KR101550159B1 - A complex shield TBM tunnel construction engineering method and a variety shield connection apparatus of the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기계식 터널 굴착 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터널 보오링 머신(Tunnel Boring Machine; 이하 TBM)을 이용한 쉴드(Shield) 터널 굴착 시공방법에 관한 것이며, 특히 터널 시공 노선의 구간별 시공여건에 따라 이종(異種) 쉴드를 조합하여 굴진 시공하는 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법 및 그 시공방법에 이용되는 이종(異種) 쉴드 조합용 결합장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
주지된 바와 같이 국가의 주요 기반시설에 포함되는 도로와 철도는 교통의 고속화와 신속하고 원활한 물류 시스템의 구축을 위해 직선화와 수평화가 절실히 요구되는 분야이다.As is well known, the roads and railways included in the major infrastructure of the country are desperately required for straightening and peace of mind in order to speed up the traffic and construct a swift and smooth logistics system.
그런데, 국내의 경우 지반환경의 특성상 도로와 철도 건설구간의 약 50 내지 70% 정도가 산악지형에 해당되어 터널공사가 필수적으로 요구되는 실정이라고 알려져 있다.However, in Korea, about 50 to 70% of the road and railway construction area corresponds to the mountainous terrain due to the characteristics of the ground environment, and it is known that tunnel construction is indispensably required.
특히, 국내 건설시장에 있어서 경제발전과 국민복리시설의 확충에 따라 도로와 철도 및 지하철 등의 교통망과 수자원이용 및 전력통신망 등에 대한 지속적인 확충으로 인하여 수반되는 터널 시공 수요가 급격히 증가하고 있는 실정이다.In particular, in the domestic construction market, the demand for construction of tunnels accompanied by economic development and the expansion of national welfare facilities is continuously increasing due to the continuous expansion of roads, railways, subways, water resources and power communication networks.
통상, 터널 굴착을 위한 시공방법은 발파 굴착에 의한 재래식 시공방법과 터널 보오링 머신(TBM)의 굴착에 의해 현대화된 기계식 시공방법으로 양분된다.Typically, the construction method for tunnel excavation is divided into a conventional construction method by blasting excavation and a mechanical construction method modernized by excavation of a tunnel boring machine (TBM).
그런데, 재래식 시공방법에 의한 터널의 시공은 과다한 용지보상비와 노무인력 확보의 어려움, 시공과정에서의 교통체증과 소음 및 진동에 의한 민원발생 등으로 인하여 현실적인 적용상의 문제점과 한계점을 지속적으로 드러내고 있다.However, the construction of the tunnel by the conventional construction method is continuously revealing the problems and limitations in practical application due to excessive paper reward, difficulty in securing manpower, traffic jam during construction, and complaints due to noise and vibration.
따라서, 근래에 들어 선진국을 비롯한 우리나라에서는 현대화된 기계식 시공방법에 의한 터널 시공 실적이 날로 증가하는 추세에 있다. 이러한 추세는 지속적으로 경제적인 선진화가 이루어지면서 삶의 질 향상을 위해 소음 및 진동 등에 의한 환경 피해를 최소화하기 위한 환경 친화적인 건설시공이 요구되는 환경 변화에 따른 것이다.Therefore, in recent years, in Korea including developed countries, the tunnel construction performance by the modernized mechanical construction method is increasing day by day. This trend is due to environmental changes that require environmentally friendly construction to minimize the environmental damage caused by noise and vibration in order to improve the quality of life as the economy is continuously advanced.
특히, 기계식 터널 시공방법 중에서 쉴드(Shield) 터널 시공방법은 TBM의 굴착 및 추진에 의해 터널을 시공하면서 TBM의 전면부와 후면부에 굴착면을 보호하기 위한 쉴드장비를 연결하여 막장 후방에서 터널 벽면 형상의 원통형 세그먼트(Segment)를 조립해 나가며 터널을 구축하는 공법으로, 터널 직경과 굴착면 방호설비의 설치방식에 따라 쉴드(Shield) TBM 터널 시공방법과 마이크로 쉴드(Micro Shield) 또는 세미 쉴드(Semi Shield) TBM 터널 시공방법으로 분류된다.Particularly, in the method of constructing a shield tunnel among the mechanical tunnel construction method, a shielding device for protecting the excavation surface is connected to the front and rear portions of the TBM while the tunnel is being constructed by excavation and propulsion of the TBM, (TBM) Tunnel construction method and Micro Shield or Semi Shield (TBM) construction method according to the tunnel diameter and installation method of excavation surface protection facility. ) TBM tunnel construction method.
상기한 쉴드 TBM 터널 시공방법은 터널 내경이 3,000mm 이상일 경우에 적용되는 것으로서, 도 1에 예시적으로 나타내 보인 바와 같이 전방의 TBM이 굴착한 길이만큼 굴착면의 방호를 위해 다수개로 분할되어 있는 세그먼트(11)(13)를 원형으로 조립하여 원형 쉴드(10)를 형성해 나가면서 터널을 구축하게 된다. 이와 같은 쉴드 TBM 터널 시공방법은 토사층 및 불량지반에 대한 적응력이 우수하다는 점과 같은 장점을 가지는 반면에 시공 단가가 마이크로 쉴드 공법에 비해 높다는 등의 단점을 가진다.The shield TBM tunnel construction method is applied when the inner diameter of the tunnel is 3,000 mm or more. As shown in FIG. 1, the TBM is divided into a plurality of segments for protecting the excavation surface, (11) and (13) are assembled in a circular shape to form a circular shield (10) to construct a tunnel. The TBM tunnel construction method has the advantages of excellent adaptability to the soil layer and the faulty ground, but has a disadvantage that the construction cost is higher than that of the microshield construction method.
상기한 마이크로 쉴드 TBM 터널 시공방법은 터널 내경이 3,000mm 이하인 경우에 적용되는 것으로서, 도 2에 예시적으로 나타내 보인 바와 같이 TBM 굴착과 동시에 방호역할을 하도록 칼라(22)가 매입된 원형 추진관(21)을 원압잭을 사용하여 굴진된 길이만큼 전방으로 추진하고, TBM은 추진관을 반력벽으로 이용하여 전방으로 굴진해 나가면서 터널을 구축하게 된다. 이와 같은 마이크로 쉴드 TBM 터널 시공방법은 쉴드 TBM 시공방법에 비해 시공원가가 낮다는 점과 같은 장점을 가지는 반면에 급곡선 선형에 대한 시공이 어렵다는 등의 단점을 가진다.The microshield TBM tunnel construction method is applied to a tunnel inner diameter of 3,000 mm or less. As shown in FIG. 2, a circular propulsion tube (22) 21) is propelled forward by the length of the excavation using the rope jack, and TBM uses the propulsion tube as the reaction wall to construct the tunnel while pumping forward. Such a microshield TBM tunneling method has advantages such as lower construction cost than shield TBM construction method, but it has disadvantage that it is difficult to construct a curved line shape.
요컨대, 쉴드 TBM 터널 시공방법은 TBM 굴진후 세그먼트를 조립하고, 조립된 세그먼트를 반력벽으로 이용하여 굴진 조립을 반복해서 터널을 구축하는 공법으로서, 터널의 거리 및 곡선에 대한 제약을 거의 받지 않는 시공방으로 잘 알려져 있다. 그러나, 터널 내부에서 굴착토 운반과 세그먼트 운반 및 조립이 이루어지므로 소형 단면(통상 3m 내외를 기준으로 소형과 중대형을 구분함)에서는 효율이 저감되는 단점이 있다.In other words, the shield TBM tunnel construction method is a construction method of constructing a tunnel by repeatedly assembling the tunnel by assembling the segment after the tunneling of the TBM and using the assembled segment as the reaction wall. In the tunnel construction method, It is well known as a room. However, since the excavated soil and the segment are transported and assembled within the tunnel, there is a disadvantage in that the efficiency is reduced in a small section (normally divided into small and medium sizes based on about 3 m).
반면에, 마이크로 쉴드 TBM 터널 시공방법은 TBM의 굴진 후 추진관 전체를 후방에서 재킹(jacking)하는 시공방법으로서, 소형 단면에 적합하나 마찰력 증대로 인한 장거리 굴진과 곡선시공에는 취약점이 있다.
On the other hand, the microshield TBM tunneling method is a construction method for jacking the entire propulsion tube from the rear after the TBM is pushed, which is suitable for a small cross section, but there is a weak point in long-distance excavation and curved construction due to increase in frictional force.
하기 <표 1>은 상술한 바와 같은 마이크로 쉴드 TBM 터널 시공방법과 쉴드 TBM 터널 시공방법의 장점과 단점을 요약하여 서로 대비해 볼 수 있도록 표로 정리하여 나타내 보인 것이다.
Table 1 below summarizes the advantages and disadvantages of the above-described micro shield TBM tunnel construction method and shield TBM tunnel construction method, and is tabulated for comparison with each other.
쉴드
TBM
공법
shield
CPC
Method
2) 장거리 터널 적응성이 높음
3) 급곡선 선형 터널에 대한 시공성 우수1) Excellent adaptability to soil and faulty ground
2) High adaptability to long distance tunnels
3) Excellent workability for linear curve tunnel
2) 소구경(이하) 터널에서는 작업효율 저하
3) 토사층 내에서는 배면의 뒷채움 불가로 누수 발생
4) 굴진중에는 마이크로 쉴드 공법으로의 전환 불가능1) The construction cost is higher than the microshield construction method
2) In small-diameter (or below) tunnels,
3) Leakage due to inability to back-fill the backside in the soil layer
4) Can not switch to microshield construction during excavation
마이크로
쉴드
TBM
공법
Micro
shield
CPC
Method
2) 터널 시점부에서의 초기굴진속도가 빠름
3) 시공중 필요에 따라 쉴드 TBM 공법으로의 전환이 용이
4) 소구경(3,000mm 이하) 터널 작업성이 높음1) Construction cost is lower than shield TBM method
2) The initial pumping speed at the tunnel viewpoint is fast.
3) Easy to switch to shield TBM method according to need during construction
4) Small diameter (less than 3,000mm) Tunnel workability is high
2) 급곡선 선형에 대한 시공이 어려움
3) 토사층 내에서는 터널 확폭 불가
4) 대구경(3,000mm 이상) 터널에서는 적용 제한1) In poor rocky and in the soil layer,
2) Difficulty in constructing a linear curve
3) No tunneling is possible within the soil layer.
4) Limitation of application in large diameter (over 3,000mm) tunnels
그리고, 하기 <표 2>는 상술한 바와 같은 마이크로 쉴드 TBM 터널 시공방법과 쉴드 TBM 터널 시공방법의 시공조건에 따른 적용성에 있어서 상대적인 유리함과 불리함을 서로 대비해 볼 수 있도록 요약하여 표로 정리하여 나타내 보인 것이다.
Table 2 below summarizes the advantages and disadvantages of the micro-shield TBM tunnel construction method and the shield TBM tunnel construction method according to the construction conditions. will be.
한편, 지하철이나 전력통신망 등의 확충을 위해 시공되는 터널은 주로 도심지를 통과하게 됨에 따라 인접 시설물과의 간섭, 사유지 침범 및 각종 민원 발생 등을 최소화할 수 있는 조건에서 최단거리의 노선을 채택하게 된다.On the other hand, tunnels constructed for the expansion of subways and electric power networks will pass through the downtown area and adopt the shortest route in terms of minimizing interference with adjacent facilities, invasion of private land, and various civil complaints .
따라서, 향후의 현실적인 터널 시공여건은 상술한 바와 같은 터널 노선 채택의 기본개념을 충족시키야 할 수 밖에 없으므로, 예를 들면 터널 시점부에 불량 암반 또는 토사층이 대두되어 지표 침하나 싱크홀이 발생함에 따라 지상 구조물의 손상 피해나 안전사고를 유발시킬 수 있는 매우 복잡한 시공여건에 놓이게 될 수 있다.Therefore, it is necessary to satisfy the basic concept of the tunnel route construction as described above. For example, when a bad rock or soil layer appears at the viewpoint of the tunnel, And may be subject to very complex construction conditions that can cause damages to the ground structure or cause safety accidents.
또한, 토사층 내의 터널 굴진중 기존 구조물과의 접촉이나 전력 케이블 결속을 위해 특정 구간에서의 터널 확폭이 요구되는 경우와 같은 매우 복잡한 시공 환경에 놓이게 될 수 있다.
In addition, it can be placed in a very complicated construction environment, such as when a tunnel width in a specific section is required for contact with an existing structure or binding of a power cable during tunneling in a soil layer.
하기 <표 3>은 터널 시공여건이 다양한 형태로 매우 복잡해지는 시공환경 상의 내용을 요약하여 정리해 보인 것이다.
<Table 3> summarizes the contents of the construction environment which is very complicated in various forms of tunnel construction conditions.
특히 점성토일 경우The extension of the tunnel is more than 200m,
In particular,
필요Tunnel Diameter Widening in the Route
need
따라서, 상기 <표 1> 및 <표 2>에 요약 정리한 바와 같은 장점을 근거로 하여 마이크로 쉴드 TBM 시공방법을 터널 시공에 적용하는 경우에 있어서도 <표 3>의 2항과 3항 및 4항과 같은 시공여건상의 복잡성 요인로 인해 현장 시공이 용이하지 않은 문제점이 있다.Therefore, when the microshield TBM construction method is applied to tunnel construction based on the merits summarized in <Table 1> and <Table 2> The construction of the site is not easy due to the complexity of the construction conditions such as the construction conditions.
또한, 상기 <표 1> 및 <표 2>에 요약 정리한 바와 같은 장점을 근거로 하여 쉴드 TBM 시공방법을 터널 시공에 적용하는 경우에 있어서도 <표 3>의 1항과 같은 시공여건상의 복잡성 요인로 인해 현장 시공이 용이하지 않은 문제점이 있다.Also, when the shield TBM construction method is applied to tunnel construction based on the advantages summarized in <Table 1> and <Table 2>, the complexity factor of the construction condition as shown in <Table 3> There is a problem in that it is not easy to install on the spot.
요컨대, 기존의 마이크로 쉴드 및 쉴드 TBM 시공방법은 각각의 장점을 가지고는 있으나, 상술한 바와 같은 복잡한 시공 여건 하에서는 마이크로 쉴드 TBM 터널 시공방법이나 쉴드 TBM 터널 시공방법 중 어느 하나의 단일 공법만을 적용하여 터널을 완성하기가 현실적으로 어려운 문제점이 있으며, 터널 시공과정에 있어서 시공여건에 따라 시공방법을 변경하여 적용하기는 더욱 어려운 문제점이 있다.In other words, although the existing microshield and shield TBM construction methods have their respective merits, under a complex construction condition as described above, only one of the micro shield TBM tunnel construction method and the shield TBM tunnel construction method is applied, And it is more difficult to change the construction method according to the construction conditions in the tunnel construction process.
따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 기존의 마이크로 쉴드 TBM 터널 시공방법 또는 쉴드 TBM 터널 시공방법을 단일 공법으로 적용하여 터널을 시공하는 경우에 있어서 발생되는 단점과 문제점을 감안하여 이를 개선하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 마이크로 쉴드 TBM 터널 시공방법과 쉴드 TBM 터널 시공방법의 장점을 혼용하여 터널 시공 노선의 구간별 시공여건에 따라 대응적으로 이종(異種) 쉴드의 교체 조합을 통해 시공방법을 유효하게 변경하여 경제적이고 효율적으로 굴진작업을 수행할 수 있는 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법을 제공하기 위한 것이다.Accordingly, the present invention has been made in view of the disadvantages and problems that arise in the case of applying the conventional micro shield TBM tunnel construction method or the shield TBM tunnel construction method as a single construction method to construct a tunnel, It is an object of the present invention to provide a method of constructing a tunnel by using a combination of a micro shield TBM tunnel construction method and a shield TBM tunnel construction method in accordance with the construction conditions of each tunnel construction route, The present invention is to provide a method for constructing a composite shield TBM tunnel which can effectively and economically and efficiently perform a pivoting operation.
본 발명의 다른 목적은 터널 시공 노선에 있어서 초입부의 지표침하 구간과 중도의 급곡선 선형 구간, 확폭 구간 및 장거리 굴진 구간을 포함하는 장거리 터널노선의 시공시 각 시공구간의 시공여건에 따라 대응하여 추진관과 반폭 세그먼트와 강재 세그먼트 및 표준 세그먼트를 선택적으로 설치하는 이종(異種) 쉴드의 변경 조합에 의해 경제적이고 효율적으로 터널을 시공할 수 있는 복합 쉴드 TBM 시공방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to cope with the construction conditions of each construction section when constructing the long-distance tunnel route including the ground subsidence section of the entrance section and the midway curve line section, the widening section and the long- The present invention is to provide a composite shield TBM construction method which can economically and efficiently construct a tunnel by a combination of a pipe, a half-width segment, a steel segment, and a heterogeneous shield that selectively installs a standard segment.
본 발명의 다른 목적은 터널 시공 노선의 초입부 지표침하가 우려되는 토사층 또는 불량지반이 있는 구간에서는 상대적으로 시공속도가 빠른 마이크로 쉴드 시공방법을 적용하는 동시에 지반침하 방지를 위한 보조공법을 추가하여 굴진하는 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a microshield construction method which is relatively fast in construction speed in a soil layer where there is a risk of sinking the ground surface of the tunnel construction route or in a region where there is a faulty ground, The present invention provides a method of constructing a composite shield TBM tunnel.
본 발명의 또 다른 목적은 터널 시공 노선의 곡선부에서는 반폭(하프) 세그먼트를 사용하고 급곡선부에는 강재 세그먼트를 사용하는 쉴드 TBM 공법으로 전환하여 굴진하는 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of constructing a composite shield TBM tunnel by switching to a shield TBM method using a half segment in a curved portion of a tunnel construction route and using a steel segment in a quadruple portion .
본 발명의 또 다른 목적은 확폭이 요구되는 구간에서는 쉴드 TBM 공법으로 굴진하되 확폭이 요구되는 두께 만큼 두께가 얇아진 박폭의 확폭용 강재 세그먼트를 사용하는 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법을 제공하기 위한 것이다.It is still another object of the present invention to provide a method of constructing a composite shield TBM tunnel using a thin steel strip for a wider width in which the width is widened by a thickness required to widen the width by a shield TBM method in a section requiring wider width.
본 발명의 또 다른 목적은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법에 이용되는 이종(異種) 쉴드 조합용 결합장치를 제공하기 위한 것이다.Still another object of the present invention is to provide a coupling device for combining different shields used in a method of constructing a composite shield TBM tunnel to achieve the above-mentioned object.
상기한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 이종(異種) 쉴드 조합에 의한 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법은, 지표침하 구간과 급곡선 선형 구간 및 확폭 구간을 포함하는 장거리 터널 노선을 쉴드 TBM의 굴착 및 굴진을 통해 시공하기 위한 방법으로서, 상기 각 시공 구간의 사이에 이종(異種) 쉴드 조합용 결합유닛을 개재하여 각 시공 구간의 시공 여건에 따라 대응하는 이종(異種) 쉴드를 터널 벽체로 시공할 수 있도록 각 시공 구간별로 시공방법을 변경하여 터널을 굴착 시공하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above-mentioned objects, a method of constructing a composite shield TBM tunnel by a combination of different shields according to the present invention is characterized in that a long tunnel route including an land subsidence section, a quadrature linear section, As a method for constructing through tunneling, a corresponding heterogeneous shield can be constructed as a tunnel wall depending on a construction condition of each construction section through a joint unit for combining different shields between the respective construction sections The tunnel is excavated by changing the construction method for each construction section.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 이종(異種) 쉴드 조합에 의한 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법에 있어서, 상기 지표침하 구간에서는 쉴드 TBM의 테일부에 어댑터 링을 이종(異種) 쉴드 조합용 결합유닛으로 설치하고, 상기 어댑터 링의 후방에 마이크로 쉴드 추진관을 순차적으로 설치할 수 있도록 쉴드 TBM의 굴진에 의해 터널 벽체를 시공하는 단계와; 상기 급곡선 선형 구간에서는 상기 어댑터 링을 매개로 그 전방에 반폭 세그먼트를 순차적으로 설치할 수 있도록 쉴드 TBM의 굴진에 의해 터널 벽체를 시공하는 단계와; 상기 확폭 구간에서는 상기 급곡선 선형 구간의 끝단부에 배치된 반폭 세그먼트에 결속되는 어댑터형 강재 세그먼트를 이종(異種) 쉴드 조합용 결합유닛으로 설치하고, 상기 어댑터형 강재 세그먼트를 매개로 그 전방에 확폭용 강재 세그먼트를 순차적으로 설치할 수 있도록 쉴드 TBM의 굴진에 의해 터널 벽체를 시공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the method of constructing the composite shield TBM tunnel by the combination of the different shields according to the present invention as described above, in the land subsidence period, the adapter ring is installed as a combined unit for combining different shields in the tail portion of the shield TBM And installing a tunnel wall by piercing the shield TBM so that a micro shield induction pipe can be sequentially installed behind the adapter ring; Constructing the tunnel wall by pivoting the shield TBM so that the half-width segments can be sequentially installed in front of the adapter ring via the adapter ring; Wherein the adapter-shaped steel segment bonded to the half-width segment disposed at the end of the quadrangular curve linear section is provided as a coupling unit for combining different shields in the wider section, And constructing the tunnel wall by pivoting the shield TBM so that the steel segments for the tunnel can be sequentially installed.
본 발명에 따르면, 상기 확폭 구간에 이어지는 장거리 굴진 구간에서는, 상기 확폭 구간의 끝단부에 배치된 확폭용 강재 세그먼트에 결속되는 제2 어댑터형 강재 세그먼트를 이종(異種) 쉴드 조합용 결합유닛으로 설치하고, 상기 제2 어댑터형 강재 세그먼트를 매개로 그 전방에 표준 강재 세그먼트를 순차적으로 설치할 수 있도록 쉴드 TBM의 굴진에 의해 터널 벽체를 시공하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, in the long-distance guidance period following the widened section, a second adapter-shaped steel segment bonded to the wrought steel segment disposed at the end of the widened section is provided as a combined unit for combining different shields And constructing the tunnel wall by pivoting the shield TBM so that standard steel segments can be sequentially installed in front of the second adapter-type steel segment through the second adapter-type steel segment.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 지표침하 구간에서는 상기 마이크로 쉴드 추진관과 터널 굴착면 사이의 공극에 수팽창 플러그재를 지속적으로 충전하여 지표 침하를 억제시키도록 보조 시공 과정이 더 포함될 수 있다.According to another aspect of the present invention, in the subsurface subsidence period, an auxiliary construction process may be further included to continuously fill the voids between the microshield propulsion tube and the tunnel excavation surface with the water expansion plug material to suppress land subsidence.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 지표침하 구간에서는 상기 수팽창 플러그재 입자 사이의 공극에 고결재를 뒷채움재로 침투시켜 고화시킴으로써 지표 침하를 방지하는 보조 시공과정이 더 포함될 수 있다.According to another aspect of the present invention, in the subsurface subsidence period, an auxiliary construction step may be further included to prevent subsidence of the ground by solidifying the voids between the voids between the water expansion plug material particles and the solidification material.
본 발명에 따르면, 상기 어댑터 링은 링형 본체의 내주면 전방부에 방사상으로 배치되도록 중심축을 향해 돌출된 다수의 까치발 브래킷을 가지며, 상기 지표침하 구간의 굴착 시공과정에서 상기 까치발 브래킷이 구비된 전방부가 용접부에 의해 쉴드 TBM의 테일부의 후방부에 고정되도록 설치되고, 상기 지표침하 구간의 굴착 시공이 완료되면 상기 까치발 브래킷이 절단 제거되는 동시에 상기 쉴드 TBM의 테일부에서 분리되어 굴착 시공이 완료된 지표침하 구간의 끝단부에 배치되는 추진관에 연결되도록 결속되는 것이 바람직하다. According to the present invention, the adapter ring has a plurality of bracket brackets projecting toward the central axis so as to be radially disposed on the inner circumferential surface front portion of the ring-shaped body, and the front portion provided with the bracket bracket in the excavation construction process of the ground settlement section, And the claw bracket is cut off when the excavation of the ground settlement interval is completed, and at the same time, the excavation is completed by cutting off the excavation of the cover TBM of the shield TBM, And to be connected to the propelling tube disposed at the end portion.
그리고, 상기 어댑터형 강재 세그먼트는 원호상의 판형 스킨 플레이트의 내측면에 굴진 방향으로 순차 배치되도록 돌출되게 구비되는 전단 플랜지와 후단 플랜지 및 그들 사이에 개재되도록 설치되는 보강 리브를 포함하며, 상기 전단 플랜지의 높이가 후단 플랜지의 높이 보다 낮게 축소되어 높이 편차를 가지도록 상기 보강 리브의 일측단이 길이 방향으로 경사지게 형성되고, 상기 후단 플랜지는 상기 급곡선 선형 구간의 끝단부에 배치된 반폭 세그먼트와 대면하여 결속되도록 설치되는 동시에 상기 전단 플랜지는 상기 확폭용 강재 세그먼트와 대면하여 결속되도록 설치되는 것이 바람직하다.The adapter-type steel segment includes a front end flange protruding from an inner side surface of an arc-shaped plate skin plate so as to be sequentially disposed in a pushing direction, a rear end flange, and a reinforcing rib interposed therebetween, One end of the reinforcing rib is inclined in the longitudinal direction so that the height of the reinforcing rib is reduced to be lower than the height of the rear end flange so that the rear end flange faces the half width segment disposed at the end of the quadratic linear section, And the shear flange is installed so as to confront the widening steel segments.
본 발명에 있어서, 상기 확폭 구간에서는 기존 표준 강재 세그먼트의 두께를 축소하여 박폭의 확폭용 강재 세그먼트로 형성하고, 그 확폭용 강재 세그먼트를 세그먼트 링부재로 조립한 상태에서 외경은 그대로 유지하면서 두께가 축소된 만큼 내경이 확장된 상태로 터널 벽체를 형성하여 터널 시공 구간의 굴착 내경이 확대되도록 확폭 시공하는 것이 바람직하다.According to the present invention, in the wider section, the thickness of the existing standard steel segment is reduced to form a steel segment for wider width of the width, and while the outer diameter is maintained while the wider segment is assembled by the segment ring member, It is preferable that the tunnel wall is formed in a state in which the inner diameter is expanded as much as possible so that the inner diameter of the tunnel is enlarged.
상기한 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법에 이용되는 이종(異種) 쉴드 조합용 결합장치는, 지표침하 구간과 급곡선 선형 구간 및 확폭 구간을 포함하는 장거리 터널 노선을 쉴드 TBM의 굴착 및 굴진을 통해 시공하기 위하여 각 시공 구간의 사이에 개재되는 이종(異種) 쉴드 조합용 결합장치로서, 상기 지표침하 구간의 터널 벽체로 시공되는 마이크로 쉴드 추진관과 상기 급곡선 선형 구간의 터널 벽체로 시공되는 반폭 세그먼트를 조합하여 결속하도록 링형 본체의 내주면 전방부에 방사상으로 배치되도록 중심축을 향해 돌출된 다수의 까치발 브래킷을 가지는 어댑터 링으로 형성되며, 상기 지표침하 구간의 굴착 시공과정에서 상기 까치발 브래킷이 구비된 전방부가 용접에 의해 쉴드 TBM의 테일부의 후방부에 고정되도록 설치되고, 상기 지표침하 구간의 굴착 시공이 완료되면 상기 까치발 브래킷이 절단 제거되는 동시에 상기 쉴드 TBM의 테일부에서 분리되어 굴착 시공이 완료된 지표침하 구간의 끝단부에 배치되는 추진관에 연결되도록 결속되는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above-mentioned other object, a coupling device for combining different shields used in a method of constructing a composite shield TBM tunnel according to the present invention includes a long-distance tunnel route including an land subsidence section, a quadrature linear section, Shielding TBM to be installed through excavation and excavation of a shield TBM, wherein the micro-shield propulsion tube is installed as a tunnel wall of the ground subsidence section, And an adapter ring having a plurality of bracket brackets projecting toward the central axis so as to be radially disposed at a front portion of the inner circumferential surface of the ring-shaped body so as to be combined with the half-width segments installed in the tunnel wall of the tunnel- The front portion provided with the bracket bracket is welded to the rear portion of the tail portion of the shield TBM, And when the excavation of the ground settlement period is completed, the claw bracket is cut off and removed from the tail portion of the shield TBM, so that the excavation bracket is connected to the propulsion pipe disposed at the end of the ground settlement section And are connected to each other.
상기한 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법에 이용되는 이종(異種) 쉴드 조합용 결합장치는, 지표침하 구간과 급곡선 선형 구간 및 확폭 구간을 포함하는 장거리 터널 노선을 쉴드 TBM의 굴착 및 굴진을 통해 시공하기 위하여 각 시공 구간의 사이에 개재되는 이종(異種) 쉴드 조합용 결합장치로서, 상기 급곡선 선형 구간의 터널 벽체로 시공되는 반폭 세그먼트와 상기 확폭 구간의 터널 벽체로 시공되는 확폭용 강재 세그먼트를 조합하여 결속하도록 원호상의 판형 스킨 플레이트의 내측면에 굴진 방향으로 순차 배치되도록 돌출되게 구비되는 전단 플랜지와 후단 플랜지 및 그들 사이에 개재되도록 설치되는 보강 리브를 포함하는 어댑터형 강재 세그먼트로 형성되며, 상기 전단 플랜지의 높이가 후단 플랜지의 높이 보다 낮게 축소되어 높이 편차를 가지도록 상기 보강 리브의 일측단이 길이 방향으로 경사지게 형성되고, 상기 후단 플랜지는 상기 급곡선 선형 구간의 끝단부에 배치된 반폭 세그먼트와 대면하여 결속되도록 설치되는 동시에 상기 전단 플랜지는 상기 확폭용 강재 세그먼트와 대면하여 결속되도록 설치되는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above-mentioned other object, a coupling device for combining different shields used in a method of constructing a composite shield TBM tunnel according to the present invention includes a long-distance tunnel route including an land subsidence section, a quadrature linear section, A coupling device for a shield type TBM, comprising: a semi-width segment formed by a tunnel wall of a quadrature linear section; and a tunnel wall section of the widened section, An adapter including a front end flange and a rear end flange protruded so as to be sequentially disposed in an advancing direction on the inner side surface of an arc-shaped plate-shaped skin plate so as to be combined with the steel segments for widening to be installed, and a reinforcing rib interposed therebetween Shaped steel segment, the height of the front end flange being greater than the height of the rear end flange Wherein one end of the reinforcing rib is formed to be inclined in the longitudinal direction so as to have a height deviation smaller than the width of the reinforcing rib and the rear end flange is installed to face the half width segment disposed at the end of the quadrangle linear section, And the flange is installed so as to be confronted with the steel segment for widening.
도 1은 쉴드 TBM 터널 시공방법과 시공구조를 설명하기 위해 개략적으로 도시해 보인 사시도.
도 2는 마이크로 쉴드 TBM 터널의 시공방법과 시공구조를 설명하기 위해 개략적으로 도시해 보인 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법이 적용된 터널 시공 구간별 시공여건과 적용 쉴드 및 공법을 설명하기 위해 터널 시공 노선의 요부를 도식화하여 나타내 보인 개략적 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법이 적용된 터널 시공 구간별 시공상태와 시공구조를 설명하기 위해 터널 시공 노선의 요부를 모식적으로 나타내 보인 개략적 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법이 적용된 터널 시공 구간 초입부의 지표침하 구간 시공을 위해 쉴드 TBM 테일부에 설치된 어댑터 링과 마이크로 쉴드 추진관을 발췌하여 도시해 보인 개략적 구성도.
도 6은 도 4의 요부를 발췌하여 확대 도시해 보인 개략적 구성도.
도 7은 본 발명에 따른 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법이 적용된 터널 시공 구간 초입부 지표침하 구간의 시공구조와 지표침하 방지를 위한 시공과정을 설명하기 위해 도시해 보인 개략적 단면도.
도 8a 및 도 8b는 각각 도 7의 VI-VI선을 따라 절제하여 시차에 따른 상태를 나타내 보인 단면도.
도 9는 본 발명에 따른 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법에 의한 확폭 구간 시공 과정을 설명하기 위해 도시해 보인 개략적 구성도.
도 10은 본 발명에 따른 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법에 의한 확폭 구간의 시공을 위해 이종 쉴드를 결속하여 주기 위한 어댑터형 강재 세그먼트를 도시해 보인 개략적 사시도.
도 11은 본 발명에 따른 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법에 의한 확폭 구간 시공을 위해 추진잭 유닛에 교체 설치되는 리듀싱 슈패드를 도시해 보인 개략적 사시도.
도 12는 도 11의 B-B선을 따라 절제하여 도시해 보인 개략적 단면도.
도 13은 본 발명에 따른 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법에 의한 확폭 구간의 터널 벽체를 형성하도록 시공되는 확폭용 강재 세그먼트를 도시해 보인 개략적 사시도.
도 14는 본 발명에 따른 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법에 의한 확폭 구간 시공을 위해 추진잭 유닛에 교체 설치되는 표준 슈패드를 도시해 보인 개략적 사시도.
도 15는 본 발명에 따른 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법에 의한 확폭 강재 세그먼트와 대비하여 설명하기 위해 표준 강재 세그먼트를 도시해 보인 개략적 사시도.
도 16은 본 발명에 따른 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법에 의한 장거리 굴진 구간의 터널 벽체를 형성하도록 시공되는 표준 RC 세그먼트를 도시해 보인 개략적 사시도.FIG. 1 is a perspective view schematically showing a method of constructing a shield TBM tunnel and a construction of the tunnel. FIG.
FIG. 2 is a perspective view schematically showing a construction method and construction of a micro shield TBM tunnel. FIG.
FIG. 3 is a schematic plan view illustrating the construction of a tunnel construction route in order to explain a construction condition and an applied shield and a construction method for each tunnel construction zone to which the method of constructing a composite shield TBM tunnel according to the present invention is applied.
FIG. 4 is a schematic view schematically showing a main part of a tunnel construction route in order to explain a construction state and a construction construction for each tunnel construction zone to which the method of constructing a composite shield TBM tunnel according to the present invention is applied.
FIG. 5 is a schematic view showing an adapter ring and a microshield propulsion tube installed in a shield TBM frame for constructing an indicator subsidence area at the beginning of a tunnel construction zone to which a composite shield TBM tunnel construction method according to the present invention is applied.
FIG. 6 is a schematic structural view showing an enlarged view of the main part of FIG. 4; FIG.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating a construction structure of an initial landing zone of a tunnel construction zone and a construction process for preventing landfall settlement using a composite shield TBM tunnel construction method according to the present invention.
8A and 8B are cross-sectional views showing a state according to parallax by cutting along the line VI-VI of FIG. 7, respectively.
FIG. 9 is a schematic view for explaining a construction process of a wider section by a method of constructing a composite shield TBM tunnel according to the present invention. FIG.
10 is a schematic perspective view showing an adapter-type steel material segment for binding a heterogeneous shield for the construction of a wider section by the method of constructing a composite shield TBM tunnel according to the present invention.
11 is a schematic perspective view illustrating a redundant shoe pad that is installed in a propelling jack unit for installation of a wider section by the method of constructing a composite shield TBM tunnel according to the present invention.
12 is a schematic cross-sectional view cut along the line BB in Fig.
FIG. 13 is a schematic perspective view showing a wrought steel segment constructed to form a tunnel wall of a wider section by a composite shield TBM tunnel construction method according to the present invention. FIG.
FIG. 14 is a schematic perspective view showing a standard shoe pad to be installed in a propelling jack unit in order to construct a wider section by a composite shield TBM tunnel construction method according to the present invention. FIG.
15 is a schematic perspective view illustrating a standard steel segment to illustrate a wider steel segment according to a method of constructing a composite shield TBM tunnel in accordance with the present invention.
16 is a schematic perspective view showing a standard RC segment constructed to form a tunnel wall in a long-range excavation section by a composite shield TBM tunnel construction method according to the present invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 이종(異種) 쉴드 조합에 의한 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법을 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of constructing a composite shield TBM tunnel by a combination of different shields according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 의한 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법은 터널 시공 노선 초입부의 지표침하 구간(1)(2)과 중도의 급곡선 선형 구간(3), 확폭 구간(4) 및 장거리 굴진 구간(5)을 포함하는 장거리 터널 노선을 굴착 시공하기 위하여, 각 시공 구간별 시공여건에 따라 마이크로 쉴드 추진관(110)과 반폭(half) 세그먼트(130), 강재 세그먼트(150) 및 표준 RC 세그먼트(180; 철근 콘크리트 제품)의 이종(異種) 쉴드를 선택적으로 조합하여 터널 벽체를 형성하도록 TBM에 의한 굴착 및 추진작업을 통해 터널을 시공한다.3 and 4, the method of constructing the composite shield TBM tunnel according to the present invention is characterized in that the ground settlement section (1) (2), the middle curved linear section (3), the widening section (4) A
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 이종(異種) 쉴드 조합에 의한 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법에 따르면, 마이크로 쉴드 TBM 터널 시공방법과 쉴드 TBM 터널 시공방법의 장점을 혼용하여 시공하는 것으로서, 이러한 시공방법은 기존의 마이크로 쉴드 TBM 터널 시공방법 또는 쉴드 TBM 터널 시공방법 중에서 어느 하나의 단일 시공방법에 의한 터널 굴착 시공에 비하여 보다 더 경제적이고 효율적으로 터널을 굴착 시공할 수 있게 된다. According to the method of constructing the composite shield TBM tunnel by the combination of the different shields according to the present invention as described above, the advantages of the micro shield TBM tunnel construction method and the shield TBM tunnel construction method are mixed, It is possible to excavate the tunnel more economically and efficiently than the existing tunnel construction method of the micro shield TBM or the shield TBM tunnel construction by using the single construction method.
즉, 본 발명에 의한 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법에 따르면, 터널 시공 노선상의 초입부 지표침하 구간(1)(2)에서는 마이크로 쉴드 TBM 터널 시공방법이 적용되는 것으로서, 쉴드 TBM(100)의 후방에 마이크로 쉴드 추진관(110)을 순차적으로 반복 설치할 수 있도록 굴착 추진하여 터널 벽체를 시공하면서 후술하는 지표침하 방지를 위한 지반 보강용 보조적 시공방법이 적용된다.That is, according to the method for constructing the composite shield TBM tunnel according to the present invention, the micro-shield TBM tunnel construction method is applied in the first and second
그리고, 터널 시공 노선 중도의 급곡선 선형 구간(3)에서는 쉴드 TBM 터널 시공방법이 적용되는 것으로서, 쉴드 TBM(100)의 후방에 반폭 세그먼트(130)를 순차적으로 반복 설치할 수 있도록 굴착 추진하여 터널 벽체를 시공한다.The shield TBM tunnel construction method is applied in the quadrangle
또한, 터널 시공 노선 중도의 확폭 구간(4)에서는 쉴드 TBM 터널 시공방법이 적용되는 것으로서, 쉴드 TBM(100)의 후방에 확폭용 강재 세그먼트(150)를 순차적으로 반복 설치할 수 있도록 굴착 추진하여 확폭된 상태의 터널 벽체를 시공한다.In the widening
또한, 장거리 굴진 구간(5)에서는 쉴드 TBM 터널 시공방법의 적용에 의해 쉴드 TBM(100)의 후방에 표준 세그먼트(180)를 순차적으로 반복 설치할 수 있도록 굴착 추진하여 터널 벽체를 시공한다.In the long-
한편, 본 발명에 따르면 상기 지표침하 구간(1)(2)과 급곡선 선형 구간(3), 확폭 구간(4) 및 장거리 굴진 구간(5)의 사이에는 각각 이종(異種) 쉴드를 조합하여 결속시켜 주기 위한 결합장치으로서, 후술하는 어댑터 링(120)과 어댑터형 강재 세그먼트(140)가 개재되도록 설치된다.
According to the present invention, different kinds of shields are combined between the
이하에서는 터널 시공 노선의 각 시공 구간별 시공여건에 따라 본 발명에 의한 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법이 적용되는 과정에 대하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the application process of the composite shield TBM tunnel construction method according to the present invention will be described in detail according to the construction conditions of each construction section of the tunnel construction route.
A. 터널 시공 노선 초입부 지표침하 구간(1)(2)의 굴착 시공
A. Tunnel Construction Route Entry Ground Subsidence (1) Excavation of (2)
본 발명에 의한 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법에 따르면, 터널 시공 노선 초입부의 지표침하 구간(1)(2)은 마이크로 쉴드 TBM 공법을 적용하여 굴착 시공한다.According to the method of constructing the composite shield TBM tunnel according to the present invention, the subsurface subsidence areas (1) and (2) at the entrance of the tunnel construction route are excavated by applying the micro shield TBM method.
도 5 및 도 6을 참조하면, 쉴드 TBM(100)의 테일부(102)에 어댑터 링(120)을 설치하고, 그 어댑터 링(120)의 후방에 추진관(110)을 삽입하여 터널 굴착 시공을 위한 준비작업을 완료한다.5 and 6, the
이어서 쉴드 TBM(100)의 헤드부(101)의 회전에 의한 굴착 툴의 굴착 및 추진과 후속 추진관(110)의 조립과정을 순차적으로 반복하여 터널 벽체를 형성하도록 시공해 나간다.Subsequently, excavation of the excavation tool by the rotation of the
상기 어댑터 링(120)은 후술하는 급곡선 선형 구간(3)의 굴착 시공시 반폭 세그먼트(130)가 연결되도록 결속시켜 주기 위한 결합장치로서의 역할과 기능을 수행하는 것으로서, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 링형 본체(121)의 내주면 전방부에 방사상으로 배치되도록 중심축을 향해 돌출된 다수의 까치발 브래킷(122)을 가진다.The
상기 어댑터 링(120)은 지표침하 구간(1)(2)의 굴착 시공과정에서는 까치발 브래킷(122)이 구비된 전방부가 용접부(W)에 의해 쉴드 TBM(100)의 테일부(102)의 후방부에 고정되도록 설치된다.In the excavation process of the
반면에, 상기 어댑터 링(120)은 지표침하 구간(1)(2)의 굴착 시공이 완료되면, 까치발 브래킷(122)의 절단 및 제거와 동시에 용접부(W)의 절단에 의해 쉴드 TBM(100)의 테일부(102)에서 분리되어 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 굴착 시공이 완료된 지표침하 구간(1)(2)의 끝단부에 배치된 추진관(100)의 전면부에 연결되도록 결속된다.On the other hand, when the excavation construction of the
즉, 상기 어댑터 링(120)은 지표침하 구간(1)(2)과 급곡선 선형 구간(3)의 사이에 배치되어 추진관(110)과 반폭 세그먼트(130)를 조합하여 결속시켜 주기 위한 이종(異種) 쉴드 결합장치의 역활과 기능을 수행하게 된다.That is, the
따라서, 본 발명에 의한 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법에 따르면, 상기 어댑터 링(120)과 같은 이종(異種) 쉴드 결합장치를 통하여 터널 시공 노선의 시공 구간별 시공여건에 따라 시공방법을 용이하게 전환하여 시공효율과 경제성을 향상시킬 수 있게 된다.Therefore, according to the method for constructing the composite shield TBM tunnel according to the present invention, the construction method can be easily switched according to the construction conditions of each construction section of the tunnel construction route through the heterogeneous shield coupling device such as the
한편, 본 발명에 의한 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법에 따르면, 상술한 바와 같은 지표침하 구간(1)(2)의 시공 과정에서 도 7에 도시한 바와 같이 지표 침하를 방지하기 위한 지반 보강 작업이 보조적으로 추가 시공된다. Meanwhile, according to the method of constructing the composite shield TBM tunnel according to the present invention, in the construction of the
도 7을 참조하면, 상술한 바와 같은 지표침하 구간(1)(2)의 시공과정에서 상기 추진관(110)의 사이에 그라우트 공(도면부호 없음)을 형성하고, 그 그라우트 공에 플러그재 주입관(210)을 설치한다.Referring to FIG. 7, grout holes (not shown) are formed between the
그리고, 상기 플러그재 주입관(210)을 통해 마이크로 쉴드 추진관(110)과 터널 굴착면의 사이에 형성되는 공극에 수팽창 플러그재(211)를 지속적으로 충전하면서 지표침하 구간(1)(2)의 터널 시공을 완료한다.The water
상기 수팽창 플러그재(211)는 지표 침하를 한시적으로 억제시키기 위한 것으로서, 예를 들면 물을 흡수하여 팽창하는 실리카 겔(silica gel) 과립이 충전될 수 있다.The water expanding
상기한 실리카 겔(silica gel) 과립은 물을 흡수하며 팽창하여 터널 굴착 초기시 지반침하를 효과적으로 억제하는 작용을 하게 된다.The above-mentioned silica gel granules absorb water and expand, thereby effectively suppressing subsidence at the initial stage of tunnel excavation.
즉, 상기 수팽창 플러그재(211)는 도 8a에 예시한 바와 같이 마이크로 쉴드 추진관(110)과 터널 굴착면의 사이에 형성되는 공극에 충전된 상태에서 주입되는 물에 의해 1차적으로 팽창하게 된다. 이와 같이 팽창된 수팽창 플러그재(211)는 지반을 유효하게 지지함으로써, 지반 침하나 지반 함몰을 유발하는 토피 지반의 토립자 탈락과 붕락 및 붕괴의 발생을 억제하도록 작용하게 된다.That is, as shown in FIG. 8A, the water
상술한 바와 같은 지표침하 구간(1)(2)의 시공이 완료되면, 상기 수팽창 플러그재(211)의 입자 사이에 형성되어 있는 공극(G)에 추가적으로 고결재를 뒷채움재(212)로 침투시킨다.After completion of the construction of the
상기 공극 내로 침투된 고결재는 도 8b에 예시해 보인 바와 같이 수팽창 플러그재(211)가 팽창된 상태로 고화시키도록 작용하게 됨에 따라 지중 침하를 효과적으로 방지할 수 있게 한다.
As shown in FIG. 8B, the solidified material infiltrated into the voids effectively acts to solidify the water
B. 터널 시공 노선 중도의 급곡선 선형 구간(3)의 굴착 시공
B. Excavation of the linear curve (3) in the middle of the tunnel construction route
본 발명에 의한 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법에 따르면, 급곡선 선형 구간(3)은 쉴드 TBM 공법을 적용하여 굴착 시공한다.According to the method of constructing the composite shield TBM tunnel according to the present invention, the curved
도 5 및 도 6을 참조하면, 급곡선 선형 구간(3)의 굴착 시공을 위하여 쉴드 TBM(100)의 테일부(102)에 결합된 어댑터 링(120)의 용접부(W)와 까치발 브래킷(122)을 절단하고, 쉴드 TBM(100)의 테일부(102)에서 어댑터 링(120)을 분리해 내어 급곡선 선형 구간(3)의 굴착 시공을 위한 준비작업을 완료한다. 이와 같은 후속공정의 시공을 위한 준비작업은 상술한 바와 같은 지표침하 구간(1)(2)의 굴착 시공 완료단계에 포함되도록 이루어질 수 있다. 5 and 6, the welding portion W of the
상기 어댑터 링(120)은 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 앞서 굴착 시공이 완료된 지표침하 구간(1)(2)의 끝단부에 배치된 추진관(100)에 연결되도록 결속된다.4, the
이어서, 급곡선 선형 구간(3)의 굴착 시공을 위하여 쉴드 TBM(100)의 헤드부(101)의 회전에 의한 굴착 툴의 굴착 및 추진을 거쳐 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 상기 어댑터 링(120)의 전면부에 반폭 세그먼트(130)를 연결하여 볼트 등과 같은 결합부재로 결속한다.4, excavation and propulsion of the excavation tool by rotation of the
이후, 쉴드 TBM(100)의 굴착 및 추진에 의해 후속 반폭 세그먼트(130)의 조립을 순차적으로 반복하는 과정을 통하여 터널 벽체를 형성하도록 시공해 나가면서 급곡선 선형 구간(3)의 굴착 시공을 완료한다.Thereafter, the excavation of the curved
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 반폭(하프) 세그먼트(130)는 수팽창 지수판(도면 부호 없음)을 외피로 형성함에 따라 지하수 유입을 효과적으로 방지할 수 있도록 구성함과 동시에 각각의 접속부를 용접하여 밀폐시켜 줌으로써, 효과적으로 누수를 방지할 수 있도록 구성할 수 있다.
According to an aspect of the present invention, the half-
C. 터널 시공 노선 중도의 확폭 구간(4)의 굴착 시공
C. Excavation of the widening section (4) of the tunnel construction route midway
본 발명에 의한 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법에 따르면, 확폭 구간(4)은 쉴드 TBM 공법을 적용하여 굴착 시공한다.According to the method of constructing the composite shield TBM tunnel according to the present invention, the widening
도 9 내지 도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 확폭 구간(4)을 굴착 시공하기 위하여 상기 급곡선 선형 구간(3)의 끝단부에 위치한 반폭 세그먼트(130)에 제1 어댑터형 강재 세그먼트(140)를 설치하고, 쉴드 TBM(100)의 테일부(102)에 추진잭 유닛(400)을 이루도록 구비되는 실린더(410)의 피스톤 로드(411) 선단부에 리듀싱(reducing) 슈패드(430)를 설치한다. 이와 같은 시공 준비과정은 상술한 바와 같은 급곡선 선형 구간(3)의 굴착 시공 완료단계에 포함되도록 이루어질 수 있다. 9 to 11, in order to excavate the widened
도 10을 참조하면, 상기 제1 어댑터형 강재 세그먼트(140)는 원호상의 판형 스킨 플레이트(141)의 내측면에 굴진방향으로 순차 배치되도록 돌출되게 구비되는 전단 플랜지(143)와 후단 플랜지(142) 및 그들 사이에 개재되도록 설치되는 보강 리브(144)를 포함하여 이루어진다.10, the first adapter-shaped
본 발명에 따르면, 상기 제1 어댑터형 강재 세그먼트(140)는 도 9에 도시되어 있는 바와 같이 후단 플랜지(142)가 상기 급곡선 선형 구간(3)의 끝단부에 배치된 반폭 세그먼트(130)와 대면하여 결속되도록 설치된다.According to the present invention, the first adapter-
그리고, 상기 제1 어댑터형 강재 세그먼트(140)는 전단 플랜지(143)가 표준 보다 박폭으로 형성되는 확폭용 강재 세그먼트(150)와 대면하여 결속되도록 설치된다.The first adapter-type
본 발명에 따르면, 상기 확폭용 강재 세그먼트(150)는 도 15 및 도 16에 각각 도시하여 예시해 보인 바와 같은 표준 강재 세그먼트(170)와 표준 RC 세그먼트(180) 보다 두께가 얇게 박폭으로 형성됨에 따라 터널 벽체로 시공된 상태에서 두께가 얇아진 만큼 터널 내경이 확폭되도록 시공된다.According to the present invention, the widening
본 발명에 따르면, 상기 제1 어댑터형 강재 세그먼트(140)는 전단 플랜지(143)의 높이(h2)가 후단 플랜지(142)의 높이(h1) 보다 낮게 축소되어 높이 편차를 가지도록 형성된다. 이에 따라 상기 보강 리브(144)의 일측단은 길이 방향으로 경사지게 형성된다.According to the present invention, the first adapter-shaped
따라서, 상기 제1 어댑터형 강재 세그먼트(140)는 후단부에서 전단부로 갈수록 점차 두께가 얇아지도록 형성된다. 이러한 구성은 앞서 시공 완료된 급곡선 선형 구간(3)의 끝단부에 위치한 반폭 세그먼트(130)에 후속 공정의 확폭 구간(4)을 효율적으로 시공하기 위하여 표준보다 박폭으로 형성되는 확폭용 강재 세그먼트(150)를 조합하여 결속시켜 주기 위한 이종(異種) 쉴드 결합장치의 역할과 기능을 수행할 수 있도록 하기 위한 것이다.Accordingly, the first adapter-
그러므로, 본 발명에 의한 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법에 따르면, 상기 제1 어댑터형 강재 세그먼트(140)와 같은 이종(異種) 쉴드 결합수단의 기능과 작용에 의해 터널 시공 노선의 시공 구간별 시공여건에 따라 시공방법을 용이하게 전환하여 시공효율과 경제성을 향상시킬 수 있게 된다.Therefore, according to the method of constructing the composite shield TBM tunnel according to the present invention, by the function and action of the heterogeneous shielding means such as the first adapter-type
한편, 도 13 및 도 16을 참조하면, 상기 확폭용 강재 세그먼트(150)와 표준 RC 세그먼트(180)는 도면에 개략적으로 도시하여 나타내 보인 바와 같이 상기 확폭용 강재 세그먼트(150)는 원호상의 판형 스킨 플레이트(151)에 전단 플랜지(153)와 후단 플랜지(152) 및 보강 리브(154)가 동일한 높이로 설치되어 일정한 두께(T1)를 가지며, 그 두께(T1)는 표준 RC 세그먼트(180)의 두께(T3) 보다 얇게 박폭으로 형성된다. 이에 따라 상기 확폭용 강재 세그먼트(150)가 원통 상의 터널 벽체로 시공되면 내경이 자연스럽게 확장됨으로써, 터널 확폭 구간을 효율적으로 시공할 수 있도록 구성한 것이다.13 and 16, the widening
본 발명에 따르면, 상기 어댑터형 강재 세그먼트(140)는 전단 플랜지(143)의 높이(h2)는 확폭 구간(4)에서 시공되는 확폭용 강재 세그먼트(150)의 두께에 대응하도록 형성되는 것이 바람직하다.According to the present invention, the height h2 of the
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 어댑터형 강재 세그먼트(140)는 전단 플랜지(143)의 높이(h2)가 후단 플랜지(142)의 높이(h1)에 대해 35 내지 45% 범위로 축소되도록 형성되는 것이 바람직하다.According to one aspect of the present invention, the adapter-shaped
도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 리듀싱 슈패드(430)는 쉴드 TBM(100)의 테일부(102)와 상기 어댑터형 강재 세그먼트(140) 또는 확폭용 강재 세그먼트(150)의 사이에 추진잭 유닛(400)을 이루도록 배치되는 실린더(410)의 피스톤 로드(411)에 구비된다.11 and 12, the reducing
상기 리듀싱 슈패드(430)는 확폭 구간(4)의 시공 시작단계에서는 상기 어댑터형 강재 세그먼트(140)에 의해 추진 반력을 얻을 수 있도록 밀착되게 설치되며, 그 이후의 확폭 구간(4)의 시공 과정에서는 상기 확폭용 강재 세그먼트(150)에 의해 추진 반력을 얻을 수 있도록 밀착되게 설치된다.The reducing
따라서, 본 발명에 의한 리듀싱 슈패드(430)는 도면에 도시되어 있는 바와 같이 상기 어댑터형 강재 세그먼트(140)와 확폭용 강재 세그먼트(150)에 밀착되는 밀착면의 폭(a)이 피스톤 로드(411)에 연결되는 후단면의 폭(b) 보다 축소되도록 형성된다.Accordingly, the width (a) of the contact surface of the reducing-
즉, 상기 리듀싱 슈패드(430)는 내측면이 후단부(431)에서 전단부(432)로 갈수록 외측방으로 경사지게 편향된 경사면을 이루도록 형성된다. 이러한 구성은 상기 어댑터형 강재 세그먼트(140)와 확폭용 강재 세그먼트(150)의 두께가 표준보다 얇게 형성됨에 따라 추진잭 유닛(400)의 추진압력이 등분포 압력으로 수렴될 수 있도록 하기 위한 것이다.That is, the inner surface of the reducing
즉, 도 11을 참조하면 상기 리듀싱 슈패드(430)의 일측은 기존의 슈패드와 동일한 반면에 타측은 상기 어댑터형 강재 세그먼트(140)의 두께(도 10의 h2 참조) 또는 그 전단 플랜지(143)의 높이(도 10의 h2 참조)와 상기 확폭용 강재 세그먼트(150)의 두께(도 13의 부호 T1 참조) 또는 그 전단 플랜지(153)의 높이(도 13의 부호 T1 참조)와 같이 좁아지도록 형성함으로써, 시공구간과 시공방법을 변경하기 위한 이종(異種) 쉴드의 조합에 의해서도 유효한 추진 반력을 얻을 수 있게 된다.11, one side of the reducing
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 리듀싱 슈패드(430)는 강재로 형성된 후단부(431)에 쿠션재로 이루어진 전단부(432)가 적층되도록 형성된 구성을 가지는 것이 바람직하다. 상기 쿠션재는 리듀싱 슈패드(430)의 전단부(432)의 접촉면이 축소되도록 형성된데 따른 추진 반력의 가중 압력을 보다 유효하게 흡수할 수 있도록 작용하게 된다.According to an aspect of the present invention, the reducing
본 발명에 따르면, 상기 리듀싱 슈패드(430)의 전단부(432)의 접촉면은 횡방향 폭(a)은 상기 어댑터형 강재 세그먼트(140)의 두께(도 10의 h2 참조)와 상기 확폭용 강재 세그먼트(150)의 두께(도 13의 부호 T1 참조)와 실질적으로 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.According to the present invention, the contact surface of the
따라서, 본 발명에 따른 확폭 구간(4)의 굴착 시공은 쉴드 TBM(100)의 헤드부(101)의 회전에 의한 굴착 툴의 굴착 및 추진을 통해 상기 어댑터형 강재 세그먼트(140)의 전면부에 확폭용 강재 세그먼트(150)를 결속하도록 조립하고, 후속적인 굴착 및 추진과 조립과정을 반복하여 확폭된 터널 벽체를 형성하도록 시공해 나가면서 확폭 구간(4)의 굴착 시공을 완료할 수 있게 된다.The excavation of the widened
한편, 본 발명에 의한 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법에 따르면, 상술한 바와 같은 확폭 구간(4)의 시공 완료 단계에서 도 3 및 도 9에 도시되어 있는 바와 같이 확폭 구간(4)의 끝단부에 위치한 확폭용 강재 세그먼트(150)의 전면부에 제2 어댑터형 강재 세그먼트(160)를 설치하고, 상기 리듀싱 슈패드(430)를 도 14에 도시해 보인 통상의 표준 슈패드(420)로 교체하여 설치한다.According to the method of constructing the composite shield TBM tunnel according to the present invention, at the completion of the construction of the above-mentioned widened
상기 제2 어댑터형 강재 세그먼트(160)는 도 10에 도시해 보인 제1 어댑터형 강재 세그먼트(140)의 전단부와 후단부가 반대로 배치되도록 형성된 것으로서, 두께가 얇은 측이 후단부로 배치되는 동시에 두꺼운 측이 굴진방향을 향하도록 전단부로 배치된다. 이러한 배치 구조는 후술하는 장거리 굴진 구간(5)의 터널 벽체를 형성하기 위한 표준 RC 세그먼트(도 16의 부호 180 참조)의 두께에 대응하여 대면 접속된 상태로 결속하기 위한 것이다.The second adapter-
본 발명에 따르면, 상기 제2 어댑터형 강재 세그먼트(160)는 확폭 구간(4)에서 장거리 굴진 구간(5)으로 시공구간이 변경됨에 따라 박폭의 확폭용 강재 세그먼트(150)와 표준 RC 세그먼트(180)의 이종(異種) 쉴드 조합하기 위한 결합장치로서의 역할과 기능을 수행하게 된다.According to the present invention, the second adapter-
따라서, 본 발명에 의한 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법에 따르면, 상기 제2 어댑터형 강재 세그먼트(160)와 같은 이종(異種) 쉴드 조합용 결합장치에 의해 터널 시공 노선의 시공 구간별 시공여건에 따라 시공방법을 용이하게 전환하여 시공효율과 경제성을 향상시킬 수 있게 된다.Therefore, according to the method for constructing the composite shield TBM tunnel according to the construction conditions of each construction section of the tunnel construction route by the coupling device for combining different shields such as the second adapter-type
그리고, 상기 표준 슈패드(420)의 교체 설치는 후술하는 장거리 굴진 구간(5)의 시공을 위하여 표준 슈패드(420)의 전단부 접촉면이 표준 강재 세그먼트(도 15의 부호 170 참조)의 두께에 대응하도록 밀착되어 추진 반력을 얻을 수 있도록 하기 위한 것이다.For replacement of the
본 발명에 따르면, 상술한 바와 같은 확폭 구간(4)의 시공 완료 단계에서 상기 제2 어댑터형 강재 세그먼트(160)와 표준 슈패드(420)를 설치하는 마무리 작업과정은 후술하는 장거리 굴진 구간(5)의 준비작업에 포함되도록 이루어질 수 있다.According to the present invention, the finishing work process for installing the second adapter-
한편, 본 발명의 일측면에 따르면, 상기 제1 어댑트형 세그먼트(140)와 확폭 강재 세그먼트(150)는 수팽창 지수판(도면 부호 없음)을 외피로 형성함에 따라 지하수 유입을 효과적으로 방지할 수 있도록 구성함과 동시에 각각의 접속부를 용접하여 밀폐시켜 줌으로써, 효과적으로 누수를 방지할 수 있도록 구성할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the first
본 발명에 있어서, 상기 제1 어댑트형 세그먼트(140)와 확폭 강재 세그먼트(150) 및 제2 어댑터형 강재 세그먼트(160)는 결속 플랜지의 내측이 용접에 의해 접합되도록 밀폐된 상태로 결속된다. 이와 같은 용접에 의한 밀폐식 결속구조는 외부로부터 유입되는 지하수를 유효하게 차단할 수 있는 기능을 부여하기 위한 것이다.
In the present invention, the first
D. 터널 시공 노선의 장거리 굴진 구간(5)의 굴착 시공
D. Excavation of long-distance excavation section (5) of tunnel construction route
본 발명에 의한 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법에 따르면, 장거리 굴진 구간(5)은 쉴드 TBM 공법을 적용하여 굴착 시공한다.According to the method for constructing the composite shield TBM tunnel according to the present invention, the long-
도 3 및 도 4와 도 9 및 도 16를 참조하면, 본 발명에 따른 장거리 굴진 구간(5)을 굴착 시공하기 위하여 쉴드 TBM(100)의 헤드부(101)의 회전에 의한 굴착 툴의 굴착 및 추진을 통해 상기 확폭 구간(4)의 끝단부에 배치된 제2 어댑터형 강재 세그먼트(160)에 표준 RC 세그먼트(180)를 설치하여 결속한다.3 and 4, 9 and 16, excavation of the excavation tool by rotation of the
상기 표준 RC 세그먼트(180)는 원호상의 피씨 철근 콘크리트 구조로써, 일정한 두께(T3)를 가지며, 상기 제2 어댑터형 강재 세그먼트(160)의 전단부와 대면 접속하여 결속되도록 설치된다. 여기서, 각 세그먼트 접속부에는 지하수 유입을 효과적으로 방지할 수 있도록 수팽창 지수판(181)이 부착되어 있다. 그리고, 미설명 도면 부호 B는 볼트 박스를 나타낸 것이다.The
이어서, 쉴드 TBM(100)의 헤드부(101)의 회전에 의한 굴착 툴의 굴착 및 추진과 후속 표준 RC 세그먼트(180)의 조립과정을 순차적으로 반복하는 과정을 통하여 터널 벽체를 형성하도록 시공해 나가면서 도달 수직구에 이르기까지 장거리 굴진 구간(5)의 굴착 시공을 완료하여 도달 수직구를 통해 굴진 장비를 반출함으로써, 장거리 터널 노선의 각 시공 구간별 시공여건에 따라 효율적이고 경제적인 터널 굴착 시공을 완료할 수 있게 된다.Subsequently, excavation and propulsion of the excavation tool by rotation of the
한편, 본 발명의 일측면에 따르면, 상기 제2 어댑트형 세그먼트(160)와 표준 RC 세그먼트(180)는 수팽창 지수판(181a)을 외피로 형성함에 따라 지하수 유입을 효과적으로 방지할 수 있다.Meanwhile, according to one aspect of the present invention, the second
함과 동시에 각각의 접속부를 용접하여 밀폐시켜 줌으로써, 효과적으로 누수를 방지할 수 있도록 구성할 수 있다.And at the same time, the respective connecting portions are welded and sealed so that leakage can be effectively prevented.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 의해 한정되지 않으며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시예가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is to be understood that various modifications may be made, and such modifications are intended to fall within the scope of the appended claims.
100 : 쉴드 TBM
110 : 추진관
120 : 어댑터 링
130 : 반폭(하프) 세그먼트
140 : 제1 어댑트형 세그먼트
150 ; 확폭 강재 세그먼트
160 : 제2 어댑트형 세그먼트
170 : 표준 강재 세그먼트
180 : 표준 RC 세그먼트100: Shield TBM
110: Propulsion tube
120: adapter ring
130: half-width (half) segment
140: first adaptive segment
150; Widened Steel Segment
160: second adaptive segment
170: Standard steel segment
180: Standard RC segment
Claims (12)
상기 각 시공 구간의 사이에 이종(異種) 쉴드 조합용 결합유닛을 개재하여 각 시공 구간의 시공 여건에 따라 대응하는 이종(異種) 쉴드를 터널 벽체로 시공할 수 있도록 각 시공 구간별로 시공방법을 변경하여 터널을 굴착 시공하고,
상기 지표침하 구간에서는 쉴드 TBM의 테일부에 어댑터 링을 이종(異種) 쉴드 조합용 결합유닛으로 설치하고, 상기 어댑터 링의 후방에 마이크로 쉴드 추진관을 순차적으로 설치할 수 있도록 쉴드 TBM의 굴진에 의해 터널 벽체를 시공하는 단계;
상기 급곡선 선형 구간에서는 상기 어댑터 링을 매개로 그 전방에 반폭 세그먼트를 순차적으로 설치할 수 있도록 쉴드 TBM의 굴진에 의해 터널 벽체를 시공하는 단계;
상기 확폭 구간에서는 상기 급곡선 선형 구간의 끝단부에 배치된 반폭 세그먼트에 결속되는 어댑터형 강재 세그먼트를 이종(異種) 쉴드 조합용 결합유닛으로 설치하고, 상기 어댑터형 강재 세그먼트를 매개로 그 전방에 확폭용 강재 세그먼트를 순차적으로 설치할 수 있도록 쉴드 TBM의 굴진에 의해 터널 벽체를 시공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종(異種) 쉴드 조합에 의한 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법.There is provided a method for constructing a long-distance tunnel route including an earthquake settlement section, a quasi-linear section and a widened section through excavation and excavation of a shield TBM,
A construction method is changed for each construction section so that a corresponding heterogeneous shield can be constructed as a tunnel wall depending on a construction condition of each construction section via a joint unit for combining different shields between the construction sections The tunnel is excavated and constructed,
In the land subsidence period, the adapter ring is installed as a coupling unit for different types of shield combination on the tail portion of the shield TBM, and the shield TBM is pushed to the tunnel to allow the micro- Constructing a wall;
Constructing a tunnel wall by bending the shield TBM so that half-width segments can be sequentially installed in front of the adapter ring through the adapter ring;
Wherein the adapter-shaped steel segment bonded to the half-width segment disposed at the end of the quadrangular curve linear section is provided as a coupling unit for combining different shields in the wider section, And constructing a tunnel wall by pivoting the shield TBM so that the steel segments for the TBM tunnel can be sequentially installed.
상기 확폭 구간에 이어지는 장거리 굴진 구간에서는,
상기 확폭 구간의 끝단부에 배치된 확폭용 강재 세그먼트에 결속되는 제2 어댑터형 강재 세그먼트를 이종(異種) 쉴드 조합용 결합유닛으로 설치하고, 상기 제2 어댑터형 강재 세그먼트를 매개로 그 전방에 표준 RC 세그먼트를 순차적으로 설치할 수 있도록 쉴드 TBM의 굴진에 의해 터널 벽체를 시공하는 것을 특징으로 하는 이종(異種) 쉴드 조합에 의한 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법.The method according to claim 1,
In the long-distance guidance section following the wider section,
And a second adapter type steel segment bonded to a wrought steel segment disposed at an end of the wider section is provided as a coupling unit for combining different types of shields, Wherein the tunnel wall is constructed by pivoting the shield TBM so that the RC segments can be sequentially installed.
상기 지표침하 구간에서는 상기 마이크로 쉴드 추진관과 터널 굴착면 사이의 공극에 수팽창 플러그재를 지속적으로 충전하여 지표 침하를 억제시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이종(異種) 쉴드 조합에 의한 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법.The method according to claim 1,
Further comprising the step of continuously filling the voids between the microshield propulsion tube and the tunnel excavation surface with the water expansion plug material to suppress land subsidence in the subsurface subsidence period, Shield TBM tunnel construction method.
상기 지표침하 구간에서는 상기 마이크로 쉴드 추진관과 터널 굴착면 사이의 공극에 수팽창 플러그재를 지속적으로 충전하여 지표 침하를 억제시키는 단계와;
상기 수팽창 플러그재 입자 사이의 공극에 고결재를 뒷채움재로 침투시켜 고화시킴으로써 지표 침하를 방지하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이종(異種) 쉴드 조합에 의한 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법.The method according to claim 1,
Continuously filling a gap between the micro-shield propulsion tube and the tunnel excavation surface in the subsurface subsidence period, thereby suppressing land subsidence;
The method of claim 1, further comprising the step of penetrating the voids between the water expansion plug particles and solidifying the voids into the backfill to prevent ground settlement.
상기 어댑터 링(120)은 링형 본체(121)의 내주면 전방부에 방사상으로 배치되도록 중심축을 향해 돌출된 다수의 까치발 브래킷(122)을 가지며,
상기 지표침하 구간의 굴착 시공과정에서 상기 까치발 브래킷(122)이 구비된 전방부가 용접부(W)에 의해 쉴드 TBM의 테일부의 후방부에 고정되도록 설치되고,
상기 지표침하 구간의 굴착 시공이 완료되면 상기 까치발 브래킷(122)이 절단 제거되는 동시에 상기 쉴드 TBM의 테일부에서 분리되어 굴착 시공이 완료된 지표침하 구간의 끝단부에 배치되는 추진관에 연결되도록 결속되는 것을 특징으로 하는 이종(異種) 쉴드 조합에 의한 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법.The method according to claim 1,
The adapter ring 120 has a plurality of bracket brackets 122 protruding toward the central axis so as to be radially disposed on the inner peripheral surface of the ring-shaped body 121,
The front portion provided with the bracket bracket 122 is fixed to the rear portion of the tail portion of the shield TBM by the weld W during the excavation construction process of the ground settlement section,
When the excavation of the ground settlement period is completed, the claw bracket 122 is cut off, and at the same time, separated from the tail portion of the shield TBM to be connected to a propulsion tube disposed at the end of the ground settlement section Wherein the TBM tunnel is constructed by a combination of different types of shields.
상기 어댑터형 강재 세그먼트(140)는 원호상의 판형 스킨 플레이트(141)의 내측면에 굴진 방향으로 순차 배치되도록 돌출되게 구비되는 전단 플랜지(143)와 후단 플랜지(142) 및 그들 사이에 개재되도록 설치되는 보강 리브(144)를 포함하며,
상기 전단 플랜지(143)의 높이(h2)가 후단 플랜지(142)의 높이(h1) 보다 낮게 축소되어 높이 편차를 가지도록 상기 보강 리브(144)의 일측단이 길이 방향으로 경사지게 형성되고, 상기 후단 플랜지(142)는 상기 급곡선 선형 구간의 끝단부에 배치된 반폭 세그먼트(130)와 대면하여 결속되도록 설치되는 동시에 상기 전단 플랜지(142)는 상기 확폭용 강재 세그먼트(150)와 대면하여 결속되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 이종(異種) 쉴드 조합에 의한 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법.The method according to claim 1,
The adapter-shaped steel segments 140 are provided on the inner side surface of the arc-shaped plate-shaped skin plate 141 so as to be sequentially disposed in the advancing direction, and are provided with a front end flange 143 and a rear end flange 142, And a reinforcing rib 144,
One end of the reinforcing rib 144 is formed to be inclined in the longitudinal direction so that the height h2 of the front end flange 143 is reduced to be lower than the height h1 of the rear end flange 142 to have a height deviation, The flange 142 is installed so as to confront the half-width segment 130 disposed at the end of the quadrangle linear section and the front end flange 142 is installed to face the widening steel segment 150 Wherein the TBM tunnel is formed by a combination of different shields.
상기 확폭 구간에서는 기존 표준 강재 세그먼트(170)의 두께를 축소하여 박폭의 확폭용 강재 세그먼트(150)로 형성하고, 그 확폭용 강재 세그먼트(150)를 세그먼트 링부재로 조립한 상태에서 외경은 그대로 유지하면서 두께가 축소된 만큼 내경이 확장된 상태로 터널 벽체를 형성하여 터널 시공 구간의 굴착 내경이 확대되도록 확폭 시공하며, 지하수 유입을 방지할 수 있도록 용접에 의해 결속 플랜지가 밀폐된 상태로 접합되도록 결속되는 것을 특징으로 하는 이종(異種) 쉴드 조합에 의한 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법. The method according to claim 1,
In the wider section, the thickness of the conventional standard steel segment 170 is reduced to form a wider width steel segment 150, and the wideness steel segment 150 is retained in the segment ring member The tunnel wall is formed in a state that the inner diameter is enlarged as the thickness is reduced, the tunnel construction is widened so that the inner diameter of the tunnel is enlarged, and the binding flange is welded to prevent the inflow of groundwater. Wherein the TBM tunnel is formed by a combination of different shields.
상기 확폭 구간에서는 쉴드 TBM과 상기 어댑터형 강재 세그먼트(140) 및 상기 확폭용 강재 세그먼트(150)의 사이에 배치되어 추진 반력을 얻도록 구비된 추진잭 유닛에 리듀싱 슈패드(430)가 설치되며,
상기 리듀싱 슈패드(430)는 상기 추진잭 유닛에 연결되는 후단면의 폭(b) 보다 상기 어댑터형 강재 세그먼트(140) 및 상기 확폭용 강재 세그먼트(150)에 밀착되는 전단면의 폭(a)이 축소되도록 형성되어 추진잭 유닛(400)의 추진압력이 등분포 압력으로 수렴될 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 이종(異種) 쉴드 조합에 의한 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법. The method according to claim 1,
In the wider section, a reducing shoe pad 430 is installed in the propulsion jack unit disposed between the shield TBM and the adapter-type steel segment 140 and the wreckage steel segment 150 to obtain a propelling reaction force ,
The reducing shoe pad 430 has a width (a) of the front end face that is in contact with the adapter-type steel segment 140 and the widening steel segment 150 more than the width b of the rear end face connected to the propulsion- Is formed to be reduced so that the propulsion pressure of the propulsion jack unit (400) can be converged to the uniformly distributed pressure.
상기 반폭 세그먼트와 상기 어댑터형 강재 세그먼트 및 상기 확폭용 강재 세그먼트는 각각 수팽창 지수판이 외피로 형성되는 것을 특징으로 하는 이종(異種) 쉴드 조합에 의한 복합 쉴드 TBM 터널 시공방법. The method according to claim 1,
Wherein the half-width segment, the adapter-type steel segment, and the widening steel segment each have a water-swellable diaphragm formed as an outer shell.
상기 지표침하 구간의 터널 벽체로 시공되는 마이크로 쉴드 추진관과 상기 급곡선 선형 구간의 터널 벽체로 시공되는 반폭 세그먼트를 조합하여 결속하도록 링형 본체(121)의 내주면 전방부에 방사상으로 배치되도록 중심축을 향해 돌출된 다수의 까치발 브래킷(122)을 가지는 어댑터 링(120)으로 형성되며,
상기 지표침하 구간의 굴착 시공과정에서 상기 까치발 브래킷(122)이 구비된 전방부가 용접에 의해 쉴드 TBM의 테일부의 후방부에 고정되도록 설치되고, 상기 지표침하 구간의 굴착 시공이 완료되면 상기 까치발 브래킷(122)이 절단 제거되는 동시에 상기 쉴드 TBM의 테일부에서 분리되어 굴착 시공이 완료된 지표침하 구간의 끝단부에 배치되는 추진관에 연결되도록 결속되는 것을 특징으로 하는 복합 쉴드 TBM 터널 시공을 위한 이종(異種) 쉴드 조합용 결합장치.The present invention relates to a joining device for joining different types of shields to each other in order to construct a long tunnel route including an earthquake subsidence zone, a quasi-linear zone, and a wider zone through excavation and excavation of a shield TBM,
The microshelide propulsion tube constructed as the tunnel wall of the ground subsidence section and the half-width segment installed as the tunnel wall of the quadruple linear section are combined so as to be combined and radially arranged in the front part of the inner circumferential surface of the ring- Is formed by an adapter ring (120) having a plurality of protruding claw brackets (122)
The front portion provided with the claw bracket 122 is installed to be fixed to the rear portion of the tail portion of the shield TBM by welding during the excavation construction process of the ground settlement section, and when the excavation of the ground settlement section is completed, 122) is cut off and separated from the tail portion of the shield TBM and is connected to a propulsion tube disposed at an end of an earth settlement section where excavation work is completed. The composite shield TBM is constructed of a heterogeneous ) Combination device for shield combination.
상기 급곡선 선형 구간의 터널 벽체로 시공되는 반폭 세그먼트와 상기 확폭 구간의 터널 벽체로 시공되는 확폭용 강재 세그먼트를 조합하여 결속하도록 원호상의 판형 스킨 플레이트(141)의 내측면에 굴진 방향으로 순차 배치되도록 돌출되게 구비되는 전단 플랜지(143)와 후단 플랜지(142) 및 그들 사이에 개재되도록 설치되는 보강 리브(144)를 포함하는 어댑터형 강재 세그먼트(140)로 형성되며,
상기 전단 플랜지(143)의 높이(h2)가 후단 플랜지(142)의 높이(h1) 보다 낮게 축소되어 높이 편차를 가지도록 상기 보강 리브(144)의 일측단이 길이 방향으로 경사지게 형성되고, 상기 후단 플랜지(142)는 상기 급곡선 선형 구간의 끝단부에 배치된 반폭 세그먼트(130)와 대면하여 결속되도록 설치되는 동시에 상기 전단 플랜지(142)는 상기 확폭용 강재 세그먼트(150)와 대면하여 결속되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 복합 쉴드 TBM 터널 시공을 위한 이종(異種) 쉴드 조합용 결합장치.The present invention relates to a joining device for joining different types of shields to each other in order to construct a long tunnel route including an earthquake subsidence zone, a quasi-linear zone, and a wider zone through excavation and excavation of a shield TBM,
The width-wise segment formed by the tunnel wall body of the quadratic linear section and the wrought steel segment constructed by the tunnel wall body of the wider section are combined to be arranged in the advancing direction on the inner surface of the circular plate-shaped skin plate 141 Shaped steel segment 140 including a front end flange 143 and a rear end flange 142 and a reinforcing rib 144 interposed therebetween,
One end of the reinforcing rib 144 is formed to be inclined in the longitudinal direction so that the height h2 of the front end flange 143 is reduced to be lower than the height h1 of the rear end flange 142 to have a height deviation, The flange 142 is installed so as to confront the half-width segment 130 disposed at the end of the quadrangle linear section and the front end flange 142 is installed to face the widening steel segment 150 . The coupling device for a heterogeneous shield combination for constructing a TBM tunnel.
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