KR101877369B1 - Structure and method of constructing turnel - Google Patents

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KR101877369B1 KR1020170125565A KR20170125565A KR101877369B1 KR 101877369 B1 KR101877369 B1 KR 101877369B1 KR 1020170125565 A KR1020170125565 A KR 1020170125565A KR 20170125565 A KR20170125565 A KR 20170125565A KR 101877369 B1 KR101877369 B1 KR 101877369B1
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Abstract

The present invention relates to a construction method to reinforce a tunnel, which excavates the ground by a depth of each step to construct a tunnel, and a construction structure thereof. According to the present invention, the construction method to reinforce a tunnel comprises: a ninth excavation step of excavating the ground by a predetermined depth to form a ninth excavation space; a steel rib installation step of installing one or more steel ribs supporting the inner surface of the ninth excavation space; a reinforcement pipe installation step of obliquely inserting a reinforcement pipe into the ground in an excavation direction by a length penetrating the surround ground of the first excavation space to be excavated next, wherein the reinforcement pipe includes low and high strength sections with a different bending strength in a longitudinal direction; an inner wall finishing step of depositing shotcrete on the inner wall of the ninth excavation space to integrate the steel rib and the inner surface of the first excavation space; a first excavation step of excavating the ground by a predetermined first depth to form a first excavation space; and a second excavation step of excavating the ground by a predetermined second depth to form a second excavation space. Accordingly, collapse of the ground is economically constrained during a process to reinforce the excavated space and the space to be excavated next after the ground is excavated, thereby being able to improve safety, constructability, and economic efficiency.

Description

터널의 보강 시공 방법 및 그 시공 구조 {STRUCTURE AND METHOD OF CONSTRUCTING TURNEL}[0001] STRUCTURE AND METHOD OF CONSTRUCTING TURNEL [0002]

본 발명은 터널 굴착면의 보강 시공 구조 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 터널을 시공하는 과정에서 상측 토사의 붕락을 효과적으로 억제하고 안전성과 경제성을 향상시킨 터널의 시공 구조 및 그 시공 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure and a method for reinforcing a tunnel excavation surface, and more particularly, to a construction method and a construction method of a tunnel which effectively suppress the collapse of the upper gravel in the process of constructing the tunnel, .

도시의 광역화와 인구 집중 현상으로 인하여 교통량이 증가하고 차량이 대형화됨에 따라 지하 구조물의 건설 수요가 증가되는 추세이다. 터널과 같은 지하 구조물들은 주변 환경이 연약한 토사나 암반 지반에 시공하는 경우에 안전성을 확보하는 것은 매우 중요하다. Due to the increase of traffic volume and the increase of the size of the vehicle due to the urbanization and concentration of population, construction demand of underground structures is increasing. It is very important to secure the underground structures such as tunnels when they are applied to the soil or rocky ground where the surrounding environment is weak.

터널의 굴착면의 안정성을 확보하기 위하여 다양한 지반 보강 방법이 적용되고 있는데, 그 중에 도1 내지 도2b에 도시된 바와 같이, 터널의 내벽 둘레의 지반에 강관을 삽입하여 지반을 안정화하는 강관 그라우팅 공법이 적용되고 있다. In order to secure the stability of the excavation surface of the tunnel, various ground reinforcement methods have been applied. Among them, as shown in FIGS. 1 and 2B, a steel pipe grouting method in which a steel pipe is inserted into a ground around the inner wall of a tunnel to stabilize the ground Is applied.

강관 그라우팅 공법은, 터널의 시공을 위하여 굴착된 굴착공간(V)은 이를 둘러싼 지반(55)으로부터 하방으로의 토압(Fg)이 작용하므로, 지반이 붕락되는 힘(Pz)을 억제하기 위하여 지반(55) 내에 강관(10)을 굴착공간(V)의 둘레에 조밀하게 굴착 방향으로 경사지게 삽입 설치하여 굴착공간(V)의 주변 지반을 안정화시키는 방법이다.In the steel pipe grouting method, the excavation space V excavated for the construction of the tunnel acts on the ground (55) downward from the surrounding ground (55), so that the ground (Pz) 55 is a method of inserting a steel pipe 10 slantingly around the excavation space V in an excavation direction so as to stabilize the surrounding ground of the excavation space V. [

대체로, 굴착이 완료된 상태에서 강관(10)은 굴착 공간(V)의 둘러싼 배치 형태로 도2a에 도시된 바와 같이 2겹으로 지지되는 형태로 설계된다. 이에 따라, 토압(Fg)은 지반(55)에 삽입 설치된 강관(10)과, 그 둘레를 감싸는 그라우팅재(10a) 및 굴착 공간(V)을 둘레에 숏크리트 등으로 타설된 내벽층(30)에 의해 안전한 상태로 지지된다. Generally, with the excavation completed, the steel pipe 10 is designed in such a form that it is supported in two piles as shown in Fig. 2A in the surrounding arrangement of the excavation space (V). Accordingly, the earth pressure Fg is applied to the inner wall layer 30 inserted in a shotcrete or the like around the steel pipe 10 inserted in the ground 55, the grouting material 10a surrounding the periphery of the steel pipe 10, and the excavation space V Thereby being supported in a safe state.

그러나, 터널의 굴착 과정은 지반(55)을 파내어 굴착하는 굴착 공정과, 이미 굴착된 굴착 공간과 그 다음에 굴착할 공간을 보강하는 보강 공정이 행해지는 데, 굴착 공정이 행해지는 동안(T0~T1)에는 2겹의 강관(10)에 의해 지지되어 붕락의 위험이 낮아 충분히 높은 안전율(SF1)을 보장받지만, 보강 공정이 행해지는 동안(T1~T0)에는 1겹의 강관(10)에 의해서만 지지되므로 붕락의 위험이 높아 설계치의 안전율(SF1)의 대략 50~60%정도의 낮은 안전율(SF2) 상태에서 시공해야 하는 위험이 상존하였다. However, during the excavation process of the tunnel, the excavation process for digging out the ground 55 and the reinforcing process for reinforcing the already excavated space and the space to be excavated are performed. During the excavation process (T0- T1 is supported by a double-layered steel pipe 10 so that the risk of collapse is low and a sufficiently high safety factor SF1 is ensured. However, during the reinforcement process (T1 to T0) The risk of collapse is high and there is a risk of construction at a low safety factor (SF2) of about 50 to 60% of the safety factor (SF1) of the design value.

보다 구체적으로는, 도2a에 도시된 바와 같이, 정해진 깊이(..., L9, L1, L2,...)씩 터널을 굴착 시공하는 공정은, 제9굴착공간(V9)을 굴착하는 굴착 공정이 행해진 이후에, 이미 굴착된 제9굴착공간을 강지보(20)로 보강하고 동시에 그 다음에 굴착될 제1굴착공간(V1)의 둘레 지반(55)을 가로지르도록 강관(10V1)을 굴착 방향으로 경사지게 삽입 설치하는 보강하는 보강 공정이 행해진다. More specifically, as shown in FIG. 2A, the step of excavating and constructing the tunnel by predetermined depths (..., L9, L1, L2, ...) is performed by excavating a tunnel for excavating the ninth excavation space V9 After the process is performed, the ninth excavation space that has already been excavated is reinforced with the steel girder 20, and at the same time, the steel pipe 10V1 is cut so as to cross the circumferential ground 55 of the first excavation space V1 to be excavated A reinforcing step for reinforcing the reinforcing steel plate is inserted and installed in an inclined manner in the excavation direction.

여기서, 설치되는 강관(10V1)은 둘레 지반(55)에 천공홀을 천공한 후, 강관(10V1)을 삽입하고 그라우팅재(10a)를 주입하는 것에 의해 이루어진다. 이와 같은 보강 공정에 의해, 굴착 공간(V)의 둘레는 강관(10)과 그라우팅재(10a)에 의해 둘러싸이면서, 그 상측의 지반이 아래로 붕괴되는 대붕락과 그 하측의 지반이 아래로 붕괴되는 소붕락을 억제할 수 있게 된다. Here, the steel pipe 10V1 to be installed is formed by perforating the perforation hole in the peripheral ground 55, then inserting the steel pipe 10V1 and injecting the grouting material 10a. By such a reinforcing process, the periphery of the excavation space V is surrounded by the steel pipe 10 and the grouting material 10a, and the upper ground is collapsed downward, and the lower ground collapses downward It is possible to suppress the small collapse.

이와 같은 방식을 그 다음의 제1굴착공간(V1)과 제2굴착공간(V2)에도 단계적으로 반복하면서 터널의 굴착 공간(V)의 둘레 지반(55)이 강관(10) 등에 의해 보강되면서 굴착 시공된다. The circumferential ground 55 of the tunnel excavation space V is reinforced by the steel pipe 10 and the like while repeating the above-described method in the first and second excavation spaces V1 and V2, Construction.

이 때, 도2a를 참조하면, 제1굴착공간(V1)을 굴착하는 상태에서는, 그 이전의 굴착 공간을 굴착하고 보강하는 보강 공정에서 설치된 제9강관(10V9)과 제1강관(10V1)에 의하여 둘레 지반(55)이 2겹으로 견고하게 보강된 상태가 된다. 따라서, 제1굴착공간(V1)이 굴착되는 동안에는 2겹의 강관(10) 및 그라우팅재(10a)에 의해 견고하게 지반이 보강된 상태이므로, 붕락 위험에 대한 안전율(도3의 SF1)이 높은 상태에서 굴착 공정이 행해질 수 있다. 2A, in a state where the first excavation space V1 is excavated, the ninth steel pipe 10V9 and the first steel pipe 10V1 installed in the reinforcing process for excavating and reinforcing the previous excavation space So that the circumferential ground 55 is doubly reinforced. Therefore, during the excavation of the first excavation space V1, the ground is reinforced by the double-layer steel pipe 10 and the grouting material 10a, so that the safety factor (SF1 in FIG. 3) The excavation process can be performed.

그러나, 제1굴착공간이 타설됨으로 인하여, 그 다음에 굴착될 제2굴착공간(V2)은 항상 붕락되는 힘(Pz)이 하방으로 작용하는 상태가 되며, 이로 인하여 강지보(20)를 설치하고, 제2굴착공간(V2)을 가로지르는 천공홀(10V2x)을 천공하고, 천공홀(10V2x)에 강관(10)을 설치하는 보강 공정이 행해질 때까지는, 제2굴착공간(V2)의 상측은 1개의 강관(10)에 의해서만 지지되므로, 붕락 위험에 대한 안전율은 설계 당시의 예측과 달리 훨씬 낮은 값(도3의 SF2)을 갖게 된다. However, due to the placement of the first excavation space, the second excavation space V2 to be excavated next is always in a state in which the collapsing force Pz is acting downward, whereby the strong bezel 20 is installed The upper side of the second excavation space V2 is closed until a reinforcement process is performed in which a perforation hole 10V2x crossing the second excavation space V2 is drilled and a steel pipe 10 is installed in the perforation hole 10V2x Since the steel pipe 10 is supported only by one steel pipe 10, the safety factor against the risk of collapse has a much lower value (SF2 in Fig. 3) as compared with the prediction at the time of design.

그러나, 제2굴착공간(V2)을 가로지르는 강관(10V2)이 설치된 상태에서는, 도2c에 도시된 바와 같이, 다시 2겹의 강관(10) 및 그라우팅재(10a)에 의해 지지됨에 따라, 붕락을 일으키는 하중(Pz)은 크게 작아져, 제2굴착공간(V2)을 굴착하는 굴착 공정에서는 다시 설계 당시에 예정된 안전율(SF1)을 유지하게 된다. However, in the state where the steel pipe 10V2 across the second excavation space V2 is installed, as shown in Fig. 2C, as it is supported by the two-ply steel pipe 10 and the grouting material 10a, The load Pz causing the load to be generated is greatly reduced. In the excavation process for excavating the second excavation space V2, the safety factor SF1 maintained at the time of designing is maintained again.

이와 같이, 종래의 강관 그라우팅 공법에 의한 터널 지반의 보강 공법은 도3에 도시된 바와 같이, 굴착 공정은 지반 붕락에 대한 높은 안전율(SF1)을 확보한 상태에서 행해지지만, 굴착된 이후에 행해지는 보강 공정은 지반 붕락에 대한 낮은 안전율(SF2)인 상태에서 행해지는 심각한 문제점이 있었다. 더욱이, 일반적으로 단계적으로 정해진 깊이(...L9, L1, L2,...)를 굴착하는 굴착 공정에 소요되는 기간(T0~T1)이 대략 2.5~3.0 일정도 소요되고, 보강 공정에 소요되는 기간(T1~T0)도 대략 2~2.5일정도 소요되므로, 터널의 시공 과정에서 안전율이 낮은 상태(SF2)에서 행해지는 기간이 긴 편이어서 매우 위험성을 안고 있음에도 불구하고, 이에 대한 문제 인식이 이루어지지 않고 있는 실정이다. As shown in FIG. 3, the tunneling method of the conventional steel pipe grouting method is performed in a state in which a high safety factor (SF1) for ground collapse is ensured. However, The reinforcement process has a serious problem that it is carried out with a low safety factor (SF2) against the ground collapse. Further, the period (T0 to T1) required for the excavation process for excavating the depths (L9, L1, L2, ...), which are generally set in a stepwise manner, takes about 2.5 to 3.0 days. (T 1 to T 0) also takes about 2 to 2.5 days. Therefore, despite the fact that it takes a long period of time in the low safety factor (SF 2) in the construction process of the tunnel, It is not done.

한편, 1개의 강관(10V1)에 의해 지지되는 제2굴착공간(V2)을 굴착하는 공정에서는, 토압(Fg)에 의하여 지반이 붕락될 가능성이 높아지므로, 굴착 방향의 횡단면인 도1에 도시된 바와 같이, 굴착공간(V1)의 둘레 방향으로 매우 조밀하게 강관(10)을 배치해야 하고, 이로 인하여 작업의 시간이 지연되고 강관(10)의 소요량이 많아져 경제성이 악화되는 문제도 야기될 수 있다. On the other hand, in the process of excavating the second excavation space V2 supported by one steel pipe 10V1, there is a high possibility that the ground collapses due to the earth pressure Fg. Therefore, the cross- It is necessary to arrange the steel pipe 10 very densely in the circumferential direction of the excavation space V1 as a result of which the time required for the operation is delayed and the required amount of the steel pipe 10 is increased, have.

대체로 강관(10) 사이의 간격은 300mm 내지 500mm로 배치되는 데, 지반의 굴착 공정에서 발생되는 붕락 위험을 줄이기 위해서는 강관 사이의 간격을 필요 이상으로 줄어야 하는 방안이 모색될 수 있지만, 이는 강관의 개수가 많아져 재료비나 시공성 측면에서 불리해지는 한계를 안고 있다.Generally, the distance between the steel pipes 10 is set to 300 mm to 500 mm. In order to reduce the risk of collapse occurring in the excavation process of the ground, it is possible to find a way to reduce the gap between the steel pipes more than necessary. However, The number is increased, which is disadvantageous in terms of material cost and workability.

상기와 같은 종래 기술은 본 발명을 도출하기 위한 배경 기술을 설명한 것으로, 본 출원일 이전에 공지된 기술을 기재한 것은 아니다. 다시 말하면, 터널을 굴착하는 과정에서 강관 그라우팅 공법이 적용되는 구성은 이미 공지되어 있지만, 굴착 공정과 보강 공정에서 붕락에 관한 안전율이 변동하는 구성과 새롭게 굴착하는 굴착 공간에서 붕락의 위험이 높은 위험 영역에 관한 구성은 공지된 기술을 의미하는 것은 아니다. The above-described prior art describes the background art for deriving the present invention, and does not describe a known technology before the present application date. In other words, although the structure in which the steel pipe grouting method is applied in the course of excavating a tunnel is already known, the construction in which the safety factor regarding the collapse is varied in the excavation process and the reinforcement process and the configuration in which the risk of collapse is high in the excavation space Does not mean a known technique.

대한민국 등록특허공보 제10-1750273호Korean Registered Patent No. 10-1750273

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 터널을 정해진 깊이로 반복하여 굴착하면서 시공하는 데 있어서, 굴착 공정이 행해진 이후에 보강 공정을 행하는 동안에 주변 지반을 지지하는 보강용 관의 지지력이 저하되어 붕락 가능성이 높아지는 문제를 해소하여, 안전한 터널 시공을 가능하게 하는 것을 목적으로 한다. In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is characterized in that, in the construction while repeatedly excavating the tunnel to a predetermined depth, the supporting force of the reinforcing tube for supporting the surrounding ground during the reinforcing process after the excavation process is lowered Thereby eliminating the problem that the possibility of collapse is increased, thereby making it possible to construct a safe tunnel.

이와 동시에, 본 발명은, 터널의 굴착공간의 주변 지반을 보강함에 있어서, 토압이 작용하는 영역에 따라 보강용 관의 단면 계수에 차등을 두어 보강함으로써, 적은 개수의 보강용 관을 이격 배치하여 설치하더라도 터널 주변의 지반을 경제적이면서 효율적으로 보강하는 것을 목적으로 한다. At the same time, in reinforcing the surrounding ground in the excavation space of the tunnel, the present invention reinforces the cross section modulus of the reinforcement pipe differently depending on the region where the earth pressure acts, so that a small number of reinforcement pipes are spaced apart The objective is to economically and efficiently reinforce the ground around the tunnel.

또한, 본 발명은, 굴착공간의 주변 지반에 삽입 설치되는 보강용 관의 끝단부가 지반 내에 고정되어, 지반을 붕락시키는 토압이 과도해지더라도, 보강용 관의 삽입 끝단이 지반에 견고하게 고정된 상태를 유지하여, 보강용 관이 지반으로부터 탈락하여 지반을 지지하지 못하게 되는 현상을 억제하여 보다 높은 보강 능력을 구현하는 것을 목적으로 한다.Further, the present invention is also applicable to a structure in which the end of a reinforcing pipe inserted in a peripheral ground of a digging space is fixed in a ground so that the earth pressure over which the ground is collapsed becomes excessive, So as to suppress the phenomenon that the reinforcing pipe is detached from the ground and can not support the ground, thereby realizing a higher reinforcing ability.

부수적으로, 본 발명은, 터널의 시공 중에 주변의 지반을 경제적으로 보강하면서 시공성이 향상시키는 것을 목적으로 한다. Incidentally, the present invention aims to improve the workability while economically reinforcing the surrounding ground during the construction of the tunnel.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 터널을 시공하기 위하여 단계별 깊이로 지반을 굴착하여 터널을 시공하는 터널 시공 방법으로서, 미리 예정된 깊이만큼 지반을 굴착하여 제9굴착공간을 형성하는 제9굴착 단계와; 상기 제9굴착공간의 내표면을 지지하는 강지보를 1개 이상 설치하는 강지보 설치단계와; 그 다음에 굴착될 예정인 제1굴착공간의 둘레 지반을 통과하는 길이로 지반 내부에 굴착 방향으로 경사지게 보강용 관을 삽입 설치하되, 상기 보강용 관은 길이 방향을 따라 휨강성이 서로 다른 저강성영역과 고강성영역을 포함하여 형성된 관(pipe)으로 준비하여, 상기 보강용 관을 설치하는 보강관 설치단계와; 상기 제9굴착공간의 내벽에 숏크리트를 타설하여 상기 강지보와 상기 제1굴착공간의 내표면을 일체화하는 내벽 마감 단계와; 미리 예정된 제1깊이만큼 지반을 굴착하여 상기 제1굴착공간을 형성하는 제1굴착 단계와; 미리 예정된 제2깊이만큼 지반을 굴착하여 상기 제2굴착공간을 형성하는 제2굴착 단계와; 포함하는 터널의 보강 시공 방법을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a tunnel construction method for constructing a tunnel by excavating a ground to a depth of a step to construct a tunnel, the tunnel construction method comprising the steps of: 9 excavation step; A girder beam installing step of installing at least one girder beam supporting an inner surface of the ninth excavation space; The reinforcing pipe is inserted into the ground with a length passing through the perimeter ground of the first excavation space to be excavated so as to be inclined in the excavation direction, and the reinforcement pipe has a low stiffness region having different bending stiffness along the longitudinal direction Preparing a reinforcing pipe by preparing a pipe including a high rigidity region and installing the reinforcing pipe; An inner wall finishing step of installing a shotcrete on the inner wall of the ninth excavation space to integrate the inner surface of the first excavation space with the steel girder; A first excavation step of excavating the ground by a predetermined first depth to form the first excavation space; A second excavation step of excavating the ground by a predetermined second depth to form the second excavation space; Thereby providing a reinforcement construction method of the tunnel.

이는, 이는, 단계별 깊이로 지반을 반복하여 굴착하면서 터널을 시공하는 과정에서, 터널의 둘레 지반을 보강하는 보강용 관이 일정한 단면으로 형성되지 않고, 높은 휨 강성을 갖는 고강성 영역과 낮은 휨 강성을 갖는 저강성 영역으로 형성되어, 지반으로부터 작용하는 토압의 크기에 따라 서로 다른 휨 강성을 갖는 영역으로 지지하여, 보강용 관에 의해 지반의 붕락을 억제하는 보강 시공을 보다 경제적이고 효율적으로 행하기 위함이다. This is because, in the process of constructing the tunnel while repeatedly digging the ground with the step depth, the reinforcing pipe for reinforcing the perimeter of the tunnel is not formed to have a certain cross-section, and a high rigidity region having high flexural rigidity and a low flexural rigidity So that the reinforcement can be restrained from being collapsed by the reinforcement pipe in a more economical and efficient manner by supporting the reinforcement pipe in a region having different flexural rigidity according to the magnitude of the earth pressure acting from the ground It is for this reason.

본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '고강성 영역'이라는 용어는 막연히 어느 수치 이상의 휨 강성을 갖는 의미가 아니라, '저강성 영역'에 비하여 휨 강성이 높은 의미로 정의된다. 그리고, 본 명세서와 특허청구범위에 기재된 '둘레 지반'이라는 용어는 굴착공간의 둘레에 위치한 굴착면 주변의 지반을 지칭한다. The term " high stiffness area " as used in this specification and claims does not vaguely mean a flexural stiffness higher than a certain value, but is defined to have a higher flexural stiffness than a " low stiffness area ". The term " peripheral ground " as used in this specification and claims refers to the ground around the excavation surface located around the excavation space.

그리고, 본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '안식각(angle of repose, ang)'이라는 용어는 흙이나 암반을 쌓거나 깎아 냈을 때에 자연상태로 생기는 경사면과 수평면이 이루는 각도(ang)로 정의한다. 대체로 흙이나 모래, 자갈은 30도 정도이지만, 터널 시공을 위하여 굴착되는 지반은 '45도+마찰각/2' 인 것으로 알려져있다. The term 'angle of repose (ang)' in the present specification and claims is defined as an angle (ang) between a horizontal plane and an inclined plane occurring when a soil or a rock is piled or shaved. Generally soil, sand, and gravel are about 30 degrees, but it is known that the ground excavated for tunnel construction is '45 degrees + friction angle / 2 '.

무엇보다도, 상기 고강성 영역은, 상기 제2굴착 공간의 둘레 지반에 배치되며, 상기 지반이 안식각만큼 흘러내려 상기 제1굴착공간의 끝단면 하단에 도달하는 것으로 가정된 경사면과 상기 제1굴착공간의 가장 깊게 위치한 강지보의 사이의 위험 영역에 배치될 수 있다. 이에 따라, 보강용 관의 고강성 영역에 의해 새롭게 굴착되는 제2굴착공간의 둘레 지반 중에, 스스로 무너져 내릴 가능성이 있는 안식각의 범위 내에 보강용 관의 고강성 영역을 배치함에 따라, 보강용 관의 고강성 영역의 범위를 최소화하면서 제2굴착공간의 둘레지반을 확실하게 보강할 수 있다. In particular, the high-rigidity region is disposed on the peripheral ground of the second excavation space, and the inclined plane assumed to reach the bottom end of the end section of the first excavation space, In the danger zone between the most deeply located steel girder beams of FIG. As a result, the high rigidity region of the reinforcing pipe is disposed within the range of the angle of elevation which is likely to collapse by itself in the peripheral ground of the second excavation space newly excavated by the high rigidity region of the reinforcing pipe, It is possible to reliably reinforce the peripheral ground of the second excavation space while minimizing the range of the high rigidity area.

이 때, 보강용 관의 고강성 영역은 위험 영역의 전체에 걸쳐 형성되는 것이 바람직하지만, 지반의 견고한 정도에 따라 위험 영역의 일부에 형성될 수도 있다. 고강영 영역이 위험 영역의 일부에 형성되는 경우에는, 보강용 관의 고강성 영역은 상기 위험 영역의 중앙부에 연속 형태로 배치됨으로써, 보강용 관의 강재 사용량을 최소화하면서 토압으로의 휨 변형을 효율적으로 억제할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 지반 상태에 따라, 고강성 영역이 위험 영역의 중앙부에 대칭으로 배치되는 대신에, 위험 영역의 중앙부로부터 치우쳐 배치될 수도 있다. At this time, it is preferable that the high stiffness region of the reinforcing pipe is formed over the whole of the dangerous region, but it may be formed in a part of the dangerous region depending on the solidity of the ground. When the high-strength region is formed in a part of the dangerous region, the high-rigidity region of the reinforcing pipe is disposed in a continuous form at the central portion of the dangerous region, thereby effectively reducing the bending deformation to the earth pressure while minimizing the amount of steel used in the reinforcing pipe . However, the present invention is not limited to this, and instead of being disposed symmetrically with respect to the central portion of the dangerous zone, the high-rigidity zone may be offset from the center of the dangerous zone, depending on the ground condition.

한편, 상기 보강용 관의 삽입 끝단과 상기 고강성 영역의 사이는 상기 저강성 영역으로 형성되어, 토압이 작게 작용하는 구간에서는 보강용 관의 강재 사용량을 절감하여 경제성을 확보할 수 있다.Meanwhile, the gap between the insertion end of the reinforcing tube and the high-rigidity region is formed in the low-rigidity region, and the economical efficiency can be secured by reducing the amount of steel used in the reinforcing pipe in a region where the earth pressure acts.

이 뿐만 아니라, 상기 보강용 관의 삽입 끝단부는 상기 저강성 영역에 비하여 보다 큰 확장 단면으로 형성될 수 있다. 이를 통해, 보강용 관의 삽입 끝단이 지반에 박혀 고정된 상태로 유지되면서, 보강용 관에 토압이 중력 방향으로 작용하여 휨 변형이 커지더라도, 보강용 관의 삽입 끝단이 지반에 클램프 고정된 것과 같이 제 위치를 유지하므로, 보강용 관이 지반 붕락과 함께 제위치로부터 탈락하는 것을 억제할 수 있다. 그리고, 보강용 관의 삽입 끝단부에서 회전 변위가 억제됨에 따라, 토압에 대한 보강용 관이 양단 지지 형태 보다는 일단이 클램프 지지된 형태로 거동하면서, 동일한 토압에 대한 보강용 관의 휨 저항 능력을 향상시킬 수 있게 되어, 보다 적은 양의 강재로 이루어진 보강용 관으로 보다 높은 토압을 지지하는 효과도 얻을 수 있다.In addition, the insertion end of the reinforcing tube can be formed with a larger enlarged cross-section than the low-rigidity region. Thus, even if the insertion end of the reinforcing tube is held and fixed in the ground and the earth pressure acts on the reinforcing tube in the direction of gravity to increase the bending deformation, the insertion end of the reinforcing tube is clamped to the ground So that it is possible to prevent the reinforcing tube from falling off from the position together with the ground collapse. As the rotational displacement is suppressed at the insertion end of the reinforcing tube, the reinforcing tube against the earth pressure behaves as a clamped one end rather than the both end supporting type, and the bending resistance ability of the reinforcing tube to the same earth pressure It is possible to obtain an effect of supporting a higher earth pressure by a reinforcing pipe made of a smaller amount of steel material.

이 때, 보강용 관의 삽입 끝단부에 형성된 확장 단면은 위험 영역의 바깥에 배치되는 것이 바람직하지만, 본 발명은 확장 단면이 위험 영역의 바깥에만 형성되는 구성에 국한되지 아니하며, 확장단면의 일부가 위험 영역 내에 배치될 수 있다. 그리고, 확장단면은 보강용 관의 삽입 끝단부에 배치되면 충분하고, 삽입 끝단까지 형성되어야 하는 구성으로 국한되지 않는다. 따라서, 상기 보강용 관의 삽입 끝단부에는 상기 저강성 영역에 비하여 보다 큰 확장 단면이 상기 위험 영역의 바깥에 일부 이상 형성되면 충분하다. At this time, it is preferable that the enlarged end face formed at the insertion end of the reinforcing tube is disposed outside the dangerous area. However, the present invention is not limited to the structure in which the enlarged end face is formed only outside the dangerous area, Can be placed within the hazardous area. The enlarged cross section is sufficient to be disposed at the insertion end of the reinforcing tube, and is not limited to the configuration in which the insertion end is formed. Therefore, it is sufficient that a larger enlarged cross-section is formed on the insertion end portion of the reinforcing tube than the low-rigidity region to some extent outside the dangerous region.

여기서, 보강용 관의 삽입 끝단부에 형성된 선단 고정부는 토압의 작용 방향의 상측이 하측에 비하여 보다 더 긴 길이로 형성된 것이 바람직하다. 이에 의하여, 삽입 끝단부가 지반에 클램프 고정되어 상방으로 휘는 변위가 발생되더라도, 토압의 작용 방향을 기준으로 상측이 하측에 비하여 더 긴 길이로 형성됨에 따라, 재료 사용량에 비하여 상방으로 휘는 변위를 최소화하는 이점을 얻을 수 있다. Here, it is preferable that the distal end fixing portion formed at the insertion end portion of the reinforcing tube is formed to have a length longer than that of the lower portion in the action direction of the earth pressure. Thus, even if the insertion end portion is clamped to the ground and the upwardly bending displacement occurs, the upper side is formed to be longer than the lower side with respect to the acting direction of the earth pressure, so that the upward bending displacement is minimized This can be achieved.

한편, 상기 보강관 설치단계는, 상기 지반의 내부에 천공홀을 형성하는 천공홀 형성단계와; 상기 천공홀 내에 상기 보강용 관을 삽입하는 보강관 삽입단계와; 상기 천공홀과 상기 보강관의 사이 공간을 그라우팅하는 그라우팅 단계를; 포함하여 구성될 수 있다. 경우에 따라, 상기 보강용 관은 제9굴착구간의 가장 깊은 위치에 설치된 강지보에 지지되게 설치될 수 있다. 이에 의하여, 굴착공간의 둘레 지반 내에 경사지게 설치된 보강용 관이 토압에 의하여 축선 방향으로의 변위가 생기더라도, 보강용 관의 타단이 강지보에 의하여 축선 방향으로의 변위가 억제되면서 보다 높은 토압에 견딜 수 있게 된다. In the meantime, the reinforcing pipe installing step may include: a perforation hole forming step of forming a perforation hole in the ground; A reinforcing tube inserting step of inserting the reinforcing tube into the perforation hole; A grouting step for grouting a space between the perforation hole and the reinforcing tube; And the like. In some cases, the reinforcing pipe may be installed so as to be supported by a strong steel beam installed at the deepest position of the ninth excavation section. As a result, even if axial displacement of the reinforcing pipe installed in the circumferential ground of the excavation space occurs due to earth pressure, the other end of the reinforcing pipe is prevented from being displaced in the axial direction by the steel girder, .

한편, 상기 보강용 관의 상기 고강성 영역은, 저강성 영역에 대하여 다양한 방법으로 강성을 높이도록 구성될 수 있다. 이 가운데, 상기 보강용 관의 상기 고강성 영역은, 상기 저강성 영역을 이루는 내측 보강관의 둘레를 감싸는 외측 보강관에 의해 이중관으로 형성하여 저강성 영역에 비하여 보다 높은 강성을 갖도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 내측 보강관의 둘레를 외측 보강관으로 감싸는 형태의 이중관으로 고강성 영역을 형성하면, 둘레 방향에 대하여 모두 균일한 강성을 갖게 될 뿐만 아니라, 외측 보강관의 단면에 따라 고강성 영역의 휨 강성값을 보다 쉽게 조절하는 이점을 얻을 수 있다.On the other hand, the high-rigidity region of the reinforcing tube can be configured to enhance the rigidity in various ways with respect to the low-rigidity region. The high stiffness region of the reinforcing pipe may be formed as a double pipe by an outer reinforcing pipe surrounding the periphery of the inner reinforcing pipe forming the low stiffness region so as to have higher rigidity than the low stiffness region . If the high-rigidity region is formed by the double pipe that surrounds the periphery of the inner reinforcement pipe by the outer reinforcement pipe, not only the uniform rigidity is provided for the circumferential direction but also the high rigidity region It is possible to obtain an advantage that the bending stiffness value can be more easily adjusted.

여기서, 내측 보강관과 상기 외측 보강관은 서로 밀착 형성될 수 있다. Here, the inner reinforcement pipe and the outer reinforcement pipe may be formed in close contact with each other.

바람직하게는, 내측 보강관에 대하여 외측 보강관이 서로 이격되게 형성되어, 정해진 재료 사용량에 비하여 외측 보강관에 의한 단면 계수의 증가분을 보다 높일 수 있는 이점을 얻을 수 있다. Preferably, the outer reinforcing tubes are spaced apart from each other with respect to the inner reinforcing tube so that an increase in the section modulus due to the outer reinforcing tube can be further increased compared to the predetermined material use amount.

이 때, 내측 보강관과 외측 보강관의 사이는 하중을 지지하는 연결재로 연결하여 지지할 수 있으며, 바람직하게는 콘크리트, 무수축 몰탈 등과 같은 채움재로 채워질 수 있다. 이와 같이 내측 보강관과 외측 보강관의 사이를 채움재로 채우는 것에 의하여, 외측 보강관과 내측 보강관이 토압에 대하여 일체(一體)로 지지하여 보다 높은 휨 저항 능력을 구현할 수 있다.In this case, the inner reinforcing pipe and the outer reinforcing pipe may be connected to each other by a connecting member for supporting the load, and may be filled with a filler such as concrete, non-shrinkage mortar or the like. By filling the gap between the inner reinforcing pipe and the outer reinforcing pipe with the filling material, the outer reinforcing pipe and the inner reinforcing pipe are integrally supported with respect to the earth pressure, so that a higher bending resistance capability can be realized.

그리고, 상기 외측 보강관이 내측 보강관에 대하여 이격되게 배치되는 경우에는, 외측 보강관의 끝단부는 점진적으로 단면이 작아져 내측 보강관의 외면에 연결되는 테이퍼진 영역으로 형성되는 것이 바람직하다. 이를 통해, 저강성 영역과 고강성 영역의 사잇 영역이 테이퍼진 영역으로 완충되면서, 보강용 관에 국부적으로 응력이 집중되는 것을 피할 수 있다.When the outer reinforcement pipe is disposed so as to be spaced apart from the inner reinforcement pipe, it is preferable that the end portion of the outer reinforcement pipe is formed in a tapered region that is gradually reduced in section and connected to the outer surface of the inner reinforcement pipe. As a result, the sidewalls of the low-stiffness region and the high-stiffness region are buffered in the tapered region, so that local stress concentration on the reinforcing tube can be avoided.

무엇보다도, 상기 내측 보강관과 상기 외측 보강관은 서로 이격 형성되고, 상기 외측 보강관의 끝단부는 점진적으로 단면이 작아지는 테이퍼진 형태로 형성되되, 상기 외측 보강관은 토압의 작용 방향의 하측이 상측에 비하여 보다 더 긴 길이로 형성되고, 상기 내측 보강관과 상기 외측 보강관의 사이에 충진재로 채워지게 구성될 수 있다. 이에 의해, 외측 보강관의 하측이 상측에 비하여 더 길게 형성되어 하방으로의 토압을 보다 효과적으로 상쇄시키면서 재료 사용량을 줄일 수 있다.The inner reinforcement pipe and the outer reinforcement pipe are spaced apart from each other, and the end portion of the outer reinforcement pipe is formed in a tapered shape gradually reducing in section, and the outer reinforcement pipe has a lower side The inner reinforcement pipe and the outer reinforcement pipe may be filled with the filler material. As a result, the lower side of the outer reinforcement pipe is formed longer than the upper side, so that the amount of material used can be reduced while more effectively canceling downward earth pressure.

한편, 발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은, 제9깊이만큼 굴착하여 형성된 제9굴착공간과, 상기 제9굴착공간이 굴착된 이후에 제1깊이만큼 굴착하여 형성된 제1굴착공간과, 상기 제1굴착공간이 굴착된 이후에 제2깊이만큼 굴착하여 형성된 제2굴착공간을 포함하는 굴착공간을 단계별로 굴착하여 시공되는 터널의 시공 구조로서, 상기 제9굴착공간으로부터 제1굴착공간의 둘레 지반을 통과하도록 굴착 방향에 대하여 경사지게 삽입 설치되되, 길이 방향을 따라 휨 강성이 서로 다른 저강성 영역과 고강성 영역을 포함하여 형성된 보강용 관과; 상기 굴착공간의 내표면을 지지하는 강지보를 설치하되, 상기 제9굴착공간에 깊이 방향으로 2개 이상 설치된 강지보와; 상기 굴착공간의 내벽에 타설하여 상기 강지보와 상기 굴착공간의 내표면을 일체화하는 숏크리트 마감된 내벽층을; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 터널의 시공 구조를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a hydraulic excavator comprising: a ninth excavation space formed by excavating a ninth depth; a first excavation space formed by excavating the ninth excavation space by a first depth; And a second excavation space formed by excavating the first excavation space by a second depth after excavation of the first excavation space, wherein the construction of the tunnel is constructed such that the circumference of the first excavation space A reinforcement pipe inserted in an inclined manner with respect to the excavation direction so as to pass through the ground, the reinforcing pipe including a low rigidity region and a high rigidity region having different flexural rigidities along the longitudinal direction; A rigid beam supporting the inner surface of the excavation space, wherein at least two rigid beams are installed in the ninth excavation space in the depth direction; A shotcrete finishing inner wall layer laid on an inner wall of the excavation space to integrate the girder beam with the inner surface of the excavation space; The tunnel construction structure according to claim 1,

무엇보다도, 상기 고강성 영역은, 상기 제2굴착 공간의 둘레 지반에 배치되며, 상기 지반이 안식각만큼 흘러내려 상기 제1굴착공간의 끝단면 하단에 도달하는 것으로 가정된 경사면과 상기 제1굴착공간의 가장 깊게 위치한 강지보의 사이의 위험 영역에 배치되어, 1개의 보강용 관에 의해 지지된 상태에도 붕락에 대한 높은 억제 능력을 발휘하여, 굴착 공정 이후에 행해지는 보강 공정을 보다 높은 안전율이 보장된 상태에서 안전하게 행해질 수 있는 효과를 얻을 수 있다. In particular, the high-rigidity region is disposed on the peripheral ground of the second excavation space, and the inclined plane assumed to reach the bottom end of the end section of the first excavation space, The reinforcing process performed after the excavation process is provided with a higher safety factor because of its high restraining ability against collapse even when it is supported by one reinforcing pipe It is possible to obtain an effect that can be safely performed.

그리고, 상기 보강용 관의 삽입 끝단부는 상기 저강성 영역에 비하여 보다 큰 확장 단면으로 형성되어, 보강용 관의 삽입 끝단에서의 회전 변위를 억제함으로써, 정해진 단면의 보강용 관으로 보다 큰 토압을 견디게 하는 효과를 얻을 수 있다.The insertion end of the reinforcing tube is formed to have a larger enlarged cross-section than the low-rigidity region, and the rotational displacement at the insertion end of the reinforcing tube is suppressed, so that the reinforcing tube of a predetermined cross section can withstand a larger earth pressure The effect can be obtained.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은, 단계별 깊이로 지반을 반복하여 굴착하면서 터널을 시공하는 과정에서, 터널의 둘레 지반을 보강하는 보강용 관에 고강성 영역과 저강성 영역을 형성하고, 높은 토압이 작용하는 영역에 고강성 영역을 배치하는 것에 의하여 적은 재료로 토압을 원활히 지지하는 터널의 보강 시공 방법 및 그 시공 구조를 제공한다.As described above, according to the present invention, in a process of constructing a tunnel while repeating excavation of the ground with a step depth, a high stiffness region and a low stiffness region are formed in the reinforcing pipe for reinforcing the perimeter ground of the tunnel, A reinforcement construction method of the tunnel and a construction structure thereof, in which the earth pressure is smoothly supported by a small material by disposing a high stiffness region in the region where the tunnel works.

특히, 본 발명은, 이미 굴착된 굴착 공간에서 보강용 관을 둘레 지반에 경사지게 삽입 설치하고 그라우팅재를 주입하는 보강 공정 중에, 그 다음에 굴착될 굴착 공간의 상측에 위치한 지반이 시공이 완료된 상태에서 정해진 개수(예를 들어 2개)에 비하여 적은 개수(예를 들어, 1개)의 보강용 관에 의해 지지되더라도, 그 다음에 굴착될 굴착 공간의 주변 지반에서 작용하는 토압을 보강용 관의 고강성 영역으로 지지하여 지반의 붕락 가능성을 크게 줄임으로써, 터널의 시공 공정 중에 보강 공정이 행해지는 동안의 안전성을 확보하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. Particularly, in the present invention, in the reinforcing process of inserting the reinforcement pipe at an inclined position on the perimeter ground in the already excavated excavation space and injecting the grouting material, the ground located on the upper side of the excavation space to be excavated next, Even if it is supported by a small number (for example, one) of reinforcement pipes in comparison with a predetermined number (for example, two), the earth pressure acting on the surrounding ground of the excavation space to be excavated next It is possible to obtain an advantageous effect of securing safety during the reinforcement process during the tunnel construction process by greatly reducing the probability of collapse of the ground by being supported by the rigid region.

무엇보다도, 본 발명은, 이미 굴착된 제1굴착공간의 가장 깊게 위치한 강지보로부터, 제2굴착공간의 주변 지반이 유실되어 안식각을 이루는 가상의 경사면까지 이르는 사이 영역을 위험 영역으로 간주하고, 위험 영역에 보강용 관의 고강성 영역이 배치되게 함으로써, 지반 붕락에 영향을 미치는 토압의 작용 영역을 보강용 관의 고강성 영역으로 보강함으로써, 강재 사용량을 최소화하면서도 붕락의 위험을 크게 줄이는 효과를 얻을 수 있다.First of all, according to the present invention, an area between a deepest placed strong ground beam of a first excavation space already excavated and a virtual inclined surface constituting a rebound angle is regarded as a dangerous area, It is possible to reduce the risk of collapse while minimizing the amount of steel material by reinforcing the region of action of the earth pressure affecting the ground collapse to the region of high rigidity of the reinforcing pipe .

그리고, 본 발명은, 보강용 관의 고강성 영역을 위험 영역의 전체 구간에 걸쳐 배치할 수도 있지만, 지반의 상태에 따라 보강용 관의 고강성 영역이 상기 위험 영역의 일부에 배치되게 함으로써 붕락의 위험을 낮추는 효과도 얻을 수 있다. According to the present invention, a high stiffness region of the reinforcing pipe can be arranged over the entire section of the dangerous region. However, the high stiffness region of the reinforcing pipe may be disposed in a part of the dangerous region, The effect of lowering the risk can also be obtained.

즉, 본 발명은, 터널의 주변 지반을 보강하는 데 사용되는 보강용 관을 고강성 영역과 저강성 영역으로 구획하고, 고강성 영역은 이중관으로 배치하되, 외측 보강관의 양끝단부를 테이퍼지게 형성함으로써, 보강용 관에 국부적인 응력이 집중되는 것을 방지하여 보다 높은 보강 능력을 구현하는 효과를 얻을 수 있다.That is, according to the present invention, the reinforcing pipe used for reinforcing the surrounding ground of the tunnel is divided into a high rigidity region and a low rigidity region, and a high rigidity region is disposed as a double pipe, and both ends of the outer reinforcing pipe are tapered Thus, concentration of local stress on the reinforcing tube is prevented, thereby achieving an effect of realizing a higher reinforcing ability.

그리고, 본 발명은, 보강용 관의 고강성 영역을 이중관으로 배치하되, 내측 보강관과 외측 보강관의 사이에 무수축 몰탈 등의 충진재로 채우는 것에 의하여, 고강성 영역에서 외측 보강관과 내측 보강관이 일체 거동하면서 토압을 지지하여 보다 높은 저항 능력을 얻을 수 있다. According to the present invention, a high rigidity region of the reinforcing pipe is disposed as a double pipe, and the reinforcing pipe is filled with filler such as non-shrinkage mortar between the inside reinforcing pipe and the outside reinforcing pipe, As the pipe moves in unison, it can support the earth pressure and obtain higher resistance ability.

이와 같이, 본 발명은 터널을 정해진 깊이로 반복하여 굴착하면서 시공하는 데 있어서, 시공되는 보강용 관의 개수를 늘리지 않더라도, 터널의 굴착 공정 이후에 행해지는 보강 공정 중에 발생될 수 있는 붕락의 위험을 종래에 비하여 획기적으로 감소시켜 경제적으로 안전 시공을 가능하게 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Thus, the present invention can reduce the risk of collapse that may occur during the reinforcing process performed after the tunnel excavation process, even if the number of the reinforcing pipes to be installed is not increased in the construction while repeatedly drilling the tunnel to a predetermined depth It is possible to achieve an advantageous effect that economical safety construction can be realized.

도1a는 종래의 강관 보강 방식의 터널 보강 구조를 도시한 횡단면도,
도1b는 도1a의 절단선 A-A에 따른 단면도,
도2a 내지 도2c는 도1b의 일부 확대도로서 단계적 굴착 공정 및 보강 공정을 설명하기 위한 도면,
도3은 도2a 내지 도2c의 단계적 굴착 공정 및 보강 공정이 행해지는 동안의 안전율을 도시한 그래프,
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터널의 보강 시공 방법을 순차적으로 도시한 순서도,
도5a 내지 도5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 보강 순서에 따른 구성을 도시한 도면,
도6는 도5b의 'B'부분의 확대도,
도7a는 도6의 보강용 관에 작용하는 토압 분포도를 도시한 도면,
도7b는 도5a 내지 도5c의 단계적 굴착 공정 및 보강 공정이 행해지는 동안의 안전율을 도시한 그래프,
도8a는 도6의 'B'부분에 대응하는 다른 실시예의 확대도,
도8b는 도8a의 보강용 관에 작용하는 토압 분포도를 도시한 도면,
도9는 도5b의 보강용 관의 확대 종단면도,
도10a 내지 도10c는 본 발명에 적용될 수 있는 일례로서 보강용 관의 구성을 도시한 종단면도이다.
FIG. 1A is a cross-sectional view showing a tunnel reinforcing structure of a conventional steel pipe reinforcing system,
FIG. 1B is a sectional view taken along the line AA in FIG. 1A,
Figs. 2A to 2C are partially enlarged views of Fig. 1B, and are views for explaining a stepwise excavation process and a reinforcement process,
FIG. 3 is a graph showing the safety factor during the stepwise excavation process and the reinforcing process of FIGS. 2A to 2C,
FIG. 4 is a flowchart showing a tunnel reinforcement construction method according to an embodiment of the present invention,
FIGS. 5A through 5C are views showing a configuration according to a tunnel reinforcement procedure according to an embodiment of the present invention; FIGS.
FIG. 6 is an enlarged view of a portion 'B' in FIG. 5B,
FIG. 7A is a view showing a distribution of earth pressure acting on the reinforcing tube of FIG. 6,
FIG. 7B is a graph showing the safety factor during the stepwise excavation process and the reinforcing process of FIGS. 5A to 5C,
8A is an enlarged view of another embodiment corresponding to the portion 'B' in FIG. 6,
FIG. 8B is a view showing a distribution of earth pressure acting on the reinforcing pipe of FIG. 8A,
Fig. 9 is an enlarged longitudinal sectional view of the reinforcing tube of Fig. 5B,
10A to 10C are longitudinal sectional views showing the structure of a reinforcing tube as an example applicable to the present invention.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid obscuring the subject matter of the present invention.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 터널의 보강 시공 구조(100)는, 지반(55)을 정해진 깊이(...,L9, L1, L2,...) 만큼씩 굴착하여 굴착공간(V)에 대하여, 토압(Fg)이 작용하는 지반의 안정화를 위하여 굴착면으로부터 굴착 방향으로 경사지게 삽입 설치된 보강용 관(110X, 110Y, 110Z, 110V8, 110V9, 110V1; 110)과, 굴착공간(V)의 내표면을 지지하는 강지보(120)와, 굴착공간(V)의 내표면에 숏크리트가 분사되어 강지보(20)와 굴착면을 일체화하는 내벽층(130)으로 구성된다. As shown in the drawing, the reinforcement structure 100 of a tunnel according to an embodiment of the present invention excavates the ground 55 by a predetermined depth (..., L9, L1, L2, ...) (110X, 110Y, 110Z, 110V8, 110V9, 110V1; 110) installed to be inclined from the excavation surface in the excavation direction to stabilize the ground on which the earth pressure Fg acts with respect to the excavation space (V) A steel girder 120 supporting an inner surface of the excavation space V and an inner wall layer 130 injecting shotcrete into the inner surface of the excavation space V to integrate the steel girder 20 and the excavation surface .

상기 굴착공간(V)은 미리 정해진 깊이(...,L9, L1, L2,...)만큼씩 단계적으로 굴착하여 형성되지만, 매번 굴착되는 깊이는 지반 상태나 작업 상태에 따라 가변되어 정해질 수도 있다. The excavation space V is formed by drilling stepwise by a predetermined depth (..., L9, L1, L2, ...), but the depth to be excavated each time is variable depending on the ground state or the work state It is possible.

상기 강지보(20)는 도6에 도시된 바와 같이 굴착면을 지지하기 위하여 굴착공간의 횡단면에 접촉하는 형태로 굴착 방향을 따라 다수 설치된다. 강지보(20)는 대체로 H형 단면의 강재빔이 적용되지만, 다양한 형태의 단면과 재료로 형성될 수 있다.The girder beam 20 is installed along the excavation direction in such a manner as to contact the cross section of the excavation space to support the excavation surface as shown in FIG. The steel beam 20 is generally formed of a steel beam of an H-shaped section, but may be formed of various types of sections and materials.

상기 내벽층(130)은 굴착 공정에 의해 형성된 굴착면과 강지보(120)를 일체화하기 위해 시공되며, 숏크리트를 분사하는 것에 의해 형성될 수 있다. 다만, 본 발명은 숏크리트 분사에 의한 방식으로 내벽층(130)이 형성되는 구성에 국한되지 않으며, 굴착면과 강지보(120)를 일체화하는 다양한 마감 방식으로 내벽층이 형성되는 구성을 포함한다. The inner wall layer 130 may be formed by integrating the excavation surface formed by the excavation process and the girder 120, and may be formed by injecting shotcrete. However, the present invention is not limited to the structure in which the inner wall layer 130 is formed by shotcrete spraying, and includes an inner wall layer formed by various finishing methods for integrating the excavation surface and the girder 120.

상기 보강용 관(110)은 이미 굴착된 굴착공간의 굴착면으로부터 삽입하여, 그 다음에 굴착 예정인 굴착 길이(L2)의 둘레 지반(55)을 통과하는 길이로 지반 내부에 경사지게 삽입 설치되어, 지반(55)을 보강하여 지반(55)을 안정화시킨다. The reinforcement pipe 110 is inserted from the excavation surface of the already excavated excavation space and then sloped and inserted into the ground with a length passing through the circumferential ground 55 of the excavation length L2 to be excavated next, (55) is reinforced to stabilize the ground (55).

본 발명에 따른 보강용 관(110)은 사각 단면, 육각 단면, 원형 단면 등 다양한 단면 형상으로 형성될 수 있지만, 다양한 하중 방향에 대하여 균일한 휨 강성을 나타내면서 재료 사용량에 비하여 높은 휨 강성을 갖는 원형 단면의 관(pipe)으로 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 보강용 관(110)의 재질은 휨 강성이 높으면서 내충격성과 연성이 높은 강재 등 다양한 금속재로 형성될 수 있다. The reinforcement pipe 110 according to the present invention may be formed into various cross-sectional shapes such as a rectangular cross section, a hexagonal cross section, and a circular cross section, but it is preferable that the reinforcement pipe 110 has a circular shape having a higher flexural rigidity It is preferable that it is formed as a pipe of a cross section. The material of the reinforcing pipe 110 may be formed of various metallic materials such as steel having high impact resistance and high ductility while having high flexural rigidity.

보강용 관(110)은 각각의 굴착공간(V9, V1,...)마다 1열 내지 3열 등 다양하게 정해져 설치될 수 있다. 이하에서는 편의상 도6 및 도7에 예시된 바와 같이 하나의 굴착공간마다 1열 씩의 보강용 관(110)이 삽입 설치된 구성을 예로 들어 설명하기로 한다. The reinforcing pipe 110 may be installed in a variety of ways such as one to three columns for each excavation space V9, V1, .... Hereinafter, for convenience, a structure in which one row of reinforcing tubes 110 are inserted into one excavation space as illustrated in FIGS. 6 and 7 will be described as an example.

보강용 관(110V1,..; 110)은 굴착공간(V)이 형성되면, 이로부터 굴착 방향을 향하여 경사지게 지반(55)에 삽입 설치되는 데, 이를 위하여 지반(55)에 먼저 천공홀(110x)을 형성하고, 천공홀(110x) 내에 보강용 관(110)을 삽입한 후, 천공홀(110x) 내부의 공간에 무수축 몰탈 등의 그라우팅재(112)를 충진하여 지반(55)과 보강용 관(110)을 일체화하면서, 보강용 관(110)과 그라우팅재(112)에 의해 그 상측의 지반과 그 하측의 지반을 보강한다.When the excavation space V is formed, the reinforcing pipes 110V1, 110 are inserted into the ground 55 in an inclined manner from the excavation space V toward the excavation direction, And a reinforcing pipe 110 is inserted into the perforation hole 110x and a grouting material 112 such as no shrinkage mortar is filled in the space inside the perforation hole 110x to reinforce the ground 55 The reinforcing pipe 110 and the grouting material 112 reinforce the ground on the upper side and the ground on the lower side thereof while integrating the pipe 110 together.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 보강용 관(110)의 타단은 강지보(120)에 지지되게 배치될 수도 있으며, 이에 의해, 보강용 관(110)의 타단에서 축선 방향의 변위를 강지보(120)에 의해 구속되어, 보강용 관(110)에 의해 토압(Fg)을 지지하는 능력을 보다 높일 수 있다. 다만, 본 발명은 보강용 관(110)의 타단이 강지보(120)에 지지되지 않게 배치되는 것에 국한되지 않으며, 둘레 지반(55)에 매립된 상태로만 배치될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the other end of the reinforcement pipe 110 may be disposed to be supported by the steel girder 120. Thus, the axial displacement of the reinforcement pipe 110 can be transmitted to the reinforcement pipe 110, (120) to further enhance the ability to support the earth pressure (Fg) by the reinforcing tube (110). However, the present invention is not limited to the case where the other end of the reinforcement pipe 110 is not supported by the steel girder 120, but may be disposed only in the state of being embedded in the circumferential ground 55.

한편, 종래의 보강용 관(10)은 전체적으로 실질적으로 균일한 단면으로 형성되었지만, 본 발명에 따른 보강용 관(110)은 상대적으로 낮은 휨 강성을 갖는 저강성 영역(110a)과, 저강성 영역(110a)에 비하여 높은 강성을 가지면서 연속 형태로 형성된 고강성 영역(110b)과, 지반으로 삽입되는 삽입 끝단부는 보다 큰 확장 단면으로 형성된 선단 고정부(110e)로 형성된다. 도면에는 선단 고정부(110e)가 보강용 관(10)의 끝단까지 형성된 구성이 예로 들었지만, 선단 고정부(110e)는 후술하는 위험 영역(Ac)에 일부 배치되어 있기만 하면 충분하다.However, the reinforcing pipe 110 according to the present invention has a low rigidity region 110a having a relatively low flexural rigidity and a low rigidity region 110b having a relatively low flexural rigidity. However, the conventional reinforcing pipe 10 has a substantially uniform cross- A high rigidity region 110b formed in a continuous shape with a high rigidity as compared with the rigid portion 110a and a leading end fixing portion 110e formed into a larger enlarged end face to be inserted into the ground. Although the leading end fixing portion 110e has been described up to the end of the reinforcing tube 10 in the drawing, it is sufficient that the leading end fixing portion 110e is partially disposed in a dangerous area Ac described later.

보강용 관(110)의 저강성 영역(110a)은 토압에 의한 하중이 크게 작용하지 않는 영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, 고강성 영역(110b)와 삽입 끝단부(110e)의 사이 영역이나, 후술하는 위험 영역(Ac)의 중앙부 일부에만 고강성 영역(110b)이 배치되는 경우에 보강용 관(110)의 타단(굴착면에 근접한 끝단)과 고강성 영역(110b)의 사이 영역에 배치될 수 있다. 즉, 저강성 영역(110a)이 배치되는 영역은 고강성 영역과, 확장 단면의 선단 고정부(110e)가 형성되지 않는 영역에 지반 여건에 따라 배치될 수 있다.The low rigidity region 110a of the reinforcing tube 110 can be disposed in a region where the load due to the earth pressure does not largely act. For example, when the high stiffness region 110b is disposed only in a region between the high stiffness region 110b and the insertion end portion 110e or only a part of the center of a dangerous region Ac described later, (The end near the excavation surface) and the high-rigidity area 110b. That is, the region where the low-stiffness region 110a is disposed can be arranged in a region having a high rigidity and a region where the leading end fixing portion 110e of the expanded end face is not formed according to the ground conditions.

보강용 관(110)의 고강성 영역(110b)은 아직 굴착하지 아니한 굴착공간의 둘레 지반에 연속 형태로 배치된다. 여기서, 고강성 영역(110b)은 저강성 영역(110a)에 비하여 휨 강성이 1.5배 내지 15배가 되는 범위로 그 단면이 정해진다. 이에 따라, 굴착 공간을 보강하는 공정 중에 높은 토압을 보강용 관(110)의 고강성 영역(110b)에 의해 지지하므로, 전체가 균일한 단면으로 형성되어 토압을 부담하는 크기가 작은 영역에서도 과도하게 조밀하게 보강용 관(110)이 배치되었던 종래의 시공성과 경제성을 개선할 수 있게 된다. The high stiffness region 110b of the reinforcing pipe 110 is disposed in a continuous form on the perimeter ground of the excavation space that has not yet been excavated. Here, the high-rigidity region 110b has a cross-section in a range of 1.5 to 15 times flexural rigidity as compared with the low-rigidity region 110a. Accordingly, the high earth pressure is supported by the high-rigidity region 110b of the reinforcing pipe 110 during the process of reinforcing the excavation space, so that even in a region where the entirety is formed to have a uniform cross- It is possible to improve the workability and economical efficiency of the prior art in which the reinforcing tube 110 is arranged densely.

한편, 제1굴착공간(V1)을 굴착하기 이전에, 제1굴착공간(V1)의 둘레 지반(55)은 각각 제9보강용 관(110V9)과 제1보강용 관(110V1)에 의하여 2겹으로 지지되어 있으므로, 제1굴착공간(V1)의 둘레 지반에 대해서는 보강용 관(110V1, 110V9)에 의하여 충분히 높은 안전율(도7b의 SF1)로 보강이 된 상태이다. 따라서, 제1굴착공간(V1)의 굴착 공정은 지반 붕락을 방지할 정도로 충분히 보강된 상태에서 행해진다. Before the first excavation space V1 is excavated, the perimeter ground 55 of the first excavation space V1 is divided by the ninth reinforcing pipe 110V9 and the first reinforcing pipe 110V1 into 2 The girth of the first excavation space V1 is reinforced by the reinforcing pipes 110V1 and 110V9 at a sufficiently high safety factor (SF1 in Fig. 7B). Therefore, the excavation process of the first excavation space V1 is performed in a state sufficiently reinforced to prevent the ground collapse.

한편, 제1굴착공간(V1)에 대한 굴착 공정이 행해지고, 제1굴착공간(V1)에 대하여 깊이 방향을 따라 다수의 강지보(120)가 배치되어 굴착면을 지지하면, 강지보(120)에 의해 지지되는 구간은 붕락의 위험이 없는 안전한 상태가 된다. 그러나, 최외측(굴착 방향으로 가장 깊숙이 배치된) 강지보(120)와, 제1굴착공간(V1)의 하단으로부터 안식각(ang)을 이루는 가상 포락선(88)의 사이 공간의 위험 영역(Ac)의 지반(55)은 쉽게 붕락될 수 있는 하중 조건이 된다. 다시 말하면, 위험 영역(Ac)의 둘레 지반(55)은, 도2a 내지 도2c의 종래 구조와 마찬가지로, 제1보강용 관(110V1)에 의해서만 지지되어 있게 된다. 여기서, 터널이 시공되는 지반에서의 안식각(ang)은 지반(55)을 이루고 있는 토사, 암반 등에 따라 달라지며 대체로 45도 + φ/2 (여기서, φ는 지반의 마찰각)으로 정해진다. When the excavation process is performed for the first excavation space V1 and a plurality of the strong girder beams 120 are disposed along the depth direction with respect to the first excavation space V1 to support the excavation surface, The section that is supported by the tether is in a safe state without the risk of collapse. However, the danger zone Ac of the space between the outermost (the deepest in the excavation direction) and the virtual envelope 88 forming the angle of angles from the lower end of the first excavation space V1, Of the ground 55 becomes a load condition that can be easily collapsed. In other words, the perimeter ground 55 of the dangerous area Ac is supported only by the first reinforcement pipe 110V1, similarly to the conventional structure of Figs. 2A to 2C. In this case, the angles at the ground where the tunnel is constructed vary depending on the soil and rock constituting the ground 55, and are generally set to 45 degrees + φ / 2 (where φ is the friction angle of the ground).

이 때, 본 발명에 따르면, 제1보강용 관(110)의 고강성 영역(110b)이 위험 영역(Ac)의 지반을 보다 높은 휨 강성을 갖고 지지하므로, 강지보(120)를 설치한 이후에, 제2천공홀(110V2x)을 천공하고, 제2천공홀(110V2x)에 제2보강용 관(110V2)을 삽입 설치하고, 제2천공홀(110V2x)에 그라우팅재(112)를 주입하여 충진하고, 제1굴착공간(V1)의 굴착면에 숏크리트를 타설하여 내벽층(130)을 형성하는 약 2일 ~ 2.5일이 소요되는 보강 공정(도5b)이 종래에 비하여 훨씬 안전한 환경 하에서 행해질 수 있는 효과를 얻을 수 있다. According to the present invention, since the high stiffness region 110b of the first reinforcing pipe 110 supports the ground of the dangerous region Ac with higher flexural rigidity, after the strong stake 120 is installed A second reinforcing pipe 110V2 is inserted into the second perforation hole 110V2x and a grouting material 112 is injected into the second perforation hole 110V2x (FIG. 5B), which takes about 2 to 2.5 days to fill the inner wall layer 130 with the shotcrete poured into the excavation surface of the first excavation space V1, is performed in a much safer environment The effect can be obtained.

다시 말하면, 본 발명은 이미 설치된 최외측 강지보와 경사진 가상 포락선(88)의 사이 구간을 위험 영역(Ac)으로 정하고, 위험 영역(Ac)에 작용하는 토압을 보강용 관(110)의 고강성 영역(110b)에 의해 지지하는 것에 의하여, 굴착 과정 중에 작용하는 토압(Fg)을 효율적으로 지지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 이 때, 고강성 영역(110b)은 위험 영역(Ac)의 전체에 걸쳐 형성될 수도 있지만, 굴착공간의 둘레 지반(55)의 붕괴 가능성에 따라 위험 영역(Ac)의 일부 구간에만 형성될 수 있다. 그리고, 고강성 영역(110b)이 위험 영역(Ac)의 일부 구간에 형성되는 경우에는, 고강성 영역(110b)이 위험 영역(Ac)의 중앙부에 불연속 형태로 다수 이격 배치된 형태로 설치될 수도 있지만, 작은 길이로 고강성 영역(110b)을 형성하면서 보다 높은 토압(Fg)에 높은 휨 저항력을 얻기 위하여, 고강성 영역(110b)은 위험 영역(Ac)의 중앙부에 연속 형태로 배치되는 것이 바람직하다. In other words, according to the present invention, the interval between the outermost strong bead and the inclined virtual envelope 88 is defined as the dangerous area Ac, and the earth pressure acting on the hazardous area Ac is set to the height of the reinforcing pipe 110 By the support by the rigid region 110b, it is possible to obtain an effect of efficiently supporting the earth pressure Fg that acts during the excavation process. At this time, the high-stiffness region 110b may be formed over the whole of the hazardous area Ac, but may be formed only in a part of the hazardous area Ac depending on the possibility of collapse of the girth 55 of the excavation space . When the high stiffness area 110b is formed in a part of the dangerous area Ac, the high stiffness areas 110b may be provided in a discontinuous manner at a central part of the hazardous area Ac However, in order to obtain a high bending resistance at a higher earth pressure Fg while forming the high-rigidity area 110b with a small length, it is preferable that the high-rigidity area 110b is disposed in a continuous form at the center part of the dangerous area Ac Do.

또한, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 지반의 상태에 따라 고강성 영역(110b)은 위험 영역(Ac)의 중앙부로부터 치우쳐 배치될 수 있으며, 도면에 도시되지 않았지만, 경우에 따라 고강성 영역(110b)은 위험 영역(Ac)의 바깥까지 연장 형성될 수도 있다. 예를 들어 굴착 방향으로 보다 더 견고한 지반 등 지반 여건에 따라, 붕락 가능성이 높은 보강용 관의 타단이 위치한 쪽(굴착 반대 방향)에 보강을 강화할 필요가 있는 경우 등에는, 고강성 영역(110b)은 위험 영역(Ac)에서 타단이 위치한 쪽으로 치우쳐 배치될 수도 있다. 이와 같이, 지반 여건에 따라 고강성 영역을 위험 영역(Ac)의 중앙부에 배치하거나, 중앙부로부터 치우쳐 배치하여, 굴착 공정 이후에 행해지는 보강 공정 중의 안전을 담보할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the high-stiffness region 110b may be offset from the central portion of the hazardous region Ac depending on the state of the ground, and although not shown in the drawings, 110b may extend to the outside of the hazardous area Ac. For example, in a case where it is necessary to reinforce reinforcement on the side where the other end of the reinforcing pipe having a high possibility of collapse is located (in the direction of excavation) depending on the ground condition such as the ground more rigid in the excavation direction, May be disposed so as to be offset toward the other end in the dangerous area Ac. As described above, the high stiffness region can be disposed in the central portion of the hazardous area Ac or offset from the central portion in accordance with the ground conditions, thereby securing safety during the reinforcing process performed after the excavation process.

한편, 터널의 시공에 사용되는 보강용 관(110)의 길이와 각 굴착 공간(V)에서의 설치 위치에 따라, 상기 위험 영역(Ac)의 일부에 이미 설치된 보강용 관(110)이 2겹(설계 당시에 예정된 개수, 즉 완공된 상태에서 굴착 공간을 지지하는 보강용 관의 개수)으로 설치될 수 있다. 도6을 참조하면, 위험 영역(Ac) 중에 제9보강용 관(110V9)이 연장 형성된 연장 구간(Ad)이 있으므로, 이 경우에는 위험 영역(Ac)으로부터 연장 구간(Ad)을 제외한 집중하중영역(Ac-Ad)에 제1보강용 관(110V1)의 고강성 영역(110b)이 배치될 수도 있다. 이와 같이, 지반 상태에 따라 차이가 있지만, 제9보강용 관(110V9)과 제1보강용 관(110V1)의 저강성 영역(110a)이 2겹으로 중복 배치되는 영역의 보강 필요성이 없는 경우에는, 제1보강용 관(110V1)의 고강성 영역(110b)이, 제9보강용 관(110V9)의 끝단으로부터 토압(Fg)의 작용 방향으로 연장된 연장선(77)과 만나는 지점의 바깥쪽(굴착 방향)에 배치될 수도 있다. Depending on the length of the reinforcing pipe 110 used in the construction of the tunnel and the installation position in each excavation space V, the reinforcing pipe 110 already installed in a part of the dangerous area Ac is divided into two layers (The number of pipes scheduled to be designed at the time of design, that is, the number of reinforcing pipes supporting the excavation space in the completed state). 6, there is an extended section Ad formed by extending the ninth reinforcing pipe 110V9 in the dangerous area Ac. In this case, the concentrated load area excluding the extended section Ad from the dangerous area Ac, The high stiffness region 110b of the first reinforcing pipe 110V1 may be disposed in the high-strength region Ac-Ad. Although there is no need to reinforce the region in which the low stiffness region 110a of the ninth reinforcing pipe 110V9 and the first reinforcing pipe 110V1 are overlapped in two layers as described above, The high stiffness region 110b of the first reinforcing pipe 110V1 is located outside the point where it meets the extension line 77 extending from the end of the ninth reinforcing pipe 110V9 in the direction of action of the earth pressure Fg Excavation direction).

다만, 위험 영역(Ac)에서의 붕락을 확실하게 억제하는 것이 무엇보다 중요하므로, 2겹의 보강용 관이 지지하는 영역이 위험 영역(Ac)에 일부 속하더라도, 위험 영역(Ac)에 보강용 관(110)의 고강성 영역(110b)이 배치되게 하는 것이 보다 우선시된다. However, it is important to reliably prevent the collapse in the dangerous area (Ac). Therefore, even if the area supported by the double-layer reinforced tube is a part of the dangerous area (Ac) It is more preferable that the high rigidity region 110b of the tube 110 is disposed.

도6에는 고강성 영역(110b)의 시작위치가 이전에 설치된 보강용 관(110V9)의 끝단과 일치하는 구성이 도시되어 있지만, 본 발명은 이에 국한하지 않으며, 이전에 설치된 보강용 관(110V9)에 비하여 굴착 방향으로 보다 깊숙한 위치에서부터 고강성 영역(110V9)이 일부만 형성될 수도 있다. 6 shows a structure in which the starting position of the high stiffness region 110b coincides with the end of the reinforcing pipe 110V9 previously installed. However, the present invention is not limited to this, and the reinforcing pipe 110V9, Only a part of the high-rigidity area 110V9 may be formed from a deeper position in the excavation direction.

이와 같이, 보강용 관(110)에 고강성 영역(110b)을 구비하고, 고강성 영역(110b)을 붕락되기 쉬운 위험 영역(Ac)의 지반을 지지하도록 보강용 관(110)을 배치함으로써, 설계치의 안전율(SF1)에 근접한 대략 80~90%정도의 높은 안전율(SF3) 상태에서 굴착 영역(V)의 보강 공정이 행해질 수 있게 되어 안전한 시공이 가능해지는 효과를 얻을 수 있다. As described above, by arranging the reinforcing pipe 110 so as to support the ground of the high-stiffness region Ac and the high-stiffness region 110b of the reinforcing pipe 110, The reinforcing process of the excavation region V can be performed in a high safety factor (SF3) state of about 80 to 90% close to the safety factor SF1 of the design value, thereby making it possible to achieve safe construction.

부수적으로, 하나의 보강용 관(110)이 지지할 수 있는 토압(Fg)의 크기가 증대되므로, 보강용 관(110)이 굴착공간(V)의 둘레 방향으로 배치되는 간격(d)을 종래의 300mm 내지 500mm에 비하여 보다 더 크게 분포시키는 것이 가능해지므로, 시공성이 향상되는 이점도 얻을 수 있다. 그리고, 본 발명은, 보강용 관(110)의 단면이 전체적으로 균일하지 않고 위험 영역(Ac)이나 집중하중영역(Ac-Ad)의 일부 이상에 보다 높은 휨 강성을 갖는 고강성 영역(110b)을 배치하여 지지함으로써, 최소한의 재료양으로 높은 보강 효과를 구현하여, 터널의 시공 과정에서 안전성과 경제성 및 시공성을 동시에 얻는 탁월한 효과가 얻어진다.Incidentally, since the magnitude of the earth pressure Fg that can be supported by one reinforcing pipe 110 is increased, the distance d in which the reinforcing pipe 110 is disposed in the circumferential direction of the excavation space V is set to be It is possible to distribute the size more greatly than the size of 300 mm to 500 mm. The present invention is characterized in that a high rigidity region 110b having a higher bending stiffness than a part of the dangerous area Ac or the concentrated load area Ac-Ad, It is possible to realize a high reinforcing effect with a minimum amount of material, and an excellent effect of simultaneously obtaining safety, economical efficiency, and workability in a tunnel construction process is obtained.

한편, 상기 효과는 지반이 단단하여 보강용 관(110)의 단부가 강체 표면에 지지된 것으로 모델링되는 경우(도7a, 도8b)에도 적용되지만, 지반이 연약하여 보강용 관(110)의 단부가 스프링 지지되는 경우에도 동일하게 얻어진다는 것은 자명하다.The effect is also applied to the case where the ground is hard and the end of the reinforcing pipe 110 is supported on the surface of the rigid body (Figs. 7A and 8B). However, when the ground is weak and the end of the reinforcing pipe 110 It is obvious that the same is obtained even when the spring is supported by the spring.

한편, 도5a 내지 도6에 도시된 바와 같이, 보강용 관(110)의 삽입 끝단부는 보다 큰 확장 단면으로 형성된 선단 고정부(110e)를 형성할 수 있다. 여기서, 확장 단면으로 형성된 선단 고정부(110e)는, 도면에 도시된 바와 같이 보강용 관(110)의 끝단까지 연장 형성될 수도 있고, 도면에 도시되지 않았지만, 보강용 관(110)의 끝단 이전까지만 연장 형성될 수도 있다. 대체로, 선단 고정부(110e)는 위험 영역(Ac)의 바깥에 배치되는 것이 유리하지만, 경우에 따라 선단 고정부(110e)의 일부가 위험 영역(Ac) 내측으로 연장 형성될 수도 있다. 5A to 6, the insertion end portion of the reinforcing tube 110 can form a leading end fixing portion 110e having a larger enlarged cross-section. As shown in the drawing, the tip end fixing portion 110e formed by the enlarged end face may be extended to the end of the reinforcing tube 110. Although not shown in the drawing, the tip end fixing portion 110e may be formed before the end of the reinforcing tube 110 As shown in FIG. In general, it is advantageous that the leading end fixing portion 110e is disposed outside the hazardous area Ac, but in some cases, a part of the leading end fixing portion 110e may be extended to the inside of the hazardous area Ac.

이를 통해, 보강용 관(110)의 삽입 끝단부는 천공홀(110x) 내에 채워진 충진재(112)와 보다 높은 강성으로 일체화됨에 따라, 보강용 관(110)에 작용하는 토압(Fg)에 의하여 하방으로 휨 변형이 크게 발생되더라도, 주변 지반(55)의 강성에 따라 차이가 있을 수 있지만, 보강용 관(110)의 삽입 끝단이 앵커와 같이 지반에 박혀 고정된 상태를 유지하면서 외팔보 형태의 거동을 하므로, 보강용 관(110)의 휨 변형량이 커지더라도, 보강용 관(110)이 천공홀(110x)로부터 이탈하지 않고 클램프 상태로 제 위치를 유지함에 따라 보다 높은 휨 저항 능력을 얻을 수 있다. As a result, the insertion end of the reinforcing pipe 110 is integrated with the filling material 112 filled in the perforation hole 110x with a higher rigidity, so that the insertion end of the reinforcing pipe 110 is downwardly moved by the earth pressure Fg acting on the reinforcing pipe 110 Even if a large bending deformation occurs, the insertion end of the reinforcing tube 110 may be fixed to the ground like an anchor, while being cantilevered, although it may vary depending on the rigidity of the surrounding ground 55 Even if the amount of bending deformation of the reinforcing tube 110 is increased, the reinforcing tube 110 maintains the position in the clamped state without releasing from the perforation hole 110x, so that a higher bending resistance capability can be obtained.

이와 동시에, 보강용 관(110)의 삽입 끝단부에서 확장 단면의 선단 고정부(110e)에 의하여 회전 변위가 억제되므로, 도7a에 도시된 바와 같이 보강용 관(110)은 토압(Fg)에 대하여 일단(91)이 상방으로 볼록한 휨 변형이 생기게 거동하면서 보다 높은 토압에 저항할 수 있게 된다. 여기서, 선단 고정부(110e)의 길이는 50mm 내지 500mm로 정해질 수 있으며, 선단 고정부(110e)의 단면 직경은 저강성 영역의 외경에 비하여 1.5배 내지 15배로 정해질 수 있다. At the same time, since the rotational displacement is suppressed by the tip end fixing portion 110e of the enlarged end face at the insertion end of the reinforcing pipe 110, the reinforcing pipe 110 is positioned at the earth pressure Fg The one end (91) behaves to have a convex bending deformation upward and to be able to withstand a higher earth pressure. In this case, the length of the tip end fixing portion 110e can be set to 50 to 500 mm, and the diameter of the end surface fixing portion 110e can be set to 1.5 to 15 times the outside diameter of the low-stiffness region.

한편, 본 발명은 보강용 관(110)의 삽입 끝단부가 보다 큰 단면으로 형성된 선단 고정부(110e)를 형성하는 구성에 국한되지 아니하며, 도8a에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 고강성 영역(110b)과의 경계로부터 관의 끝단까지 저강성 영역(110a)으로 연장 형성되어 선단 고정부가 형성되지 않는 구성일 수도 있다. 이 경우에는, 보강용 관(110)에 토압(Fg)이 작용하여 하방으로의 휨 변위가 발생된 상태에서, 도8b에 도시된 바와 같이 보강용 관(210)의 일단이 회전 변위가 도5b에 도시된 구성에 비하여 더 허용되므로 토압에 대한 저항 능력이 줄어들지만, 지반 보강의 필요성이 낮은 지반에 대하여 터널을 굴착 시공하는 경우에 적용될 수 있다. According to another embodiment of the present invention shown in FIG. 8A, the present invention is not limited to the configuration in which the insertion end portion of the reinforcing tube 110 is formed into a larger-diameter end rigid portion 110e. Rigid region 110b from the boundary with the rigid region 110b to the end of the tube so that the tip fixing portion is not formed. In this case, as shown in FIG. 8B, in the state where the earth pressure Fg acts on the reinforcing tube 110 and the downward deflection displacement occurs, the one end of the reinforcing tube 210 is rotated as shown in FIG. The resistance against the earth pressure is reduced, but it can be applied to the case where the tunnel is excavated with respect to the ground where the need of the ground reinforcement is low.

상기 보강용 관(110)의 고강성 영역(110b)과 저강성 영역(110a)은 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 고강성 영역(110b)에는 중실관으로 형성되고 저강성 영역(110a)에는 중공관으로 형성될 수도 있다. 그리고, 고강성 영역(110b)에는 철근이 길이 방향을 따라 또는 나선형으로 그 외주면을 감싸는 형태로 형성되어 휨 강성이 보강되고 저강성 영역(110a)에는 철근이 없는 관으로만 형성될 수도 있다. 이처럼, 고강성 영역(110b)에는 추가적인 부재를 부착하거나 채우는 방식으로 저강성 영역(110a)에 비하여 보다 높은 강성을 갖도록 다양하게 구성될 수 있다. 또한, 고강성 영역(110b)은 그 영역 내에서의 단면이 전체적으로 균일하게 형성될 수도 있지만, 그 영역 내에서의 단면이 변동되게 형성될 수도 있다. 즉, 고강성 영역(110b)은 저강성 영역(110a)보다 더 높은 강성을 갖는 단면으로 형성되면 충분하다. The high stiffness region 110b and the low stiffness region 110a of the reinforcing tube 110 may be formed in various shapes. For example, the high rigidity region 110b may be formed of a solid tube, and the low stiffness region 110a may be formed of a hollow tube. In the high-rigidity region 110b, the reinforcing bars may be formed in the shape of wrapping the outer periphery of the reinforcing bars along the longitudinal direction or spirally so as to reinforce the flexural rigidity, and the low-rigidity region 110a may be formed only of the pipe without reinforcing bars. As described above, the high rigidity region 110b can be configured to have a higher rigidity than the low rigidity region 110a in such a manner that additional members are attached or filled. In addition, the high-stiffness region 110b may be formed such that the cross-section in the region is uniformly formed as a whole, but the cross-section within the region is varied. That is, it is sufficient if the high-rigidity region 110b is formed to have a section having higher rigidity than the low-stiffness region 110a.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 정해진 양의 재료로 보다 큰 단면 계수를 얻고, 다양한 방향으로의 토압에 비틀림 변형이 생기는 것을 억제하기 위하여, 도9 내지 도10c에 도시된 바와 같이, 원형 파이프 형태로 형성되어 각각 고강성 영역과 저강성 영역을 형성할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, in order to obtain a larger section modulus with a given amount of material and to prevent twisting deformation in the earth pressure in various directions, as shown in Figs. 9 to 10C, So that a high rigidity region and a low rigidity region can be formed, respectively.

먼저, 도9에 도시된 바와 같이, 보강용 관(110)은 고강성 영역(110b)을 형성하는 외측 보강관(215)이 내측 보강관(113)에 비하여 훨씬 큰 단면으로 형성되어, 외측 보강관(215)의 내면이 내측 보강관(113)의 외면과 이격되게 배치된다. 이를 통해, 외측 보강관(215)의 강재 사용량에 비하여 단면 계수를 보다 크게 증대시킬 수 있으므로, 고강성 영역(110b)에서의 토압에 대한 저항 능력을 향상시킬 수 있다. 9, the reinforcement pipe 110 is formed such that the outer reinforcement pipe 215 forming the high-rigidity region 110b is formed in a much larger cross-section than the inner reinforcement pipe 113, And the inner surface of the tube 215 is disposed apart from the outer surface of the inner reinforcing tube 113. As a result, the section modulus can be greatly increased as compared with the amount of steel used in the outer reinforcement pipe 215, so that resistance to earth pressure in the high-rigidity region 110b can be improved.

여기서, 외측 보강관(115)은 토압(Fg)의 작용 방향의 하측이 상측에 비하여 보다 더 긴 길이로 형성되고, 상기 내측 보강관과 상기 외측 보강관의 사이에 충진재로 채워지게 구성된다. 이에 의해, 외측 보강관의 하측이 상측에 비하여 더 길게 형성되어 하방으로의 토압을 보다 효과적으로 상쇄시키면서 재료 사용량을 줄일 수 있다. 그리고, 외측 보강관(115)의 상측 길이와 하측 길이의 편차로 인한 테이퍼진 영역(115t)을 형성하게 되는 데, 테이퍼의 기울기(y/x)는 0.25 이하로 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 토압(Fg)에 의하여 보강용 관(110)이 하방으로 볼록한 휨 변형(d110)이 발생되는 경우에, 외측 보강관(115)과 내측 보강관(113)의 경계 영역에서 응력이 집중되는 것을 방지할 수 있다. Here, the outer reinforcement pipe 115 is formed so that the lower side of the action direction of the earth pressure Fg is longer than the upper side, and is filled with the filler between the inner reinforcement pipe and the outer reinforcement pipe. As a result, the lower side of the outer reinforcement pipe is formed longer than the upper side, so that the amount of material used can be reduced while more effectively canceling downward earth pressure. The tapered region 115t is formed due to the deviation of the upper side length and the lower side length of the outer reinforcement pipe 115. The inclination y / x of the taper is preferably 0.25 or less. Accordingly, when the reinforcement pipe 110 is bent downward by the earth pressure Fg to generate a convex bending deformation d110, stress is concentrated in the boundary region between the outer reinforcement pipe 115 and the inner reinforcement pipe 113 Can be prevented.

그리고, 보강용 관(110)의 삽입 끝단부에는 내측 보강관(113)에 비하여 단면이 1.5배 내지 15배정도 더 큰 확장 단면으로 형성되어, 천공홀(110x) 내에서 삽입 끝단이 클램프 고정되게 하는 선단 고정부(110e)를 형성한다. 이에 따라, 보강용 관(110)의 삽입 끝단부는 둘레 지반(55)에 고정된 앵커와 같은 역할을 하므로, 토압(Fg)에 의한 휨 변형은 d110e 표시된 바와 같이 상방으로 살짝 볼록한 형태가 되므로, 선단 고정부(110e)는 토압(Fg)의 작용 방향의 상측이 하측에 비하여 보다 더 긴 길이로 형성되어, 삽입 끝단부의 상방으로의 휨 변위를 재료 사용량에 비하여 최소화하는 이점을 얻을 수 있다. The insertion end of the reinforcing tube 110 is formed to have an enlarged cross-section that is 1.5 to 15 times greater in cross section than the inner reinforcing tube 113 so that the insertion end is clamped and fixed in the perforation hole 110x Thereby forming the tip end fixing portion 110e. Accordingly, since the insertion end of the reinforcing pipe 110 functions as an anchor fixed to the peripheral ground 55, the flexural deformation due to the earth pressure Fg becomes slightly convex upward as indicated by d110e, The fixing portion 110e is formed to have a length longer than the lower side in the direction of action of the earth pressure Fg so that the upward displacement of the insertion end portion can be minimized in comparison with the amount of material used.

도면에 도시되지 않았지만, 적용되는 지반의 성질에 따라 보강용 관(110)의 일단부에 선단 고정부(110e)가 구비되지 않을 수 있다. Although not shown in the drawing, the end fixing part 110e may not be provided at one end of the reinforcing pipe 110 depending on the nature of the applied ground.

한편, 도10a에 도시된 바와 같이, 보강용 관(110X)은 내측 보강관(113)이 정해진 길이로 형성되고, 시공하고자 하는 터널 주변의 지반 상태에 따라 정해지는 고강성 영역(110b)에 대하여, 외측 보강관(115)이 내측 보강관(113)을 둘러싼 밀착 상태로 고정되게 구성될 수 있다. 예를 들어, 내측 보강관(113)의 외경과 외측 보강관(115)의 내경이 끼워지는 것이 허용되는 공차 범위 내에서 동일하게 형성되고, 외측 보강관(115)의 가장자리를 내측 보강관(113)에 용접 등으로 결합하여 제작될 수 있다. 10A, the reinforcing pipe 110X is formed by a predetermined length of the inner reinforcing pipe 113, and the reinforcing pipe 110X is formed on the high-rigidity region 110b determined according to the ground condition around the tunnel to be installed And the outer reinforcement pipe 115 may be fixed in an adhered state surrounding the inner reinforcement pipe 113. For example, the outer diameter of the inner reinforcing pipe 113 and the inner diameter of the outer reinforcing pipe 115 are formed to be the same within a permissible tolerance range, and the edge of the outer reinforcing pipe 115 is connected to the inner reinforcing pipe 113 ) By welding or the like.

도면에는 외측 보강관(115)이 내측 보강관(113)과 그 두께 차이가 크지 않은 구성이 예시되어 있지만, 외측 보강관(115)의 두께를 보다 더 크게 형성할 수도 있다. 이에 의해, 보강용 관(110X)의 제작을 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 내측 보강관(113)과 외측 보강관(115)으로 이루어지는 고강성 영역(110b)이 토압에 대하여 함께 저항 단면으로 작용하는 효과를 얻을 수 있다. Although the outer reinforcing pipe 115 is shown as being slightly different in thickness from the inner reinforcing pipe 113, the thickness of the outer reinforcing pipe 115 may be larger. This makes it possible to easily manufacture the reinforcing pipe 110X and to make the high rigidity region 110b composed of the inner reinforcing pipe 113 and the outer reinforcing pipe 115 work together with the resistance to the earth pressure The effect can be obtained.

그리고, 보강용 관(110X)이 삽입되는 일단부에는 외측 보강관(115)에 비하여 충분히 큰 단면으로 형성된 선단 고정부(110e)가 형성되어, 보강용 관(110X)이 천공홀 내에서 충진재(112)에 의해 일체화된 상태에서 선단 고정부(110e)의 회전 변위를 억제한다. 도8a에 도시된 형태로 적용되는 경우에는, 보강용 관(110X)에 선단 고정부가 형성되지 않을 수도 있다. The reinforcing pipe 110X is formed at one end of the reinforcing pipe 110X so as to have a sufficiently large cross section than the outer reinforcing pipe 115 so that the reinforcing pipe 110X can penetrate the filler 112 to suppress the rotational displacement of the tip end fixing portion 110e. In the case shown in FIG. 8A, the tip end fixing portion may not be formed in the reinforcing tube 110X.

그리고, 도10b에 도시된 바와 같이, 보강용 관(110Y)은 고강성 영역(110b)을 형성하는 외측 보강관(215)이 내측 보강관(113)에 비하여 훨씬 큰 단면으로 형성되어, 외측 보강관(215)의 내면이 내측 보강관(113)의 외면과 이격되게 배치될 수 있다. 이를 통해, 외측 보강관(215)의 강재 사용량에 비하여 단면 계수를 보다 크게 증대시킬 수 있으므로, 고강성 영역(110b)에서의 토압에 대한 저항 능력을 향상시킬 수 있다. 10B, the reinforcement pipe 110Y is formed such that the outer reinforcement pipe 215 forming the high-rigidity region 110b is formed in a much larger cross-section than the inner reinforcement pipe 113, The inner surface of the tube 215 may be spaced apart from the outer surface of the inner reinforcing tube 113. As a result, the section modulus can be greatly increased as compared with the amount of steel used in the outer reinforcement pipe 215, so that resistance to earth pressure in the high-rigidity region 110b can be improved.

한편, 내측 보강관(113)의 외면으로부터 외측 보강관(215)의 내면이 이격된 경우에는, 외측 보강관(215)의 끝단부는 점진적으로 단면이 작아져 내측 보강관(113)의 외면에 연결되는 테이퍼진 영역(215t)이 형성된 것이 바람직하다. 이를 통해, 내측 보강관(113)으로만 이루어진 저강성 영역(110a)과 내측 보강관(113)과 외측 보강관(215)이 함께 형성된 고강성 영역(110b)의 경계에서의 응력 차이를 테이퍼진 영역(215t)에 의해 완충하면서, 토압을 지지하는 보강용 관(110a)에 국부적으로 응력이 집중되는 것을 방지할 수 있다. On the other hand, when the inner surface of the outer reinforcing pipe 215 is spaced apart from the outer surface of the inner reinforcing pipe 113, the end of the outer reinforcing pipe 215 gradually becomes smaller in cross section and connected to the outer surface of the inner reinforcing pipe 113 It is preferable that the tapered region 215t is formed. The stress difference at the boundary of the low rigidity region 110a made only of the inner reinforcement pipe 113 and the high rigidity region 110b formed by the inner reinforcement pipe 113 and the outer reinforcement pipe 215 is tapered It is possible to prevent concentration of stress locally in the reinforcing pipe 110a supporting the earth pressure while buffering the area 215t.

또한, 외측 보강관(215)과 내측 보강관(113)이 테이퍼진 영역(215t)으로 서로 연결되므로, 고강성 영역(110b)에서 외측 보강관(215)과 내측 보강관(113)이 토압(Fg) 함께 저항할 수 있는 구조가 된다. Since the outer reinforcement pipe 215 and the inner reinforcement pipe 113 are connected to each other by the tapered region 215t, the outer reinforcement pipe 215 and the inner reinforcement pipe 113 in the high- Fg).

마찬가지로, 보강용 관(110Y)의 일단부에 선단 고정부(110e)가 형성되어 있지만, 도8a에 도시된 형태로 적용되는 경우에는, 보강용 관(110X)에 선단 고정부가 형성되지 않을 수도 있다. Similarly, although the tip end fixing portion 110e is formed at one end of the reinforcing tube 110Y, the tip end fixing portion may not be formed in the reinforcing tube 110X when applied in the form shown in Fig. 8A .

그리고, 도8a 및 도10c에 도시된 바와 같이, 보강용 관(110Z)은 고강성 영역(110b)을 형성하는 외측 보강관(315)이 내측 보강관(113)에 비하여 훨씬 큰 단면으로 형성되어, 외측 보강관(315)의 내면이 내측 보강관(113)의 외면과 이격되게 배치되고, 그 사이 영역에 무수축 몰탈 등의 채움재(317)가 충진될 수 있다. 이를 통해, 외측 보강관(215)의 강재 사용량에 비하여 단면 계수를 보다 크게 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 압축 강도가 우수하고 저렴한 채움재(317)에 의하여 보다 높은 휨 강성을 가지므로 보다 큰 토압에 저항할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 8A and 10C, the reinforcing pipe 110Z is formed such that the outer reinforcing pipe 315 forming the high-rigidity region 110b has a much larger cross-section than the inner reinforcing pipe 113 The inner surface of the outer reinforcing pipe 315 is spaced apart from the outer surface of the inner reinforcing pipe 113 and the filling material 317 such as non-shrinkage mortar can be filled in the space therebetween. As a result, not only the sectional modulus can be increased more than the steel material used in the outer reinforcing pipe 215, but also the compressive strength and the higher flexural rigidity due to the low-cost filler 317, A favorable effect can be obtained.

마찬가지로, 보강용 관(110Y)의 일단부에 선단 고정부(110e)가 형성되어 있지만, 도8에 도시된 형태로 적용되는 경우에는, 보강용 관(110X)에 선단 고정부가 형성되지 않을 수도 있다. Similarly, although the tip end fixing portion 110e is formed at one end of the reinforcing tube 110Y, the tip end fixing portion may not be formed in the reinforcing tube 110X when applied in the form shown in Fig. 8 .

도면에 도시되지 않았지만, 도10에 도시된 보강용 관(110Y)의 외측 보강관(215)과 내측 보강관(113)의 사이에도 콘크리트나 무수축 몰탈 등의 채움재(317)가 채워져 채움재(317)의 높은 압축 강도에 의하여 보강용 관(110Y)의 고강성 영역(110b)의 강성을 보강하고, 외측 보강관(215)과 내측 보강관(113)의 일체 거동을 보장하는 효과를 얻을 수 있다.A filler 317 such as concrete or non-shrinkage mortar is filled between the outer reinforcing pipe 215 and the inner reinforcing pipe 113 of the reinforcing pipe 110Y shown in FIG. 10 so that the filler 317 Reinforced region 110b of the reinforcing pipe 110Y is reinforced by the high compressive strength of the outer reinforcing pipe 215 and the inner reinforcing pipe 113 to ensure the integral behavior of the outer reinforcing pipe 215 and the inner reinforcing pipe 113 .

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 터널의 보강 시공 구조(100)의 시공 방법을 상술한다.Hereinafter, a method of constructing the reinforcement construction 100 of the tunnel according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

단계 1: 먼저, 도5a에 도시된 바와 같이, 정해진 제1깊이(L1)만큼 굴착하여 제1굴착공간(V1)을 형성한다(S110). Step 1 : First, as shown in FIG. 5A, a first excavation space V1 is formed by excavation for a predetermined first depth L1 (S110).

여기서, 제9굴착공간(V9)이 굴착되기 이전에 제8굴착공간(미도시)으로부터 제9보강용 관(110V9)이 설치되고, 제1굴착공간(V1)이 굴착되기 이전에 제9굴착공간(V9)으로부터 제1보강용 관(110V1)이 설치되어, 제1굴착공간(V1)의 둘레 지반(55)은 2겹의 보강용 관(110V9, 110V1)에 의해 견고하게 보강된 상태이므로, 제1굴착공간(V1)을 굴착하는 굴착 공정은 안전한 상태로 이루어진다. Here, the ninth reinforcing pipe 110V9 is installed from the eighth excavation space (not shown) before the ninth excavation space V9 is excavated, and the ninth excavation is performed before the first excavation space V1 is excavated, The first reinforcement pipe 110V1 is installed from the space V9 and the peripheral ground 55 of the first excavation space V1 is rigidly reinforced by the double reinforcing pipes 110V9 and 110V1 , The excavation process for excavating the first excavation space V1 is performed in a safe state.

단계 2: 그리고 나서, 제1굴착공간(V1)의 굴착면의 보강을 위하여, H단면 또는 그 이외의 단면 형상을 갖는 강지보(120)에 의하여 굴착면의 둘레 방향을 보강한다(S120). 이 때, 강지보(120)의 굴착 방향으로의 간격은 지반에 따라 다양하게 정해질 수 있으며, 대략 0.5m 내지 1.5m 간격을 두고 설치될 수 있다. Step 2 : Then, in order to reinforce the excavation surface of the first excavation space V1, the circumferential direction of the excavation surface is reinforced by the steel girder 120 having the cross-section H or other cross-sectional shape (S120). At this time, the distance in the excavation direction of the strong bezel 120 can be variously determined according to the ground, and can be set at intervals of about 0.5 m to 1.5 m.

보강용 관(110)을 설치하기 위한 천공홀(110V2x)을 천공할 수 있는 공간이 필요하므로, 제1굴착공간(V1)의 끝단면(V1e)으로부터 이격된 위치까지 강지보(120)가 설치된다. 따라서, 제1굴착 공간의 끝단면(V1e)의 부근에는 둘레 지반(55)이 붕락하려는 힘(Pz')이 작용한 상태가 된다. The steel girder 120 is installed from the end face V1e of the first excavation space V1 to a position spaced apart from the end face V1e of the first excavation space V1 because a space for perforating the perforation hole 110V2x for installing the reinforcement pipe 110 is required. do. Therefore, a force Pz 'for collapse of the peripheral ground 55 acts on the vicinity of the end surface V1e of the first excavation space.

또한, 제1굴착공간(V1)의 끝단면에서 그 다음에 굴착된 제2굴착공간(V2)의 둘레 지반(55)은 제1보강용 관(110V1)에 의해서만 지지되므로, 제1굴착공간(V1)의 끝단면(V1e)의 하단으로부터 안식각(ang)만큼 경사진 가상 포락선(88)의 내측 영역(굴착 방향의 반대쪽 영역, 위험 영역, Ac)까지는 지반이 붕락하는 힘(Pz')이 작용하게 된다. 다만, 제1굴착공간(V1)의 끝단면(V1e)의 하단으로부터 안식각(ang)만큼 경사진 가상 포락선(88)의 외측 영역(굴착 방향의 영역)은 지반(55)이 붕락하는 어떠한 힘(Po)도 작용하지 않는 상태가 된다. Since the peripheral ground 55 of the second excavation space V2 excavated next in the end face of the first excavation space V1 is supported only by the first reinforcement pipe 110V1, A force Pz 'in which the ground is collapsed acts on the inner area of the imaginary envelope 88 (the area on the opposite side of the excavation direction, the danger area Ac) which is inclined by the angle of repose angles from the lower end of the end face V1e of the slope V1 . The area outside the imaginary envelope 88 inclined by the angle of elevation ang from the lower end of the end face V1e of the first excavation space V1 is determined by the force Po are not in operation.

따라서, 위험 영역(Ac)의 일부 이상의 영역에는 고강성 영역(110b)이 배치되도록 하여, 위험 영역(Ac)에서 붕락하는 힘을 저항하도록 보강 한다. 이와 같이, 보강용 관(110)이 그 다음에 굴착 예정인 굴착 공간의 둘레 지반을 관통하는 길이로 형성하여, 그 다음다음에 굴착 예정인 굴착 공간에서 1겹으로 지반을 지지하는 영역에 고강성 영역(110b)을 배치하는 것에 의하여, 지반으로부터 작용하는 토압(Fg)을 효과적으로 상쇄시킬 수 있다. Therefore, the high stiffness region 110b is disposed in at least a part of the dangerous area Ac to reinforce the collapsing force in the dangerous area Ac. In this way, the reinforcing pipe 110 is formed to have a length penetrating the perimeter ground of the excavation space to be excavated next, and then the high rigid region 110b, it is possible to effectively cancel the earth pressure Fg acting from the ground.

더욱이, 도6에 도시된 바와 같이, 고강성 영역(110b)에 사용되는 강재 사용량을 최소화하면서 토압(Fg)에 의한 하중에 의하여 보강용 관(110)이 하방으로 처지는 처짐 변위(d110)를 최소화하기 위해서는, 도9에 도시된 바와 같이, 고강성 영역(110b)의 외측 보강관(115)의 단면을 저강성 영역(110a)을 형성하는 내측 보강관(113)의 단면에 비하여 보다 크게 형성하고, 그 사이에 무수축 몰탈 등의 충진재를 채울 수 있다. 또한, 외측 보강관(115)의 단면을 토압의 작용 방향을 기준으로 상측에 비해 하측 길이를 더 길게 형성하고, 테이퍼진 영역(115t)의 경사도를 0.25이하로 낮게 유지함으로써, 국부적으로 응력이 집중되지 않으면서 하방 휨 변형량(d110)을 줄일 수 있다.6, the deflection displacement d110 in which the reinforcement pipe 110 sags downward due to the load due to the earth pressure Fg is minimized while minimizing the amount of steel material used in the high-rigidity region 110b 9, the cross-section of the outer reinforcing pipe 115 of the high-rigidity region 110b is formed to be larger than the cross-section of the inner reinforcing pipe 113 that forms the low-rigidity region 110a , Fillers such as non-shrinkage mortar can be filled therebetween. Further, the lower end of the outer reinforcing pipe 115 is formed longer than the upper end of the outer reinforcing pipe 115 with respect to the acting direction of the earth pressure, and the inclination of the tapered region 115t is kept as low as 0.25 or less, The amount of downward bending deformation d110 can be reduced.

또한, 보강용 관(110)의 삽입 끝단부에는 내측 보강관(113)에 비하여 보다 큰 확장 단면으로 형성하거나, 확장 단면의 금속관을 결합시키는 것에 의하여, 보강용 관(110)의 일단이 지반(55)에 앵커 형태로 박혀 고정되는 효과를 구현함으로써, 지반이 붕락되는 경우에도 보강용 관(110)이 제 위치에 그대로 고정된 상태를 유지하면서 일단에서의 회전 변위가 구속되어 보다 높은 내하 능력을 구현할 수 있다. The reinforcing pipe 110 is inserted into the reinforcing pipe 110 with a larger enlarged cross-section than the inner reinforcing pipe 113 or with a metal pipe having an enlarged cross-section, 55, the reinforcing pipe 110 is fixed in place, and the rotational displacement at one end is restrained, so that even when the ground is collapsed, Can be implemented.

다만, 본 발명은 이에 국한되지 않으며, 도9 내지 도10c에 도시된 구성 및 이들의 조합을 다양하게 적용할 수 있다. However, the present invention is not limited thereto, and the configurations shown in Figs. 9 to 10C and combinations thereof can be variously applied.

단계 3: 제1보강용 관(110V1)의 고강성 영역(110b)에 의하여, 제2굴착 공간(V2)의 위험 영역(Ac)에서의 둘레 지반(55)의 붕락 위험성이 낮아졌으므로, 도5b에 도시된 바와 같이, 제1굴착공간(V1)에서 제2천공홀(110V2x)을 천공하고, 제2보강용 관(110V2)을 제2천공홀(110V2x)에 삽입한 후, 그라우팅재(112)를 제2천공홀(110V2x)에 채워넣어 제2보강용 관(110V2)을 설치하고(S130), 제1굴착공간(V1)의 굴착면에 숏크리트를 분사하여 내벽층(130)을 형성(140)하는 보강 공정을 행한다. Step 3 : Since the risk of collapse of the peripheral ground 55 in the dangerous area Ac of the second excavation space V2 is lowered by the high rigidity area 110b of the first reinforcing pipe 110V1, The second drilling hole 110V2x is drilled in the first drilling space V1 and the second reinforcement pipe 110V2 is inserted into the second drilling hole 110V2x and then the grouting material 112 The second reinforcing pipe 110V2 is installed in the second perforation hole 110V2x to form the inner wall layer 130 by spraying the shotcrete on the excavation surface of the first excavation space V1 140).

이와 같이, 제1굴착공간(V1)에서의 보강 공정이 1겹으로 지반의 토압(Fg)을 지지하는 제1보강용 관(110V1)에 의해서만 지지되더라도, 제1보강용 관(110V1)의 고강성 영역(110b)이 위험 영역(Ac)의 중심부에 연속 형태로 배치되고, 삽입 끝단부에 선단 고정부(110e)가 형성됨에 따라, 2겹으로 지지하는 안전율(SF1)의 80~90%의 높은 안전율(SF3)을 유지하면서 보강 공정이 행해질 수 있는 효과를 얻을 수 있다. As described above, even if the reinforcing process in the first excavation space V1 is supported only by the first reinforcing pipe 110V1 supporting the earth pressure Fg of the ground in one layer, the height of the first reinforcing pipe 110V1 The stiffness region 110b is continuously arranged at the center portion of the dangerous area Ac and the leading end fixing portion 110e is formed at the insertion end portion so that the safety margin SF1 of 80 to 90% It is possible to obtain an effect that the reinforcing process can be performed while maintaining a high safety factor SF3.

단계 4: 그 다음에 제2깊이(L2)만큼 굴착하는 제2굴착공간(V2)에 대한 굴착 공정 및 보강 공정도, 도5c에 도시된 바와 같이, 전술한 단계 1 내지 단계 3을 반복하여 안전하게 행할 수 있다. Step 4 : The excavation process and the reinforcement process for the second excavation space V2, which is then excavated by the second depth L2, is repeated safely and repeatedly, as shown in Fig. 5C, .

제2굴착공간(V2)을 굴착하고 보강한 이후에는, 다시 제3굴착 공간(V3)에 대해서도 단계 1 내지 단계 3를 행한다. 이와 같이, 단계적으로 굴착 공간을 굴착하고 보강하는 공정을 반복하면서 터널의 시공을 완료한다.After the second excavation space V2 is excavated and reinforced, steps 1 to 3 are performed again for the third excavation space V3. Thus, the construction of the tunnel is completed while repeating the process of excavating and reinforcing the excavation space step by step.

상기와 같이, 본 발명은, 단계별 깊이로 지반을 반복하여 굴착하면서 터널을 시공하는 과정에서, 굴착 공정의 사이에 필수적으로 수반되는 보강 공정이 설계 당시에 예정된 보강 능력이 발현되지 않은 상태에서 행해지더라도, 보강용 관의 고강성 영역을 최외측 강지보와 안식각에 따른 가상 포락선(88) 사이의 위험 영역(Ac)에 배치하여 최소한의 강재 사용량으로 토압을 효과적으로 상쇄시킴으로써, 터널 시공 공정의 40~50%를 차지하는 지반 보강 공정의 안전성을 경제적으로 확실하게 확보하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, even if the reinforcing process, which is essentially involved during the excavation process, is performed in a state where the reinforcing ability scheduled at the time of designing is not expressed in the process of constructing the tunnel while repeatedly excavating the ground with the depth of step, By placing the high stiffness region of the reinforcement pipe in the dangerous area (Ac) between the outermost girder beam and the imaginary envelope (88) according to the angle of repose, effectively reducing the earth pressure by the minimum amount of steel material, It is possible to obtain an advantageous effect of securely securing the safety of the ground reinforcement process which occupies a large portion of the area of the ground reinforcement.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention.

즉, 도면에 도시된 실시 형태는 단계별로 굴착되는 굴착 영역별로 1열씩 보강용 관이 배치되는 구성을 예시하고 있지만, 굴착 영역별로 2열 이상의 보강용 관이 배치될 수 있다. That is, although the embodiment shown in the drawings illustrates a structure in which the reinforcing pipe is arranged in one row for each excavation area excavated in each step, two or more reinforcing pipes may be disposed for each excavation area.

100: 터널의 시공 구조
110, 110X, 110Y, 110Z : 보강용 관
110V9: 제9보강용 관 110V1: 제1보강용 관
110V2: 제2보강용 관 110a: 저강성 영역
110b: 고강성 영역 110e: 선단 고정부
112: 충진재 113: 내측 보강관
115, 215, 315: 외측 보강관 115t : 테이퍼 영역
120: 강지보 130: 내벽층
100: Construction structure of tunnel
110, 110X, 110Y, 110Z: reinforcement pipe
110V9: Ninth reinforcement pipe 110V1: First reinforcement pipe
110V2: second reinforcement pipe 110a: low rigidity region
110b: high stiffness region 110e:
112: Filler 113: Inner reinforcement pipe
115, 215, 315: outer reinforcement pipe 115t: tapered area
120: steel girder beam 130: inner wall layer

Claims (22)

터널을 시공하기 위하여 단계별 깊이로 지반을 굴착하여 터널을 시공하는 터널 시공 방법으로서,
미리 예정된 깊이만큼 지반을 굴착하여 제9굴착공간을 형성하는 제9굴착 단계와;
상기 제9굴착공간의 내표면을 지지하는 강지보를 1개 이상 설치하는 강지보 설치단계와;
그 다음에 굴착될 예정인 제1굴착공간의 둘레 지반을 통과하는 길이로 지반 내부에 굴착 방향으로 경사지게 보강용 관을 삽입 설치하되, 상기 보강용 관은 길이 방향을 따라 휨강성이 서로 다른 저강성영역과 고강성영역을 포함하여 형성된 관(pipe)으로 준비하여 상기 보강용 관을 설치하는 보강용 관 설치단계와;
상기 제9굴착공간의 내벽에 숏크리트를 타설하여 상기 강지보와 상기 제1굴착공간의 내표면을 일체화하는 내벽 마감 단계와;
미리 예정된 제1깊이만큼 지반을 굴착하여 상기 제1굴착공간을 형성하는 제1굴착 단계와;
상기 제1굴착단계 이후에 미리 예정된 제2깊이만큼 지반을 굴착하여 제2굴착공간을 형성하는 제2굴착 단계를;
포함하되, 상기 보강용 관 설치단계는, 상기 보강용 관의 상기 고강성 영역은, 상기 제2굴착 공간의 둘레 지반에 배치되며, 상기 지반이 안식각만큼 흘러내려 상기 제1굴착공간의 끝단면 하단에 도달하는 것으로 가정된 경사면과 상기 제1굴착공간의 가장 깊게 위치한 강지보의 사이의 위험 영역에 배치되게 상기 보강용 관을 설치하는 것을 특징으로 하는 터널의 보강 시공 방법.
A tunnel construction method for constructing a tunnel by excavating a ground at a depth of step to construct the tunnel,
A ninth excavation step of excavating the ground by a predetermined depth to form a ninth excavation space;
A girder beam installing step of installing at least one girder beam supporting an inner surface of the ninth excavation space;
The reinforcing pipe is inserted into the ground with a length passing through the perimeter ground of the first excavation space to be excavated so as to be inclined in the excavation direction, and the reinforcement pipe has a low stiffness region having different bending stiffness along the longitudinal direction Preparing a reinforcing pipe by preparing a pipe including a high rigidity region and installing the reinforcing pipe;
An inner wall finishing step of installing a shotcrete on the inner wall of the ninth excavation space to integrate the inner surface of the first excavation space with the steel girder;
A first excavation step of excavating the ground by a predetermined first depth to form the first excavation space;
A second excavation step of excavating the ground by a predetermined second depth after the first excavation step to form a second excavation space;
Wherein the reinforcing pipe is disposed in the reinforcing pipe at a position where the high rigidity region of the reinforcement pipe is disposed in the peripheral ground of the second excavation space, And the reinforcement pipe is disposed so as to be disposed in a dangerous area between an inclined surface assumed to reach the first excavation space and a deepest girder beam located in the first excavation space.
제 1항에 있어서,
상기 고강성 영역은 상기 위험 영역의 중앙부에 연속 형태로 배치된 것을 특징으로 하는 터널의 보강 시공 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the high stiffness region is disposed in a continuous form at a central portion of the dangerous region.
제 1항에 있어서,
상기 고강성 영역은 상기 위험 영역에 중앙부로부터 치우쳐 배치된 것을 특징으로 하는 터널의 보강 시공 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the high-stiffness region is disposed at a position offset from the center portion in the dangerous region.
제 2항에 있어서,
상기 보강용 관의 삽입 끝단과 상기 고강성 영역의 사이는 상기 저강성 영역으로 형성된 것을 특징으로 하는 터널의 보강 시공 방법.
3. The method of claim 2,
Wherein a gap between the insertion end of the reinforcing tube and the high rigidity region is formed in the low stiffness region.
제 1항에 있어서,
상기 보강용 관의 삽입 끝단부에는 상기 저강성 영역의 단면에 비하여 보다 큰 확장 단면이 형성된 것을 특징으로 하는 터널의 보강 시공 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the reinforcing pipe has an insertion end portion formed with a larger enlarged end face than the end face of the low stiffness region.
제 5항에 있어서,
상기 보강용 관의 삽입 끝단부의 상기 확장 단면은 토압의 작용 방향의 상측이 하측에 비하여 보다 더 긴 길이로 형성된 것을 특징으로 하는 터널의 보강 시공 방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the enlarged end face of the insertion end of the reinforcing tube is formed to have a length longer than an upper side in the direction of action of the earth pressure.
제 1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보강용 관은 상기 고강성 영역에서의 단면이 상기 저강성 영역의 단면에 비하여 더 크게 형성된 것을 특징으로 하는 터널의 보강 시공 방법.
7. The method according to any one of claims 1 to 6,
Wherein the reinforcement pipe has a section in the high-rigidity area larger than an end surface in the low-rigidity area.
제 7항에 있어서,
상기 보강용 관의 상기 고강성 영역은, 상기 저강성 영역을 이루는 내측 보강관의 둘레를 감싸는 외측 보강관에 의해 이중관으로 형성된 것을 특징으로 하는 터널의 보강 시공 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the high stiffness region of the reinforcing pipe is formed as a double pipe by an outer reinforcing pipe surrounding the periphery of the inner reinforcing pipe forming the low stiffness region.
제 8항에 있어서,
상기 내측 보강관과 상기 외측 보강관은 서로 밀착 형성된 것을 특징으로 하는 터널의 보강 시공 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the inner reinforcement pipe and the outer reinforcement pipe are closely contacted with each other.
제 8항에 있어서,
상기 내측 보강관과 상기 외측 보강관은 서로 이격 형성되고, 상기 외측 보강관의 끝단부는 점진적으로 단면이 작아지는 테이퍼진 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 터널의 보강 시공 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the inner reinforcement pipe and the outer reinforcement pipe are spaced apart from each other, and the end portion of the outer reinforcement pipe is formed in a tapered shape with a gradually smaller cross section.
제 10항에 있어서,
상기 외측 보강관은 토압의 작용 방향의 하측이 상측에 비하여 보다 더 긴 길이로 형성되고, 상기 내측 보강관과 상기 외측 보강관의 사이에 충진재로 채워진 것을 특징으로 하는 터널의 보강 시공 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the outer reinforcement pipe is formed to have a length longer than the upper side in the direction of the earth pressure and is filled with a filler between the inner reinforcement pipe and the outer reinforcement pipe.
제 8항에 있어서,
상기 내측 보강관과 상기 외측 보강관은 서로 이격 형성되고, 상기 내측 보강관과 상기 외측 보강관의 사이에는 충진재로 채워진 것을 특징으로 하는 터널의 보강 시공 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the inner reinforcement pipe and the outer reinforcement pipe are spaced apart from each other and a gap between the inner reinforcement pipe and the outer reinforcement pipe is filled with a filling material.
제9깊이만큼 굴착하여 형성된 제9굴착공간과, 상기 제9굴착공간이 굴착된 이후에 제1깊이만큼 굴착하여 형성된 제1굴착공간과, 상기 제1굴착공간이 굴착된 이후에 제2깊이만큼 굴착하여 형성된 제2굴착공간을 포함하는 굴착공간을 단계별로 굴착하여 시공되는 터널의 시공 구조로서,
상기 제9굴착공간으로부터 제1굴착공간의 둘레 지반을 통과하도록 굴착 방향에 대하여 경사지게 삽입 설치되되, 길이 방향을 따라 휨 강성이 서로 다른 저강성 영역과 고강성 영역을 포함하여 형성되되, 상기 제2굴착 공간의 둘레 지반에 배치되며, 상기 지반이 안식각만큼 흘러내려 상기 제1굴착공간의 끝단면 하단에 도달하는 것으로 가정된 경사면과 상기 제1굴착공간의 가장 깊게 위치한 강지보의 사이의 위험 영역에 상기 고강성 영역이 배치된 보강용 관과;
상기 굴착공간의 내표면을 지지하는 강지보를 설치하되, 상기 제9굴착공간에 깊이 방향으로 2개 이상 설치된 강지보와;
상기 굴착공간의 내벽에 타설하여 상기 강지보와 상기 굴착공간의 내표면을 일체화하는 숏크리트 마감면을;
포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 터널의 시공 구조.
A ninth excavation space formed by excavation to the ninth depth and a first excavation space formed by excavating the first excavation space by a first depth after the ninth excavation space is excavated, And a second excavation space formed by excavating the excavation space, wherein the excavation space is excavated step by step,
A low rigidity region and a high rigidity region which are inclined with respect to the excavation direction so as to pass through the peripheral ground of the first excavation space from the ninth excavation space and have different flexural rigidity along the longitudinal direction, A risk zone between a slope assumed to reach the lower end of the end section of the first excavation space and a deepest deployed girder beam in the first excavation space is disposed on the perimeter ground of the excavation space, A reinforcing tube in which the high rigidity region is disposed;
A rigid beam supporting the inner surface of the excavation space, wherein at least two rigid beams are installed in the ninth excavation space in the depth direction;
A shotcrete finishing surface which is laid on the inner wall of the excavation space to integrate the girder beam and the inner surface of the excavation space;
Wherein the tunnel construction structure comprises a tunnel structure.
제 13항에 있어서,
상기 고강성 영역은 상기 위험 영역의 일부에 배치된 것을 특징으로 하는 터널의 시공 구조.
14. The method of claim 13,
And the high stiffness region is disposed in a part of the dangerous area.
제 13항에 있어서,
상기 보강용 관의 삽입 끝단부에는 상기 저강성 영역에 비하여 보다 큰 확장 단면이 상기 위험 영역의 바깥에 일부 이상 형성된 것을 특징으로 하는 터널의 시공 구조.
14. The method of claim 13,
Wherein an insertion end portion of the reinforcing tube is formed with a part of a larger enlarged cross-section than the low-rigidity region outside the danger zone.
제 15항에 있어서,
상기 보강용 관의 삽입 끝단부의 상기 확장 단면은 토압의 작용 방향의 상측이 하측에 비하여 보다 더 긴 길이로 형성된 것을 특징으로 하는 터널의 시공 구조.
16. The method of claim 15,
Wherein the enlarged end face of the insertion end of the reinforcing tube is formed to have a length longer than an upper side in the direction of action of the earth pressure.
제 13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보강용 관의 상기 고강성 영역은, 상기 저강성 영역을 이루는 내측 보강관의 둘레를 감싸는 외측 보강관에 의해 이중관으로 형성된 것을 특징으로 하는 터널의 시공 구조.
17. The method according to any one of claims 13 to 16,
Wherein the high stiffness region of the reinforcing pipe is formed as a double pipe by an outer reinforcing pipe surrounding the periphery of the inner reinforcing pipe forming the low stiffness region.
제 17항에 있어서,
상기 내측 보강관과 상기 외측 보강관은 서로 이격 형성되고, 상기 외측 보강관의 끝단부는 점진적으로 단면이 작아져 상기 내측 보강관에 연결되는 테이퍼진 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 터널의 시공 구조.
18. The method of claim 17,
Wherein the inner reinforcement pipe and the outer reinforcement pipe are spaced apart from each other and the end portion of the outer reinforcement pipe is gradually tapered to be connected to the inner reinforcement pipe in a tapered shape.
제 18항에 있어서,
상기 외측 보강관은 토압의 작용 방향의 하측이 상측에 비하여 보다 더 긴 길이로 형성되고, 상기 내측 보강관과 상기 외측 보강관의 사이에 충진재로 채워진 것을 특징으로 하는 터널의 시공 구조.
19. The method of claim 18,
Wherein the outer reinforcement pipe is formed to have a length longer than the upper side in the direction of the earth pressure and is filled with a filler between the inner reinforcement pipe and the outer reinforcement pipe.
제 17항에 있어서,
상기 내측 보강관과 상기 외측 보강관은 서로 이격 형성되고, 상기 내측 보강관과 상기 외측 보강관의 사이에는 충진재로 채워진 것을 특징으로 하는 터널의 시공 구조.

18. The method of claim 17,
Wherein the inner reinforcement pipe and the outer reinforcement pipe are spaced apart from each other, and a gap between the inner reinforcement pipe and the outer reinforcement pipe is filled with the filler.

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