KR101437842B1 - 가변형 시스템 거푸집을 이용한 저심도 터널 구조물 시공방법 - Google Patents

가변형 시스템 거푸집을 이용한 저심도 터널 구조물 시공방법 Download PDF

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Abstract

저심도 터널을 시공하기 위한 굴착을 토류벽을 이용하여 시공하는 등 가시설을 설치하고, 가변형 시스템 거푸집을 이용하여 현장타설 콘크리트로 저심도 터널 하부를 먼저 완성시키고, 가변형 시스템 거푸집을 이동시키고 연속적으로 저심도 터널 하부를 연속적으로 시공한 후 저심도 터널 상부를 내측 시스템 거푸집과 상부 측벽부 및 천정부 외측거푸집을 이용하여 시공함으로서 신속하게 터널구조물을 시공할 수 있도록 저심도 터널 구조물 시공방법이 개시된다.

Description

가변형 시스템 거푸집을 이용한 저심도 터널 구조물 시공방법{LOW DEPTH TUNNEL CONSTRUCTION METHOD USING VARIABLE MOULD SYSTEM}
본 발명은 가변형 시스템 거푸집을 이용한 저심도 터널 구조물 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 저심도로 지반을 굴착하여 저심도 터널 공간을 확보한 후, 신속하게 터널구조물을 시공할 수 있도록 한 가변형 시스템 거푸집을 이용한 저심도 터널 구조물 시공방법에 관한 것이다.
도 1a는 종래 지중에 설치된 박스 구조물 시공단면도이다.
이러한 박스 구조물(10)은 길이방향으로 연장되도록 설치되는데 예컨대 지하차도를 시공하는 경우를 살펴볼 수 있다.
이에 상기 박스 구조물(10)은 도로 등의 지하에 설치되어야 하므로 도로를 무한정 통제 할 수 없으므로 먼저 상기 박스 구조물(10)을 설치할 공간을 확보한 후 상부에 복공판(20)을 설치하여 교통흐름에 방해가 되지 않도록 하게 된다.
이를 위해 박스 구조물(10)이 설치되어야 내측공간을 확보하기 위하여 지중에 파일(31)을 횡방향으로 이격시켜 다수가 길이방향으로 이격되도록 설치하게 된다.
이러한 파일에는 길이방향으로 띠장(웨일)을 설치하고, 길이방향으로 이격 설치된 파일(31) 사이사이에 미도시된 토류판이 설치되도록 하여 일종의 토류벽이 형성되도록 함으로써 추후 터파기에 의한 내측공간으로 주위 지반(G1)이 붕괴되어 유입되지 않도록 하게 된다.
또한 상기 토류벽에는 토압에 효과적으로 저항하도록 하방경사지게 어스앵커(40)를 주위지반쪽으로 다수 연장 설치하게 된다.
이에 양 토류벽 사이를 터파기 하게 된다.
지표면으로부터 하방으로 계속 터파기 하면서 내측공간부(S1)를 확보하게 되는데 터파기가 어느 정도 진행되면 내측공간부 상부에 복공판(20)이 얹어질 수 있도록 상부 횡방향 스트럿(51)을 설치하게 된다.
이러한 상부 횡방향 스트럿(51)은 길이방향으로 다수 이격되어 설치된 H형강을 주로 이용하게 된다.
이때, 상기 상부 횡방향 스트럿(51)의 횡방향 연장길이가 길어지게 되면 복공판(20)으로부터 전달되는 하중을 모두 저항할 수 없기 때문에 터파기 이전에 미리 중간파일(32)과 상기 중간파일(32,33)에 설치된 중간 횡방향 스트럿(52)을 더 설치하게 된다.
이에 상기 중간파일(32)에 의하여 상부 횡방향 스트럿(51)과 중간 횡방향 스트럿(52)의 횡방향 연장길이가 커지더라도 안전하게 복공판(20)을 지지할 수 있도록 하게 된다.
이때 상기 파일, 띠장, 횡방향 스트럿을 가시설이라고 이라고도 한다.
이에 하방으로 계속 터파기 하여 박스 구조물(10)을 설치하기 위하여 미도시된 거푸집을 설치하고 상기 거푸집 내부에는 다량의 철근조립체를 배치하고 콘크리트 타설 작업에 의하여 박스구조물을 시공하게 된다.
하지만 종래 현장에서 거푸집을 이용하여 콘크리트를 타설하는 방식으로 박스 구조물을 지중에 터파기된 내측공간에 설치하기 위해서 너무 많은 노력과 시간이 소요되고 있어 이를 개선할 필요가 있게 된다.
즉, 길이방향으로 1회 타설(1스판)할 수 있는 콘크리트 양은 한정이 되어 있기 때문에 만약 거푸집을 일일이 추가 설치하면서 터널 구조물을 시공한다면 터널 구조물을 길이방향으로 시공하기 위한 공기가 너무 길어질 수밖에 없다는 문제점이 있어 이를 해결할 수 있는 시스템 거푸집의 운용이 매우 중요함을 알 수 있다.
나아가 터널 구조물은 횡방향 폭이 다양하게 형성될 수 있는데 이럴 경우 각각의 경우마다 거푸집을 별도로 설치해야 한다면 거푸집 설치 및 해체에 과도한 비용 및 공기지연 요인이 될 수밖에 없었다.
또한 중간파일(32,33)에 설치된 중간 횡방향 스트럿(52)은 구조적인 안정을 위해 설치하는 것이지만 실제 박스 구조물(10) 시공 시 간섭되는 문제 때문에 시공성 저하의 주요인이 되는 문제점이 있었다.
이에 도 1b 및 도 1c와 같이 지반을 굴착하여 내측공간부에 박스 구조물을 길이방향으로 연장형성 시킴에 있어서 박스 구조물을 보다 용이하면서도 신속하에 설치할 수 있도록 함으로서 시공성을 증진시키면서 공기를 단축하여 경제적으로 박스 구조물 시공방법이 소개된 바 있다.
즉, 박스 구조물을 현장 타설 콘크리트와 거푸집에 의한 시공을 하지 않고, 프리캐스트 박스 구조물을 이용하여 신속하게 설치하게 되는데 이를 위해 길이방향으로 다수의 세그먼트 박스 구조물을 슬라이딩 시키면서 연속적으로 프리캐스트 박스 구조물이 시공될 수 있도록 하고,
세그먼트 박스 구조물을 구성하는 저판(61)과 프리캐스트 벽체부 세그먼트(62)를 먼저 설치하고,
상기 프리캐스트 벽체부 세그먼트(62) 상부 사이에 연결되는 프리캐스트 상부 세그먼트(63)를 제작하여 길이방향으로 서로 접하도록 설치하고, 이를 거푸집 삼아 우각부 콘크리트와 상부 콘크리트(64)를 타설 및 양생시켜 최종 박스 구조물의 상판부가 형성될 수 있도록 한 것이다.
하지만 프리캐스트 방식으로 박스구조물 전체를 시공함에 있어 다양한 횡방향 폭을 가진 박스 구조물을 모두 프리캐스트 방식으로 제작하는 것은 한계가 있을 수밖에 없고,
특히 길이방향(종방향)으로 다수 설치되는 프리캐스트 벽체부 세그먼트(62)와 연결되는 프리캐스트 상부 세그먼트(63)의 구조적 일체성을 확실하게 확보하기 위해서는 현장타설 콘크리트에 의한 방법이 가장 보수적이면서도 효과적인데 이러한 현장타설 콘크리트 타설 작업을 보다 효율적으로 시공하지 않으면 프리캐스트 시공방식의 장점이 퇴색될 수밖에 없다는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 저심도 터널을 안전하면서도 신속하게 원하는 길이(길이방향 또는 종방향)로 연장 시공하도록 하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
즉, 터널 구조물을 상부 및 하부로 구분하여 횡방향 폭과 상관없이 하부와 상부를 신속하게 시스템 거푸집을 이용하여 시공할 수 있는 저심도 터널 구조물 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
또한 터널 구조물의 횡방향 폭에 따라 양 측벽부와 저판을 보다 효율적으로 시공할 수 있도록 하면서 간단하게 길이방향으로 시스템 거푸집을 이동시킬 수 있는 저심도 터널 구조물 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
이에 본 발명은
터널 구조물의 횡방향 폭에 따라 양 측벽부와 저판을 보다 효율적으로 시공할 수 있도록 하면서 간단하게 길이방향으로 이동시킬 수 있는 가변형 시스템 거푸집을 제공하게 된다.
또한 상기 가변형 시스템 거푸집은 저심도 터널 하부를 먼저 시공하는 데 이용하고, 저심도 터널 상부는 터널 구조물 하부가 일정 길이 완성되면 다시 내측 시스템 거푸집과 상부 측벽부 및 천정부 외측거푸집을 이용하여 신속하게 저심도 터널 상부도 함께 완성될 수 있도록 하는 가변형 시스템 거푸집을 이용한 저심도 터널 구조물 시공방법을 제공하게 된다.
이를 위해 본 발명은
첫째, 저심도 터널을 시공하기 위한 굴착을 토류벽을 이용하여 시공하는 등 가시설을 설치하고, 가변형 시스템 거푸집을 이용하여 현장타설 콘크리트로 저심도 터널 하부를 먼저 완성시키게 된다. 이에 저심도 터널 하부가 완성되면 가변형 시스템 거푸집을 이동시키고 연속적으로 저심도 터널 하부를 연속적으로 시공하게 된다.
다음으로 이에 저심도 터널 하부가 일정길이 완성되면 저심도 터널 상부를 내측 시스템 거푸집과 상부 측벽부 및 천정부 외측거푸집을 이용하여 시공하게 된다.
이때 상기 내측 시스템 거푸집도 기 시공된 저심도 터널 하부에 설치되어 길이방향으로 이동하면서 저심도 터널 상부를 연속적으로 시공하게 된다.
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본 발명에 의하여 저심도 터널에 있어 횡방향 연장길이에 대응하여 신속하고도 경제적인 저심도 터널 시공이 가능하게 된다.
또한 현장 타설 콘크리트 타설 방식을 이용하되 시스템 거푸집을 효과적으로 이용하여 터널구조물의 구조적 일체성을 근본적으로 확보할 수 있게 된다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
도 1a는 종래 지중에 설치되는 박스 구조물의 시공단면도,
도 1b 및 도 1c는 종래 프리캐스트 방식에 의한 지중 박스 구조물의 시공사시도,
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 의한 저심도 터널 하부 시공 단면도,
도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d 본 발명에 의한 저심도 터널 하부 시공을 위한 가변형 시스템 거푸집의 이동순서도,
도 4는 본 발명에 의한 가변형 거푸집타설수단 및 거푸집이동수단의 설치도,
도 5는 본 발명에 의한 저심도 터널 상부 시공 단면도,
도 6은 본 발명에 의한 저심도 터널의 완성사시도이다.
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.
본 발명을 보다 명확하고 용이하게 설명하기 위해서 이하 본 발명의 최선의 실시예를 첨부도면에 의하여 상세하게 설명하며, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으므로, 본 발명의 범위가 아래에서 설명되는 실시예에 한정되지 않는다.
[ 저심도 터널의 하부 시공 ]
먼저, 도 2a와 같이 저심도 터널 시공을 위한 지반 굴착을 하게 된다. 저심도 터널의 의미는 지표면으로부터 지중으로 깊은 깊이가 아닌 저심도(개략 10~15m)로 시공되는 터널 구조물 시공을 말한다.
통상 도심지 등에 있어서는 도로 하부에 지장물이 많고 교통량이 많아 지중으로 고심도로 터널을 시공하기 위해서는 공사기간 및 공사비용이 많이 소요될 수밖에 없게 된다.
즉 고심도 터널 시공을 위한 굴착 및 토류벽 가시설 시공을 위해서는 많은 비용과 시간이 소요되고 이를 시공하기 위해서는 일정시간 교통통제가 수반된다.
이를 해결할 수 있는 방법은 안전하게 빠른 시간 내에 굴착 및 토류벽 가시설을 완성하고 교통통제를 최소화시켜야 한다.
이에 터널의 시공 심도를 최소화하여 터널을 시공하고 터널구조물을 보다 신속하게 설치해야 한다.
물론 프리캐스트 방식으로 상기 터널 구조물을 시공하게 되면 가장 신속한 터널 구조물 시공이 가능하게 되지만 횡방향 폭을 고려하고 다양한 터널 형상을 고려할 경우 터널 구조물을 모두 프리캐스트 방식으로 시공하는 것은 경제성 등을 고려할 경우 한계가 있을 수밖에 없게 된다.
이를 해결하기 위하여 본 발명은 거의 동일한 단면으로 길이방향(종방향)으로 연장 설치되는 저심도 터널 하부 및 상부(100,200)를 시스템 거푸집을 이용하여 현장타설 콘크리트로 시공하게 된다.
즉 프리캐스트 방식으로 신속하게 설치하는 경우와 대비하여 현장작업 시간이 길게 소요될 수 있지만 이러한 현장작업 시간의 지연을 극복할 수 있는 시스템거푸집을 이용하여 현장 타설 콘크리트 시공방식의 단점을 극복할 수 있도록 한 것이다.
이에 먼저 도 2a와 같이 저심도 터널 시공을 위한 지반(G)을 굴착하게 된다. 이러한 굴착은 파일(P)을 먼저 횡방향으로 이격시켜 설치하되 길이방향으로 다수를 이격 설치하고, 파일 사이의 지반을 굴착하면서 웨일(띠장,W)과 토류판(미도시)을 파일 사이에 설치하는 방식으로 지반 굴착에 따른 붕괴를 방지하기 위한 가시설 시공이 먼저 이루어지도록 하여 터널 구조물을 설치할 수 있는 내측공간을 형성시키게 된다.
이에 파일에는 길이방향으로 웨일(띠장)을 설치하고, 웨일과 웨일 사이에 횡방향 스트럿을 상부로부터 하부를 거쳐 다수를 설치하게 된다.
본 발명이 경우 심도에 따라 설치개수가 달라질 수 있지만 상부 횡방향 스트럿(51)과 중간 횡방향 스트럿(52)이 형성되어 있음을 알 수 있다.
이에 먼저 저심도 터널 하부(100)를 시공하기 위하여 가변형 시스템 거푸집(400)을 설치하게 된다.
즉, 가변형 시스템 거푸집(400)은 저심도 터널 하부(100)를 구성하는 저판(110)과 양 측벽부(120)를 시공하기 위한 시스템 거푸집으로서 길이방향(종방향)으로 이동되어 연속적으로 저심도 터널 하부(100)를 연속으로 시공하기 위한 것이라 할 수 있다.
이에 상기 거푸집 기능을 가진 부재들을 가변형 거푸집타설수단(410)이라 지칭하기로 하고 이동을 위한 수단을 거푸집이동수단(420)으로 지칭하기로 한다.
상기 가변형 거푸집타설수단(410)을 도 2a 및 도 2b를 기준으로 살펴본다.
먼저 가변형 거푸집타설수단(410)의 의미는 횡방향 폭을 가변적으로 수용하면서 저판(110)과 양 측벽부(120)를 시공할 수 있도록 제작된 것을 의미한다.
이를 위해 상기 가변형 거푸집타설수단(410)은 도 3과 같이 거푸집 박스틀(411), 거푸집 세팅수단(412), 거푸집 탈형수단(413) 및 마감판(414)을 포함하여 구성된다.
먼저 상기 거푸집 박스틀(411)은 H형강을 조립하여 사각틀이 길이방향으로 다수 이격되도록 배치하고, 상기 사각틀을 길이방향 연결강재로 서로 연결시킨 소정의 길이를 가진 박스틀 형태로 형성되어 있음을 알 수 있다.
이러한 거푸집 박스틀(411)의 자립은 타설수단용 전면부 틀(411a)과 타설수단용 후면부 틀(411b)의 양 측방 하부에 설치된 유압잭을 포함하는 승강수단(411c)에 의하여 유지될 수 있게 된다.
거푸집 박스틀(411)에 마감판(414)이 거푸집 세팅수단(412)에 의하여 연결되어 있다. 말하자면 상기 거푸집 세팅수단(412)과 거푸집 탈형수단(413)에 의하여 횡방향 폭 및 저판의 두께에 따른 마감판(414)의 위치를 조정할 수 있도록 한 것이다.
이에 상기 거푸집 박스틀(411)의 크기는 변함이 없더라도 거푸집 세팅수단(412)과 거푸집 탈형수단(413)의 길이조정을 통해 양 측벽부와 저판의 형성위치에 맞추어 마감판(414)을 원하는 위치에 세팅시킬 수 있게 된다.
이러한 기능을 가지기 때문에 본 발명은 다양한 저심도 터널의 횡방향 폭 구체적으로 양 측벽부의 이격거리에 따라 거푸집 박스틀(411)의 측방으로부터 마감판(414)까지의 횡방향 거리를 거푸집 세팅 및 해체수단(142,143)의 길이조정을 통해 수용할 수 있도록 하게 된다.
예컨대, 작업자는 측벽부용 거푸집 세팅수단(412)을 구성하는 중공관 형태의 하우징(412a)에 체결너트(412b)에 의하여 체결되는 잭볼트(412c)의 일단부를 양 측벽부용 마감판(414a)에 힌지 연결시키고, 타단부를 거푸집 박스틀(411)의 측면에 힌지 연결시킨 상태에서 상기 체결너트(412b)의 회전을 이용하여 잭볼트(412c)가 하우징(412a)에 삽입하면서 거푸집 세팅수단(412) 길이 조정을 통해 양 측벽부용 마감판(414a)세팅위치를 조정할 수 있도록 하게 된다.
또한, 측벽부용 거푸집 탈형수단(413) 역시 중공관 형태의 하우징(413a)에 장착된 유압잭(413c)의 일단부를 양 측벽부용 마감판(414a)에 힌지 연결시키고, 타단부를 거푸집 박스틀(411)의 측면에 힌지 연결시킨 상태에서 상기 유압잭(413c)의 신장을 통해 유압잭(413c)이 하우징(413a)에 삽입하면서 거푸집 탈형수단(413) 길이 조정을 통해 양 측벽부용 마감판(414a) 세팅위치 및 탈형을 조정할 수 있도록 하게 된다.
나아가 다양한 저심도 터널의 저판(110) 두께에 따라 거푸집 박스틀(411) 하부로부터 마감판(414)까지의 상하 거리를 거푸집 세팅 및 해체수단(412,413)의 길이조정을 통해 수용할 수 있도록 하게 된다.
예컨대, 작업자는 저판용 거푸집 세팅수단(412)을 구성하는 중공관 형태의 하우징(412a)에 체결너트(412b)에 의하여 체결되는 잭볼트(412c)의 하단을 저판용 마감판(414b)에 힌지 연결시키고, 상단을 거푸집 박스틀(411)의 저면에 힌지 연결시킨 상태에서 상기 체결너트(412b)의 회전을 이용하여 잭볼트(412c)가 하우징(412a)에 삽입하면서 측벽용 거푸집 세팅수단(412) 길이 조정을 통해 저판용 마감판(414b) 세팅위치를 조정할 수 있도록 하게 된다.
이러한 저판용 거푸집 세팅수단(412)은 도 3과 같이 전체 거푸집 사각틀(411)중 일부 사각틀에 설치하게 된다.
또한, 저판용 거푸집 탈형수단(413) 역시 중공관 형태의 하우징(413a)에 장착된 유압잭(413c)의 하단을 저판용 마감판(414b)에 힌지 연결시키고, 상단을 거푸집 박스틀(411)의 양 측면에 힌지 연결시킨 상태에서 상기 유압잭(413c)의 신장을 통해 유압잭(413c)이 하우징(413a)에 삽입하면서 저판용 거푸집 탈형수단(413) 길이 조정을 통해 저판용 마감판(414b) 세팅위치 및 탈형을 조정할 수 있도록 하게 된다.
이에 상기 마감판(414)은 저심도 터널 하부의 저판(110)과 양 측벽부(120)를 형성시키기 위하여 설치되는 거푸집 패널이라 할 수 있는데 양 측벽부용 마감판(414a), 저판용 마감판(414b) 및 하부 모서리 연결부(414c)를 포함하여 구성됨을 알 수 있다.
즉, 측벽부용 마감판(414a)은 양 측벽부(120)의 내측면에 배치되도록 세팅시키기 위해 거푸집 박스틀(411)의 양 측방에 이격되어 위치하고 있음을 알 수 있으며 측벽부용 거푸집 세팅 및 탈형수단(412,413)에 의하여 힌지 연결되어 있음을 알 수 있다.
또한 저판용 마감판(414b)은 저판(110)의 상면에 배치되도록 세팅시키기 위해 거푸집 박스틀(411)의 하부에 이격 위치하고 있음을 알 수 있으며 저판용 거푸집 세팅 및 탈형수단(412,413)에 의하여 역시 힌지 연결되어 있음을 알 수 있다.
또한 하부 모서리 연결부(414c)는 양 측벽부용 마감판(414a)의 하부와 저판용 마감판(414b)의 양 단부가 서로 연결되면서 접혀 탈형이 용이하도록 경첩구조 또는 힌지구조로 형성되어 있음을 알 수 있다.
이에 도 2a에 의하면 거푸집 박스틀(411)에 연결된 거푸집 세팅수단(412)과 거푸집 탈형수단(413)의 길이 연장에 의하여 양 측벽부 및 저판용 콘크리트를 타설하기 위한 마감판(414)이 계획된 위치에 세팅되어 있고, 상기 마감판(414)과 이격된 위치의 외측마감판(415)과 저판용 양측판(416) 사이에 콘크리트를 타설하여 측벽부와 저판을 시공할 수 있도록 함을 알 수 있다.
이때 상기 외측마감판(415)은 파일(P)의 띠장(W)에 지지되도록 하되 1스판의 길이방향 연장길이를 가지도록 설치할 수 있다.
이러한 콘크리트 타설 및 양생이 완료되면,
도 2b에 의하면 거푸집 박스틀(411)에 연결된 거푸집 세팅수단(412)과 거푸집 탈형수단(413)의 길이 축소에 의하여 양 측벽부 및 저판용 콘크리트를 타설하기 위한 마감판(414)이 양생된 저판과 양 측벽부로부터 분리되어 접히면서 세팅되도록 함을 알 수 있다.
이에 거푸집 세팅수단(412)은 마감판(414)의 위치 세팅을 주로 담담하고, 거푸집 탈형수단(413)은 마감판(414)의 탈형을 주로 담당하게 됨을 알 수 있다. 이는 마감판(414)의 무게가 크기 때문에 유압잭을 이용하는 거푸집 탈형수단(413)이 마감판 탈형에 유리하기 때문이다.
이와 같이 길이방향으로 1스판의 저판과 양 측벽부를 시공한 이후에는 상기 가변형 거푸집타설수단(410)을 길이방향으로 이동시켜야 하는데 이러한 이동을 위한 것이 거푸집이동수단(420)이다.
상기 거푸집이동수단(420)은 가변형 거푸집타설수단(410)이 지지되어 길이방향으로 슬라이딩 되면서 이동할 수 있도록 형성되는데 이를 위하여 이동수단용 전면부 틀(421a)과 이동수단용 후면부 틀(421b)의 배면과 전면 사이에 길이방향으로 연장되어 서로 횡방향으로 이격되어 횡방향 연결재(422)에 의하여 구속된 길이방향 빔(423)들의 단부가 연결되도록 하되
상기 길이방향 빔들은 앞서 살펴본 가변형 거푸집타설수단(410)의 사각 박스틀(411) 내부를 길이방향으로 관통하도록 위치함을 알 수 있다.
이때 상기 이동수단용 전면부 틀(421a)과 이동수단용 후면부 틀(421b)의 양 하부 측방에는 유압잭을 포함하는 승강수단(421c)에 의하여 유지될 수 있게 된다.
이때 상기 각각의 길이방향 빔(423) 상면 및 저면, 상세하게는 길이방향 빔의 상부와 하부플랜지 상면과 저면에는 레일(424)이 길이방향으로 연장 설치되어 있음을 알 수 있다.
이에 상기 레일(424)에는 사각 박스틀(411) 상세하게는 중간 사각틀 내측면에 설치된 롤러고정틀(425)에 레일(424)의 위치에 대응한 위치에 장착된 롤러들(426)이 설치되어 결국
승강수단(421c)에 의하여 위치가 세팅된 이동수단용 전면부 틀(421a)과 이동수단용 후면부 틀(421b) 사이에는 길이방향 빔(423)들이 형성되어 있음을 알 수 있으며 이러한 길이방향 빔(423)에는 레일(424)이 설치되어 있으므로,
상기 레일(424)에 가변형 거푸집타설수단(410)이 지지되어 슬라이딩되면서 길이방향으로 가변형 거푸집타설수단(410)이 이동될 수 있게 된다.
도 3은 상기 거푸집이동수단(420)에 가변형 거푸집타설수단(410)이 지지되어 길이방향으로 슬라이딩 되면서 이동하는 예를 순서대로 도시한 것이다.
먼저, 도 3에 의하면 선 시공된 저판(110)과 양측벽부에 거푸집이동수단(420)의 이동수단용 전면부 틀(421a)과 이동수단용 후면부 틀(421b)이 승강수단(421c)에 의하여 세팅되어 있어 거푸집 이동수단(420)이 내측공간에 지지되어 자립 설치됨을 알 수 있다.
다음으로 상기 거푸집이동수단(420)의 길이방향 빔에 설치된 레일에 롤러가 장착된 롤러고정틀(425)이 내측면에 설치되어 지지되는 가변형 거푸집타설수단(410)은 상기 거푸집 박스틀을 구성하는 타설수단용 전면부 틀(411a)과 타설수단용 후면부 틀(411b)의 양 측방 하부에 설치된 승강수단(411c)에 의하여 1스판 콘크리트 타설을 위한 위치에 세팅되어 있음을 알 수 있다.
결국 길이방향 연장길이를 기준으로 보면 가변형 거푸집시스템(410)의 연장길이가 거푸집이동수단(420)의 연장길이보다 더 길게 연장되어 세팅되어 있음을 알 수 있다.
이에 상기 가변형 거푸집시스템(410)이 세팅되면 양 측벽부와 저판을 위한 콘크리트를 타설하고 양생시키게 된다.
다음으로는 가변형 거푸집시스템(410)의 승강수단(411c)을 상승시킴과 더불어 마감판(414)을 거푸집 세팅수단(412)과 거푸집 탈형수단(413)으로 양생된 측벽부와 저판으로부터 탈형시킨 후, 가변형 거푸집시스템(410)이 롤러(426)에 의하여 거푸집이동수단(420)의 레일(424)을 따라 길이방향으로 슬라이딩 되면서 이동시키게 되며 이는 미도시된 윈치등을 이용하면 된다.
이에 원하는 위치에 가변형 거푸집시스템(410)이 위치하게 되면 다시 가변형 거푸집시스템(410)의 승강수단(411c)을 하강시키게 된다.
다음으로는 거푸집이동수단(420)의 이동수단용 전면부 틀(421a)과 이동수단용 후면부 틀(421b)에 설치된 승강수단(421c)을 상승시켜 거푸집이동수단(420)을 길이방향으로 이동시킨 후,
다시 승강수단(421c)을 하강시켜 거푸집이동수단(420)을 다시 새로운 위치에 세팅시키고, 거푸집 세팅수단(412)과 거푸집 탈형수단(413)을 이용하여 마감판을 원하는 위치에 세팅하여 콘크리트 타설 작업을 가능하도록 하게 된다.
즉, 본 발명의 거푸집이동수단(420)을 길이방향으로 1스판씩 이동시켜 가면서 이를 따라 가변형 거푸집시스템(410)도 1스판씩 길이방향으로 이동시켜 가면서 양 측벽부와 저판을 연속적으로 시공하여 저심도 터널 하부를 시공하게 됨을 알 수 있다.
[ 저심도 터널의 상부 시공 ]
앞서 살펴본 것과 같이 저심도 터널 하부(100)가 완성되면 양 측벽부와 저판이 시공된 상태가 된다.
이에 상기 양 측벽부와 파일 시공을 위하여 저판을 굴착하기 위하여 설치된 파일(P)과 횡방향 스트럿(51,52)이 설치된 상태임을 알 수 있는데, 중간 횡방향 스트럿(52)을 제거하면서 양 측벽부와 파일 사이에 지지보강재(130)를 설치하여 중간 횡방향 스트럿 역할을 하고 중간 횡방향 스트럿(52)에 의한 저심도 터널 상부 시공에 간섭이 발생되지 않도록 하게 된다.
이에 도 5와 같이 양 측벽부(120) 상단 외측면을 따라 상방으로 연장되는 상부 측벽부 및 천정부 외측거푸집(320)을 파일(P), 웨일(W)에 지지되도록 먼저 설치하게 된다.
다음으로는 상기 완성된 저판(110) 상면에는 내측 시스템 거푸집(310)이 역시 슬라이딩 되면서 길이방향으로 이동 할 수 있도록 저판용 레일(160)을 설치하게 된다.
이에 내측 시스템 거푸집(310)이 레일(160)을 따라 길이방향으로 1스판씩 이동하면서 원하는 형상 및 횡방향 폭을 가진 저심도 터널 상부(200)를 시공할 수 있도록 하는 것이다.
이러한 내측 시스템 거푸집(310)은 초기 설치가 완료되면 길이방향으로 이동시켜 시공하기 때문에 내측 시스템 거푸집(310)과 상부 측벽부 및 천정부 외측거푸집(320) 사이에 타설되는 콘크리트 양생이 완료되면 연속적인 시공이 가능하게 된다.
상기 내측 시스템 거푸집 및 상부 측벽부 및 천정부 외측거푸집(310,320)은 저심도 터널 상부(200)의 형상에 따라 다양한 형태를 가질 수 있다. 즉 횡방향 폭 및 형상을 고려하여 제작된 시스템 거푸집이다.
예컨대, 내측 시스템 거푸집(310)은 저판(110)에 설치된 레일(160)을 따라 이동할 수 있도록 하부에 롤러가 형성된 수직지지부재(311)와 상기 수직지지부재(311) 상부에 연결되어 설치된 천정저면 거푸집 지지부재(312) 및 상기 천정저면 거푸집 지지부재(312)와 수직지지부재(311)의 하부 및 측방에 설치된 양 측벽부(120)을 위한 측벽내면 거푸집 지지부재(313)를 포함하며 상기 부재들이 길이방향으로 서로 이격되어 다수가 연결되어 1스판씩 이동하게 된다.
이에 최종 저심도 터널 상부가 완성되면 상기 레일(160)을 철거하고, 내측 시스템 거푸집(310)및 상부 측벽부 및 천정부 외측거푸집(320)을 철거하게 된다.
이에 도 6과 같이 상기 시스템거푸집이 철거되면 상부에 설치된 횡방향 스트럿 및 복공판이 설치된 경우 이를 제거하여 복토를 실시하여 터널구조물이 지중에 매립 시공될 수 있도록 하게 되며 터널구조물 내부에 실제 열차가 통행할 수 있는 침목, 레일 등을 설치하게 된다.
100: 저심도 터널 하부
110: 저판
120: 양 측벽부
130: 지지보강재
160: 저판용 레일
200: 저심도 터널 상부
310: 내측시스템 거푸집
311: 내측 수직지지부재
312: 천정저면 거푸집 지지부재
313: 측벽내면 거푸집 지지부재
320: 상부 측벽부 및 천정부 외측거푸집
400: 가변형 시스템 거푸집
410: 가변형 거푸집타설수단
411: 거푸집 박스틀
411a: 타설수단용 전면부 틀
411b: 타설수단용 후면부 틀
412: 거푸집 세팅수단
413: 거푸집 탈형수단 414: 마감판
414a: 양 측벽부용 마감판 414b: 저판용 마감판
414c: 하부 모서리 연결부
420: 거푸집이동수단
421a: 이동수단용 전면부 틀
421b: 이동수단용 후면부 틀
422: 횡방향 연결재
423: 길이방향 빔
424: 레일
425: 롤러고정틀
426: 롤러

Claims (10)

  1. 저판, 양 측벽부를 포함하는 터널 하부와 터널 상부를 포함하여 구성된 터널 구조물을 시공하는 방법에 있어서, 파일을 횡방향으로 이격시켜 길이방향으로 다수를 지반에 설치한 후 파일 사이를 굴착하여 형성된 내측공간에 횡방향 스트럿을 파일과 파일 사이에 설치하여 가시설을 설치하는 단계; 상기 내측공간에 저판과 양 측벽부를 현장 타설 콘크리트를 이용하여 시공하기 위하여 가변형 시스템 거푸집(400)을 설치하고 콘크리트를 타설하여 터널 하부를 시공하는 단계; 및 상기 완성된 터널 하부의 저판에 내측시스템 거푸집(310)을 설치하고 콘크리트를 타설하여 터널 상부를 터널 하부와 일체화시켜 시공하는 단계;를 포함하며,
    상기 가변형 시스템 거푸집(400)은 내측공간에 지지되어 설치된 거푸집 박스틀(411)의 측면에 힌지연결되어 거푸집 패널인 마감판(414)의 위치를 세팅시키는 거푸집 세팅수단(412); 및 상기 마감판을 양생된 양 측벽부와 저판으로부터 탈형시킬 수 있도록 상기 거푸집 박스틀의 측면에 힌지연결된 거푸집 탈형수단(413);을 포함하는 가변형 거푸집타설수단(410)과 상기 가변형 거푸집타설수단의 거푸집 박스틀 내측면에 설치된 롤러고정틀(425)에 설치된 롤러(426)를 따라 길이방향으로 슬라이딩되어 이동될 수 있도록 레일(424)이 상면과 저면에 형성된 길이방향 빔(423); 및 상기 길이방향 빔의 양 단부에 설치되여 내측공간에 지지되도록 설치된 이동수단용 전면부 틀(421a)과 이동수단용 후면부 틀(421b);을 포함하는 거푸집 이동수단(420);을 포함하여 구성되어 상기 거푸집 이동수단(420)에 의하여 가변형 거푸집타설수단(410)이 거푸집 이동수단을 따라 길이방향으로 이동할 수 있도록 형성되며,
    상기 거푸집 박스틀(411)은 H 형강을 조립하여 사각틀이 길이방향으로 다수 이격되도록 배치하고, 상기 사각틀을 길이방향 연결강재로 서로 연결시킨 소정의 길이를 가진 박스틀 형태로 형성되며 타설수단용 전면부 틀(411a)과 타설수단용 후면부 틀(411b)의 양 측방 하부에 설치된 유압잭을 포함하는 승강수단(411c)에 의하여 내측공간에 지지되어 자립될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 가변형 시스템 거푸집을 이용한 저심도 터널 구조물 시공방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 거푸집 이동수단(420)은
    상기 이동수단용 전면부 틀(421a)과 이동수단용 후면부 틀(421b)의 양 하부 측방에 설치된 유압잭을 포함하는 승강수단(421c)에 의하여 내측공간에 지지되어 자립되도록 하며,
    상기 레일(424)은 길이방향 빔(423)의 상부와 하부플랜지 상면과 저면에 길이방향으로 연장 설치되도록 하고,
    상기 레일(424)에는 사각 박스틀(411)의 내측면에 설치된 롤러고정틀(425)에 상기 레일(424)의 위치에 대응한 위치에 장착된 롤러들(426)이 설치되어 상기 레일(424)에 가변형 거푸집타설수단(410)이 지지되어 슬라이딩되면서 길이방향으로 가변형 거푸집타설수단(410)이 이동될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 가변형 시스템 거푸집을 이용한 저심도 터널 구조물 시공방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 마감판(414)은
    양 측벽부 시공을 위한 양 측벽부용 마감판(414a);
    저판 시공을 위한 저판용 마감판(414b); 및
    상기 양 측벽부용 마감판의 하부들과 저판용 마감판의 양 측단부를 서로 힌지 연결시키는 하부 모서리 연결부(414c);를 포함하여 거푸집 탈형수단에 의하여 접히면서 탈형되는 것을 특징으로 하는 가변형 시스템 거푸집을 이용한 저심도 터널 구조물 시공방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 양 측벽부용 마감판(414a)과 저판용 마감판(414b)은 거푸집 세팅수단(412)과 거푸집 탈형수단(413)이 연결되도록 하며,
    상기 거푸집 세팅수단(412)은 중공관 형태의 하우징(412a)에 체결너트(412b)에 의하여 체결되는 잭볼트(412c)의 일단부를 양 측벽부용 마감판(414a)에 힌지 연결시키고, 타단부를 거푸집 박스틀(411)의 측면에 힌지 연결시킨 상태에서 상기 체결너트(412b)의 회전을 이용하여 잭볼트(412c)가 하우징(412a)에 삽입하면서 거푸집 세팅수단(412) 길이 조정을 통해 양 측벽부용 마감판(414a)의 세팅위치를 조정할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 가변형 시스템 거푸집을 이용한 저심도 터널 구조물 시공방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 거푸집 탈형수단(413)은 중공관 형태의 하우징(413a)에 장착된 유압잭(413c)의 일단부를 양 측벽부용 마감판(414a)에 힌지 연결시키고, 타단부를 거푸집 박스틀(411)의 측면에 힌지 연결시킨 상태에서 상기 유압잭(413c)의 신장을 통해 유압잭(413c)이 하우징(413a)에 삽입하면서 거푸집 탈형수단(413)의 길이 조정을 통해 양 측벽부용 마감판(414a) 세팅위치 및 탈형을 조정할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 가변형 시스템 거푸집을 이용한 저심도 터널 구조물 시공방법.
  7. 제 5항에 있어서, 양 측벽부 및 저판은
    양 측벽부용 마감판(414a); 및 저판 시공을 위한 저판용 마감판(414b);이 계획된 위치에 세팅되도록 하되, 양 측벽부용 마감판(414a)과 저판용 마감판(414b)과 이격된 위치의 외측마감판(415) 사이에 콘크리트를 타설하여 시공되도록 하되, 상기 외측마감판(415)은 파일(P)에 지지되도록 하되 1스판의 길이방향 연장길이를 가지도록 설치하는 것을 특징으로 하는 가변형 시스템 거푸집을 이용한 저심도 터널 구조물 시공방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 완성된 저판(110) 상면에는 내측 시스템 거푸집(310)이 역시 슬라이딩 되면서 길이방향으로 이동 할 수 있도록 저판용 레일(160)을 설치하여, 상기 내측 시스템 거푸집(310)이 레일(160)을 따라 길이방향으로 1스판씩 이동하면서 원하는 형상 및 횡방향 폭을 가진 저심도 터널 상부(200)를 시공할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 가변형 시스템 거푸집을 이용한 저심도 터널 구조물 시공방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 내측시스템 거푸집(310)은
    저판(110)에 설치된 레일(160)을 따라 이동할 수 있도록 하부에 롤러가 형성된 수직지지부재(311); 상기 수직지지부재(311) 상부에 연결되어 설치된 천정저면 거푸집 지지부재(312); 및 상기 천정저면 거푸집 지지부재(312)와 수직지지부재(311)의 하부 및 측방에 설치된 양 측벽부(120)을 위한 측벽내면 거푸집 지지부재(313)를 포함하며, 상기 수직지지부재(311), 천정저면 거푸집 지지부재(312)와 측벽내면 거푸집 지지부재(313)가 길이방향으로 서로 이격되어 다수가 연결되어 1스판씩 이동될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 가변형 시스템 거푸집을 이용한 저심도 터널 구조물 시공방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 내측시스템 거푸집(310)과 더불어 양 측벽부(120) 상단 외측면을 따라 상방으로 연장되는 상부 측벽부 및 천정부 외측거푸집(320)을 파일(P)에 지지되도록 설치하여 상기 내측 시스템 거푸집(310)과 상부 측벽부 및 천정부 외측거푸집(320) 사이에 콘크리트를 타설하여 터널 상부를 시공하는 것을 특징으로 하는 가변형 시스템 거푸집을 이용한 저심도 터널 구조물 시공방법.
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