KR101525990B1 - 터널 굴착용 지보공 및 이를 이용하는 터널 시공방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 도로 또는 철도의 지반에 굴진되고, 터널의 중앙에 배치되어 터널의 내벽을 이루는 구조물이 굴진되는 공간을 형성하는 메인지보공과, 메인지보공의 양측단부에 연속되게 연결되도록 지반에 굴진되고, 구조물이 굴진되는 공간을 형성하는 복수 개의 연결지보공과, 구조물이 슬라이딩되며 굴진되도록 연결지보공에 의해 형성되는 공간의 바닥면에 설치되는 가이드부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 터널 굴착용 지보공 및 이를 이용하는 터널 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 지보공을 이루는 부품을 회수하여 재활용할 수 있고, 터널의 천장에 설치되는 지보공과 터널 바닥면 사이에 별도의 구조물을 가설하지 않고 터널을 시공할 수 있는 터널 굴착용 지보공 및 이를 이용하는 터널 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로, 지하도, 터널 등의 터널 구조물을 시공하기 위해서 다양한 시공방법이 사용되고 있다.
대표적인 터널 구조물 시공방법으로는 터널을 시공하고자 하는 곳의 땅을 완전히 개착(開鑿)하여 터널 구조물을 시공한 후, 개착되어진 토사를 시공된 터널 구조물의 위로 덮어 시공을 완성하는 오픈 트렌치 공법(Open Trench Method: 이하 O.T.M)이 있다.
또한, 터널을 시공하고자 하는 곳의 땅을 개착(開鑿)하지 않고 쉴드 터널링 머신(Shield Tunneling Machine)을 사용하여 비개착 방식으로 터널을 형성한 후, 형성된 터널 내측에 터널 구조물을 시공하여 완성하는 터널 보링 공법(Tunneling Boring Method: 이하 T.B.M)이 있다.
그밖에 도로 또는 철도 레일 밑에 터널을 구축하는 방법으로써, 파이프를 이용하여 상부의 토층을 지지한 상태에서 그 하부에 지하 구조물을 시공하는 파이프 루프 공법(Pipe Roof Method) 등이 있다.
오픈 트렌치 공법(O.T.M)과 터널 보링 공법(T.B.M) 중에서 현재 대표적으로 쓰이는 공법은 터널 보링 공법이다.
터널 보링 공법은 주로 도시지역 또는 지반이 암반층으로 이루어진 곳에서 널리 사용되는데, 이는 터널을 시공하는 과정에서 지상 구조물(도로, 건물 등)과 지하 구조물(하수도, 가스관 등) 및 지상의 교통흐름에 최소한의 영향을 끼치면서 터널을 시공할 수 있기 때문이다.
그러나 이 같은 오픈 트렌치 공법과 터널 보링 공법은 다음과 같은 시공 상의 문제점이 있게 된다.
오픈 트렌치 공법은 터널 시공 시에 지반을 개착한 상태에서 터널 시공이 진행되는 것이므로, 이는 지상의 도로나 건물 등에 의해 터널 시공장소가 큰 제약을 받게 되는 문제점이 있었다.
터널 보링 공법은 주로 암반층에 터널을 비개착 상태로 시공하는 방식으로 지중에는 적용하기 어렵다.
또한, 대부분의 쉴드 터널링 머신은 원형 터널구조나 아치형 터널구조만을 구축할 수 있으므로, 이 같은 쉴드 터널링 머신을 사용한 터널 보링 공법으로 사각형태의 터널을 시공 시에는 굴진 된 터널의 내측으로 시공되는 터널 구조물의 직경보다 필요 이상으로 큰 터널을 굴진 하게 되는 시공 상의 비효율성이 지적되었고, 이 같은 이유로 오픈 트렌치 공법 또는 파이프 루프 공법 등을 사용하여야 함으로써 터널을 시공하는데 번거로움과 시공비용이 증가되는 문제점이 있었다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-0926501호(2009년 11월 12일 공고, 발명의 명칭 : 루프와 실드를 결합한 비개착식 터널구조물의 시공방법 및 그 터널구조)에 개시되어 있다.
일반적인 파이프 루프 공법을 이용한 터널 시공방법은, 파이프를 굴진시킨 후에 파이프를 지지하기 위한 별도의 지보공이 추가로 요구되기 때문에 터널 시공을 간소화하기 어렵고, 지보공 설치에 소요되는 비용을 줄이기 어려운 문제점이 있다.
따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 지보공을 이루는 부품을 회수하여 재활용할 수 있고, 터널의 천장에 설치되는 지보공과 터널 바닥면 사이에 별도의 구조물을 가설하지 않고 터널을 시공할 수 있는 터널 굴착용 지보공 및 이를 이용하는 터널 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은, 도로 또는 철도의 지반에 굴진되고, 터널의 중앙에 배치되어 터널의 내벽을 이루는 구조물이 굴진되는 공간을 형성하는 메인지보공; 상기 메인지보공의 양측단부에 연속되게 연결되도록 상기 지반에 굴진되고, 상기 구조물이 굴진되는 공간을 형성하는 복수 개의 연결지보공; 및 상기 구조물이 슬라이딩되며 굴진되도록 상기 연결지보공에 의해 형성되는 공간의 바닥면에 설치되는 가이드부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 가이드부는, 상기 바닥면에 콘크리트가 타설되어 홈부 모양으로 이루어지는 지지층; 및 상기 지지층에 설치되는 기초강판을 포함하고; 상기 구조물에는 상기 기초강판을 따라 슬라이딩되는 슬라이딩판이 구비되고, 상기 슬라이딩판과 상기 구조물 사이에는 벽체부착강판이 개재되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 메인지보공은, 상기 지반에 굴진되고, 터널의 내벽을 이루는 구조물을 감싸며, 양측 단부에 제1슬라이딩부가 형성되는 메인외부강판; 상기 구조물이 굴진되는 공간을 형성하도록 상기 메인외부강판과 간격을 유지하며 배치되고, 양측 단부에 제2슬라이딩부가 형성되는 메인내부강판; 상기 메인외부강판과 상기 메인내부강판 사이에 개재되고, 상기 메인외부강판 및 상기 메인내부강판에 착탈 가능하게 설치되는 메인보강재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 메인외부강판에는 상기 메인보강재의 일단이 삽입되는 제1삽입홈부를 형성하도록 제1구속패널이 설치되고, 상기 메인내부강판에는 상기 메인보강재의 타단이 삽입되는 제2삽입홈부를 형성하도록 제2구속패널이 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 제1삽입홈부 및 상기 제2삽입홈부 내벽에는 윤활층이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 메인보강재는, 상기 메인외부강판과 상기 메인내부강판 사이의 간격이 유지되도록 상기 제1삽입홈부와 상기 제2삽입홈부 사이에 개재되는 보강본체; 상기 보강본체의 일단에 결합되고, 상기 제1삽입홈부에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 외부플레이트; 상기 보강본체의 타단에 결합되고, 상기 제2삽입홈부에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 내부플레이트; 및 상기 보강본체의 외벽에 설치되는 막음판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 연결지보공은, 상기 지반에 굴진되고, 상기 구조물을 감싸며, 일측 단부에 제1슬라이딩부에 슬라이딩 가능하게 연결되는 제1연결슬라이딩부가 형성되고, 타측 단부에 제3슬라이딩부가 형성되는 연결외부강판; 상기 구조물이 굴진되는 공간을 형성하도록 상기 연결외부강판과 간격을 유지하며 배치되고, 일측 단부에 제2슬라이딩부에 슬라이딩 가능하게 연결되는 제2연결슬라이딩부가 형성되고, 타측 단부에 제4슬라이딩부가 형성되는 연결내부강판; 상기 연결외부강판의 일측 단부와 상기 연결내부강판의 일측 단부 사이에 착탈 가능하게 설치되는 연결보강대; 및 상기 연결외부강판의 타측 단부와 상기 연결내부강판의 타측 단부 사이에 착탈 가능하게 설치되는 연결보강재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 제1슬라이딩부, 상기 제2슬라이딩부, 상기 제3슬라이딩부 및 상기 제4슬라이딩부는, 상기 메인보강재 및 상기 연결보강재 측으로 오목하게 형성되어 이루어지고, 상기 제1연결슬라이딩부 및 상기 제2연결슬라이딩부는 상기 제1슬라이딩부, 제2슬라이딩부, 상기 제3슬라이딩부 또는 상기 제4슬라이딩부에 삽입되도록 상기 메인보강재 및 상기 연결보강재 측으로 굴곡되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 구조물에는, 상기 제1슬라이딩부 또는 상기 제3슬라이딩부와 상기 제1구속패널을 슬라이딩 가능하게 지지하며 상기 구조물이 상기 지반 내부로 추진될 수 있도록 지지강판이 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 제1슬라이딩부, 상기 제2슬라이딩부, 상기 제3슬라이딩부 및 상기 제4슬라이딩부는, 상기 메인외부강판, 상기 메인내부강판, 상기 연결외부강판 또는 상기 연결내부강판과 직교되는 방향으로 형성되는 돌기 모양으로 이루어지고, 상기 제1연결슬라이딩부 및 상기 제2연결슬라이딩부는 상기 제1슬라이딩부, 상기 제2슬라이딩부, 상기 제3슬라이딩부 또는 상기 제4슬라이딩부를 감싸는 홈부 모양으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 제1슬라이딩부, 상기 제2슬라이딩부, 상기 제3슬라이딩부 및 상기 제4슬라이딩부는, 상기 메인보강재 또는 상기 연결보강재 측으로 굴곡되어 이루어지고, 상기 제1연결슬라이딩부 및 상기 제2연결슬라이딩부는, 상기 메인외부강판, 상기 메인내부강판, 상기 연결외부강판 또는 상기 연결내부강판의 단부를 감싸도록 상기 메인보강재 또는 상기 연결보강재 외측으로 굴곡되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 메인지보공과 상기 연결지보공 사이에는 연결편이 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 메인보강재는, 상기 제1삽입홈부에 안착되는 제1지지부; 상기 제2삽입홈부에 안착되는 제2지지부; 및 상기 제1지지부와 상기 제2지지부를 연결하여 상기 제1지지부와 상기 제2지지부 사이의 간격을 유지하는 기둥부를 포함하고; 상기 기둥부에는 상기 연결지보공과 상기 기둥부 사이에 설치되는 연결편이 걸림결합되는 걸림고리가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 메인지보공은, 상기 구조물이 굴진되는 공간을 형성하도록 상기 지반에 굴진되고, 제1가이드블록이 구비되는 메인강관; 상기 메인강관이 굴진된 상기 지반에 굴진되고, 상기 제1가이드블록을 감싸는 제1슬라이딩부가 양측 단부에 구비되며, 상기 구조물을 감싸는 메인외부강판; 상기 구조물이 굴진되는 공간을 형성하도록 상기 메인외부강판과 간격을 유지하며 배치되고, 상기 제1가이드블록을 감싸는 제2슬라이딩부가 양측 단부에 형성되는 메인내부강판; 및 상기 메인외부강판과 상기 메인내부강판 사이에 착탈 가능하게 설치되는 메인보강재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 연결지보공은, 상기 구조물이 굴진되는 공간을 형성하도록 상기 지반에 굴진되고, 제2가이드블록이 구비되는 연결강관; 상기 연결강관이 굴진된 상기 지반에 굴진되고, 일측 단부에 상기 메인외부강판의 단부를 감싸는 제1연결슬라이딩부가 형성되고, 타측 단부에 상기 제2가이드블록을 감싸는 제3슬라이딩부가 형성되며, 상기 구조물을 감싸는 연결외부강판; 상기 구조물이 굴진되는 공간을 형성하도록 상기 연결외부강판과 간격을 유지하며 배치되고, 일측 단부에 메인내부강판의 단부를 감싸는 제2연결슬라이딩부가 형성되고, 타측 단부에 상기 제2가이드블록을 감싸는 제4슬라이딩부가 형성되는 연결내부강판; 및 상기 연결외부강판과 상기 연결내부강판 사이에 착탈 가능하게 설치되는 연결보강재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 메인지보공은, 상기 구조물이 굴진되는 공간을 형성하도록 상기 지반에 굴진되고, 가이드홈부가 구비되는 메인강관; 상기 메인강관이 굴진된 상기 지반에 굴진되고, 상기 가이드홈부에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 제1슬라이딩부가 양측 단부에 구비되며, 상기 구조물을 감싸는 메인외부강판; 상기 구조물이 굴진되는 공간을 형성하도록 상기 메인외부강판과 간격을 유지하며 배치되고, 상기 가이드홈부에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 제2슬라이딩부가 양측 단부에 구비되는 메인내부강판; 및 상기 메인외부강판과 상기 메인내부강판 사이에 착탈 가능하게 설치되는 메인보강재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 가이드부는, 상기 바닥면에 콘크리트가 타설되어 이루어지는 지지층; 및 상기 지지층에 설치되는 추진레일을 포함하고; 상기 구조물에는 상기 추진레일을 따라 이동되는 이동롤러가 설치되고, 상기 이동롤러와 상기 구조물 사이에는 벽체부착강판이 개재되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, (a) 도로 또는 철도의 지반 외측에 기초슬래브를 설치하고, 상기 지반에 형성되는 터널의 상부 중앙에 배치되도록 메인외부강판을 구비하는 메인지보공을 굴진시키는 단계; (b) 상기 메인지보공으로부터 연속적으로 연결되도록 연결외부강판을 구비하는 복수 개의 연결지보공을 상기 지반에 연속적으로 굴진시켜 터널의 내벽을 이루는 구조물이 추진되는 공간을 확보하는 단계; (c) 상기 연결지보공에 의해 형성되는 공간의 바닥면에 가이드부를 설치하는 단계; (d) 상기 메인외부강판으로부터 상기 메인지보공의 다른 부품을 분리시키고, 상기 연결외부강판으로부터 상기 연결지보공의 다른 부품을 분리시키고, 상기 기초슬래브에 가이드레일을 설치하는 단계; (e) 상기 구조물을 상기 가이드레일 및 상기 가이드부를 따라 추진시켜 상기 메인지보공의 다른 부품과 상기 연결지보공의 다른 부품을 회수함과 동시에 상기 지반 내부에 상기 구조물을 위치시키는 단계; (f) 상기 구조물의 외벽과 상기 지반 사이의 간격에 그라우팅을 행하는 단계; 및 (g) 상기 구조물의 내부를 굴착하여 터널을 형성하고, 터널의 바닥면에 하부슬래브를 시공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 터널 굴착용 지보공은, 터널의 외형을 이루도록 지반에 매설되는 외부강판에 수직보강재 및 내부강판이 착탈 가능하게 설치되어 지보공을 이루므로 터널의 외형을 이루도록 다수 개의 지보공을 설치한 후에 외부강판으로부터 수직보강재 및 내부강판을 분리하여 구조물을 굴진시키면서 수직보강재 및 내부강판을 터널 외측으로 분리시킬 수 있어 다음의 터널 시공에 재활용할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 터널 굴착용 지보공 및 이를 이용하는 터널 시공방법은, 터널의 길이 방향으로 굴진되어 지보공을 이루는 외부강판 및 내부강판에 연결부가 구비되므로 다수 개의 외부강판과 내부강판을 연속적으로 연결하면서 터널의 외형을 이루는 지보공을 시공할 수 있어 터널의 천장에 배치되는 지보공과 터널 바닥면 사이에 별도의 구조물을 가설하지 않고 터널을 굴착할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 터널 굴착용 지보공 및 이를 이용하는 터널 시공방법은, 지보공이 굴진되면서 터널의 내벽을 이루는 구조물이 굴진되는 공간이 확보되므로 구조물을 용이하게 터널 내부로 굴진시킬 수 있어 터널 시공에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 터널 굴착용 지보공 및 이를 이용하는 터널 시공방법은, 지보공을 굴진시키면서 구조물이 삽입되는 공간이 확보되고, 구조물이 삽입되는 공간에 가이드부가 설치되므로 구조물을 용이하게 굴진시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 굴착용 지보공이 도시된 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 굴착용 지보공이 도시된 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 굴착용 지보공이 도시된 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 굴착용 지보공을 이용하는 터널 시공방법의 지보공 굴진순서가 도시된 정면도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 굴착용 지보공을 이용하는 터널 시공방법의 구조물 삽입상태가 도시된 정면도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 굴착용 지보공을 이용하는 터널 시공방법의 지보공 굴진상태가 도시된 측면도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 굴착용 지보공을 이용하는 터널 시공방법의 구조물 삽입작업이 도시된 측면도이다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 굴착용 지보공을 이용하는 터널 시공방법이 도시된 순서도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 터널 굴착용 지보공이 도시된 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 터널 굴착용 지보공이 도시된 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 터널 굴착용 지보공이 도시된 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제5실시예에 따른 터널 굴착용 지보공이 도시된 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제6실시예에 따른 터널 굴착용 지보공이 도시된 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제7실시예에 따른 터널 굴착용 지보공의 가이드부가 도시된 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 굴착용 지보공이 도시된 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 굴착용 지보공이 도시된 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 굴착용 지보공을 이용하는 터널 시공방법의 지보공 굴진순서가 도시된 정면도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 굴착용 지보공을 이용하는 터널 시공방법의 구조물 삽입상태가 도시된 정면도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 굴착용 지보공을 이용하는 터널 시공방법의 지보공 굴진상태가 도시된 측면도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 굴착용 지보공을 이용하는 터널 시공방법의 구조물 삽입작업이 도시된 측면도이다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 굴착용 지보공을 이용하는 터널 시공방법이 도시된 순서도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 터널 굴착용 지보공이 도시된 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 터널 굴착용 지보공이 도시된 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 터널 굴착용 지보공이 도시된 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제5실시예에 따른 터널 굴착용 지보공이 도시된 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제6실시예에 따른 터널 굴착용 지보공이 도시된 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제7실시예에 따른 터널 굴착용 지보공의 가이드부가 도시된 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 터널 굴착용 지보공 및 이를 이용하는 터널 시공방법의 일 실시예를 설명한다.
이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.
그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 굴착용 지보공이 도시된 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 굴착용 지보공이 도시된 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 굴착용 지보공이 도시된 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 굴착용 지보공은, 도로 또는 철도의 지반(10)에 굴진되고, 터널의 중앙에 배치되어 터널의 내벽을 이루는 구조물(80)이 굴진되는 공간을 형성하는 메인지보공(30)과, 메인지보공(30)의 양측단부에 연속되게 연결되도록 지반(10)에 굴진되고, 구조물(80)이 굴진되는 공간을 형성하는 복수 개의 연결지보공(50)과, 구조물(80)이 슬라이딩되며 굴진되도록 연결지보공(50)에 의해 형성되는 공간의 바닥면에 설치되는 가이드부(70)를 포함한다.
도로나 철도가 지지되는 지반(10)에 도로나 철도를 가로지르도록 터널을 시공할 때에는 터널의 천장 중앙부에 해당되는 지반(10)에 메인지보공(30)을 굴진시키고, 메인지보공(30)의 양측단부에 연결되도록 한 쌍의 연결지보공(50)을 지반(10)에 굴진시킨다.
이후에, 메인지보공(30)으로부터 양측 방향으로 연결지보공(50)이 연속적으로 배치되도록 다수 개의 연결지보공(50)을 지반(10)에 순차적으로 굴진시킨다.
연결지보공(50)이 메인지보공(30)의 양측 방향으로 연속되게 배치되어 설계상의 터널 폭 만큼 연결지보공(50)이 배치되면, 양단부에 배치되는 연결지보공(50)의 하측으로 연결지보공(50)을 추가로 배치시키므로 터널의 내벽을 이루는 구조물(80)의 모양으로 메인지보공(30) 및 연결지보공(50)을 굴진시킨다.
메인지보공(30) 및 연결지보공(50)이 굴진되면서 메인지보공(30) 및 연결지보공(50)이 배치되는 공간의 지반이 굴착되므로 메인지보공(30) 및 연결지보공(50)의 굴진이 완료되면 지반(10) 내부에 구조물(80)이 위치되는 공간이 형성된다.
연결지보공(50)의 굴진이 완료되면 작업자는 연결지보공(50)에 의해 형성되는 공간의 바닥면에 가이드부(70)를 설치하여 가이드부(70)를 따라 구조물(80)이 지반(10) 내부로 추진될 수 있도록 한다.
가이드부(70)는, 바닥면에 콘크리트가 타설되어 홈부 모양으로 이루어지는 지지층(72)과, 지지층(72)에 설치되는 기초강판(74)을 포함하고, 구조물(80)에는 기초강판(74)을 따라 슬라이딩되는 슬라이딩판(82)이 구비되고, 슬라이딩판(82)과 구조물(80) 사이에는 벽체부착강판(84)이 개재된다.
연결지보공(50)에 의해 형성되는 공간은 단면 형상이 '∩'모양으로 형성되므로 공간의 바닥면은 한 쌍의 레일 모양으로 형성되고, 공간의 바닥면에 하측 방향으로 오목하게 홈부가 형성되도록 콘크리트를 타설하여 지지층(72)을 형성한다.
지지층(72)의 상면, 즉 홈부의 바닥면에는 지지강판(86)을 설치하여 구조물(80)이 지지강판(86)을 따라 슬라이딩되면서 공간 내부로 추진될 수 있도록 한다.
구조물(80)의 하단에는 벽체부착강판(84)이 설치되고, 벽체부착강판(84)에는 마찰계수가 작은 재질로 이루어지는 슬라이딩판(82)이 설치되어 지지강판(86)을 따라 슬라이딩판(82)이 슬라이딩되면서 구조물(80)이 지반(10) 내부를 관통하는 공간 내부로 추진될 수 있게 된다.
메인지보공(30)은, 지반(10)에 굴진되고, 터널의 내벽을 이루는 구조물(80)을 감싸며, 양측 단부에 제1슬라이딩부(32a)가 형성되는 메인외부강판(32)과, 구조물(80)이 굴진되는 공간을 형성하도록 메인외부강판(32)과 간격을 유지하며 배치되고, 양측 단부에 제2슬라이딩부(34a)가 형성되는 메인내부강판(34)과, 메인외부강판(32)과 메인내부강판(34) 사이에 개재되고, 메인외부강판(32) 및 메인내부강판(34)에 착탈 가능하게 설치되는 메인보강재(36)를 포함한다.
메인외부강판(32)은 메인지보공(30)의 상면을 이루고, 메인내부강판(34)은 메인지보공(30)의 저면을 이루고, 메인보강재(36)는 메인지보공(30)의 양측면을 이루어 사각 파이프 모양의 메인지보공(30)을 형성하게 된다.
메인외부강판(32)과 메인보강재(36)는 체결부재에 의해 착탈 가능하게 연결되고, 메인보강재(36)와 메인내부강판(34)도 체결부재에 의해 착탈 가능하게 연결된다.
메인외부강판(32)의 양단부에는 제1슬라이딩부(32a)가 형성되고, 메인내부강판(34)의 양단부에는 제2슬라이딩부(34a)가 형성되므로 메인지보공(30)의 양측 단부에 각각 연결지보공(50)이 인접하게 배치되도록 굴진될 때에 연결외부강판(52)과 연결내부강판(54)이 메인외부강판(32)과 메인내부강판(34)에 연결되도록 제1연결슬라이딩부(52a) 및 제2연결슬라이딩부(54a)를 제1슬라이딩부(32a) 및 제2슬라이딩부(34a)에 걸림결합시키며 연결지보공(50)을 굴진시키게 된다.
구조물(80)을 지반(10) 내부로 추진시키기 전에는 체결부재를 해체하여 메인외부강판(32)으로부터 메인보강재(36) 및 메인내부강판(34)을 분리시키고, 연결외부강판(52)으로부터 연결보강재(58) 및 연결내부강판(54)을 분리시킨 후에 구조물(80)을 지반(10) 내부로 추진시킨다.
따라서 공간 내부로 추진되는 구조물(80)에 의해 메인보강재(36), 메인내부강판(34), 연결보강재(58) 및 연결내부강판(54)이 지반(10)의 반대 측으로 배출되면서 메인보강재(36), 메인내부강판(34), 연결보강재(58) 및 연결내부강판(54)을 회수하여 재활용 할 수 있게 된다.
물론, 지반 내부로 추진되는 구조물(80)에 의해 메인내부강판(34)과 연결내부강판(54)이 지반(10)의 반대쪽으로 배출 안되는 경우에는 구조물(80) 내부의 지반(10)을 굴착하면서 메인내부강판(34)과 연결내부강판(54)을 회수할 수 있다.
메인외부강판(32)에는 상기 메인보강재(36)의 일단이 삽입되는 제1삽입홈부(32c)를 형성하도록 제1구속패널(32b)이 설치되고, 메인내부강판(34)에는 메인보강재(36)의 타단이 삽입되는 제2삽입홈부(34c)를 형성하도록 제2구속패널(34b)이 설치된다.
제1구속패널(32b) 및 제2구속패널(34b)은 단면 형상이 'ㄴ'모양으로 굴곡되는 긴 패널이며, 제1슬라이딩부(32a) 및 제2슬라이딩부(34a)와 간격을 유지하도록 설치되므로 제1슬라이딩부(32a)와 제1구속패널(32b)은 제1삽입홈부(32c)를 이루게 되고, 제2슬라이딩부(34a)와 제2구속패널(34b)은 제2삽입홈부(34c)를 이루게 된다.
따라서 메인보강재(36)의 상단부는 제1삽입홈부(32c)에 삽입되고, 메인보강재(36)의 하단부는 제2삽입홈부(34c)에 삽입되며, 제1구속패널(32b) 및 제2구속패널(34b)과 메인보강재(36) 사이에 체결부재가 설치되므로 메인외부강판(32)과 한 쌍의 메인보강재(36)와 메인내부강판(34)이 사각 파이프 모양으로 조립된다.
제1삽입홈부(32c) 및 상기 제2삽입홈부(34c) 내벽에는 윤활층이 형성되므로 구조물(80)이 추진되면서 메인외부강판(32) 및 연결외부강판(52)은 지반(10)에 굴진된 상태를 유지하고, 메인보강재(36), 메인내부강판(34), 연결보강재(58) 및 연결내부강판(54)이 지반(10) 외측으로 배출될 때에 메인보강재(36), 연결보강재(58) 및 연결보강대(56)가 제1삽입홈부(32c) 및 제2삽입홈부(34c)에 형성되는 윤활층에 의해 쉽게 배출될 수 있도록 한다.
윤활층은 제1삽입홈부(32c) 또는 제2삽입홈부(34c)에 윤활유를 도포하거나 불소코팅 작업을 행하여 이루어진다.
메인보강재(36)는, 메인외부강판(32)과 메인내부강판(34) 사이의 간격이 유지되도록 제1삽입홈부(32c)와 제2삽입홈부(34c) 사이에 개재되는 보강본체(36a)와, 보강본체(36a)의 일단에 결합되고, 제1삽입홈부(32c)에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 외부플레이트(36b)와, 보강본체(36a)의 타단에 결합되고, 제2삽입홈부(34c)에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 내부플레이트(36c)와, 보강본체(36a)의 외벽에 설치되는 막음판(36d)을 포함한다.
다수 개의 블록으로 이루어지는 보강본체(36a)가 연속되게 배치되고, 보강본체(36a)의 상단부에는 외부플레이트(36b)가 설치되고, 보강본체(36a)의 하단부에는 내부플레이트(36c)가 설치되며, 보강본체(36a)의 외벽에는 막음판(36d)이 설치된다.
따라서 메인외부강판(32), 메인내부강판(34) 및 메인보강본체(36a)에 의해 사각 파이프 모양의 메인지보공(30)이 형성된다.
연결지보공(50)은, 지반(10)에 굴진되고, 구조물(80)을 감싸며, 일측 단부에 제1슬라이딩부(32a)에 슬라이딩 가능하게 연결되는 제1연결슬라이딩부(52a)가 형성되고, 타측 단부에 제3슬라이딩부(52b)가 형성되는 연결외부강판(52)과, 구조물(80)이 굴진되는 공간을 형성하도록 연결외부강판(52)과 간격을 유지하며 배치되고, 일측 단부에 제2슬라이딩부(34a)에 슬라이딩 가능하게 연결되는 제2연결슬라이딩부(54a)가 형성되고, 타측 단부에 제4슬라이딩부(54b)가 형성되는 연결내부강판(54)과, 연결외부강판(52)의 일측 단부와 연결내부강판(54)의 일측 단부 사이에 착탈 가능하게 설치되는 연결보강대(56)와, 연결외부강판(52)의 타측 단부와 연결내부강판(54)의 타측 단부 사이에 착탈 가능하게 설치되는 연결보강재(58)를 포함한다.
연결외부강판(52)의 일측 단부에는 제1슬라이딩부(32a)에 슬라이딩 가능하도록 걸림결합되는 제1연결슬라이딩부(52a)가 형성되고, 연결외부강판(52)의 타측 단부에는 다른 연결외부강판(52)의 제1연결슬라이딩부(52a)가 슬라이딩 가능하도록 걸림결합되는 제3슬라이딩부(52b)가 형성된다.
연결내부강판(54)의 일측 단부에는 제2슬라이딩부(34a)에 슬라이딩 가능하도록 걸림결합되는 제2연결슬라이딩부(54a)가 형성되고, 연결내부강판(54)의 타측 단부에는 다른 연결내부강판(54)의 제2연결슬라이딩부(54a)가 슬라이딩 가능하도록 걸림결합되는 제4슬라이딩부(54b)가 형성된다.
제1연결슬라이딩부(52a)가 형성되는 연결외부강판(52)의 일측 단부와, 제2연결슬라이딩부(54a)가 형성되는 연결내부강판(54)의 일측 단부 사이에는 연결보강대(56)가 설치되고, 제3슬라이딩부(52b)가 형성되는 연결외부강판(52)의 타측 단부와, 제4슬라이딩부(54b)가 형성되는 연결내부강판(54)의 타측 단부 사이에는 연결보강재(58)가 설치된다.
따라서 연결지보공(50)은 연결외부강판(52), 연결내부강판(54), 연결보강대(56) 및 연결보강재(58)에 의해 사각 파이프 모양을 이루게 된다.
제1슬라이딩부(32a), 제2슬라이딩부(34a), 제3슬라이딩부(52b) 및 제4슬라이딩부(54b)는, 메인보강재(36) 및 상기 연결보강재(58) 측으로 오목하게 형성되어 이루어지고, 제1연결슬라이딩부(52a) 및 제2연결슬라이딩부(54a)는 제1슬라이딩부(32a), 제2슬라이딩부(34a), 제3슬라이딩부(52b) 또는 제4슬라이딩부(54b)에 삽입되도록 메인보강재(36) 및 연결보강재(58) 측으로 굴곡되어 이루어진다.
메인지보공(30)을 지반(10)에 굴진시킨 후에 메인지보공(30)의 양측 단부에 인접하도록 한 쌍의 연결지보공(50)을 지반(10)에 굴진시키면 제1연결슬라이딩부(52a) 및 제2연결슬라이딩부(54a)가 제1슬라이딩부(32a) 및 제2슬라이딩부(34a)를 따라 슬라이딩되면서 걸림결합되어 메인지보공(30)과 연결지보공(50)이 결합된다.
이후에, 연결지보공(50)에 인접하도록 다른 연결지보공(50)을 지반(10)에 굴진시키면 굴진되는 연결지보공(50)의 제1연결슬라이딩부(52a) 및 제2연결슬라이딩부(54a)가 이미 굴진된 연결지보공(50)의 제3슬라이딩부(52b) 및 제4슬라이딩부(54b)에 걸림결합되면서 슬라이딩된다.
상기한 바와 같은 연결지보공(50)의 굴진작업을 연속적으로 진행하여 다수 개의 연결지보공(50)이 연속적으로 연결되는 지보공을 시공할 수 있게 되고, 터널의 폭 만큼 연결지보공(50)을 굴진시킨 후에 양단부에 배치되는 연결지보공(50)으로부터 하측으로 다수 개의 연결지보공(50)을 굴진시켜 단면 형상이 '∩'모양으로 이루어지는 지보공을 시공할 수 있게 된다.
메인지보공(30) 및 연결지보공(50)을 굴진시키면서 지반(10)을 굴착하므로 지반(10)에는 구조물(80)이 추진될 수 있는 '∩'모양의 공간이 형성된다.
연결지보공(50)의 굴진이 완료된 후에는 연결지보공(50)에 의해 형성되는 공간의 바닥면에 지지층(72)과 기초강판(74)을 설치한 후에 구조물(80)을 공간의 내부로 추진시킨다.
구조물(80)에는 제1슬라이딩부(32a) 또는 제3슬라이딩부(52b)와 제1구속패널(32b)이 슬라이딩 가능하게 지지되는 지지강판(86)이 설치된다.
따라서 메인보강재(36), 메인내부강판(34), 연결보강재(58), 연결보강대(56) 및 연결내부강판(54)을 분리시킨 후에 구조물(80)을 지반(10) 내부로 추진시킬 때에 제1슬라이딩부(32a), 제3슬라이딩부(52b) 및 제1구속패널(32b)이 지지강판(86)의 상면을 따라 슬라이딩되어 구조물(80)을 추진할 때에 구조물(80)과 제1슬라이딩부(32a), 제3슬라이딩부(52b) 및 제1구속패널(32b)이 간섭되는 것을 방지할 수 있게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 굴착용 지보공을 이용하는 터널 시공방법을 살펴보면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 굴착용 지보공을 이용하는 터널 시공방법의 지보공 굴진순서가 도시된 정면도이고, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 굴착용 지보공을 이용하는 터널 시공방법의 구조물 삽입상태가 도시된 정면도이다.
또한, 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 굴착용 지보공을 이용하는 터널 시공방법의 지보공 굴진상태가 도시된 측면도이고, 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 굴착용 지보공을 이용하는 터널 시공방법의 구조물 삽입작업이 도시된 측면도이고, 또한, 도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 굴착용 지보공을 이용하는 터널 시공방법이 도시된 순서도이다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 터널 굴착용 지보공을 이용하는 터널 시공방법은, 도로 또는 철도의 지반(10)에 형성되는 터널의 상부 중앙에 배치되도록 메인외부강판(32)을 구비하는 메인지보공(30)을 굴진시키는 단계(S10)와, 메인지보공(30)으로부터 연속적으로 연결되도록 연결외부강판(52)을 구비하는 복수 개의 연결지보공(50)을 지반(10)에 연속적으로 굴진시켜 터널의 내벽을 이루는 구조물(80)이 추진되는 공간을 확보하는 단계(S20)와, 연결지보공(50)에 의해 형성되는 공간의 바닥면에 가이드부(70)를 설치하고, 지반(10) 외측에 기초슬래브(12) 및 가이드레일(14)을 설치한 후에 가이드레일(14)의 상부에서 구조물(80)을 제작하는 단계(S30)와, 메인외부강판(32)으로부터 메인지보공(30)의 다른 부품을 분리시키고, 연결외부강판(52)으로부터 연결지보공(50)의 다른 부품을 분리시키는 단계(S40)와, 구조물(80)을 가이드레일(14) 및 가이드부(70)를 따라 추진시켜 메인지보공(30)의 다른 부품과 연결지보공(50)의 다른 부품을 회수함과 동시에 지반(10) 내부에 구조물(80)을 위치시키는 단계(S50)와, 구조물(80)의 외벽과 지반(10) 사이의 간격에 그라우팅을 행하는 단계(S60)와, 구조물(80)의 내부를 굴착하여 터널을 형성하고, 터널의 바닥면에 하부슬래브(16)를 시공하는 단계(S70)를 포함한다.
터널에 시공될 지반(10)에 메인지보공(30)을 굴진시키고, 메인지보공(30)의 양측 단부에 각각 연결지보공(50)이 연결되도록 한 쌍의 연결지보공(50)을 굴진시킨다.
이때, 연결지보공(50)의 제1연결슬라이딩부(52a)는 메인지보공(30)의 제1슬라이딩부(32a)에 슬라이딩되면서 걸림결합되고, 연결지보공(50)의 제2연결슬라이딩부(54a)는 메인지보공(30)의 제2슬라이딩부(34a)에 슬라이딩되면서 걸림결합된다.
이후에, 연결지보공(50)의 제3슬라이딩부(52b) 및 제4슬라이딩부(54b)에 다른 연결지보공(50)의 제1연결슬라이딩부(52a) 및 제2연결슬라이딩부(54a)가 걸림결합되도록 연결지보공(50)을 굴진시키면서 구조물(80)이 추진되는 공간을 형성하게 된다.
연결지보공(50)의 굴진이 완료된 후에는 공간의 바닥면에 콘크리트를 타설하여 홈부 모양의 지지층(72)을 형성하고, 지지층(72)의 홈부 바닥면에 기초강판(74)을 설치하여 가이드부(70)를 형성한다.
이후에, 지반(10)의 외측에 터널이 형성되는 방향으로 기초슬래브(12) 및 가이드레일(14)를 설치하고, 가이드레일(14)의 상부에 구조물을 제작한다.
공간 내부로 추진되는 구조물(80)은 터널의 내벽을 이루도록 단면 형상이 '∩'모양으로 이루어지고, 전후 방향으로 길게 형성되어 터널의 입구로부터 출구까지의 내벽을 이루게 된다.
구조물(80)은 콘크리트를 거푸집에 타설하여 제작되며, 구조물(80)의 상면에는 제1슬라이딩부(32a), 제3슬라이딩부(52b) 및 제1구속패널(32b)이 슬라이딩되는 지지강판(86)이 설치되고, 구조물(80)의 하단에는 벽체부착강판(84)이 설치되며, 벽체부착강판(84)에는 마찰계수가 작은 재질로 이루어지는 슬라이딩판(82)이 설치된다.
상기한 바와 같이 제작되는 구조물(80)은 기초슬래브(12)에 설치되는 가이드레일(14)과 지반(10) 내부 공간에 설치되는 기초강판(74)을 따라 슬라이딩되면서 지반(10) 내부로 추진된다.
이때, 메인보강재(36), 메인내부강판(34), 연결보강재(58), 연결보강대(56) 및 연결내부강판(54)은 지반(10) 내부로 추진되는 구조물(80)에 의해 지반(10)의 반대 측으로 배출되므로 구조물(80)의 추진이 완료되어 구조물(80)이 지반(10) 내부에 배치되면 구조물(80)의 외벽을 메인외부강판(32) 및 연결외부강판(52)이 감싸게 된다.
지반(10) 내부로 추진되는 구조물(80)에 의해 메인내부강판(34)과 연결내부강판(54)가 지반(10)의 반대쪽으로 배출되지 않는 경우에는 구조물(80) 내부의 지반(10)을 굴착하면서 메인내부강판(34)과 연결내부강판(54)을 회수할 수 있다.
이후에, 구조물(80)과 지반(10) 사이의 간격에 그라우팅을 행하여 구조물(80)과 메인외부강판(32) 및 연결외부강판(52) 사이의 간격과, 메인외부강판(32) 및 연결외부강판(52)과 지반(10) 사이의 간격에 채움재가 주입되면서 간격을 메우게 된다.
구조물(80) 내부의 지반(10)은 굴착하여 도로 또는 철도가 설치되는 지반(10)을 가로지르도록 관통하여 터널이 형성되고, 굴착된 공간의 바닥면에 콘크리트를 포설하여 하부슬래브(16)를 형성하게 된다.
이로써, 지보공을 이루는 부품을 회수하여 재활용할 수 있고, 터널의 천장에 설치되는 지보공과 터널 바닥면 사이에 별도의 구조물(80)을 가설하지 않고 터널을 시공할 수 있는 터널 굴착용 지보공 및 이를 이용하는 터널 시공방법을 제공할 수 있게 된다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 터널 굴착용 지보공이 도시된 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 터널 굴착용 지보공의 제1슬라이딩부(132a), 제2슬라이딩부(134a), 제3슬라이딩부(152b) 및 제4슬라이딩부(154b)는, 메인외부강판(132), 메인내부강판(134), 연결외부강판(152) 또는 연결내부강판(154)과 직교되는 방향으로 형성되는 돌기 모양으로 이루어지고, 제1연결슬라이딩부(152a) 및 제2연결슬라이딩부(154a)는 제1슬라이딩부(132a), 제2슬라이딩부(134a), 제3슬라이딩부(152b) 또는 제4슬라이딩부(154b)를 감싸는 홈부 모양으로 형성된다.
본 실시예의 제1슬라이딩부(132a), 제2슬라이딩부(134a), 제3슬라이딩부(152b) 및 제4슬라이딩부(154b)는 수직방향으로 돌출되는 돌기 모양으로 형성되고, 메인보강재(136) 또는 연결보강재(158) 측으로 돌출되어 제1삽입홈부(132c) 및 제2삽입홈부(134c)를 형성한다.
또한, 제1슬라이딩부(132a), 제2슬라이딩부(134a), 제3슬라이딩부(152b) 및 제4슬라이딩부(154b)는 메인외부강판(132), 메인내부강판(134), 연결외부강판(152) 또는 연결내부강판(154) 외측으로 돌출되어 제1연결슬라이딩부(152a) 또는 제2연결슬라이딩부(154a) 내부에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 것이 특징이다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 터널 굴착용 지보공이 도시된 단면도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 터널 굴착용 지보공의 제1슬라이딩부(232a), 제2슬라이딩부(234a), 제3슬라이딩부(252b) 및 제4슬라이딩부(254b)는, 메인보강재(236) 또는 연결보강재(258) 측으로 굴곡되어 이루어지고, 제1연결슬라이딩부(252a) 및 제2연결슬라이딩부(254a)는, 메인외부강판(232), 메인내부강판(234), 연결외부강판(252) 또는 연결내부강판(254)의 단부를 감싸도록 메인보강재(236) 또는 연결보강재(258) 외측으로 굴곡되어 이루어진다.
따라서 본 실시예의 메인지보공(230)의 양측 단부는 제1연결슬라이딩부(252a) 및 제2연결슬라이딩부(254a)에 의해 연결지보공(250)에 슬라이딩 가능하게 끼움결합된다.
또한, 본 실시예는 메인지보공(230)과 상기 연결지보공(250) 사이에는 연결(292)편이 설치되므로 연결편(292)에 의해 메인지보공(230)과 연결지보공(250)이 분리되는 것을 방지할 수 있게 된다.
여기서, 연결편(292)은 단면 형상이 '∩'모양으로 굴곡되어 이루어지고, 연결편(292)의 일측 단부는 체결부재에 의해 연결보강대(256)에 결합되고, 연결편(292)의 타측 단부는 메인보강재(236) 또는 연결보강재(258)에 형성되는 걸림고리(294)에 걸림결합된다.
도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 터널 굴착용 지보공이 도시된 단면도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제4실시예에 따른 터널 굴착용 지보공의 메인보강재(336)는, 제1삽입홈부(332c)에 안착되는 제1지지부(336a)와, 제2삽입홈부(334c)에 안착되는 제2지지부(336b)와, 제1지지부(336a)와 제2지지부(336b)를 연결하여 제1지지부(336a)와 제2지지부(336b) 사이의 간격을 유지하는 기둥부(336c)를 포함하고, 기둥부(336c)에는 연결지보공(350)과 기둥부(336c) 사이에 설치되는 연결편(392)이 걸림결합되는 걸림고리(394)가 형성된다.
본 실시예의 메인보강재(336)는 제1지지부(336a), 제2지지부(336b) 및 기둥부(336c)가 일체로 형성되는 빔 모양으로 형성되고, 기둥부(336c)의 외벽에 연결편(392)이 걸림결합되는 걸림고리(394)가 형성된다.
본 실시예의 메인보강재(336)는 일체로 형성되는 빔 모양으로 형성되므로 메인보강재(336) 제작에 소요되는 시간을 줄일 수 있고, 연결보강재(358) 또한 메인보강재(336)와 동일한 모양으로 형성된다.
도 12는 본 발명의 제5실시예에 따른 터널 굴착용 지보공이 도시된 단면도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 제5실시예에 따른 터널 굴착용 지보공의 메인지보공(430)은, 구조물(480)이 굴진되는 공간을 형성하도록 지반(410)에 굴진되고, 제1가이드블록(438a)이 구비되는 메인강관(438)과, 메인강관(438)이 굴진된 지반(410)에 굴진되고, 제1가이드블록(438a)을 감싸는 제1슬라이딩부(432a)가 양측 단부에 구비되며, 구조물(480)을 감싸는 메인외부강판(432)과, 구조물(480)이 굴진되는 공간을 형성하도록 메인외부강판(432)과 간격을 유지하며 배치되고, 제1가이드블록(438a)을 감싸는 제2슬라이딩부(434a)가 양측 단부에 형성되는 메인내부강판(434)과, 메인외부강판(432)과 메인내부강판(434) 사이에 착탈 가능하게 설치되는 메인보강재(436)를 포함한다.
메인외부강판(432)의 양측 단부는 메인보강재(436) 측으로 굴곡되어 제1슬라이딩부(432a)를 형성하고, 메인내부강판(434)의 양측 단부는 메인보강재(436) 측으로 굴곡되어 제2슬라이딩부(434a)를 형성하며, 메인외부강판(432)의 중앙부와 메인내부강판(434)의 중앙부에 메인보강재(436)가 체결부재에 의해 착탈 가능하게 설치된다.
본 실시예의 연결지보공(450)은, 구조물(480)이 굴진되는 공간을 형성하도록 지반(410)에 굴진되고, 제2가이드블록(458a)이 구비되는 연결강관(458)과, 연결강관(458)이 굴진된 지반(410)에 굴진되고, 일측 단부에 메인외부강판(432)의 단부를 감싸는 제1연결슬라이딩부(452a)가 형성되고, 타측 단부에 제2가이드블록(458a)을 감싸는 제3슬라이딩부(452b)가 형성되며, 구조물(480)을 감싸는 연결외부강판(452)과, 구조물(480)이 굴진되는 공간을 형성하도록 연결외부강판(452)과 간격을 유지하며 배치되고, 일측 단부에 메인내부강판(434)의 단부를 감싸는 제2연결슬라이딩부(454a)가 형성되고, 타측 단부에 제2가이드블록(458a)을 감싸는 제4슬라이딩부(454b)가 형성되는 연결내부강판(454)과, 연결외부강판(452)과 연결내부강판(454) 사이에 착탈 가능하게 설치되는 연결보강재(458)를 포함한다.
연결외부강판(452)의 일측 단부에는 메인지보공(430)의 단부를 감싸는 제1연결슬라이딩부(452a)가 외측 방향으로 굴곡되어 형성되고, 연결외부강판(452)의 타측 단부에는 연결강관 측으로 굴곡되어 이루어지는 제3슬라이딩부(452b)가 형성된다.
연결내부강판(454)의 일측 단부에는 연결지보공(450)의 단부를 감싸는 제2연결슬라이딩부(454a)가 외측 방향으로 굴곡되어 형성되고, 연결내부강판(454)의 타측 단부에는 연결강관 측으로 굴곡되어 이루어지는 제4슬라이딩부(454b)가 형성된다.
연결외부강판(452)의 중앙부와 연결내부강판(454)의 중앙부 사이에는 연결보강재(456)가 체결부재에 의해 착탈 가능하게 설치된다.
도 13은 본 발명의 제6실시예에 따른 터널 굴착용 지보공이 도시된 단면도이다.
도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 메인지보공(530)은, 구조물(580)이 굴진되는 공간을 형성하도록 지반(510)에 굴진되고, 가이드홈부(538a)가 구비되는 메인강관(538)과, 메인강관(538)이 굴진된 지반(510)에 굴진되고, 가이드홈부(538a)에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 제1슬라이딩부(532a)가 양측 단부에 구비되며, 구조물(580)을 감싸는 메인외부강판(532)과, 구조물(580)이 굴진되는 공간을 형성하도록 메인외부강판(532)과 간격을 유지하며 배치되고, 가이드홈부(538a)에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 제2슬라이딩부(534a)가 양측 단부에 구비되는 메인내부강판(534)과, 메인외부강판(532)과 메인내부강판(534) 사이에 착탈 가능하게 설치되는 메인보강재(536)를 포함한다.
본 실시예의 가이드홈부(538a)는 단면 형상이 '∪'모양으로 형성되어 메인강관(538)의 상단 및 하단에 개구부가 외측 방향을 향하도록 설치되고, 제1슬라이딩부(532a) 및 제2슬라이딩부(534a)는 단면 형상이 '∩'모양으로 형성되어 가이드홈부(538a)에 일측 또는 타측 단부가 슬라이딩 가능하게 삽입된다.
메인외부강판(532)의 양측 단부에는 제1슬라이딩부(532a)가 하측 방향으로 개구되도록 설치되고, 메인내부강판(534)의 양측 단부에는 제2슬라이딩부(534a)가 상측 방향으로 개구되도록 설치된다.
메인외부강판(532)의 중앙부와 메인내부강판(534)의 중앙부 사이에는 메인보강재(536)가 체결부재에 의해 착탈 가능하게 설치된다.
본 실시예의 연결지보공(550)은 메인지보공(530)과 동일한 기술구성으로 이루어지고, 연결지보공(550)을 이루는 연결외부강판(552), 연결내부강판(554) 및 연결보강재(558)는 메인지보공(530)의 메인외부강판(532), 메인내부강판(534) 및 메인보강재(536)와 동일한 구조로 이루어진다.
도 14는 본 발명의 제7실시예에 따른 터널 굴착용 지보공의 가이드부가 도시된 단면도이다.
도 14를 참조하면, 본 실시예의 가이드부(670)는, 바닥면에 콘크리트가 타설되어 이루어지는 지지층(672)과, 지지층(672)에 설치되는 추진레일(674)을 포함하고, 구조물(680)에는 추진레일(674)을 따라 이동되는 이동롤러(682)가 설치되고, 이동롤러(682)와 구조물(680) 사이에는 벽체부착강판(684)이 개재된다.
본 실시예는 지지층(672) 상면에 추진레일(674)이 설치되고, 구조물(680)의 하단에 추진레일(674)을 따라 주행되는 이동롤러(682)가 설치되므로 구조물(680)을 지반(610) 내부로 추진할 때에 구조물(680)을 지지하는 이동롤러(682)가 회전되면서 추진레일(674)을 따라 이동되어 구조물(680)의 추진을 용이하게 행할 수 있는 효과가 나타나게 된다.
본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
또한, 터널 굴착용 지보공 및 이를 이용하는 터널 시공방법을 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 터널 굴착용 지보공 및 이를 이용하는 터널 시공방법이 아닌 다른 제품에도 본 발명의 지보공 및 시공방법이 사용될 수 있다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 지반 12 : 기초슬래브
14 : 가이드레일 16 : 하부슬래브
30 : 메인지보공 32 : 메인외부강판
32a : 제1슬라이딩부 32b : 제1구속패널
32c : 제1삽입홈부 34 : 메인내부강판
34a : 제2슬라이딩부 34b : 제2구속패널
34c : 제2삽입홈부 36 : 메인보강재
36a : 보강본체 36b : 외부플레이트
36c : 내부플레이트 36d : 막음판
50 : 연결지보공 52 : 연결외부강판
52a : 제1연결슬라이딩부 52b : 제3슬라이딩부
54 : 연결내부강판 54a : 제2연결슬라이딩부
54b : 제4슬라이딩부 56 : 연결보강대
58 : 연결보강재 70 : 가이드부
72 : 지지층 74 : 기초강판
80 : 구조물 82 : 슬라이딩판
84 : 벽체부착강판 86 : 지지강판
14 : 가이드레일 16 : 하부슬래브
30 : 메인지보공 32 : 메인외부강판
32a : 제1슬라이딩부 32b : 제1구속패널
32c : 제1삽입홈부 34 : 메인내부강판
34a : 제2슬라이딩부 34b : 제2구속패널
34c : 제2삽입홈부 36 : 메인보강재
36a : 보강본체 36b : 외부플레이트
36c : 내부플레이트 36d : 막음판
50 : 연결지보공 52 : 연결외부강판
52a : 제1연결슬라이딩부 52b : 제3슬라이딩부
54 : 연결내부강판 54a : 제2연결슬라이딩부
54b : 제4슬라이딩부 56 : 연결보강대
58 : 연결보강재 70 : 가이드부
72 : 지지층 74 : 기초강판
80 : 구조물 82 : 슬라이딩판
84 : 벽체부착강판 86 : 지지강판
Claims (18)
- 도로 또는 철도의 지반에 굴진되고, 터널의 중앙에 배치되어 터널의 내벽을 이루는 구조물이 굴진되는 공간을 형성하는 메인지보공;
상기 메인지보공의 양측단부에 연속되게 연결되도록 상기 지반에 굴진되고, 상기 구조물이 굴진되는 공간을 형성하는 복수 개의 연결지보공; 및
상기 구조물이 슬라이딩되며 굴진되도록 상기 연결지보공에 의해 형성되는 공간의 바닥면에 설치되는 가이드부를 포함하고,
상기 메인지보공은,
상기 지반에 굴진되고, 터널의 내벽을 이루는 구조물을 감싸며, 양측 단부에 제1슬라이딩부가 형성되는 메인외부강판;
상기 구조물이 굴진되는 공간을 형성하도록 상기 메인외부강판과 간격을 유지하며 배치되고, 양측 단부에 제2슬라이딩부가 형성되는 메인내부강판;
상기 메인외부강판과 상기 메인내부강판 사이에 개재되고, 상기 메인외부강판 및 상기 메인내부강판에 착탈 가능하게 설치되는 메인보강재를 포함하고,
상기 메인외부강판에는 상기 메인보강재의 일단이 삽입되는 제1삽입홈부를 형성하도록 제1구속패널이 설치되고, 상기 메인내부강판에는 상기 메인보강재의 타단이 삽입되는 제2삽입홈부를 형성하도록 제2구속패널이 설치되는 것을 특징으로 하는 터널 굴착용 지보공.
- 제1항에 있어서, 상기 가이드부는,
상기 바닥면에 콘크리트가 타설되어 홈부 모양으로 이루어지는 지지층; 및
상기 지지층에 설치되는 기초강판을 포함하고;
상기 구조물에는 상기 기초강판을 따라 슬라이딩되는 슬라이딩판이 구비되고, 상기 슬라이딩판과 상기 구조물 사이에는 벽체부착강판이 개재되는 것을 특징으로 하는 터널 굴착용 지보공.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제1삽입홈부 및 상기 제2삽입홈부 내벽에는 윤활층이 형성되는 것을 특징으로 하는 터널 굴착용 지보공.
- 제1항에 있어서, 상기 메인보강재는,
상기 메인외부강판과 상기 메인내부강판 사이의 간격이 유지되도록 상기 제1삽입홈부와 상기 제2삽입홈부 사이에 개재되는 보강본체;
상기 보강본체의 일단에 결합되고, 상기 제1삽입홈부에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 외부플레이트;
상기 보강본체의 타단에 결합되고, 상기 제2삽입홈부에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 내부플레이트; 및
상기 보강본체의 외벽에 설치되는 막음판을 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 굴착용 지보공.
- 제1항에 있어서, 상기 연결지보공은,
상기 지반에 굴진되고, 상기 구조물을 감싸며, 일측 단부에 제1슬라이딩부에 슬라이딩 가능하게 연결되는 제1연결슬라이딩부가 형성되고, 타측 단부에 제3슬라이딩부가 형성되는 연결외부강판;
상기 구조물이 굴진되는 공간을 형성하도록 상기 연결외부강판과 간격을 유지하며 배치되고, 일측 단부에 제2슬라이딩부에 슬라이딩 가능하게 연결되는 제2연결슬라이딩부가 형성되고, 타측 단부에 제4슬라이딩부가 형성되는 연결내부강판;
상기 연결외부강판의 일측 단부와 상기 연결내부강판의 일측 단부 사이에 착탈 가능하게 설치되는 연결보강대; 및
상기 연결외부강판의 타측 단부와 상기 연결내부강판의 타측 단부 사이에 착탈 가능하게 설치되는 연결보강재를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 굴착용 지보공.
- 제7항에 있어서,
상기 제1슬라이딩부, 상기 제2슬라이딩부, 상기 제3슬라이딩부 및 상기 제4슬라이딩부는, 상기 메인보강재 및 상기 연결보강재 측으로 오목하게 형성되어 이루어지고, 상기 제1연결슬라이딩부 및 상기 제2연결슬라이딩부는 상기 제1슬라이딩부, 제2슬라이딩부, 상기 제3슬라이딩부 또는 상기 제4슬라이딩부에 삽입되도록 상기 메인보강재 및 상기 연결보강재 측으로 굴곡되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 터널 굴착용 지보공.
- 제7항에 있어서,
상기 구조물에는, 상기 제1슬라이딩부 또는 상기 제3슬라이딩부와 상기 제1구속패널을 슬라이딩 가능하게 지지하며 상기 구조물이 상기 지반 내부로 추진될 수 있도록 지지강판이 설치되는 것을 특징으로 하는 터널 굴착용 지보공.
- 제7항에 있어서,
상기 제1슬라이딩부, 상기 제2슬라이딩부, 상기 제3슬라이딩부 및 상기 제4슬라이딩부는, 상기 메인외부강판, 상기 메인내부강판, 상기 연결외부강판 또는 상기 연결내부강판과 직교되는 방향으로 형성되는 돌기 모양으로 이루어지고, 상기 제1연결슬라이딩부 및 상기 제2연결슬라이딩부는 상기 제1슬라이딩부, 상기 제2슬라이딩부, 상기 제3슬라이딩부 또는 상기 제4슬라이딩부를 감싸는 홈부 모양으로 형성되는 것을 특징으로 하는 터널 굴착용 지보공.
- 제7항에 있어서,
상기 제1슬라이딩부, 상기 제2슬라이딩부, 상기 제3슬라이딩부 및 상기 제4슬라이딩부는, 상기 메인보강재 또는 상기 연결보강재 측으로 굴곡되어 이루어지고, 상기 제1연결슬라이딩부 및 상기 제2연결슬라이딩부는, 상기 메인외부강판, 상기 메인내부강판, 상기 연결외부강판 또는 상기 연결내부강판의 단부를 감싸도록 상기 메인보강재 또는 상기 연결보강재 외측으로 굴곡되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 터널 굴착용 지보공.
- 제11항에 있어서,
상기 메인지보공과 상기 연결지보공 사이에는 연결편이 설치되는 것을 특징으로 하는 터널 굴착용 지보공.
- 제1항에 있어서, 상기 메인보강재는,
상기 제1삽입홈부에 안착되는 제1지지부;
상기 제2삽입홈부에 안착되는 제2지지부; 및
상기 제1지지부와 상기 제2지지부를 연결하여 상기 제1지지부와 상기 제2지지부 사이의 간격을 유지하는 기둥부를 포함하고;
상기 기둥부에는 상기 연결지보공과 상기 기둥부 사이에 설치되는 연결편이 걸림결합되는 걸림고리가 형성되는 것을 특징으로 하는 터널 굴착용 지보공.
- 도로 또는 철도의 지반에 굴진되고, 터널의 중앙에 배치되어 터널의 내벽을 이루는 구조물이 굴진되는 공간을 형성하는 메인지보공;
상기 메인지보공의 양측단부에 연속되게 연결되도록 상기 지반에 굴진되고, 상기 구조물이 굴진되는 공간을 형성하는 복수 개의 연결지보공; 및
상기 구조물이 슬라이딩되며 굴진되도록 상기 연결지보공에 의해 형성되는 공간의 바닥면에 설치되는 가이드부를 포함하고,
상기 메인지보공은,
상기 구조물이 굴진되는 공간을 형성하도록 상기 지반에 굴진되고, 제1가이드블록이 구비되는 메인강관;
상기 메인강관이 굴진된 상기 지반에 굴진되고, 상기 제1가이드블록을 감싸는 제1슬라이딩부가 양측 단부에 구비되며, 상기 구조물을 감싸는 메인외부강판;
상기 구조물이 굴진되는 공간을 형성하도록 상기 메인외부강판과 간격을 유지하며 배치되고, 상기 제1가이드블록을 감싸는 제2슬라이딩부가 양측 단부에 형성되는 메인내부강판; 및
상기 메인외부강판과 상기 메인내부강판 사이에 착탈 가능하게 설치되는 메인보강재를 포함하고,
상기 연결지보공은,
상기 구조물이 굴진되는 공간을 형성하도록 상기 지반에 굴진되고, 제2가이드블록이 구비되는 연결강관;
상기 연결강관이 굴진된 상기 지반에 굴진되고, 일측 단부에 상기 메인외부강판의 단부를 감싸는 제1연결슬라이딩부가 형성되고, 타측 단부에 상기 제2가이드블록을 감싸는 제3슬라이딩부가 형성되며, 상기 구조물을 감싸는 연결외부강판;
상기 구조물이 굴진되는 공간을 형성하도록 상기 연결외부강판과 간격을 유지하며 배치되고, 일측 단부에 메인내부강판의 단부를 감싸는 제2연결슬라이딩부가 형성되고, 타측 단부에 상기 제2가이드블록을 감싸는 제4슬라이딩부가 형성되는 연결내부강판; 및
상기 연결외부강판과 상기 연결내부강판 사이에 착탈 가능하게 설치되는 연결보강재를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 굴착용 지보공.
- 삭제
- 도로 또는 철도의 지반에 굴진되고, 터널의 중앙에 배치되어 터널의 내벽을 이루는 구조물이 굴진되는 공간을 형성하는 메인지보공;
상기 메인지보공의 양측단부에 연속되게 연결되도록 상기 지반에 굴진되고, 상기 구조물이 굴진되는 공간을 형성하는 복수 개의 연결지보공; 및
상기 구조물이 슬라이딩되며 굴진되도록 상기 연결지보공에 의해 형성되는 공간의 바닥면에 설치되는 가이드부를 포함하고,
상기 메인지보공은,
상기 구조물이 굴진되는 공간을 형성하도록 상기 지반에 굴진되고, 가이드홈부가 구비되는 메인강관;
상기 메인강관이 굴진된 상기 지반에 굴진되고, 상기 가이드홈부에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 제1슬라이딩부가 양측 단부에 구비되며, 상기 구조물을 감싸는 메인외부강판;
상기 구조물이 굴진되는 공간을 형성하도록 상기 메인외부강판과 간격을 유지하며 배치되고, 상기 가이드홈부에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 제2슬라이딩부가 양측 단부에 구비되는 메인내부강판; 및
상기 메인외부강판과 상기 메인내부강판 사이에 착탈 가능하게 설치되는 메인보강재를 포함하고,
상기 가이드홈부는 단면 형상이 '∪'모양으로 형성되어 상기 메인강관의 상단 및 하단에 개구부가 외측 방향을 향하도록 설치되고, 상기 제1슬라이딩부 및 상기 제2슬라이딩부는 단면 형상이 '∩'모양으로 형성되어 상기 가이드홈부에 일측 또는 타측 단부가 슬라이딩 가능하게 삽입되고,
상기 메인외부강판의 양측 단부에는 상기 제1슬라이딩부가 하측 방향으로 개구되도록 설치되고, 상기 메인내부강판의 양측 단부에는 상기 제2슬라이딩부가 상측 방향으로 개구되도록 설치되고,
상기 메인외부강판의 중앙부와 상기 메인내부강판의 중앙부 사이에는 상기 메인보강재가 체결부재에 의해 착탈 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 터널 굴착용 지보공.
- 제1항에 있어서, 상기 가이드부는,
상기 바닥면에 콘크리트가 타설되어 이루어지는 지지층; 및
상기 지지층에 설치되는 추진레일을 포함하고;
상기 구조물에는 상기 추진레일을 따라 이동되는 이동롤러가 설치되고, 상기 이동롤러와 상기 구조물 사이에는 벽체부착강판이 개재되는 것을 특징으로 하는 터널 굴착용 지보공.
- (a) 도로 또는 철도의 지반에 형성되는 터널의 상부 중앙에 배치되도록 메인외부강판을 구비하는 메인지보공을 굴진시키는 단계;
(b) 상기 메인지보공으로부터 연속적으로 연결되도록 연결외부강판을 구비하는 복수 개의 연결지보공을 상기 지반에 연속적으로 굴진시켜 터널의 내벽을 이루는 구조물이 추진되는 공간을 확보하는 단계;
(c) 상기 연결지보공에 의해 형성되는 공간의 바닥면에 가이드부를 설치하고, 상기 지반 외측에 기초슬래브 및 가이드레일을 설치한 후에 상기 가이드레일 상부에 상기 구조물을 제작하는 단계;
(d) 상기 메인외부강판으로부터 상기 메인지보공의 다른 부품을 분리시키고, 상기 연결외부강판으로부터 상기 연결지보공의 다른 부품을 분리시키는 단계;
(e) 상기 구조물을 상기 가이드레일 및 상기 가이드부를 따라 추진시켜 상기 메인지보공의 다른 부품과 상기 연결지보공의 다른 부품을 회수함과 동시에 상기 지반 내부에 상기 구조물을 위치시키는 단계;
(f) 상기 구조물의 외벽과 상기 지반 사이의 간격에 그라우팅을 행하는 단계; 및
(g) 상기 구조물의 내부를 굴착하여 터널을 형성하고, 터널의 바닥면에 하부슬래브를 시공하는 단계;를 포함하고,
상기 메인지보공은,
상기 지반에 굴진되고, 터널의 내벽을 이루는 구조물을 감싸며, 양측 단부에 제1슬라이딩부가 형성되는 메인외부강판;
상기 구조물이 굴진되는 공간을 형성하도록 상기 메인외부강판과 간격을 유지하며 배치되고, 양측 단부에 제2슬라이딩부가 형성되는 메인내부강판;
상기 메인외부강판과 상기 메인내부강판 사이에 개재되고, 상기 메인외부강판 및 상기 메인내부강판에 착탈 가능하게 설치되는 메인보강재를 포함하고,
상기 메인외부강판에는 상기 메인보강재의 일단이 삽입되는 제1삽입홈부를 형성하도록 제1구속패널이 설치되고, 상기 메인내부강판에는 상기 메인보강재의 타단이 삽입되는 제2삽입홈부를 형성하도록 제2구속패널이 설치되는 것을 특징으로 하는 터널 굴착용 지보공을 이용하는 터널 시공방법.
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