KR101458003B1 - 중앙지지벽에 대피로가 구비된 투아치 터널 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 중앙지지벽에 대피로가 구비된 투아치 터널은, 양측으로 구비되는 본선 터널, 상기 본선 터널 사이에 구비되는 중앙지지벽 및 상기 본선 터널의 길이 방향을 따라서 상기 중앙지지벽에 구비되는 대피로를 포함한다.
그리고 이의 시공방법은, 대피로 구축용 터널을 시공하는 단계, 상기 대피로 구축용 터널에 대피로가 구비된 중앙지지벽을 구축하는 단계 및 상기 중앙지지벽 주위로 본선 터널을 시공하는 단계를 포함한다.

Description

중앙지지벽에 대피로가 구비된 투아치 터널 및 그 시공방법{2-Arch Tunnel Having Emergency Pathway in Center-Support Structure and Its Constructing Method}

본 발명은 본선 터널 사이에 대피로가 구비된 투아치 터널의 구조 및 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 중앙지지벽에 대피로가 구축된 투아치 터널 및 그 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 2아치 터널이라 함은 중앙지지벽을 기준으로 양측에 2개의 아치형 터널을 구비한 터널로써, 상기 2개의 아치형 본선 터널로 차량이 운행 가능하도록 한 터널을 일컫는다. 상기 2아치 터널은 1-아치터널에 비해 구조적으로 안정되고, 1-아치터널의 적용이 곤란한 지점에서 시공이 손쉬우며, 2개의 터널을 병렬로 굴착할 경우 터널 사이의 이격 거리를 확보하기 힘든 병렬터널 시공 시의 문제점을 해결할 수 있어 1990년대 이후 대부분 왕복 4차로 이상의 터널 시공에 상용화되고 있다.

2아치 터널의 일반적인 시공방법을 개략적으로 설명하면, 먼저 파일롯 터널을 굴착한 후 파일롯 터널의 중앙에 중앙지지벽을 설치하고, 파일롯 터널의 좌우 양측을 발파하여 본선 터널을 굴착하는 순서로 이루어진다.

하지만, 상기와 같이 시공된 종래의 2아치 터널의 경우, 위급 상황 시 내부의 인원이 대피할 수 있는 대피로가 없다는 문제가 있다. 일부 터널의 경우 상황에 따라 일측 터널에서 타측 터널을 서로 연결시켜 일측 터널에 비상 상황이 발생 시 타측 터널을 이용하는 경우가 있었으나, 이는 양측 터널 모두에 긴급 상황이 발생 시에는 전혀 대피 효과가 없다는 문제가 있다. 또한 타측 터널의 교통 상황에 의해 사고의 위험이 존재하며, 타측 터널의 교통 흐름에 지장을 주게 된다.

이를 위해 별도의 대피로를 설치하기 위해서는 시공 기간이 크게 증가되고, 시공 비용 역시 크게 증가하게 되는 문제가 있다. 따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 터널에 종속된 대피로를 설치하여 위급 상황 시 터널 내부 인원이 안전하게 대피하도록 하는 투아치 터널 및 그 시공방법을 제공하기 위함이다.

또한 대피로의 설치가 간단하고 시공기간을 단축시킬 수 있는 투아치 터널 및 그 시공방법을 제공함에 있다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 중앙지지벽에 대피로가 구비된 투아치 터널은, 양측으로 구비되는 본선 터널, 상기 본선 터널 사이에 구비되는 중앙지지벽 및 상기 본선 터널의 길이 방향을 따라서 상기 중앙지지벽에 구비되는 대피로를 포함한다.

그리고 상기 대피로는, 상기 양측의 본선 터널 중 적어도 어느 하나 이상과 연결되는 연결통로를 하나 이상 포함할 수 있다.

또한 상기 연결통로에는 도어부가 더 구비될 수 있다.

그리고 상기 대피로 상부에는 배기덕트가 구비될 수 있다.

또한 상기 배기덕트는 상기 본선 터널과 연통된 연통부를 포함할 수 있다.

그리고 상기 배기덕트에는 환풍기가 구비될 수 있다.

또한 상기 배기덕트는, 상기 배기덕트와 터널 외부를 연통시키며, 상기 배기덕트 내의 공기를 터널 외부로 배출시키는 배출부를 포함할 수 있다.

그리고 상기 배출부는 상기 배기덕트의 전단부 및 후단부 중 적어도 어느 일측에 구비될 수 있다.

또한 상기 배출부는 상기 배기덕트의 상부로 연장되어 외부로 연통될 수 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 중앙지지벽에 대피로가 구비된 투아치 터널 시공방법은, 대피로 구축용 터널을 시공하는 단계, 상기 대피로 구축용 터널에 대피로가 구비된 중앙지지벽을 구축하는 단계 및 상기 중앙지지벽 주위로 본선 터널을 시공하는 단계를 포함한다.

그리고 상기 대피로 구축용 터널 시공단계는 파일롯 터널을 시공하는 것으로 이루어지며, 상기 중앙지지벽을 구축하는 단계는 상기 파일롯 터널의 중앙부에 상기 중앙지지벽을 구축하는 것으로 할 수 있다.

또한 상기 대피로 구축용 터널 시공단계는 복수의 본선 터널 중 어느 하나와 여유영역을 포함하는 임시 터널을 시공하는 것으로 이루어지며, 상기 중앙지지벽을 구축하는 단계는 상기 대피로 구축용 터널 시공단계에 의해 시공된 임시 터널의 일측부에 상기 중앙지지벽을 구축하는 것으로 할 수 있다.

그리고 상기 본선 터널을 시공하는 단계 이후에는, 상기 대피로와 상기 본선 터널을 연결하는 연결통로를 시공하는 단계가 더 포함될 수 있다.

또한 상기 대피로 상부에는 배기덕트가 구비되고, 상기 본선 터널을 시공하는 단계 이후에는, 상기 배기덕트와 상기 본선 터널을 연결하는 연통부를 시공하는 단계가 더 포함될 수 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 중앙지지벽에 대피로가 구비된 투아치 터널 및 그 시공방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본선 터널 사이에 대피로를 설치되므로 위급 상황 시 터널 내부 인원이 안전하게 대피할 수 있다는 장점이 있다.

둘째, 대피로의 설치가 간단하여 시공 비용 및 시공 기간을 단축시킬 수 있다는 장점이 있다.

셋째, 대피로가 본선 터널 사이에 구비되므로, 터널 내부의 인원이 대피 시 본선 터널의 교통 흐름에 지장을 주지 않는다는 장점이 있다.

넷째, 대피로 상부에 배기덕트가 구비되는 경우 터널 내부의 오염물질을 용이하게 배출시킬 수 있다는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 시공방법에 있어서, 파일롯 터널을 시공한 모습을 나타낸 정면도;
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 시공방법에 있어서, 파일롯 터널 내측에 중앙지지벽을 구축한 모습을 나타낸 정면도;
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 시공방법에 있어서, 파일롯 터널 양측으로 본선 터널을 시공한 모습을 나타낸 정면도;
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 시공방법에 있어서, 대피로와 본선 터널을 연결하는 연결통로의 모습을 나타낸 사시도;
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 시공방법에 있어서, 배기덕트와 본선 터널을 연결하는 연통부의 모습을 나타낸 평면도;
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 터널 시공방법에 있어서, 임시 터널을 시공한 모습을 나타낸 정면도;
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 터널 시공방법에 있어서, 임시 터널 일측부에 중앙지지벽을 구축한 모습을 나타낸 정면도;
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 터널 시공방법에 있어서, 본선 터널을 시공한 모습을 나타낸 정면도; 및
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 터널 시공방법에 의해 시공된 터널에 있어서, 배기덕트의 상부로 배출부가 연장된 모습을 나타낸 단면도이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 시공방법에 있어서, 파일롯 터널을 시공한 모습을 나타낸 정면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 시공방법은 대피로 구축용 터널을 시공하는 단계를 포함한다. 상기 대피로 구축용 터널은 이후 시공될 양측의 본선 터널 사이에 대피로를 구축하기 위해 미리 시공되는 터널이다.

본 실시예의 경우, 2아치 터널을 시공하기 위한 것으로 상기 대피로 구축용 터널을 시공하는 단계는 파일롯 터널(10)을 시공하는 것으로 이루어진다. 즉 2아치 터널을 시공하기 위해 미리 굴착되는 파일롯 터널(10)이 대피로 구축용 터널의 역할을 수행하게 된다.

다만, 본 실시예와 달리 대피로 구축용 터널은 최종 시공 목적에 따라 다양한 터널의 형태로 형성될 수 있으며, 2아치 터널의 경우에도 본선 터널 자체가 대피로 구축용 터널을 형성할 수도 있다. 이에 대해서는 후술하도록 한다.

본 실시예에서는 대피로 구축용 터널인 파일롯 터널(10)을 시공하기 위해 굴착 대상이 되는 시공 환경을 측량한 후, 3붐 점보드릴(3Boom Jumbo Drill)이나 레그햄머와 같은 수 개의 착암기를 장착한 착암 장비를 사용하여 발파 패턴에 의한 천공장, 간격의 적정 여부를 확인하여 발파공을 천공하는 천공 작업을 한다.

다음으로 상기 발파공에 장약량의 적정 여부를 확인하여 화약을 장약하고, 발파를 실시한다. 이후 환기를 실시하고, 상기 환기 과정에서 불발 잔약의 확인과 진동에 의한 2차 붕괴 2차 붕괴 여부를 확인하고, 안전을 위하여 페이로더, 차징카, 서비스카 등을 사용하여 낙반과 부석처리 및 발파로 인해 생성된 낙석처리를 실시한다.

다음으로는, 휠로더(Wheel Loader)와 덤프트럭(Dump Truck)과 같은 적재 기계와 운반 기계를 사용하여 버럭 처리를 실시한다. 그리고 습식 숏크리트 타설용 로봇식 장비 또는 로봇형 숏크리트 머신 및 믹서트럭(레미콘)을 사용하여 1차 숏크리트 작업을 실시하고, 유압식 자주이동 작업차와 같은 장비를 사용하여 와이어 메쉬 또는 락볼트와 같은 지보재를 설치한 후, 1차 숏크리트 작업과 유사하게 2차 숏크리트 작업을 실시한다.

상기 단계들을 반복하여 실시함으로써 상기 파일롯 터널(100)의 굴착을 진행한다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 시공방법에 있어서, 파일롯 터널(10) 내측에 중앙지지벽(50)을 구축한 모습을 나타낸 정면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 대피로 구축용 터널을 시공하는 단계 이후에는 중앙지지벽(50)을 구축하는 단계가 수행된다. 중앙지지벽(50)은 대피로 구축용 터널 내측에 설치되며, 이후 양측의 본선 터널을 시공 시 본선 터널 사이를 지지하는 역할을 한다. 즉 본 실시예의 경우 파일롯 터널(10)의 내측 중앙부에 중앙지지벽(50)이 설치된다.

그리고 중앙지지벽(50)의 내측에는 대피로(60)가 구비되며, 이는 이후 시공될 본선 터널의 길이 방향을 따라서 길게 형성된다. 이에 따라 본선 터널에 긴급 상황이 발생 시 본선 터널 내측에 진입한 터널 이용자는 대피로(60)를 이용하여 본선 터널 외부로 탈출할 수 있다.

이와 같은 대피로(60)가 구비된 중앙지지벽(50)은 프리캐스트(Precast) 형태로 제작되어 현장에서 직접 설치될 수 있다. 또는 대피로 형태의 골조를 현상에서 직접 설치한 뒤, 대피로의 양측으로 지지펜스를 설치하고, 숏크리트 작업을 실시하여 중앙지지벽(50)을 구축하는 방법이 사용될 수 있다. 또한 상기 방법들 외에도 다양한 방법이 사용될 수 있음은 물론이다.

그리고 본 실시예의 경우, 대피로(60) 상부에는 배기덕트(70)가 구비된다. 배기덕트(70)는 시공될 본선 터널 내부의 오염된 공기를 터널 외부로 배출시킬 수 있도록 공기의 유동경로가 형성된다. 특히 본 실시예에서 배기덕트(70)는 중앙에 격벽이 설치되어 좌우로 구획되고, 이에 따라 구획된 공간은 각각 대응되는 본선 터널의 공기를 유동시킬 수 있도록 형성된다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 시공방법에 있어서, 파일롯 터널 양측으로 본선 터널(20, 30)을 시공한 모습을 나타낸 정면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 중앙지지벽(50)을 구축하는 단계 이후에는 중앙지지벽(50) 주위로 본선 터널(20, 30)을 시공하는 단계가 수행된다. 이에 따라 2아치 터널이 시공되며, 양측의 본선 터널(20, 30) 사이에는 대피로(60) 및 배기덕트(70)가 본선 터널(20, 30)의 길이 방향을 따라 길게 형성된다.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 시공방법에 있어서, 대피로(60)와 본선 터널(20, 30)을 연결하는 연결통로(62)의 모습을 나타낸 사시도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 대피로(60)와 본선 터널(20, 30)을 연결하는 연결통로(62)를 시공하는 단계가 추가적으로 수행될 수 있다. 따라서 대피로(60)는 본선 터널(20, 30)과 연결통로(62)에 의해 연결되도록 형성되어 내부의 이용자가 용이하게 터널 외부로 탈출할 수 있다.

본 실시예의 경우, 연결통로(62)는 본선 터널(20, 30)의 길이 방향을 따라 일정 구간마다 설치된다. 이에 따라 이용자는 본선 터널(20, 30)의 어느 위치에 있더라도 대피로(60)로 신속하게 대피할 수 있다.

그리고 본 실시예에서 연결통로(62)에는 도어부(64)가 더 구비된다. 도어부(64)가 구비됨으로 인해 평상시 대피로(60)의 내부가 본선 터널(20, 30)에 노출되는 것을 방지할 수 있어 대피로(60) 내의 공기를 청정하게 유지할 수 있다. 또한 긴급 상황 발생 시 대피로(60) 내측에서 도어부(64)를 차폐하여 대피로(60) 내의 안전을 도모할 수도 있다.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 시공방법에 있어서, 배기덕트(70)와 본선 터널(20, 30)을 연결하는 연통부(72)의 모습을 나타낸 평면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 배기덕트(70)와 본선 터널(20, 30)을 연결하는 연통부(72)를 시공하는 단계가 추가적으로 수행될 수 있다. 따라서 본선 터널(20, 30)에 잔류하는 오염 물질이 포함된 공기는 연통부(72)를 따라 배기덕트(70) 내로 유입되고, 이는 배기덕트(70)의 배출부를 통해 터널 외부로 배출될 수 있다.

본 실시예의 경우 배출부는 배기덕트(70)의 전단부 및 후단부에 구비된다. 다만, 본 실시예와 달리 배출부는 배기덕트(70)의 다양한 위치에 구비될 수 있으며, 또한 전단부 및 후단부 중 어느 일측에만 형성될 수도 있음은 물론이다.

그리고 도시되지는 않았으나, 배기덕트(70)의 내부에는 하나 이상의 환풍기가 구비될 수 있다.

이상으로 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 시공방법에 대해 설명하였다. 이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 대해 설명하도록 한다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 터널 시공방법에 있어서, 임시 터널(5)을 시공한 모습을 나타낸 정면도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 경우 대피로 구축용 터널 시공단계는 복수의 본선 터널 중 어느 하나와 여유영역을 포함하는 임시 터널(5)을 시공하는 것으로 이루어진다.

즉 전술한 제1실시예에서 파일롯 터널이 대피로 구축용 터널 역할을 수행한 것과 달리, 제2실시예의 경우 본선 터널 중 어느 일측에 여유영역을 더 할당한 임시 터널(5)이 대피로 구축용 터널의 역할을 수행한다. 따라서 임시 터널(5)은 본선 터널보다 여유영역만큼 더 넓은 공간을 가진다.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 터널 시공방법에 있어서, 임시 터널(5) 일측부에 중앙지지벽(150)을 구축한 모습을 나타낸 정면도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 제2실시예에서 중앙지지벽(150)을 구축하는 단계는 임시 터널(5)의 일측부에 상기 중앙지지벽(150)을 구축하는 것으로 이루어진다. 즉 중앙지지벽(150)은 상기 여유영역에 대응되는 부피를 가지며, 이에 따라 중앙지지벽(150)을 제외한 나머지 공간은 본선 터널의 공간과 동일한 크기를 가지게 된다.

그리고 본 실시예 역시 중앙지지벽(150)의 내측에는 대피로(160) 및 배기덕트(170)가 형성된다.

도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 터널 시공방법에 있어서, 본선 터널(20, 30)을 시공한 모습을 나타낸 정면도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시예 역시 제1실시예와 마찬가지로 중앙지지벽(150)의 양측으로 본선 터널(20, 30)이 시공되며, 양측의 본선 터널(20, 30) 사이에는 대피로(160)가 구비된다.

도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 터널 시공방법에 의해 시공된 터널에 있어서, 배기덕트(270)의 상부로 배출부(274)가 연장된 모습을 나타낸 단면도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 터널 시공방법에 의해 시공된 터널은, 제1실시예 및 제2실시예와 마찬가지로 양측에 본선 터널(20, 30)이 위치되며, 양측의 본선 터널(20, 30) 사이에는 대피로(260) 및 배기덕트(270)가 구비된다.

다만, 제3실시예의 경우 본선 터널(20, 30)은 비교적 높이가 낮은 언덕에 굴착되며, 이에 따라 배출부(274)는 배기덕트(270)의 상부로 연장되어 언덕의 지표면(G)까지 연결되고, 외부로 연통된다.

이와 같이 지표면(G)이 배기덕트(270)와 비교적 가깝게 위치되는 경우에는 배출부(274)를 상부로 연장할 수 있으며, 이에 따라 배기덕트(270)의 어느 위치에서도 배출부(274)를 형성할 수 있다는 장점이 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

5: 임시 터널 10: 파일롯 터널
20, 30: 본선 터널 50: 중앙지지벽
60: 대피로 62: 연결통로
64: 도어부 70: 배기덕트
72: 연통부

Claims (14)

1. 양측으로 구비되는 본선 터널;
   상기 본선 터널 사이에 구비되는 중앙지지벽;
   상기 본선 터널의 길이 방향을 따라서 상기 중앙지지벽에 구비되되, 상기 중앙지지벽의 내측에 프리캐스트 형태로 제작되어 설치되고, 상기 양측의 본선 터널과 각각 연결통로에 의해 연결되는 대피로; 및
   상기 대피로의 상부에 구비되며, 중앙에는 격벽이 설치되어, 상기 격벽에 의해 구획된 공간은 각각 대응되는 위치의 본선 터널과 연통되어 공기를 유동시키는 연통부를 포함하는 배기덕트;
   를 포함하는 투아치 터널.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 연결통로에는 도어부가 더 구비된 투아치 터널.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 배기덕트에는 환풍기가 구비된 투아치 터널.
7. 제1항에 있어서,
   상기 배기덕트는,
   상기 배기덕트와 터널 외부를 연통시키며, 상기 배기덕트 내의 공기를 터널 외부로 배출시키는 배출부를 포함하는 투아치 터널.
8. 제7항에 있어서,
   상기 배출부는 상기 배기덕트의 전단부 및 후단부 중 적어도 어느 일측에 구비된 투아치 터널.
9. 제7항에 있어서,
   상기 배출부는 상기 배기덕트의 상부로 연장되어 외부로 연통된 투아치 터널.
10. 파일롯 터널을 시공하는 단계;
    상기 파일롯 터널에, 프리캐스트 형태로 제작되되, 상부에 배기덕트가 구비되고, 중앙에 격벽이 설치된 대피로가 설치된 중앙지지벽을 구축하는 단계;
    상기 중앙지지벽의 양측으로 한 쌍의 본선 터널을 시공하는 단계;
    상기 대피로와 상기 양측의 본선 터널을 각각 연결하는 연결통로를 시공하는 단계; 및
    상기 배기덕트의 상기 격벽에 의해 구획된 공간을 각각 대응되는 위치의 본선 터널과 연결하는 연통부를 시공하는 단계;
    를 포함하는 투아치 터널 시공방법.
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제

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