KR101567418B1 - 프리캐스트부재로 제작된 피암터널 및 그 시공방법 - Google Patents

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(주)서현컨스텍
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Abstract

저판, 벽체 및 상부슬래브를 보다 효과적으로 조립 설치할 수 있으며, 하중 지지능력을 효과적으로 증진시켜 보다 신속하고 경제적인 피암터널을 시공할 수 있는 프리캐스트부재로 제작된 피암터널 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 상기 피암터널은 후방경사벽체; 후방경사벽체를 연속화시키는 뒷채움콘크리트; 상방으로 연장되도록 형성된 상판구조체; 상기 후방경사벽체와 상판구조체 사이의 내측압축재; 및 상기 경사면과 상판구조체 상부에 형성된 성토재;를 포함한다.

Description

프리캐스트부재로 제작된 피암터널 및 그 시공방법{PRECAST ROCK SHED TUNNEL AND THE CONSTRUCTION METHOD THEREFOR}
본 발명은 프리캐스트부재로 제작된 피암터널 및 그 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 저판, 벽체 및 상부슬래브를 보다 효과적으로 조립 설치할 수 있으며, 하중 지지능력을 효과적으로 증진시켜 보다 신속하고 경제적인 피암터널을 시공할 수 있는 프리캐스트부재로 제작된 피암터널 및 그 시공방법에 관한 것이다.
산악지형이 많은 우리나라 특성상 도로의 계획 시 산악지형을 통과하여야 하는데, 이때 능선을 따라 도로가 계획되는 경우가 많이 있다.
이와 같이 능선을 따라 시공된 도로의 경우, 계절에 따라 도로 측면에 위치한 절개면이 붕괴되는 경우가 있는데 이때 발생한 낙석으로 인해 인명 피해가 발생하는 경우가 종종 있으며, 인명 피해가 발생하지 않더라도 낙석을 치우고 또 붕괴된 법면을 복구하는 동안 도로의 사용이 불가하여 통행이 제한되는 피해가 발생하였다.
이러한 도로의 절개면 붕괴로 인한 사고를 방지하기 위하여 피암터널을 시공하게 된다.
도 1a에는 종래 피암터널의 개략적인 단면이 도시되어 있는데, 도면에 도시된 것처럼, 피암터널(10)은 절개면(11)의 일측에 설치되고, 절개면을 향하게 되는 피암터널(10)의 벽체(12a) 후방에는 뒷채움 토사(13)가 채워지는데 반하여,
반대편의 피암터널의 벽체(12b)는 통상 개방부(15)가 존재하므로 벽체(12b)의 후방에 토사가 전혀 채워져 있지 아니하거나,
뒷채움 토사가 채워지더라도 절개면 방향의 벽체(12a)보다는 낮은 높이로 채워지는 경우가 일반적이다.
따라서 도 1a에 도시된 것처럼, 피암터널(10)의 양측 벽체에 작용하는 횡토압의 크기는 비대칭이 되며, 그에 따라 절개면 방향의 벽체(12a)를 향하여 일방향의 횡토압 즉, 편토압이 작용하게 된다.
이러한 편토압의 작용으로 인한 활동(Sliding)에 대해 피암터널(10)의 안정성을 확보하기 위하여 종래에는 피암터널의 구조물 단면 두께를 키우거나 보강철근을 더 많이 배근하는 등의 방법을 통하여 피암터널 구조물의 휨강성을 증가시켜야 했다.
결과적으로 종래에는 피암터널 구조물의 휨강성 확보를 위하여 과대 설계가 이루어졌으며 그에 따라 시공비용이 더 증가되는 문제점이 발생하였다.
이에 도 1b와 같이 피암터널(10)의 저판(14), 양 벽체(16,17)을 포함하는 본체구조물을 제한적인 크기로 제작하고 상부 루프구조물(18)을 아치 형태로 시공하는 방법도 소개되어 있다.
즉, 본체구조물을 구성하는 저판(14)의 횡방향 연장길이를 줄여 터파기, 교통통제를 최소화시키고 있음을 알 수 있다.
하지만 이러한 방법을 채택한다고 할지라도 본체구조물의 상부 루프구조물(18)을 시공하기 위한 양 벽체(1,17)와 저판(14)을 시공하기 위해서는 차량통제가 이루어질 수밖에 없고,
이에 피암터널을 시공하기 위한 공기를 줄이는 데는 한계가 있을 수밖에 없게 된다.
즉, 종래 피암터널은 콘크리트 부재로 제작함에 있어서는 공기 및 공사비용이 매우 고가이고, 시공성이 매우 떨어질 수밖에 없기 때문에 파형강관구조물을 상부 루프구조물로 이용하거나,
지오텍스타일 등과 같은 토압지지에 유리한 재질로 제작된 부재등을 이용한 바 있으나 이는 시공성도 크게 증진되지 않고, 오히려 고가의 자재비용만 소요되는 경우가 많았다.
이에 콘크리트 부재로 제작하되, 보다 신속하고 경제적인 피암터널 시공의 필요성이 요구되지만, 실제 피암터널의 설계 및 시공은 그 단면형태 및 시공방식에 큰 변화가 없어 개선의 여지가 많을 수밖에 없었다.
이에 본 발명은 배면 뒷채움 및 성토에 의한 토압을 피암터널에 작용하는 하중에 효과적으로 저항하도록 피암터널을 구성하는 프리캐스트 부재들을 조립 설치하여 피암터널에 작용하는 하중이 저판으로 최소한으로 전달되도록 함으로서, 피암터널 시공 시 교통통제를 최소화하고, 피암터널을 구성하는 프리캐스트 부재들의 단면을 최적화하기 위한 하중지지점을 상부 루프체에 형성시켜 보다 경제적인 부재 제작이 가능하며, 개방공간쪽으로 벽체를 시공하지 않도록 하여 미관과 신속한 시공이 가능한 프리캐스트부재로 제작된 피암터널 및 그 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 과제를 달성하기 위하여,
첫째, 피암터널을 구성하는 벽체는 경사면쪽으로 기울어져 후방 경사면에 형성(후방경사벽체)시키고, 후방경사벽체 하부에 수평판 형태의 저판을 형성시키게 된다. 이때, 후방경사벽체의 배면과 경사면(G) 사이에는 뒷채움콘크리트를 타설 및 양생시켜 종방향으로 후방경사벽체를 연속화시키게 된다.
이에 후방경사벽체 상단 및 뒷채움콘크리트의 상면에 캔틸레버 형태로 상판루프체의 후미가 고정 지지되도록 하되 상단이 상방으로 개방부쪽으로 연장되도록 설치하되 상기 후미에는 상판루프체를 관통하여 뒷채움콘크리트에 박혀져 설치되는 후방고정앵커를 설치하게 된다.
이에 상판루프체의 후미 쪽 성토재의 성토깊이는 상단쪽 성토재의 성토깊이 보다 커져 성토재의 무게중심이 프리캐스트 피암터널의 후미쪽으로 작용하도록 함으로서 보다 안정적인 프리캐스트 피암터널 설치가 가능하도록 하게 된다.
또한 상판루프체는 후방고정앵커에 의하여 뒷채움콘크리트에 고정 지지되도록 함으로서 캔틸레버 방식으로 설치되더라도 전도의 위험이 방지되도록 하였다.
둘째, 상판루프체에 작용하는 성토재에 의한 하중은 후방경사벽체를 경유하여 저판으로 전달되므로 저판의 수평연장길이를 충분히 확보해양한다. 이에 본 발명은 상판루프체의 내측저면과 후방경사벽체 외측 상단 사이에는 상방경사진 내측압축재를 설치하여 내측압축재에 의하여 상판루프체의 자중 및 성토재에 의한 휨 모멘트가 내측압축재에 의한 중간하중지지점 형성에 의하여 감소되도록 하게 된다.
또한 상기 내측압축재는 성토재와 상판루프체로부터 전달되는 하중을 압축력 형태로 지지되도록 함으로서 후방경사벽체의 배면에서 상기 압축력이 상쇄되도록 하는 반력이 발생되어 저판으로 전달되는 하중이 최대한 분산되어 저판 형성을 위한 터파기량을 최소화 시킬 수 있음에 따라 피암터널 시공을 위한 교통통제가 최소화될 수 있도록 하게 된다.
셋째, 상기 내측압축재는 압축력을 지지하는 부재로서 압축력 지지에 유리한 콘크리트 부재로 제작할 수 있도록 하되 중공관 형태로 제작한 것을 이용함으로서 경제적인 부재 이용이 가능하도록 하였으며, 상판루프체와 후방경사벽체는 T형 단면으로 제작하여 자중을 최소화시켜 역시 저판의 단면을 최소화할 수 있도록 하게 된다.
넷째, 상기 저판과 후방경사벽체는 상판루프체와 함께 프리캐스트 콘크리트부재로 제작한 것을 이용하여 보다 신속한 시공이 가능하도록 하게 된다.
본 발명은 저판, 후방경사벽체, 상판루프체를 프리캐스트 콘크리트 부재로 제작하여 현장에서 조립 설치하고, 하중 분산에 의한 저판의 연장길이 최소화로 인하여 피암터널의 시공성 및 경제성을 동시에 확보할 수 있도록 할 수 있게 된다.
또한, 내측압축재를 사용하여 상판루프체에 작용하는 휨 모멘트를 감소시킬 수 있도록 하고 압축력에 유리한 콘크리트 관 형태로 내측압축재를 이용하거나 시공에 유리한 강관을 사용함으로서 상판루프체로 인한 하중이 후방경사벽체에 압축력 형태로 전달되도록 하여 후방경사벽체 배면의 뒷채움콘크리트에 의하여 지지되도록 하여 저판의 횡방향 길이를 최소화시킬 수 있어, 피암터널을 보다 신속하고 경제적으로 시공할 수 있게 된다.
또한, 상판루프체 상방의 성토재의 무게중심을 피암터널의 후방쪽으로 유도하여 피암터널의 전도를 방지할 수 있도록 하고, 후방고정앵커에 의하여 보다 안적적인 설치가 가능하도록 하고, 후방경사벽체 로만 벽체가 형성되어 피암터널로서 개방공간을 막는 부재가 없어 개방감과 미관이 매우 수려한 피암터널 시공이 가능하게 된다.
도 1a 및 도 1b는 종래 피암터널의 시공단면도,
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 의한 프리캐스트부재로 제작된 피암터널의 분해사시도 및 조립완성도,
도 3은 본 발명에 의한 프리캐스트부재로 제작된 피암터널의 하중작용도,
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 프리캐스트부재로 제작된 피암터널 시공방법의 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
[ 프리캐스트부재로 제작된 피암터널(100) ]
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 의한 프리캐스트부재로 제작된 피암터널(100)의 분해사시도 및 조립완성도이다.
상기 프리캐스트부재로 제작된 피암터널(100)은 저판(110), 후방경사벽체(120), 상판구조체(130), 뒷채움콘크리트(140), 후방고정앵커(150) 및 내측압축재(160)를 포함한다.
상기 피암터널은 해변가도로등과 같이 절개에 의한 경사면(200)의 하단을 따라 시공된 도로(R)를 덮는 터널구조물이다.
이에 상기 경사면(G)에 최대한 근접시켜 시공하도록 하되, 프리캐스트부재로 제작된 피암터널 상부는 토사등과 같은 성토재(200)를 성토시키게 된다.
이에 콘크리트를 사용하여 피암터널을 시공하게 되면 가장 경제적이게 되지만 만약 현장타설 콘크리트 방식을 이용하게 되면 거푸집 설치 및 해체, 콘크리트 타설 및 양생등에 있어 시간이 너무 소요되므로 도로통제가 장기화 될 수밖에 없게 된다.
이에 본 발명은 콘크리트로 상기 저판(110), 후방경사벽체(120), 상판구조체(130)를 제작하도록 하되, 단면을 최적화시켜 제작, 운반 및 설치에 있어 신속하면서도 경제성을 확보할 수 있도록 하게 된다.
먼저 상기 저판(110)은 후방경사벽체(120)와 일체로 제작된 부재인데 상기 저판은 경사면(200)에 인접한 도로(R) 일측방에 시공되므로 도로(R)를 침범할 수밖에 없으므로 가능한 저판(110)의 횡방향 연장길이를 최소화시켜야 한다.
하지만 저판(110)의 횡방향 연장길이를 최소화시키게 되면 상판루프체(130)와 후방경사벽체(120)로부터 전달되는 하중에 효과적으로 저항하기 어려우므로 단면을 크게 형성시켜야 한다.
하지만 저판(110)의 단면을 크게 제작하면 자중이 커져 프리캐스트 방식으로 제작되는 장점이 없어지게 된다.
이에 본 발명은 도로 일측방을 일부 절취하고 터파기 공간을 형성시킴에 있어 발생하는 교통통제를 최소화시키기 위하여 저판(110)의 횡방향 연장길이(L1)를 최소화되도록 하고, 전달되는 하중은 후방경사벽체(120) 및 내측압축재(160)를 이용하여 저항하는 구조로 프리캐스트부재로 제작된 피암터널(100)을 시공하게 된다.
이에 상기 저판(110)은 도 2a 및 도 3b와 같이 일정한 두께(T)를 가진 평판 구조물로서 프리캐스트부재로 제작된 피암터널의 시공상 1개의 세그먼트에 해당하는 종방향 연장길이(L2)를 가지며 일정한 횡방향 연장길이(L1)를 가지게 된다.
이러한 두께(T), 종방향 및 횡방향 연장길이(L1,L2)는 피암터널의 크기, 도로의 횡방향 폭등에 정해지게 된다.
다음으로 상기 후방경사벽체(120)는 저판(110)의 경사면쪽 단부로부터 경사면(200)쪽으로 후방 경사면도록 형성된 T형 단면의 벽체이다.
이와 같이 T형 단면으로 형성시키는 이유는 자중을 줄이면서 후술되는 내측압축재(160)에 의하여 전달되는 압축력을 효과적으로 지지하기 위함이다.
이에 상기 후방경사벽체(120)는 경사벽체부(121)와 경사벽체부 외측면에 형성된 수직리브(122)와 경사벽체부(121)와 수직리브(122)의 상단을 일체화시키면서 상면에 걸림턱(124)으로 형성된 상단고정부(123)를 포함하여 구성됨을 알 수 있다.
도 2a 및 도 2b에 의하면 상기 저판(110)과 후방경사벽체(120)는 서로 일체화된 부재로서 도 5a와 같이 종방향으로 1개씩 접하도록 하여 설치하게 된다.
이때 상기 수직리브(122) 상단 표면에는 후술되는 내측압축재(160)의 하단이 지지되어 고정될 수 있도록 상단지지홈(125)이 형성되어 있으며, 상단지지홈(125) 중앙부에는 상단경사홀(126)이 형성되어 있고, 상기 상단경사홀 내부에는 인서트등이 미리 매립되도록 하여 압축경사봉(165)의 하단부가 체결 고정될 수 있도록 하게 됨을 알 수 있다.
다음으로 상기 상판구조체(130)는 후미(131)가 후방경사벽체(120)의 상단에 형성된 걸림턱(124)에 끼워져 안착되도록 형성되며 후미(131)로부터 상방으로 원호형의 몸통부(132)를 포함하여 구성된다.
이에 상기 몸통부(132) 역시 T형 단면의 평판부재로서 형성됨을 알 수 있으며 최 상단 외측에는 수직벽이 형성되어 있으며,
몸통부(132)의 하단은 후방경사벽체(120)의 상단에 형성된 걸림턱(124) 형상에 대응하는 안착홈(133)이 저면에 형성되어 있음을 알 수 있다.
이때 상기 안착홈(133)이 형성된 몸통부(132)의 하단을 후미(131)라고 몸통부(132)의 두께보다 더 큰 두께를 가지도록 하여 캔틸레버 형태로 상판구조체(130)가 후방경사벽체(120) 상단에 설치됨에 있어서 후미쪽으로 무게중심이 옮겨지도록 하게 된다.
이때 도 2b와 같이, 상기 후미(131)의 저면은 뒷채움 콘크리트(140)의 상면에 지지되도록 하고 있음을 알 수 있으며,
상기 후미(131)에는 후미관통홀(134)을 형성시키고 있으며, 상기 후미관통홀(134)를 통해 후방고정앵커(150)가 뒷채움 콘크리트(140)에 박혀져 고정되도록 하게 된다.
이에 상기 후방고정앵커(150)에 의한 수직방향의 압축력에 의하여 상판구조체(130)의 후미를 뒷채움 콘크리트(140)에 고정시켜 캔틸레버 형태로 설치되는 상판구조체(130)의 전도를 효과적으로 방지할 수 있도록 하게 된다.
또한 상기 상판구조체(130)의 몸통부 상단 표면에는 경사관통홀(135)이 형성되어 후술되는 내측압축재(160)를 관통하여 설치되는 압축경사봉(165)이 관통 설치될 수 있도록 하게 된다.
또한 상기 경사관통홀(135)의 상부에는 확장정착홀이 형성되며, 저면에는 내측압축재(160)의 상단이 지지될 수 있는 저면지지홈(137)이 노출 형성된 저면경사지지단(136)이 돌출 형성되도록 하여 경사관통홀(135)이 저면경사지지단(136)을 관통할 수 있도록 형성된다.
이에 상기 뒷채움 콘크리트(140)는 후방경사벽체(120)의 배면과 경사면(200)의 전면 사이의 공간에 채워져 양생시키게 되며 후방고정앵커(150)가 설치될 수 있도록 상면에는 수직관(후방고정앵커 설치 후 그라우팅하여 마감)을 미리 매설시키는 것이 바람직하다.
이로서 상판구조체(130)의 후미(131)는 후방경사벽체(120)의 상단에 끼워져 뒷채움콘크리트(140) 상면쪽으로 연장되도록 설치되며 후방고정앵커(150)에 의하여 뒷채움콘크리트(140)의 상면에 고정되어 보다 안정적인 상판구조체(130) 지지 구조가 가능하도록 하고 있음을 알 수 있다.
상기 후방고정앵커(150)는 상판구조체(130)를 후방경사벽체(120)의 상단에 안착홈(133)을 이용하여 얹어지도록 설치하고, 후미(131)에 형성된 후미관통홀(134)을 관통하여 뒷채움콘크리트(140)의 상면에 매립 형성된 상기 수직관에 삽입되어 그라우팅하여 마감시켜 결국 상판구조체(130)의 후미를 뒷채움콘크리트(140) 및 후방경사벽체(120)의 상단에 고정시키는 역할을 하게 된다.
이때, 선단이 수직관에 그라우팅에 의하여 고정되면 인장력을 가한 뒤 정착너트 등을 이용하여 상기 후미관통홀의 상단에 형성된 확장정착홈에 정착되도록 하는 것이 바람직하며 이러한 후방고정앵커(150)는 강봉을 사용하면 된다.
상기 내측압축재(160)는 중공관 형태로서 강관을 이용해도 되지만 콘크리트관을 이용하는 것이 바람직하다.
즉, 상판구조체로부터 전달되는 하중이 축력으로 전달되므로 자중이 크지 않으면서도 축력(압축력)에 효과적으로 저항할 수 있는 콘크리트관을 이용하는 것이 보다 경제적이기 때문이다.
이에 상기 내측압축재(160)는 상판구조체(130)로부터 전달되는 압축력인 축력을 후방경사벽체(120)로 전달하는 역할을 하게 되며, 이에 상단은 앞서 살펴본 상판구조체(130)의 상단 저면에 형성된 돌출된 저면경사지지단(136)에 고정되고 하단은 역시 앞서 살펴본 후방경사벽체(120)의 상단경사홀(126)이 삽입되어 초기 세팅에 유리하도록 하게 된다. 물론 후방경사벽체(120)의 상단경사홀(126)은 압축력 전달및 피암터널 내측공간의 시공경계(터널단면 점선표시)를 기준으로 위치 조정은 가능할 것이다.
이에 상기 내측압축재(160)의 몸통부(161) 상면에 상단확장플랜지(164)가 형성되어 있고, 몸통부(161) 하단에는 몸통연장부(162)가 돌출되어 상단경사홀(126)에 삽입될 수 있도록 하고 상면지지홈에 고정되는 하단확장플랜지(163)가 형성되도록 함이 바람직하다.
상기 상단확장플랜지(164)와 하단확장플랜지(163)에는 각각 앵커볼트에 의하여 저면지지홈과 상면지지홈에 고정 될 수 있도록 볼트홀이 모서리부위에 형성되도록 하게 된다.
[ 프리캐스트부재로 제작된 피암터널(100)의 하중지지 ]
도 3은 본 발명의 프리캐스트부재로 제작된 피암터널(100)의 하중지지도를 도시한 것이다.
상기 도 3에 의하면 상판구조체(130)의 상면에는 성토재(300)가 성토되어 있다. 이러한 성토재는 토사를 이용하는 것이 가장 바람직하며 이러한 성토재의 자중은 상판구조체(130)에 휨모멘트(M)로 작용하게 된다.
이때 상판구조체(130)는 후미에서 상단으로 갈수록 상방으로 연장되어 있으므로 성토재의 깊이는 후미쪽이 가장 깊고 상단에서 비교적 얕게 성토된다.
이에 본 발명은 상판구조체(130)의 후미쪽으로 성토재에 의한 무게중심이 이동되어 있어 상판구조체의 전도 방지에 유리한 구조가 된다.
또한 상기 상판구조체(130)는 등분포 하중 형태의 토압에 의하여 발생되는 휨모멘트는 내측압축재(160)가 상판구조체의 하부에서 중간하중지지점 역할을 하기 때문에 상기 휨모멘트(M)를 감소시키는 역할을 하게 되어 보다 효율적인 상판구조체 단면 확보가 가능하며, 이에 상판구조체의 자중을 감소시킬 수 있어 이에 따른 후방경사벽체와 저판의 단면을 최적화시킬 수 있게 된다.
또한, 상판구조체(130)의 자중 및 토압에 의한 하중(F)이 내측압축재(160)로 전달되는데 이는 축력의 형태가 되며 후방경사벽체(120)에 경사진 방향으로 작용하게 된다.
이러한 하중(F)은 후방경사벽체(120)의 배면에 형성되어 있는 뒷채움콘크리트(140)에 의하여 반력(R1)형태로 지지되므로 후방경사벽체(120)를 따라 저판(110)으로 전달되는 하중(F2)의 크기는 분력(F>F2)의 형태로 작아지게 된다.
또한, 상판구조체(130)의 후미는 후방고정앵커(150)에 의하여 뒷채움콘크리트(140)에 고정되므로 전도 방지를 위한 단면을 최적화 시킬 수 있어 상판구조체의 단면을 보다 최적활 시킬 수 있게 된다.
이에 본 발명의 프리캐스트부재로 제작된 피암터널은 성토재(300)에 의한 무게중심(P2==>P1)을 상판구조체 후미쪽으로 이동시키고, 상판구초제에 작용하는 휨 모멘트를 내측압축재 형성에 의하여 감소시키고, 후방고정앵커에 의하여 상판구조체의 전도를 방지할 수 있도록 하여 단면을 최적화시킬 수 있게 되고,
이에 따라 상판구조체를 지지하는 후방경사벽체와 저판의 단면도 최적화시킬 수 있고 결국 저판(110)의 횡방향 연장길이를 최소화시켜 도로(R)를 침범하는 공간을 최소화시킴으로서 교통통제가 제한적이어서 보다 신속하고, 경제적인 피암터널 시공이 가능하게 된다.
[ 프리캐스트부재로 제작된 피암터널(100)의 시공방법 ]
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 프리캐스트부재로 제작된 피암터널 시공방법의 순서도를 도시한 것이다.
이러한 프리캐스트부재로 제작된 피암터널 시공방법의 가장 큰 특징은 저판과 일체화된 후방경사벽체(120)를 1개씩 피암터널의 형성방향(종방향)으로 서로 측면이 접하도록 설치하고,
후방경사벽체(120)의 배면과 경사면(200) 사이 공간에 뒷채움콘크리트(140)를 타설 및 양생하여 상기 저판과 일체화된 후방경사벽체(120)를 종방향으로 서로 일체화시켜 연속화시킨 다는 것이다.
즉, 상기 뒷채움콘크리트(140)는 미도시 하였지만 후방경사벽체(120)의 배면으로 연장된 연결철근이 매립되도록 타설 및 양생되어 종방향으로 측면이 접하도록 설치된 저판과 일체화된 후방경사벽체(120)를 서로 구조적으로 일체화시켜 후방경사벽체의 단면을 증가시키는 역할을 할 수 있으며,
나아가 저판과 일체화된 후방경사벽체(120)의 부등침하도 방지할 수 있고,
각각의 저판과 일체화된 후방경사벽체(120)를 서로 별도로 측면 연결하는 수고스러움도 방지할 수 있게 된다.
이에 도 4a와 같이 공장에서 제작된 저판과 일체화된 후방경사벽체(120)를 경사면(200)과 접하는 일측을 터파기 위하여 형성된 공간(S)에 종방향으로 측면이 접하도록 연속으로 크레인 등을 이용하여 인양하여 설치하게 된다.
개략 저판과 일체화된 후방경사벽체(120)가 종방향으로 도 3a에는 4개가 서로 접하도록 설치되어 있으나 프리캐스트부재로 제작된 피암터널(100)의 연장길이에 따른 4개 이상의 복수개를 서로 설치하게 된다. 이에 터파기된 공간(S)의 저면은 충분한 다짐을 하여 평탄성을 충분히 확보되도록 하게 된다.
다음으로는 도 4b와 같이 경사면(200)과 이격된 후방경사벽체(200)의 배면 사이 공간에 뒷채움콘크리트(140)를 타설하여 종방향으로 연장된 저판과 일체화된 후방경사벽체(120)를 서로 구조적으로 연속화시키게 된다.
이러한 뒷채움콘크리트(140)의 상면은 후술되는 상판구조체(130)의 후미 저면이 지지되면서 후방경사벽체(120)의 상단에 지지될 수 있도록 그 형성높이를 맞추게 된다.
이에 상기 후방경사벽체(120)의 수직리브(122) 상단에 형성된 상단지지홈(125)에 내측압축재(160)의 하단확장플랜지(163)가 앵커볼트에 의하여 고정되도록 하게 된다. 이로서 중공관부재인 내측압축재(160)는 후방경사벽체(120)로부터 상방으로 경사져 배치되도록 하게 되면 자중이 크지 않기 때문에 자립이 가능하게 된다.
다음으로는 도 4c와 같이, 역시 공장에서 제작하여 반입된 상판구조체(130)를 인양하여 후미가 뒷채움콘크리트(140) 상면에 지지되면서 후방경사벽체의 걸림턱으로 형성된 상부고정부(123)에 후미 저면의 안착홈(133)이 끼워지도록 함과 더불어 내측압축재(160)의 확장상단플랜지가 상판구조체(130)의 저면지지홈에 삽입 지지되도록 하여 초기 세팅시키게 된다.
이에 후방고정앵커(150)를 이용하여 상판구조체의 후미를 뒷채움콘크리트(140) 상면에 고정시키고, 압축경사봉(165)을 상판구조체에 상면에 형성된 경사관통홀(135)을 경유하여 내측압축재(160)를 관통하여 하단부가 후방경사벽체의 경사홈에 삽입되어 체결되도록 한 후, 상기 압축경사봉(165)을 인장후 상판구조체의 상면지지홈에서 정착시키게 된다. 이러한 상판구조체는 종방향으로 서로 접하도록 하여 복수개를 설치하게 된다.
다음으로는 상판구조체(130) 상면에 일정한 깊이를 가진 토사등의 성토재(300)를 성토시켜 최종 프리캐스트부재로 제작된 피암터널 시공을 완성시키게 된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 프리캐스트부재로 제작된 피암터널
110: 저판
120: 후방경사벽체
121: 경사벽체부 122: 수직리브
123: 상단고정부 124: 걸림턱
125: 상단지지홈 126: 상단경사홀
130: 상판구조체
131: 후미 132: 몸통부
133: 안착홈 134: 후미관통홀
135: 경사관통홀 136: 저면경사지지단
137: 저면지지홈
140: 뒷채움콘크리트 150: 후방고정앵커
160: 내측압축재
161: 몸통부 162: 몸통연장부
163: 하단확장플랜지 164: 상단확장플랜지
165: 압축경사봉
200: 경사면 300: 성토재

Claims (7)

  1. 저판(110)과 일체로 형성되어 경사면(200)쪽으로 경사져 상방으로 연장되는 벽체로서, 상면에 걸림턱(124)이 형성된 상단고정부(123); 및 상단 내측 표면에 내측압축재(160)의 하단이 지지되어 고정될 수 있도록 형성된 상단지지홈(125)을 포함하는 후방경사벽체(120);
    상기 경사면(200)과 후방경사벽체(120) 배면 사이에 종방향으로 타설되어 종방향으로 설치된 후방경사벽체를 연속화시키는 뒷채움콘크리트(140);
    상기 걸림턱(124)에 몸통부(132) 후방 저면에 형성된 안착홈(133)이 삽입되어 후방경사벽체(120) 상단에 안착되며, 후미(131) 저면이 뒷채움콘크리트(140) 상면에 지지되도록 설치되고 몸통부(132)가 상방으로 연장되도록 형성된 상판구조체(130);
    상기 후방경사벽체(120)의 상단지지홈(125)에 하단이 고정되고, 상단이 상판구조체 의 상단 저면에 형성된 저면지지홈(137)에 고정되어 상판구조체의 중간하중지지점을 형성시키는 내측압축재(160); 및
    상기 경사면(200)과 상판구조체(130) 상부에 형성된 성토재(300);를 포함하는 프리캐스트부재로 제작된 피암터널.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 후방경사벽체(120)는
    경사벽체부(121)의 외측면에 형성된 수직리브(122);
    경사벽체부(121)와 수직리브(122)의 상단을 일체화시키면서 상면에 걸림턱(124)으로 형성된 상단고정부(123);
    상기 수직리브(122) 상단 표면에 내측압축재(160)의 하단이 지지되어 고정될 수 있도록 형성된 상단지지홈(125);
    상기 상단지지홈(125) 중앙부에 형성된 상단경사홀(126);을 포함하며, 상기 상단경사홀 내부에 압축경사봉(165)의 하단부가 체결 고정될 수 있도록 하는 프리캐스트부재로 제작된 피암터널.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 상판구조체(130)의 후미(131)에 형성된 후미관통홀(134)을 통해 후방고정앵커(150)가 뒷채움 콘크리트(140)에 박혀져 고정되도록 하여, 상기 후방고정앵커(150)에 의한 수직방향의 압축력에 의하여 상판구조체(130)의 후미를 뒷채움 콘크리트(140)에 고정시켜 캔틸레버 형태로 설치되는 상판구조체(130)의 전도를 방지하도록 하는 프리캐스트부재로 제작된 피암터널.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 상판구조체(130)의 몸통부 상단 표면에는 경사관통홀(135)이 형성되어 내측압축재(160)를 관통하여 설치되는 압축경사봉(165)이 관통 설치될 수 있도록 하며,
    상기 경사관통홀(135)의 상부에는 확장정착홀이 형성되며, 저면에는 내측압축재(160)의 상단이 지지될 수 있는 저면지지홈(137)이 노출 형성된 저면경사지지단(136)이 돌출 형성되도록 하여 경사관통홀(135)이 저면경사지지단(136)을 관통할 수 있도록 형성되어, 상기 상단경사홀(126) 내부에 압축경사봉(165)의 하단부가 체결 고정될 수 있도록 하는 프리캐스트부재로 제작된 피암터널.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 내측압축재(160)의 몸통부(161) 상면에 상단확장플랜지(164)가 형성되어 있고, 몸통부(161) 하단에는 몸통연장부(162)가 돌출되어 상단경사홀(126)에 삽입될 수 있도록 하고 상면지지홈에 고정되는 하단확장플랜지(163)가 형성되며, 상기 상단확장플랜지(164)와 하단확장플랜지(163)에는 앵커볼트에 의하여 저면지지홈과 상면지지홈에 고정 될 수 있도록 볼트홀이 모서리에 형성되는 프리캐스트부재로 제작된 피암터널.
  6. (a) 저판과 일체화된 후방경사벽체(120)를 경사면(200)과 접하는 일측을 터파기 위하여 형성된 공간(S)에 종방향으로 측면이 접하도록 연속으로 설치하는 단계;
    (b) 경사면(200)과 이격된 후방경사벽체(200)의 배면 사이 공간에 뒷채움콘크리트(140)를 타설 및 양생시켜 종방향으로 연장된 저판과 일체화된 후방경사벽체(120)를 서로 구조적으로 연속화시키는 단계;
    (c) 상기 후방경사벽체(120)의 수직리브(122) 상단에 형성된 상단지지홈(125)에 내측압축재(160)의 하단이 고정되도록 하여 내측압축재(160)가 후방경사벽체(120)로부터 상방으로 경사져 배치되도록 하는 단계;
    (d) 상판구조체(130)를 인양하여 후미가 뒷채움콘크리트(140) 상면에 지지되면서 후방경사벽체의 걸림턱으로 형성된 상부고정부(123)에 후미 저면의 안착홈(133)이 끼워지도록 함과 더불어 내측압축재(160)의 상단이 상판구조체(130)의 저면지지홈에 삽입 지지되도록 하여 세팅하는 단계; 및
    (e) 압축경사봉(165)을 상판구조체에 상면에 형성된 경사관통홀(135)을 경유하여 내측압축재(160)를 관통하여 하단부가 후방경사벽체의 경사홈에 삽입되어 체결되도록 한 후, 상기 압축경사봉(165)을 인장후 상판구조체의 상면지지홈에서 정착시키는 단계;를 포함하는 프리캐스트부재로 제작된 피암터널 시공방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 (d)와 (e) 단계 사이에,
    상기 상판구조체(130)의 후미(131)에 형성된 후미관통홀(134)을 통해 후방고정앵커(150)가 뒷채움 콘크리트(140)에 박혀져 고정되도록 하여, 상기 후방고정앵커(150)에 의한 수직방향의 압축력에 의하여 상판구조체(130)의 후미를 뒷채움 콘크리트(140)에 고정시키는 단계를 더 포함하는 프리캐스트부재로 제작된 피암터널 시공방법.
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