KR101255515B1 - 비개착 타입 터널 시공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은,터널 영역의 상단부측으로 중구경강관을 압입 추진하는 단계(S10), 상부슬래브를 타설 제작한 후 상기 중구경강관이 압입 추진된 영역을 따라 상기 상부슬래브를 견인하는 상부슬래브견인단계(S20), 상기 견인된 상부슬래브의 양측 하단과 중앙부분으로 설정되는 내벽 및 기둥부의 하단을 이루게 되는 영역을 각각 굴착하여 각각 측면하부도갱공과 중앙하부도갱공을 형성하는 도갱공 형성단계(S30), 상기 상부슬래브의 중앙으로부터 중앙 하단에 형성되는 중앙하부도갱공측까지 기둥부를 이루는 영역의 양측을 각각 선굴착하여서 되는 공간에 지보재를 설치하고, 중앙의 기둥부 영역을 굴착한 후 기둥부를 현장 타설하는 기둥부 형성단계(S40), 터널의 측벽 영역에 인접하도록 굴착하고 상기 굴착 된 면을 통해 다수의 네일을 설치 시공하여 굴착 된 면을 보강하는 터널의 측벽 영역 굴착단계(S50), 상기 터널의 측벽 영역 굴착단계(S50)에 의해 굴착 시공된 영역을 터널의 측벽까지 확대 굴착하여 2차 굴착면(620)을 형성한 후, 상기 확대 굴착되는 2차 굴착면(620)에 의하여 불안해지는 상부슬래브(200)의 지지를 보강하기 위한 지보재(621)를 삽입 설치하고, 상기 지보재(621)와 지보재(621) 사이의 2차 굴착면(620) 표면에 그 절단되는 네일(610)의 머리부분을 커버하도록 와이어메쉬를 대고 숏크리트층(622)을 형성하게상기 2차 굴착면(620)으로 돌출되는 다수의 네일들을 절단처리하며, 터널 측벽을 확대 굴착하는 터널 측벽 확대 굴착단계(S60), 상기 터널 측벽 확대 굴착단계(S60)를 거친 후, 형성되는 공간에 상부슬래브의 안정을 위해 지보공을 시설하고, 확대 굴착면에 부직포 및 방수재 시설과 함께 현장에서 터널 측벽(600) 구조물을 타설하는 상부슬래브 지지 시설과 터널 측벽 구조물 타설 단계(S70), 터널내 잔존 영역을 굴착하여 구조물 내부를 굴착하고, 버팀대를 설치 및 각 도갱공의 잔재를 회수하고 기초 바닥 콘크리트 타설 및 기초 방수재를 시설하는 구조물 내부 토공 단계(S80)와, 하부슬래브를 콘크리트 타설하고 공동구 및 보도 포장 시설을 하게 되는 하부슬래브 설치 단계(S90)를 거쳐,
종전과 같이 비개착 타입의 터널을 시공하는데 있어서 본원인에 의해 제공된 방법을 개선하여 강관의 추진 개수를 최소화하고, 각각의 터널구조체를 터널 내부에서 직접 타설 시공하는 것이 가능하도록 구성하므로서, 전체적인 작업 시간을 현저하게 단축 시키도록 함은 물론, 추진되는 강관의 소요개수를 현저하게 줄이도록 하여, 전체적인 터널 시공에 따른 소요비용의 현저한 절감 효과는 물론, 터널의 직선 또는 곡선 타입에서의 시공이 용이할 수 있어 터널의 직선화 및 곡선화에 능동적인 적용이 가능할 수 있게 되는 효과를 갖는 비개착 타입 터널 시공 방법에 관한 것이다.

Description

비개착 타입 터널 시공 방법{THE TUNEL EXECUTION METHOD}

본 발명은 비개착 타입 터널 시공 방법에 관한 것으로, 특히 강관의 추진 개수를 최소화하고, 각각의 터널구조체를 터널 내부에서 직접 타설 시공하는 것이 가능하도록 구성하므로서, 전체적인 작업 시간을 현저하게 단축 시키도록 함은 물론, 추진되는 강관의 소요개수를 현저하게 줄이도록 하여, 전체적인 터널 시공에 따른 소요비용의 현저한 절감 효과를 갖도록 하고, 강관의 추진과정에서 전후 좌우의 유격 현상이 발생 될 경우 이를 효과적으로 대응하며 추진 가능하도록 하는 비개착 타입 터널 시공 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 비개착 터널굴착방법으로 다양한 방식이 채택되어 시공 처리되고 있음은 주지된 바와 같다.

특히 가장 널리 사용되는 시공 방법 중의 하나가 전방견인공법(Front jacking method)인바, 본원인에 의해 등록된 특허 제 509707 호 등에 기재되어 있는 것을 인용하면, 프리캐스팅 된 박스를 전진 배치시키고 도로 또는 철로 건너편 등에 관통된 케이블에 유압잭 등을 설치하여 박스를 견인하며 일정 거리씩 전진하면서 그 전진된 박스 내부에서 도로 또는 철로의 노반을 굴착하는 방법으로, 암반지역에서는 이러한 방법을 사용할 수 없고, 토사 지역에서만 가능하므로 지질학적 제한이 있게 되며, 상부슬래브 윗면 이완토사에 채운 모래주머니의 견인시 흐트러짐으로 인한 상부노반이 과다하게 침하되어, 차량의 안전운행이나 열차의 탈선을 방지하기 위한 지속적 노반 관리와 박스를 견인하기전 설치된 상부와 측면의 강관은 그래도 매몰되어 재활용이 불가능하게 되므로, 공사비가 증대되는 문제점 등이 지적되고 있다.

따라서, 본원인은 이러한 문제점 등을 극복하기 위해 대한민국 특허청에 기등록된 특허등록 제 10-0834076 호인 비개착식 터널굴착방법 및 상기 방법에 의하여 설치된 터널구조체를 개시하고 있다.

이에 의하면, 대구경강관의 하방 양측면으로 흙막이용 강관을 별도 압입 설치하는 번거로움과, 대구경강관 하방에 소형 작업 터널을 형성하게 되는 기반부 형성 단계 등을 거쳐야 하는 등 작업 공정에서의 번잡함 등에 의해 작업 공기가 지연될 우려가 있다.

아울러 소강관을 연결하는 연결강판이 상부측 토사의 압력을 견디지 못하여 변형되는 등의 문제점이 발생 될 수 있다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것 중의 하나로 본원인에 의해 출원되어 등록된 대한민국 특허등록 제 10-0815568 호가 개시되어 있다.

상기 특허의 경우 터널의 일정 높이에서 폭 방향으로 상부대구경강관을 상부 소정 위치에 등간격 다수개 압입하는 상부대구경강관 압입단계와,

상기 상부측대구경압입단계에 의해 이격 압입되는 각 상부대구경강관 사이에 소구경수평강관을 압입 추진 한 후 각 소구경수평강관을 연결하게 되는 수평공강관을 압입하고, 상기 상부대구경강관과 소구경수평강관을 연결하여 상기 다수개 이격되는 상부대구경강관이 상호 연결되도록 하고, 강관 추진되어 이완된 주변 지반을 그라우팅으로 보강하는 소구경수평강관압입 및 그라우팅단계와,

상기 상부측대구경압입단계의 상부대구경강관 위치 직하방으로 각각 기초대구경강관을 압입한 후, 상기 상부대구경강관과 상기 기초대구경강관 사이에 수직상으로 다수의 소구경수직강관을 압입하여 양단측 상부대구경강관과 기초대구경강관이 상호 연결되도록 하는 소구경수직강관압입단계와,

상기 기초대구경강관내부에 기초레일을 설치하고, 상기 기초레일을 따라 콘크리트 구조물이 압입되며 상기 각 소구경 수평/수직강관을 회수하게 되는 터널구조체 압입 및 소구경강관회수단계와,

내부토사 굴착에 의해 잔존하는 상부대구경강관의 잔재를 회수한 후 하부슬래브를 설치하게 되는 하부슬래브설치 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하여, 비개착식 터널 시공 과정에서 필요로 하는 각종 강관 및 구성 부품 등의 완전한 회수가 가능하도록 하여 각종 구성부품의 재활용도를 높이고, 하부슬래브의 설치 작업 없이 먼저 터널 구조체의 진입이 가능하도록 하여, 전체적인 터널 시공 비용의 현저한 절감 효과와, 기존의 하부슬래브를 먼저 설치한 상태에서 터널구조체가 진입되어 발생 되는 막장 붕괴 및 선단 저항을 줄이기 위한 방편으로 시행하는 선굴착으로 노반이 침하되어 공사 중 지속적으로 노반을 보강하게 되는데 이로 인해 공기 지연 및 이를 위한 불필요한 설비 등으로 인하여 발생되는 공기 지연, 공사비의 증가, 작업인력의 낭비 등으로부터 발생 될 수 있는 문제점을 해결하게 되는 효과를 기대할 수 있는 비개착타입 터널시공방법 및 이에 적용되는 구조체를 개시하고 있다.

상기 특허의 경우 전술한 효과를 충분히 기대할 수 있으나, 강관 추진 과정에서 암반이 나올 경우 강관 주변의 암반 처리에 작업상 난점이 있다.

또한 강관에 부착되는 지지 시설물이 복잡하게 구성되어져 있으며 강관과의 연결부가 고리 형태로 되어 있지 않아 방향성에서 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.

이러한 점을 극복하기 위해 본원인에 의해 기출원된 것으로 대한민국 특허출원 제 2009-20390 호인 '비개착식 터널 굴착방법 및 이에 사용되는 터널시공구조체'가 있다.

상기한 선행 기술은 비개착식 터널굴착 시공 방법에 있어서,

터널의 일정 높이에서 폭 방향으로 상부대구경강관을 상부 소정 위치에 등간격 다수개 압입하는 상부대구경강관추진단계와(S10),

상기 상부측대구경추진단계에 의해 이격 압입되는 각 상부대구경강관 사이에 수평선상으로 추진되는 중구경수평강관추진단계와(S20)와,

상기 중구경수평강관추진단계(S20)에 의해 이완된 주변 지반을 그라우팅 보강하는 그라우팅단계(S30)와,

상기 상부대구경강관과 동일 위치에서의 하단측에 터널의 기초를 이루는 하부기초대구경강관을 추진하는 하부기초대구경강관추진단계와(S40),

상기 상부대구경강관과 하부기초대구경강관을 연결하는 중구경수직강관을 추진하는 중구경수직강관추진단계와(S50),

하단측에 구조물을 추진하기 위한 추진기지설치 및, 상기 구조물의 추진과정에서 회수되어지는 각 강관에 체결되는 볼트를 해체한 후 상기 구조물을 강선이 관통되도록 연결하여 터널의 반대편에서 상기 구조물을 추진기지를 따라 전진 이송되며 각 강관 및 부속물을 회수하기 위한 구조물 추진 및 부속물품 회수단계(S60)와,

상기 구조물 추진 및 부속물품 회수단계(S60)에 의해 추진된 구조물의 내부 토사를 굴착하는 내부토사 굴착 및 슬라이딩플레이트 회수단계(S70)와,

내부토사 굴착에 의해 잔존하는 잔재물을 회수한 후 하부슬래브를 설치하게 되는 하부슬래브설치단계(S80)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비개착식 터널 굴착 방법과,

이에 적용되는 것으로, 터널 상부측에 다수개로 이격 구성되는 상부대구경강관과, 상기 상부대구경강관 직하방의 터널 하단에 굴착 추진되는 동일 개수의 하부기초대구경강관과, 상기 상부대구경강관 사이에 추진되는 중구경수평강관과, 상기 상부대구경강관과 하부기초대구경강관 사이에 수직상으로 배열되며 추진되는 중구경수직강관과, 상기 중구경수평강관들을 상호 연결하고 또한 중구경수직강관들을 상호 연결하기 위한 소구경강관과, 하부기초대구경강관에 구비되어지는 기초레일을 따라 견인 추진되는 것으로 표면으로 몰탈층을 형성하고 그 몰탈층 표면으로 시트를 구비한 후 강판을 씌워 방수공을 형성하여서 되는 구조물로 이루어지는 것을 구성상 특징으로 하는 비개착식 터널시공구조체를 개시하고 있다.

상기한 구성을 갖는 선행기술을 이용하여 비개착 타입으로 터널을 시공할 때, 중구경수평강관이 추진되는 과정에서 상기 중구경수평강관과 중구경수평강관을 연결하는 소구경수평강관도 추진되는데 이러한 소구경수평강관의 추진경로에 암반이나 암석이 존재할 경우, 추진 자체가 어렵게 되는 문제점이 있다.

즉, 중구경수평강관의 경우 그 직경이 작업자가 들어가서 작업할 정도의 공간을 충분히 갖게 되어 중구경수평강관 추진시 그 추진경로상에 암반, 암석이 존재한다 하더라도 작업자가 중구경수평강관에 들어가서 그 암반 또는 암석을 제거할 수 있는데, 소구경수평강관의 경우에는 작업자가 들어가기에는 상당히 작은 직경을 갖고 있어, 소구경수평강관의 추진 경로상에 암석 등이 존재할 때에는 전체적인 작업에 상당한 문제로 제기될 수 있게 된다.

이러한 문제는 중구경수직강관을 연결하는 소구경수직강관에도 동일하게 적용되는 문제로 지적되었다.

아울러, 터널의 좌측 상방에 각각 구비되는 대구경강관 일측 내부로 진입되는 중구경강관(중구경수평강관 및 중구경수직강관)에 형성되는 슬라이딩플레이트의 단부측이 대구경강관을 다수개 분할한 후 연결하게 되는 부분의 볼트 등 구조와 간섭하게 되는 현상이 발생 되어 추진 과정을 어렵게 하는 요인으로 작용 될 수 있다.

이를 해결하기 위한 수단으로 본원인에 출원된 대한민국 특허출원 제 2010-47379 호에 의한 비개착식 터널 굴착방법 및 이에 사용되는 터널시공구조체를 제시하고 있는바 위 선행 기술의 경우,

터널의 일정 높이에서 폭 방향으로 수평부중구경강관을 배치시키며 길이방향을 따라 압입 추진하는 수평부중구경강관추진단계(S10), 터널을 이루는 하단 양측 및 중앙으로 각각 대구경강관을 배치시키며 길이방향을 따라 압입 추진하는 대구경강관추진단계(S20), 상기 대구경강관추진단계(S20)에 의한 대구경강관의 수직방향으로 배치되며 길이방향을 따라 추진하는 수직부중구경추진단계(S30), 상기 수평부중구경강관추진단계(S10)에 의해 추진된 수평부중구경강관의 중앙부분에서 수직 하방향으로 배치되며 중구경강관을 추진하는 중앙부중구경강관추진단계(S40), 하단측에 구조물을 추진하기 위한 추진기지설치 및, 상기 구조물의 추진과정에서 회수되어지는 각 강관에 체결되는 볼트를 해체한 후 상기 구조물을 강선이 관통되도록 연결하여 터널의 반대편에서 상기 구조물을 추진기지를 따라 전진 이송되며 각 강관 및 부속물을 회수하기 위한 구조물 추진 및 부속물품 회수단계(S50)와, 상기 구조물 추진 및 부속물품 회수단계(S50)에 의해 추진된 구조물의 내부 토사를 굴착하는 내부토사 굴착 및 슬라이딩플레이트 회수단계(S60)와, 내부토사 굴착에 의해 잔존하는 잔재물을 회수한 후 하부슬래브를 설치하게 되는 하부슬래브설치단계(S70)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비개착식 터널 굴착 방법을 개시하고 있다.

그러나 전술한 각각의 선행 기술들은 중구경강관, 소구경강관 및 대구경강관들을 이용하며 터널 폭 만큼 추진하여야 하는데, 이에 소요되는 각 강관들의 수가 상당하여 터널 시공에 따른 비용이 증대되는 문제점이 지적되고 있으며, 상부와 각 내벽 및 중앙의 기둥부를 이루기 위한 각각의 강관을 추진하는 과정에서 추진 작업 능률에 따라 작업공기가 지연되는 등 작업 생산성이 저하되는 문제와 더불어, 터널구조체를 작업 현장에서 타설한 후 터널 내부로 견인 및 추진하는 작업을 수행하게 되므로 작업의 번잡성을 피할 수 없는 단점이 지적된다.

또한 상기한 각 선행기술들은 주로 직선타입에서의 터널 시공에 유용하게 적용할 수 있으나, 곡선 타입의 터널에서는 그 적용이 어려운 단점이 있다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 강관의 추진 개수를 최소화하고, 터널구조체를 추진기지에서 타설하는 방법에서 탈피하여 각각의 터널구조체를 이루는 각 부분 즉 중앙의 기둥부와 내측의 벽체 부분에 해당되는 터널구조체를 터널 내부에서 직접 타설 시공하는 것이 가능하도록 구성하므로서, 추진되는 구조체를 간단하게 함은 물론, 추진되는 강관의 소요개수를 현저하게 줄이도록 하여, 전체적인 터널 시공에 따른 소요비용의 현저한 절감 효과를 갖도록 하는 데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 터널의 직선 또는 곡선 타입에서의 시공이 용이하도록 하는 데 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

터널 영역의 상부측으로 중구경강관을 압입 추진하는 단계(S10),

상부슬래브를 타설 제작한 후 상기 중구경강관이 압입 추진된 영역을 따라 상기 상부슬래브를 견인하는 상부슬래브견인단계(S20),

상기 견인된 상부슬래브의 양측 하단과 중앙부분으로 설정되는 내벽 및 기둥부의 하단을 이루게 되는 영역을 각각 굴착하여 각각 측면하부도갱공과 중앙하부도갱공을 형성하는 도갱공 형성단계(S30),

상기 상부슬래브의 중앙으로부터 중앙 하단에 형성되는 중앙하부도갱공측까지 기둥부를 이루는 영역의 양측을 각각 선굴착하여서 되는 공간에 지보재를 설치하고, 중앙의 기둥부 영역을 굴착한 후 기둥부를 현장 타설하는 기둥부 형성단계(S40),

터널의 측벽 영역에 인접하도록 굴착하고 상기 굴착 된 면을 통해 다수의 네일 또는 강관다단그라우팅을 설치 시공하여 상부슬래브의 끝 단면 지반을 보강하는 터널의 측벽 영역 굴착 및 지반보강단계(S50),

상기 터널의 측벽 영역 굴착 및 지반보강 단계(S50)에 의해 굴착 시공된 영역을 터널의 측벽까지 확대 굴착하기 위해, 상기 터널의 측벽 영역까지 보강 되어 있는 다수의 네일 또는 강관다단그라우팅 들을 절단하면서 점진적으로 분할하여, 터널 측벽을 확대 굴착 한 후 확대굴착면에 H형강 지보재를 설치하고 와이어메쉬 및 숏크리트를 타설하는 터널 측벽 확대 굴착단계(S60),

상기 터널 측벽 확대 굴착단계(S60)를 거친 후, 형성되는 공간에 상부슬래브의 안정을 위해 지보공을 시설하고, 확대 굴착면에 부직포 및 방수재 시설과 함께 현장에서 터널 측벽 구조물을 타설하는 상부슬래브 지지 시설과 터널 측벽 구조물 타설 단계(S70),

터널내 잔존 영역을 굴착하여 구조물 내부를 굴착하고, 버팀대를 설치 및 각 도갱공의 잔재를 회수하고 기초 바닥 콘크리트 타설 및 기초 방수재를 시설하는 구조물 내부 토공 단계(S80)와,

하부슬래브를 콘크리트 타설하고 공동구 및 보도 포장 시설을 하게 되는 하부슬래브 설치 단계(S90)에 의해 비개착 타입 터널 시공 방법을 제공한다.

따라서 본 발명에 의하면, 종전과 같이 비개착 타입의 터널을 시공하는데 있어서 본원인에 의해 제공된 방법을 개선하여 강관의 추진 개수를 최소화하고, 각각의 터널구조체를 터널 내부에서 직접 타설 시공하는 것이 가능하도록 구성하므로서, 추진하는 구조체를 간단하게 함은 물론, 추진되는 강관의 소요개수를 현저하게 줄이도록 하여, 전체적인 터널 시공에 따른 소요비용의 현저한 절감 효과를 갖게 된다.

또한 본 발명은 터널의 직선 또는 곡선 타입에서의 시공이 용이할 수 있어 터널의 직선화 및 곡선화에 능동적인 적용이 가능할 수 있게 되는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 공정 흐름을 도시한 흐름도
도 2는 본 발명에서 중구경강관을 압입 추진하기 위해 터널 영역 전방 및 후방에 각각 추진대 및 강관회수기지가 설치된 상태를 도시한 개괄도
도 3은 터널의 상방측에 중구경강관 및 상부강재강관이 압입 추진된 상태를 도시한 개괄적 정면도
도 4는 상부슬래브의 견인에 터널 상방측으로 추진되기 전의 상태를 도시한 개괄적 측면도
도 5는 도 4에 의하여 상부슬래브가 터널 상방측에 견인된 상태를 도시한 개괄적 정면도
도 6은 본 발명에서 도갱공을 형성한 과정을 도시한 개괄적 정면도
도 7은 본 발명에서 기둥부를 형성하기 전에, 먼저 기둥부를 이루게 되는 중앙 영역의 좌우측을 굴착한 상태를 개괄적으로 도시한 도면
도 8은 기둥부 영역의 좌우측을 먼저 굴착한 도 7의 상태에서 그 굴착된 공간으로 상부슬래브를 지지하기 위한 지보재를 설치한 상태를 도시한 도면
도 9는 도 8에 의해 중앙의 좌우측으로 각각 지보재가 설치되어 상부슬래브를 지지한 상태에서 중앙의 기둥부가 설치될 영역을 굴착한 상태를 도시한 도면
도 10은 도 9에 의한 상태에서 중앙 영역에 기둥부를 현장 타설한 상태를 도시한 개괄적 도면
도 11은 본 발명에서의 터널 측벽 영역 굴착 단계에 의해 굴착된 상태를 도시한 개괄적 도면
도 12는 도 11의 과정을 거친 다음 굴착된 면으로 네일 또는 강관다단을 심어 보강되도록 한 상태를 도시한 도면
도 13은 도 12의 과정을 거친 후 터널의 측벽이 시설되는 영역까지 점진적으로 분할하여 확대 굴착한 상태에서 네일 또는 강관다단의 두부 부분을 절단 처리하고 상부슬래브를 지지하는 H형강 지보재의 시설과 와이어메쉬와 숏크리트층을 형성한 상태에서의 개괄적 터널 정면도
도 14는 도 13의 상태에서 터널 좌우측에 각각 측벽을 현장 타설하여 시설한 상태를 도시한 도면
도 15는 도 14를 거친 상태에서 구조물 내부를 토공하면서 버팀대를 시설한 상태를 도시한 도면
도 16은 도 15를 거친 후 하부슬래브를 설치하여 완성된 터널을 보인 개괄적 단면
도 17은 도 3의 "B" 부분 확대도면
도 18은 중구경강관과 중구경강관이 각각 결합된 일부분을 도시한 사시도로 슬라이딩플레이트를 분리한 상태에서의 사시도
도 19는 도 18의 결합 사시도
도 20은 상부슬래브가 추진되는 과정에서 중구경강관과 소구경강관 일부가 회수되는 상태를 도시한 사시도면
도 21은 상부강재강관과 상부강재강관간을 연결하는 가변플레이트간의 연결 상태를 확대 도시한 개괄적 도면
도 22는 도 21의 도면에서 상부강재강관에 포함되는 슬라이딩플레이트와 가변플레이트를 분리 도시한 상태의 분리 사시도면
도 23은 도 21에서의 결합 상태에 의한 상부강재강관과 가변플레이트간 결합 사시도면
도 24는 상부슬래브의 추진 후 잔존하게 되는 구성을 도시한 사시도면
도 25 내지 도 29는 중구경강관과 중구경강관 사이에 게재되는 소구경강관들과의 결합 구조에 대한 다른 실시예를 도시한 도면
도 30은 터널상단으로 추진되는 중구경강간을 이격 시켰을 때에 적용될 수 있는 실시예도
도 31은 중구경강관과 중구경강관의 다른 결합 예시도

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부하는 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 도 1에서와 같이 중구경강관을 압입 추진하는 단계(S10), 상부슬래브견인단계(S20), 측면하부도갱공과 중앙하부도갱공을 형성하는 도갱공 형성단계(S30), 기둥부 형성단계(S40), 터널의 측벽 영역 굴착 및 지반 보강단계(S50), 터널 측벽 확대 굴착단계(S60), 상부슬래브 지지 시설과 터널 측벽 구조물 타설 단계(S70), 구조물 내부 토공 단계(S80), 하부슬래브 설치 단계(S90)를 거쳐 비개착 타입 터널 시공 방법을 제공한다.

상기한 시계열순에 의해 제시되는 본 발명의 각 단계를 좀더 자세히 설명한다.

중구경강관을 압입 추진하는 단계 - S10

본 단계는 터널영역의 상단측에 중구경강관(100)을 압입 추진하는 과정으로, 도 2에서 보듯이 터널(1)의 전면부측에 추진대(2) 및 유압추진기(3)를 설치하고 터널(1)의 후방측으로 강관회수기지(4)를 형성한 후, 도 3에서 보는 바와 같이 터널(1)의 상단측에 중구경강관(100)을 통상의 방법에 따라 압입, 추진하게 된다.

도 3에서 보듯이 중구경강관(100)은 터널(1) 상단측에서 좌우영역으로 각각 대향되며 압입 추진하게 되는데 정중앙 부분은 이격되도록 한 상태에서 중구경강관(100)의 직경보다 큰 강관을 이용하여 압입 추진되도록 하였다.

본 발명에서 상기한 중구경강관(100)의 직경보다 큰 강관을 상부강재강관(110)이라 명명하기로 한다.

한편, 상부강재강관(110)은 상부슬래브(200)의 중앙부 거더 및 헌치를 포함하기 위한 것으로, 중앙벽체 또는 기둥부의 시공시 터널(1) 구간이 직선부일 경우에만 설치하고, 터널(1)의 구간이 곡선부일 경우에는 중구경강관(100)으로 대체하는 것이 바람직하다.

여기서, 상부슬래브(200)를 추진시 상부강재강관(110)이 용이하게 추진되도록 상부강재강관(110) 하부에 원호 모양의 슬라이딩플레이트(114)를 볼트(B)로 체결하여 추진하게 되는데 볼트(B)를 해제하면 슬라이딩플레이트(114)만 남게 되고 각각의 구성들은 회수되어진다.

또한, 중구경강관(100)의 평플레이트(101)와 슬라이딩플레이트(104), 상부강재강관(110)의 평플레이트(101)와 슬라이딩플레이트(114) 사이에는 각각 윤할제를 도포하여 마찰력 발생을 억제하도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 도 30 에서 보는 바와 같이 상기 중구경강관(100)을 서로 이격 구성할 수 있다.

이러한 구성에 의할 경우 중구경강관(100)과 중구경강관(100) 사이가 벌어지게 되는데, 그 벌어지는 이격 구간의 상방측으로는 가변플레이트(130)를 이용하여 연결하도록 하고, 중구경강관(100)의 하방측 외주면에서 연결되는 완곡된 형상을 갖는 플레이트(P) 하단 외측간을 턴버클(T)을 이용하여 연결되도록 하였다.

이와 같이 상기와 같이 중구경강관(100)을 서로 이격 구성하는 것은 공사비용의 절감을 위한 것으로 이처럼 이격 추진되는 중구경강관(100)과 중구경강관(100) 사이의 이격 위치를 터파기 하게 되므로 횡압에 의해 횡변위가 발생 될 수 있을 것이다.

이러한 횡변위를 방지하기 위해 상기와 같이 턴버클(T)의 구성을 채택하는 것이 바람직하다.

도면에서 보는 바와 같이 터널(1) 영역에서 중앙 부분의 상단측을 이격 구성하게 하는 것은, 터널(1) 영역에 걸쳐 시설되는 구조체 중 상부슬래브(200)가 견인되어질 때 상부슬래브(200)의 폭에 맞도록 중구경강관(100)의 위치를 용이하게 조절할 수 있도록 하기 위함이다.

아울러, 중구경강관(100)과 중구경강관(100) 사이의 상단측을 상호 연결하기 위한 소구경강관(120)을 함께 추진하도록 하였다.

먼저 중구경강관(100)의 구성을 첨부하는 도 17을 참조하여 설명하고자 한다.

중구경강관(100)의 직경은 상부슬래브(200)의 높이에 맞추어 적정한 직경을 갖는 강관의 것으로 적용하였으며, 도면에서 보는 바와 같이 중구경강관(100)의 상하 및 좌우로 각각 수평하게 평플레이트(101)를 구성하고, 상기 각각의 평플레이트(101) 단부측에서 중구경강관(100)의 외면측으로 수직 연결되는 수직플레이트(102)를 각각 고정하고, 상기 평플레이트(101) 단부와 수직플레이트(102)간 접하는 외면을 L형강(103)을 이용하여 모서리 부분을 커버 하게 되는데, 상기 L형강(103)과 평플레이트(101) 사이에 일정 공간이 확보되도록 하여 수평상으로 슬라이딩플레이트(104)를 게재하되 상기 중구경강관(100)의 접선부위와 상기 슬라이딩플레이트(104)간을 볼트(B)로 체결한다.

상기 볼트(B)는 이후 상부슬래브(200)의 추진시 해제하여 슬라이딩플레이트(104)만 남긴 채 상기한 각 구성들은 회수되어야 한다.

한편, 중구경강관(100)과 중구경강관(100)간의 측면 가이드를 위해 도면에서 보는 바와 같이 어느 일측 외주면으로는 중구경강관(100)의 길이방향으로 가이드형강(105)을 용접 등의 방법으로 고정하고 타측 외주면으로는 중구경강관(100)의 길이방향으로 꺽쇠(106)가 용접 등의 방법으로 고정하도록 하였다.

여기서 가이드형강(105)은 "L" 형강을 의미한다.

따라서, 도 17 에서 보는 바와 같이 중구경강관(100)과 중구경강관(100)의 측면은 상기한 각 가이드형강(105)과 꺽쇠(106)가 상호 맞물리며 중구경강관(100)들이 압입 추진되는 과정에서 추진 경로로부터 이탈되는 것을 방지하도록 하였다.

아울러 상기한 가이드형강(105) 및 꺽쇠(106)의 구성과 더불어, 도 17 에서 보는 바와 같이 중구경강관(100)과 중구경강관(100) 사이의 상단측으로 소구경강관(120)이 구성되어 상기한 중구경강관(100)의 평플레이트(101) 및 수직플레이트(102)가 연결되도록 하므로서 중구경강관(100) 들의 견인 추진과정에서 중구경강관(100)은 물론, 소구경강관(120)의 하단측 부분이 회수 가능하도록 구성하는 것이 바람직하다.

이를 위해서 상기한 소구경강관(120)은 중구경강관(100)의 수직플레이트(102)간의 크기에 부합되는 직경을 갖는 것으로 적용하였으며 도면에서 보는 바와 같이, 소구경강관(120)의 상측이 대향 되며 절개되도록 하여 분리 가능하도록 하고, 상기 절개부위를 소구경강관(120) 외측에서 커버 하는 고정형강(121)을 용접 고정하고, 상기 소구경강관(120)의 절개부위 내측으로 평플레이트(122)를 맞대어 용접 고정하도록 하였다.

특히, 상기 고정형강(121)과 평플레이트(122)를 소구경강관(120)에 고정하기 위한 용접 부위는 도면에서 보는 바와 같이 소구경강관(120)의 절개부위 상측 외주면 및 내주면으로 한정되도록 하여, 상부슬래브(200)의 추진시 절개부위를 기준으로 하부의 소구경강관(120)은 회수되고 상부의 절개되어 분리된 상태에 있게 되는 소구경강관(120)의 상단부분과 상기 고정형강(121) 및 평플레이트(122)는 그대로 잔존하게 된다.

아울러, 상기 소구경강관(120)의 외주면 하단 양측으로 각각 가이드플레이트(123)를 고정하도록 하는데, 상기한 가이드플레이트(123)는 중구경강관(100)의 평플레이트(101) 단부측으로부터 수직상태로 고정되는 수직플레이트(102)의 측면에 리드플레이트(102a)를 고정하여 상기 가이드플레이트(123)가 상기 리드플레이트(102a) 하측에 지지되는 상태에 놓이도록 하였다.

여기서 상기 리드플레이트(102a)가 구비되는 수직플레이트(102)는 도면에서 보는 바와 같이 중구경강관(100)의 상단측 평플레이트(101)의 단부측으로부터 연결되는 수직플레이트(102)에만 국한된다.

중구경강관(100)의 하단측 평플레이트(101)에는 상기한 리드플레이트(102a)를 구비할 필요가 없다.

상기와 같은 중구경강관(100)들이 상호 연결되며 결합 추진되도록 하되, 중구경강관(100)은 터널(1) 영역의 상단측 좌우에 각각 배치되고 중앙측에 위치하는 중구경강관(100)의 일측으로 각각 중구경강관(100) 보다 내경이 큰 상부강재강관(110)을 구성한다.

이때, 상부강재강관(110)은 평면 선형상 직선부가 아닌 곡선부일 경우에는 중구경강관(100)으로 대체될 수 있다.

상기 상부강재강관(110)은 상단측과 하단측의 접점을 중심으로 각각 좌우에 수평 하게 상기 중구경강관(100)에서와 같이 평플레이트(111)를 구성하고 상기 평플레이트(111)의 각 단부에서 수직선상으로 상부강재강관(110)의 외주면과 연결하는 수직플레이트(112)를 구성한다.(도 21 참조)

또한 중구경강관(100)에서와 마찬가지로 상하단측 평플레이트(111)의 단부측과 직교되는 수직플레이트(112) 단부측간을 커버하기 위한 L형강(113)을 구성하되 공간이 형성되도록 하고, 상하단측 평플레이트(111)의 상면과 하면에 각각 슬라이딩플레이트(114)가 게재되며 상기 L형강(113)과 상하단측 평플레이트(111)간 공간에 게재되도록 하였다.

아울러, 상기 상부강재강관(110)의 상단측 평플레이트(111)의 단부측과 직교되며 연결되는 수직플레이트(112)의 측면에 가이더(115)를 구성하여, 후술하게 되는 상부강재강관(110)간을 상호 연결하기 위한 가변플레이트(130)를 가이드하도록 한다.

상기 가변플레이트(130)는 전술한 상부강재강관(110)과 상부강재강관(110)의 상단측을 커버하기 위한 구성이면서 동시에, 터널(1) 영역의 상단측 토사가 터널(1) 내부측으로 유입되는 것을 방지함은 물론, 상부강재강관(110)의 추진시 직선방향의 경로를 벗어나는 경우가 발생되거나 상부강재강관(110)이 내측방향으로 좁혀지는 경우 등, 예상 추진 경로에서 좌우측 변경이 발생 될 경우 가변플레이트(130)의 능동적 가변 적용에 의해 상부강재강관(110)의 덮개로서의 역할이 확보될 수 있도록 하기 위한 구성이다.

이를 위한 가변플레이트(130)는 도 22 에서 보는 바와 같이, 한 조의 가변플레이트(130)가 중앙부분이 겹쳐지도록 하면서 완만한 원호형태를 갖되 각 가변플레이트(130) 일단측이 상부강재강관(110)의 상단측 L형강(113) 상면에 각각 고정되도록 하고 중앙으로는 각 가변플레이트(130)의 타단이 상호 겹쳐지도록 하되, 하측으로 겹쳐지는 가변플레이트(130)는 폭 방향으로 가이드공(132)을 형성하고, 상측으로 겹쳐지는 가변플레이트(130)의 하단측으로는 상기 가이드공(132)에 끼워지기 위한 가이더구(131)를 돌출되도록 고정하고 너트로 채워둔다.

상기 L형강(113) 상면에 각각 고정되는 각각의 가변플레이트(130) 일단측 하방으로 수직상태로 연결되는 안내구(133)를 형성하여, 상기 가이더(115)의 내측에 삽입되도록 하였다.

한편, 가변플레이트(130)의 추진이 완료된 후에는 가변플레이트(130)와 안내구(133)의 용접 결합부분을 해제하여 상부슬래브(200)를 견인할 때 가변플레이트(130)가 지중에 남아 흙막이의 역할을 하도록 하였다.

이와 같이 하는 것은, 상부강재강관(110)의 추진시 좌우간 이격 거리가 가변되어질 때 가변플레이트(130)의 좌우 유격 조정에 의해 상부강재(110)의 원할한 덮개로서의 역할을 확보할 수 있도록 하기 위함이다.

한편, 상기한 중구경강관(100)의 추진시 상기한 구성과는 달리 도 25 내지 도 29에서와 같은 실시가 가능할 수 있다.

즉 전술한 중구경강관(100)의 추진시에 중구경강관(100)과 중구경강관(100) 사이에 게재되는 소구경강관(120)의 위치를 변화시켜 중구경강관(100)의 추진이 이루어질 수 있다.

예컨데, 전술한 중구경강관(100)들의 사이에 존재하는 소구경강관(120)의 상단이 중구경강관(100)과 중구경강관(100)의 평단측 상방에 위치하게 될 경우, 상부슬래브(200)의 추진시 소구경강관(120)의 상단부만 잔존하도록 구성하여야 되고 존재하는 소구경강관(120)의 상단 내부가 중공의 형태를 갖게 되어, 불안정한 상태에 있게 되는 문제가 있을 수 있다.

따라서, 이러한 점을 감안하여 도 25 내지 도 29에서와 같은 실시의 변형 형태가 가능할 수 있을 것이다.

즉, 중구경강관(100)과 중구경강관(100)의 사이 이격 공간 내부에 수용될 수 있도록 소구경강관(120)을 위치시킨 상태에서 상기 중구경강관(100)의 각 상단측의 평플레이트(101)의 평면과 균일한 위치를 갖도록 상기 소구경강관(120)의 상단측 외주면에서 수평방향으로 구비되는 평플레이트(101')를 구비하고, 상기 평플레이트(101') 상면측에 구비되는 슬라이딩플레이트(104)와, 상기 슬라이딩플레이트(104) 및 평플레이트(101') 단부측을 커버하는 L형강(103)에 의해 단부측이 마무리되도록 하여 중구경강관(100)의 상단측과 소구경강관(120)의 상단측이 평활하도록 구성하게 되고, 상기 중구경강관(100)의 평플레이트(101) 측으로부터 수직방향으로 연결되는 수직플레이트(102) 외측면으로 돌출되도록 리드플레이트(102a)를 구성하고, 상기 리드플레이트(102a)를 상하에서 각각 가이드하기 위한 가이드플레이트(123)를 소구경강관(120) 외주면에 구성하게 된다.

이와 같은 상태에서 후술하게 되는 상부슬래브(200)의 추진시 슬라이딩플레이트(104)만 잔존한채 소구경강관(120) 및 중구경강관(100)이 모두 회수된다.

상부슬래브견인단계 - S20

본 단계는, 상기한 중구경강관을 압입 추진하는 단계(S10)를 거친 상태에서, 현장 외부에서 상부슬래브(200)를 타설 제작한 후, 도 4 또는 도 5 에서 보는 바와 같이 터널(1)의 전면측에 발진기지를 구축하여 상부슬래브(200)를 견인, 추진하게 된다.

이 과정에서, 터널(1)의 상부영역 즉 중구경강관(100)과 상부강재강관(110)은 전부 회수되어지는데 중구경강관(100)과 상부강재강관(110)의 상하측에 각각 구비되는 슬라이딩플레이트(104)는 회수되지 않고 남게 된다.

물론 이때에는 슬라이딩플레이트(104)와 중구경강관(100)간을 결합하고 있는 볼트(B)는 해제되어야 할 것이다.

한편, 상부슬래브(200)는 필요에 의해 중앙 기둥부에서 2개소로 분리하여 각각 견인, 추진될 수 있으며 기둥부에서 결합되어질 수 있을 것이다.

이와 같이 2개소로 분리하는 것은 터널의 폭이 넓을 경우 유효할 것이다.

도갱공 형성단계 - S30

상기 과정은 도갱공(300)을 형성하는 과정으로, 도 6 에서 보는 바와 같이 상기 견인된 상부슬래브의 양측 하단과 중앙부분으로 설정되는 내벽 및 기둥부의 하단을 이루게 되는 영역을 각각 굴착하여 각각 측면하부측 도갱공과 중앙하부측 도갱공을 형성하는 단계를 의미한다.

이러한 도갱공(300)의 구성은 공지의 구성에 따라 실시될 수 있으므로 본 발명에서는 구체적 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에서 측면하부 도갱공을 도면부호 300' 로 표기하고, 중앙하부 도갱공을 도면부호 300" 로 표기하며, 측면하부 도갱공과 중앙하부 도갱공 전체를 도면부호 300 으로 표기한다.

측면하부 도갱공(300')의 내부에는 도 6 에서 보는 바와 같이 기초부가 콘크리트 타설되어 있으며, 중앙하부 도갱공(300")에도 기초부가 타설되어야 한다.

기초부는 도면부호 310으로 각각 표기한다.

기둥부 형성단계 - S40

본 과정은, 상기 상부슬래브의 중앙으로부터 중앙 하단에 형성되는 중앙하부도갱공(300") 측까지 기둥부(400)를 이루는 영역의 양측을 각각 선굴착하여서 되는 공간에 지보재를 설치하고, 중앙의 기둥부 영역을 굴착한 후 기둥부를 현장 타설하는 단계를 의미한다.

먼저, 도 7 에서 보는 바와 같이 기둥부(400)를 중앙의 중앙하부도갱공(300")측까지 형성하기 전에 먼저 기둥부(400)를 이루게 되는 중앙 영역의 좌우측을 굴착한다.

이와 같이 기둥부(400) 영역에서 좌우측으로 먼저 굴착하는 것은, 기둥부(400) 상단에 지지되어지는 상부슬래브(200)에 작용되는 외력에 대해 지간을 좁혀주어 부재력이 작아지게 하기 위함이다.

상기와 같이 기둥부(400) 영역 및 중앙하부도갱공(300")은 굴착하지 않은채 그 양측면을 굴착하여 도 8 에서 보는 바와 같이 지보재(500)를 설치한다.

상기와 같이 지보재(500)를 시설하여 상부슬래브(200)를 먼저 지지한 후, 도 9 에서 보는 바와 같이 기둥부(400) 영역 즉 상부슬래브(200) 중앙 하단과 중앙하부도갱공(300")간의 영역을 굴착 시공하게 되고, 상부슬래브(200) 중앙 하단과 중앙하부도갱공(300")의 기초부(310)간을 연결하는 기둥부(400)를 내부에서 현장 타설하게 된다.(도 10 참조)

터널의 측벽 영역 굴착 및 지반보강 단계 - S50

본 단계는 상기한 과정을 거치게 된 도 10의 상태에서, 터널의 측벽 영역에 인접하도록 굴착하고 상기 굴착 된 면을 통해 다수의 네일 또는 강관다단 그라우팅을 설치 시공하여 상부슬래브(200)의 끝 단면 지반을 보강하는 단계를 의미한다.

이 때에도 기둥부 형성단계(S40)에 의해 형성된 지보재(500)는 시설된 상태를 그대로 유지하고 있으며, 도면에서 보는 바와 같이 터널(1)의 측벽에 근접하는 부분까지 사면을 이루며 터널 측벽 영역을 굴착하게 된다.(도 11 참조)

이와 같이 굴착 된 상태에서, 상부슬래브(200)의 끝 단면 지반을 보강하기 위한 네일 또는 강관다단 그라우팅을 설치 시공하게 된다. (도 12 참조)

터널 측벽 확대 굴착단계 - S60

상기 터널의 측벽 영역 굴착단계(S50)에 의해 굴착 시공된 영역을 터널의 측벽까지 확대 굴착하기 위해, 상기 터널의 측벽 영역까지 네일링 또는 강관다단 그라우팅 되어 있는 다수의 네일 또는 강관다단들을 점진적으로 분할하여 절단처리한 후, 터널 측벽을 확대 굴착하는 단계를 의미한다.

위 단계에서는 도 11 에서 보는 바와 같이 터널의 측벽(600)에 근접하는 영역까지 굴착한 후, 그 굴착된 면을 통해 측방향으로 네일(610) 및 강관다단(도면 미도시)을 다수개 심어 상부슬래브(200)의 끝 단면 지반을 보강하게 된다. (도 12 참조)

상기한 네일(610) 또는 강관다단은 도면에서 보는 바와 같이 상방측은 수평선상을 이루며 하방측으로 내려올수록 타단이 하향으로 이루어지도록 하였다.

상기와 같이 굴착 된 면을 따라 네일(610) 또는 강관다단을 절단하면서, 도 13 에서 보는 바와 같이 측벽(600) 영역까지 점진적으로 분할하며 확대 굴착을 하여 2차 굴착면(620)을 얻게 된다.

이때, 상기 네일(610) 또는 강관다단은 측벽(600) 영역으로 돌출되는 부분이 발생하게 되는데, 그 돌출되는 부분을 절단하면서 확대 굴착된 면에 의하여 불안해지는 상부슬래브(200)의 지지를 보강하기 위한 지보재(621)를 삽입 설치하고, 상기 지보재(621)와 지보재(621) 사이의 2차 굴착면(620) 표면에 그 절단되는 네일(610) 또는 강관다단(610)의 머리부분을 커버하도록 와이어메쉬를 대고 숏크리트층(622)을 형성하게 된다.

상부슬래브 지지 시설과 터널 측벽 구조물 타설 단계 - S70

본 단계는 전술한 터널 측벽 확대 굴착단계(S60)에 의해 측벽(600)이 시공되는 영역까지 굴착 되며 확대 굴착 된 후 상부슬래브(200)의 안정을 도모하기 위하여 지보공(625)을 시설하게 되며 그 후에 확대 굴착 형성된 2차굴착면(620)에 부직포 및 방수재를 시설하고 현장에서 터널 측벽 구조물을 타설하는 단계를 의미한다.

즉, 이와 같이 확대 굴착 된 일부 공간에 지보공(625)의 시설로 상부슬래브의 안정을 도모한 후 숏크리트층(622) 표면에 부직포층(623)과 방수시트층(624)을 구성하고, 상기 방수시트층(624)을 시공하게 된다.

2차 굴착면(620)의 완전한 시공이 완료되면 도 13 에서 보는 바와 같이 측벽(600)이 형성될 영역을 확보하게 된다.

이와 같이 측벽(600)이 형성될 영역이 확보되면, 좌우측의 측면하부도갱공(300')의 기초부(310)와 상부슬래브(200)간을 연결하는 측벽(600)을 도 14 에서 보는 바와 같이 타설, 양생하게 된다.

즉, 기존과 같이 측벽을 이루는 구조물을 미리 양생한 후 터널측으로 추진하는 것이 아니라, 터널(1) 내에서 측벽(600)을 타설, 양생하므로서 현장에서의 제작이 즉시 이루어질 수 있도록 하였다.

한편, 측벽(600)이 타설된 후 일정시간 경과하게 되면 측벽(600)의 수축으로 인해, 상기 측벽(600) 상단측과 상부슬래브(200) 하단간 접하는 부분이 이격되는 현상이 발생하게 된다.

이를 방지하기 위해서 상기 측벽(600) 상단과 상부슬래브(200) 하단간 접하는 부분의 이격틈새에 무수축몰탈(626)을 주입하도록 하였다.

구조물 내부 토공 단계( S80 ) 및 하부슬래브 설치 단계( S90 )

본 단계는 전술한 바와 같이, 터널 측벽 구조물 타설 단계(S70)에 의해 측벽(600)의 타설이 완료되면, 터널(1)내 잔존 영역을 굴착하여 구조물 내부를 굴착하고, 버팀대를 설치 및 각 도갱공의 잔재를 회수하고 기초 바닥 콘크리트 타설 및 기초 방수재를 시설하는 단계를 의미하는 것으로, 이러한 단계를 거쳐 완성된 상태가 도 15 에 도시되어 있다.

한편, 상기한 바와 같이 구조물 내부의 토공이 완료되면, 도 16 에서 보는 바와 같이 하부슬래브를 콘크리트 타설하고 공동구 및 보도 포장 시설을 하게 되는 하부슬래브 설치 단계(S90)를 거쳐 완성된 터널(1)을 얻을 수 있게 된다.

1; 터널 2; 추진대
3; 유압추진기 4; 강관회수기지
100; 중구경강관 101; 평플레이트
102; 수직플레이트 102a; 리드플레이트
103; L형강 104; 슬라이딩플레이트
110; 상부강재강관 111; 평플레이트
112; 수직플레이트 113; L형강
114; 슬라이딩플레이트 115; 가이더
120; 소구경강관 121; 고정형강
122; 평플레이트 123; 가이드플레이트
130; 가변플레이트 131; 가이드구
132; 가이더공 133; 안내구
200; 상부슬래브 300; 도갱공
300'; 측면하부도갱공 300"; 중앙하부도갱공
310; 기초부 400; 기둥부
500; 지보재 600; 측벽
610; 네일 620; 2차굴착면
621; 지보재 622; 숏크리트층
623; 부직포층 624; 방수시트층
625; 지보공 626; 무수축몰탈

Claims (11)

1. 터널 영역의 상단부측으로 중구경강관을 압입 추진하는 단계(S10),
   상부슬래브를 타설 제작한 후 상기 중구경강관이 압입 추진된 영역을 따라 상기 상부슬래브를 견인하는 상부슬래브견인단계(S20),
   상기 견인된 상부슬래브의 양측 하단과 중앙부분으로 설정되는 내벽 및 기둥부의 하단을 이루게 되는 영역을 각각 굴착하여 각각 측면하부도갱공과 중앙하부도갱공을 형성하는 도갱공 형성단계(S30),
   상기 상부슬래브의 중앙으로부터 중앙 하단에 형성되는 중앙하부도갱공측까지 기둥부를 이루는 영역의 양측을 각각 선굴착하여서 되는 공간에 지보재를 설치하고, 중앙의 기둥부 영역을 굴착한 후 기둥부를 현장 타설하는 기둥부 형성단계(S40),
   터널의 측벽 영역에 인접하도록 굴착하고 상기 굴착 된 면을 통해 다수의 네일을 설치 시공하여 굴착 된 면을 보강하는 터널의 측벽 영역 굴착단계(S50),
   상기 터널의 측벽 영역 굴착단계(S50)에 의해 굴착 시공된 영역을 터널의 측벽까지 확대 굴착하여 2차 굴착면(620)을 형성한 후, 상기 확대 굴착되는 2차 굴착면(620)에 의하여 불안해지는 상부슬래브(200)의 지지를 보강하기 위한 지보재(621)를 삽입 설치하고, 상기 지보재(621)와 지보재(621) 사이의 2차 굴착면(620) 표면에 그 절단되는 네일(610)의 머리부분을 커버하도록 와이어메쉬를 대고 숏크리트층(622)을 형성하게상기 2차 굴착면(620)으로 돌출되는 다수의 네일들을 절단처리하며, 터널 측벽을 확대 굴착하는 터널 측벽 확대 굴착단계(S60),
   상기 터널 측벽 확대 굴착단계(S60)를 거친 후, 형성되는 공간에 상부슬래브의 안정을 위해 지보공을 시설하고, 확대 굴착면에 부직포 및 방수재 시설과 함께 현장에서 터널 측벽(600) 구조물을 타설하는 상부슬래브 지지 시설과 터널 측벽 구조물 타설 단계(S70),
   터널내 잔존 영역을 굴착하여 구조물 내부를 굴착하고, 버팀대를 설치 및 각 도갱공의 잔재를 회수하고 기초 바닥 콘크리트 타설 및 기초 방수재를 시설하는 구조물 내부 토공 단계(S80)와,
   하부슬래브를 콘크리트 타설하고 공동구 및 보도 포장 시설을 하게 되는 하부슬래브 설치 단계(S90)에 의해 비개착 타입 터널 시공 방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 중구경강관(100)의 상하 및 좌우로 각각 수평하게 평플레이트(101)를 구성하고, 상기 각각의 평플레이트(101) 단부측에서 중구경강관(100)의 외면측으로 수직 연결되는 수직플레이트(102)를 각각 고정하고, 상기 평플레이트(101) 단부와 수직플레이트(102)간 접하는 외면을 L형강(103)을 이용하여 모서리 부분을 커버 하되, 상기 L형강(103)과 평플레이트(101) 사이에 일정 공간이 확보되도록 하여 수평상으로 슬라이딩플레이트(104)를 게재하되 상기 중구경강관(100)의 접선부위와 상 슬라이딩플레이트(104)간을 볼트(B)로 체결하도록 하여, 상부슬래브(200)의 추진시 상기 볼트(B)를 해제하여 상기 슬라이딩플레이트(104)만 잔존하며 회수되도록 하는 것을 포함하는 비개착 타입 터널 시공방법.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 중구경강관(100)의 일측 외주면으로 길이방향을 따라 가이드형강(105)을 고정하고, 타측 외주면으로 중구경강관(100)의 길이방향으로 꺽쇠(106)가 고정되도록 하여, 각각의 중구경강관(100)들이 상호 측면에서 상기 각 가이드형강(105)과 꺽쇠(106)가 맞물리며 중구경강관(100)의 직진 추진성이 원할하게 진행될 수 있도록 하는 것을 포함하는 비개착 타입 터널 시공방법.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 중구경강관(100)과 중구경강관(100) 사이의 상단측으로 소구경강관(120)을 연결하되, 소구경강관(120)의 상측이 대향 되며 절개되도록 하여 분리 가능하도록 하고, 상기 절개부위를 소구경강관(120) 외측에서 커버 하는 고정형강(121)을 용접 고정하고, 상기 소구경강관(120)의 절개부위 내측으로 평플레이트(122)를 맞대어 용접 고정하고, 상부슬래브(200)의 추진시 절개부위를 기준으로 하부의 소구경강관(120)은 회수되고 상부의 절개되어 분리된 상태에 있게 되는 소구경강관(120)의 상단부분과 상기 고정형강(121) 및 평플레이트(122)는 잔존하도록 하는 것을 포함하는 비개착 타입 터널 시공방법.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 소구경강관(120)의 외주면 하단 양측으로 각각 가이드플레이트(123)를 고정하되, 중구경강관(100)의 평플레이트(101) 단부측으로부터 수직상태로 고정되는 수직플레이트(102)의 측면에 리드플레이트(102a)를 고정하여 상기 가이드플레이트(123)가 상기 리드플레이트(102a) 하측에 지지되는 상태에 놓이도록 하는 것을 포함하는 비개착 타입 터널 시공방법.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 중구경강관(100)은 터널(1) 영역의 상단측 좌우에 각각 배치되고 중앙측에 위치하는 중구경강관(100)의 일측으로 각각 중구경강관(100) 보다 내경이 큰 상부강재강관(110)을 구비하고, 상기 각각의 상부강재강관(110) 상측을 상호 연결하기 위한 가변플레이트(130)를 구성하여, 중구경강관(100)과 상부강재강관(110)의 터널(1) 압입 추진시 상부강재강관(110)의 이격 거리가 가변됨에 따라 상기 가변플레이트(130)가 좌우로 겹쳐지며 이동되도록 하는 것을 포함하는 비개착 타입 터널 시공방법.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 상부강재강관(110)은 상단측과 하단측의 접점을 중심으로 각각 좌우에 수평 하게 상기 중구경강관(100)에서와 같이 평플레이트(111)를 구성하고 상기 평플레이트(111)의 각 단부에서 수직선상으로 상부강재강관(110)의 외주면과 연결하는 수직플레이트(112)를 구성하되, 상하단측 평플레이트(111)의 단부측과 직교되는 수직플레이트(112) 단부측간을 커버하기 위한 L형강(113)을 구성하여 상하단측 평플레이트(111)의 상면과 하면에 각각 슬라이딩플레이트(114)가 게재되며 상기 L형강(113)과 상하단측 평플레이트(111)간 공간에 게재되도록 하고, 상기 상부강재강관(110)의 상단측 평플레이트(111)의 단부측과 직교되며 연결되는 수직플레이트(112)의 측면에 가이더(115)를 구성하여, 상기 가변플레이트(130)를 가이드하도록 하는 것을 포함하는 비개착 타입 터널 시공방법.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 가변플레이트(130)는 한 조의 가변플레이트(130)가 중앙부분이 겹쳐지도록 하며 완만한 원호형태를 갖되 각 가변플레이트(130) 일단측이 상부강재강관(110)의 상단측 L형강(113) 상면에 각각 고정되도록 하고 중앙으로는 각 가변플레이트(130)의 타단이 상호 겹쳐지도록 하되, 하측으로 겹쳐지는 가변플레이트(130)는 폭방향으로 가이드공(132)을 형성하고, 상측으로 겹쳐지는 가변플레이트(130)의 하단측으로는 상기 가이드공(132)에 끼워지기 위한 가이더구(131)를 돌출되도록 고정하고, 상기 L형강(113) 상면에 각각 고정되는 각각의 가변플레이트(130) 일단측 하방으로 수직상태로 연결되는 안내구(133)를 형성하여, 상기 가이더(115)의 내측에 삽입되며 상부강재강관(110)의 추진시 좌우간 이격 거리가 가변되어질 때 상기 가변플레이트(130)가 좌우 유격 조정되며 추진되도록 하는 것을 포함하는 비개착 타입 터널 시공방법.
   
9. 제 2 항에 있어서,
   상기 중구경강관(100)과 중구경강관(100)의 사이 이격 공간 내부에 수용될 수 있도록 소구경강관(120)을 위치시킨 상태에서 상기 중구경강관(100)의 각 상단측의 평플레이트(101)의 평면과 균일한 위치를 갖도록 상기 소구경강관(120)의 상단측 외주면에서 수평방향으로 구비되는 평플레이트(101')를 구비하고, 상기 평플레이트(101') 상면측에 구비되는 슬라이딩플레이트(104)와, 상기 슬라이딩플레이트(104) 및 평플레이트(101') 단부측을 커버하는 L형강(103)에 의해 단부측이 마무리되도록 하여 중구경강관(100)의 상단측과 소구경강관(120)의 상단측이 평활하도록 구성하게 되고, 상기 중구경강관(100)의 평플레이트(101) 측으로부터 수직방향으로 연결되는 수직플레이트(102) 외측면으로 돌출되도록 리드플레이트(102a)를 구성하고, 상기 리드플레이트(102a)를 상하에서 각각 가이드하기 위한 가이드플레이트(123)를 소구경강관(120) 외주면에 구성하여, 상부슬래브(200)의 추진시 슬라이딩플레이트(104)만 잔존한채 소구경강관(120) 및 중구경강관(100)이 모두 회수되도록 하는 것을 포함하는 비개착 타입 터널 시공방법.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 측벽(600)이 타설되어 형성되는 측벽구조물을 형성한 후 상기 측벽(600) 상단과 상부슬래브(200) 하단간 접하는 부분의 콘크리트 양생으로 인한 침강으로 생긴 이격틈새에 무수축몰탈(626)을 주입하는 것을 포함하는 비개착 타입 터널 시공방법.
    
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 중구경강관(100)을 서로 이격 구성하여 중구경강관(100)과 중구경강관(100) 사이의 상방측 이격 구간의 상방측으로 가변플레이트(130)를 이용하여 연결하도록 하고, 중구경강관(100)의 하방측 외주면에서 연결되는 완곡된 형상을 갖는 플레이트(P) 하단 외측간을 턴버클(T)을 이용하여 연결되도록 하여 상기 중구경강관(100)과 중구경강관(100) 사이의 이격 위치를 터파기 하게 되므로 횡압에 의해 발생되는 횡변위를 방지하도록 하는 것을 포함하는 비개착 타입 터널 시공방법.
    
    
    
    
    
    
    
    

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