굴착방향을 따라 반복적으로 행하는 단계;를 포함하는 양방향 터널 굴착방법을 제공한다.
본 실시예에 따른 굴착방법에서, 상기 (a) 단계에서의 필러부 기둥은, 터널이 시공될 굴착대상지반 상부 지반에서 터널이 형성될 지반을 향해 일정간격에 걸쳐 수직으로 구멍을 뚫어 천공홀을 형성시키고, 각 천공홀 바닥에서 일정높이로 1차 콘크리트 또는 몰탈을 타설하여 기둥기초를 형성하며, 상기 기둥기초 위로 기둥모양으로 형성된 골조체를 삽입하고, 골조체가 삽입된 천공홀에 계획된 기둥의 높이까지 콘크리트 또는 몰탈을 타설한 뒤 그 위의 잔여 천공홀을 되메우기 함으로써 형성될 수 있다.
다른 예로서, 상기 (a) 단계에서의 기둥은, 터널이 시공될 굴착대상지반 상부 지반에서 터널이 형성될 지반을 향해 일정간격에 걸쳐 수직으로 구멍을 뚫어 천공홀을 형성시키고, 각 천공홀에 기둥모양의 프리캐스트 콘크리트 기둥체를 삽입한 후 그 위의 잔여 천공홀을 되메우기 함으로써 형성될 수 있다.
또한, 상기 (b)단계에서 강관의 설치는, 터널굴착방향을 따라 계획된 터널 굴착선 바깥쪽에 일정간격으로 천공홀을 형성시키고, 각 천공홀에 강관을 삽입하며, 천공홀 벽면과 강관 사이를 압력 그라우팅함으로써 설치될 수 있다.
또한 계획된 굴착선 바깥으로 이를 따라 상기 강관을 삽입 설치함에 있어서는, 계획된 터널 반경방향으로 2열 이상 형성되도록 강관을 설치하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 (c)단계에서의 갱구부 형성은, 터널입구를 형성하게 될 필러부 맨 앞에 위치한 기둥이 노출될 때까지 굴착대상지반을 굴착하는 과정과, 상기 기둥에 그 일단부가 지지되면서 터널모양으로 시공된 복수의 강관을 떠받칠 수 있도록 아치형 프레임을 설치하여 갱구문을 형성시키는 과정을 포함할 수 있다.
또한, 상기 각 기둥 선단에는 받침대가 형성될 수 있으며, 이 받침대 위에 상기 아치형 강지보 일단부가 연결 고정되도록 강지보가 설치될 수 있다.
그리고, 상기 (d)단계에서 터널 굴착을 통해 노출되는 기둥과 기둥 사이로는 지반붕괴가 방지될 수 있도록 토류판이 설치될 수 있다.
또한 본 실시예는, 계획된 깊이로 터널을 굴착한 후 터널과 터널 사이의 필러부 상부지반을 보강하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
이 경우 필러부 상부지반 보강단계에서는, 각 터널의 굴착면에서 시작된 다수의 보강재가 기둥 위쪽의 필러부 지반에서 사선방향으로 서로 교차하도록 시공함으로써, 필러부 상부 지반의 전단하중에 보다 효과적으로 대응할 수 있도록 하는 것이 좋다.
또한, 상기 강지보와 강지보 사이의 터널 굴착면으로 철망, 철근, 강, 빔 단독 또는 이들의 조합으로 배근재를 설치하고, 이 배근재에 숏크리트를 타설하여 굴착면을 보강하는 과정이 더 포함될 수 있다.
그리고, 강관을 삽입시공 함에 있어서는, 최초 갱구부에서 시작하여 일정 깊이로 시공되는 강관은 터널굴착방향과 수평이고, 굴착 후 추가 시공되는 강관은 최초 설치된 강관이 끝나는 지점 주변에서 시작해 터널굴착방향으로 상향 경사지게 설치될 수 있다.
과제 해결 수단으로서 본 발명의 다른 측면에 따르면, 계획된 터널과 터널 사이의 필러부에 터널굴착방향을 따라 일정한 간격으로 기둥이 형성되며, 계획된 터널 굴착석 바깥쪽에 강관이 계획된 굴착선을 따라 터널모양으로 시공되고, 기둥에 그 일단부가 지지되도록 아치형 강지보가 터널굴착면에 간격을 두고 설치되어 상기 강관을 떠받치는 구조의 양방향 터널을 제공한다.
본 실시예에 따른 구조에서 상기 강관은, 터널 반경방향으로 2열 이상 형성될 수 있다.
또한, 상기 기둥 선단에는 받침대가 형성될 수 있다.
그리고, 터널과 터널 사이의 필러부 상부지반 보강을 위하여, 각 터널의 굴착면에서 시작해 기둥 위쪽의 필러부 상부지반에서 사선방향으로 서로 교차하도록 보강재가 더 시공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 양방향 터널 굴착방법 및 그 방법에 의해 형성된 양방향 터널에 따르면, 터널을 굴착함에 있어 기둥을 먼저 형성하고 각 기둥에 굴착면 유지를 위한 아치형 강지보를 연결시킴으로써, 각 아치형 강지보에 굴착면 하중이 전달될 경우, 이로 인해 해당 기둥을 포함하여 필러부를 압축시키는 방향으로 힘을 받는 구조를 이루고 있다.
따라서 양방향 터널을 굴착함에 있어 지반이 다소 약하더라도 필러부의 구조적 강성은 충분히 확보할 수 있고, 이에 따라 터널 사이의 간격은 좁히면서도 구조적으로 안정된 근접 터널의 시공이 가능해지고, 터널을 굴착함에 있어서도 양방향 동시 굴착이 가능하여 공기단축 및 공사비용 절감을 구현할 수 있다.
또한, 터널 굴착을 위한 갱구부를 형성함에 있어서도, 터널 갱구부 상부 지반에 대한 절토가 요구되지 않는 시공 상의 장점이 있다. 따라서 종래와는 달리 갱구부 형성 시 그 주변 산림훼손에 따른 피해를 최소화할 수 있고, 원 지반을 최대한 그대로 유지할 수 있기 때문에 사면보강과 녹화와 같은 별도의 추가시공이 필요치 않아 공사비용을 더욱 절감할 수 있다는 장점이 발현된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터널 굴착방법을 개략적으로 블록화하여 도시한 블록 구성도.
도 2 내지 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 양방향 터널 굴착방법을 통해 수행되는 터널의 단계별 시공 상세도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성 및 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 소지가 있는 구성에 대해서도 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 양방향 터널 굴착방법을 개략적으로 블록화하여 도시한 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 터널 굴착방법은, 계획된 양방향터널 사이 필러부에 기둥을 형성하고, 각 터널의 계획된 굴착선 바깥으로 여러 개의 강관을 아치형으로 시공한 후 갱구부를 형성한다. 그리고 갱구부를 시점으로 터널굴착방향을 따라 터널을 굴착하면서, 굴착과정에서 노출되며 상기 기둥에 강관을 지지하는 아치형 강지보를 설치하는 일련의 과정을 통해 양방향 동시 굴착이 가능하도록 한 것이다.
위와 같은 일련의 과정을 포함하는 본 발명의 실시예에 의해 굴착되는 터널은, 각각의 아치형 강지보에 굴착면 하중이 전달될 경우, 각 아치형 강지보가 지지된 해당 기둥을 포함하여 필러부가 압축되는 방향으로 힘을 받는 구조를 이룬다. 따라서 양방향 터널을 굴착함에 있어 지반이 약하더라도 필러부의 강성은 충분히 큰 터널을 구현할 수 있다. 본 실시예에 따른 굴착방법을 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 2 내지 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 터널 굴착방법의 단계별 상세도이다.
이들 도면을 참조하면, 먼저 터널 굴착을 위하여 굴착대상지반에 대한 측량이 이루어지고 이 측량을 통해 도 2의 파선의 도시와 터널 굴착선(30)이 형성된다. 또한 터널 굴착선(30)이 형성되면 터널과 터널 사이에 존재하게 될 필러부(1)의 형성위치를 결정하고, 상기 필러부(1)에 도 3과 같은 일정간격의 배열을 가지도록 기둥(20)을 형성시킨다.
터널과 터널 사이로 형성되는 기둥(20)은 지반의 강도에 따라 그 간격이 달라질 수 있다. 또한 도 2에서는 터널과 터널 사이에 두 개의 기둥이 간격을 두고 형성된 구성을 예로서 도시하고 있지만, 지반 및 지형에 따라 터널 사이로 기둥이 한 개만 형성될 수도 있다. 그리고 터널 굴착방향을 기준으로 한 기둥(20) 사이의 간격 역시 지반 및 지형을 고려하여 적절한 간격으로 형성될 수 있다.
지반 및 지형을 고려했을 때, 터널 굴착방향을 기준으로 하는 기둥(20)과 기둥 사이의 간격이 다소 넓게 형성되는 경우라면, 터널 굴착과정에서 발파진동 등에 의한 충격으로 기둥 사이에 존재하는 지반붕괴가 방지될 수 있도록, 후술될 도 11의 도시와 같이 터널 굴착방향에 대해 하나의 기둥(20)과 이웃하는 다른 기둥(20) 사이로 토류판(70)이 설치될 수도 있다.
상기 기둥(20)을 형성함에 있어서는 먼저, 굴착대상 상부 지반에서 터널이 형성될 지반을 향해 일정간격에 걸쳐 수직으로 구멍을 뚫어 천공홀(10)을 형성한다. 그리고 천공홀(10) 바닥에서 일정높이로 1차 콘크리트 또는 몰탈을 타설하여 기둥기초(22)를 형성한다. 천공홀(10)은 그 바닥면이 계획된 터널 바닥면 보다 낮은 곳에 위치할 수 있는 깊이로 천공하고, 기둥기초(22) 상단부는 계획된 터널 바닥면 보다 아래에 위치하도록 시공한다(도 4참조).
기둥기초(22)가 충분히 경화되면 도 4에서와 같이, 기둥기초(22) 위로 기둥(20)모양으로 형성된 골조체(24)를 삽입하고, 골조체(24)가 삽입된 천공홀(10)에 계획된 기둥(20)의 높이까지 콘크리트 또는 몰탈을 타설한 뒤 그 위의 잔여 천공홀(10)을 채움재 예컨대, 토사로 되메우기 한다. 이때 각 기둥(20)의 높이(H)는 기둥(20) 상단부가 터널을 전방에서 봤을 때 터널 최대 직경부(Dmax)에 이를 수 있는 높이로 형성하는 것이 구조적으로 유리하다.
기둥기초(22) 위에 기둥본체를 형성함에 있어서는, 위와 같이 골조체(24)를 설치하는 것이 바람직하다. 골조체(24)를 설치하지 않고도 경우에 따라서는 무근 콘크리트방식으로 형성시키거나, 기 제작된 기둥모양의 프리캐스트 콘크리트 기둥체를 삽입하는 방식으로 형성시킬 수도 있다. 또한 기둥기초(22)의 경우 연질 지반인 경우 기둥(20)이 침하되는 것을 방지할 목적으로 설치되는 것이기 때문에, 천공홀(10) 바닥면이 경질의 암반을 포함하고 있다면 상기 기둥기초(22) 역시 생략해도 상관은 없다.
위 과정을 통해 필러부에 기둥(20) 설치가 완료되면, 계획된 터널 굴착선(30) 바깥쪽에 터널굴착방향으로 수평하게 터널모양으로 강관(40)을 일정 간격으로 설치한다(도 5 참조). 강관(40)은 이후 과정에서 갱구문(52)을 설치할 수 있도록 굴착 대상면으로부터 일정 길이 돌출되어 있어야 하며, 따라서 갱구문(52) 설치 시 후술되는 강재 프레임과 구속되어 일체가 되도록 하는 것이 바람직하다.
강관(40) 설치를 위해서는 먼저, 강관(40)이 설치될 위치에 터널굴착방향으로 천공홀(미도시)을 형성한다. 그리고 각 천공홀(미도시)에 강관(40)을 삽입한 뒤 천공홀(미도시) 벽면과 강관(40) 사이를 압력 그라우팅 함으로써 설치될 수 있다. 천공홀(10)에 강관(40)을 설치함에 있어 압력 그라우팅을 실시하는 것은, 천공홀(10) 벽면으로부터 연장된 미세한 균열에 까지 그라우트가 확대되도록 하여 지반이 강화될 수 있도록 하기 위함이다.
강관(40)과 강관(40) 사이는 지반의 강도를 고려하여 터널의 곡률방향으로 적당한 간격을 둔다. 특히, 굴착대상 지반이 무르거나 구조적으로 안정하지 않을 경우에는 도 6과 같이, 계획된 터널 반경방향으로 강관이 2열 이상의 배열을 가지도록 설치할 수도 있다.
강관(40) 설치가 완료되면, 갱구부(50)를 형성시킬 위치의 굴착대상지반을 굴착하고, 기둥(20)과 강관(40) 및 별도의 아치형 프레임(도시 생략)을 이용해 갱구부(50)를 형성시킨다.
구체적으로, 터널입구를 형성하게 될 필러부 맨 앞에 위치한 기둥(20)이 노출될 때까지 지반을 굴착한 후, 노출된 기둥(20)에 그 일단부가 지지되면서 복수의 강관(40)을 떠받칠 수 있도록 아치형 프레임을 설치하고 콘크리트를 타설하여 갱구문(52)을 형성시킴으로써 갱구부(50)가 형성될 수 있다(도 7참조).
갱구부(50) 형성이 완료되면 본격적인 터널굴착에 들어간다. 터널굴착은 도 8과 같이 먼저, 터널굴착방향을 따라 계획된 깊이(기둥과 기둥 사이의 거리)로 터널을 굴착하여 갱구부에서 가장 근접한 선 시공된 하나의 기둥(20)이 노출되도록 한다. 굴착을 통해 기둥(20)이 노출되면, 도 9와 같이 각 기둥(20)의 상단에 그 일단부가 지지 고정되도록 아치형 강지보(60)를 설치한다.
아치형 강지보(60)는 굴착면에 대응하는 곡선상으로 형성될 수 있으며, 이미 설치된 강관(40)을 떠 받쳐 강관(40)과 함께 터널공간 상부하중에 저항하는 저항부재 역할을 한다. 경우에 따라서는 강지보(60) 시공과 아울러, 보강재(90)를 통해 터널과 터널 사이로 존재하는 필러부 상부지반을 보강하는 과정이 더 요구될 수 있다.
필러부 상부지반에 보강공사를 행함에 있어서는, 각 터널의 굴착면에서 시작된 다수의 보강재(90)가 기둥(20) 위쪽의 필러부 상부지반에서 사선방향으로 서로 교차하도록 시공하는 것이 좋다. 각 터널에서 시공된 보강재가 상호 교차하면, 필러부 상부지반에 대해 수직방향으로 작용하는 하중 즉, 전단하중에 보다 효과적으로 대응할 수 있게 됨으로써, 보다 구조적으로 견고하고 안정된 터널을 구현할 수 있게 된다.
보강재(90)는 이 보강재가 형성될 경로를 따라 터널 굴착면으로부터 천공홀을 뚫고 해당 천공홀에 압력 그라우팅을 실시하여 충진재 예컨대, 몰탈을 주입함으로써 형성되는 몰탈 그라우팅 보강재일 수 있다. 또한, 각 천공홀에 강관을 먼저 끼운 상태에서 강관과 천공홀 벽면 사이 및 강관 내부에 압력 그라우팅을 실시함으로써 충진재 예컨대, 몰탈을 주입하는 방식으로 형성되는 강관 그라우팅 보강재일 수 있다.
각 기둥(20)에 강지보(60)를 연결 설치함에 있어서는, 구조적으로 보다 안정되면서도 용이한 시공을 위해 도 10의 바람직한 실시예의 도시와 같이, 각 기둥(20) 선단에는 상기 아치형 강지보(60) 일단부가 연결 고정되는 받침대(26)가 형성될 수 있다. 그리고 터널 굴착을 통해 노출되는 기둥(20)과 기둥(20) 사이로는 기둥(20) 간격에 따라 생략될 수도 있지만, 기둥(20) 사이의 지반붕괴 방지를 위한 토류판(70)이 설치될 수 있다(도 11참조).
강지보(60) 설치가 끝나면, 굴착면 암반 상태에 따라 달라질 수 있으나 굴착면 보강을 위한 추가시공이 이루어질 수 있다. 굴착면 보강을 위한 추가시공은, 강지보(60)와 강지보(60) 사이의 터널 굴착면으로 철망, 철근, 강, 빔 단독 또는 이들의 조합으로 배근재(80)를 설치하고, 이 배근재(80)에 숏크리트를 타설하여 굴착면을 보강하고 안정화시키는 것일 수 있다. 경우에 따라서는, 락볼트나 앙카 등의 지보재(支保材)가 추가 시공될 수도 있다.
터널 굴착면에 대한 위와 같은 보강 후에는 다시, 도 8에서 도 12의 도시와 같이 일정 깊이로 터널을 굴착하고, 노출된 기둥(20)에 일단부가 지지되도록 아치형 강지보(60)를 일정 간격으로 설치한다. 경우에 따라서는 기둥(20)과 기둥(20) 사이에 토류판(70)을 설치하고, 강지보(60)와 강지보(60) 사이 터널 굴착면을 보강하는 과정을 터널굴착방향을 따라 반복적으로 수행한다. 한 번에 굴착되는 터널의 굴착 깊이는 굴착대상 지반상태를 고려해 적절한 간격으로 한다.
최초 갱구부(50)에서 시작하여 일정 깊이로 터널을 굴착할 경우 계획된 터널길이에 따라 추가적인 강관(40)의 설치가 요구될 수도 있다. 강관(40-2)을 추가적으로 설치해야 할 경우에는, 도 13과 같이 터널굴착방향에 대해 수평으로 설치된 최초 강관(40-1)이 끝나는 지점 주변에서 시작해 터널굴착방향으로 상향 경사지게 설치한다. 이 경우에는 강지보(60) 설치 시 강관(40)과 강지보(60) 사이로 소정의 두께로 지반이 위치하게 된다.
이상에서 살펴본 본 발명의 실시예에 의한 양방향 터널 굴착방법 및 그 방법에 의한 양방향 터널에 따르면, 터널을 굴착함에 있어 기둥을 먼저 형성하고 각 기둥에 굴착면 유지를 위한 아치형 강지보를 연결시킴으로써, 구조적으로 각 아치형 강지보에 굴착면 하중이 전달될 경우, 이로 인해 해당 기둥을 포함하여 필러부를 압축시키는 방향으로 힘을 받는 구조를 이루고 있다.
따라서 양방향 터널을 굴착함에 있어 지반이 다소 약하더라도 필러부의 구조적 강성은 충분히 확보할 수 있고, 이에 따라 터널 사이의 간격은 좁히면서도 구조적으로 안정된 근접 터널의 시공이 가능해지고, 터널을 굴착함에 있어서도 양방향 동시 굴착이 가능하여 공기단축 및 공사비용 절감을 구현할 수 있다.
또한, 터널 굴착을 위한 갱구부를 형성함에 있어서도, 터널 갱구부 상부 지반에 대한 절토가 요구되지 않는 시공 상의 장점이 있다. 따라서 종래와는 달리 갱구부 형성 시 그 주변 산림훼손에 따른 피해를 최소화할 수 있고, 원 지반을 최대한 그대로 유지할 수 있기 때문에 사면보강과 녹화와 같은 별도의 추가시공이 필요치 않아 공사비용을 더욱 절감할 수 있다는 장점이 발현된다.
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
10 : 천공홀 20 : 기둥
22 : 기둥기초 24 : 골조체
26 : 받침대 30 : 굴착선
40 : 강관 50 : 갱구부
52 : 갱구문 60 : 강지보
70 : 토류판 80 : 배근재
90 : 보강재

Claims (17)

  1. (a) 계획된 터널과 터널 사이의 필러부에 터널굴착방향을 따라 일정한 간격으로 기둥을 형성시키는 단계;
    (b) 계획된 터널 굴착선 바깥쪽에 이 계획된 굴착선을 따라 터널모양으로 강관을 일정 간격에 걸쳐 삽입 설치하는 단계;
    (c) 터널입구를 형성하게 될 필러부 맨 앞에 위치한 기둥이 노출될 때까지 굴착대상지반을 굴착하고 갱구부를 형성시키는 단계; 및
    (d) 갱구부를 시작으로 계획된 깊이로 터널을 굴착하고, 굴착과정에서 노출된 기둥에 그 일단부가 지지되도록 상기 강관을 떠받치는 아치형 강지보를 순차적으로 설치하는 과정을 터널굴착방향을 따라 반복적으로 행하는 단계;를 포함하되,
    상기 (b)단계에서 강관의 설치는,
    터널굴착방향을 따라 계획된 터널 굴착선 바깥쪽에 일정간격으로 천공홀을 형성시키고, 각 천공홀에 강관을 삽입하며, 천공홀 벽면과 강관 사이를 압력 그라우팅함으로써 설치하는 것을 특징으로 하는 양방향 터널 굴착방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서의 기둥은,
    터널이 시공될 굴착대상지반 상부 지반에서 터널이 형성될 지반을 향해 일정간격에 걸쳐 수직으로 구멍을 뚫어 천공홀을 형성시키고,
    각 천공홀 바닥에서 일정높이로 1차 콘크리트 또는 몰탈을 타설하여 기둥기초를 형성하며,
    상기 기둥기초 위로 기둥모양으로 형성된 골조체를 삽입하고,
    골조체가 삽입된 천공홀에 계획된 기둥의 높이까지 콘크리트 또는 몰탈을 타설한 뒤 그 위의 잔여 천공홀을 되메우기 함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 양방향 터널 굴착방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서의 기둥은,
    터널이 시공될 굴착대상지반 상부 지반에서 터널이 형성될 지반을 향해 일정간격에 걸쳐 수직으로 구멍을 뚫어 천공홀을 형성시키고,
    각 천공홀에 기둥모양의 프리캐스트 콘크리트 기둥체를 삽입한 후 그 위의 잔여 천공홀을 되메우기 함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 양방향 터널 굴착방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    아치형 터널단면을 기준으로 터널직경이 최대가 되는 위치에 기둥 상단부가 위치하는 높이로 기둥을 시공하는 것을 특징으로 하는 양방향 터널 굴착방법.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 강관은, 계획된 터널 반경방향으로 2열 이상 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 양방향 터널 굴착방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 (c)단계에서의 갱구부 형성은,
    터널입구를 형성하게 될 필러부 맨 앞에 위치한 기둥이 노출될 때까지 굴착대상지반을 굴착하는 과정과,
    상기 기둥에 그 일단부가 지지되면서 터널모양으로 시공된 복수의 강관을 떠 받칠 수 있도록 아치형 프레임을 설치하여 갱구문을 형성시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 터널 굴착방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 (d)단계에서는,
    상기 각 기둥 선단에 받침대를 형성하고, 이 받침대 위에 상기 아치형 강지보 일단부가 연결 고정되도록 강지보를 설치하는 것을 특징으로 하는 양방향 터널 굴착방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 (d)단계에서 터널 굴착을 통해 노출되는 기둥과 기둥 사이로는 토류판을 설치하여 지반붕괴가 방지될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 양방향 터널 굴착방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    계획된 깊이로 터널을 굴착한 후 터널과 터널 사이의 필러부 상부지반을 보강하는 단계;를 더 포함하는 양방향 터널 굴착방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 필러부 상부지반 보강단계에서는, 각 터널의 굴착면에서 시작된 다수의 보강재가 기둥 위쪽의 필러부 지반에서 사선방향으로 서로 교차하도록 시공하는 것을 특징으로 하는 양방향 터널 굴착방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 강지보와 강지보 사이의 터널 굴착면으로 철망, 철근, 강, 빔 단독 또는 이들의 조합으로 배근재를 설치하고, 상기 배근재에 숏크리트를 타설하여 굴착면을 보강하는 단계;를 더 포함하는 양방향 터널 굴착방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    강관을 삽입시공 함에 있어, 최초 갱구부에서 시작하여 일정 깊이로 시공되는 강관은 터널굴착방향과 수평이며, 굴착 후 추가 시공되는 강관은 최초 설치된 강관이 끝나는 지점 주변에서 시작해 터널굴착방향으로 상향 경사지게 설치하는 것을 특징으로 하는 양방향 터널 굴착방법.
  14. 계획된 터널과 터널 사이의 필러부에 터널굴착방향을 따라 일정한 간격으로 기둥이 형성되며,
    계획된 터널 굴착선 바깥쪽에 이 계획된 터널 굴착선 모양을 따라 터널굴착방향으로 강관이 설치되되,
    상기 강관은 상기 계획된 터널 굴착선 바깥쪽에 일정한 간격으로 형성되는 천공홀에 삽입한 뒤 상기 천공홀 벽면과 강관 사이를 압력 그라우팅함으로써 설치되며,
    기둥에 그 일단부가 지지되도록 아치형 강지보가 터널굴착면에 간격을 두고 설치되어 상기 강관을 떠받치는 구조의 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 하나의 굴착방법에 의해 형성되는 양방향 터널.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 강관은 터널 반경방향으로 2열 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 양방향 터널.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 기둥 선단에는 받침대가 형성되는 것을 특징으로 하는 양방향 터널.
  17. 제 14 항에 있어서,
    터널과 터널 사이의 필러부 상부지반 보강을 위하여, 각 터널의 굴착면에서 시작해 기둥 위쪽의 필러부 상부지반에서 사선방향으로 서로 교차하도록 보강재가 더 시공되는 것을 특징으로 하는 양방향 터널.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101244257B1 (ko) 2012-11-14 2013-03-18 주식회사 성우사면 근접병설터널 시공을 위한 터널굴착방법
KR101636261B1 (ko) * 2015-12-29 2016-07-07 우경기술주식회사 가압이 가능한 돌기형 강지보재와 가이드빔을 이용한 강관다단 터널 구축 공법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005163427A (ja) * 2003-12-04 2005-06-23 Ohbayashi Corp 地下空洞の構築工法
KR101041301B1 (ko) * 2010-07-29 2011-06-14 이평우 터널굴착방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005163427A (ja) * 2003-12-04 2005-06-23 Ohbayashi Corp 地下空洞の構築工法
KR101041301B1 (ko) * 2010-07-29 2011-06-14 이평우 터널굴착방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101244257B1 (ko) 2012-11-14 2013-03-18 주식회사 성우사면 근접병설터널 시공을 위한 터널굴착방법
KR101636261B1 (ko) * 2015-12-29 2016-07-07 우경기술주식회사 가압이 가능한 돌기형 강지보재와 가이드빔을 이용한 강관다단 터널 구축 공법

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