KR101679180B1 - 수직환기구의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 횡갱과 연결되어 횡갱에 대한 환풍로 및 대피로의 역할을 수행하는 수직환기구의 시공방법에 관한 것이다.
본 발명은 굴착된 수직터널의 바닥에 슬립폼 작업대가 가설되는 단계;
수직터널과 연결된 횡갱의 상부에 양중장비를 가설하고 슬립폼 작업대가 양중장비에 연결되는 단계;
슬립폼 작업대가 양중장비를 통해 안정적으로 지지된 상태로 상승하면서 횡갱 접속부를 제외한 나머지 수직터널의 내부에 이음매 없는 균일한 수직벽체를 성형하는 단계;
양중장비가 해체되는 단계;
슬립폼 작업대가 유압잭과 잭로드를 통해 상승하면서 횡갱 접속부의 상부의 수직터널의 내부에 이음매 없는 균일한 수직벽체가 성형되는 단계를 포함하고,
상기 슬립폼 작업대가 유압잭과 잭로드를 통해 상승하면서 횡갱 접속부의 상부의 수직터널의 내부에 이음매 없는 균일한 수직벽체가 성형되는 단계는 수직터널의 내부에 높이가 다른 수직벽체들도 함께 성형되는 경우에 한하여, 성형이 완료된 수직벽체의 성형을 담당했던 슬립폼 작업대의 일부가 제거되는 단계와, 슬립폼 작업대의 분할된 단부에는 안전난간 및 보강부재가 설치되는 단계를 거치도록 한 수직환기구의 시공방법을 제공한다.

Description

수직환기구의 시공방법{Method for constructing concrete lining of ventilation shaft tunnel}

본 발명은 횡갱과 연결되어 횡갱에 대한 환풍로 및 대피로의 역할을 수행하는 수직환기구의 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 지하철 선로 공사시 열차의 운행시 발생되는 바람에 포함된 각종 유해가스 및 미세먼지로 인하여 지하터널 및 승강장의 공기가 오염되는 것을 방지하기 위하여 각 전철역을 비롯하여 지하선로를 따라 일정구간 마다 지하터널 및 승강장내의 공기를 지상으로 배출시키거나 지상의 공기를 지하터널 및 승강장 내로 공급할 수 있는 통로역할을 하는 수직환기구를 필수적으로 갖추도록 되어 있다.

이와 같은 수직환기구는 지상에서 수직터널을 굴착하고 굴착된 수직터널에 바닥콘크리트를 타설하여 바닥이 성형되면 수직터널의 바닥에서부터 수직터널의 내주면을 따라 거푸집을 설치하고 기초콘크리트를 타설하여 수직벽체를 성형하는 순서로 시공된다.

여기서, 수직벽체의 성형은 성형위치에 거푸집을 설치하고 콘크리트를 타설한 후에 거푸집을 해체시켜 다음 작업위치에 재조립하여 설치하고 콘크리트를 타설하는 작업을 반복하는 전통적인 거푸집 방식 대신 최근에는 슬립폼 공법이 주로 사용된다.

슬립폼 공법은 수직터널 내부에 가설된 슬립폼 작업대를 이용하여 연속적으로 콘크리트를 타설하면서 이음매 없는 균일한 일체형의 콘크리트 구조물을 성형하는 방식으로서, 국내특허 제913381호로 개시된 "지중 수직터널 구조물용 슬립폼 및 이를 이용한 지중 수직터널 구조물의 시공방법"을 통해 널리 알려져 있다.

그러나, 상기와 같은 방식의 슬립폼 작업대는 수직환기구의 시공에 있어서는 횡갱과의 연결구간에서 사용에 제약이 있다는 문제가 발생된다.

즉, 종래의 슬립폼 작업대는 콘크리트 타설부위에 설치되는 잭로드를 통해 슬립폼 작업대의 가장자리 전 구간에 걸쳐서 수평으로 안정되게 지지가 이루어지나, 도 1에 도시된 바와 같이 수직터널(1)과 횡갱(2)과의 접속부(A)에는 콘크리트가 타설되지 않는 관계로 잭로드를 설치할 수 없기 때문에 슬립폼 작업대(10)에 지지불가 구간이 발생되면서 상기 접속부(A)에서의 슬립폼 성형이 불가능하게 되는 것이다. 따라서, 수직터널(1)과 횡갱(2)과의 접속부(A)에서는 전통적인 거푸집 방식으로 시공할 수밖에 없게 되므로 작업속도와 작업성이 크게 떨어지게 된다.

아울러, 종래의 슬립폼은 수직환기구 시공시 슬립폼 작업대(10)가 일정 높이로 상승하게 되면 슬립폼 작업대(10)를 더 이상의 사용할 수 없다는 문제도 있다.

왜냐하면 수직환기구의 특성상 수직터널(1) 내부에는 도 2에 도시된 바와 같이 환기로(1a)와 엘리베이터 설치통로(1c)와 대피계단 통로(1c) 등과 같은 시설들을 설치하기 위한 수직벽체들도 함께 성형되는데 이러한 수직벽체들은 설치되는 시설들의 용도에 따라 성형 높이도 제각각 달라지기 때문이다. 따라서, 수직환기구 시공시 슬립폼 작업대(10)가 먼저 성형이 완료된 수직벽체(1d) 보다 높게 상승하게 되면 잭로드가 더 이상 설치되지 않는 지지불가 구간이 발생되면서 구조적으로 매우 취약해지므로 더 이상 슬립폼 작업대(10)의 사용이 불가능해지는 것이다.

본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 수직환기구 시공시에 수직터널과 횡갱과의 연결구간에서 사용에 제약을 받지 않으면서 수직터널의 전구간에서 슬립폼 작업대를 사용할 수 있는 수직환기구의 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 수직환기구용 슬립폼을 이용한 수직환기구의 시공방법은 굴착된 수직터널의 바닥에 슬립폼 작업대가 가설되는 단계와, 수직터널과 연결된 횡갱의 상부에 양중장비를 가설하고 슬립폼 작업대가 양중장비에 연결되는 단계와, 슬립폼 작업대가 양중장비를 통해 안정적으로 지지된 상태로 상승하면서 횡갱 접속부를 제외한 나머지 수직터널 내부에 이음매 없는 균일한 수직벽체를 성형하는 단계와, 양중장비가 해체되는 단계와, 슬립폼 작업대가 유압잭과 잭로드를 통해 상승하면서 횡갱 접속부의 상부의 수직터널 내부에 이음매 없는 균일한 수직벽체가 성형되는 단계를 포함하고;
슬립폼 작업대가 유압잭과 잭로드를 통해 상승하면서 횡갱 접속부의 상부의 수직터널 내부에 이음매 없는 균일한 수직벽체가 성형되는 단계가 수직터널 내부에 높이가 다른 수직벽체들도 함께 성형되는 경우에 한하여, 성형이 완료된 수직벽체의 성형을 담당했던 슬립폼 작업대의 일부가 제거되는 단계와, 슬립폼 작업대의 분할된 단부에는 안전난간 및 보강부재가 설치되는 단계를 거치도록 하는 것을 특징으로 한다.

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상기와 같이 구성된 본 발명은 슬립폼 작업대가 수직방향으로 부분 제거가 가능하도록 분할 구성됨과 함께 수직터널의 내부에 가설된 양중장비에 의해 견인되도록 구성되므로, 잭로드를 설치할 수 없는 수직터널과 연결된 횡갱의 접속부 구간에서도 슬립폼 작업대를 이용하여 수직벽체를 성형함으로써 상기 접속부 구간에 슬립폼 작업대를 설치할 수 없었던 종래에 비하여 매우 신속하고 간편하게 수직환기구를 시공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 슬립폼 작업대를 이용하여 수직환기구를 시공하는 상태를 나타내는 단면도.
도 2는 내부에 높이가 서로 다른 수직벽체들이 성형된 수직환기구의 시공상태를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 수직환기구용 슬립폼의 구성을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 수직환기구용 슬립폼을 구성하는 슬립폼 작업대의 일부가 분할되어 제거된 상태를 나타내는 도면.
도 5 내지 도 8은 각각 본 발명에 따른 수직환기구용 슬립폼을 이용한 수직환기구의 시공방법을 단계적으로 나타내는 도면.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명함에 있어, 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하며, 명료성을 위하여 가능한 중복되지 않게 상이한 부분만을 주로 설명한다.

도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 수직환기구용 슬립폼은 굴착된 수직터널(1) 내부에 승강가능하게 가설되며 수직방향으로 부분 제거가 가능하도록 분할 구성된 슬립폼 작업대(100)와, 수직터널(1) 내부에 가설되어 하부에 위치한 슬립폼 작업대(100)를 견인하는 양중장비(200)와, 수직터널(1) 내부에 가설되어 상기 양중장비(200)를 수평상태로 지지하는 지지브라켓(300)으로 크게 구성된다.

상기 슬립폼 작업대(100)는 굴착된 수직터널(1)의 내주면에서 각 철근 콘크리트 구조물들로부터 일정거리 이격된 위치에서 수직으로 설치되는 복수의 폼프레임(110)과, 상기 폼프레임(110)의 하단부 외측에 결합되는 폼패널(120)과, 상기 폼프레임(110)의 외측에 결합되는 유압잭(130)과, 상기 유압잭(130)에 결합되는 잭로드(140)와, 상기 폼프레임(110)의 상단 내측에 결합되며 분할면(155)을 가진 상단데크(150)와, 상기 폼프레임(110)의 중단 내측에 결합되며 분할면(165)을 가진 중단데크(160)와, 상기 중단데크(160)의 하부에 설치되며 분할면(175)을 가진 하단데크(170)로 구성될 수 있다.

도시하지는 않았으나, 상기 상단데크(150)는 필요에 따라 배제될 수도 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 이와 같은 슬립폼 작업대(100)는 더 이상 수직벽체(1d)를 성형할 필요가 없는 구간에 대해서는 상단데크(150)와 중단데크(160)와 하단데크(170)가 분할면들(155,165,175)을 따라 분할된다. 이 경우 마주하는 분할면들은 용접을 통해 일체로 고정되어 있다가 절단작업을 통해 분리될 수도 있으나 작업성을 고려하여 마주하는 한 쌍의 연결브라켓(166,167)들을 통해 볼트로써 체결 및 분리되도록 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 분할된 상단데크(150)와 중단데크(160)와 하단데크(170)의 분할된 단부 중 적어도 한 곳 이상에는 작업자의 추락을 방지하기 위한 안전난간(180)이 설치되는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 분할된 상단데크(150)와 중단데크(160)의 분할된 단부에는 중단데크(160)의 분할된 단부가 자중에 의하여 아래로 처지는 것을 방지하기 위한 보강부재(190)가 설치된다. 상기 보강부재(190)의 양단은 각각 상단데크(150)와 중단데크(160)에 고정된다. 여기서 상기 보강부재(190)는 프레임 또는 바 형태가 될 수도 있고 조작 및 설치가 용이한 레버블럭 등 다양한 형태로 구성될 수 있음은 물론이다.

그리고 상기 하단데크(170)는 중단데크(160)의 하부에 매달린 상태로 설치되므로 상단데크(150)나 중단데크(160)와는 달리 분할된 단부에 보강부재(190)가 설치되지 않아도 무방하다.

한편, 상기 하단데크(170)는 승강이 가능하도록 설치되는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 중단데크(160)의 저면에는 하단데크(170)를 승강시키는 승강장치(195)가 설치될 수 있다. 본 실시예에서는 승강장치(195)로서 체인호이스트(chain hoist)를 예를 들어 도시하였으나 이에 국한될 필요는 없다.

하단데크(170)가 승강 가능하게 설치되면, 작업자는 하단데크(170)에 탑승한 상태에서 수직터널(1) 내주면에 성형된 수직벽체(1d)의 내주면에 PC 슬래브 지지용 브라켓(1e)을 매우 신속하고 간편하게 설치할 수 있게 된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 구성된 슬립폼 작업대(100)는 양중장비(200)를 통해 횡갱(2)의 상측으로 견인된다. 상기 양중장비(200)는 슬립폼 작업대(100)를 횡갱(2)의 상측으로 견인할 수 있도록 횡갱(2) 보다 상측의 수직터널(1) 내부에 가설된다. 본 실시예에서는 상기 양중장비(200)로서 설치와 해체가 용이한 체인블럭이 채택되었다.

상기 양중장비(200)는 지상에 설치된 지지대(미도시)에 매달아 설치될 수도 있으나, 이 경우 수직터널(1)의 하단까지 견인길이가 과도하게 길어져 조작 및 안전사고 측면에서 불리하므로 수직터널의 내부에 설치되도록 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 횡갱(2) 보다 상측의 수직터널(1) 내벽면에는 양중장비(200)를 지지하기 위한 복수의 지지브라켓(300)들이 가설된다. 상기 지지브라켓(300)들은 수직터널(1)의 내벽면에 앵카볼트와 체결너트를 통해 매우 견고하게 수평상태로 고정될 수도 있고, 도시하지는 않았으나 수직터널(1)의 내벽면에 연약구간의 구조 보강을 위하여 미리 가설된 링빔에 볼트를 이용하여 견고하게 고정될 수도 있다. 상기 지지브라켓(300)은 슬립폼 작업대(100)가 횡갱(2) 보다 높은 위치까지 상승하게 되면 양중장비(200)와 함께 철거된다.

이와 같이 구성된 수직환기구용 슬립폼을 이용하여 수직환기구를 시공하는 방법은 다음과 같다.

도 5에 도시된 바와 같이, 굴착된 수직터널(1)의 바닥에 슬립폼 작업대(100)가 가설된다.

그리고 도 6에 도시된 바와 같이, 횡갱(2)의 상측의 수직터널(1)의 내벽면에 지지브라켓(300)들이 가설된다. 그리고 각 지지브라켓(300)들 마다 양중장비(200)가 횡갱(2)의 상측에 설치되며 슬립폼 작업대(100)와 연결된다.

그리고 슬립폼 작업대(100)가 양중장비(200)를 통해 안정적으로 지지된 상태로 상승하면서 횡갱 접속부(A)를 제외한 나머지 수직터널(1) 내부에 이음매 없는 수직벽체(1d)가 성형되기 시작한다.

즉, 슬립폼 작업대(100)는 수직벽체(1d) 성형구간에 대해서는 잭로드(140)를 통해 지지력을 제공받게 되고 잭로드(140)가 설치되지 못하는 수직벽체 미 성형구간인 횡갱 접속부(A)에 대해서는 양중장비(200)로부터 지지력을 제공받아 안정된 상태에서 수직벽체(1d)를 성형하게 되는 것이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 슬립폼 작업대(100)가 양중장비(200)를 통해 안정적으로 지지된 상태로 상승하면서 횡갱(2)의 상부에 이음매 없는 수직벽체(1d)가 성형되면 양중장비(200) 및 지지브라켓(300)은 해체된다. 이는 횡갱(2)의 상부에서는 슬립폼 작업대(100)의 전 구간에 걸쳐 잭로드(140)를 통해 균일한 지지력을 제공받을 수 있게 되기 때문이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 양중장비(200)와 지지브라켓(300)이 제거된 상태에서 슬립폼 작업대(100)는 잭로드(140)와 유압잭(130)을 통해 상승하면서 수직터널(1)의 내부에 이음매 없는 수직벽체(1d)들을 성형하다가 성형이 완료된 수직벽체(1d)의 성형을 담당했던 일부가 해체 및 제거된다.

즉, 성형이 완료된 수직벽체(1d)에는 더 이상 잭로드(140)가 설치되지 못하므로 슬립폼 작업대(100)는 이 구역에 대해서 더 이상 지지력을 제공받지 못하게 된다. 따라서 상기 구역에 해당하는 상부데크와 중단데크(160)의 일부를 분할하여 제거하는 것이다. 상기 슬립폼 작업대(100)의 분할은 상단데크(150)와 중단데크(160)와 하단데크(170)의 분할면(155,165,175)에 설치된 연결브라켓(166,167)을 분리시켜 매우 신속하고 간편하게 수행할 수 있다.

그리고 중단데크(160)의 처짐을 막도록 상단데크(150)와 중단데크(160) 사이에는 보강부재(190)가 설치된다.

또한, 작업자의 추락을 방지하도록 상단데크(150)과 중단데크(160)와 하단데크(170)에는 각각 안전난간(180)이 설치된다.

한편, 하단데크(170)는 승강이 가능하도록 설치되었기 때문에 작업자가 탑승한 상태에서 슬립폼 작업대(100)를 따라 상승하면서 수직터널(1) 내벽면에 성형 완료된 수직벽체(1d)의 내벽면에 PC 슬래브 지지용 브라켓(1e) 설치를 매우 용이하게 수행할 수 있다.

이와 같은 방법으로 수직벽체(1d)가 모두 성형되면 슬립폼 작업대(100)는 제거되며, PC 슬래브 지지용 브라켓(1e)에 PC 슬래브를 올려놓고 고정시키면 수직환기구의 시공이 신속하게 완료된다.

이와 같이, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상술하였으나 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 변형 가능하며, 이러한 변형은 본 발명의 권리범위에 속할 것이다.

100...슬립폼 작업대 110...폼프레임
120...폼패널 130...유압잭
140...잭로드 150...상단데크
155,165,175...분할면 160...중단데크
170...하단데크 180...안전난간
190...보강부재 200...양중장비
300...지지브라켓 A...횡갱 접속부

Claims (8)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 굴착된 수직터널의 바닥에 슬립폼 작업대가 가설되는 단계;
   수직터널과 연결된 횡갱의 상부에 양중장비를 가설하고 슬립폼 작업대가 양중장비에 연결되는 단계;
   슬립폼 작업대가 양중장비를 통해 안정적으로 지지된 상태로 상승하면서 횡갱 접속부를 제외한 나머지 수직터널의 내부에 이음매 없는 균일한 수직벽체를 성형하는 단계;
   양중장비가 해체되는 단계;
   슬립폼 작업대가 유압잭과 잭로드를 통해 상승하면서 횡갱 접속부의 상부의 수직터널의 내부에 이음매 없는 균일한 수직벽체가 성형되는 단계를 포함하고,
   상기 슬립폼 작업대가 유압잭과 잭로드를 통해 상승하면서 횡갱 접속부의 상부의 수직터널의 내부에 이음매 없는 균일한 수직벽체가 성형되는 단계는 수직터널의 내부에 높이가 다른 수직벽체들도 함께 성형되는 경우에 한하여, 성형이 완료된 수직벽체의 성형을 담당했던 슬립폼 작업대의 일부가 제거되는 단계와, 슬립폼 작업대의 분할된 단부에는 안전난간 및 보강부재가 설치되는 단계를 거치도록 한 것을 특징으로 하는 수직환기구의 시공방법.
8. 삭제

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