KR101401934B1 - 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물의 시공 방법 - Google Patents

Abstract

비개착식 철도 하부횡단 구조물의 시공시, 지반침하 방지판을 구비한 선도관 압입장치를 사용하여 상부 및 하부가 수평이고 양 측면이 반원아치형인 '

' 형상의 양면 반원아치형 강관의 추진시 지반침하를 방지할 수 있는, 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물의 시공 방법이 제공된다. 철도 하부횡단 구조물의 시공 방법은, a) 철도 양 측면에 1차 터파기를 실시하여 추진기지 및 도달기지를 설치하는 단계; b) 추진기지에 추진틀을 설치하고, 선도관 압입장치를 구비한 양면 반원아치형 강관용 선도관 및 H형강용 선도관을 배치하는 단계; c) 양면 반원아치형 강관용 선도관 및 H형강용 선도관을 추진하여 상부 구조물용 양면 반원아치형 강관 및 H형강을 압입 추진하는 단계; d) 수직벽체 추진을 위한 2차 터파기를 실시하고, 추진 작업대를 설치하는 단계; e) 수직벽체용 양면 반원아치형 강관 및 H형강을 압입 추진하는 단계; 및 f) 양면 반원아치형 강관 내부에 보강 철근을 설치하고, 철근을 배근하며, 콘크리트를 타설하는 단계를 포함하되, 양면 반원아치형 강관은 상부 및 하부가 수평이고 양 측면이 반원아치형인 '

' 형상이며, c) 단계의 선도관 압입장치는 양면 반원아치형 강관용 선도관 내에 삽입되는 것을 특징으로 한다.

Description

양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물의 시공 방법 {Method for constructing underground structure of railroad using steel pipe roof of two-side semicircle arch type and apparatus for pressing guidance pipe}

본 발명은 철도 하부횡단 구조물의 시공에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 상부 및 하부가 수평이고 양 측면이 반원아치형인 '

' 형상(이하, "양면 반원아치형"이라 함)의 강관 루프(Steel Pipe Roof) 및 선도관 압입장치(Guidance pipe pressing apparatus)를 이용하는 비개착식 철도 하부횡단 구조물의 시공 방법에 관한 것이다.

최근 경제 및 사회가 발전함에 따라 도시를 안전하고 경제적으로 연결시킬 수 있는 고속 교통수단의 필요성이 높아지면서 철도수송 시스템이 급속도로 발전하고 있다. 이러한 철도수송 시스템의 발전과 더불어 건널목에서의 교통정체 해소 및 철도, 도로의 안정성 향상과 입체적인 교차시스템의 필요로 철도 선로의 하부를 횡단하여 지하 구조물이 건설되는 실정이다.

이러한 철도 지하횡단 공사의 건설은 선로 구조물에 영향을 주어 열차의 안전운행에 많은 영향을 미치게 되어, 이로 인해 상부 구조물이 건설된 상태에서 그 하부를 통과하여 구조물을 건설하는 여러 가지 공법이 등장하고 있지만, 고도의 안정성 확보가 요구되는 철도에서는 매우 제한적으로 적용되고 있다.

일반적으로, 철도 지하횡단 공법은 토피고가 작은 경우가 많기 때문에 궤도에 영향을 주기 쉽고, 이에 따라 노반의 침하나 궤도 변위를 억제하며 열차 안전운행에 지장을 주지 않고 안전하게 구조물을 완성하기 위한 비개착식 공법이 많이 대두되고 있다.

따라서 기존의 개착 공법에 대한 사회적 손실 비용의 인식을 제고하고, 환경과 안전의 측면에서 공사장 주변의 환경과 상부 구조물의 안전 문제를 고려한 비개착식 공법에 대한 기술개발이 시급하다.

예를 들면, 기존의 개착 공법 적용시, 교통 체증으로 인한 사회적 손실 비용을 증가시키고 교통사고가 발생할 우려가 있다. 또한, 공사장 소음, 비산 먼지 등 공사장 인근 주거환경을 열화시킬 수 있다. 또한, 굴착시 주변 구조물 침하 및 각종 지하매설물의 안전사고가 발생할 우려가 있다.

한편, 현재까지 사용중인 비개착식 공법들은 STS 공법, Front Jacking 공법, Pipe Roof 공법, TRCM 공법, NTR 공법, TSTM 등이 있으며, 이러한 공법들은 소형 강관들을 이용하는 공법(STS, Pipe Roof, Front Jacking) 및 대형 강관들을 이용하는 공법(TRCM, NTR, TSTM)으로 구분되며, 어느 공법이나 가장 중요한 사항은 강관 압입의 정밀시공과 압입된 강관을 사용하여 구조적으로 안전하고 시공이 용이한 횡방향 강성을 확보하는 것이다. 이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 비개착식 철도 하부횡단 구조물 시공 방법에 대해 설명한다.

도 1은 종래의 기술에 따른 강관 루프(Pipe Roof Structures) 방식의 철도 하부횡단 구조물을 나타내는 도면으로서, 도 1의 a)는 강관 루프 방식의 철도 하부횡단 구조물의 사시도이고, 도 1의 b)는 단면도이다.

도 1의 a)를 참조하면, 종래의 기술에 따른 강관 루프 방식의 철도 하부횡단 구조물(10)은, 강관(11), 가이던스부(Guidance: 12), 가이던스 레일(13), 강관 절단부(14), 지지봉(15), 보강철근(16), 크로스 리브(Cross Rib: 17) 및 타설 콘크리트(18)를 포함한다.

이러한 강관 루프 방식은, 구조물이 형성될 지중에 미리 가설용 소형 강관(11)을 순차적으로 압입 연결하여, 강관 루프를 형성하고, 강관 루프의 안쪽의 내부 토사를 제거하면서 지지보와 가설기둥을 설치하며 그 내부공간에 콘크리트(18)를 타설하여 구조물을 축조하게 되며, 이러한 강관 루프 방식의 철도 하부횡단 구조물(10)은 박스 구조물 또는 터널 구조물에 적용될 수 있다. 따라서 상부 토피가 깊을 경우, 1차적으로 강관 루프와 지지보 등 가설재가 상부하중을 지지해야 하므로 가시설의 규모가 커지는 문제점이 있다.

구체적으로, 이러한 강관 루프 공법에서는 강성이 작은 소구경 강관(11)을 사용하여 하부 굴착시 상부지반이나 구조물의 침하가 다소 많이 발생하고, 또한, 협소한 공간에서 많은 가시설을 설치하면서 시공의 조잡성이나 작업여건의 불편으로 인해 부실시공의 우려가 있다. 또한, 강관 추진시 호박돌이나 전석이 조우되면, 오거(Auger) 보링(Boring)이 불가하여 작업 진행에 어려움이 많고, 강관이 일정하게 소정의 목표대로 추진이 불가하고, 또한, 작업공간이 협소하여 하부 가시설 작업 및 구조물 작업에 어려운 점이 많다.

한편, 도 2a 및 도 2b는 종래의 기술에 따른 프론트 잭킹(Front Jacking) 방식의 철도 하부횡단 구조물 및 조인트 형상을 나타내는 도면이다.

종래의 기술에 따른 프론트 잭킹(함체견인) 방식의 철도 하부횡단 구조물(20)은 도 2a에 도시된 바와 같고, 이러한 프론트 잭킹 공법은 함체가 통과할 지중에 미리 소구경 함체지지용 가설용 강관 단면을 수평으로 압입 관통시킨 후, 지중을 횡단하여 이어진 다수의 PC 강선을 현장에서 제작된 함체와 결속한 후 견인하여 함체내의 내부 토사를 제거하고, 이와 같은 견인과 굴착작업을 반복하여 지중에 구조물을 설치하는 공법이다.

이러한 프론트 잭킹 공법은, 함체 추진공사 중 추진함체와 강관 단면의 수평압입 시 발생한 시공오차에 의한 가설 강관 단면과의 틈새만큼 함체 상부의 도로나 지장물에 침하가 발생할 우려가 있으며, 또한, 함체가 미리 제작되어 견인 설치되므로 상부 토피가 깊은 경우 함체를 이루는 부재치수가 커지게 되어 견인이 곤란해지며 작업장의 규모가 큰 편이라는 단점이 있다.

구체적으로, 이러한 프론트 잭킹 공법은, 견인구간 내에서 급격한 종단 변화 또는 곡선 변화를 줄 수 없고, 견인을 위한 부대시설로 인하여 이에 대한 비용이 추가된다. 또한, 공사비가 대체로 고가이며, 대부분의 토질에 적용이 가능하지만, 암 지반에서는 선굴착이 필요하므로 침하의 우려가 있고 견인력의 증대에 따른 공사비가 증대된다. 예를 들면, 함체의 추진시에 추진 길이가 길어지면 추진 오거의 처짐으로 인해 구조체의 수평 유지가 곤란하며, 견인 갱도 굴착 시 연약지반에서 붕괴 위험이 있고, 암반에서는 인력으로 굴착하므로 공기 및 공사비가 과다하게 된다는 문제점이 있다.

도 2b에 도시된 WL형 조인트, CH형 조인트 및 AH형 조인트를 각각 나타내며, 이러한 조인트들은 전술한 강관 루프 방식 및 프론트 잭킹 방식에 적용될 수 있다.

한편, 도 3은 종래의 기술에 따른 STS(Steel Tube Slab) 방식의 철도 하부횡단 구조물을 나타내는 도면으로서, 도 3의 a)는 종래의 기술에 따른 STS 방식의 철도 하부횡단 구조물의 사시도이고, 도 3의 b)는 세부 구성도이다.

도 3의 a) 및 b)를 참조하면, 종래의 기술에 따른 STS 방식의 철도 하부횡단 구조물(30)은, STS 루프 구조체(31), 정착판(32), 보강철근(33), 차수 및 방수 시트(34) 및 본체 구조물(35)을 포함한다.

이러한 STS 방식은, 전술한 강관 루프 공법의 연결부를 보강한 공법으로서, 특수 제작한 소형 강관을 압입하고, 철근으로 강관의 연결부를 보강한 후, 몰탈을 타설하여, 종횡으로 각각 일체화된 강관 슬래브를 형성한 후, 내부를 부분 굴착하여 구조물을 축조하는 방법이다.

하지만, 이러한 STS 방식은, 강관과 강관의 연결은 압입시 강관과 강관의 연결고리가 외부에 부착된 기존 강관압입 공법과 같은 연결고리로서, 기존 강관압입시 갖는 문제점과 부수적으로 연결 철판을 날개모양으로 외부에 추가 부착됨으로써 추가적인 문제점을 갖게 된다. 또한, 강관 압입시, 연암이나 경암이 교우되면 연결고리가 외부에 있어 압입을 위해서는 관속에서 선굴착이 필요하고, 강관과 강관 연결을 위해서는 과굴착 없이는 압입과 연결이 불가능하다. 또한, 관이 소형강관으로서, 내부 공종에 따른 인력투입이 많아지고, 철저한 시공관리에 어려움이 많으며, 작업공간이 협소하여 작업능률이 저하된다. 또한, 강관과 강관 연결에 문제가 있어 강관과 구조물 상단에 방수 시트(34)가 꼭 필요하고, 설치 및 시공 관리가 어렵다는 문제점이 있다.

한편, 도 4는 종래의 기술에 따른 NTR 방식의 철도 하부횡단 구조물을 나타내는 도면으로서, 도 4의 a)는 종래의 기술에 따른 NTR 방식의 철도 하부횡단 구조물의 사시도이고, 도 4의 b)는 단면도이다.

종래의 기술에 따른 NTR(New Tubular Roof) 방식의 철도 하부횡단 구조물(40)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 설치될 구조물의 상부와 벽체 및 기둥부에 강관을 압입하여 강관 내부를 굴착하고, 이후 압입된 강관 내부에 거푸집 및 철근 조립을 실시하여 강관 내에 콘크리트를 타설하고 구조물 내부를 굴착하며, 이후, 하부 콘크리트를 타설한 후에 구조물 내부 강관 절단부를 제거 및 마감하는 방법이다.

하지만, 이러한 NTR 방식은, 강관 절단시 선로 침하의 우려가 있고, 운행선의 진동으로 구조물의 강도가 저하될 우려가 있다. 또한, 강관 상호간 연결이 그라우팅에 의존하므로 연결부가 취약하고, 콘크리트 및 철근 배근, 용접 등의 품질관리가 필요하게 된다.

한편, 도 5는 종래의 기술에 따른 TSTM 방식의 철도 하부횡단 구조물을 나타내는 도면이다.

종래의 기술에 따른 TSTM(Trapezoidal Steel box Tunnelling Method) 방식의 철도 하부횡단 구조물(50)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 제형 가시설 스틸 박스를 제작하고 압입 추진하여 지하공간을 확보하며, 이후, 가시설 스틸 박스 측면을 일부 절개하고, 구조물 본체 철근을 배근하고, 콘크리트를 타설하여, 본체 구조물 상부와 측벽을 완성한 후, 내부 토사를 굴착하고 현장타설로 하부 슬래브를 완성하는 방법이다.

하지만, 이러한 TSTM 방식은, 플레이트를 한 매씩 추진 굴착한 후, 지보공을 설치함에 따라 복토가 적을 경우 상부 하중이 직접 영향을 받기 때문에 시공이 불가능하게 된다는 문제점이 있다. 또한, 단면이 부분 제작되므로, 시공성 및 품질이 떨어지고, 연약지반에서 막장 처리가 불가능하다는 문제점이 있다.

한편, 도 6은 종래의 기술에 따른 TRCM(Tubular Roof construction Method) 방식의 철도 하부횡단 구조물을 나타내는 도면이다.

종래의 기술에 따른 TRCM 방식의 철도 하부횡단 구조물(60)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 작업구에 강관을 유압잭으로 압입한 후, 강관 내부 굴착 및 철근 배근 후에 콘크리트를 타설하여 상부 슬래브를 완성시키고, 콘크리트 패널 및 Strut을 이용하여 지중 수직벽을 설치한 후, 내부를 굴착하여 구조물을 완성시키는 방법이다.

이러한 TRCM 방식은, 운행선의 진동으로 구조물 강도가 저하될 우려가 있고, 트렌치의 반복 굴착으로 지반의 이완 및 여굴이 발생할 우려가 있으며, 선로의 종방향 대형 강관 추진시, 수직 활동면이 생겨서 선로 침하가 발생할 우려가 있다.

전술한 바와 같이, 개착식 공법은, 개착 방법상 가받침 설치시까지 일시적으로 교통 차단이 불가피하며 공사 종료시까지 차량(자동차, 기차 등)의 서행이 필요하다. 또한, 여굴 및 매립에 의한 노반교란으로 준공 후에도 장기적인 침하 및 이상 현상이 발생되어 보수비용 추가 우려가 많고, 이에 따른 차량운행에 장기적인 문제가 발생할 수 있다. 또한, 지장물 중 이설이 불가능한 중요 구조물이 있을 경우 공법적용이 불가능하다.

한편, 도 7은 종래의 기술에 따른 비개착식 철도 하부횡단 구조물의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.

도 7의 a)에 도시된 바와 같이, 추진하는 강관의 상하면이 수평이 아니기 때문에 이음부(조인트)로 지하수가 침투할 우려가 있다. 이에 따라 차수용 벤토나이트, 콘크리트 충진, 강관용접 등으로 차수대책을 추가적으로 마련해야 한다. 또한, 강관 연결부의 경우, 이음매의 형상이 복잡하며, 또한, 도 7의 b)에 도시된 바와 같이, 횡방향 강성이 확보되지 못하는 문제점이 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 종래의 기술에 따른 비개착식 철도 하부횡단 구조물에서, 강관의 단면 형상은 원형이거나 사각형 강관을 사용하게 되는데, 원형 강관의 경우, 많은 수의 원형 강관을 사용해야 하므로 시공비용이 증가하고 공기가 증가하게 된다. 또한, 사각형 강관의 굴착비트 또는 오거를 사용하여 굴착하기가 용이하지 않다는 문제점이 있다. 또한, 굴착 방법으로서, 인력굴착 및 부분적 기계굴착 병행되고 있다.

1) 대한민국 등록특허번호 제10-770202호(출원일: 2007년 4월 12일), 발명의 명칭: "강관루프 구조체의 추진 가이드 장치" 2) 대한민국 등록특허번호 제10-887189호(출원일: 2008년 6월 22일), 발명의 명칭: "막장유지 및 수평조절 압입용 선도관 장치" 3) 대한민국 등록특허번호 제10-1163743호(출원일: 2009년 12월 22일), 발명의 명칭: "에이취형 가이드부가 형성된 강관을 이용한 비개착식 지중구조물 시공방법" 4) 대한민국 등록특허번호 제10-995384호(출원일: 2008년 4월 30일), 발명의 명칭: "병렬 연결형 추진 강관 조립체 및 그를 이용한 지중 구조체의 시공방법" 5) 대한민국 공개특허번호 제2003-39144호(공개일: 2003년 5월 17일), 발명의 명칭: "강관추진(압입)공법의 선형 및 레벨 조절용 유압슈" 6) 대한민국 등록특허번호 제10-1022383호(출원일: 2010년 8월 31일), 발명의 명칭: "비개착식 터널 시공 장치 및 이를 이용한 터널 시공 방법" 7) 대한민국 등록특허번호 제10-1022382호(출원일: 2010년 8월 16일), 발명의 명칭: "비개착식 지하터널 축조 장치 및 방법" 8) 대한민국 등록특허번호 제10-712593호(출원일: 2005년 6월 30일), 발명의 명칭: "강관루프 구조체의 시공방법"

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 비개착식 철도 하부횡단 구조물의 시공시, 지반침하 방지판을 구비한 선도관 압입장치를 사용하여 상부 및 하부가 수평이고 양 측면이 반원아치형인 '

' 형상의 양면 반원아치형 강관의 추진시 지반침하를 방지할 수 있는, 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물의 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 비개착식 철도 하부횡단 구조물의 시공시, 상부 및 하부가 수평이고 양 측면이 반원아치형인 '

' 형상의 양면 반원아치형 강관 및 H형강을 사용함으로써, 압입하는 양면 반원아치형 강관의 상하면의 수평이 유지되어 시공성이 양호하고, 주변 지반에 대한 이완이 적으며 낮은 토피고에도 적용할 수 있고, 이음부로 침투하는 지하수의 유입을 방지할 수 있는, 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물의 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 2개의 원형 강관을 연결한 정도의 크기의 양면 반원아치형 강관을 사용함으로써, 강관 내부의 굴착속도를 향상시킬 수 있고, 시공개수가 줄어들어 시공비용을 감축하고 공기를 단축시킬 수 있는, 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물의 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물 시공 방법은, a) 철도 양 측면에 1차 터파기를 실시하여 추진기지 및 도달기지를 설치하는 단계; b) 상기 추진기지에 추진틀을 설치하고, 선도관 압입장치를 구비한 양면 반원아치형 강관용 선도관 및 H형강용 선도관을 배치하는 단계; c) 상기 양면 반원아치형 강관용 선도관 및 H형강용 선도관을 추진하여 상부 구조물용 양면 반원아치형 강관 및 H형강을 압입 추진하는 단계; d) 수직벽체 추진을 위한 2차 터파기를 실시하고, 추진 작업대를 설치하는 단계; e) 수직벽체용 양면 반원아치형 강관 및 H형강을 압입 추진하는 단계; 및 f) 상기 양면 반원아치형 강관 내부에 보강 철근을 설치하고, 철근을 배근하며, 콘크리트를 타설하는 단계를 포함하되, 상기 양면 반원아치형 강관은 상부 및 하부가 수평이고 양 측면이 반원아치형인 '

' 형상이며, 상기 c) 단계의 선도관 압입장치는 상기 양면 반원아치형 강관용 선도관 내에 삽입되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 선도관 압입장치는 상기 양면 반원아치형 강관용 선도관의 추진시 지반침하를 방지하도록 선단부 상부에 지반침하 방지판이 결합된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 선도관 압입장치는 상기 양면 반원아치형 강관용 선도관 내에 삽입되는 소켓관 형태로서 유압잭을 이용하여 추진되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 양면 반원아치형 강관용 선도관의 선단 외측에 보강링을 설치하여 상기 양면 반원아치형 강관의 선단을 보호하고, 상기 양면 반원아치형 강관의 마찰력을 줄일 수 있도록 굴착시 주변 토사를 교란하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 양면 반원아치형 강관의 상부 및 하부에 수평 날개판이 결합되고, 상기 수평 날개판의 양측에 조인트가 형성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 H형강은 상기 양면 반원아치형 강관들 사이에 동일한 수평면을 유지하도록 체결되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 H형강은 상하 양측면에 조인트가 형성되어 상기 양면 반원아치형 강관의 수평 날개판의 조인트와 각각 체결되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 양면 반원아치형 강관이 압입 추진된 후, 각각 2개의 오거(Auger) 또는 굴착비트를 사용하여 한 번에 굴착되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 양면 반원아치형 강관의 내부 측면이 절개되고, 횡방향 강성을 확보하도록 보강철근이 상기 절개부에 삽입되거나 양측 끝단에 PC 강선이 정착되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 b) 단계의 추진틀 및 선도관은 동시 작업을 위해 각각 다수개가 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 비개착식 철도 하부횡단 구조물의 시공시, 지반침하 방지판을 구비한 선도관 압입장치를 사용하여 상부 및 하부가 수평이고 양 측면이 반원아치형인 '

' 형상의 양면 반원아치형 강관의 추진시 지반침하를 방지할 수 있다.

본 발명에 따르면, 비개착식 철도 하부횡단 구조물의 시공시, 상부 및 하부가 수평이고 양 측면이 반원아치형인 '

' 형상의 양면 반원아치형 강관 및 H형강을 사용함으로써, 압입하는 양면 반원아치형 강관의 상하면의 수평이 유지되어 시공성이 양호하고, 주변 지반에 대한 이완이 적으며 낮은 토피고에도 적용할 수 있다.

본 발명에 따르면, 양면 반원아치형 강관의 상하면의 수평이 유지되어 이음부로 침투하는 지하수의 유입을 방지할 수 있다.

본 발명에 따르면, 2개의 원형 강관을 연결한 정도의 크기의 양면 반원아치형 강관을 사용함으로써, 강관 내부의 굴착속도를 향상시킬 수 있고, 시공개수가 줄어들어 시공비용을 감축하고 공기를 단축시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 양면 반원아치형 강관의 내부 측면에 보강철근 또는 PS 강선을 사용하여 정착시킴으로써 횡방향 강성을 확보할 수 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 강관 루프 방식의 철도 하부횡단 구조물을 나타내는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 종래의 기술에 따른 프론트 잭킹(함체견인) 방식의 철도 하부횡단 구조물 및 조인트 형상을 나타내는 도면이다.
도 3은 종래의 기술에 따른 STS 방식의 철도 하부횡단 구조물을 나타내는 도면이다.
도 4는 종래의 기술에 따른 NTR 방식의 철도 하부횡단 구조물을 나타내는 도면이다.
도 5는 종래의 기술에 따른 TSTM 방식의 철도 하부횡단 구조물을 나타내는 도면이다.
도 6은 종래의 기술에 따른 TRCM 방식의 철도 하부횡단 구조물을 나타내는 도면이다.
도 7은 종래의 기술에 따른 철도 하부횡단 구조물의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물을 나타내는 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 양면 반원아치형 강관 루프 및 H형강을 나타내는 도면이다.
도 10은 양면 반원아치형 강관 루프 및 H형강의 형상을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물 시공 방법의 동작흐름도이다.
도 12a 내지 도 12f는 각각 도 11에 도시된 철도 하부횡단 구조물 시공 방법을 구체적으로 설명하기 위한 도면들이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물을 예시하는 도면이다.
도 14는 도 13에 도시된 A 영역을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 15a 및 도 15b는 도 13에 도시된 B 영역을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 16은 도 15b에 도시된 C 영역을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물 시공 방법에서 오거를 이용하여 양면 반원아치형 강관 루프를 굴착하는 것을 나타내는 도면이다.
도 18은 양면 반원아치형 강관 루프 및 H형강이 연결된 차수 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 양면 반원아치형 강관 루프에 의해 횡방향 강성을 확보하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 선단부 압입장치가 양면 반원아치형 강관용 선도관 내에 삽입된 것을 나타내는 도면이다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 선단부 압입장치가 삽입된 양면 반원아치형 강관용 선도관 및 H형강 선도관을 나타내는 도면이다.
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 선단부 압입장치를 나타내는 도면이다.
도 23은 본 발명의 실시예에 따른 선단부 압입장치가 삽입되는 양면 반원아치형 강관용 선도관을 나타내는 도면이다.
도 24는 본 발명의 실시예에 따른 선단부 압입장치가 삽입된 양면 반원아치형 강관용 선도관이 다수개 배치된 것을 나타내는 도면이다.
도 25는 본 발명의 실시예에 따른 선단부 압입장치가 삽입된 양면 반원아치형 강관용 선도관의 내부를 나타내는 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물을 나타내는 사시도이고, 도 9는 도 8에 도시된 양면 반원아치형 강관 루프 및 H형강을 나타내는 도면이며, 도 10은 양면 반원아치형 강관 루프 및 H형강의 형상을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물은, 양면 반원아치형 강관(110), H형강(120) 및 연결용 사각 강관(130)을 포함한다.

콘크리트 또는 자갈도상(310), 침목(320) 및 레일(330)이 형성된 철도의 하부에 상기 철도 하부횡단 구조물이 노반(성토층)(210) 내에 비개착식으로 시공된다.

구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물은, 최종 지하구조물 단면 두께에 가까운 보강 및 성형작업을 거친 양면 반원아치형 강관(110) 및/또는 H형강(120)을 압입 추진하고, 지하공간을 확보한 후, 강관(110)의 측면을 일부 천공하여 구조물 횡방향 강성을 확보하는 보강철근(또는 PS 강선)을 설치하고, 이후, 구조물 본체 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 본체 구조물 상부와 측벽을 완성하며, 이후, 내부 토사를 굴착하고, 현장타설을 통해 하부 슬래브를 시공함으로써, 철도 하부횡단 구조물을 완성하게 된다.

여기서, 상기 양면 반원아치형 강관(110)은, 도 9에 도시된 바와 같이, 상부 및 하부가 수평이고 양 측면이 반원아치형인 '

' 형상으로서, 상기 양면 반원아치형 강관(110)의 상부 및 하부에, 후술하는 도 15b에 도시된 바와 같이, 수평 날개판이 결합되고, 상기 수평 날개판의 양측에 조인트가 형성될 수 있다.

또한, 상기 H형강(120)은, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 양면 반원아치형 강관(110)들 사이에 동일한 수평면을 유지하도록 체결되며, 상기 H형강(120)은 상하 양측면에, 후술하는 도 15b에 도시된 바와 같이, 조인트가 형성되어 상기 양면 반원아치형 강관(110)의 수평 날개판의 조인트와 각각 체결될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 양면 반원아치형 강관(110)은, 도 10의 a)에 도시된 바와 같이, 2개의 원형 강관을 연결한 정도의 크기의 양면 반원아치형 강관으로서, 예를 들면, 기존의 원형 강관의 지름을 R이라고 하면, 본 발명의 실시예에 따른 양면 반원아치형 강관(110)은 측면의 길이는 2R이 되고, 높이는 R이 된다. 이에 따라, 후술하는 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 양면 반원아치형 강관(110)이 압입 추진된 후, 각각 2개의 오거(Auger) 또는 굴착비트를 사용하여 한 번에 굴착될 수 있으며, 강관 내부의 굴착속도를 향상시킬 수 있고, 시공개수가 줄어들어 시공비용을 감축하고 공기를 단축시킬 수 있다.

또한, 후술하는 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 양면 반원아치형 강관(110)의 내부 측면이 절개되고, 횡방향 강성을 확보하도록 보강철근이 상기 절개부에 삽입되거나 양측 끝단에 PC 강선이 정착될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물 시공 방법은, 비개착식 철도 하부횡단 구조물의 시공시, 지반침하 방지판을 구비한 선도관 압입장치를 사용하여 상부 및 하부가 수평이고 양 측면이 반원아치형인 '

' 형상의 양면 반원아치형 강관의 추진시 지반침하를 방지할 수 있는데, 도 20 내지 도 25를 참조하여 후술하기로 한다.

한편, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물 시공 방법의 동작흐름도이고, 도 12a 내지 도 12f는 각각 도 11에 도시된 철도 하부횡단 구조물 시공 방법을 구체적으로 설명하기 위한 도면들이다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물 시공 방법은, 먼저, 철도의 양 측면에 추진기지(410) 및 도달기지를 설치한다(S110).

구체적으로, 도 12a에 도시된 바와 같이, 공사구간내 지장물을 조사하고, H-pile을 시공하며, 1차 터파기를 수행한다. 이때, 바닥 Lean 콘크리트를 타설하고, 간이 집수정을 설치할 수 있다. 이때, 상기 추진기지(410)의 길이는 현장여건에 따라서 부지확보 및 교통장애를 고려하여 7m~13m로 제작한다. 또한, 추진기지(410)의 소요깊이는 지표면에서 하부 강관의 추진레일면까지로 한다. 또한, 추진기지(410)의 가시설은 주변지반의 침하나 용수가 예상될 경우 차수 시설을 하여야 하며, 추진기지(410)의 버팀보 설치 및 배치는 양면 반원아치형 강관을 추진하기 용이하도록 고려하여 배치한다.

다음으로, 상기 추진기지(410)에 추진틀(430)을 설치하고, 선도관 압입장치를 구비한 양면 반원아치형 강관용 선도관 및 H형강용 선도관을 배치한다(S120).

구체적으로, 도 12b에 도시된 바와 같이, 측량을 통해 양면 반원아치형 강관 추진 계획면에 평행하게 동시 작업을 위한 추진틀(430)을 제작 및 설치한다. 이때, 양면 반원아치형 강관 추진시 추진장비가 지지할 수 있는 반력벽(420)을 설치하여야 한다. 이때, 상기 반력벽(420)은 현장여건에 따라 콘크리트 또는 강재 반력벽 등으로 설치하여야 한다.

또한, 선도관 보강링을 제작하고, 방향조절용 Jack을 설치하며, 상부 중앙에 선도관 조정나사를 설치하여 추진중에 오차를 수정할 수 있다. 또한, 양면 반원아치형 강관의 추진 작업을 위한 추진레일의 견고한 설치 및 우천이나 용수에 대비하여 바닥 콘크리트를 타설한다.

또한, 상기 양면 반원아치형 강관용 선도관의 선단 외측에 보강링을 설치하여 상기 양면 반원아치형 강관의 선단을 보호하고, 상기 양면 반원아치형 강관의 마찰력을 줄일 수 있도록 굴착시 주변 토사를 교란하게 된다.

또한, 추진관의 깊이는 3m~6m로 제작하고, 그 접속부는 선단 내측에 연결링을 설치한다. 특히, 저토피 구간에서는 추진관에 선단압입장치를 설치한다. 여기서, 상기 선도관 압입장치는 상기 양면 반원아치형 강관용 선도관의 추진시 지반침하를 방지하도록 선단부 상부에 지반침하 방지판이 결합된다. 또한, 상기 선도관 압입장치는 상기 양면 반원아치형 강관용 선도관 내에 삽입되는 소켓관 형태로서 유압잭을 이용하여 추진된다.

다음으로, 상기 양면 반원아치형 강관용 선도관 및 H형강용 선도관을 추진하여 상부 구조물용 양면 반원아치형 강관 및 H형강을 압입 추진하고, 외부 그라우팅을 실시한다(S130).

구체적으로, 도 12c에 도시된 바와 같이, 먼저, 정확한 측량을 통한 중앙부 위치를 선정하고, 선형 이탈시 추진 작업을 중단하고 방향조절 잭(Jack)을 이용하여 위치를 재조정한다. 또한, 양면 반원아치형 강관(110)과 H형강을 관입하고, 이때, 양면 반원아치형 강관(110)이 추진된 곳부터 상하 외부 그라우팅을 실시한다.

다음으로, 수직벽체 추진을 위해 2차 터파기를 실시하고, 추진 작업대(440)를 설치한다(S140).

구체적으로, 도 12d에 도시된 바와 같이, 정밀 측량을 실시하여 강관추진 계획면에 평행하게 설치하고, H형강을 이용하여 상부 높이까지 설치한다. 또한, 추진틀 2조를 제작 및 설치하고, 이때, 정확한 측량에 의거 양면 반원아치형 강관(110)의 위치를 선정, 추진레일부 및 유압장비의 위치 선정에 유의한다.

또한, 양면 반원아치형 강관(110)의 추진시에도 수시로 측량을 하여 오차 발생을 최소화하여야 하며, 양면 반원아치형 강관(110)의 추진 완료 후에 정밀측량을 실시하여 계획한 양면 반원아치형 강관(110) 추진과 일치 여부를 재확인한다. 또한, 양면 반원아치형 강관(110)은 선도관 추진->관내부 굴착->추진관 압입->관내부 굴착의 반복 공정으로 진행한다. 이때, 추진레일면에 H형강을 설치하여 추진레일부를 보강할 수 있다.

다음으로, 벽체 구조물용 양면 반원아치형 강관(110) 및 H형강(120)을 추진하고, 외부 그라우팅을 실시한다(S150).

구체적으로, 도 12e에 도시된 바와 같이, 선형을 확인하여 양면 반원아치형 강관(110) 및 H형강(120)을 추진하고, 양면 반원아치형 강관(110) 및 H형강(120)이 선형 이탈시 작업을 중단하고, 방향조절 Jack을 이용하여 위치를 재조정한다. 이후, 양면 반원아치형 강관(110)을 추진한 후 그라우팅을 실시한다. 이때, 보강철근(강선) 설치하여 횡방향 강성을 확보할 수 있다.

다음으로, 양면 반원아치형 강관(110)의 내부에 보강철근(PS 강선)을 설치하고, 철근을 배근하며, 콘크리트를 타설한다(S160).

구체적으로, 도 12f에 도시된 바와 같이, 먼저, 양면 반원아치형 강관(110)의 내부 통로를 절단하고 기가공된 보강철근을 강관 내부에 연결하여 설치하고, 또한, 보강철근 또는 양측 끝단에 정착된 PC 강선을 이용하여 횡방향 강성을 확보한다. 이후, 양면 반원아치형 강관(110)이 압입된 후, 관마개를 설치하여 콘크리트를 타설한다. 즉, 관마개를 설치하여 관내부에 고유동 콘크리트로 타설한다.

또한, 공사구간내 지장물을 조사하고, 바닥 린 콘크리트(220)를 타설하며, 간이 집수정을 설치한다. 또한, 철도 하부횡단 구조물의 내부를 굴착하여 구조물을 완성한다. 이때, 내부 굴착은 단계별로 굴착하여 무리한 굴착은 피하며, 단계별 굴착시마다 강지보 및 기초 콘크리트(220)를 설치하는 것이 바람직하다. 이후, 구조물 콘크리트(230)를 타설하고, 마감면을 정리함으로써, 본 발명의 실시예에 따른 철도 하부횡단 구조물을 완성시킬 수 있다.

결국, 본 발명의 실시예에 따른 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물의 시공 방법에 따르면, 비개착식 철도 하부횡단 구조물의 시공시, 상부 및 하부가 수평이고 양 측면이 반원아치형인 '

' 형상의 양면 반원아치형 강관 및 H형강을 사용함으로써, 압입하는 양면 반원아치형 강관의 상하면의 수평이 유지되어 시공성이 양호하고, 주변 지반에 대한 이완이 적으며 낮은 토피고에도 적용할 수 있다. 또한, 양면 반원아치형 강관의 상하면의 수평이 유지되어 이음부로 침투하는 지하수의 유입을 방지할 수 있다. 또한, 2개의 원형 강관을 연결한 정도의 크기의 양면 반원아치형 강관을 사용함으로써, 강관 내부의 굴착속도를 향상시킬 수 있고, 시공개수가 줄어들어 시공비용을 감축하고 공기를 단축시킬 수 있다. 또한, 양면 반원아치형 강관의 내부 측면에 보강철근 또는 PS 강선을 사용하여 정착시킴으로써 횡방향 강성을 확보할 수 있다.

한편, 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물을 예시하는 도면이고, 도 14는 도 13에 도시된 A 영역을 구체적으로 나타내는 도면이며, 도 15a 및 도 15b는 도 13에 도시된 B 영역을 구체적으로 나타내는 도면이고, 도 16은 도 15b에 도시된 C 영역을 구체적으로 나타내는 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물(100)은, 도 13에 도시된 바와 같이, 상부 구조물 및 수직벽체 구조물로 구성되며, 이때, 상부 구조물은, 도 15a에 도시된 바와 같이, 양면 반원아치형 강관(110)만을 사용하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 상부 구조물은, 도 15b에 도시된 바와 같이, 양면 반원아치형 강관(110) 또는 H형강(120)을 사용하여 형성될 수 있다.

또한, 상기 상부 구조물 및 수직벽체 구조물은, 도 14에 도시된 바와 같이, 연결용 사각 강관(130)을 통해 연결될 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 이때, 상부 구조물에서 상기 양면 반원아치형 강관(110)은 수평하게 체결되지만, 수직벽체 구조물에서 상기 양면 반원아치형 강관(110)은 수직으로 체결된다.

또한, 상기 양면 반원아치형 강관(110)은, 상기 양면 반원아치형 강관(110)의 상부 및 하부에, 도 16에 도시된 바와 같이, 수평 날개판이 결합되고, 상기 수평 날개판의 양측에, 도 16에 도시된 바와 같이, 조인트(112)가 형성될 수 있다. 마찬가지로, 상기 H형강(120)은, 도 15b에 도시된 바와 같이, 상기 양면 반원아치형 강관(110)들 사이에 동일한 수평면을 유지하도록 체결되며, 상기 H형강(120)은 상하 양측면에, 도 16에 도시된 바와 같이, 조인트(122)가 형성되어 상기 양면 반원아치형 강관(110)의 수평 날개판의 조인트(112)와 각각 체결될 수 있다.

한편, 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물 시공 방법에서 오거를 이용하여 양면 반원아치형 강관 루프를 굴착하는 것을 나타내는 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물은, 도 17에 도시된 바와 같이, 추진면의 개구 면적이 넓어 시공성이 양호하고, 기존의 사각형 강관을 사용하는 것보다 굴착비트 및 오거(450)를 사용한 기계 굴착에서 효율적인 굴착이 가능하며, 이때, 개구부가 양면 반원아치형이므로 효과적인 기계 굴착이 가능하다. 또한, 저토피 구간이나 점착력이 낮은 토사의 굴착시, 양면 반원아치형 강관(110)의 두부에 선단 압입장치를 사용하여 개구부로 유입되는 토사에 의한 상부지반 침하를 효과적으로 방지할 수 있다.

한편, 도 18은 양면 반원아치형 강관 루프 및 H형강이 연결된 차수 방식을 설명하기 위한 도면이고, 도 19는 양면 반원아치형 강관 루프에 의해 횡방향 강성을 확보하는 것을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물은, 도 18에 도시된 바와 같이, 기존의 대구경 강관추진 공법 및 파이프 루프 공법과 달리 추진하는 강관의 상하면이 수평으로 유지되어 이음부로 침투하는 지하수에 효과적으로 대응할 수 있다. 이때, 연결부에 차수용 벤토나이트, 콘크리트 충진, 강관 용접 등으로 차수 대책을 마련할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물은, 도 19에 도시된 바와 같이, H형강(120)을 배치하여 양면 반원아치형 강관(110)을 맞물리게 시공하여 시공중 횡방향 강성 확보에 유리하며 측면을 절개하여 철근을 배근하고, 콘크리트를 타설하여 상판을 완벽한 구조체로 활용함으로써, 횡방향 강성 확보에 유리하게 된다.

한편, 도 20은 본 발명의 실시예에 따른 선단부 압입장치가 양면 반원아치형 강관용 선도관 내에 삽입된 것을 나타내는 도면이고, 도 21은 본 발명의 실시예에 따른 선단부 압입장치가 삽입된 양면 반원아치형 강관용 선도관 및 H형강 선도관을 나타내는 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 선단부 압입장치(460)는, 도 20에 도시된 바와 같이, 선단부 압입장치 본체(461), 지반침하 방지판(462) 및 연결링(463)을 포함하며, 이때, 상기 지반침하 방지판(462)은 상기 양면 반원아치형 강관용 선도관의 추진시 지반침하를 방지하도록 선단부 상부에 상기 선단부 압입장치 본체(461)와 결합된 상태로 제공된다.

또한, 상기 양면 반원아치형 강관용 선도관의 선단 외측에 보강링을 설치하여 상기 양면 반원아치형 강관 선단을 보호하고, 상기 양면 반원아치형 강관의 마찰력을 줄일 수 있도록 굴착시 주변 토사를 교란하게 된다.

이때, 상기 양면 반원아치형 강관용 선도관과 달리 상기 H형강 선도관(470)은, 도 21에 도시된 바와 같이, 선단부 압입장치가 사용되지 않는다.

한편, 도 22는 본 발명의 실시예에 따른 선단부 압입장치를 나타내는 도면이며, 도 23은 본 발명의 실시예에 따른 선단부 압입장치가 삽입되는 양면 반원아치형 강관용 선도관을 나타내는 도면이며, 도 24는 본 발명의 실시예에 따른 선단부 압입장치가 삽입된 양면 반원아치형 강관용 선도관이 다수개 배치된 것을 나타내는 도면이고, 도 25는 본 발명의 실시예에 따른 선단부 압입장치가 삽입된 양면 반원아치형 강관용 선도관의 내부를 나타내는 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 선단부 압입장치(460)는, 도 22 및 도 24에 도시된 바와 같이, 상기 양면 반원아치형 강관용 선도관(110) 내에 삽입되는 소켓관 형태로서, 유압잭을 이용하여 추진될 수 있도록 유압 잭 연결부(464)가 형성되어 있다.

또한, 상기 양면 반원아치형 강관용 선도관(110) 내에는, 도 23 및 도 25에 도시된 바와 같이, 연결링(113)이 형성되어, 상기 선단부 압입장치(460)가 고정될 수 있다.

따라서 본 발명의 실시예에 따른 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물은, 비개착식 철도 하부횡단 구조물의 시공시, 지반침하 방지판을 구비한 선도관 압입장치를 사용하여 상부 및 하부가 수평이고 양 측면이 반원아치형인 '

' 형상의 양면 반원아치형 강관의 추진시 지반침하를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물은, 이음매부의 형상이 단순하여 시공성이 양호하며, 연결부 시공(토량 제거, 콘크리트 타설, 추진중 침하 저항)이 양호하여 품질관리, 유지보수의 측면에서 유리하다. 이때, H형강을 사용하여 횡방향으로 저항하는 단면 2차모멘트를 확보할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 철도 하부횡단 구조물
110: 양면 반원아치형('

' ) 강관
120: H형강
130: 연결용 사각 강관
140: 보강철근(PS 강선)
111: 절개부
112: 조인트
122: H형강 조인트
210: 노반(성토층)
220: 기초 콘크리트
310: 콘크리트 또는 자갈 도상
320: 침목
330: 레일
410: 추진기지
420: 반력벽
430: 추진틀
440: 추진 작업대
450: 오거(또는 굴착 비트)
460: 양면 반원아치형 강관용 선단부 압입장치
470: H형강용 선도관
461: 선단부 압입장치 본체
462: 지반침하 방지판
463: 연결링
464: 유압 잭 연결부

Claims (11)

1. a) 철도 양 측면에 1차 터파기를 실시하여 추진기지 및 도달기지를 설치하는 단계;
   b) 상기 추진기지에 추진틀을 설치하고, 선도관 압입장치를 구비한 양면 반원아치형 강관용 선도관 및 H형강용 선도관을 배치하는 단계;
   c) 상기 양면 반원아치형 강관용 선도관 및 H형강용 선도관을 추진하여 상부 구조물용 양면 반원아치형 강관 및 H형강을 압입 추진하는 단계;
   d) 수직벽체 추진을 위한 2차 터파기를 실시하고, 추진 작업대를 설치하는 단계;
   e) 수직벽체용 양면 반원아치형 강관 및 H형강을 압입 추진하는 단계; 및
   f) 상기 양면 반원아치형 강관 내부에 보강 철근을 설치하고, 철근을 배근하며, 콘크리트를 타설하는 단계
   를 포함하되,
   상기 양면 반원아치형 강관은 상부 및 하부가 수평이고 양 측면이 반원아치형인 '

   

   ' 형상이며, 상기 c) 단계의 선도관 압입장치는 상기 양면 반원아치형 강관용 선도관 내에 삽입되는 것을 특징으로 하는 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물의 시공 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 선도관 압입장치는 상기 양면 반원아치형 강관용 선도관의 추진시 지반침하를 방지하도록 선단부 상부에 지반침하 방지판이 결합된 것을 특징으로 하는 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물의 시공 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 선도관 압입장치는 상기 양면 반원아치형 강관용 선도관 내에 삽입되는 소켓관 형태로서 유압잭을 이용하여 추진되는 것을 특징으로 하는 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물의 시공 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 양면 반원아치형 강관용 선도관의 선단 외측에 보강링을 설치하여 상기 양면 반원아치형 강관의 선단을 보호하고, 상기 양면 반원아치형 강관의 마찰력을 줄일 수 있도록 굴착시 주변 토사를 교란하는 것을 특징으로 하는 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물의 시공 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 양면 반원아치형 강관의 상부 및 하부에 수평 날개판이 결합되고, 상기 수평 날개판의 양측에 조인트가 형성된 것을 특징으로 하는 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물의 시공 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 H형강은 상기 양면 반원아치형 강관들 사이에 동일한 수평면을 유지하도록 체결되는 것을 특징으로 하는 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물의 시공 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 H형강은 상하 양측면에 조인트가 형성되어 상기 양면 반원아치형 강관의 수평 날개판의 조인트와 각각 체결되는 것을 특징으로 하는 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물의 시공 방법.
8. 제1항에 있어서,
   상기 양면 반원아치형 강관이 압입 추진된 후, 각각 2개의 오거(Auger) 또는 굴착비트를 사용하여 한 번에 굴착되는 것을 특징으로 하는 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물의 시공 방법.
9. 제1항에 있어서,
   상기 양면 반원아치형 강관의 내부 측면이 절개되고, 횡방향 강성을 확보하도록 보강철근이 상기 절개부에 삽입되거나 양측 끝단에 PC 강선이 정착되는 것을 특징으로 하는 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물의 시공 방법.
10. 제1항에 있어서,
    상기 b) 단계의 추진틀 및 선도관은 동시 작업을 위해 각각 다수개가 배치되는 것을 특징으로 하는 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물의 시공 방법.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 양면 반원아치형 강관 루프 및 선도관 압입장치를 이용한 철도 하부횡단 구조물의 시공 방법에 의해 시공된 철도 하부횡단 구조물.

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