KR101437882B1 - 각종 단면 형상을 갖는 터널 굴진 공법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 각종 단면 형상을 갖는 터널 굴진 공법에 관한 것으로 특히, 각종 단면 형상을 갖는 터널 굴진 공법에 있어서, 각종 터널 공사 자재를 준비하는 단계와; 시점부 및 종점부에 수직구를 설치하는 단계와; 시점부 및 종점부에 설치한 수직구에서 해당 터널의 단면 형상에 대응하는 형상을 갖는 메사를 위치시키고 굴진하는 단계와; 상기 메사 내의 지반을 굴착하는 단계와; 버팀 링 빔을 설치하는 단계와; 침하 방지용 요철판을 설치하는 단계와; 배면 지반에 그라우트를 실시하는 단계와; 상기 단계를 시공이 종료될 때까지 반복 실시하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
따라서, 지반 내에 지하수위가 높거나 연질 토사인 경우 상부 토피가 침하되거나 또는 막장 토사가 슬라이딩되거나 또는 상기 두 가지가 복합적으로 발생하던 터널의 품질 및 안전성을 향상시킬 수 있음은 물론 시공성을 대폭 향상시켜 공사비를 대폭 감소시킬 수 있다.
따라서, 지반 내에 지하수위가 높거나 연질 토사인 경우 상부 토피가 침하되거나 또는 막장 토사가 슬라이딩되거나 또는 상기 두 가지가 복합적으로 발생하던 터널의 품질 및 안전성을 향상시킬 수 있음은 물론 시공성을 대폭 향상시켜 공사비를 대폭 감소시킬 수 있다.
Description
본 발명은 각종 단면 형상을 갖는 터널 굴진 공법에 관한 것으로 보다 구체적으로는 상부 및 막장 지반의 침하를 포함하여 슬라이딩 방지 겸 예측용 터널 자재를 이용하여 사각형, 마제형, 원형, 아치형을 포함한 각종 단면 형상을 갖는 도로 터널, 철도 터널, 지하철, 지하차도, 횡단 보도 및 차도, 수로 터널, 전력구, 통신구, 건물 통로 등에 대한 굴진 공사를 원활히 수행할 수 있도록 하여 각 터널에 대한 품질 및 안전성을 향상시킬 수 있음은 물론 시공성을 향상시켜 공사비를 대폭 줄일 수 있도록 발명한 것이다.
일반적으로 도로 터널, 철도 터널, 지하철, 지하차도, 횡단 보도 및 차도, 수로 터널, 전력구, 통신구, 건물 통로 등을 포함하는 각종 터널은 사각형, 마제형, 원형, 아치형을 포함한 각종 단면 형상을 갖게 된다.
이와 같은 단면 형상을 갖는 터널을 굴착함에 있어 터널공법의 선정은 굴착 대상부의 지질상태에 기초한 시공의 안전성, 경제성, 시공의 편이성 등을 종합적으로 검토하여 이루어져야 한다. 최근 가장 선호하는 터널공법으로는 재래식의 공법과 함께 NATM(New Austrian Tunnel Method) 공법, TBM(Tunnel boring Machine) 공법을 예로 들 수 있다.
NATM 공법은 재래식 공법에 비해서 월등한 경제성과 안정성이 입증되어 도심지 및 산악지역의 대부분 터널에 적용되고 있다.
재래식 공법이 철재 스틸 립(Steel Rib)과 콘크리트 라이닝(터널 내벽을 보호하는 콘크리트 보강벽체)을 주요한 지보재(支保材)로 사용한다면, NATM 공법은 지반 자체가 주요한 지보재로서 숏크리트(Shot crete), 락 볼트(Rock Bolt)를 사용하여 굴착 표면을 강화시켜 암질이 연약한 부위에서도 효과적으로 공사를 수행할 수 있다.
상기 NATM 공법은 지주를 세우지 않더라도 전술한 바와 같이 터널 주변의 지반 자체로 하여금 지주 역할을 하도록 하여 막대한 하중을 견디게 하므로, 토질과 지반의 영향에 관계 없이 터널시공을 할 수 있다는 장점을 가진다.
그러나 발파에 의한 낙반사고나 주변 자연환경의 파괴 및 심각한 소음발생 등의 단점이 있고, 다량의 지보재(락 볼트, 숏크리트)가 요구되며, 발파 장비, 지보재 등 다수의 장비가 요구되어 작은 단면을 가진 터널굴착에는 부적합 하다는 단점이 있다.
TBM(Tunnel boring Machine) 공법은 정상적인 화약장전에 의한 발파 작업이 불가능한 지역(해저터널, 지반이 약한 지역)에서 터널 시공 시 주로 이용하는 방법이다. 이 TBM공법은 TBM(Tunnel boring Machine)이라는 터널굴착 기계를 이용한 방식으로 무발파, 무진동으로 전단면 굴착이 가능하다. 따라서 자산 변형을 최소화할 뿐 아니라 비발파 작업으로 안전하고 청결한 갱내 작업환경을 유지시킬 수 있다는 장점이 있다.
그러나 고가의 굴착기계 및 이 기계를 운용할 수 있는 전문 기능공이 요구되는 공법으로 상기 NATM 공법에 비해 경제적인 면에서 불리하다는 단점이 있다.
한편, 종래 사각형, 마제형, 원형, 아치형을 포함한 각종 단면 형상을 갖는 도로 터널, 철도 터널, 지하철, 지하차도, 횡단 보도 및 차도, 수로 터널, 전력구, 통신구, 건물 통로 등에 대한 굴진 공법을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 터널 자재 준비 → 시·종점부 수직구 설치 → 메사 굴진 → 지반 굴착 → 버팀 링 빔 설치 → 침하 방지용 요철판 설치 → 배면 지반 그라우트 실시 → 상기 공정의 반복 실시 → 시공 종료하는 단계로 이루어지고 있다.
그런데, 이와 같은 단계로 이루어진 공법을 적용하여 각종 터널을 굴착함에 있어서 터널의 형상이나 지반 및 지하수위 등에 따라서는 다음과 같은 문제점이 발생되고 있는 실정이다.
첫째로 얕은 상부 토피의 지하차도나, 횡단 보도 및 차도, 지하철의 경우 사각형의 터널이 주로 적용되는데, 특히 지반 내에 지하수위가 높거나 연질 토사인 경우 상부 지반이 침하되거나 또는 막장 지반이 슬라이딩되거나 또는 상기 두 가지가 복합적으로 발생되는 문제점이 있다.
둘째로, 종래 터널 굴착에 사용되는 자재 중에서 대부분의 토류판은 목재나 요철판으로 된 단순한 재료로서 안전도를 예측하거나 주변 지반의 침하를 방지할 수 없는 문제점이 있다.
셋째로, 버팀 링 빔은 H빔으로 된 단순한 재료로서 안전도를 예측할 수 없는 문제점이 있다.
넷째로, 수평 그라우팅시에는 수평방향으로 수평침하 또는 수평경사를 포함한 안전도를 예측할 수 없는 문제점이 있다.
다섯째로, 굴착 지반에는 상부 지반이 침하되거나 또는 막장 지반이 슬라이딩되는 경우가 많은데, 종래에는 이를 대비하여 안전도를 예측할 수 없는 문제점이 있다.
여섯째로, 터널 시공시의 하부 지반 침하에 대비하여 단순한 그라우팅만을 실시할 경우 경화 전의 침하에 대비한 대책이 없는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 얕은 상부 지반의 지하차도, 횡단 보도 및 차도, 지하철 등과 같이 사각형의 터널이 주로 적용되는 경우에 있어서, 특히 지반 내에 지하수위가 높거나 연질 토사인 경우 상부 토피가 침하되거나 또는 막장 토사가 슬라이딩되거나 또는 상기 두 가지가 복합적으로 발생하던 터널의 품질 및 안전성을 향상시킬 수 있음은 물론 시공성을 대폭 향상시켜 공사비를 대폭 감소시킬 수 있는 각종 단면 형상을 갖는 터널 굴진 공법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 터널 자재 중에서 토류판은 요철판으로 성형하되, 상기 요철판의 내면에 응력계 또는 변형계를 부착시킨 후, 주변 지반 침하 방지용 채움재를 채워 주어 토류판의 변형시 이를 정확히 검출하여 안전도를 예측할 수 있도록 함은 물론 주변 침하를 최소화할 수 있도록 함으로써 터널 자체의 품질 및 안전성을 향상시킬 수 있는 각종 단면 형상을 갖는 터널 굴진 공법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 버팀 링 빔의 내면 또는 외면에 응력계 또는 변형계를 부착하여 버팀 링 빔에 가해지는 응력 또는 변형을 검출하여 안전도를 예측할 수 있도록 함으로써 터널 자체의 품질 및 안전성을 향상시킬 수 있는 각종 단면 형상을 갖는 터널 굴진 공법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 수평 그라우팅시 내부에서 수평방향으로 정해진 간격을 두고 복수의 수평 침하계 또는 수평 경사계를 설치하여 수평 그라우팅의 내부에 대한 침하 및 경사상태를 정확히 검출하여 안전도를 예측할 수 있도록 함으로써 터널의 품질 및 안전성을 대폭 향상시킬 수 있음은 물론 시공성을 향상시켜 공사비도 대폭 감소시킬 수 있는 각종 단면 형상을 갖는 터널 굴진 공법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 굴착 지반에는 상부 지반이 침하되거나 또는 막장 지반이 슬라이딩되는 경우에 대비하여 안전도를 예측할 수 있도록 수평방향으로 수평 토압계 또는 수평 침하계를 설치하여 줌으로써 막장의 굴착시 품질 및 안전성을 향상시킬 수 있음은 물론 시공성을 향상시켜 공사비도 대폭 감소시킬 수 있는 각종 단면 형상을 갖는 터널 굴진 공법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 터널 시공시의 하부 지반 침하에 대비하여 그라우트홀이 구비된 침하 방지판을 설치하고 그라우트를 실시하여 줌으로써 하부 지반의 침하를 방지할 수 있어 터널의 품질 및 안전성을 향상시킬 수 있음은 물론 시공성을 향상시킬 수 있어 공사비도 감소시킬 수 있는 각종 단면 형상을 갖는 터널 굴진 공법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 사각형, 마제형, 원형, 아치형을 포함한 각종 단면 형상을 갖는 도로 터널, 철도 터널, 지하철, 지하차도, 횡단 보도 및 차도, 수로 터널, 전력구, 통신구, 건물 통로에 대한 터널 굴진 공법에 있어서, 각종 터널 공사 자재를 준비하는 단계와; 시점부 및 종점부에 수직구를 설치하는 단계와; 시점부 및 종점부에 설치한 수직구에서 해당 터널의 단면 형상에 대응하는 형상을 갖는 메사를 위치시키고 굴진하는 단계와; 상기 메사 내의 지반을 굴착하는 단계와; 버팀 링 빔을 설치하는 단계와; 침하 방지용 요철판을 설치하는 단계와; 배면 지반에 그라우트를 실시하는 단계와; 상기 단계를 시공이 종료될 때까지 반복 실시하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 버팀 링 빔의 내면 또는 외면에 디지털 계측기와 연결된 응력계 또는 변형계를 부착 설치하여, 버팀 링 빔에 가해지는 응력 또는 변형을 실시간으로 검출하여 안전도를 예측할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 침하 방지용 요철판의 내면에 디지털 계측기와 연결된 응력계 또는 변형계를 부착 설치하여, 침하 방지용 요철판에 가해지는 응력 또는 변형을 실시간으로 검출하여 안전도를 예측할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 침하 방지용 요철판의 내면 요홈에는 주변 침하를 최소화하기 위한 경량 모르타르를 포함하는 침하 방지용 채움재로 채운 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시점부 및 종점부에 설치한 수직구에서 메사를 굴진시키기에 앞서, 상기 시점부 및 종점부에 설치한 수직구 내에서 수평방향에 대해 다단으로 그라우팅을 하는 단계를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기와 같이 수평방향에 대해 다단으로 실시한 각각의 그라우팅 내부에서 수평방향으로 정해진 간격을 두고 디지털 계측기와 연결된 복수의 수평 침하계 또는 수평 경사계를 설치하여, 수평방향 그라우팅 내부에 대한 침하 및 경사상태를 실시간으로 검출하여 안전도를 예측할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 그라우팅 내부에 수평 침하계 또는 수평 경사계를 설치한 이후, 굴착 지반 및 막장 지반에서 수평방향으로 디지털 계측기와 연결된 수평 토압계 또는 수평 침하계를 설치하여, 상부 지반이 침하되거나 또는 막장 지반이 슬라이딩되는 것을 실시간으로 검출하여 안전도를 예측할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 메사를 굴진하고 안전도 예측 겸 침하 예측용 버팀 링 빔의 설치하기에 앞서, 그라우트 홀이 구비된 침하 방지판을 설치하고, 상기 그라우트 홀을 통해 지반 그라우트를 하는 단계를 더 실시하는 것을 특징으로 한다,
또한, 상기 안전도 예측 겸 침하 방지용 요철판을 설치하고, 배면 지반에 그라우트를 하는 단계를 실시하기에 앞서, 상기 침하 방지용 요철판 내의 하부에 지반 그라우트를 실시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 각종 단면 형상을 갖는 터널 굴진 공법에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 지반 내에 지하수위가 높거나 연질 토사인 경우 상부 토피가 침하되거나 또는 막장 토사가 슬라이딩되거나 또는 상기 두 가지가 복합적으로 발생하던 터널의 품질 및 안전성을 향상시킬 수 있음은 물론 시공성을 대폭 향상시켜 공사비를 대폭 감소시킬 수 있다.
둘째, 터널 자재 중에서 토류판은 요철판으로 성형하되, 상기 요철판의 내면에 응력계 또는 변형계를 부착시킨 후, 주변 지반 침하 방지용 채움재를 채워 주어 토류판의 변형시 이를 정확히 검출하여 안전도를 예측할 수 있도록 함은 물론 주변 침하를 최소화할 수 있도록 함으로써 터널 자체의 품질 및 안전성을 향상시킬 수 있다.
셋째, 버팀 링 빔의 내면 또는 외면에 응력계 또는 변형계를 부착하여 버팀 링 빔에 가해지는 응력 또는 변형을 검출하여 안전도를 예측할 수 있도록 함으로써 터널 자체의 품질 및 안전성을 향상시킬 수 있다.
넷째, 수평 그라우팅시 내부에서 수평방향으로 정해진 간격을 두고 복수의 수평 침하계 또는 수평 경사계를 설치하여 수평 그라우팅의 내부에 대한 침하 및 경사상태를 정확히 검출하여 안전도를 예측할 수 있도록 함으로써 터널의 품질 및 안전성을 대폭 향상시킬 수 있음은 물론 시공성을 향상시켜 공사비도 대폭 감소시킬 수 있다.
다섯째, 굴착 지반에는 상부 지반이 침하되거나 또는 막장 지반이 슬라이딩되는 경우에 대비하여 안전도를 예측할 수 있도록 수평방향으로 수평 토압계 또는 수평 침하계를 설치하여 줌으로써 막장의 굴착시 품질 및 안전성을 향상시킬 수 있음은 물론 시공성을 향상시켜 공사비도 대폭 감소시킬 수 있다.
여섯째, 터널 시공시의 하부 지반 침하에 대비하여 그라우트홀이 구비된 침하 방지판을 설치하고 그라우트를 실시하여 줌으로써 하부 지반의 침하를 방지할 수 있어 터널의 품질 및 안전성을 향상시킬 수 있음은 물론 시공성을 향상시킬 수 있어 공사비도 감소시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.
도 1은 본 발명 공법 중 터널의 시점부 및 종점부 설치한 수직구에서 메사를 굴진시키는 상태도.
도 2는 본 발명 공법에 의해 굴진된 터널의 종단면도.
도 3은 본 발명 공법에 의해 굴진되고 있는 터널의 횡단면도.
도 4는 본 발명 공법에서 사용된 버팀 링 빔의 개략적인 사시도.
도 5는 본 발명 공법에서 사용된 침하 방지용 요철판의 사시도.
도 6의 (a)(b)는 본 발명 공법에서 사용된 침하 방지판의 사시도.
도 7은 본 발명 공법을 설명하기 위한 공정도.
도 2는 본 발명 공법에 의해 굴진된 터널의 종단면도.
도 3은 본 발명 공법에 의해 굴진되고 있는 터널의 횡단면도.
도 4는 본 발명 공법에서 사용된 버팀 링 빔의 개략적인 사시도.
도 5는 본 발명 공법에서 사용된 침하 방지용 요철판의 사시도.
도 6의 (a)(b)는 본 발명 공법에서 사용된 침하 방지판의 사시도.
도 7은 본 발명 공법을 설명하기 위한 공정도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명 공법 중 터널의 시점부 및 종점부 설치한 수직구에서 메사를 굴진시키는 상태도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명 공법에 의해 굴진된 터널의 종단면도를 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명 공법에 의해 굴진되고 있는 터널의 횡단면도를 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명 공법에서 사용된 버팀 링 빔의 개략적인 사시도를 나타낸 것이며, 도 5는 본 발명 공법에서 사용된 침하 방지용 요철판의 사시도를 나타낸 것이고, 도 6의 (a)(b)는 본 발명 공법에서 사용된 침하 방지판의 사시도를 나타낸 것이며, 도 7은 본 발명 공법을 설명하기 위한 공정도를 나타낸 것이다.
이에 따르면 본 발명 방법은 도 7과 같이 사각형, 마제형, 원형, 아치형을 포함한 각종 단면 형상을 갖는 도로 터널, 철도 터널, 지하철, 지하차도, 횡단 보도 및 차도, 수로 터널, 전력구, 통신구, 건물 통로 등에 적용할 수 있는 터널 굴진 공법이다.
이와 같은 본원 발명의 터널 굴진 공법은 기본적으로, 터널 굴진 공사에 사용될 각종 터널 공사 자재들을 현장에 준비해 놓고, 굴착하고자 하는 터널의 시점부 및 종점부에 소정 깊이 및 폭을 갖게 도 1과 같이 수직구(1)를 설치한다.
이어서 시점부 및 종점부에 설치한 수직구(1)에서 해당 터널의 단면 형상에 대응하는 형상을 갖게 제작된 메사(2)를 도 1과 같이 위치시키고 각종 압력장비를 이용하여 메사를 밀어 주는 굴진 작업을 실시하게 된다.
그런데, 상기와 같이 수직구(1)에서 메사(2)를 강한 압력으로 직접 전진시킬 수 있는 것은 암반이 없는 상태에서 지반의 힘이 강한 경우에서만 가능한 것으로, 예를 들어 연약 지방인 경우는 후술하는 그라우팅 작업 등을 먼저 실시하여 메사(2)를 굴진시키고자 하는 주변 지반의 힘이 강한 환경을 만들어 준 다음 실시하게 된다.
상기와 같이 메사(2)를 굴진시킨 후에는, 굴착 및 굴삭기나 천공기 등을 이용하여 상기 메사(2) 내에 있는 지반을 굴착해 낸다.
이어서 H형강으로 도 4와 같이 제작한 복수의 버팀 링 빔(3) 자체 또는 후술하는 응력계 또는 변형계(6)가 부착 설치된 안전도 예측 겸 침하 예측용 버팀 링 빔(3)을 설치하게 되는데, 이 역시 지반이 강할 경우에 가능한 것이다.
만약, 연약 지반이거나 지반의 평탄도가 좋지 않을 경우에는 후술하는 침하 방지판(5)을 먼저 설치한 후 복수의 버팀 링 빔(3) 또는 안전도 예측 겸 침하 예측용 버팀 링 빔(3)을 설치하는 것이 바람직하다.
또한, 상기와 같이 복수의 버팀 링 빔(3)에 대한 설치가 완료되면, 이어서 침하 방지용 요철판(4) 또는 후술하는 응력계 또는 변형계(6)가 부착된 안전도 예측 겸 침하 방지용 요철판(4)을 설치하고, 배면 지반에 그라우트를 실시하여 해당 구간의 터널 굴절 공사를 완료하게 된다.
그런데, 상기와 같은 각 단계는 해당 터널에 대한 굴진 시공이 종료될 때까지 반복 실시하게 된다.
한편, 본 발명에서는 H형강으로 제작되는 상기 버팀 링 빔(3)의 내면 또는 외면에 디지털 계측기(9)와 연결된 응력계 또는 변형계(6)를 도 4와 같이 부착 설치하여, 각각의 버팀 링 빔(3)에 가해지는 응력의 변화 또는 변형 정도를 실시간으로 검출하여 작업자 등에게 알려줄 수 있도록 함으로써 각각의 안전도 예측 겸 침하 예측용 버팀 링 빔(3)에 대한 안전도를 예측하고 필요한 조치를 즉시 취할 수 있어 터널 자체의 품질 및 안전성을 대폭 향상시킬 수 있다.
또, 상기 침하 방지용 요철판(4)의 내면에도 디지털 계측기(9)와 연결된 응력계 또는 변형계(6)를 도 5와 같이 부착 설치하여, 각각의 침하 방지용 요철판(4)에 가해지는 응력의 변화 또는 변형 정도를 실시간으로 검출하여 작업자 등에게 알려줄 수 있도록 함으로써 각각의 안전도 예측 겸 침하 방지용 요철판(4)에 대한 안전도를 예측하고 필요한 조치를 즉시 취할 수 있어 터널 자체의 품질 및 안전성을 대폭 향상시킬 수 있다.
뿐만 아니라 본 발명에서는 상기 침하 방지용 요철판(4)의 내면 요홈을 침하 방지용 채움재(41)로 채워 주되, 침하 방지용 채움재(41)로 경량 모르타르 등을 사용함으로써, 상기 침하 방지용 요철판(4)의 중량은 크게 높아지지 않는 가운데 강도는 크게 증진되므로 상기 침하 방지용 요철판(4)들을 이용한 주변 침하를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 터널이 시공되는 지반에 암반이 없고 연약 지반이 아닌 경우 전술한 바와 같이 상기 시점부 및 종점부에 설치한 수직구(1)에서 메사(2)를 직접 굴진시킬 수도 있지만, 연약 지반이어서 지반 굴착시 메사(2)에 큰 토사 압력이 가해져 변형 및 안전상에 문제가 발생될 우려가 있을 경우 상기 메사(2)를 굴진시키기에 앞서, 상기 시점부 및 종점부에 설치한 수직구(1) 내에서 수평방향에 대해 다단으로 그라우팅을 더 실시하도록 하였다.
즉, 연약 지반 등일 경우 수직구(1) 내에서 착암기 등을 이용하여 소정지름 및 깊이를 갖게 정해진 간격을 두고 수평방향으로 연속해서 다단으로 그라우트 홀(10)을 형성하고 그 내부에 모르타르 등을 강한 압력으로 주입시켜 주는 그라우팅 작업 더 실시하도록 한 것이다.
이때, 그라우트 홀(10)의 간격은 비교적 좁게 형성시키고 상기 그라우트 홀(10)에 모르타르 등을 강한 압력으로 주입시켜 각각의 그라우트 홀 내로 주입된 모르타르 등이 지반의 일부를 파고들면서 서로 인접된 모르타르 등의 일부가 상호 겹치면서 추후 굴진되는 메사(2)의 외측으로 하나의 벽이 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 상기 시점부 및 종점부에 설치한 수직구(1) 내에서 수평방향에 대해 다단으로 그라우팅을 더 실시하게 되면, 막장에서 발생될 수 있는 토사의 슬라이딩 면을 완경사화할 수 있어 그만큼 위험성을 줄일 수 있다.
또, 본 발명에서는 상기와 같이 수평방향에 대해 다단으로 실시하여 하나의 격벽이 형성된 그라우팅 내부에서 수평방향으로 정해진 간격을 두고 디지털 계측기(9)와 연결된 복수의 수평 침하계 또는 수평 경사계(7)를 도 3과 같이 설치하여, 수평 그라우팅 내부의 각 지점(즉, 각각의 수평 침하계 또는 수평 경사계(7)가 설치되어 있는 각 지점)에서 지반의 침하 또는 경사가 발생하는지를 정확히 검출하여 작업자 등에게 알려줄 수 있도록 함으로써 굴진 중인 터널의 수평방향에 대한 안전도를 정확히 예측하고 필요한 조치를 즉시 취할 수 있어 터널의 품질 및 안전성을 대폭 향상시킬 수 있음은 물론 시공성 향상을 통한 공사비도 대폭 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는 상기와 같이 그라우팅 내부에 수평 침하계 또는 수평 경사계를 설치한 이후, 굴착 지반 및 막장 지반에서 수평방향으로 디지털 계측기(9)와 연결된 수평 토압계 또는 수평 침하계(8)를 도 2 및 도 3과 같이 설치하여, 상부 지반이 침하되거나 또는 막장 지반이 슬라이딩될 경우 발생되는 토압의 변화 값 또는 침하 값 등을 실시간으로 정확히 검출하여 작업자 등에게 알려줄 수 있도록 하였다.
따라서, 굴진 중인 터널애서 발생될 수 있는 지반의 침하 및 막장에서 토사가 슬라이딩 되는 상황 등을 작업자가 정확히 예측하고 필요한 조치를 즉시 취할 수 있어 터널의 품질 및 안전성을 대폭 향상시킬 수 있음은 물론 시공성 향상을 통한 공사비도 대폭 감소시킬 수 있다.
또, 본 발명에서는 상기와 같은 수직구(1)에서 메사(2)를 직접 굴진시키거나, 또는 전술한 각 단계를 추가적으로 더 실시하고 상기 메사(2)를 굴진시킨 다음 안전도 예측 겸 침하 예측용 버팀 링 빔(3)의 설치하기에 앞서, 도 6의 (a)(b)와 같이 그라우트 홀(51)이 구비된 침하 방지판(5)을 더 설치함은 물론 상기 침하 방지판(5)의 그라우트 홀(51)을 통해 모르타르 등을 주입시켜 주는 지반 그라우팅 작업을 더 실시할 수 있도록 하였다.
따라서, 터널을 굴진 중인 지반이 연약 지반하거나 또는 지반 표면이 거칠어도 침하 방지판(5)을 통해 매끄럽게 할 수 있을 뿐만 아니라 상기 침하 방지판(5)의 배면과 지반 사이에 실시되는 그라우팅에 의해 하부 지반의 침하를 방지할 수 있어 터널 자체의 품질 및 안전성을 향상시킬 수 있음은 물론 시공성을 향상시킬 수 있어 공사비도 감소시킬 수 있다.
상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기한 실시 예 및 특허청구범위에 기재된 내용만으로 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.
1 : 수직구
2 : 메사
3 : 버팀 링 빔
4 : 침하 방지용 요철판 41 : 침하 방지용 채움재
5 : 침하 방지판 51 : 그라우트 홀
6 : 응력계 또는 변형계
7 : 수평 침하계 또는 수평 경사계
8 : 수평 토압계 또는 수평 침하계
9 : 디지털 계측기
10 : 그라우트 홀
2 : 메사
3 : 버팀 링 빔
4 : 침하 방지용 요철판 41 : 침하 방지용 채움재
5 : 침하 방지판 51 : 그라우트 홀
6 : 응력계 또는 변형계
7 : 수평 침하계 또는 수평 경사계
8 : 수평 토압계 또는 수평 침하계
9 : 디지털 계측기
10 : 그라우트 홀
Claims (9)
- 사각형, 마제형, 원형, 아치형을 포함한 각종 단면 형상을 갖는 도로 터널, 철도 터널, 지하철, 지하차도, 횡단 보도 및 차도, 수로 터널, 전력구, 통신구, 건물 통로에 대한 터널 굴진 공법에 있어서,
각종 터널 공사 자재를 준비하는 단계와;
시점부 및 종점부에 수직구를 설치하는 단계와;
시점부 및 종점부에 설치한 수직구 내에서 수평방향에 대해 다단으로 그라우팅을 하는 단계와;
수평방향 그라우팅 내부에 대한 침하 및 경사상태를 실시간으로 검출하여 안전도를 예측하기 위해, 수평방향에 대해 다단으로 실시한 각각의 그라우팅 내부에서 수평방향으로 정해진 간격을 두고 디지털 계측기와 연결한 복수의 수평 침하계 또는 수평 경사계를 설치하는 단계와;
상부 지반이 침하되거나 또는 막장 지반이 슬라이딩되는 것을 실시간으로 검출하여 안전도를 예측하기 위해, 굴착 지반 및 막장 지반에서 수평방향으로 디지털 계측기와 연결한 수평 토압계 또는 수평 침하계를 설치하는 단계와;
시점부 및 종점부에 설치한 수직구에서 해당 터널의 단면 형상에 대응하는 형상을 갖는 메사를 위치시키고 굴진하는 단계와;
상기 메사 내의 지반을 굴착하는 단계와;
그라우트 홀이 구비된 침하 방지판을 설치하고, 상기 그라우트 홀을 통해 지반 그라우트를 하는 단계와;
버팀 링 빔을 설치하되, 자체에 가해지는 응력 또는 변형을 실시간으로 검출하여 안전도를 예측하기 위해, 내면 또는 외면에 디지털 계측기와 연결된 응력계 또는 변형계를 부착하여 설치하는 단계와;
내면 요홈에 주변 침하를 최소화하기 위한 경량 모르타르를 포함하는 침하 방지용 채움재가 채워짐은 물론 자체에 가해지는 응력 또는 변형을 실시간으로 검출하여 안전도를 예측할 수 있도록 하는 디지털 계측기와 연결된 응력계 또는 변형계를 부착 설치한 침하 방지용 요철판을 설치하는 단계와;
상기 침하 방지용 요철판 내의 하부에 지반 그라우트를 실시하는 단계와;
배면 지반에 그라우트를 실시하는 단계와;
상기 단계를 시공이 종료될 때까지 반복 실시하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 각종 단면 형상을 갖는 터널 굴진 공법.
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| KR1020130127603A KR101437882B1 (ko) | 2013-10-25 | 2013-10-25 | 각종 단면 형상을 갖는 터널 굴진 공법 |
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| KR101437882B1 true KR101437882B1 (ko) | 2014-09-04 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105971611A (zh) * | 2016-05-25 | 2016-09-28 | 中车建设工程有限公司 | 地铁隧道近距离下穿既有铁路干线路基沉降控制方法 |
| CN109538216A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-03-29 | 中铁二十五局集团第五工程有限公司 | 穿越采空及塌陷区的隧道施工工艺 |
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| JP2009085004A (ja) | 2008-11-10 | 2009-04-23 | Ashimori Ind Co Ltd | 既設管路の補修方法およびそれに用いる補修材並びに管路 |
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-
2013
- 2013-10-25 KR KR1020130127603A patent/KR101437882B1/ko active IP Right Grant
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