KR101800582B1 - 지하통로의 비개착식 시공방법 - Google Patents

지하통로의 비개착식 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 제1실시예는 지하를 관통하는 통로를 비개착 방식으로 시공하는 방법에 있어서: (A) 호형관체(11)와 다면관체(12)를 추진하여 상면구조물을 형성하는 단계; (B) 호형관체(11)와 다면관체(12)를 추진하여 측면구조물을 형성하는 단계; (C) 상기 상면구조물과 측면구조물의 내부에 역U자 형태로 철근구조체(30)를 삽입하는 단계; (D) 철근구조체의 삽입과정에서 관체(管體) 작용의 하중 및 철근구조체의 자중에 의해 발생되는 마찰력을 줄이기 위한 방편으로 호형관체와 다면관체의 내측 하부에 대차받침용 레일을 안착시킨 뒤, 레일 상면부에 슬라이딩장치 롤) 또는 슬라이딩 패드를 설치한 상태에서 철근구조체 등을 실은 대차의 전후 이동이 용이토록 하는 단계; (E) 상기 철근구조체(30) 상에 콘크리트(40)를 타설하여 양생하는 단계; 및 (F) 상기 콘크리트(40)로 형성된 내부의 토사를 굴착하고 바닥면을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지되, 상기 호형관체(11)는 호형 단면의 단위체(15)를 대향시킨 양측의 개구(17)에 일정 간격으로 배치되는 보강재(25)를 지닌 지지대(21)로 연결되고, 상기 지지대(21)는 단위체(15)의 슬라이딩을 허용하는 U자형의 외단부(22)와 보강재(25)의 슬라이딩을 허용하는 U자형의 내단부(23)를 이용하여 설치와 해체가 용이하도록 결합되며, 상기 철근구조체(30)는 해체되는 보강재(25)의 위치에 일치되는 보강편(35)을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명에 의하면, 철도나 도로 등의 하측으로 횡단 지하터널을 형성함에 있어 종래의 파이프루프 공법(Pipe-roof method)과 함체견인 공법이 지니고 있는 장점들을 기반으로 하면서 현장의 시공조건에 맞추어 신속하고 정확한 공사작업을 간편하게 수행하여 생산성 향상과 공기단축을 도모하는 효과가 있다.

Description

지하통로의 비개착식 시공방법{Non-open cut construction method for installing underground passage}
본 발명은 비개착공법으로 실시되는 지하통로의 시공방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 철길 및 도로 위를 달리는 철도차량이나 각종 차량의 이용에도 영향을 극히 주지 않으면서 그 하측으로 횡단하는 하부(下部)터널을 형성하거나 도로 및 제방 둑 등을 헐지 않고 하수관거나 통신관로 및 횡단통로 등을 형성하기 위한 지하통로의 비개착식 시공방법에 관한 것이다.
근래 들어 단지 및 택지의 개발과 더불어 철도나 도로의 하부를 비개착공법으로 굴착하는 경우가 빈번하다. 비개착공법은 함체(구조물) 견인방식, 강관 추진방식, 엘리먼트 견인추진방식, 플레이트 추진방식 등으로 대별할 수 있다. 이에 속하는 많은 종류의 세부공법들은 각각의 장단점이 있으므로 각각의 현장 조건에 맞는 방식으로 적용하는 것이 무엇보다 중요하다. 어느 경우에나 시공의 편의성과 안전성을 기반으로 하면서, 경제성과 공기단축을 확보하는 것이 중요한 설계요소 중의 하나라 할 것이다.
이와 관련하여 참조할 수 있는 선행기술문헌으로서 하기(下記)의 한국 등록특허공보 제1020856호(선행문헌 1)와, 한국 등록특허공보 제1161332호(선행문헌2)과 같은 특허문헌이 있다.
선행문헌 1에 의하면, 강관 루프 구조체를 통해 종방향 강성을 확보하고 루프구조체의 지지수단을 통해 횡방향 강성을 확보함에 따라, 강관 루프 구조체 안에 지중구조물인 철근 콘크리트를 시공하지 않아도 구조체로서 충분히 사용 가능하며, 이에 따라 철근 콘크리트의 시공에 따른 비용을 절감할 수 있고 공기(工期)를 단축할 수 있는 효과를 기대한다.
또, 선행문헌 2는 원형관에 비해 단면 확보가 용이한 사각형관을 다수개로 구성한 사각형관 복합체에 지지구조물이 삽입됨으로써 종래의 파이프루프 공법(Pipe-roof method)에서 종종 발생되는 지반침하의 우려가 없고, 내부 토사 굴착 시에 필요한 지지보 설치를 필요로 하지 않는다는 장점이 있고, 거푸집을 배제하여 공기단축과 공사 안전성 확보 및 공사비 절감을 기대하는 것으로 적시하고 있다.
그런데, 상기한 선행문헌에 의한 강관 루프 구조체 또는 파이프루프 공법의 경우에도 전반적인 프로세스의 공수를 절감하는 측면에서 개선의 여지가 상당할 뿐만 아니라 공사작업의 까다로움이 상당하다는 문제점이 있다.
1. 한국 등록특허공보 제1020856호 "지중 강관 구조물 및 이 시공 방법" (공개일자 : 2010.04.19) 2. 한국 등록특허공보 제1161332호 "지하터널의 시공방법" (공개일자 : 2012.07.03)
상기와 같은 종래의 시공방법 및 시공구조를 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 철도나 도로 등의 하측으로 횡단 지하터널을 형성함에 있어 종래의 파이프루프 공법(Pipe-roof method)과 함체견인 공법이 지니고 있는 장점들을 기반으로 하면서 현장의 시공조건에 맞추어 신속하고 정확한 공사작업을 간편하게 수행할 수 있는 지하통로의 비개착식 시공방법을 제공하고자 함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 제1실시예는 지하를 관통하는 통로를 비개착 방식으로 시공하는 방법에 있어서: (A) 호형관체와 다면관체를 추진하여 상면(上面)구조물을 형성하는 단계; (B) 호형관체와 다면관체를 추진하여 측면(側面)구조물을 형성하는 단계; (C) 상기 상면구조물과 측면구조물의 내부에 역U자 형태로 철근구조체를 삽입하는 단계; (D) 철근구조체의 삽입과정에서 관체(管體) 작용의 하중 및 철근구조체의 자중에 의해 발생되는 마찰력을 줄이기 위한 방편으로 호형관체와 다면관체의 내측 하부에 대차받침용 레일을 안착시킨 뒤, 레일 상면부에 슬라이딩장치 롤 또는 슬라이딩 패드를 설치한 상태에서 철근구조체 등을 실은 대차의 전후 이동이 용이토록 하는 단계; (E) 상기 철근구조체 상에 콘크리트를 타설하여 양생하는 단계; 및 (F) 상기 콘크리트로 형성된 내부의 토사를 굴착하고 바닥면과 내부벽체를 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지되, 상기 호형관체는 호형 단면의 단위체를 대향시킨 양측의 개구에 일정 간격으로 배치되는 보강재를 지닌 지지대로 연결되고, 상기 지지대는 단위체의 슬라이딩을 허용하는 U자형의 외단부와 보강재의 슬라이딩을 허용하는 U자형의 내단부 이용하여 설치와 해체가 용이하도록 결합되며, 상기 철근구조체는 해체되는 보강재의 위치에 일치되는 보강편을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명의 또 다른 세부구성으로서, 상기 철근구조체는 호형관체와 다면관체의 내부로 삽입되는 과정에서 다수의 대차에 개재하여 지지되고 이송됨과 아울러 대차받침용 레일 상면부에 슬라이딩장치 롤 또는 테프론 합성수지재 등의 슬라이딩 패드를 추가 설치하여 하중에 의한 마찰력을 거의 소멸시킴으로써 구조물의 변형방지 및 시공속도를 크게 향상시킴을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 제2실시예는 지하를 관통하는 통로를 비개착 방식으로 시공하는 방법에 있어서: (A) 호형관체와 다면관체를 추진하여 상면(上面) 구조물을 형성하는 단계; (B) 호형관체와 다면관체를 추진하여 측면(側面) 구조물을 형성하는 단계; (C) 호형관체를 추진하여 하면(下面) 구조물을 형성하는 단계; (D) 상기 상면구조물 · 측면구조물 · 하면구조물의 내부에 "ㅁ"자 형태로 철근구조체를 삽입하는 단계; (E) 철근구조체의 삽입과정에서 관체(管體) 작용의 하중 및 철근구조체의 자중에 의해 발생되는 마찰력을 줄이기 위한 방편으로 호형관체와 다면관체의 내측 하부에 대차받침용 레일을 안착시킨 뒤, 레일 상면부에 슬라이딩장치 롤 또는 슬라이딩 패드를 설치한 상태에서 철근구조체 등을 실은 대차의 전후 이동이 용이토록 하는 단계; (F) 상기 철근구조체 상에 콘크리트를 타설하여 양생하는 단계; 및 (G) 상기 콘크리트로 형성된 내부의 토사를 굴착하는 단계;를 포함하여 이루어지되, 상기 호형관체는 호형 단면의 단위체를 대향시킨 양측의 개구에 일정 간격으로 배치되는 보강재를 지닌 지지대로 연결되고, 상기 지지대는 단위체의 슬라이딩을 허용하는 U자형의 외단부와 보강재의 슬라이딩을 허용하는 U자형의 내단부를 이용하여 설치와 해체가 용이하도록 결합되며, 상기 철근구조체는 해체되는 보강재의 위치에 일치되는 보강편을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명의 또 다른 세부구성으로서, 상기 철근구조체는 호형관체와 다면관체의 내부로 삽입되는 과정에서 다수의 대차에 개재하여 지지되고 이송됨과 아울러 대차받침용 레일 상면부에 슬라이딩장치 롤 또는 테프론 합성수지재 등의 슬라이딩 패드를 추가 설치하여 하중에 의한 마찰력을 거의 소멸시킴으로써 구조물의 변형방지 및 시공속도를 크게 향상시킴을 특징으로 한다.
이러한 본 발명에 의하면, 철도나 도로 등의 하측으로 횡단 지하터널을 형성함에 있어 종래의 파이프루프 공법(Pipe-roof method)과 함체견인 공법이 지니고 있는 장점들을 기반으로 하면서 현장의 시공조건에 맞추어 신속하고 정확한 공사작업을 간편하게 수행하여 생산성 향상과 공기단축을 도모하는 효과가 있다.
도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 시공방법의 제1실시예를 순차적으로 나타내는 모식도
도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 시공방법의 제2실시예를 순차적으로 나타내는 모식도
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 제1실시예는 지하를 관통하는 통로를 비개착 방식으로 시공하는 방법에 관하여 제안한다. 이는 차량과 인원의 통행이 가능하도록 폭과 높이가 비교적 큰 지하통로나 지하터널 등을 대상으로 하지만, 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 유압실린더와 선단 슈 등을 이용하여 토사 내부로 관체(管體)를 추진(압입)하는 작업은 파이프루프 공법(Pipe-roof method)의 원리를 기반으로 한다.
본 발명에 따른 단계 (A)는, 호형관체(11)와 다면관체(12)를 추진하여 상면(上面)구조물을 형성한다. 도 1에서 6개의 호형관체(11)의 양단에 다면관체(12)가 일체로 연결되어 상면구조물을 형성한 상태를 예시한다. 시공의 일예로서, 중앙에서 2~3개의 호형관체(11)를 연결하여 추진한 다음 그 양측으로 호형관체(11)와 다면관체(12)를 순차적으로 추진한다.
본 발명의 세부구성으로서, 상기 호형관체(11)는 호형 단면을 지닌 일정 길이의 단위체(15)를 대향(對向)시키고, 양측에서 보강재(25)를 개재하여 연결한 것을 특징으로 한다. 하나의 단위체(15)는 취급이 용이하도록 대략 5~8m 내외 정도의 길이로서 형성하는 것이 좋지만 반드시 이에 국한되지는 않으며, 지하통로나 지하터널의 구간 길이가 30~50m나 70~100m 가량 될 경우에는 이러한 단위체(15)를 용접 등의 방법으로 여러 개를 연설하여 사용한다. 그리고 도 1에서 보는 바처럼 상측 단위체(15)와 하측 단위체(15)를 원통형으로 대향시키면, 양측으로 개구(17)가 형성된다. 개구(17) 상에는 다수의 보강재(25)를 일정한 간격으로 연결하여 추진저항과 토압을 지탱한다. 2개의 단위체(15)와 보강재(25)를 결합한 관체유니트(管體unit)를 추진하고, 용접 등으로 연결한 뒤 추진하는 과정을 반복하여 설정된 통로 길이의 호형관체(11)로 설치된다.
이때, 상기 보강재(25)는 각각 U자형의 외단부(22)와 내단부(23)를 지닌 지지대(21)에 개재하여, 일정한 간격으로 설치와 해체가 용이하게끔 결합된다. 그리고 상기 보강재(25)가 맞닿을 내단부(23)의 내면에는 테프론 수지재 등의 슬라이딩 보조패드(28)를 삽설함으로써 보강재(25)의 삽설 및 분리될 때의 마찰력을 크게 감소하게끔 구성하는 것이 바람직하다. 또 지지대(21)의 U자형 외단부(22)는 인접하는 단위체(15)의 단부를 동시에 용접으로 연결하고, 지지대(21)의 U자형 내단부(23)는 보강재(25)의 분리가 가능한 간격으로 해서 볼트 등으로 체결된다. 다만, 상면구조물의 형성 과정에서 호형관체(11)를 하나씩 추진할 때 지지대(21)의 외단부(22)는 일측 호형관체(11)에 용접되고, 타측 다면관체(12)의 슬라이딩 이동을 허용한다. 물론, 타측 다면관체(12)의 슬라이딩 이동이 완료된 후에는, 다시 지지대(21)의 외단부(22)에 용접으로 고정한다.
한편, 다면관체(12)는 지하통로(또는 지하터널 및 배수암거 등)의 코너 부분에 설치되는 것으로서, 호형관체(11)와 차등적으로 구성된다. 다면관체(12)에서 2개의 개구(17)는, 호형관체(11)처럼 대향하지 않고 직각으로 배치된다. 경우에 따라 다면관체(12)에는, 하나의 개구(17)만 형성되기도 한다. 다면관체(12)를 4개의 평면과 4개의 호형면으로 형성하면 다양한 공사현장에서 공용화하기가 유리하다. 어느 경우에나 다면관체(12)의 개구(17)에도 지지대(21)와 보강재(25)가 전술한 방식으로 결합된다.
본 발명에 따른 단계 (B)는, 호형관체(11)와 다면관체(12)를 추진하여 측면(側面)구조물을 형성한다. 도 2에서 상면구조물의 다면관체(12)에서 양단(兩端)의 하(下)방향으로 4개의 호형관체(11)와 1개의 다면관체(12)가 추진되어 측면구조물을 형성한 상태를 예시한다. 측면구조물의 시공과정에서 지지대(21)와 보강재(25)를 사용하는 것도, 전술한 도 1의 상면구조물과 동일하다. 이에, 상면구조물과 측면구조물에 의하여 역U자(실제로는, "ㄷ"자)의 구조물이 완성된다. 물론, 상면구조물과 측면구조물의 시공과정에서 내부의 토사는 장비와 인력 등으로 굴착하여 제거한다.
본 발명에 따른 단계 (C)는, 상기 상면구조물과 측면구조물의 내부에 역U자 형태로 철근구조체(30)를 삽입한다. 도 3에서 확대도로 나타내는 것이 철근구조체(30)의 철근유니트로서, 호형관체(11)의 전체 길이에 이르도록 하나씩 유압실린더로 추진한다. 철근구조체(30)의 삽입에 선행하여 지지대(21) 상의 보강재(25)를 해체하여 분리하면서, 보강재(25)가 제거된 개구(17) 상으로 철근구조체(30)의 철근유니트를 삽입하여 추진한다. 이는 후술하는 것처럼, 파이프루프 공법(Pipe-roof method)에 함체견인공법의 장점을 융합한 개량된 방식으로 수행된다.
본 발명의 세부구성으로서, 상기 철근구조체(30)는 해체되는 보강재(25)의 위치에 일치되는 보강편(35)을 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 보강재(25)가 제거된 개구(17)는 토압(土壓)을 지탱하기 어려우므로 철근구조체(30) 상에 배치되는 보강편(35)으로 대체된다. 도 3의 확대도에서, 철근유니트 상에 다수의 보강편(35)이 보강재(25)와 동일한 간격으로 설치된 상태를 나타낸다. 보강편(35)은 지지대(21)에 볼트로 체결하지 않아도 철근구조체(30) 상에서 정위치(正位置)를 유지한다.
본 발명의 또 다른 세부구성으로서, 상기 철근구조체(30)는 호형관체(11)와 다면관체(12)의 내부로 삽입되는 과정에서 관체(管體) 작용의 하중 및 철근구조체(30)의 자중에 의해 발생되는 마찰력을 줄이기 위한 방편으로 호형관체(11)와 다면관체(12)의 내측 하부에 ‘C형강’ 구조의 대차받침용 레일(45)을 안착시킨 뒤, 레일(45) 상부 전체 면 또는 일정부분 면에 슬라이딩장치 롤(46)이나 슬라이딩 패드(47) 등을 길게 설치한 상태에서, 이 위로 철근구조체(30)를 실은 다수의 대차(50)를 개재하여 지지되는 것을 특징으로 한다. 도 3을 참조하면, 상면구조물의 호형관체(11) 내부에서 다수의 대차(50)가 철근구조체(30)를 지지하고, 측면구조물의 하단 다면관체(12)에서 또 다른 대차(50)가 철근구조체(30)를 지지한다. 대차(50)를 사용하면, 철근구조체(30)를 추진하는 동력 및 소요시간과 더불어 소음이 감소될 뿐만 아니라 레일(45) 상면부에 슬라이딩장치 롤(46) 또는 슬라이딩 패드(47)를 설치한 상태에서 철근구조체(30) 등을 실은 대차(50)의 전후 이동이 아주 용이하게 된다. 또 대차(50) 위로 철근구조체(30) 외에 용접기 등의 각종 기구도 실어서 수십 m 이상의 긴 관체(管體) 내부운반이 용이토록 할 수 있음은 물론이다. 그리고 슬라이딩장치 롤(46)이나 슬라이딩 패드(47)로는 테프론 수지재 등이 주로 사용되지만 마찰력이 거의 없으면서 무거운 물체를 이동하는데 도움 되는 재질이나 기구 등을 사용해도 무방하며, 또 대차(50) 하면에는 로울러(51)를 설치해서 슬라이딩장치 롤(46)이나 슬라이딩 패드(47) 위로 쉽게 이동할 수 있게끔 한다. 그리고 상기한 대차받침용 레일(45) 및 대차(50) 등은 후술할 콘크리트(40) 타설 때 철근구조체(30)와 함께 매설하는 것이 바람직하나, 경우에 따라서는 외부로 빼내어 재사용할 수도 있음은 물론이다.
본 발명에 따른 단계 (D)는, 상기 철근구조체(30) 상에 콘크리트(40)를 타설하여 양생한다. 도 4에서, 상면구조물과 측면구조물의 내부에 삽입된 철근구조체(30) 상으로 콘크리트(40)가 타설된 상태를 예시한다. 즉 콘크리트(40)의 타설 상태를 살피면, 철근구조체(30) 및 대차받침용 레일(45) 등이 삽설되어 있는 호형관체(11)와 다면관체(12) 내부로 콘크리트(40)를 타설하여 양생하며, 콘크리트(40)의 타설 과정에서 적어도 부분적으로 거푸집이나 지지대 또는 이와 동등물 이상을 사용할 수도 있다.
본 발명에 따른 단계 (E)는, 상기 콘크리트(40)로 형성된 내부의 토사를 굴착하고 바닥면과 내부벽체를 형성한다. 도 4에서, 타설된 콘크리트(40)가 양생되는 동안 상면구조물과 측면구조물에 의한 역U자 영역을 굴착하여 지하통로를 형성한다. 또 도 5에서 보듯이 지하통로가 형성된 이후의 저면(바닥면)은 해당 통로(차도 · 인도 · 배수로 등)의 용도에 맞도록 바닥용 철망구조체(60)를 설치한 뒤, 콘크리트(40a) 등으로 타설하거나 자갈 등을 깔고 곧 바로 아스팔트 시공 등을 행하면 된다. 그리고 도 6에서 보듯이 지하통로 내부의 호형관체(11)와 다면관체(12) 외주면은 U자 형태로 형성되어 있어 이를 그대로 사용해도 되지만, 이러한 역U자형의 내부벽체 부분에 별도의 거푸집이나 지지대 또는 철망 등을 덧댄 뒤, 콘크리트(40b)를 타설하여 내부벽체를 형성하는 것이 바람직하며, 나아가 해당 통로의 용도에 맞게끔 콘크리트(40b) 타설 및 타일 등을 덧붙여 시공해도 무난하다 할 것이다.
본 발명에 따른 제2실시예는 지하를 관통하는 통로를 비개착 방식으로 시공하는 방법에 관하여 제안한다. 이는 하수관로나 통신관로 및 횡단통로 등으로 활용하도록 폭과 높이가 비교적 작은 지하통로를 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 유압실린더와 선단슈 등을 이용하여 토사 내부로 관체(管體)를 추진(압입)하는 작업은 파이프루프 공법(Pipe-roof method)의 원리를 기반으로 한다.
본 발명에 따른 단계 (A)는, 호형관체(11)와 다면관체(12)를 추진하여 상면구조물을 형성한다. 이는 전술한 제1실시예의 단계 (A) 및 도 1과 동일한 방식으로 진행한다.
본 발명의 세부구성으로서, 상기 호형관체(11)는 호형 단면을 지닌 일정 길이의 단위체(15)를 대향시키고, 양측에서 보강재(25)를 개재하여 연결한 것을 특징으로 한다. 이는 전술한 제1실시예의 단계 (A) 및 도 1과 동일한 방식으로 진행할 수 있다.
이때, 상기 보강재(25)는 각각 U자형의 외단부(22)와 내단부(23)를 지닌 지지대(21)에 개재하여, 일정한 간격으로 설치와 해체가 용이하게끔 결합된다. 이는 전술한 제1실시예의 단계 (A) 및 도 1과 동일한 방식을 적용할 수 있다.
본 발명에 따른 단계 (B)는, 호형관체(11)와 다면관체(12)를 추진하여 측면구조물을 형성한다. 이는 전술한 제1실시예의 단계 (B) 및 도 2와 동일한 방식으로 진행할 수 있다.
본 발명에 따른 단계 (C)는, 호형관체(11)를 추진하여 하면(下面)구조물을 형성한다. 도 6과 도 7에서, 측면구조물의 하단 다면관체(12)를 연결하도록, 하면(下面)구조물이 설치된 상태를 예시한다. 하면구조물은, 상면구조물과 평행하면서 동일한 수량의 호형관체(11)로 구성된다.
본 발명에 따른 단계 (D)는, 상기 상면구조물 · 측면구조물 · 하면구조물의 내부에 "ㅁ"자 형태로 철근구조체(30)를 삽입한다. 이는 전술한 제1실시예의 단계 (D) 및 도 3과 동일 내지 유사한 방식을 적용할 수 있다. 즉, 제1실시예의 역U자 대신, "ㅁ"자 형태의 철근유니트를 함체견인 방식으로 삽입한다.
본 발명의 세부구성으로서, 상기 철근구조체(30)는 해체되는 보강재(25)의 위치에 일치되는 보강편(35)을 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 도 8에서 철근구조체(30)의 세부적인 확대도를 생략하지만, 도 3의 확대도와 동일한 방식으로 보강편(35)을 형성한다.
본 발명의 또 다른 세부구성으로서, 상기 철근구조체(30)는 호형관체(11)와 다면관체(12)의 내부로 삽입되는 과정에서 관체(管體) 작용의 하중 및 철근구조체(30)의 자중에 의해 발생되는 마찰력을 줄이기 위한 방편으로 호형관체(11)와 다면관체(12)의 내측 하부에 ‘C형강’ 구조의 대차받침용 레일(45)을 안착시킨 뒤, 레일(45) 상부 전체 면 또는 일정부분 면에 슬라이딩장치 롤(46)이나 슬라이딩 패드(47) 등을 길게 설치한 상태에서, 이 위로 철근구조체(30)를 실은 다수의 대차(50)를 개재하여 지지되는 것을 특징으로 한다. 이는 도 7에 나타내는 것처럼, 제1실시예인 도 3에 비하여 좀 더 많은 수의 대차(50)가 사용된다. 대차(50)를 사용하면, 철근구조체(30)를 추진하는 동력 및 소요시간과 더불어 소음이 감소될 뿐만 아니라 레일(45) 상면부에 슬라이딩장치 롤(46) 또는 슬라이딩 패드(47)를 설치한 상태에서 철근구조체(30) 등을 실은 대차(50)의 전후 이동이 아주 용이하게 된다. 또 대차(50) 위로 철근구조체(30) 외에 용접기 등의 각종 기구도 실어서 수십 m 이상의 긴 관체(管體) 내부운반이 용이토록 할 수 있음은 물론이다. 그리고 슬라이딩장치 롤(46)이나 슬라이딩 패드(47)로는 테프론 수지재 등이 주로 사용되지만 마찰력이 거의 없으면서 무거운 물체를 이동하는데 도움 되는 재질이나 기구 등을 사용해도 무방하며, 또 대차(50) 하면에는 로울러(51)를 설치해서 슬라이딩장치 롤(46)이나 슬라이딩 패드(47) 위로 쉽게 이동할 수 있게끔 한다. 그리고 상기한 대차받침용 레일(45) 및 대차(50) 등은 후술할 콘크리트(40) 타설 때 철근구조체(30)와 함께 매설하는 것이 바람직하나, 경우에 따라서는 외부로 빼내어 재사용할 수도 있음은 물론이다.
본 발명에 따른 단계 (E)는, 상기 철근구조체(30) 상에 콘크리트(40)를 타설하여 양생한다. 도 9에서 상면구조물 · 측면구조물 · 하면구조물을 연결하는 "ㅁ"자 형태로 콘크리트(40)가 타설된 상태를 예시한다. 즉 콘크리트(40)의 타설 상태를 살피면, 철근구조체(30) 및 대차받침용 레일(45) 등이 삽설되어 있는 호형관체(11)와 다면관체(12) 내부로 콘크리트(40)를 타설하여 양생하며, 콘크리트(40)의 타설 과정에서 적어도 부분적으로 거푸집이나 지지대 또는 이와 동등물 이상을 사용할 수도 있다.(이는 전술한 제1실시예의 단계 D 및 도 4와 동일한 방식으로 진행할 수 있다)
본 발명에 따른 단계 (F)는, 상기 콘크리트(40)로 형성된 내부의 토사를 굴착한다. 도 9에서, 타설된 콘크리트(40)가 양생되는 동안 그 내부영역을 굴착하여 지하통로를 형성하고, 도시에는 생략하나 콘크리트(40) 내면의 마무리 공사를 통하여 지하통로 또는 지하터널 및 배수암거 등을 완성한다. 이를 좀 더 설명하면, 도 9에서 보듯이 지하통로 내부의 호형관체(11)와 다면관체(12) 외주면은 U자 형태로 형성되어 있어 이를 그대로 사용해도 되지만, 이러한 역U자형의 내부벽체 부분에 별도의 거푸집이나 지지대 또는 철망 등을 덧댄 뒤, 콘크리트(40b)를 타설하여 내부벽체를 형성하는 것이 바람직하며, 나아가 해당 통로의 용도에 맞게끔 콘크리트(40b) 타설 및 타일 등을 덧붙여 시공해도 무난하다 할 것이다.
이러한 본 발명에 따르면, 철도나 도로 등의 하측으로 횡단 지하터널을 형성함에 있어 종래의 파이프루프 공법(Pipe-roof method)과 함체견인 공법이 지니고 있는 장점들을 기반으로 하면서 현장의 시공조건에 맞추어 신속하고 정확한 공사작업을 간편하게 수행하여 생산성 향상과 공기단축을 도모하는 효과가 있다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
11: 호형관체 12: 다면관체
15: 단위체 17: 개구
21: 지지대 22: 외단부
23: 내단부 25: 보강재
28: 슬라이딩 보조패드 30: 철근구조체
35: 보강편 40, 40a, 40b: 콘크리트
45: 대차받침용 레일 46: 슬라이딩장치 롤
47: 슬라이딩 패드 50: 대차
51: 구동롤러 60: 바닥용 철망구조체

Claims (10)

  1. 지하를 관통하는 통로를 비개착 방식으로 시공하는 방법에 있어서:
    (A) 호형관체(11)와 다면관체(12)를 추진하여 상면구조물을 형성하는 단계;
    (B) 호형관체(11)와 다면관체(12)를 추진하여 측면구조물을 형성하는 단계;
    (C) 상기 상면구조물과 측면구조물의 내부에 역U자 형태로 철근구조체(30)를 삽입하는 단계;
    (D) 철근구조체(30)의 삽입과정에서 관체(管體) 작용의 하중 및 철근구조체(30)의 자중에 의해 발생되는 마찰력을 줄이기 위한 방편으로 호형관체(11)와 다면관체(12)의 내측 하부에 대차받침용 레일(45)을 안착시킨 뒤, 레일(45) 상면부에 슬라이딩장치 롤(46) 또는 슬라이딩 패드(47)를 설치한 상태에서 철근구조체(30) 등을 실은 대차(50)의 전후 이동이 용이토록 하는 단계;
    (E) 상기 철근구조체(30) 상에 콘크리트(40)를 타설하여 양생하는 단계; 및
    (F) 상기 콘크리트(40)로 형성된 내부의 토사를 굴착하고 바닥면을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지되,
    상기 호형관체(11)는 호형 단면의 단위체(15)를 대향시킨 양측의 개구(17)에 일정 간격으로 배치되는 보강재(25)를 지닌 지지대(21)로 연결되고,
    상기 지지대(21)는 단위체(15)의 슬라이딩을 허용하는 U자형의 외단부(22)와 보강재(25)의 슬라이딩을 허용하는 U자형의 내단부(23)를 이용하여 설치와 해체가 용이하도록 결합되며,
    상기 철근구조체(30)는 해체되는 보강재(25)의 위치에 일치되는 보강편(35)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 지하통로의 비개착식 시공방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 철근구조체(30)는 호형관체(11)와 다면관체(12)의 내부로 삽입되는 과정에서 다수의 대차(50)에 개재하여 지지되고 이송됨과 아울러 대차받침용 레일(45) 상면부에 슬라이딩장치 롤(46) 또는 슬라이딩 패드(47) 등을 추가 설치하여 하중에 의한 마찰력을 거의 소멸시킴으로써 구조물의 변형방지 및 시공속도를 크게 더 향상시킴을 특징으로 하는 지하통로의 비개착식 시공방법.
  6. 지하를 관통하는 통로를 비개착 방식으로 시공하는 방법에 있어서:
    (A) 호형관체(11)와 다면관체(12)를 추진하여 상면구조물을 형성하는 단계;
    (B) 호형관체(11)와 다면관체(12)를 추진하여 측면구조물을 형성하는 단계;
    (C) 호형관체(11)를 추진하여 하면구조물을 형성하는 단계;
    (D) 상기 상면구조물 · 측면구조물 · 하면구조물의 내부에 "ㅁ"자 형태로 철근구조체(30)를 삽입하는 단계;
    (E) 철근구조체(30)의 삽입과정에서 관체(管體) 작용의 하중 및 철근구조체(30)의 자중에 의해 발생되는 마찰력을 줄이기 위한 방편으로 호형관체(11)와 다면관체(12)의 내측 하부에 대차받침용 레일(45)을 안착시킨 뒤, 레일(45) 상면부에 슬라이딩장치 롤(46) 또는 슬라이딩 패드(47)를 설치한 상태에서 철근구조체(30) 등을 실은 대차(50)의 전후 이동이 용이토록 하는 단계;
    (F) 상기 철근구조체(30) 상에 콘크리트(40)를 타설하여 양생하는 단계; 및
    (G) 상기 콘크리트(40)로 형성된 내부의 토사를 굴착하는 단계;를 포함하여 이루어지되,
    상기 호형관체(11)는 호형 단면의 단위체(15)를 대향시킨 양측의 개구(17)에 일정 간격으로 배치되는 보강재(25)를 지닌 지지대(21)로 연결되고,
    상기 지지대(21)는 단위체(15)의 슬라이딩을 허용하는 U자형의 외단부(22)와 보강재(25)의 슬라이딩을 허용하는 U자형의 내단부(23)를 이용하여 설치와 해체가 용이하도록 결합되며,
    상기 철근구조체(30)는 해체되는 보강재(25)의 위치에 일치되는 보강편(35)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 지하통로의 비개착식 시공방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 철근구조체(30)는 호형관체(11)와 다면관체(12)의 내부로 삽입되는 과정에서 다수의 대차(50)에 개재하여 지지되고 이송됨과 아울러 대차받침용 레일(45) 상면부에 슬라이딩장치 롤(46) 또는 슬라이딩 패드(47) 등을 추가 설치하여 하중에 의한 마찰력을 거의 소멸시킴으로써 구조물의 변형방지 및 시공속도를 크게 더 향상시킴을 특징으로 하는 지하통로의 비개착식 시공방법.
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