KR101440258B1 - 막장에 그라우팅 공법을 적용한 토사터널 구축 메사공법 - Google Patents
막장에 그라우팅 공법을 적용한 토사터널 구축 메사공법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101440258B1 KR101440258B1 KR1020140020357A KR20140020357A KR101440258B1 KR 101440258 B1 KR101440258 B1 KR 101440258B1 KR 1020140020357 A KR1020140020357 A KR 1020140020357A KR 20140020357 A KR20140020357 A KR 20140020357A KR 101440258 B1 KR101440258 B1 KR 101440258B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- grouting
- initial
- grouting pipe
- mesa
- excavation
- Prior art date
Links
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 116
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 23
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 claims description 53
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 16
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 7
- 230000009194 climbing Effects 0.000 claims 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 abstract description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 13
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 239000011440 grout Substances 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003583 soil stabilizing agent Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
- E21D9/0607—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining the shield being provided with devices for lining the tunnel, e.g. shuttering
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/001—Improving soil or rock, e.g. by freezing; Injections
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
- E02D3/12—Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
본 발명은 본 발명은 지보공을 측벽에 세우고, 각 지보공 사이는 토류판으로 막고 상부면은 메사를 집입시켜 막장의 흙을 파내는 방식의 메사 시일드 공법에서,
노출된 초기막장(6-0)과 만나는 바닥에서의 안식각(∂0)에 의한 초기 가상 경사면(7-0)을 산정하고, 초기막장(6-0) 표면에서 상기 초기 가상경사면(7-0)에 이르는 수평길이의 두배 이상되는 길이를 가지는 제 1그라우팅관(101a)과, 제 1그라우팅관(201a) 하부 위치에 일정 높이 간격으로 제 1그라우팅관(201a)의 1/2 길이인 제 2초기그리우팅관(202b)과, 제 3초기그라우팅관(203b)을 각각 구비하여, 메사(1) 진입 방향과 나란하게 각각 삽입하여 그라우팅재를 주입하여 막장의 흙의 강도를 보강하는 초기과정;
초기과정에 이어 굴착과 메사(1)를 진입하여 상기 초기 가상경사면(7-0)의 상단에서 수직위치인 제 1막장(6-1) 까지 굴착하는 초기굴착과정; 및
막장에서 그라우팅관을 상중하의 3단으로 주입하되, 각 막장마다 적어도 2개씩은 추가로 주입하는 것을 반복하는 메인굴착과정;을
포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 그라우팅 공법을 이용한 토사터널 구축 메사공법이다.
노출된 초기막장(6-0)과 만나는 바닥에서의 안식각(∂0)에 의한 초기 가상 경사면(7-0)을 산정하고, 초기막장(6-0) 표면에서 상기 초기 가상경사면(7-0)에 이르는 수평길이의 두배 이상되는 길이를 가지는 제 1그라우팅관(101a)과, 제 1그라우팅관(201a) 하부 위치에 일정 높이 간격으로 제 1그라우팅관(201a)의 1/2 길이인 제 2초기그리우팅관(202b)과, 제 3초기그라우팅관(203b)을 각각 구비하여, 메사(1) 진입 방향과 나란하게 각각 삽입하여 그라우팅재를 주입하여 막장의 흙의 강도를 보강하는 초기과정;
초기과정에 이어 굴착과 메사(1)를 진입하여 상기 초기 가상경사면(7-0)의 상단에서 수직위치인 제 1막장(6-1) 까지 굴착하는 초기굴착과정; 및
막장에서 그라우팅관을 상중하의 3단으로 주입하되, 각 막장마다 적어도 2개씩은 추가로 주입하는 것을 반복하는 메인굴착과정;을
포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 그라우팅 공법을 이용한 토사터널 구축 메사공법이다.
Description
본 발명은 막장에 그라우팅 공법을 적용하는 토사터널 구축 메사공법에 관한 것으로, 메사공법을 수행하는 막장부위에 그라우팅공법을 부가하여 막장의 토양을 보강하여 막장막음판 작업을 하지 않고도 토사의 흘러내림 없이 터널을 구축 가능토록 하는 막장에 그라우팅 공법을 적용한 토사터널 구축 메사공법에 관한 것이다.
일반적으로 지하공간을 보강하면서 구축하는 공법으로 메사 시일드 공법과 그라우팅 공법이 알려져 있다.
메사 시일드(Messer Shield) 공법에 의해 터널을 구축하는 방법은, 메사(Meser, 鋼矢板)를 추진시켜 굴진 작업을 한 뒤 일정간격으로 철강지보공(支保工)을 세우고, 이들 인접한 지보공 사이 종래의 메사시일드공법은 터널 막장을 굴착할 때 터널의 형상에 따라 지보공 위에 메사를 병렬로 배열하고, 유압잭(JACK)으로 각 메사를 압입 전진시키면서 막장을 굴착한 다음, 그 후방에 상기 메사가 진행됨에 따라 일정간격으로 설치한 지보공과 지보공 사이에 토류판을 끼워 굴착면에 따라 받쳐가는 공법으로서, 이 공법은 막장 굴착과 토류판 설치 및 지보공 설치 등의 작업이 메사라는 복공철갑 내에서 연속적으로 안전하게 이루어진다는 점에서 시일드공법과 산악터널공법의 조합공법이라 할 수 있는바, 이러한 메사시일드 공법은 대형굴착공사나 하수로관 등을 매설하는 공사 등 각종 굴착공사를 무소음, 무진동으로 시공할 수 있고, 높은 안전성과, 정확한 굴진, 신속한 작업진행, 굴착면과의 공간을 없애줌으로써 굴착면 침하의 극소화, 다양한 굴착공사에 응용가능, 작업장비의 단순화, 공사방법용이 및 경제적인 시공 가능 등 그 효과가 매우 좋은 것으로 평가되기는 하였다.
그러나 이러한 방식은 지보공과 토류판 등 막대한 지보재(支保材)가 라이닝 콘크리이트 속으로 매몰됨으로 인해 지보재의 낭비가 심하게 되고, 둘째, 다량의 지보재를 운반하거나 설치하는데 따른 공사비의 부담이 크며, 셋째, 시공과정이 복잡하여 공사가 어렵고 또 공사기간이 오래 걸리는 등의 문제점이 있었다. 이를 위하여 국내특허등록공고 1990-0007883호로 알려진 바와 같이 도 1 처럼 토사층에다 메사를 막장 내로 압입 전진시키면서 지하터널을 구축함에 있어서, 메사(1)를 전진시키면서 다수개의 지보공(2a,2b,2c…)을 차례로 설치하고, 이들 지보공(2a)과 지보공(2b) 사이에 결합홈(3)과 결합돌기와 같은 연결부위를 갖춘 콘크리이트 세그먼트(5)를 연속적으로 끼워 결속하여 벽체를 형성시킨 다음, 막장(6)을 굴착해 나감에 따라 발진기지측 즉, 상기 메사(1)의 뒷쪽에 설치된 지보공(2a,2b,2c…,2f)을 차례로 해체하고, 이들 해체된 지보공(2a,2b,2c…,2f)을 메사(1)의 앞쪽에 새로이 굴착된 막장(6)에다 차례로 설치하여 새로운 지보공(2a',2b',2c'…,2f')으로 재사용하면서 이들 사이에 콘크리이트 세그먼트(5)를 끼워 굴착작업을 계속해 나가는 한편, 상기와 같이 지보공(2a,2b,2c…,2f)이 해체되고 콘크리트세그먼트(5)만이 연속조립되어 일련의 벽체로 남게 된 콘크리이트세그먼트(5)에 단 한번의 라이닝콘크리이트를 시공함으로써 굴착공사를 마무리한다. 이러한 메사시일드공법에서의 막장은 토질에 따라 막장의 흙이 무너지기도 하여 안전을 위하여 도 6과 같이 지보공(2)을 설치할 막장(6)까지의 공간(S1)을 확보 유지하기 위하여 막장을 일정 높이로 막장막음판(6a)을 쌓고 수직으로 막장막음판(6b)을 지지토록 한 다음 지보공(2)등의 지지물에 플레임(6c)으로 지탱하도록 한 다음 작업을 수행한다.
그러나 이러한 방식을 포함하는 메사시일드공법은 그 특성상 막장(6)부분의 지반이 약하거나 모래재질인 경우, 막장막음판(6a,6b)의 설치가 용이하지 않고, 필요시 설치와 해체를 반복하여야하는 작업의 어려움과 공기 지연의 문제점을 가진다.
도시 지하 구조물의 안정성 증대와 인접 구조물의 손상 방지를 위하여는 지하 굴착 보조 공법을 사용하고 있으며, 이러한 효과를 얻기 위한 종래의 관련 기술로서는 파이프 루프(pipe roof) 공법과, 그라우팅(grouting) 공법을 들 수 있으며, 강관 보강형 다단 그라우팅 공법이 대표적이다.
강관 보강형 다단 그라우팅 공법은 통상 천공, 강관삽입, 코르킹(corking) 및 실링(sealing), 그라우팅(grouting)수순으로 진행하여 주로 연약 풍화암층의 차수 및 보강용으로 사용되고 있다.
이러한 공법은 도 2 내지 도 5를 참조하여 간략히 설명한다.
도면에서 101은 강관, 101a는 분사공, 102는 커플링, 103은 코르킹재, 104는 실링호스, 105는 패커, 106은 천공면을 각각 나타낸 것이다.
도면에 도시된 바와 같이, 터널 굴착에 선행하여 터널 원주면을 따라 직경 100㎜ 정도의 빈 공을 일정 간격으로 천공면(106)에 천공한다(도 2).
상기 천공 수행 후 중공형상을 가지되, 소정간격마다 고무밴드가 끼워진 분사공(101a)이 형성된 일반 구조용인 소구경 강관(101)을 소정길이만큼 커플링(102)을 매개로 연결하여 빈 공(hole)에 삽입시킨다(도 3).
그리고, 상기 강관에 패커(packer)(105)를 설치하되, 강관(101)과 천공면(106)사이에 그라우트재 역류방지를 위한 급결시멘트 또는 발포제 등의 코르킹(corking)재(103)를 주입한다(도 4).
상기 패커(105) 내측에 다단으로 그라우트재를 주입하여 강관(101)의 분사공(101a)으로 유출시켜 지반을 차수, 보강한다.(도 5)
상기 종래 시공방법의 도 5에서 강관과 천공면 사이에 설치되는 그라우팅은 규산소다와 시멘트를 주재료로 하는 그라우트재와, 규산소다, 시멘트 등에 약제를 혼합하여 주입성을 좋게 한 화학 그라우팅 타입(chemical grouting type)을 들 수 있다.
물론 그라우팅 공법의 세부적으로는 천공을 하고 관을 삽입한 후 그라우팅을 하거나, 국내특허등록 제10-0166423호와 같이 천공관에 그라우팅 가능한 노즐을 역류방지 가능토록 일체로 형성한 방식의 단일 천공관 방식 등이 세부적으로 개발되어 사용되는 현실이다.
그러나 이러한 방식은 주로 암반층에서 낙석 등을 방지하도록 사용하는 기술로 탁월한 효과가 있으며, 주로 토사층에는 메사시일드 공법을 사용하여 각 공법이 단독으로 사용된다.
또한, 메사시일드 공법에서 막장의 상면 및 어깨부에 그라우팅 공법의 그라우팅관을 주입하여 막장의 흙 흘러내림을 방지하는 기술이 국내특허등록 제 10-0846571호로 개발되었으나 흙의 종류에 따라 흙이 예상치보다 많이 흘러나올 경우 흙 흘러내림 방지 기능이 미흡한 단점을 가진다.
또한 비개삭공법을 이용하여 개설관 내에서 막장 부위에 대차에 의하여 이동하는 타설관을 두어 연약지반을 강화하는 방식이 알려져 있으나 이는 연약지반을 강화하는 목적에 부합하도록 특화된 기술로, 왕복운동 하는 타설관 내의 스크류콘베어로 고체상토질안정제를 순차공급하여 지반 전체를 경화시키는 것으로, 막장에서의 토양이 안식각으로 밀려나오는 것을 방지하는 기술은 찾을 수 없다.
본 발명은 이를 해결하고자 하는 것으로, 본 발명의 목적은 토사층의 터널을 메사시일드공법을 이용하여 수행하되, 막장부위의 토사 흘러내림(Arc Sliding)을 방지하도록 막장 하단에서 안식각에 의한 가상 경사면을 산정하고 메사 하부위치의 막장 상면 부위에 메사와 수평으로 그라우팅관을 상중하로 구분하여 삽입하고 그라우팅재 주입에 의한 그라우팅공법을 추가 수행하여, 메사시일드 공법 중 막장의 토양을 보강하여 막장의 토사 흘러내림을 방지하는 그라우팅 공법을 이용한 토사터널 구축 메사공법을 제공하려는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 지보공을 측벽에 세우고, 각 지보공 사이는 토류판으로 막고 상부면은 메사를 진입시켜 막장의 흙을 파내는 방식의 메사 시일드 공법에서, 노출된 초기막장과 만나는 바닥에서의 안식각에 의한 초기 가상경사면을 산정하고, 초기막장 표면에서 상기 초기 가상경사면 상단에 이르는 수평길이의 두 배 이상되는 길이를 가지는 제 1그라우팅관과, 제 1그라우팅관 하부 위치에 일정 높이 간격으로 제 1그라우팅관의 1/2 길이인 제 2초기그리우팅관과, 제 3초기그라우팅관을 각각 구비하여, 메사 진입 방향과 나란하게 각각 삽입하여 그라우팅재를 주입하여 막장의 흙의 강도를 보강하는 초기과정;
초기과정에 이어 굴착과 메사를 진입하여 상기 초기 가상경사면의 상단에서 수직위치인 제 1막장 까지 굴착하는 초기굴착과정과;
막장에서 그라우팅관을 상중하의 3단으로 주입하되, 각 막장마다 적어도 2개씩은 추가로 주입하는 것을 반복하는 메인굴착과정;을
포함하여 막장 토양을 지속하여 굴착하면서 가상 경사면의 상단에서 수직하는 막장마다 적어도 2개의 상하 그라우팅관을 주입함으로써 막장에서 안정적으로 굴착깊이에 상관없이 연속 굴착이 가능토록 한다.
이를 위한 본원발명은 지보공을 측벽에 세우고, 각 지보공 사이는 토류판으로 막고 상부면은 메사를 진입시켜 막장의 흙을 파내는 방식의 메사 시일드 공법에서, 노출된 초기막장과 만나는 바닥에서의 안식각에 의한 초기 가상 경사면을 산정하고, 초기막장 표면에서 상기 초기 가상경사면 상단에 이르는 수평길이의 두 배 이상되는 길이를 가지는 제 1그라우팅관과, 제 1그라우팅관 하부 위치에 일정 높이 간격으로 제 1그라우팅관의 1/2 길이인 제 2초기그리우팅관과, 제 3초기그라우팅관을 각각 구비하여, 메사 진입 방향과 나란하게 각각 삽입하여 그라우팅재를 주입하여 막장의 흙의 강도를 보강하는 초기과정;
초기과정에 이어 굴착과 메사를 진입하여 상기 초기 가상경사면의 상단에서 수직위치인 제 1막까지 굴착하는 초기굴착과정과;
막장에서 그라우팅관을 상중하의 3단으로 주입하되, 각 막장마다 적어도 2개씩은 추가로 주입하는 것을 반복하는 메인굴착과정;을
포함하여 수행하는 그라우팅 공법을 이용한 토사터널 구축 메사공법을 제공한다.
상기 메인굴착과정은 노출된 제 1막장과 만나는 바닥에서의 안식각에 의한 제 1 가상 경사면을 산정하고, 제 1막장 표면에서 상기 제 1 가상경사면 상단에 이르는 수평길이의 두 배 이상되는 길이를 가지는 제 2그라우팅관과, 제 2그라우팅 하부에 위치하는 제 3그라우팅관을 각각 구비하여, 메사 진입 방향과 나란하게 각각 삽입하여 그라우팅재를 주입하여 막장의 흙의 강도를 보강하는 제 1 과정;
제 1과정에 이어 굴착과 메사를 진입하여 상기 제 1 가상경사면의 상단에서 수직위치인 제 2막장 까지 굴착하는 제 1굴착과정을 포함하여 수행한다.
상기 노출되는 제 2막장과 만나는 바닥에서의 안식각에 의한 제 2 가상 경사면을 산정하고, 제 2막장 표면에서 상기 제 2 가상경사면에 이르는 수평길이의 두 배 이상되는 길이를 가지는 다른 제 1그라우팅관과, 제 2그라우팅관 하부에 위치하는 제 3그라우팅관을 각각 구비하여, 메사 진입 방향과 나란하게 막장표면에서 수직으로 각각 삽입하고 그라우팅재를 주입하여 막장의 흙의 강도를 보강하는 제 2과정;
제 2과정에 이어 굴착과 메사를 진입하여 상기 제 2 가상경사면의 상단에서 수직위치인 제 1막장 까지 굴착하는 제 2굴착과정을 포함하여 수행하며;
이어 상기 제1과정, 제 1굴착과정, 제 2과정, 및 제 2굴착과정의 메인굴착과정을 순차 반복수행한다.
본 발명은 토사층의 터널을 메사시일드공법을 이용하여 수행하되, 막장부위의 토사 흘러내림(Arc Sliding)을 방지하도록 막장 하단에서 안식각에 의한 가상 경사면을 산정하고 메사 하부위치의 막장 상면 부위에 메사와 수평으로 그라우팅관을 삽입하고 그라우팅재 주입에 의한 그라우팅공법을 추가 수행하여, 메사시일드 공법 중 막장의 토양을 보강하여 막장의 토사 흘러내림을 방지한다.
본 발명은 지보공을 측벽에 세우고, 각 지보공 사이는 토류판으로 막고 상부면은 메사를 진입시켜 막장의 흙을 파내는 방식의 메사 시일드 공법에서, 노출된 초기막장과 만나는 바닥에서의 안식각에 의한 초기 가상경사면을 산정하고, 초기막장 표면에서 상기 초기 가상경사면에 이르는 수평길이의 두 배 이상되는 길이를 가지는 제 1그라우팅관과, 제 1그라우팅관 하부 위치에 일정 높이 간격으로 제 1그라우팅관의 1/2 길이인 제 2초기그리우팅관과, 제 3초기그라우팅관을 각각 구비하여, 메사 진입 방향과 나란하게 각각 삽입하여 그라우팅재를 주입하여 막장의 흙의 강도를 보강하는 초기과정;
초기과정에 이어 굴착과 메사를 진입하여 상기 초기 가상경사면의 상단에서 수직위치인 제 1막장 까지 굴착하는 초기굴착과정과;
막장에 가상경사면에 그라우팅관을 상중하의 3단으로 주입하되, 각 막장마다 적어도 2개씩은 추가로 주입하는 것을 반복하는 메인굴착과정;을
포함하여 막장 토양을 지속하여 굴착하면서 가상 경사면의 상단에서 수직하는 막장마다 적어도 2개의 상하 그라우팅관을 주입함으로써 막장에서 안정적으로 연속굴착 가능토록 한다.
도 1 은 일반적인 메사공법을 보이는 단면도,
도 2는 일반적인 그라우팅 공법의 천공도면,
도 3은 천공된 구멍에 그라우팅용 강관을 주입한 상태를 보인 도면,
도 4는 도 3의 강관 주입구측의 패킹상태를 보이는 요부 확대 단면도,
도 5는 강관에 그라우팅재를 주입하는 상태의 결선도,
도 6은 종래 메사공법시 막장에 막장막음판을 설치한 경우를 보인 도면,
도 7 은 본 발명의 메사공법에의한 막장에 그라우팅 공법이 적용되는 경우를 보인 공정도,
도 8은 도 7의 제 2막장을 보인 수직 단면도이다.
도 2는 일반적인 그라우팅 공법의 천공도면,
도 3은 천공된 구멍에 그라우팅용 강관을 주입한 상태를 보인 도면,
도 4는 도 3의 강관 주입구측의 패킹상태를 보이는 요부 확대 단면도,
도 5는 강관에 그라우팅재를 주입하는 상태의 결선도,
도 6은 종래 메사공법시 막장에 막장막음판을 설치한 경우를 보인 도면,
도 7 은 본 발명의 메사공법에의한 막장에 그라우팅 공법이 적용되는 경우를 보인 공정도,
도 8은 도 7의 제 2막장을 보인 수직 단면도이다.
이하 본원발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
지보공을 측벽에 세우고, 각 지보공 사이는 토류판으로 막고 상부면은 메사를 집입시켜 막장의 흙을 파내는 방식의 메사 시일드 공법을 수행하며,
노출된 초기막장(6-0)과 만나는 바닥에서의 안식각(∂0)에 의한 초기 가상 경사면(7-0)을 산정하고, 초기막장(6-0) 표면에서 상기 초기 가상경사면(7-0)에 이르는 수평길이의 두배 이상되는 길이를 가지는 제 1그라우팅관(201a)과, 제 1그라우팅관(201a) 하부 위치에 일정 높이 간격으로 제 1그라우팅관(201a)의 1/2 길이인 제 2초기그리우팅관(202b)과, 제 3초기그라우팅관(203b)을 각각 구비하여, 메사(1) 진입 방향과 나란하게 각각 삽입하여 그라우팅재를 주입하여 막장의 흙의 강도를 보강하는 초기과정;
초기과정에 이어 굴착과 메사(1)를 진입하여 상기 초기 가상경사면(7-0)의 상단에서 수직위치인 제 1막장(6-1) 까지 굴착하는 초기굴착과정과;
막장에서 그라우팅관을 상중하의 3단으로 주입하되, 각 막장마다 적어도 2개씩은 추가로 주입하는 것을 반복하는 메인굴착과정;을
포함하여 수행한다.
상기 메인굴착과정은,
노출된 제 1막장(6-1)과 만나는 바닥에서의 안식각(∂1)에 의한 제 1 가상 경사면(7-1)을 산정하고, 제 1막장(6-1) 표면에서 상기 제 1 가상경사면(7-1)상단에 이르는 수평길이의 두배 이상되는 길이를 가지는 제 2그라우팅관(202a)과, 제 2그라우팅관(202a) 하부에 위치하는 제 3그라우팅관(203a)을 각각 구비하여, 메사(1) 진입 방향과 나란하게 각각 삽입하여 그라우팅재를 주입하여 막장의 흙의 강도를 보강하는 제 1과정;
제 1과정에 이어 굴착과 메사(1)를 진입하여 상기 제 1 가상경사면(7-1)의 상단에서 수직위치인 제 2막장(6-2) 까지 굴착하는 제 1굴착과정을 포함하여 수행한다.
이어 상기 노출되는 제 2막장(6-1)과 만나는 바닥에서의 안식각(∂2)에 의한 제 2 가상 경사면(7-2)을 산정하고, 제 2막장(6-2) 표면에서 상기 제 2 가상경사면(7-2) 상단에 이르는 수평길이의 두배 이상되는 길이를 가지는 다른 제 1그라우팅관(201a)과, 제 2그라우팅관(202a) 하부에 위치하는 제 3그라우팅관(203a)을 각각 구비하여, 메사(1) 진입 방향과 나란하게 막장표면에서 수직으로 각각 삽입하고 그라우팅재를 주입하여 막장의 흙의 강도를 보강하는 제 2과정;
제 2과정에 이어 굴착과 메사(1)를 진입하여 상기 제 2 가상경사면(7-2)의 상단에서 수직위치인 제 1막장(6-1') 까지 굴착하는 제 2굴착과정을 포함하여 수행하며;
이어 상기 제1과정, 제 1굴착과정, 제 2과정, 및 제 2굴착과정의 메인굴착과정을 순차 반복수행한다.
이와같이 이루어지는 본원발명은 메사공법에 의한 노출된 막장(예를 들어 초기막장(6-0))에 초기막장(6-0)과 만나는 바닥에서의 안식각(∂0)에 의한 초기가상 경사면(7-0)을 산정하고, 초기막장(6-0) 표면에서 상기 초기가상경사면(7-0)에 이르는 수평길이의 두배 이상되는 길이를 가지는 제 1그라우팅관(201a)과, 제 1그라우팅관(201a)의 1/2 길이를 가지는 제2초기그라우팅관(202b)과 제 3초기그라우팅관(203b)을 각각 구비하며, 메사(1) 하부위치의 초기막장(6-0) 상부측 인접 부위에서부터 일정 높이 간격으로 하부위치에 제2초기그라우팅관(202b)과 제 3초기그라우팅관(203b)을 메사(1)의 진입 방향과 나란하게 초기막장(6-0)에 수직으로 각각 삽입하여 그라우팅재를 주입하는 초기과정을 수행한다.
초기과정에 이어 상기 초기가상 경사면(7-0)이 끝나는 상부지점인 제 1막장(6-1)까지 막장의 흙을 파내는 굴착과정과 지보공을 세우는 초기굴착과정을 수행한다. 메사(1) 진입 및 지보공(2) 설치 자체는 통상의 기술이므로 단순히 용어로만 나타낸다.
이어 도 7에 보인 제 1막장(6-1)과 만나는 바닥에서의 안식각(∂1)에 의한 제 1가상 경사면(7-1)을 산정하고, 제 1가상경사면(7-1)은 초기가상경사면(7-0)과 경사각도가 같으므로 (제 1가상경사면 길이)×COS(∂1)에 해당하는 길이의 적어도 2배되는 제 2그라우팅관(202a)을 제 1그라우팅관(201a) 하부 위치에 제2초기그라우팅관(202b)과 수평을 이루는 위치에 수평으로 이격시켜 삽입하고, 또한 제 2그라우팅관(202a) 하부위치에 제 3그라우팅관(203a)을 수평 이격거리를 두고 수평으로 삽입한다. 즉, 제 1막장(6-1) 표면에서 상기 제 1가상 경사면(7-1) 상단에 이르는 수평길이의 두배 이상되는 길이를 가지는 제 2그라우팅관(202a)을 구비하며, 제 1막장(6-1) 표면위치에서 제 1그라우팅관(201a)의 진입 방향과 나란하나 수평위치를 달리하도록 제 2그라우팅관(202a)을, 제 2그라우팅관(202a) 하부 위치에는 제 3그라우팅관(203a)을 상하 이격되도록 삽입하고 그라우팅재를 주입하는 제 1과정을 수행한다. 이 경우 제 1그라우팅관(201a)과 제 2그라우팅관(202a)은 제 1막장에서 제 2막장까지의 거리의 2배 이상되는 길이를 이루고, 제 3그라우팅관(203a)은 제 1막장(6-1)에서 제 2막장(6-2)까지의 거리에 해당하는 길이를 이루도록 한다.
이 경우 제 1막장(6-1) 전면에서 보는 제 1그라우팅관(201a)과 제 2그라우팅관(202a) 및 제 3그라우팅관(203a)은 도 8과 같이 재 1막장(6-1) 표면의 상,중,하로 수직위치를 달리하고, 각각의 제 1그라우팅관(201a)과 제 2그라우팅관(202a) 및 제 3그라우팅관(203a)은 각 관마다 수평으로 반복하여 주입되는 구성을 이루도록 하는 것이 좋으며, 이는 막장의 흘러내림을 방지하도록 하는 범위 내에서 기능한다. 즉, 막장의 토질을 단순 강화하는 것이 아니라 막장의 토양이 흘러내림을 방지하도록 상하 및 좌우로 일정간격으로 거리를 두고 이격된 제 1그라우팅관(201a)과 제 2그라우팅관(202a)과 제 3그라우팅관(203a)의 수평 및 수직 이격 공간이 그물망처럼 지탱하는 역할을 하므로, 도 6에 보인 별도의 막장막음판을 사용하지 않아도 막장의 토양 흘러내림이 방지된다.
상기 제 1과정에 이어 상기 제 1가상 경사면(7-1)이 끝나는 제 2막장(6-2)까지 흙을 파내면서 지보공(2) 추가 설치하고 상부면 메사(1)를 진입시키는 제 1굴착과정을 수행한다.
이어 제 2막장(6-2)에 남은 제 2그라우팅관(202a)의 상하 공간 위치에 제 1그라우팅관(201a)과 제 3그라우팅관(203a)을 주입하는 제 2과정과, 이어 제 2막장(6-2)의 바닥에서의 제 2가상경사면(7-2)의 상단에서 수직으로 이어지는 제 1막장(6-1')까지 굴착과 지보공 설치 및 메사(1) 진입 과정을 수행하는 제 2굴착과정을 수행한다.
상기 제 1과정, 제 1굴착과정, 제 2과정 및 제 2굴착과정을 순차 반복하여 수행한다.
1;메사 2;지보공 3;결합홈 5;콘크리트 세그먼트 6;막장 6-0;초기막장 6-1;제 1막장 6-2;제 2막장 6-1';제1막장 7-0;초기가상경사면 7-1;제 1가상경사면 7-2;제 2가상경사면 7-1';제 1가상경사면 11;유압잭 101;그라우팅 강관 102;커플링 103;코르킹재 104;실링호스 105;패커 201a;제1그라우팅관 202a;제2그라우팅관 202b;초기그라우팅관 203a;제3그라우팅관 203b;제 3초기그라우팅관
Claims (3)
- 지보공을 측벽에 세우고, 각 지보공 사이는 토류판으로 막고 상부면은 메사를 집입시켜 막장의 흙을 파내는 방식의 메사 시일드 공법에서,
노출된 초기막장(6-0)과 만나는 바닥에서의 안식각(∂0)에 의한 초기 가상 경사면(7-0)을 산정하고, 초기막장(6-0) 표면에서 상기 초기 가상경사면(7-0) 상단에 이르는 수평길이의 두배 이상되는 길이를 가지는 제 1그라우팅관(201a)과, 제 1그라우팅관(201a) 하부 위치에 일정 높이 간격으로 제 1그라우팅관(201a)의 1/2 길이인 제 2초기그리우팅관(202b)과, 제 3초기그라우팅관(203b)을 각각 구비하여, 메사(1) 진입 방향과 나란하게 각각 삽입하여 그라우팅재를 주입하여 막장의 흙의 강도를 보강하는 초기과정;
초기과정에 이어 굴착과 메사(1)를 진입하여 상기 초기 가상경사면(7-0)의 상단에서 수직위치인 제 1막장(6-1) 까지 굴착하는 초기굴착과정과;
막장 바닥에서의 가상경사면 상단을 기준으로하는 막장에 그라우팅관을 상중하의 3단으로 주입하되, 각 막장마다 적어도 2개씩은 추가로 주입하는 것을 반복하는 메인굴착과정;을
포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 그라우팅 공법을 이용한 토사터널 구축 메사공법.
- 제 1항에 있어서,
메인굴착과정은 노출된 제 1막장(6-1)과 만나는 바닥에서의 안식각(∂1)에 의한 제 1 가상 경사면(7-1)을 산정하고, 제 1막장(6-1) 표면에서 상기 제 1 가상경사면(7-1)에 이르는 수평길이의 두배 이상되는 길이를 가지는 제 2그라우팅관(202a)과, 제 2그라우팅관(202a) 하부에 위치하는 제 3그라우팅관(203a)을 각각 구비하여, 메사(1) 진입 방향과 나란하게 각각 삽입하여 그라우팅재를 주입하여 막장의 흙의 강도를 보강하는 제 1과정;
제 1과정에 이어 굴착과 메사(1)를 진입하여 상기 제 1 가상경사면(7-1)의 상단에서 수직위치인 제 2막장(6-2) 까지 굴착하는 제 1굴착과정을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 그라우팅 공법을 이용한 토사터널 구축 메사공법.
- 제 2항에 있어서,
노출되는 제 2막장(6-2)과 만나는 바닥에서의 안식각(∂2)에 의한 제 2 가상 경사면(7-2)을 산정하고, 제 2막장(6-2) 표면에서 상기 제 2 가상경사면(7-2)상단에 이르는 수평길이의 두배 이상되는 길이를 가지는 다른 제 1그라우팅관(201a)과, 제 2그라우팅관(202a) 하부에 위치하는 제 3그라우팅관(203a)을 각각 구비하여, 메사(1) 진입 방향과 나란하게 막장표면에서 수직으로 각각 삽입하고 그라우팅재를 주입하여 막장의 흙의 강도를 보강하는 제 2과정;
제 2과정에 이어 굴착과 메사(1)를 진입하여 상기 제 2 가상경사면(7-2)의 상단에서 수직위치인 제 1막장(6-1') 까지 굴착하는 제 2굴착과정을 포함하여 수행하며;
이어 상기 제1과정, 제 1굴착과정, 제 2과정, 및 제 2굴착과정의 메인굴착과정을 순차 반복하는 것을 특징으로 하는 그라우팅 공법을 이용한 토사터널 구축 메사공법.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130099788 | 2013-08-22 | ||
| KR20130099788 | 2013-08-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101440258B1 true KR101440258B1 (ko) | 2014-09-17 |
Family
ID=51760099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020140020357A KR101440258B1 (ko) | 2013-08-22 | 2014-02-21 | 막장에 그라우팅 공법을 적용한 토사터널 구축 메사공법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101440258B1 (ko) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106089219A (zh) * | 2016-06-22 | 2016-11-09 | 上海隧道工程有限公司 | 叠交隧道盾构施工方法 |
| CN107013225A (zh) * | 2017-04-13 | 2017-08-04 | 叶晓明 | 旋喷封水防坍塌隧道盾构方法 |
| KR101825039B1 (ko) * | 2016-05-11 | 2018-02-27 | 강릉건설(주) | 메사쉴드 터널의 갱내 지반보강 방법 |
| CN110130316A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-08-16 | 南京林业大学 | 联络通道底部预注浆系统及控制冻结施工后融沉的方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52151227A (en) * | 1976-06-10 | 1977-12-15 | Nippon Kokan Koji Kk | Method of nonnopening cutting construction in soft ground |
| KR100846571B1 (ko) | 2007-02-02 | 2008-07-15 | 김학표 | 그라우팅 공법을 이용하는 토사터널 구축 메사공법 |
| KR100947627B1 (ko) | 2008-01-21 | 2010-03-15 | 김기원 | 터널의 강화 그라우팅구조 및 이를 적용한 터널 시공방법 |
| KR100948452B1 (ko) | 2009-04-09 | 2010-03-17 | 강릉건설 주식회사 | 다방향 천공 및 그라우팅이 가능한 그라우팅장치 |
-
2014
- 2014-02-21 KR KR1020140020357A patent/KR101440258B1/ko active IP Right Review Request
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52151227A (en) * | 1976-06-10 | 1977-12-15 | Nippon Kokan Koji Kk | Method of nonnopening cutting construction in soft ground |
| KR100846571B1 (ko) | 2007-02-02 | 2008-07-15 | 김학표 | 그라우팅 공법을 이용하는 토사터널 구축 메사공법 |
| KR100947627B1 (ko) | 2008-01-21 | 2010-03-15 | 김기원 | 터널의 강화 그라우팅구조 및 이를 적용한 터널 시공방법 |
| KR100948452B1 (ko) | 2009-04-09 | 2010-03-17 | 강릉건설 주식회사 | 다방향 천공 및 그라우팅이 가능한 그라우팅장치 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101825039B1 (ko) * | 2016-05-11 | 2018-02-27 | 강릉건설(주) | 메사쉴드 터널의 갱내 지반보강 방법 |
| CN106089219A (zh) * | 2016-06-22 | 2016-11-09 | 上海隧道工程有限公司 | 叠交隧道盾构施工方法 |
| CN107013225A (zh) * | 2017-04-13 | 2017-08-04 | 叶晓明 | 旋喷封水防坍塌隧道盾构方法 |
| CN107013225B (zh) * | 2017-04-13 | 2019-03-01 | 叶晓明 | 旋喷封水防坍塌隧道盾构方法 |
| CN110130316A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-08-16 | 南京林业大学 | 联络通道底部预注浆系统及控制冻结施工后融沉的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104564128B (zh) | 一种浅埋暗挖隧道施工用变形监测方法 | |
| KR101331261B1 (ko) | 피씨 지중연속벽을 활용하여 스트럿구조나 어스앙카 구조에서 시공가능한 지하조립식 피씨 저류조 및 이의 시공 방법 | |
| CN205977229U (zh) | 一种适用于偏压条件的连拱隧道非齐平洞口结构 | |
| KR101440258B1 (ko) | 막장에 그라우팅 공법을 적용한 토사터널 구축 메사공법 | |
| CN102748040A (zh) | 地铁大跨度车站主体结构及其柱拱法施工方法 | |
| CN112502734B (zh) | 富水砂层盾构区间联络通道施工方法 | |
| CN105370289A (zh) | 一种复杂环境既有管线超长浅埋暗挖施工方法 | |
| KR101021915B1 (ko) | 흙막이 공사용 차수 가시설 시공방법 | |
| CN115539048A (zh) | 一种用于浅埋偏压隧道洞口施工方法 | |
| CN106014443A (zh) | 一种预防沿空留巷的巷道底鼓及墙体滑移的方法 | |
| KR100562121B1 (ko) | 비개착식 터널구조물 시공방법 및 그 터널 구조물 | |
| CN110486062B (zh) | 一种软土中机械暗挖多层多跨地下工程的方法 | |
| CN108978673A (zh) | 一种立交桥桩基托换的基坑支护结构及施工方法 | |
| CN210395378U (zh) | 边坡防护装置 | |
| KR100846571B1 (ko) | 그라우팅 공법을 이용하는 토사터널 구축 메사공법 | |
| CN113958322B (zh) | 一种在既有地铁线下层的隧道挖掘方法 | |
| KR101774344B1 (ko) | 기존 지하출입구를 이용한 경사 굴착공법 및 굴착장치 | |
| KR20140007309A (ko) | 연약 지반에 설치되는 선지보 터널 공법 | |
| CN102691307A (zh) | 隧道洞口段的沉箱施工方法 | |
| KR101407632B1 (ko) | 지중 보조통로 구조물 및 지중 보조통로 구조물의 시공을 위한 강관 추진공법 | |
| RU2349710C1 (ru) | Способ строительства противофильтрационной завесы на застроенных территориях | |
| KR102225104B1 (ko) | 오픈실드공법 | |
| RU2785300C1 (ru) | Односводчатая станция метрополитена глубокого заложения с опорными тоннелями, сооружаемая закрытым способом производства работ | |
| KR20200088659A (ko) | 흙막이판을 이용한 탑다운 방식 지하구조물 축조 공법 | |
| CN113605923B (zh) | 一种地铁叠线区间隧道联络通道结构及施工方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170810 Year of fee payment: 4 |
|
| J204 | Request for invalidation trial [patent] | ||
| J121 | Written withdrawal of request for trial | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20191104 Year of fee payment: 6 |
|
| R401 | Registration of restoration |