KR101447380B1

KR101447380B1 - 수평 추진된 갤러리관을 이용한 계단부 통로의 비개착 시공 공법

Info

Publication number: KR101447380B1
Application number: KR1020130085623A
Authority: KR
Inventors: 윤기철
Original assignee: 윤기철
Priority date: 2013-07-19
Filing date: 2013-07-19
Publication date: 2014-10-06

Abstract

본 발명은 계단부 통로의 폭을 증대시킬 수 있으며. 굴착 깊이가 과도하게 깊은 경우에 인접한 중요구조물이나 지상철도 등의 안정성이 확보되도록 한 수평 추진된 갤러리관을 이용한 계단부 통로의 비개착 시공 공법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 지중에 매설시킨 메인 갤러리관을 삽통시켜 복수개의 계단부 갤러리관을 동일 높이로 상호 나란하게 수평되게 압입하면서 내부 토사를 제거하여 놓는 단계와; 계단부 갤러리관에 메인 갤러리관으로부터 가까운 위치에서 시작하여 일정 구간에 걸쳐 다수개의 계단부 슬래브관을 압입하면서 내부 토사를 제거하여 놓는 단계와; 계단부 갤러리관을 절개한 후 하부로 트렌치 굴착을 실시하고, 굴착된 벽체 트렌치에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 계단부 하부 벽체를 시공하는 단계와; 지상에서 계단부 갤러리관을 향해 트렌치 굴착하고, 굴착된 벽체 트렌치에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 계단부 상부 벽체를 시공하는 단계와; 계단부 상부 벽체와 계단부 하부 벽체 사이에 존재하는 내부 토사를 굴착하여 계단부 통로를 확보하는 단계; 및 계단부 통로의 바닥에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 계단부 바닥슬래브를 시공하는 단계를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 한다.

Description

수평 추진된 갤러리관을 이용한 계단부 통로의 비개착 시공 공법{No-Dig construction method of step passage using horizontal gallery pipe}

본 발명은 지하구조물에 접근하기 위한 계단 통로의 시공 공법에 관한 것으로, 특히 굴착 깊이가 과도하게 깊은 경우에 안정성이 확보되도록 한 수평 추진된 갤러리관을 이용한 계단부 통로의 비개착 시공 공법에 관한 것이다.

지하상가, 지하철 및 지하철 역사, 지하주차장, 지하차도, 지하통신구, 터널, 지하도수로 등의 지하구조물을 축조하기 위해 기존에 가장 많이 사용해 온 방법은 개착식(Open Cut) 공법이나 이는 지상교통의 흐름을 방해하고 공사소음 및 주변의 침하로 인한 민원발생 등의 문제점을 야기시켜 왔다.

이에 대한 대안으로 비개착식 공법으로 일명 TRcM(Tubular Roof Construction Method) 공법이 알려져 있다. 이 공법은 지상이나 지하에 중요구조물이나 시설물, 도로, 철도 등과 같은 주요 기간시설물이 존재하는 경우 인접하부구역에 터널이나 지하공간을 안전하고 효과적으로 건설할 수 있는 대안으로 사용되어 오고 있다. 이 공법의 특징은 지표면으로부터 낮은 토피조건 혹은 상부구조물과 이격거리가 매우 작은 조건을 갖는 연결시설물, 중요구조물을 하부 통과하는 교통구조물 등을 건설시 주변시설의 안전성을 확보하고, 작업 구역 내의 사용자들의 편익을 최대한 보장하는 비개착 구조물 축조공법이다.

한편, 지중에 축조된 지하구조물과 지상과의 출입을 위해서는 출입통로가 확보되어야 한다. 이러한 출입통로를 확보하는 방법은 계단, 에스컬레이터, 엘리베이터 등이 될 수 있다. 여기서 계단이나 에스컬레이터를 설치하기 위해서는 출입통로가 경사져 있어야 한다. 이 경우 출입통로를 시공하기 위해 트렌치 굴착이 필요 시 과다하게 깊은 경우 인접되어 있는 중요구조물 또는 지상철도 등의 안정성을 고려해야 한다.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 공개특허 공개번호 특2002-0056367호로서, 지하보도 구조물 구축방법이 제안되어 있다. 이는 도로 또는 철도를 횡단하는 지하보도를 비개착식으로 시공하는 지하보도 구조물 구축방법에 있어서, 도로 또는 철로의 양측 지표면에서 지중으로 각각 수직 발진갱과 수직 도달갱을 굴착하여 형성하는 수직갱 형성단계와; 상기 수직 발진갱에서 상기 수직 도달갱으로 원형 강관구조체를 터널 굴착장치를 사용하여 압입 추진시켜 횡단통로를 형성하는 횡단통로 형성단계와; 상기 횡단통로 형성단계에서 형성된 횡단통로와 지표면이 서로 연통되게 원형 강관 구조체를 상기 수직 발진갱과 수직도달갱에서 각각 지표면으로 터널 굴착장치를 사용하여 압입 추진시켜 다수개의 연결통로를 형성하는 연결통로 형성단계를 포함하여 이루어진다.

그러나 상기 배경기술은 연결통로의 공간(단면적)이 원형 강관 구조체의 직경 크기에 제한되는 문제가 생긴다. 즉, 폭이 넓고 높은 연결통로를 확보하기가 어렵고, 이로 인해 에스컬레이터 설치가 곤란하다.

한국 등록특허 등록번호 제10-0805189호(벽체 구축과 굴착을 병행하는 지하구조물 축조방법)

본 발명은 계단부 통로의 폭을 증대시킬 수 있으며. 굴착 깊이가 과도하게 깊은 경우에 인접한 중요구조물이나 지상철도 등의 안정성이 확보되도록 한 수평 추진된 갤러리관을 이용한 계단부 통로의 비개착 시공 공법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면,

지중에 매설시킨 메인 갤러리관을 삽통시켜 복수개의 계단부 갤러리관을 동일 높이로 상호 나란하게 수평되게 압입하면서 내부 토사를 제거하여 놓는 단계와;

계단부 갤러리관에 메인 갤러리관으로부터 가까운 위치에서 시작하여 일정 구간에 걸쳐 다수개의 계단부 슬래브관을 압입하면서 내부 토사를 제거하여 놓는 단계와;

계단부 갤러리관의 상부 및 하부를 상기 계단부 슬래브관(18)의 마지막 설치위치까지 절개한 후 하부로 트렌치 굴착을 실시하고, 굴착된 벽체 트렌치에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 계단부 하부 벽체를 시공하는 단계와;

지상에서 계단부 갤러리관을 향해 트렌치 굴착하고, 굴착된 벽체 트렌치에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 계단부 상부 벽체를 시공하는 단계와;

계단부 상부 벽체와 계단부 하부 벽체 사이에 존재하는 내부 토사를 굴착하여 계단부 통로를 확보하는 단계; 및

계단부 통로의 바닥에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 계단부 바닥슬래브를 시공하는 단계를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 한다.

또한, 메인 갤러리관은 지하 구조물의 연결통로의 축조에 포함되어 시공되는 것을 특징으로 한다.

또한, 계단부 상부 벽체와 계단부 하부 벽체 사이의 내부 토사의 굴착은 통로부 슬래브관의 하측 내부를 굴착하여 지하구조물의 연결통로를 확보한 후 시행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 계단부 바닥슬래브의 시공은 지하구조물의 연결통로에 기초 콘크리트를 타설하여 바닥 슬래브를 시공한 후 시행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 계단부 갤러리관은 메인 갤러리관에 비해 상대적으로 작은 직경을 갖고 시공되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 계단부 하부 벽체의 시공시 계단부 갤러리관내로 철근이 노출되도록 배근시키고, 계단부 상부 벽체의 콘크리트가 노출된 철근에 합성되어 시공되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 수평 추진된 갤러리관을 이용한 계단부 통로의 비개착 시공 공법에 따르면, 계단부 갤러리관의 설치 위치에 따라 계단부 통로의 폭을 증대시킬 수 있다.

또한, 하부벽체를 선 시공한 후 상부벽체를 후 시공하여 일체된 통로 벽체를 시공할 수 있어, 굴착 깊이가 과도하게 깊은 경우에 적용할 수 있다. 따라서 계단부 통로의 시공중 인접한 중요구조물이나 지상철도 등의 안정성이 확보된다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1 내지 도 6은 본 발명에 따른 수평 추진된 갤러리관을 이용한 비개착 계단부 통로의 시공 순서도.
도 7은 본 발명에 따른 비개착 경사부 통로 시공시 프리캐스팅 판넬의 설치 상태도.
도 8은 본 발명에 따른 비개착 경사부 통로 시공시 바닥슬래브의 시공상태도.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

먼저, 도 1과 같이 메인 갤러리관(12a)의 압입과 굴착이 이루어진다. 이때 메인 갤러리관(12a)은 선도관과 후속관 사이에 유압식 또는 볼트식 조정장치를 장착하여 설계 선형을 유지할 수 있도록 압입 추진될 수 있다. 메인 갤러리관(12a)은 연결통로 지하구조물에 포함된 것이 될 수 있다. 메인 갤러리관(12a)이 연결통로 지하구조물에 포함되는 경우 추가적으로 메인 갤러리관(12b,12c)의 압입과 굴착이 함께 이루어진다. 이때 내측에 위치한 메인 갤러리관(12c)은 연결통로 지하구조물의 폭에 따라 2개 이상으로 시공될 수 있다.

메인 갤러리관(12a)이 연결통로 지하구조물에 포함되는 경우 메인 갤러리관(12a,12b,12c)의 압입 굴착 후 지하구조물의 루프를 구성하는 다수개의 통로부 슬래브관(14)이 나란하게 병렬로 시공된다. 통로부 슬래브관(14)은 메인 갤러리관(12a,12b,12c)의 절개된 부분을 통해 압입되고, 동시에 통로부 슬래브관(14) 내부 토사의 굴착이 이루어진다. 이후 통로부 슬래브관(14) 내부는 철근콘크리트로 타설된다.

다음, 도 2와 같이 복수개의 계단부 갤러리관(16)(16)이 나란하게 수평적으로 시공된다. 계단부 갤러리관(16)(16)은 메인 갤러리관(12a)에 비해 상대적으로 작은 직경을 갖는다. 계단부 갤러리관(16)(16)은 계단부의 폭을 고려하여 메인 갤러리관(12a)측에서 절개된 부분을 통하여 압입 추진되고, 동시에 계단부 갤러리관(16)(16) 내부의 토사가 굴착된다. 따라서 계단부 갤러리관(16)(16)은 메인 갤러리관(12a)과 동일 높이에 시공된다. 이때 계단부 갤러리관(16)(16)의 길이는 계단부의 경사도에 따라 증감될 수 있다.

이같이 계단부 갤러리관(16)(16)은 계단부의 폭을 고려하여 증가시킬 수 있으므로 경사부 출입통로의 폭을 증대시킬 수 있다.

그 다음, 계단부 갤러리관(16)(16)의 일정 구간에 서로 마주하는 일측면부쪽에 절개 후 다수개의 계단부 슬래브관(18)의 압입과 내부 토사의 굴착이 진행된다. 계단부 슬래브관(18)은 가까운 메인 갤러리관(12a)측에서 시작하여 일정 구간만큼만 시공된다. 이후 계단부 슬래브관(18)들간의 틈새는 그라우팅 공법으로 그라우트재를 채워 제거됨으로써 방수처리가 동시에 이루어진다. 그라우트재의 주입은 계단부 슬래브관(18)에 형성시킨 주입공을 통해 이루어질 수 있다. 이후 계단부 슬래브관(18)의 내부로 철근콘크리트가 타설된다.

그 다음, 중앙에 위치한 메인 갤러리관(12c)을 소정 위치마다 절개 굴착 후 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 중앙 기둥(19)을 시공한다. 이 단계는 중앙 기둥의 설치가 필요없는 경우 생략될 수 있다.

그 다음, 도 3과 같이 메인 갤러리관(12a,12b)과 계단부 갤러리관(16)을 각기 절개한 후 하부로 트랜치 굴착한 후 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 지하구조물의 연결통로 벽체(20)(20)와 계단부 하부 벽체(22)(22)를 시공한다. 이때 계단부 갤러리관(16)(16)의 상부 및 하부를 상기 계단부 슬래브관(18)의 마지막 설치위치까지 절개한 후 그 하부로 트렌치 굴착을 실시한다. 트랜치 굴착시 토압 붕괴를 막고 콘크리트의 타설을 위해 도 7과 같이 굴착면에 프리캐스팅 판넬(21)을 대고 버팀보를 지지하여 가면서 시공될 수 있다. 이때 프리캐스팅 판넬은 거푸집의 기능도 동시에 수행하므로 특정한 판넬에 제한되는 것은 아니다.

계단부 하부 벽체(22)(22)의 시공시 계단부 갤러리관(16)(16)내로 배근된 철근을 노출시켜 후술할 계단부 상부 벽체(24)(24)와 합성되도록 함이 바람직하다.

그 다음, 도 4와 같이 상측에서 계단부 갤러리관(16)(16)을 향해 트렌치 굴착 후 철근 콘크리트를 시공하여 계단부 상부 벽체(24)(24)를 시공한다. 계단부 상부 벽체(24)(24)의 시공을 위한 트렌치 굴착시에도 도 7과 같이 프리캐스팅 판넬(23)과 버팀보를 사용하여 작업 안전성을 높이고 콘크리트의 타설에 이용되도록 한다.

이때 계단부 상부 벽체(24)(24)는 계단부 갤러리관(16)(16)내로 절개부를 통해 침입하여 계단부 상부 벽체(24)(24)에 배근된 철근과 합성되어 일체화된다.

이같이 본 공법에서는 계단부 벽체를 한번에 시공하는 것이 아니라 계단부 갤러리관(16)(16)을 기준으로 하부측으로 계단부 하부 벽체(22)(22)를 선 시공한 후, 그 상부측으로 계단부 상부 벽체(24)(24)를 후 시공함으로써 전체 굴착 깊이가 깊더라도 벽체를 분할 시공하게 되어 인접한 중요구조물이나 지상철도의 안정성을 도모하게 된다.

그 다음, 도 5와 같이 계단부 상부 벽체(24)와 계단부 하부 벽체(22)(22) 사이의 내부 토사를 굴착하여 도 8과 같이 계단부 통로(200)를 확보한다. 이때 통로부 슬래브관(14)의 하측 내부를 굴착하여 지하구조물(100)의 연결통로(102)를 확보한 후 실시될 수 있다.

그 다음, 도 8과 같이 계단부 통로(200)의 바닥에 철근을 배근하고 거푸집을 설치한 후 콘크리트를 타설하여 계단부 바닥슬래브(202)를 시공한다. 이는 지하구조물(100)의 연결통로(102)에 기초 콘크리트를 타설하여 통로부 바닥 슬래브(104)를 시공한 후 실시될 수 있다.

여기서, 메인 갤러리관(12a,12b,12c), 통로부 슬래브관(14), 계단부 갤러리관(16)(16) 및 계단부 슬래브관(18)은 강관으로 제작되어 있다. 이들 관의 압입은 유압장치에 의해 이루어지고, 관 내부의 토사는 굴착 장비를 이용하여 굴착이 이루어진다.

이후 계단부 갤러리관(16)(16), 메인 갤러리관(12a,12b,12c)의 내부에는 철근이 배근되고 콘크리트가 충전되어 진다. 이때 갤러리관이나 슬래브관에는 쉬스관을 매설하고 PS강선이나 강봉을 설치한 후 프리스트레스를 도입하여 휨모멘트의 저항 효과를 증대시키도록 할 수도 있다.

이와 같이 하여 시공된 계단부 통로(200)에는 후에 계단과 에스컬레이터가 모두 설치되거나 선택적으로 설치될 수 있다. 따라서 계단부 통로(200)는 예로, 지하구조물의 연결통로(102)로 접근할 수 있는 출입구로 활용될 수 있다.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

12a: 메인 갤러리관
16: 계단부 갤러리관
18: 계단부 슬래브관
22: 계단부 하부 벽체
24: 계단부 상부 벽체
200: 계단부 통로
202: 계단부 바닥슬래브

Claims

지중에 매설시킨 메인 갤러리관(12a)을 삽통시켜 복수개의 계단부 갤러리관(16)(16)을 동일 높이로 상호 나란하게 수평되게 압입하면서 내부 토사를 제거하여 놓는 단계와;
계단부 갤러리관(16)(16)에 메인 갤러리관(12a)으로부터 가까운 위치에서 시작하여 일정 구간에 걸쳐 다수개의 계단부 슬래브관(18)을 압입하면서 내부 토사를 제거하여 놓는 단계와;
계단부 갤러리관(16)(16)의 상부 및 하부를 상기 계단부 슬래브관(18)의 마지막 설치위치까지 절개한 후 그 하부로 트렌치 굴착을 실시하고, 굴착된 벽체 트렌치에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 계단부 하부 벽체(22)(22)를 시공하는 단계와;
지상에서 계단부 갤러리관(16)(16)을 향해 트렌치 굴착하고, 굴착된 벽체 트렌치에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 계단부 상부 벽체(24)(24)를 시공하는 단계와;
계단부 상부 벽체(24)(24)와 계단부 하부 벽체(22)(22) 사이에 존재하는 내부 토사를 굴착하여 계단부 통로(200)를 확보하는 단계; 및
계단부 통로(200)의 바닥에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 계단부 바닥슬래브(202)를 시공하는 단계를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 하는 수평 추진된 갤러리관을 이용한 계단부 통로의 비개착 시공 공법.
제 1항에 있어서,
메인 갤러리관(12a)은 지하 구조물(100)의 연결통로(102)의 축조에 포함되어 시공되는 것을 특징으로 하는 수평 추진된 갤러리관을 이용한 계단부 통로의 비개착 시공 공법.
제 1항에 있어서,
계단부 상부 벽체(24)(24)와 계단부 하부 벽체(22)(22) 사이의 내부 토사의 굴착은 통로부 슬래브관(14)의 하측 내부를 굴착하여 지하구조물(100)의 연결통로(102)를 확보한 후 시행되는 것을 특징으로 하는 수평 추진된 갤러리관을 이용한 계단부 통로의 비개착 시공 공법.
제 1항에 있어서,
계단부 바닥슬래브(202)의 시공은 지하구조물(100)의 연결통로(102)에 기초 콘크리트를 타설하여 바닥 슬래브(104)를 시공한 후 시행되는 것을 특징으로 하는 수평 추진된 갤러리관을 이용한 계단부 통로의 비개착 시공 공법.
제 1항에 있어서,
계단부 갤러리관(16)은 메인 갤러리관(12a)에 비해 상대적으로 작은 직경을 갖고 시공되어 있는 것을 특징으로 하는 수평 추진된 갤러리관을 이용한 계단부 통로의 비개착 시공 공법.
제 1항에 있어서,
계단부 하부 벽체(22)(22)의 시공시 계단부 갤러리관(16)(16)내로 철근이 노출되도록 배근시키고, 계단부 상부 벽체(24)(24)의 콘크리트가 노출된 철근에 합성되어 시공되는 것을 특징으로 하는 수평 추진된 갤러리관을 이용한 계단부 통로의 비개착 시공 공법.