KR101096664B1 - 근접병설터널 시공방법 및 그 시공에 이용되는 필러부 압축구조물 - Google Patents

Abstract

근접병설터널 시공방법 및 그 시공에 이용되는 필러부 압축구조물을 개시한다. 본 실시예에 따른 터널 시공방법은, 일정한 깊이로 선행터널을 굴착한 다음, 이에 근접하게 형성되는 후행터널 사이의 필러부에 일정한 간격으로 여러 개의 천공홀을 형성하여 이 천공홀에 도관을 삽입하고, 선행터널에 대응하는 깊이로 후행터널을 굴착한 후 선행터널과 후행터널을 연결하는 각각의 도관에 인장재를 삽입하며, 각 도관 양 끝에 설치되는 가압블록 외측에서 결속부재를 이용하여 필러부를 압축시키는 방향으로 인장재 양 끝을 당겨 고정시킨 뒤 인장재가 삽입된 도관 내부를 그라우팅 실시함으로써 터널 사이의 필러부가 안정된 중앙벽체를 형성할 수 있도록 한 것을 발명의 요지로 한다.

Description

근접병설터널 시공방법 및 그 시공에 이용되는 필러부 압축구조물{Construction method of approaching duel tunnel and pressing unit of pillar using the same}

본 발명은 근접병설터널 시공방법 및 그 시공에 이용되는 필러부 압축구조물에 관한 것으로, 상세하게는 둘 이상의 터널을 근접하게 굴착함에 있어 중앙벽체와 같은 별도의 기둥을 시공하지 않고도 터널과 터널 사이에 존재하는 지반이 기둥체를 대신할 수 있도록 한 근접병설터널 시공방법 및 그 시공에 이용되는 필러부 압축구조물에 관한 것이다.

두 개의 터널이 병렬로 형성된 병설터널의 경우 일반적으로, 터널의 구조적 안정성을 위해 터널과 터널 사이에 충분한 이격거리를 두고 있다. 병설터널 시공 시 터널의 구조적 안정성 확보를 위해 이격되는 터널 간 이격거리는 통상 터널 굴착 폭을 기준으로 1.5배 이상이어야 한다.

그러나 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 굴착하는 2아치 터널굴착방식이 일반적으로 채택되고 있다.

하지만 2아치 터널굴착방식은, 두 개의 터널이 형성될 중앙부에 먼저 중앙터널을 시공하여 중앙벽체를 만들고, 그 옆으로 터널을 확장 굴착함에 따라, 공정이 다소 복잡하여 공기가 길고, 공사비가 많이 소요되는 단점이 있다. 또한 모든 하중이 중앙벽체에 집중됨에 따라 구조적으로 불안정하고, 중앙벽체 상부로 형성되는 골짜기에 누수현상이 자주 발생하는 문제가 있다.

하나의 아치로 이루어진 대단면 터널을 굴착하고 그 중앙에 기둥 또는 벽체를 형성하는 시공방식도 있다. 하지만 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 발생된다.

본 발명이 해결하려는 기술적 과제는, 터널과 터널 사이에 존재하는 지반을 압축시켜 중앙벽체와 같은 별도의 기둥을 시공하지 않고도 병설터널을 형성시킬 수 있고, 터널과 터널 사이의 간격은 최소화하면서도 견고하고 구조적으로 안정된 병설터널을 구현할 수 있는 근접병설터널 시공방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 다른 기술적 과제는, 터널과 터널 사이에 존재하는 지반을 압축시켜 해당 지반이 중앙벽체 기능을 발휘할 수 있도록 하며, 병설터널을 시공함에 있어 시공 후 문제시되는 누수문제를 명확히 해소할 수 있는 근접병설터널 시공에 이용되는 필러부 압축구조물을 제공하고자 하는 것이다.

과제 해결 수단으로서 본 발명의 일 측면에 따르면, (a) 일정한 깊이로 선행터널을 굴착하는 단계; (b) 선행터널에 근접하게 굴착되는 후행터널과의 사이로 형성될 필러부에 일정한 간격으로 여러 개의 천공홀을 형성시키는 단계; (c) 상기 필러부의 천공홀 각각에 중공의 도관을 삽입하는 단계; (d) 도관과 천공홀 벽면 사이로 그라우팅을 실시하고, 도관이 외부로 노출된 선행터널 측면 굴착면에 곡면상의 전면판을 설치하는 단계; (e) 상기 전면판 위와 아래에서 시작하여 근접 시공될 후행터널 상부와 하부를 향해 사선방향으로 보강재를 설치하는 단계; (f) 선행터널에 대응하는 깊이로 후행터널을 굴착하는 단계; (g) 선행터널에서 연장된 도관이 노출되는 후행터널 측면 굴착면에 곡면상의 전면판을 설치하는 단계; (h) 선행터널 및 후행터널의 상기 전면판 전방으로 노출되는 각 도관 입구와 출구에 가압블록을 하나씩 설치하는 단계; (i) 후행터널의 상기 전면판 위와 아래에서 시작하여 선행터널 상부와 하부를 향해 사선방향으로 보강재를 설치하는 단계; (j) 선행터널과 후행터널 사이 필러부에 설치된 각각의 도관에 인장재를 삽입하고 전면판 외측에서 결속부재를 이용하여 필러부를 압축시키는 방향으로 인장재 양 끝을 당겨 고정시키는 단계; 및 (k) 인장재가 삽입된 도관 내부를 그라우팅하는 단계;를 포함하며,터널굴착 방향을 따라 일정 깊이로 상기 (a)에서부터 (k)단계를 반복적으로 행하면서 터널을 굴착하는 근접병설터널 시공방법을 제공한다.

여기서 상기 선행터널 및 후행터널 굴착 후, 해당터널 굴착면에 대한 1차 숏크리트를 타설하는 단계; 1차 숏크리트 타설 후 해당터널 굴착면을 따라 여러 개의 지보재(支保材)를 설치하는 단계; 및 지보재 설치 후 해당터널 굴착면을 2차 숏크리트 타설하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 2차 숏크리트 타설 전, 상기 선행터널과 후행터널 굴착면 전체에 곡면상의 아치형 라이닝 구조체를 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

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본 실시예에서, 상기 후행터널 굴착((f) 단계) 전, 상기 선행터널 측면 굴착면에 설치된 전면판 전방에 충격방지용 보강블럭과 이를 지면으로부터 안정되게 지탱시켜주는 가설재를 설치함으로써, 후행터널 굴착 시 필러부가 붕괴 또는 파손되지 않도록 함이 바람직하다.

또한, 상기 (d)단계에서는, 압력을 이용하는 가압식 그라우팅을 통해 천공홀 속에 도관을 고정시킬 수 있다.

그리고, 상기 (e) 및 (i)단계에서 보강재를 시공함에 있어서는, 터널 종단면 방향에서 봤을 때 각 터널에서 연장된 보강재가 사선방향으로 서로 교차하는 패턴을 형성하도록 보강재를 설치하는 것이 바람직하다.

과제 해결을 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 선행터널과 후행터널 사이 필러부에 형성된 천공홀에 삽입되는 도관; 필러부에 근접한 선행터널과 후행터널의 측면 굴착면에 일정 높이로 시공되는 전면판; 각 전면판 위, 아래에서 이웃하는 터널의 상부와 하부를 향해 사선방향으로 교차하도록 매설되는 보강재; 상기 전면판 전방으로 노출되는 각 도관 양 끝에 하나씩 설치되며 그 중심부에 상기 도관 양 끝이 끼워질 수 있는 관통구멍을 형성한 가압블록; 상기 도관에 삽입되고 그 양 끝이 선행터널과 후행터널 측면 굴착면에 설치되는 가압블록 전방으로 노출되는 인장재; 및 가압블록 전방으로 노출된 인장재 양 단부에 체결되는 결속부재;를 포함하며, 상기 도관과 인장재는 각각, 그라우팅을 통해 필러부의 천공홀과 도관 속에 고정되는 것을 특징으로 하는 근접병설터널 시공에 이용되는 필러부 압축구조물을 제공한다.

본 실시예에서 상기 보강재는, 축방향으로 연장된 길이를 가진 락볼트, 네일, 앙카, 강관, F.R.P 중 선택된 어느 하나일 수 있다.

또한 상기 가압블록은 십자형의 콘크리트 또는 철재 블록일 수 있다.

그리고 상기 인장재는, 강선(鋼線), 네일, 강관(鋼管), PE 소재의 선형부재 중 선택된 어느 하나일 수 있다.

또한 본 실시예는, 상기 전면판에 가로, 세로로 연속되게 배관되는 유공관;을 더 포함하는 구성일 수 있다.

본 발명의 실시예에 의한 근접병설터널 시공방법 및 그 시공에 이용되는 압축구조물에 의하면, 압축구조물을 이용하여 터널과 터널 사이에 존재하는 지반을 중앙벽체(기둥)로 활용하는 시공을 구현하고 있다. 따라서 병설터널을 시공함에 있어 종래 중앙벽체와 같은 별도의 기둥시공이 요구되지 않는다. 즉, 병설터널을 시공함에 있어서의 공사기간 단축 및 그에 따른 공사비용의 절감을 기대할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 위와 같이 압축구조물을 통해 터널과 터널 사이의 지반을 압축시키고 이를 중앙벽체로 활용한다. 이에 따라, 지반여건에 따라 다소 차이는 있으나, 종래 병설터널 시공에 비해 터널과 터널 사이의 간격은 최소화하면서도 보다 견고하고 구조적으로 안정된 근접병설터널을 구현할 수 있다는 장점이 있다.

게다가, 필러부(기둥)를 형성시키는 압축구조물에 배수처리를 위한 유공관이 배관되는 구조를 이루고 있다. 따라서 두 개의 아치형 터널단면이 만나는 부분에서 자주 발생하는 누수문제 또한 명확히 해소할 수 있는 장점을 가진다.

도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 시공방법에 의한 근접병설터널의 시공과정을 개략적으로 도시한 블록 구성도.
도 2 내지 도 16은 본 발명의 일 측면에 의한 근접병설터널 시공방법의 단계별 상세도.
도 17은 본 발명의 다른 측면에 따른 압축구조물의 사시도.

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 일 측면에 따른 시공방법에 의한 근접병설터널의 시공과정을 개략적으로 도시한 블록 구성도.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 측면은, 선행터널 굴착, 후행터널이 형성될 방향으로 천공홀 형성 및 도관 삽입, 도관 고정을 위한 천공홀 압력 그라우팅 실시, 선행터널 보강재 시공, 후행터널 굴착, 후행터널 보강재 시공, 도관 내 인장재 삽입 및 결속부재를 이용한 필러부 압축, 그리고 인장재가 삽입된 도관에 대한 그라우팅 실시 등의 일련의 과정을 통해 두 개의 터널이 근접하게 형성될 수 있도록 한 시공방법이다.

위와 같은 일련의 과정을 포함하는 본 발명의 일 측면에 따른 근접병설터널 시공방법은, 선행터널과 후행터널 사이에 존재하는 지반을 도관 및 인장재, 그리고 결속부재 등을 포함하는 압축구조물을 이용해 강하게 압축시키고, 그 압축된 터널 사이의 지반이 필러부 즉, 중앙벽체(기둥) 역할을 할 수 있도록 한 것이다. 본 실시예에 따른 근접병설터널 시공과정에 대해 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 2 내지 도 16은 본 발명의 일 측면에 의한 근접병설터널 시공방법의 단계별 상세도이다.

이들 도면을 참조하면, 먼저 도 2와 같이 터널이 굴착될 시공 대상부에 갱구부를 설치하고 일정 깊이로 선행터널(1)을 굴착한다. 터널굴착은 일반적으로 알려진 폭약을 이용한 발파 및 굴착장비를 통한 기계적 굴착을 통해 행해질 수 있으며, 일정 깊이로 굴착이 완료되면, 도 3의 도시와 같이 그 굴착된 선행터널 굴착면(10)을 다듬고 그 위에 1차적으로 숏크리트(12)를 타설함으로써 굴착면(10)을 안정화시킨다.

타설된 1차 숏크리트(12)가 경화되면, 다음으로 도 4와 같이 굴착단면 방향으로 여러 개의 지보재(支保材, 40)를 설치하여 선행터널 굴착면(10)을 보강하고, 중앙벽체를 형성하게 될 필러부(50)에 선행터널(1)의 측면 굴착면으로부터 후행터널(2)을 향해 수평방향 일정간격에 걸쳐 여러 개의 천공홀(60)을 형성한다. 이때 천공홀(60)은 일반적인 천공장비를 통해 형성될 수 있고, 지반여건에 따라 필러부(50) 폭이 달라질 수 있으므로 특정길이로 한정되는 것은 아니다.

천공홀(60)이 완성되면, 도 5의 도시와 같이 각각의 천공홀(60) 중공의 도관(70)을 끼워 넣고, 도 6과 7의 도시와 같이, 도관(70)과 상기 천공홀(60) 벽면 사이에 가압 그라우팅을 실시하여 충전재(80) 예컨대, 모르타르를 이용해 천공홀(60) 내에 도관(70)을 고정시킨다. 도관(70)이 노출된 선행터널(1) 측면 굴착면에 곡면상의 전면판(90)을 설치한다.

여기서 상기 도관(70)은 부식이 발생하지 않는 소재의 관 예를 들어, PVC관일 수 있으며, 전면판(90)은 굴착면(10)에 맞게 곡면상의 단면을 형성한 패널일 수 있다.

다음, 상기 전면판(90) 위, 아래에서 시작하여 근접 시공될 후행터널(2) 상부와 하부를 향해 사선방향으로 보강재(42a, 42b)를 설치한다(도 7참조). 상기 보강재(42a, 42b)는 후행터널(2)과의 사이에 형성될 필러부(50) 지반의 수직방향으로 작용하는 하중 즉, 전단하중에 대응하기 위한 것으로, 축방향으로 연장된 길이를 가진 락볼트, 네일, 앙카, 강관, F.R.P 등이 이용될 수 있으며, 그라우팅 공법을 통해 지반에 안정되게 고정시킬 수 있다.

보강재(42a, 42b) 설치가 완료되면, 전면판(90) 밖으로 노출된 각 도관(70) 입구 측에 가압블록(100)을 하나씩 설치함으로써, 추후 인장재(110)를 이용하여 필러부(50)를 압축시킬 경우 도관(70) 주변의 굴착면(10)에 가압력이 보다 넓은 면적에 걸쳐 분포될 수 있도록 한다(도 8참조). 예로서, 부분확대도의 도시와 같이 중심부에 상기 도관(70) 양 끝이 끼워질 수 있는 관통구멍을 형성한 십자형 콘크리트블록 또는 철재블록이 가압블록(100)으로 채택될 수 있다.

이어서 선행터널 굴착면(10)에 2차 숏크리트(14)를 타설하여 굴착면(10)을 보다 안정화 시킨다(도 9참조). 2차 숏크리트(14)를 타설하기에 앞서 경우에 따라서는, 터널이 시공될 굴착 대상부 지반 상태에 따라 굴착면(10) 전체에 굴착단면 형상을 따르는 패널을 이용하여 곡면상의 아치형 라이닝 구조체(도시 생략)를 형성하는 과정이 더 포함될 수도 있다. 이는 후술할 후행터널(2)에 대한 2차 숏크리트(14) 타설단계에서도 마찬가지로 적용된다.

위의 일련과정을 거쳐 선행터널(1) 굴착 및 필러부(50) 도관(70)시공이 완료되면, 선행터널(1)에 대응하는 깊이로 후행터널(2)을 굴착한다. 후행터널(2)을 굴착하는 과정에서의 진동으로 선행터널(1) 측면 굴착면(10)에 균열이 가고 붕괴될 수 있다. 따라서 후행터널(2)을 굴착하기 전, 선행터널(1)의 상기 가압블록(100) 전방에는, 도면에는 도시하지 않았으나 충격방지용 보강블럭과 이를 지면으로부터 안정되게 지탱시켜주는 가설재를 임시로 설치하는 것이 좋다.

후행터널(2)을 굴착함에 있어서는 바람직하게, 먼저 도 10a의 도시와 같이 선행터널(1) 측에서 연장된 도관(70)에서 먼 쪽부터 1차로 굴착을 수행하고, 나머지 부분(도 10a에서 점선 안 쪽으로 위치한 부분)에 대해서는 정밀발파 및 기계 굴착을 통해, 도 10b와 같이 선행터널(1) 측에서 뻗어 나온 도관(70)이 파손되지 않고 후행터널 굴착면(10)을 통해 노출될 수 있도록 한다.

선행터널(1)에 대응하는 깊이로 후행터널(2)에 대한 굴착이 완료되면, 그 굴착된 후행터널(2) 굴착면(10)을 다듬고 도 11의 도시와 같이 그 위에 1차적으로 숏크리트(22)를 타설하여 후행터널(2) 굴착면(10)을 안정화시킨다. 그리고 그 타설된 숏크리트(22)가 경화되면, 선행터널(1)과 마찬가지로 굴착단면 방향으로 여러 개의 지보재(支保材, 40) 및 보강재(42a, 42b)를 설치하고 선행터널(1)에서 연장된 도관(70)이 노출되는 후행터널(2) 측면 굴착면(10)에 곡면상의 전면판(90)을 설치한다(도 12참조).

후행터널(2)에 상기 보강재(42a, 42b)를 설치함에 있어서는, 후행터널(2) 굴착면(10)에 설치되는 상기 전면판(90) 위, 아래에서 시작하여 선행터널(1) 상부와 하부를 향해 사선방향으로 연장되도록 설치한다. 도 12에서 보이는 것과 같이, 터널을 정면에서 봤을 때 각 터널(선행터널(1)과 후행터널(2))에서 연장된 보강재(42a, 42b)가 사선방향으로 서로 교차하는 패턴으로 형성하면, 필러부(50) 지반의 전반하중에 보다 효과적으로 대응할 수 있기 때문이다.

보강재(42a, 42b) 설치가 완료되면, 선행터널(1)과 마찬가지로 후행터널(2)의 전면판(90) 밖으로 노출된 각 도관(70) 출구 측에 가압블록(100)을 하나씩 설치하고(도 13참조), 도 14와 같이 후행터널(2) 굴착면(10)에 대한 2차 숏크리트(24)를 타설을 진행한다. 이때 후행터널(2) 굴착면(10)에 대한 2차 숏크리트(24) 처리에 있어서도 물론, 전술한 선행터널(1) 시공과 마찬가지로 터널이 시공될 굴착 대상부 지반 상태에 따라 라이닝 구조체(도시 생략)를 형성하는 과정이 선행될 수 있다.

위와 같은 일련의 과정을 통해 후행터널(2)이 일정 깊이로 굴착되면, 선행터널(1)과 후행터널(2) 사이의 필러부(50)에 설치된 각각의 도관(70)으로 인장재(110)를 삽입하고, 가압블록(100) 외측에서 결속부재(120)를 이용해 필러부(50)를 압축시키는 방향으로 인장재(110) 양 끝을 당겨 고정시킨 후(도 15참조), 마지막으로 도 16과 같이, 당겨진 상태에 있는 인장재(110)가 삽입된 도관(70) 내부를 그라우팅함으로써 그 인장된 상태가 유지되도록 한다.

상기한 같은 방식으로 터널을 근접시켜 병설함에 있어서는, 최종 굴착될 터널 길이에 상응하여 선행터널(1)을 완성하고 그 후 후행터널(2)을 완성하는 방식으로 시공이 이루어질 수도 있으나, 후행터널(2) 굴착과정에서의 진동 및 전체적인 지반의 구조적인 안정을 고려한다면, 터널 굴착방향을 따라 구간별로 전술한 일련의 과정을 반복적으로 수행하면서 터널을 굴착하는 것이 바람직하다.

도 17은 전술한 방법으로 근접병설터널을 시공함에 있어 필러부를 압축시키기 위해 이용되는 구성요소 즉, 본 발명의 다른 측면에 따른 압축구조물을 따로 나타낸 사시도이다.

도 17을 참조하면, 전술한 시공방법에서 필러부(50)를 압축시킴에 있어 이용되는 다른 측면에 따른 압축구조물은, 도관(70)과 전면판(90)을 포함한다. 상기 도관(70)은 앞서도 설명했듯이 선행터널(1)과 후행터널(2) 사이 필러부(50) 천공홀(60)로 삽입되며, 전면판(90)은 필러부(50)에 근접한 선행터널(1)과 후행터널(2)의 측면 굴착면(10)에 일정한 높이로 시공된다.

본 실시예에 적용되는 상기 도관(70)은 부식이 발생하지 않는 소재의 관 예를 들어, PVC관일 수 있으며 압력을 이용한 가압 그라우팅을 통해 천공홀(60) 내에 고정된다. 그리고 상기 전면판(90)은 아치 형상으로 굴착되는 터널 굴착단면 형상에 맞는 곡률을 형성한 일정 두께의 곡면상의 금속패널이 적용될 수 있다.

또한 본 실시예에 따른 상기 압축구조물은, 선행터널(1)과 후행터널(2)에 설치된 각 전면판(90) 위, 아래에서 이웃하는 터널의 상부와 하부를 향해 매설되는 보강재(42a, 42b)를 포함한다. 이 보강재(42a, 42b)는 필러부(50) 지반의 수직방향으로 작용하는 하중에 대응하기 위한 것으로, 락볼트, 네일, 앙카, 강관, F.R.P 등이 보강재(42a, 42b)로 이용될 수 있으며, 그라우팅 공법을 통해 지반에 안정되게 고정된다.

상기 보강재(42a, 42b)를 설치함에 있어서는, 앞서 첨부된 도면(도 12 내지 도 14) 및 도 17의 도시와 같이, 각 터널(선행터널(1) 및 후행터널(2))에서 뻗은 보강재(42a, 42b)가 터널을 정면에서 봤을 때 사선방향으로 교차하도록 설치하는 것이 좋다. 이처럼 각 터널에서 연장된 보강재(42a, 42b)가 교차하는 패턴으로 형성되면, 필러부(50) 지반 및 터널 지반의 수직방향으로 작용하는 하중 즉, 전단하중에 보다 효과적으로 대응할 수 있게 된다.

전면판(90) 전방으로 노출된 각 도관(70) 양 끝에는 가압블록(100)이 하나씩 설치된다. 상기 가압블록(100)은 후술되는 인장재(110)를 이용해 필러부(50)를 압축시킬 경우, 도관(70) 주변의 굴착면(10)에 가압력이 보다 넓은 면적에 걸쳐 분포될 수 있도록, 도면과 같이 중심부에 상기 도관(70) 양 끝이 끼워질 수 있는 관통구멍을 형성한 십자형 콘크리트블록 또는 철재블록이 적용될 수 있다. 하지만 도시된 형상에 국한되는 것은 아니다.

또한 필러부(50)에 설치된 상기 도관(70) 내에는 인장재(110)가 설치된다. 도관(70)에 삽입된 상태에서 상기 인장재(110)는 그 양 끝이 선행터널(1)과 후행터널(2) 측의 상기 가압블록(100) 전방으로 노출되며, 가압블록(100) 전방으로 노출된 인장재(110) 양 단부에는 결속부재(120)가 체결된다. 인장재(110) 양 끝에 결속부재(120)를 체결함에 있어서는, 가압블록(100) 외측에서 결속부재(120)를 이용해 필러부(50)를 압축시키는 방향으로 인장재(110) 양 끝을 당겨 고정한다.

인장재(110)로는 양 끝에 숫 나사산을 형성한 강선(鋼線), 네일, 강관(鋼管), PE 소재의 선형부재가 적용될 수 있다. 이 경우 상기 결속부재(120)로는 상기 인장재(110) 양 끝에 형성된 나사산과 나사 결합하는 암 나사산이 내주면에 형성된 너트부재가 적용될 수 있다. 그리고 결속부재(120)로서 인장된 상태를 유지하는 인장재(110)는 가압 그라우팅을 통해 도관(70) 속에 고정되도록 한다.

필러부(50) 벽면을 형성하는 측면 굴착면(10)에 설치된 상기 전면판(90) 후방에는, 가로, 세로로 연속되게 배수를 위한 유공관(130)이 배관될 수 있다. 상기 유공관(130)은 지하수가 흘러 들어 갈 수 있는 무수히 많은 배수구멍을 형성한 일반적인 유공관(130)일 수 있다. 이처럼 두 개의 아치형 터널단면이 만나 필러부(50) 벽면에 유공관(130)이 설치되면, 필러부(50)에 주로 발생하는 물고임 및 누수에 대한 배수처리가 가능해져 누수에 의한 하자를 줄일 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 의한 근접병설터널 시공방법 및 그 시공에 이용되는 압축구조물에 의하면, 압축구조물을 이용하여 터널과 터널 사이에 존재하는 지반을 중앙벽체(기둥)로 활용하는 시공을 구현하고 있다. 따라서 병설터널을 시공함에 있어 종래 중앙벽체와 같은 별도의 기둥시공이 요구되지 않는다. 즉, 병설터널을 시공함에 있어서의 공사기간 단축 및 그에 따른 공사비용의 절감을 기대할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 위와 같이 압축구조물을 통해 터널과 터널 사이의 지반을 압축시키고 이를 중앙벽체로 활용한다. 이에 따라, 지반여건에 따라 다소 차이는 있으나, 종래 병설터널 시공에 비해 터널과 터널 사이의 간격은 최소화하면서도 보다 견고하고 구조적으로 안정된 근접병설터널을 구현할 수 있다는 장점이 있다.

더욱이, 필러부(기둥)를 형성시키는 압축구조물에 배수처리를 위한 유공관이 배관되는 구조를 이루고 있다. 따라서 두 개의 아치형 터널단면이 만나는 부분에서 자주 발생하는 누수문제 또한 명확히 해소할 수 있는 장점을 가진다.

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.

1 : 선행터널 2 : 후행터널
10, 20 : 굴착면 12, 22 : 1차 숏크리트
14, 24 : 2차 숏크리트 40 : 지보재(支保材)
50 : 필러부 60 : 천공홀
70 : 도관 80 : 충전재
90 : 전면판 100 : 가압블록
110 : 인장재 120 : 결속부재
130 : 유공관

Claims (12)

1. (a) 일정한 깊이로 선행터널을 굴착하는 단계;
   (b) 선행터널에 근접하게 굴착되는 후행터널과의 사이로 형성될 필러부에 일정한 간격으로 여러 개의 천공홀을 형성시키는 단계;
   (c) 상기 필러부의 천공홀 각각에 중공의 도관을 삽입하는 단계;
   (d) 도관과 천공홀 벽면 사이로 그라우팅을 실시하고, 도관이 외부로 노출된 선행터널 측면 굴착면에 곡면상의 전면판을 설치하는 단계;
   (e) 상기 전면판 위와 아래에서 시작하여 근접 시공될 후행터널 상부와 하부를 향해 사선방향으로 보강재를 설치하는 단계;
   (f) 선행터널에 대응하는 깊이로 후행터널을 굴착하는 단계;
   (g) 선행터널에서 연장된 도관이 노출되는 후행터널 측면 굴착면에 곡면상의 전면판을 설치하는 단계;
   (h) 선행터널 및 후행터널의 상기 전면판 전방으로 노출되는 각 도관 입구와 출구에 가압블록을 하나씩 설치하는 단계;
   (i) 후행터널의 상기 전면판 위와 아래에서 시작하여 선행터널 상부와 하부를 향해 사선방향으로 보강재를 설치하는 단계;
   (j) 선행터널과 후행터널 사이 필러부에 설치된 각각의 도관에 인장재를 삽입하고 전면판 외측에서 결속부재를 이용하여 필러부를 압축시키는 방향으로 인장재 양 끝을 당겨 고정시키는 단계; 및
   (k) 인장재가 삽입된 도관 내부를 그라우팅하는 단계;를 포함하며,
   터널굴착 방향을 따라 일정 깊이로 상기 (a)에서부터 (k)단계를 반복적으로 행하면서 터널을 굴착하는 근접병설터널 시공방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   선행터널 및 후행터널 굴착 후, 해당터널 굴착면에 대한 1차 숏크리트를 타설하는 단계;
   1차 숏크리트 타설 후 해당터널 굴착면을 따라 여러 개의 지보재(支保材)를 설치하는 단계; 및
   지보재 설치 후 해당터널 굴착면을 2차 숏크리트 타설하는 단계;를 더 포함하는 근접병설터널 시공방법.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 2차 숏크리트 타설 전, 상기 선행터널과 후행터널 굴착면 전체에 곡면상의 아치형 라이닝 구조체를 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 근접병설터널 시공방법.
   
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   후행터널 굴착((f) 단계) 전, 상기 선행터널 측면 굴착면에 설치된 전면판 전방에 충격방지용 보강블럭과 이를 지면으로부터 안정되게 지탱시켜주는 가설재를 설치함으로써, 후행터널 굴착 시 필러부가 붕괴 또는 파손되는 것을 방지하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 근접병설터널 시공방법.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 (d)단계에서는, 압력을 이용하는 가압식 그라우팅을 통해 천공홀 속에 도관을 고정시키는 것을 특징으로 하는 근접병설터널 시공방법.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 (e) 및 (i)단계에서 보강재를 시공함에 있어서는, 터널 종단면 방향에서 봤을 때 각 터널에서 연장된 보강재가 사선방향으로 서로 교차하는 패턴을 형성하도록 보강재를 설치하는 것을 특징으로 하는 근접병설터널 시공방법.
   
8. 선행터널과 후행터널 사이 필러부에 형성된 천공홀에 삽입되는 도관;
   필러부에 근접한 선행터널과 후행터널의 측면 굴착면에 일정 높이로 시공되는 전면판;
   각 전면판 위, 아래에서 이웃하는 터널의 상부와 하부를 향해 사선방향으로 교차하도록 매설되는 보강재;
   상기 전면판 전방으로 노출되는 각 도관 양 끝에 하나씩 설치되며 그 중심부에 상기 도관 양 끝이 끼워질 수 있는 관통구멍을 형성한 가압블록;
   상기 도관에 삽입되고 그 양 끝이 선행터널과 후행터널 측면 굴착면에 설치되는 가압블록 전방으로 노출되는 인장재; 및
   가압블록 전방으로 노출된 인장재 양 단부에 체결되는 결속부재;를 포함하며,
   상기 도관과 인장재는 각각, 가압 그라우팅을 통해 필러부의 천공홀과 도관 속에 고정되는 것을 특징으로 하는 근접병설터널 시공에 이용되는 필러부 압축구조물.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 보강재는, 축방향으로 연장된 길이를 가진 락볼트, 네일, 앙카, 강관, F.R.P 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 근접병설터널 시공에 이용되는 필러부 압축구조물.
   
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 가압블록은 십자형의 콘크리트 또는 철재 블록인 것을 특징으로 하는 근접병설터널 시공에 이용되는 필러부 압축구조물.
    
11. 제 8 항에 있어서,
    상기 인장재는, 강선(鋼線), 네일, 강관(鋼管), PE 소재의 선형부재 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 근접병설터널 시공에 이용되는 필러부 압축구조물.
    
12. 제 8 항에 있어서,
    상기 전면판 후방으로 가로, 세로로 연속 배관되는 유공관;을 더 포함하는 근접병설터널 시공에 이용되는 필러부 압축구조물.
    

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