KR101489227B1 - 섬유로드 및 폴리머 몰탈을 이용한 터널 라이닝 공법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 종래 철근콘크리트 대신에 섬유로드와 폴리머몰탈을 이용하여 시공을 간소화하고, 철근부식으로 인한 내구성 저하를 방지하며, 점착형 방수재를 이용하여 구조물의 누수문제를 해결한 터널 라이닝 공법에 관한 것으로, 본 발명은 굴착된 터널의 라이닝 시공 방법에 있어서, (a) 숏크리트 시공을 통해 굴착된 터널 내벽을 평탄화 하는 단계와; (b) 평탄화된 터널 내벽에 고정부재를 설치하는 단계와; (c) 고정부재가 설치된 터널 내벽에 배수용 드레인을 시공하는 단계와; (d) 배수용 드레인 설치면에 방수재를 시공하는 단계와; (e) 상기 고정부재에 상기 터널 내벽과 평행한 면을 형성하도록 격자형태로 섬유로드를 설치하는 단계; 그리고 (f) 상기 섬유로드가 배근된 내벽에 고강도 폴리머 몰탈을 시공하는 단계를 포함하여 수행된다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 본 발명에서는 터널 라이닝을 시공함에 있어, 철근 강재를 부식 우려성이 없는 섬유로드로 대체하여 철근 부식으로 인한 내구성 저하를 방지하고, 상기 섬유로드에 폴리머 몰탈을 뿜질 시공에 의해 타설하여, 거푸집 없이 라이닝 공법을 수행하여 공정이 단순화되고 공기를 단축시켜 경제성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
Description
본 발명은 터널의 라이닝 공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 종래 철근콘크리트 대신에 섬유로드와 폴리머몰탈을 이용하여 시공을 간소화하고, 철근부식으로 인한 내구성 저하를 방지하며, 점착형 방수재를 이용하여 구조물의 누수문제를 해결한 터널 라이닝 공법에 관한 것이다.
최근에는 인구의 증가와 경제의 발전에 따른 교통의 증가로 인한 도로와 터널의 공사가 많아지고 있으며 특히나 도시교통의 채증으로 인한 지하 터널 및 해저터널등이 증가하고있고, 이에 따라 터널의 시공법도 개선되어야 한다는 요구가 많아지고 있다.
이에 따라, 터널 시공에 있어, 공기를 단축하고, 터널 내구성을 향상시키기 위한 다양한 기술이 개발되어 적용되고 있다.
대한민국 공개 특허 제10-2013-0066747호 등에는 터널의 라이닝 시공을 위해 개량된 거푸집과, 수밀구조를 개선하기 위한 선행기술이 개시되어 있다.
그러나 이와 같은 종래의 라이닝 공법은 기본적으로 철근콘크리트가 사용되고, 상기 철근콘크리트의 타설 및 양생을 위해 거푸집이 필수적으로 사용되고 있으므로, 공사기간이나 인건비 등의 상승으로 공사비가 증가되는 문제점이 있었다.
또한 기존의 철근콘크리트의 라이닝 공법은 콘크리트 속에 매설된 철근이 시간이 경과됨에 따라 콘크리트의 크렉등을 통한 누수등으로 인하여 부식되고, 상기 철근의 부식 팽창으로 인하여 콘크리트가 박리 및 박락되어 안전상의 위험성이 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 터널 라이닝을 시공함에 있어, 철근 강재를 부식 우려성이 없는 섬유로드로 대체하여 철근 부식으로 인한 내구성 저하를 방지하는 터널 라이닝 공법을 제공하는 것이다.
그리고 본 발명은 상기 섬유로드에 폴리머 몰탈을 뿜질 시공에 의해 타설하여, 거푸집 없이 라이닝 공법을 수행하여 공정이 단순화되고 공기를 단축시켜 경제성을 확보한 터널 라이닝 공법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 드레인 시트와 점착형 방수재를 이용하여, 굴착면의 누수를 방지하는 터널 라이닝 공법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 굴착된 터널의 라이닝 시공 방법에 있어서, (A) 굴착된 터널 내벽에 고정부재를 설치하는 단계와; (B) 상기 고정부재에 섬유로드를 설치하는 단계; 그리고 (C) 상기 섬유로드가 배근된 내벽에 고강도 폴리머 몰탈을 시공하는 단계를 포함하여 수행된다.
또한 본 발명은 굴착된 터널의 라이닝 시공 방법에 있어서, (a) 숏크리트 시공을 통해 굴착된 터널 내벽을 평탄화 하는 단계와; (b) 평탄화된 터널 내벽에 고정부재를 설치하는 단계와; (c) 고정부재가 설치된 터널 내벽에 배수용 드레인을 시공하는 단계와; (d) 배수용 드레인 설치면에 방수재를 시공하는 단계와; (e) 상기 고정부재에 상기 터널 내벽과 평행한 면을 형성하도록 격자형태로 섬유로드를 설치하는 단계; 그리고 (f) 상기 섬유로드가 배근된 내벽에 고강도 폴리머 몰탈을 시공하는 단계를 포함하여 수행되는 섬유로드 및 폴리머 몰탈을 이용한 터널 라이닝 공법을 포함한다.
이때, 상기 섬유로드는, 아라미드 섬유, 유리섬유, 탄소섬유 또는 미라클섬유 중 어느 하나 이상을 포함하는 봉에 가넷, 규사 또는 제강슬러지 미세골재 및 분말을 표면에 부착시킨 것일 수도 있다.
그리고 상기 고정부재는, 상기 터널 내벽의 삽입되어 고정되는 스트롱 앙카와; 상기 스트롱 앙카에 결합되어 터널 내벽(라이닝면) 외부에 소정의 길이로 돌출되는 수직재를 포함하여 구성되고: 상기 수직재는, 전산볼트 또는 스테인레스 스크류 봉일 수도 있다.
또한, 상기 제(B)단계 내지 제(C)단계 및 상기 제(g)단계 내지 제(h)단계는 2회 이상 반복 수행될 수도 있다.
그리고 상기 (c) 단계는, (c1) 터널 내벽에 터널길이 방향으로 드레인시트를 콘크리트 태커를 이용하여 소정의 간격으로 고정시키는 단계와; (c2) 상기 터널 길이 방향의 드레인시트 사이에 "ㅅ"자 형태의 드레인시트를 부착하는 단계; 그리고 (c3) 상기 터널 길이방향의 드레인시트 단부를 부직포와 점착방수재를 이용하여 마감하는 단계를 포함하여 수행될 수도 있다.
또한, 상기 방수재 시공 단계는, 점착형 방수재를 로라 또는 스프레이를 이용하여 도포하거나, 자착식 시트를 롤러를 이용하여 부착시킴에 의해 수행될 수도 있다.
그리고 (g1) 터널 내벽 표면에 내화 경량몰탈을 소정의 두께로 스프레이 또는 뿜칠 시공하여 내화마감 시공을 수행하는 단계와; (g2) 내화 마감된 벽면에 조도를 위한 페인트 도색 공정을 단계를 더 포함하여 수행될 수도 있다.
한편, 상기 (e) 단계는, 터널 내부 환기구를 형성하는 환기 슬래브를 형성하도록 섬유로드를 상기 고정부재와 연결하여 격자형태로 설치하는 단계를 더 포함하여 수행되고: (h1) 격자형태의 환기 슬래브용 섬유로드에 섬유메쉬망을 설치하는 단계와; (h2) 고강도 폴리머몰탈을 숏크리트 또는 뿜칠 공법으로 소정의 두께로 도포/양생하여 환기 슬래브를 형성하는 단계를 더 포함하여 시공될 수도 있다.
그리고 터널 굴착면 중 누수 부위에 드레인 시트를 콘크리트 태커(tacker)를 이용하여 설치하는 단계를 더 포함하여 수행될 수도 있다.
본 발명의 과제해결 원리를 요약하여 정리하면, 철근콘크리트 터널 라이닝 설치 공사시, 거푸집의 사용과 철근 사용 및 두꺼운 라이닝의 콘크리트 타설로 인한 공기 및 시공비 증가를 방지하기 위하여, 녹이 슬지 않는 섬유로드를 철근 대용으로 사용하여 누수로 인한 철근 부식에 의한 터널의 콘크리트 박리/박락으로 인한 열화문제와 안전의 문제 등을 해결하고 터널의 내구성을 증대시키며, 드레인시트와 굳지않는 점착형 방수재의 사용으로 완벽한 누수문제의 해결로 유지관리가 용이하도록 하며 터널내의 환기구 설치를 위한 상부 슬라브 설치도 터널 구조체와 슬라브 구조재를 섬유로드로 일체화 연결 시키는 공법으로 기존의 판넬공법등으로 문제된 붕괴사고를 방지하는 공법이며 터널의 중요한 건축한계를 높일수있는 얇은 두께의 라이닝으로 터널 굴착시에도 많은 경비와 공사비를 절감할수 있는 터널 라이닝 시공 공법에 관한것이다.
위에서 살핀 바와 같은 본 발명에 의한 섬유로드 및 폴리머 몰탈을 이용한 터널 라이닝 공법에서는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
즉, 본 발명에서는 터널 라이닝을 시공함에 있어, 철근 강재를 부식 우려성이 없는 섬유로드로 대체하여 철근 부식으로 인한 내구성 저하를 방지하 효과가 있다.
그리고 본 발명에서는 상기 섬유로드에 폴리머 몰탈을 뿜질 시공에 의해 타설하여, 거푸집 없이 라이닝 공법을 수행하여 공정이 단순화되고 공기를 단축시켜 경제성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에서는 드레인 시트와 점착형 방수재를 이용하여, 굴착면의 누수를 방지할 수 있는 장점이 있다.
그리고 본 발명에서는 철근대신 강도가 철의 4배~10배 이상 되는 유리섬유, 아라미드섬유, 탄소섬유, 미라클섬유를 표면에 가넷이나 규사, 재강슬러지, 미세골재 및 분말등을 합침시킨 막대봉 (이하 로드)을 이용하여 녹이슬지 않는 구조재로 활용하고 고강도 폴리머 몰탈(압축강도 350kg/cm이상)을 숏크리트 또는 뿜칠로 도포하여 라이닝 두께를 얇게 만들어 거푸집 없이 공사를 하므로 공기와 공사비를 절감할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에서는 터널의 방수문제도 1차 굴착후 누수부위에 드레인시트를 설치하여 배수유도 후에 일반 숏크리트로 굴착면의 요철부위를 정리한 후 섬유로드 고정용 전산볼트나 스텐레스봉을 앙카로 일정간격 고정시킨 후 터널전체에 길이 방향으로 드레인시트를 적당한 간격으로 설치한 후 길이방향의 드레인시트와 시트사이에 "ㅅ"자로 동일 드레인시트를 설치하고 터널 전체라이닝부위에 굳지않는 점착형 방수재나 자착식시트를 스프레이식 또는 로라식 또는 시트 부착식으로 도포하여 (이때 방수재를 전산볼트에도 길이 5cm까지 도포)하여 완전방수가 실현되도록 하고 만약 터널 완성 후 누수시는 점착형 주입방수재로 처리할수 있도록 하여 누수 유지관리가 용이하도록 하는 장점이 있다,
그리고 본 발명은 라이닝 표면에는 내화경량몰탈을 도포함으로써 터널 내 교통사고 등으로 인한 화재시에도 안전하게 대응 할수있도록하고, 내화경량몰탈 도포 후 조도를 밝게 하기 위한 페인트나 기타 외장재를 설치할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 도 1은 본 발명에 의한 터널 라이닝 공법의 시공단계를 도시한 흐름도이다.
도 2 내지 도 10은 본 발명에 의한 터널 라이닝 공법의 각 시공단계를 순차적으로 도시한 예시도
도 11은 본 발명에 의한 터널 라이닝 공법에의해 곡선형 슬라브가 형성된 것을 도시한 단면도.
도 12는 본 발명에 의한 터널 라이닝 공법에의해 수평형 슬라브가 형성된 것을 도시한 단면도.
도 2 내지 도 10은 본 발명에 의한 터널 라이닝 공법의 각 시공단계를 순차적으로 도시한 예시도
도 11은 본 발명에 의한 터널 라이닝 공법에의해 곡선형 슬라브가 형성된 것을 도시한 단면도.
도 12는 본 발명에 의한 터널 라이닝 공법에의해 수평형 슬라브가 형성된 것을 도시한 단면도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 섬유로드 및 폴리머 몰탈을 이용한 터널 라이닝 공법을 설명함에 있어, 먼저, 본 발명에 의한 라이닝 공법의 전체적인 시공단계를 계략적으로 살펴보기로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 터널 라이닝 공법의 시공단계를 도시한 흐름도이다.
이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 터널 라이닝 공법은 먼저, 굴착된 터널의 누수부위에 드레인 시트를 설치하여 누수된 물이 하단의 배수구로 배출되도록 연결(S110)한 후, 터널 내부벽에 숏크리트로 터널 내벽을 고르게 안정시킨다(S120).
이후, 섬유로드 고정용 전산볼트 또는 스텐레스 봉을 적당한 간격으로 터널 내벽에 앙카볼트를 이용하여 설치한다(S130).
다음으로 터널 내벽에 일정한 간격으로(1.5m ~3m) 드레인시트(폭 5cm ~ 30cm, 두께 0.5~3cm)를 터널길이 방향으로 설치하고 드레인시트와 드레인 시트 사이를 동일 규격의 드레인 시트로 "ㅅ"형태로 연결부착한 다음 드레인시트 양쪽면에 콘크리트 태커를 이용하여 부직포를 부착하여 고정한다(S140).
그리고 다음으로 점착형 방수재를 전체 표면에 스프레이 도포하거나 자착식 시트를 롤러를 이용하여 부착시킨다(S150).
이때, 전산볼트에 벽쪽에서 외측으로 소정의 두께(약 5cm)로 방수재가 도포되도록 한다.
그리고 방수재 위에 폴리머 몰탈을 얇게 뿜칠로 도포하여 섬유로드 설치시 방수재가 방해 되지 않도록 한 후, 1차로 섬유로드를 상기 전산볼트 또는 스텐레스 봉에 크로스 형태로 고정설치 한다(S160).
이때, 상기 섬유로드는 아라미드, 유리, 탄소 및 미라클 섬유를 수지를 합침시켜 표면에 가넷, 규사 제강슬러지, 미세골재 및 분말 등 을 부착시킨 철근대용의 부재를 말하고, 상기 1차 섬유로드의 설치간격은 50x50 내지 300x300 으로 구조물의 구조설계에 따라 선택적으로 적용된다.
이후, 1차 고강도(압축강도 350kg/cm 이상) 폴리머 몰탈로 소정의 두께(약 2cm~10cm)를 숏크리트로 처리하고 경화시킨다(S170).
그리고 2차로 상기 섬유로드를 전산볼트 또는 스텐레스 봉에 크로스형태로 고정설치하고(S180) 2차로 상기 고강도 폴리머 몰탈을 2cm~15cm 두게로 숏크리트 처리한 후 미장으로 표면 정리를 하고 경화 시킨다(S190).
다음으로, 0.5cm ~ 5cm 두께의 내화몰탈을 뿜칠 도포 한 후 미장마감하고 조도를 밝게하는 페인트로 마감한다(S200).
한편, 터널내 환기를 유로 형성을 위하여 터널 상부에 슬라브 칸막이가 설치되는 경우, 상기 슬라브 칸막이의 설치도 곡선형태 또는 직선슬라브 형태로 섬유로드를 설치한 후, 메쉬망을 상부에 설치하고 1차 하부에서 폴리머몰탈로 뿜칠처리하고 2차 상부에서 폴리머 몰탈로 뿜칠도포하여 환기구 칸막이 슬라브를 설치한다.
이때, 슬라브와 상부라이닝의 연결 고정부위도 섬유로드를 이용하여 설치한다.
이하에서는 본 발명에 의한 섬유로드 및 폴리머 몰탈을 이용한 터널 라이닝 공법의 각 시공단계의 구체적인 내용을 상세히 살펴보기로 한다.
1. 국부(누수부) 드레인 시트 부착단계(S110)
국부 드레인 시트 부착단계는, 도 2에 도시된 바와 같이, 터널 굴착면 중 누수 부위에 누수 드레인시트(110)를 콘크리트 태커(tacker)를 이용하여 설치하는 시공 단계이다.
이때, 상기 누수 드레인시트(110)는 부직포와 점착형 방수재를 이용해 터널내벽에 콘크리트 태커로 부착되어 상기 드레인시트 양끝단의 공간이 노출되는 것을 방지한다.
물론, 상기 누수 드레인시트(110)에는 드레인관(120)이 연결되어 누수부위의 배수 효율을 향상시킬 수 있고, 이는 통상의 드레인 시트부착공법 중 하나에 해당하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
2. 터널 내벽 평탄화 단계(S120)
터널 내벽 평탄화 단계는, 상기 국부 드레인시트 부착 시공이후에는 터널 내벽에 일반 숏크리트 몰탈로 터널굴착면을 고르게 정리하여 평탄화하는 시공단계를 말한다. 이때, 상기 터널 내벽 평탄화는 터널의 굴착면에 대하여 통상의 숏크리트 공법에 의해 수행된다.
3. 고정부재 설치 단계(S130)
고정부재 설치 단계는, 터널 굴착면의 숏크리트처리 후, 섬유로드를 고정하기 위한 고정부재(130)를 설치하는 단계로, 상기 터널 내벽의 삽입되어 고정되는 스트롱 앙카(132)와 상기 스트롱 앙카(132)에 결합되어 터널 내벽(라이닝면) 외부에 소정의 길이로 돌출되는 수직재(134)를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 수직재(134)로는 일반적으로 전산볼트 또는 스테인레스 스크류 타입 봉이 사용된다.
상기 고정부재(130)는 이후 섬유로드를 고정하기 위한 것으로, 상기 고정부재(130)의 설치 간격은 설계된 섬유로드의 배근량에 따른 간격에 맞춰 결정된다.
4. 배수용 드레인시트 시공 단계(S140)
배수용 드레인시트 시공 단계는, 고정부재(130) 설치 후, 도 3에 도시된 바와 같이, 터널 내벽에 터널길이 방향으로 길이방향 드레인시트(140)를 콘크리트태커를 이용하여 소정의 간격(약 1m ~ 3m)으로 고정시킨 후, 상기 길이방향 드레인시트(140) 사이에 "ㅅ"자 형태의 드레인시트(150)를 부착하여 누수시 드레인이 연결되어 배수가 원활이 이루어지도록 한다.
한편, 상기 길이방향 드레인시트(140)의 크기는 터널 시공 규모에 따라 다르게 설정되나, 바람직하게는 폭 5cm ~ 30cm 및 두께 0.5~3cm로 형성된다.
또한, 상기 길이방향 드레인시트(140) 양끝단은 부직포와 점착방수재를 이용하여 단부마감한다.
5. 방수재 시공단계(S150)
방수재 시공단계는 도 4에 도시된 바와 같이, 드레인시트 부착후 터널 라이닝면 전체면에 방수재(160)를 시공한다. 이때, 상기 방수재(160)는 점착형 방수재 또는 차작식 시트를 이용하고, 상기 점착형 방수재는 스프레이를 이용하여 도포 시공하고, 자착식 시트의 경우 롤러를 이용하여 부착시킨다.
이때 방수재(160)의 도포 두께는 설계사항에 따라 달라질 수 있는데, 바람직하게는 1 내지 3mm의 두께로 시공된다.
그리고 상기 수직재(134)에도 상기 점착형방수재를 도포(5cm)약 하여 상기 수직재 사이로 누수되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
또한, 바람직하게는, 도 5에 도시된 바와 같이, 방수재 시공 후에 후속 시공에 영향을 미치지 않도록 하기위하여 몰탈(폴리머 몰탈, 170)로 방수재 위에 얇게 뿜칠도포를 한다.
6. 1차 섬유로드 설치 단계(S160)는,
1차 섬유로드 설치 단계는, 도 6에 도시된 바와 같이, 몰탈 경화 후, 설계된 간격에 맞도록 섬유로드(180)를 수직재(134)에 결속선을 이용하여 격자형태로 설치한다. 이때, 상기 섬유로드(180)는 터널 내벽으로부터 소정의 간격(약 3cm ~ 5cm)으로 이격시켜 설치한다. 이때, 상기 섬유로드(180)와 섬유로드(180) 사이의 간격은 설계간격 이상 되도록 설치하는데, 바람직하게는 3cm 이상의 간격으로 설치되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 섬유로드는 아라미드 섬유, 유리섬유, 탄소섬유 또는 미라클섬유 중 어느 하나 이상을 내화수지 또는 아크릴 수지 등으로 합침시켜서 풀튜젼 방식으로 막대봉형태로 사출시키면서, 수지가 경화되기 전 φ30 ~ φ50 mm 정도 굵기의 가넷, 규사, 제강슬러지 분말을 표면에 부착시켜 형성한다.
7. 1차 고강도 폴리머몰탈 시공 단계(S170)
1차 고강도 폴리머몰탈 시공 단계는, 도 7에 도시된 바와 같이, 1차 섬유로드(180)를 크로스로 설치한 후 고강도 폴리머 몰탈(190)을 이용하여 섬유로드(180)가 크로스로 설치 된 라이닝면에 숏크리트나 뿜칠로 설계된 두께로 도포한다. 이때, 상기 고강도 폴리머 몰탈은 압축강도가 350kg/cm이상이고, 도포 두께는 최소 2cm 이상 되는 것이 바람직하다.
8. 2차 섬유로드 설치 단계(S180)
2차 섬유로드 설치 단계는, 도 8에 도시된 바와 같이, 2차로 섬유로드(280)를 상기 수직재(134)에 터널길이 방향부터 먼저 결속선을 이용해 설계된 간격에 맞추어 고정한 후 라이닝 방향으로 섬유로드(280)를 크로스가 되게 설계 간격에 맞추어 다시 고정 설치한다.
이때 상기 섬유로드(280)의 설계간격은 시공조건에 따라 각각 다르게 설계되는데, 바람직하게는 3cm 내지 5cm 이상으로 설정되는 것이 바람직하다.
9. 2차 고강도 폴리머몰탈 시공 단계(S190)
2차 고강도 폴리머몰탈 시공 단계는, 도 8에 도시된 바와 같이, 고강도 폴리머 몰탈(290, 압축강도 350kg/cm이상)을 이용하여 설치된 섬유로드(280)면에 숏크리트나 뿜칠로 설계된 두께(최소 2cm ~ 15cm) 만큼 도포한 후 미장 마감하여 수행된다.
10. 외장마감 단계(S200)
외장마감 단계는 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 내화마감과 도색마감 시공으로 이루어진다. 즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 미장 마감 된 내벽 표면에 내화 경량몰탈(310)을 소정의 두께(약0.5cm ~ 5cm)로 스프레이 또는 뿜칠 시공하여 내화마감 공정을 수행하고, 내화 마감된 벽면에 조도를 위해 도색페인트(320)를 이용하여 마감 도색 공정을 수행하거나 라이닝 보존용 판넬을 설치하여 도색마감고정을 수행한다.
11. 환기용 슬라브 시공 단계는,
환기용 슬라브는 터널 시공시 선택적으로 시공되는 것으로, 장대터널, 곡선터널 등에 평상시 환기용 또는 화재시 유해가스 환기용으로 설치된다.
일반적으로 상기 환기 슬라브는 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이 곡선형 슬라브로 형성되는 경우와 수평형 슬라브로 형성되는데, 이하에서는 각 슬라브 형태에 따라 본 발명에 의한 섬유로드 및 폴리머 몰탈을 이용한 터널 라이닝 공법으로 환기용 슬라브를 형성하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
먼저, 도 11에 도시된 바와 같이, 곡선형 슬라브(410)를 시공하는 방법에 대하여 살펴보면, 터널내 환기구를 위한 상부거치 슬라브 설치는 슬라브용 섬유로드(412)가 터널라이닝면의 섬유로드와 연결되어 슬라브 구조체가 라이닝면과 일체와 연결되도록 시공한다.
즉, 도 11에 도시된 바와 같이, 수직재에 슬라브용 섬유로드(412)를 곡선면이 형성되도록 격자형태로 배근하고, 상기 슬라브용 섬유로드(412) 배근면에 섬유매쉬망(414)을 설치한 후, 상기 슬라브용 섬유로드(412)에 고강도 폴리머 몰탈(416)을 뿜칠시공하여 곡선형태의 슬라브를 형성한다.
이후 형성된 상기 슬라브의 하부면(터널 하방)에는 전술한 제190단계의 외장 마감(418)면을 시공하여 내화 및 도장을 실시한다.
한편, 도 12에 도시된 바와 같이, 수평형 슬라브(510)를 시공하는 방법은, 제 150 단계의 섬유로드 설치시 미리 섬유로드를 일정간격과 일정길이 (최소 50cm)에 맞추어 절단하여, 라이닝 상부 로드와 하부 슬라브쪽에 설치된 로드에 다시 슬라브용 섬유로드(512)를 터널길이 방향에 설계간격에 맞추어 설치한다.
그리고 슬라브 상부와 상하 연결 부위 슬라브용 섬유로드(512)에 섬유매쉬망(514)을 설치한 후 슬라브는 하부쪽부터 고강도 폴리머몰탈(516, 압축강도 350kg/cm 이상)을 숏크리트나 뿜칠 공법에 의해 소정의 두께로 2cm ~ 15cm 두께로 도포하여 수평형 슬라브(510)를 완성한다.
이때, 상기 섬유로브의 상하연결 부위는 메쉬망을 향하여 고강도 폴리머 몰탈을 뿜칠(또는 숏크리트) 시공한다.
이후 형성된 상기 슬라브의 하부면(터널 하방)에는 전술한 제190단계의 외장 마감(518) 면을 시공하여 내화 및 도장을 실시한다.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
예를 들어 본 발명의 구체적인 실시예에서는, 숏크리트를 이용한 터널 내벽 평탄화(S120) 이후에 고정부재를 설치(S130)하고, 배수용 드레인시트를 시공(S140)하는 순서의 시공방법을 설명하였으나,
숏크리트를 이용한 터널 내벽 평탄화(S120) 이후에 배수용 드레인시트를 시공하고 그 이후에 고정부재를 설치하는 것도 가능하다.
본 발명은 종래 철근콘크리트 대신에 섬유로드와 폴리머몰탈을 이용하여 시공을 간소화하고, 철근부식으로 인한 내구성 저하를 방지하며, 점착형 방수재를 이용하여 구조물의 누수문제를 해결한 터널 라이닝 공법에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 터널 라이닝을 시공함에 있어, 철근 강재를 부식 우려성이 없는 섬유로드로 대체하여 철근 부식으로 인한 내구성 저하를 방지하고, 상기 섬유로드에 폴리머 몰탈을 뿜질 시공에 의해 타설하여, 거푸집 없이 라이닝 공법을 수행하여 공정이 단순화되고 공기를 단축시켜 경제성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
110 : 누수 드레인시트 120 : 드레인관
130 : 고정부재 132 : 스투롱 앙카
134 : 수직재 140 : 길이방향 드레인시트
150 : 'ㅅ'자형 드레인시트 160 : 방수재
170 : 폴리머몰탈 180, 280 : 섬유로드
190, 290, 416, 516 : 고강도 폴리머 몰탈 310 : 내화경량몰탈
320 : 도색페인트 410 : 곡선형 슬라브
412, 512 : 슬라브용 섬유로드 414, 514 : 섬유매쉬망
418, 518 : 외장마감 510 : 수평형 슬라브
130 : 고정부재 132 : 스투롱 앙카
134 : 수직재 140 : 길이방향 드레인시트
150 : 'ㅅ'자형 드레인시트 160 : 방수재
170 : 폴리머몰탈 180, 280 : 섬유로드
190, 290, 416, 516 : 고강도 폴리머 몰탈 310 : 내화경량몰탈
320 : 도색페인트 410 : 곡선형 슬라브
412, 512 : 슬라브용 섬유로드 414, 514 : 섬유매쉬망
418, 518 : 외장마감 510 : 수평형 슬라브
Claims (10)
- 굴착된 터널의 라이닝 시공 방법에 있어서,
(A) 굴착된 터널 내벽에 고정부재를 설치하는 단계와;
(B) 상기 고정부재에 섬유로드를 설치하는 단계와;
(C) 상기 섬유로드가 배근된 내벽에 고강도 폴리머 몰탈을 시공하는 단계와;
(D) 터널 내벽 표면에 내화 경량몰탈을 소정의 두께로 스프레이 또는 뿜칠 시공하여 내화마감 시공을 수행하는 단계; 그리고
(E) 내화 마감된 벽면에 조도를 위한 페인트 도색 공정 단계를 포함하여 수행되고:
상기 섬유로드는,
아라미드 섬유, 유리섬유, 탄소섬유 또는 미라클섬유 중 어느 하나 이상을 포함하는 봉에 가넷, 규사 또는 제강슬러지 미세골재 분말을 표면에 부착시킨 것임을 특징으로 하는 섬유로드 및 폴리머 몰탈을 이용한 터널 라이닝 공법.
- 굴착된 터널의 라이닝 시공 방법에 있어서,
(a) 숏크리트 시공을 통해 굴착된 터널 내벽을 평탄화 하는 단계와;
(b) 평탄화된 터널 내벽에 고정부재를 설치하는 단계와;
(c) 고정부재가 설치된 터널 내벽에 배수용 드레인을 시공하는 단계와;
(d) 배수용 드레인 설치면에 방수재를 시공하는 단계와;
(e) 상기 고정부재에 상기 터널 내벽과 평행한 면을 형성하도록 격자형태로 섬유로드를 설치하는 단계; 그리고
(f) 상기 섬유로드가 배근된 내벽에 고강도 폴리머 몰탈을 시공하는 단계를 포함하여 수행됨을 특징으로 하는 섬유로드 및 폴리머 몰탈을 이용한 터널 라이닝 공법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 섬유로드는,
아라미드 섬유, 유리섬유, 탄소섬유 또는 미라클섬유 중 어느 하나 이상을 포함하는 봉에 가넷, 규사 또는 제강슬러지 미세골재 분말을 표면에 부착시킨 것임을 특징으로 하는 섬유로드 및 폴리머 몰탈을 이용한 터널 라이닝 공법.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 고정부재는,
상기 터널 내벽의 삽입되어 고정되는 스트롱 앙카와;
상기 스트롱 앙카에 결합되어 터널 내벽(라이닝면) 외부에 소정의 길이로 돌출되는 수직재를 포함하여 구성되고:
상기 수직재는,
전산볼트 또는 스테인레스 스크류 봉임을 특징으로 하는 섬유로드 및 폴리머 몰탈을 이용한 터널 라이닝 공법.
- 삭제
- 제 2 항에 있어서,
상기 (c) 단계는,
(c1) 터널 내벽에 터널길이 방향으로 드레인시트를 콘크리트 태커를 이용하여 소정의 간격으로 고정시키는 단계와;
(c2) 상기 터널 길이 방향의 드레인시트 사이에 "ㅅ"자 형태의 드레인시트를 부착하는 단계; 그리고
(c3) 상기 터널 길이방향의 드레인시트 단부를 부직포와 점착방수재를 이용하여 마감하는 단계를 포함하여 수행됨을 특징으로 하는 섬유로드 및 폴리머 몰탈을 이용한 터널 라이닝 공법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 방수재 시공 단계는,
점착형 방수재를 롤러 또는 스프레이를 이용하여 도포하거나, 자착식 시트를 롤러를 이용하여 부착시킴에 의해 수행됨을 특징으로 하는 섬유로드 및 폴리머 몰탈을 이용한 터널 라이닝 공법.
- 제 2 항에 있어서,
(g1) 터널 내벽 표면에 내화 경량몰탈을 소정의 두께로 스프레이 또는 뿜칠 시공하여 내화마감 시공을 수행하는 단계와;
(g2) 내화 마감된 벽면에 조도를 위한 페인트 도색 공정 단계를 더 포함하여 수행됨을 특징으로 하는 섬유로드 및 폴리머 몰탈을 이용한 터널 라이닝 공법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 (e) 단계는,
터널 내부 환기구를 형성하는 환기 슬래브를 형성하도록 섬유로드를 상기 고정부재와 연결하여 격자형태로 설치하는 단계를 더 포함하여 수행되고:
(h1) 격자형태의 환기 슬래브용 섬유로드에 섬유메쉬망을 설치하는 단계와;
(h2) 고강도 폴리머몰탈을 숏크리트 또는 뿜칠 공법으로 소정의 두께로 도포/양생하여 환기 슬래브를 형성하는 단계를 더 포함하여 시공됨을 특징으로 하는 섬유로드 및 폴리머 몰탈을 이용한 터널 라이닝 공법.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
터널 굴착면 중 누수 부위에 드레인 시트를 콘크리트 태커(tacker)를 이용하여 설치하는 단계를 더 포함하여 수행됨을 특징으로 하는 섬유로드 및 폴리머 몰탈을 이용한 터널 라이닝 공법.
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| KR20050029882A (ko) * | 2003-09-24 | 2005-03-29 | 중앙크리텍 주식회사 | 분말형 폴리머몰탈의 고압 건식스프레이방식에 의한콘크리트구조물의 보수 및 보강방법 |
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- 2014-03-31 KR KR20140037772A patent/KR101489227B1/ko active IP Right Grant
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