KR101283672B1 - 리프팅수단을 이용한 비개착 터널 시공방법 - Google Patents

Abstract

리프팅수단을 이용한 비개착 터널 시공방법이 개시된다. 본 발명에 따른 비개착 터널 시공방법은, 계획된 터널 굴착선 바깥쪽에 계획된 터널모양으로 강관을 일정 간격으로 삽입 설치하는 단계, 계획된 터널 굴착선을 따라 일정 깊이로 터널을 굴착하는 단계, 굴착된 터널의 양측면과 바닥면이 만나는 터널 양 끝단에 터널 길이방향을 따라 기초블록을 설치하는 단계, 굴착된 터널 내에 터널 모양을 따르는 강지보를 가설하는 단계, 기초블록 상으로 위치하는 강지보 양단부에 리프팅수단을 설치하고 강지보를 상향으로 들어 올리는 단계 및 강지보 양단부를 기초블록 상에 고정시키는 단계를 포함하고, 터널 길이방향을 따라 전술한 단계를 반복하여 터널을 형성시키는 것을 특징으로 한다.

Description

리프팅수단을 이용한 비개착 터널 시공방법{Non open cut method using the lifting device}

본 발명은 터널 시공방법에 관한 것으로, 상세하게는 고속도로나 철도 등과 같은 구조물 아래를 통과하는 터널을 형성함에 있어 도로나 철도 구조물을 개착하지 않고도 구조물의 침하발생 없는 안전하고 견고한 터널을 시공할 수 있도록 한 리프팅수단을 이용한 비개착 터널 시공방법에 관한 것이다.

고속도로나 철도 아래에 그 구조물을 가로지르는 방향으로 통로 형성을 위한 터널 시공에 있어 주로 이용되는 시공법이 전방견인공법(Front jacking method)이다. 이는 프리캐스팅 된 박스를 전진 배치시키고 도로 또는 철도 건너편으로 강관을 통해 관통된 케이블에 유압잭 등을 설치하고 박스를 견인하여 일정 거리씩 전진시키면서 그 전진된 박스 내부에서 도로 또는 철도 아래의 지반을 굴착하는 공법이다.

이와 같은 시공법은 지표면에서 토층을 개착한 후 복공판을 임시 설치하고 그 안쪽에 콘크리트 구조물을 구축하는 방식의 개착(開鑿)시공과 비교하여 노면상의 구조물 및 교통에 끼치는 영향을 최소화하면서 시공이 가능하다는 이점은 있으나, 박스 견인 시 상부지반 침하의 우려가 높아 차량의 안전운행이나 열차의 탈선을 방지하기 위한 지속적 지반 관리가 필요하다는 단점이 있다.

이에 따라 단위 파형판 또는 단위 요철판을 상호 조립하여 계획하는 모양으로 터널구조체를 일정 길이로 제작하고 굴진공에 압입 설치한 다음 터널구조체의 외측과 굴진공 사이에 토사 및 모르타르를 채워 터널을 형성시키는 비개착공법이 최근 널리 채택되고 있다. 이러한 공법은 파형 강판의 형상적 특징으로 인해 토압에 대해 충분한 내력을 가지며 중량이 가벼워 시공의 용이함을 도모할 수 있다는 장점이 있다.

그러나 터널구조체와 굴착공 사이를 메우기 위한 별도의 토사 채움 작업 및 이를 견고히 하기 위한 모르타르 타설이 요구됨으로써, 작업 공정이 많고 다음 작업(추가굴착 및 강판 조립을 통한 터널구조체 형성)이 진행되기까지 상당한 대기 시간이 요구되며, 이에 따라 공사가 지체되고 공기가 길어져 공사비가 증대되는 문제가 있다.

대한민국 특허등록 제10-0973770호(공고일자 2010. 8. 4)

본 발명이 해결하려는 과제는, 굴착면 상부지반의 변위와 부등침하를 최대한 억제 가능하며, 콘크리트 타설이 필요 없어 공사 대기시간이 요구되지 않고, 공기 단축 및 시공의 용이함을 도모할 수 있는 리프팅수단을 이용한 비개착 터널 시공방법을 제공하고자 하는 것이다.

과제 해결 수단으로서 본 발명은,

(a) 계획된 터널 굴착선 바깥쪽에 계획된 터널모양으로 강관을 일정 간격으로 삽입 설치하는 단계;

(b) 계획된 터널 굴착선을 따라 일정 깊이로 터널을 굴착하는 단계;

(c) 굴착된 터널의 양측면과 바닥면이 만나는 터널 양 끝단에 터널 길이방향을 따라 기초블록을 설치하는 단계;

(d) 굴착된 터널 내에 터널 모양을 따르는 강지보를 가설하는 단계;

(e) 기초블록 상으로 위치하는 강지보 양단부에 리프팅수단을 설치하고 강지보를 상향으로 들어 올리는 단계; 및

(f) 강지보 양단부를 기초블록 상에 고정시키는 단계;를 포함하고,

터널 길이에 따라 (a) ~ (f) 또는 (b) ~ (f) 과정을 반복하여 터널을 형성시키는 리프팅수단을 이용한 비개착 터널 시공방법을 제공한다.

일 측면에 따른 시공방법에서 강관 설치 후 터널 입구 측에 노출되는 상기 강관 선단을 지지할 수 있도록 갱구부를 형성시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.

상기 (a)단계에서 계획된 터널 반경방향으로 강관을 2열 이상 형성시킬 수 있다.

상기 (a)단계에서 강관은, 터널굴착방향을 따라 계획된 터널 굴착선 바깥쪽에 일정간격으로 천공홀을 뚫고, 각 천공홀에 강관을 삽입한 뒤 천공홀 벽면과 강관 사이를 그라우팅하여 설치할 수 있다.

상기 (c)단계에서는, 기초블록을 관통하여 지반으로 하향 경사지게 설치되는 보강재를 이용해 상기 기초블록을 설치대상면에 견고히 고정시키는 과정을 포함할 수 있다.

상기 리프팅수단으로서, 터널 내에 가설된 강지보가 터널 굴착면에 밀착되도록 들어 올리는 방향 또는 반대방향으로 신축 가능한 유압잭이 이용될 수 있다.

상기 (f)단계에서는, 리프팅수단에 의해 상향으로 들어 올려진 강지보 양단과 기초블록 사이에 지지대를 설치하고 상기 리프팅수단을 해체함으로써 강지보가 기초블록 상에 고정되도록 하는 것이 바람직하다.

터널 굴착면에 선시공된 강지보와 이후 시공되는 강지보 사이를 수평연결부재를 이용해 상호 연결시킬 수도 있다.

터널굴착 후((b)단계 이후) 또는 강지보 설치 후((f)단계 이후) 숏크리트 처리 및 보강재 시공을 통해 터널 굴착면 및 굴착면 주변 지반을 보강함이 바람직하다.

이때 상기 보강재를 이용하여 리프팅수단에 의해 들어 올려져 터널 굴착면으로 밀착된 강지보를 고정시킬 수도 있다.

본 실시예에서 사용되는 상기 강지보는 H형빔, I형빔, U형빔, 강관, 격자 지보재 중 선택된 어느 하나일 수 있다.

과제해결을 위한 다른 수단으로서 본 발명은, 터널 굴착선 바깥쪽에 계획된 터널모양으로 삽입 설치되는 강관; 굴착된 터널 양 끝단에 터널 길이 방향을 따라 설치되는 기초블록; 굴착된 터널 내에 일정 간격으로 설치되며 터널 모양을 따르는 강지보; 굴착된 터널 내 기초블록 상에서 상기 강지보 양단을 지지하고 굴착면에 밀착되도록 강지보를 들어 올리는 리프팅수단; 및 리프팅수단에 의해 들어 올려진 강지보 양단과 기초블록 사이에 설치되어 강지보를 지지하며 상기 리프팅수단이 해체될 수 있도록 하는 지지대;로 구성되는 것을 특징으로 하는 비개착 터널 시공에 이용되는 보강구조물을 제공한다.

이때 터널 내에서 강지보 사이를 연결하는 수평연결부재와 굴착면 보강을 위한 보강재;를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에서 상기 리프팅수단은 터널 내에 가설된 강지보가 터널 굴착면에 밀착되도록 들어 올리는 방향 또는 반대방향으로 신축 가능한 유압 또는 공압식 잭이며, 상기 강지보는 터널 직경에 따라 둘 이상으로 분리된 단위부재가 상호 볼트 결합하여 터널 모양을 따르는 하나의 강지보를 형성하도록 된 것일 수 있다.

터널 굴착면과 접촉하게 되는 상기 강지보의 외측 주면에는 돌기를 형성함으로써, 강지보 승강 후 불규칙 굴착면에 돌기가 걸려 강지보가 어느 한 쪽으로 기울어지지 않도록 하는 것이 바람직하다.

다른 예로서, 터널 굴착면과 접촉하게 되는 상기 강지보의 외측 주면에는 고무, 토목섬유, 폴리에스테르 중 어느 하나의 재질로 된 탄성패드를 설치함으로써, 강지보와 굴착면 사이의 틈새 발생이 최소화될 수 있도록 하는 것이 좋다.

본 발명의 실시예에 의한 리프팅수단을 이용한 비개착 터널 시공방법에 따르면, 리프팅수단을 통한 강지보 리프팅을 통해 굴착면 및 그 주변지반에 고강도의 압력으로 프리스트레스(pre-stress)를 가함으로써, 굴착면 상부지반의 변위와 부등침하를 최대한 억제할 수 있어 토사로 이루어진 터널 자체의 안정성이나 터널 상부에 위치한 구조물(도로나 철도)의 안전성을 확보할 수 있으며, 그 터널 위를 지나는 차량의 안전운행을 도모할 수 있다.

조립식 터널구조체를 이용하는 종래 시공법의 경우, 터널구조체를 시공 후 굴착면 터널구조체 사이를 되메우기 위한 채움 및 콘크리트 타설이 필요함으로써 작업공정이 많고 콘크리트 양생을 위한 대기시간이 요구되지만, 본 발명은 리프팅수단에 의해 강지보가 굴착면에 고강도의 압력으로 밀착됨으로써 강지보와 굴착면 사이의 틈새발생이 없으며, 따라서 별도의 채움 작업 및 콘크리트 타설이 요구되지 않는다.

즉, 콘크리트 벽체나 조립식 터널구조체를 이용하는 종래 시공방식에 비해 시공이 매우 용이하면서도 지반의 변위와 부등침하를 최대한 억제할 수 있을 정도로 높은 안전성을 가지며, 콘크리트의 필요성이 낮아 작업 대기시간이 감소되어 공기를 현저히 단축시킬 수 있고, 공기가 단축되면 그 만큼 공사에 소요되는 비용을 크게 절감시킬 수 있으므로, 종래의 터널 시공에 비해 경제성 측면에서 매우 유리한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리프팅수단을 이용한 비개착 터널 시공방법을 개략적으로 블록화하여 도시한 블록 구성도.
도 2 내지 도 12는 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 리프팅수단을 이용한 비개착 터널 시공방법에 따른 시공순서를 개략적으로 블록화하여 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 비개착 터널 시공방법은, 굴착대상지반에 계획된 터널 모양으로 강관을 삽입하고 강관 안쪽에 위치하는 대상지반을 굴착하며, 굴착된 터널 내에 터널 모양을 따르는 강지보를 리프팅수단 상에 가설하고 리프팅수단을 신장시켜 강지보가 굴착면에 고강도의 압력을 가하도록 하며, 그 상태에서 리프팅수단을 해체하고 굴착면을 보강하는 일련의 과정을 통해 터널이 형성되도록 한 것이다.

위와 같은 일련의 과정을 포함하는 본 발명의 시공방법에 의해 굴착되는 터널은, 리프팅수단 신장으로 강지보를 통해 굴착면 및 그 주변지반에 고강도의 압력으로 프리스트레스(pre-stress)가 가해짐으로써, 굴착면 상부지반의 변위와 부등침하를 최대한 억제할 수 있어 시공 시 터널 상부에 위치한 구조물(도로나 철도)의 안전성을 확보할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 시공방법을 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 2 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 터널 굴착방법의 단계별 상세도이다.

도면을 참조하면, 터널 굴착을 위한 굴착대상지반에 대한 측량이 이루어지고 이 측량을 통해 도 2의 파선의 도시와 같이 계획하는 터널 굴착선(10)을 형성하게 된다. 도면에서는 마제형(馬蹄形) 아치모양 터널 굴착을 위한 터널 굴착선(10)을 예시하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 터널이 시공될 굴착대상지반의 조건이나 지형을 고려한 시공 적합성을 감안해 원형, 사각형 등 다양한 형상으로 시공할 수도 있다.

터널 굴착선(10)이 형성되면 도 3과 같이 계획된 터널 굴착선(10) 바깥쪽에 계획하는 터널 모양으로 강관(20)을 일정 간격으로 매립한다. 이때 강관(20)은 이후 과정인 갱구부(30) 형성을 고려하여 그 선단이 굴착대상부로부터 소정길이 노출되도록 시공하는 것이 좋으며, 강관(20) 사이의 간격은 굴착대상부의 지반조건 및 상부에 위치한 구조물(도로나 철도)로부터 전가되는 하중 등에 따라 달라질 수 있다.

강관(20)을 매립함에 있어서는 계획된 터널 굴착선(10) 바깥쪽에 일정간격으로 천공홀을 뚫고 강관(20)을 삽입한 뒤 천공홀과 강관(20) 사이를 압력 그라우팅 처리함으로써 매립할 수 있다. 압력 그라우팅을 적용하면, 강관과 천공홀 사이 뿐만 아니라 강관 주변 토사층의 간극이나 암반내 절리를 밀실하게 메울수 있어 지반의 강도를 증가시킬 수 있고 터널 굴착면에 전단방향으로 작용하는 하중에 효과적인 대응이 가능하기 때문이다.

강관(20)은 굴착대상지반의 강도나 상부구조물 예컨대, 도로나 철도 통행량에 따라 굴착대상부에 가해지는 하중을 고려하여 그 직경과 설치 간격이 달라질 수 있다. 특히 굴착대상부의 지반이 무르거나 경사지와 같이 1열의 강관(20) 시공만으로 충분히 안정성을 확보하지 못할 경우에는, 도 3의 (b)와 같이 계획된 터널 반경방향으로 강관(20)이 2열 이상의 배열을 이루도록 시공할 수도 있다.

강관(20) 매립이 완료되면, 본격적으로 터널을 굴착하기에 앞서 갱도로 들어가는 입구인 갱구부(30)를 형성한다. 갱구부(30)는 앞서 간단하게 언급한 강관(20) 시공과정에서 굴착대상부로부터 소정길이 노출된 강관(20) 선단을 떠받칠 수 있도록 프레임을 설치하고, 프레임 주변에 철근을 배근하고 이들을 한꺼번에 콘크리트 타설을 통해 일체화시킴으로써 형성시킬 수 있다(도 4 참조). 물론 경우에 따라서는 프리캐스트 블록을 이용할 수도 있다.

갱구부(30) 형성이 끝나면 본격적인 터널굴착에 들어간다(도 5 참조). 터널굴착은 상부구조물 자체 중량과 교통량에 기반하여 굴착대상부에 가해지는 하중을 감안하여 도출된 계획된 깊이로 굴착을 행하며, 지반상태에 따라 공지된 여러 형태의 굴착방법이 동원될 수 있다. 예컨대, 굴착대상부가 단단한 암반이면 화약발파를 통한 단계적 굴착이 유리하고, 무른 토사지인 경우에는 굴착전문장비를 이용하는 것이 좋다.

위의 굴착과정을 통해 계획된 깊이와 모양으로 터널이 굴착되었으면 다음으로, 굴착된 터널의 양측면과 바닥면이 만나는 터널 양 끝단 모서리부에 터널 길이방향을 따라 기초블록(40)을 설치한다(도 6 참조). 이때 기초블록(40)은 콘크리트 타설을 통한 현장시공 방식으로 형성이 가능하지만, 공사가 지체 없이 진행되도록 하기 위해서는 소정의 길이와 모양으로 프리캐스트(precast)된 콘크리트 블록을 적용하는 것이 좋다.

기초블록(40)을 설치함에 있어서는 지반상태에 따라 경우에 따라서는, 도면과 같이 보강재(45)를 이용하여 기초블록(40)을 설치대상면에 견고히 고정시킬 수도 있다. 도면에서는 기초블록(40)을 관통하여 사선방향으로 하향 경사지게 보강재(45)를 설치한 것을 예시하고 있으나, 설치대상면에 대해 수직한 방향으로 블록을 관통하여 지반에 박히도록 시공할 수 있는 등 지반상태에 따라 적당한 방법으로 시공될 수 있음은 물론이다.

기초블록(40) 설치가 끝나면 다음으로, 도 7과 같이 굴착된 터널 내에 강지보(50)를 가설한다. 강지보(50)는 굴착된 터널모양을 따르는 형강재 예컨대, H빔, I빔, U빔, 강관(20), 격자 지보재 등일 수 있으며, 계획된 터널 직경에 따라 둘 이상으로 분할된 단위 형강재(51)를 상호 볼트 결합시킴으로써 터널 모양 예컨대, 도면과 같은 아치형 터널인 경우 아치형상을 따르는 하나의 강지보(50)를 형성하도록 된 것일 수 있다.

강지보(50)는 전단계에서 이미 선시공된 강관(20)을 떠받쳐 강관(20)과 함께 터널 상부하중에 저항하여 굴착면을 안정적으로 유지시키고 지반침하를 방지하는 역할을 하며, 강지보(50)를 터널 내에 가설하기 전이나 가설과 함께 또는 강지보(50) 시공 완료 후에는 터널 굴착면 및 굴착면 지반의 이완을 방지하고 보강하는 작업이 추가될 수 있다.

보강작업은 굴착부 지반상태에 따라 달라질 수 있으나, 강지보(50) 사이의 터널 굴착면으로 철망, 철근, 강, 빔 단독 또는 이들의 조합으로 배근재를 설치하고, 이 배근재에 숏크리트를 타설하여 굴착면을 보강하고 안정화시키는 작업을 포함하며, 경우에 따라서는 도 8에서와 같이 굴착면을 통해 굴착면 주변 지반으로 락볼트나 앙카와 같은 보강재(55)를 시공하는 작업이 더 추가될 수도 있다.

강지보(50)를 가설함에 있어서는 강지보(50) 양 말단부가 선시공된 기초블럭 상에 위치하도록 세우는 과정을 포함한다. 이 과정을 통해 터널 내에 강지보(50) 가설이 완료되면, 기초블록(40) 상으로 위치하는 강지보(50) 양단부와 기초블록(40) 사이에 신축 가능한 리프팅수단(60)을 배치하고, 리프팅수단(60)을 동작시켜 강지보(50)를 굴착면을 향해 상향으로 들어 올림으로써, 굴착면 및 그 주변지반에 고강도의 압력으로 프리스트레스(pre-stress)를 가한다(도 9 참조).

본 발명에서 상기 리프팅수단(60)으로는 유압에 의해 신축되는 로드를 갖는 공지된 유압잭(hydraulic jack)일 수 있고, 리프팅수단(60) 동작 시 강지보(50)가 보다 안정적으로 들어 올려질 수 있도록, 도 9의 부분확대도 도시와 같이 기초블록(40) 상에는 강지보(50) 양 말단부를 감싸 강지보(50)의 상향 이동을 안내하며 그 사이로 상기 리프팅수단(60)이 위치할 수 있도록 하는 가이드부재(70)가 배치될 수 있다.

리프팅수단(60)에 의해 들어 올려져 터널 굴착면에 강지보(50)가 강하게 밀착된 상태에서 전술한 보강작업을 통해 굴착면에 선시공된 보강재(55)에 상기 강지보(50)를 고정시키는 작업이 추가될 수도 있다. 여기서 선시공된 보강재(55)에 강지보(50)를 고정시킴에 있어서는 두 부재를 용접을 통해 접합시키는 방법이 가장 바람직하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 볼트-너트 체결방식 등 다양한 방법이 동원될 수 있다.

리프팅수단(60)을 작동시켜 강지보(50)가 굴착면을 고강도의 압력으로 강하게 압박함에 있어, 굴착면의 불규칙한 표면 모폴로지로 인하여 힘이 고르게 전달되지 못하고 결국 강지보(50)가 어느 한 쪽으로 기울어질 수 있다. 따라서 강지보(50)의 외측 주면에는 도 10의 (a)와 같이 돌기(52)를 형성함으로써, 굴착면이 고르지 못하더라도 굴착면에 돌기(52)가 걸려 강지보(50)가 어느 한 쪽으로 기울어지거나 하지 않도록 하는 것도 바람직하다.

또한, 굴착대상지반이 단단한 암반인 경우에는 굴착면이 토사지반에 비해 매우 거친 관계로 고강도의 압력으로 강지보(50)를 굴착면에 밀착시키더라도 굴착면과 강지보(50) 사이에 불규칙한 패턴의 많은 틈새가 생길 수 있다. 따라서 고무, 토목섬유, 폴리에스테르 등 자체 탄성을 구비하는 소재로 된 접지부재(54)를 강지보(50) 외측 주면에 부착시킴으로써(도 10의 (b) 참조), 굴착면과의 접지력을 높이고 틈새 발생이 최소화될 수 있도록 함이 바람직하다.

리프팅수단(60)에 의해 강지보(50)가 굴착면을 강하게 압박하도록 들어 올려진 상태에서, 강지보(50) 양단부를 기초블록(40) 상에 견고히 고정시키는 작업이 행해진다. 강지보(50) 양단부를 고정시키는 작업은 구체적으로, 리프팅수단(60)에 의해 상향으로 들어 올려진 강지보(50) 양단과 기초블록(40) 사이로 지지대(80)를 설치하여 강지보(50)가 기초블록(40) 상에 고정되도록 하고, 이후 유압을 제거하고 리프팅수단(60)을 해체하는 과정을 포함한다(도 11 참조).

한편, 리프팅수단(60)을 해체한 후에는 다시, 강관(20) 안쪽에 위치하는 굴착대상지반을 추가로 굴착하고, 굴착된 터널 내에 터널 모양을 따르는 강지보(50)를 리프팅수단(60) 상에 가설하고 리프팅수단(60)을 신장시켜 강지보(50)가 굴착면에 고강도의 압력을 가하도록 하며, 굴착면 및 굴착면 주변 지반을 보강하고, 리프팅수단(60)을 해체하는 일련의 과정을 반복함으로써, 도로나 철도 구조물 하방을 관통하는 터널을 형성시킬 수 있다.

갱구부(30)에서 시작하여 단계적으로 터널을 굴착할 경우 터널길이에 따라 강관(20)의 추가 설치가 요구될 수 있다. 이 경우에는 도 12와 같이 터널굴착방향에 대해 수평으로 설치된 강관(20-1) 중간 지점에서부터 먼저 시공된 상기 강관(20-1)과 일부 중첩된 구간을 형성하도록 터널 굴착면 안쪽에서 터널굴착방향으로 다른 강관(20-2)을 상향 경사지게 시공하는 것이 바람직하다.

또한, 터널을 단계적으로 굴착해 나아가면서 터널 굴착면에 선 시공된 강지보(50)와 후 시공되는 강지보(50)를 터널 굴착방향으로 배치되는 수평연결부재(90)를 이용하여 상호 연결하면, 강관(20)과 강지보(50)를 포함하는 보강구조물의 전체적인 구조강성을 더욱 증대시킬 수 있다.

이상에서 살펴본 본 발명에 따르면, 리프팅수단을 통한 강지보 리프팅을 통해 굴착면 및 그 주변지반에 고강도의 압력으로 프리스트레스(pre-stress)를 가함으로써, 굴착면 상부지반의 변위와 부등침하를 최대한 억제할 수 있어 시공 시 터널 상부에 위치한 구조물(도로나 철도)의 안전성을 확보할 수 있으며, 그 터널 위를 지나는 차량의 안전운행을 도모할 수 있다.

조립식 터널구조체를 이용하는 종래 시공법의 경우, 터널구조체를 시공 후 굴착면 터널구조체 사이를 되메우기 위한 채움 및 콘크리트 타설이 필요함으로써 작업공정이 많고 콘크리트 양생을 위한 대기시간이 요구되지만, 본 발명은 리프팅수단에 의해 강지보가 굴착면에 고강도의 압력으로 밀착됨으로써 강지보와 굴착면 사이의 틈새발생이 없으며, 따라서 별도의 채움 작업 및 콘크리트 타설이 전혀 요구되지 않는다.

즉, 본 발명은 콘크리트 벽체나 조립식 터널구조체를 이용하는 종래 시공방식에 비해 시공이 매우 용이하면서도 지반의 변위와 부등침하를 최대한 억제할 수 있을 정도로 높은 안전성을 가지며, 콘크리트 양생의 필요성이 낮아 작업 대기시간이 감소되어 공기를 현저히 단축시킬 수 있고, 공기가 단축되면 그 만큼 공사에 소요되는 비용을 크게 절감시킬 수 있으므로, 종래의 터널 시공에 비해 경제성 측면에서 매우 유리한 효과가 있다.

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 : 굴착선 20 : 강관
30 : 갱구부 40 : 기초블록
45, 55 : 보강재
50 : 강지보 60 : 리프팅수단
70 : 가이드부재 80 : 지지대
90 : 수평연결부재

Claims (16)

1. (a) 계획된 터널 굴착선 바깥쪽에 계획된 터널모양으로 강관을 일정 간격으로 삽입 설치하는 단계;
   (b) 계획된 터널 굴착선을 따라 일정 깊이로 터널을 굴착하는 단계;
   (c) 굴착된 터널의 양측면과 바닥면이 만나는 터널 양 끝단에 터널 길이방향을 따라 기초블록을 설치하는 단계;
   (d) 굴착된 터널 내에 터널 모양을 따르는 강지보를 가설하는 단계;
   (e) 기초블록 상으로 위치하는 강지보 양단부에 리프팅수단을 설치하고 강지보를 상향으로 들어 올리는 단계; 및
   (f) 강지보 양단부를 기초블록 상에 고정시키는 단계;를 포함하고,
   강관은 터널굴착방향을 따라 계획된 터널 굴착선 바깥쪽에 일정간격으로 천공홀을 뚫고 각 천공홀에 강관을 삽입한 뒤 천공홀 벽면과 강관 사이를 그라우팅하여 설치하며,
   첫 번째 강관 설치 후 터널 입구 측에 노출되는 상기 강관 선단을 지지할 수 있도록 갱구부를 형성시키고,
   터널 길이에 따라 (a) ~ (f) 또는 (b) ~ (f) 과정을 반복하여 터널을 형성시키는 리프팅수단을 이용한 비개착 터널 시공방법.
   
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3. 제 1 항에 있어서,
   상기 (a)단계에서 계획된 터널 반경방향으로 강관을 2열 이상 형성시키는 것을 특징으로 하는 리프팅 수단을 이용한 비개착 터널 시공방법.
   
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5. 제 1 항에 있어서,
   상기 (c)단계에서는, 기초블록을 관통하여 지반으로 하향 경사지게 설치되는 보강재를 이용해 상기 기초블록을 설치대상면에 견고히 고정시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 리프팅수단을 이용한 비개착 터널 시공방법.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 리프팅수단으로서, 터널 내에 가설된 강지보가 터널 굴착면에 밀착되도록 들어 올리는 방향 또는 반대방향으로 신축 가능한 유압잭을 이용하는 것을 특징으로 하는 리프팅수단을 이용한 비개착 터널 시공방법.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 (f)단계에서는,
   리프팅수단에 의해 상향으로 들어 올려진 강지보 양단과 기초블록 사이에 지지대를 설치하고 상기 리프팅수단을 해체함으로써 강지보가 기초블록 상에 고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 리프팅수단을 이용한 비개착 터널 시공방법.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   터널 굴착면에 선시공된 강지보와 이후 시공되는 강지보 사이를 수평연결부재를 이용해 상호 연결시키는 것을 특징으로 하는 리프팅수단을 이용한 비개착 터널 시공방법.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   터널굴착 후((b)단계 이후) 또는 강지보 설치 후((f)단계 이후) 숏크리트 처리 및 보강재 시공을 통해 터널 굴착면 및 굴착면 주변 지반을 보강하는 것을 특징으로 하는 리프팅수단을 이용한 비개착 터널 시공방법.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 보강재를 이용하여 리프팅수단에 의해 들어 올려져 터널 굴착면으로 밀착된 강지보를 고정시키는 것을 특징으로 하는 리프팅수단을 이용한 비개착 터널 시공방법.
    
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 강지보는 H형빔, I형빔, U형빔, 강관 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 리프팅수단을 이용한 비개착 터널 시공방법.
    
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