KR102013783B1

KR102013783B1 - 강관, 지하 구조물, 및 이를 이용한 cms 공법

Info

Publication number: KR102013783B1
Application number: KR1020190002336A
Authority: KR
Inventors: 김성진
Original assignee: 김성진
Priority date: 2019-01-08
Filing date: 2019-01-08
Publication date: 2019-08-26

Abstract

본 발명은 일 실시예에 따른 강관은, 내부에 소정의 공간이 형성된 원통형의 본체부; 상기 본체부의 외주면 우측에 위치하고, 단면이 T자형이며, 상기 본체부의 길이방향을 따라 연장 형성된 체결부; 및 상기 본체부의 외주면 좌측에 위치하고, 단면이 ㄱ자형이 서로 대향하도록 형성되며, 상기 본체부의 길이방향을 따라 연장 형성된 결합부를 포함하고, 상기 복수의 강관을 서로 연결할 경우, 상기 결합부에 체결부를 삽입하여 서로 체결하며, 상기 체결부와 결합부가 체결된 부분의 상부의 지중에 그라우팅관을 삽입하여 그라우트재를 분사하여, 상기 복수의 강관을 서로 체결된다.

Description

강관, 지하 구조물, 및 이를 이용한 CMS 공법{STEEL PIPE, UNDERGROUND STRUCTURE AND CAST MESSER SHIELD METHOD}

본 발명은 강관, 지하 구조물 및 CMS(Cast Messer Shield) 공법에 관한 것이다.

일반적으로 터널의 시공 중 지하수 유출에 의한 지중 침하가 예상되거나 지중의 이완영역이 넓은 경우에는 터널의 굴착과 병행하여 적절한 보조공법들이 사용되고 있으며, 특히 강관 보강형 다단 그라우팅 공법과 약액 주입공법, 휘폴링 공법 등이 널리 적용되고 있다.

예컨대, 강관 보강형 다단 그라우팅공법은 기존 공법들의 문제점을 보완하기 위해 개발된 공법으로서 차수 및 지중보강을 동시에 얻을 수 있는 신 공법이다. 이 공법은 기존의 파이프루프공법을 주공법으로 이용하나 파이프 루프를 이루는 파이프들을 단지 지중 보강재로서만 이용하지 않고, 그 속에 인위적인 구멍들을 내어 파이프를 통한 그라우팅을 수행하여 차수와 보강효과를 1개의 공종으로 얻을 수 있다.

또한, 강관 보강형 다단 그라우팅공법은 파이프루프공법처럼 터널굴착에 선행하여 터널 예정단면 방향으로 소구경관을 일정간격으로 굴착 및 설치하여 일련의 파이프루프를 형성시킨 후, 강관내에 패커를 이용한 다단 주입으로 주입재를 주입하여 강관을 정착시킨다.

여기서, 주입재의 침투효과에 의해 차수 및 주변지중의 보강과 함께 지중의 이완 및 지압의 확대 등이 방지되므로, 강관 보강형 다단 그라우팅공법은 사질토, 점성토, 풍화토, 파쇄대층 및 풍화암 등 다양한 지중에 적용될수 있다.

특히 지하철 터널구간 및 철도횡단, 상부구조물 횡단 등 시공이 어려운 부분의 지하구조물에 대한 안정효과 및 차수효과가 큰 것으로 밝혀져 최근 각광을 크게 받고 있다.

그러나, 상술된 강관 보강형 다단 그라우팅공법은 지표에 고중량의 열차 등이 운행하는 구간의 지하에 시공할 경우 지지력이 약한 문제점이 있다.

한국등록특허 제10-0996295호(발명의 명칭: 강관압입장치와 이를 이용한 강관압입공법 및 그라우팅공법)

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 지표에서 가압되는 힘을 효과적으로 지지할 수 있는 강관, 지하 구조물, 및 CMS(CAST Messer Shield) 공법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제1 측면에 따른 강관은, 내부에 소정의 공간이 형성된 원통형의 본체부; 상기 본체부의 외주면 우측에 위치하고, 단면이 T자형이며, 상기 본체부의 길이방향을 따라 연장 형성된 체결부; 및 상기 본체부의 외주면 좌측에 위치하고, 단면이 ㄱ자형이 서로 대향하도록 형성되며, 상기 본체부의 길이방향을 따라 연장 형성된 결합부를 포함하고, 상기 복수의 강관을 서로 연결할 경우, 상기 결합부에 체결부를 삽입하여 서로 체결하며, 상기 체결부와 결합부가 체결된 부분의 상부의 지중에 그라우팅관을 삽입하여 그라우트재를 분사하여, 상기 복수의 강관을 서로 체결된다.

본원의 제2 측면에 따른 지하 구조물은, 복수의 강관을 연결하여 형성되고, 터널의 상부에 위치하는 루프; 터널의 형태에 따라 결합하여, 굴착부분에 압입되는 복수의 추진 패널; 및 굴착된 영역에 추진패널을 지지하는 지지부재를 포함하되, 상기 복수의 강관을 서로 연결할 경우, 강관의 결합부에 인접한 강관의 체결부를 삽입하여 서로 연결하며, 상기 체결부와 결합부가 연결된 부분의 상부에 그라우팅관을 삽입하여 그라우트재를 분사하여, 상기 복수의 강관을 서로 결합된다.

본원의 제3 측면에 따른 CMS 공법은 지하 구조물이 설치할 장소의 한 측면에 수직방향으로 일정 깊이로 추진 패널을 이용하여 수직 갱을 형성하는 단계; 상기 수직 갱의 내부에서, 복수의 강관을 추진하는 단계; 상기 수직 갱의 내부에서, 상기 강관가 서로 결합된 부분의 상부에 그라우팅관을 삽입하는 단계; 상기 그라우팅관에 그라우팅재를 주입하여, 상기 그라우팅재에 의해 상기 복수의 강관이 결합되어 루프를 형성하는 단계; 및 상기 수직 갱의 내부에서, 상기 루프의 하부에 추진 패널를 이용하여 굴착하여 터널을 형성하는 단계를 포함한다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 터널의 상부에 복수의 강관을 설치하여, 루프를 설치하고, 복수의 강관을 그라우팅재를 이용하여 서로 결합하여, 지표에서 가압되는 힘을 효과적으로 지지할 수 있는 효과가 크게 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 강관의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 링철근의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 링철근의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 강관의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 강관에 시멘트 밀크가 충진된 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 지하 구조물의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 지하 구조물의 개략도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 지하 구조물의 개략도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 지하 구조물의 개략도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 패널의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 패널의 부분 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 추진패널의 결합된 상태를 표시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 추진 패널의 평면도 및 단면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 CMS 공법의 순서도이다.
도 15 내지 18은 본 발명의 일 실싱예에 따른 CMS 공법을 이용하여 수직 갱을 형성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 CMS 공법에 의해 시공된 것을 표현한 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.

본원은 강관, 지하 구조물, 및 CMS(Cast Messer Shield) 공법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 강관의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 링철근의 측면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 링철근의 정면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 강관의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 강관에 시멘트 밀크가 충진된 것을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 지하 구조물의 개략도이고, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 지하 구조물의 개략도이고, 도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 지하 구조물의 개략도이고, 도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 지하 구조물의 개략도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 패널의 사시도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 패널의 부분 단면도이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 추진패널의 결합된 상태를 표시한 도면이고, 도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 추진 패널의 평면도 및 단면도이고, 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 CMS 공법의 순서도이고, 도 15 내지 18은 본 발명의 일 실싱예에 따른 CMS 공법을 이용하여 수직 갱을 형성하는 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 CMS 공법에 의해 시공된 것을 표현한 도면이다.

먼저, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 강관(100)에 대해서 설명한다.

강관(100)은 수직방향으로 수직 갱을 형성하고, 수평 방향으로 형성되는 터널의 상부에 복수가 연결하여 설치할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.

강관(100)은 내부에 소정의 공간이 형성된 원통형의 본체부(110), 본체부(110)의 외주면 우측에 위치하고, 단면이 T자형이며, 본체부(110)의 길이방향을 따라 연장 형성된 체결부(120) 및 본체부(110)의 외주면 좌측에 위치하고, 단면이 ㄱ자형이 서로 대향하도록 형성되며, 본체부(110)의 길이방향을 따라 연장 형성된 결합부(130)를 포함한다. 상술한 우측이란 도 1의 4시 방향이며, 좌측이란 도 1의 10시 방향일 수 있다.

다시 말해, 강관(100)은 복수를 서로 연결하여 터널의 상부에 루프를 형성하는 것으로서, ㄱ자형으로 서로 대응되게 형성된 결합부(130)에 T자형의 체결부(120)가 슬라이딩 결합되어, 복수의 강관(100)을 서로 연결할 수 있다.

또한, 복수의 강관(100)은 체결부(120)와 결합부(130)가 체결된 부분의 상부의 지중에 그라우팅관(101)을 삽입하여 그라우트재를 분사하여, 복수의 강관(100)을 서로 체결할 수 있다. 이때, 결합부(130)와 체결부(120)를 체결시, 결합부(130)와 체결부(120) 사이에 공간이 형성될 수 있으며, 이에 따라 체결된 부분의 상부에 그라우트재가 유입될 경우, 체결된 부분을 통해 체결된 부분의 하부로 그라우트재가 공급될 수 있다.

또한, 강관(100)은 시멘트 밀크만을 내부에 충진(도 5의 (a) 참조)거나 강관(100) 내부에 링철근(200)을 위치시킨 후, 시멘트 밀크를 충진(도 5의 (b) 참조)하여 지지력을 높일 수 있다.

이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 링철근(200)에 대해서 설명한다.

도 2를 참조하면, 링철근(200)은 본체부(110)의 내부에 설치되고, 본체부(110)의 동심원을 기준으로 균등한 각도로 배치된 막대 철근(210) 및 복수의 막대 철근(210)을 고정하는 고정 철근(220)을 포함할 수 있다.

도 3의 (a)를 참조하면, 고정 철근(220)은 원형으로 형성되고, 막대 철근(210)의 길이방향을 따라 복수가 배치될 수 있다. 예시적으로, 고정 철근(220)은 본체부(110)의 길이방향을 따라 소정의 간격을 가지도록 복수가 구비되고, 고정 철근(220)의 외주면 또는 내주면에 막대 철근(210)이 용접되어 고정될 수 있다. 하지만 이에 한하지 않고, 도 3의 (b)를 참조하면, 고정 철근(220)은 스프링 형상으로 형성되고, 외주면 또는 내주면에 막대 철근(210)이 용접되어 고정될 수도 있다.

또한, 링철근(200)은 좌측 하단 및 우측 하단에 각각 위치하고, 외측 방향으로 돌출되도록 만곡지게 형성되며, 막대 철근(210)의 길이방향을 따라 복수가 구비된 지지 철근(230)을 포함할 수 있다.

도 4를 참조하면, 지지 철근(230)은 본체부(110)의 내측면에 접촉되며, 링철근(200)을 강관(100)의 내부로 삽입할 경우, 본체부(110)의 내부에 형성된 단턱에 방해받지 않고 원활히 이동될 수 있다.

또한, 도 4를 참조하면, 강관(100)은 링철근(200)을 강관(100)의 내부에 원활히 삽입할 수 있도록 복수의 도르래부(140)를 더 포함할 수 있다.

도르래부(140)는 본체부(110)의 내주면 상부에 길이방향을 따라 소정의 거리 이격되어 위치할 수 있다. 다시 말해, 링철근(200)을 강관(100)의 내부에 삽입할 경우, 링철근(200)의 일단부에 와이어(150)를 연결하고, 최내측에 위치한 도르래부(140)로부터 최외측에 위치한 도르래부(140)를 경유하도록 와이어(150)를 설치한 후, 와이어 권취기를 통해 와이어(150)를 권취함에 따라, 링철근(200)이 강관(100)의 내부로 삽입될 수 있다.

이하, 도 6 내지 9를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 지하 구조물에 대해서 설명한다.

지하 구조물(10)은 루프(11), 복수의 추진 패널(300), 및 지지부재(400)를 포함한다.

루프(11)는 복수의 강관(100)을 연결하여 형성되고, 터널의 상부에 위치할 수 있다. 이때, 복수의 강관(100)을 서로 연결할 경우, 강관(100)의 결합부(130)에 인접한 강관(100)의 체결부(120)를 삽입하여 서로 연결하며, 체결부(120)와 결합부(130)가 연결된 부분의 상부에 그라우팅관(101)을 삽입하여 그라우트재를 분사하여, 복수의 강관(100)을 서로 결합할 수 있다. 아울러, 강관(100)은 시멘트 밀크를 내부에 충진거나 강관(100) 내부에 링철근(200)을 위치시킨 후, 시멘트 밀크를 충진하여 지지력을 높일 수 있다.

또한, 도 5를 참조하면, 루프(11)는 터널이 시공되는 터널의 폭과 동일한 길이로 형성될 수 있으나, 이에 한하지 않고, 도 6에 도시된 바와 같이, 터널의 폭보다 길게 형성되거나, 도 7에 도시된 바와 같이, 양단부가 터널의 측벽이 위치한 방향으로 연장형성될 수도 있다. 다시 말해, 터널이 시공되는 상부가 퇴적층인 경우, 지반이 약하기 때문에, 루프(11)를 더 길게 설치하거나, 퇴적층이 위치한 부분까지 양단부를 하부방향으로 연장 설치하여, 지지력을 더욱 보강할 수 있다. 아울러, 도 7을 참조하면, 터널이 형성되는 좌측 및 우측에 그라우팅관(101)을 삽입하여, 터널이 형성되는 좌측 및 우측의 지반을 견고하게 보강할 수 있다.

복수의 추진 패널(300)은 터널 형태에 따라 결합하여, 굴착부분에 압입될 수 있다. 예시적으로, 루프(11)의 양 측면 하부에 수직방향으로 위치할 수 있으나, 이에 한하지는 않는다.

다시 말해, 터널을 시공하기 위해, 복수의 추진 패널(300)을 터널 형태에 따라 결합한 후, 유압기를 이용하여 추진 패널(300)을 압입하여, 지반을 굴착하고, 지지부재(400)를 이용하여 추진 패널(300)을 지지할 수 있다.

이하, 도 10 내지 도 13을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 패널(300)에 대해서 설명한다.

추진 패널(300)은 선단부(310), 몸체부(320), 및 지지부(330)를 포함할 수 있다.

선단부(310)는 하부로 갈수록 경사지록 형성되고, 단부가 판형으로 형성된다.

상세하게는, 선단부(310)는 상부의 단면이 사각형상으로 형성되고, 전면부가 하부로 갈수록 후방으로 경사지도록 형성될 수 있다. 또한, 선단부(310)의 하단부는 후면부가 하부방향으로 연장형성되어 판형으로 형성될 수 있다.

몸체부(320)는 선단부(310)의 상부에 위치하고, 단면이 사각형상으로 형성된다. 또한, 몸체부(320)는 전면에 상하방향을 따라 복수의 걸림홈(321)이 형성된다.

몸체부(320)는 ‘ㄷ’자형상으로 형성되고, 전면에 복수의 걸림홈(321)이 형성된 제1 몸체 및 제1 몸체의 후방에 결합되고, ‘ㄷ’자 형상으로 형성된 제2 몸체를 포함할 수 있다.

예시적으로, 제1 몸체는 평판형으로 형성되되, 좌우측 양단부가 후방으로 절곡형성되어 ‘ㄷ’자 형상으로 형성될 있다. 또한, 제2 몸체는 평판형으로 형성되되, 좌우측 양단부가 전방으로 절곡 형성되어 ‘ㄷ’ 자형상으로 형성될 수 있다. 또한, 제1 몸체와 제2 몸체는 절곡된 부분이 좌우측방향으로 소정의 거리 이격되도록 서로 결합되어, 후술되는 제1 걸림부(327) 및 제2 걸림부(328)가 형성될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.

몸체부(320)는 몸체부(320)의 전면으로부터 좌측방향으로 연장되고, 전방으로 절곡되어 형성된 제1 걸림부(327) 및 몸체부(320)의 후면으로부터 우측 방향으로 연장되고, 후방으로 절곡되어 형성된 제2 걸림부(328)를 포함할 수 있다.

또한, 복수의 추진 패널(300)이 결합될 경우, 추진 패널(300)의 제1 걸림부(327)에 인접한 추진 패널(300)의 제2 걸림부(328)가 삽입되어 서로 결합될 수 있다.

지지부(330)는 몸체부(320)의 후면으로부터 상부방향으로 연장형성되고, 판형으로 형성될 수 있다. 다시 말해, 지지부(330)는 몸체부(320)의 상부면에 후술되는 후행 패널이 위치할 경우, 안정적으로 후행 패널과 몸체부(320)의 상부면이 접촉되도록 후행 패널을 위치를 가이드하는 역할을 할 수 있다.

또한, 도 13을 참조하면, 추진 패널(300)은 2개 또는 3개로 분할될 수 있으며, 분할된 부분은 볼트등의 결합부재를 통해 서로 결합될 수 있다. 예시적으로, 도 13의 (a)에 도시된 바와 같이, 추진 패널(300)은 몸체부(320)의 중앙부가 절단되어, 2개의 구성으로 분할될 수 있으며, 추진 패널(300)은 몸체부(320)가 3개로 절단되어, 3개의 구성으로 분할될 수 있다. 이에 따라, 다양한 깊이에 따라 추진 패널(300)을 선택적으로 사용할 수 있어, 효율적으로 작업을 수행할 수 있는 효과가 있다.

이하, 도 14 및 도 19를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 CMS 공법에 대해서 설명한다.

단계(S100)에서는, 지하 구조물(10)이 설치할 장소의 한 측면에 수직방향으로 일정 깊이로 추진 패널(300)을 이용하여 수직 갱을 형성한다.

단계(S100)는 추진 기지 설치 단계, 추진 패널(300)의 제1 걸림부(327)에 인접한 추진 패널(300)의 제2 걸림부(328)를 결합하여, 복수의 추진 패널(300)을 추진 기지에 설치하는 단계, 유압기의 실린더를 직진시켜 힘을 작용시키고, 힘의 반력으로 일축 방향으로 밀려나는 추진 패널(300)의 걸림홈에 삽입된 유압기에 의해 복수의 추진 패널(300)을 지중으로 압입 시키는 단계(도 16 참조), 추진 패널(300)이 압입된 영역의 지반을 일정 형태에 따라 굴착하는 단계 및 굴착된 영역에 지지 부재(400)를 설치하는 단계(도 17 참조)를 포함할 수 있다. 또한, 추진 패널(300)을 지중으로 압입시키지 전, 그라우팅관(101)을 지중에 압입시킨 후, 그라우팅재를 지중에 분사하여, 수직갱이 형성되는 주위의 지반을 견고하도록 보강할 수 있다. 아울러, 상술한 단계를 반복하여, 18에 도시된 것과 같은 수직갱을 시공할 수 있다.

단계(S200)에서는 수직 갱의 내부에서, 복수의 강관(100)을 추진한다.

단계(S200)는 강관(100)의 체결부(120)에 인접한 강관(100)의 결합부(130)를 결합하여, 복수의 강관(100)을 설치하는 단계, 강관 압입 장치를 이용하여 복수의 강관(100)을 터널이 형성되는 위치의 상부에 압입시키는 단계를 포함할 수 있다.

단계(S300)에서는 수직 갱의 내부에서, 강관(100)이 서로 결합된 부분의 상부에 그라우팅관(101)을 삽입한다.

단계(S400)에서는 그라우팅관(101)에 그라우트재를 주입하여, 그라우트재에 의해 복수의 강관(100)이 결합되어, 루프(11)를 형성한다.

단계(S400)에서는 그라우팅관(101)을 통해 그라우트재가 지중에 유입될 경우, 중력에 의해 그라우트재가 하부 방향으로 이동하게 되며, 결합부(130)와 체결부(120) 사이에 공간이 형성되어, 결합부(130)와 체결부(120)에 형성된 공간을 통해 결합부(130)와 체결부(120)의 하부로 그라우트재가 공급될 수 있다.

또한, 단계(S400)는 강관(100) 내부에 시멘트 밀크를 주입하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 시멘트 밀크를 주입하는 단계에 앞서, 강관(100)의 내부에 링철근(200)을 삽입하여, 강관의 지지력을 좀 더 향상시킬 수 있다.

단계(S500)에서는 수직 갱의 내부에서, 루프(11)의 하부에 추진 패널(300)을 이용하여 굴착하여 터널을 형성한다.

단계(S500)는 추진 패널(300)의 제1 걸림부(327)에 인접한 추진 패널(300)의 제2 걸림부(328)를 결합하여, 복수의 추진 패널(300)을 시공하는 터널의 형태에 따라 결합하는 단계; 유압기의 실린더를 직진시켜 힘을 작용시키고, 힘의 반력으로 일축 방향으로 밀려나는 추진 패널(300)의 걸림홈에 삽입된 유압기에 의해 복수의 추진 패널(300)을 지중으로 압입시키는 단계, 추진 패널(300)이 압입된 영역의 지반을 일정 형태에 따라 굴착하는 단계 및 굴착된 영역에 지지 부재(400)를 설치하는 단계를 포함할 수 있다.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 강관 101 : 그라우팅관
110 : 본체부 120 : 체결부
130 : 결합부 140 : 도르래부
150 : 와이어
200 : 링철근
210 : 막대 철근 220 : 고정 철근
230 : 지지 철근
300 : 추진 패널
310 : 선단부 320 : 몸체부
321 : 걸림홈
327 : 제1 걸림부 328 : 제2 걸림부
330 : 지지부
400 : 지지부재

Claims

지중에 삽입되는 강관에 있어서,
내부에 소정의 공간이 형성된 원통형의 본체부;
상기 본체부의 외주면 우측에 위치하고, 단면이 T자형이며, 상기 본체부의 길이방향을 따라 연장 형성된 체결부;
상기 본체부의 외주면 좌측에 위치하고, 단면이 ㄱ자형이 서로 대향하도록 형성되며, 상기 본체부의 길이방향을 따라 연장 형성된 결합부;
상기 본체부의 내주면 상부에 길이방향을 따라 소정의 거리 이격되어 위치하는 복수의 도르래부; 및
상기 본체부의 내부에 설치되고, 상기 본체부의 동심원을 기준으로 균등한 각도로 배치된 막대 철근 및 상기 복수의 막대 철근에 고정하는 고정 철근을 포함하는 링철근을 포함하고,
상기 링철근은
좌측 하단 및 우측 하단에 각각 위치하고, 외측 방향으로 돌출되도록 만곡지게 형성되며, 상기 막대 철근의 길이방향을 따라 복수가 구비된 지지 철근을 포함하고,
상기 링철근의 일단부에 와이어를 연결하고, 최내측에 위치한 도르래부로부터 최외측에 위치한 도르래부를 경유하도록 와이어를 설치한후, 와이어 권취기를 통해 와이어를 권취함에 따라, 상기 링철근이 상기 강관의 내부로 삽입되고,
상기 복수의 강관을 서로 연결할 경우, 상기 결합부에 체결부를 삽입하여 서로 체결하며, 상기 체결부와 결합부가 체결된 부분의 상부의 지중에 그라우팅관을 삽입하여 그라우트재를 분사하여, 상기 복수의 강관을 서로 체결되는 것인 강관.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 고정 철근은 스프링 형상인 것인 강관.
제1항에 있어서,
상기 고정 철근은 원형으로 형성되고, 상기 막대 철근의 길이방향을 따라 복수가 배치된 것인 강관.
삭제
제1항에 따른 강관을 이용한 지하 구조물에 있어서,
복수의 강관을 연결하여 형성되고, 터널의 상부에 위치하는 루프;
터널의 형태에 따라 결합하여, 굴착부분에 압입되는 복수의 추진 패널; 및
굴착된 영역에 추진패널을 지지하는 지지부재를 포함하되,
상기 복수의 강관을 서로 연결할 경우, 강관의 결합부에 인접한 강관의 체결부를 삽입하여 서로 연결하며, 상기 체결부와 결합부가 연결된 부분의 상부에 그라우팅관을 삽입하여 그라우트재를 분사하여, 상기 복수의 강관을 서로 결합되는 것인 지하 구조물.
제7항에 있어서,
상기 루프는
상기 터널의 폭보다 길게 형성되는 것인 지하 구조물.
제7항에 있어서,
상기 루프는
양단부가 상기 터널의 측벽이 위치한 방향으로 연장형성되는 것인 지하 구조물.
제7항에 있어서,
상기 추진 패널은
하부로 갈수록 경사지도록 형성되고, 단부가 판형으로 형성된 선단부;
상기 선단부의 상부에 위치하고, 단면이 사각형상으로 형성되고, 전면에 상하방향을 따라 복수의 걸림홈이 형성된 몸체부; 및
상기 몸체부의 후면으로부터 상부방향으로 연장형성되는 판형의 지지부를 포함하는 지하 구조물.
제10항에 있어서,
상기 몸체부는
'ㄷ' 자형상으로 형성되고, 전면에 상기 복수의 걸림홈이 형성된 제1 몸체; 및
상기 제1 몸체의 후방에 결합되고, 'ㄷ'자형상으로 형성된 제2 몸체를 포함하는 것인 지하 구조물.
제10항에 있어서,
상기 몸체부는
상기 몸체부의 전면으로부터 좌측 방향으로 연장되고, 전방으로 절곡되어 형성된 제1 걸림부; 및
상기 몸체부의 후면으로부터 우측 방향으로 연장되고, 후방으로 절곡되어 형성된 제2 걸림부을 더 포함하는 지하 구조물.
제1항에 따른 강관을 이용한 CMS 공법에 있어서,
지하 구조물이 설치할 장소의 한 측면에 수직방향으로 일정 깊이로 추진 패널을 이용하여 수직 갱을 형성하는 단계;
상기 수직 갱의 내부에서, 복수의 강관을 추진하는 단계;
상기 수직 갱의 내부에서, 상기 강관가 서로 결합된 부분의 상부에 그라우팅관을 삽입하는 단계;
상기 그라우팅관에 그라우팅재를 주입하여, 상기 그라우팅재에 의해 상기 복수의 강관이 결합되어 루프를 형성하는 단계; 및
상기 수직 갱의 내부에서, 상기 루프의 하부에 추진 패널를 이용하여 굴착하여 터널을 형성하는 단계을 포함하는 CMS 공법.
제13항에 있어서,
상기 복수의 강관을 추진하는 단계는
상기 강관의 체결부에 인접한 강관의 결합부(130)를 결합하여, 복수의 강관을 설치하는 단계; 및
강관 압입 장치를 이용하여 상기 복수의 강관을 터널이 형성되는 위치의 상부에 압입시키는 단계를 포함하는 것인 CMS 공법.
제13항에 있어서,
상기 터널을 형성하는 단계는
상기 추진 패널의 제1 걸림부에 인접한 추진 패널의 제2 걸림부을 결합하여, 복수의 추진 패널을 시공하는 터널의 형태에 따라 결합하는 단계;
유압기의 실린더를 직진시켜 힘을 작용시키고, 힘의 반력으로 일축 방향으로 밀려나는 상기 추진 패널의 걸림홈에 삽입된 유압기에 의해 복수의 추진 패널을 지중으로 압입시키는 단계;
상기 추진 패널이 압입된 영역의 지반을 일정 형태에 따라 굴착하는 단계; 및 굴착된 영역에 지지 부재를 설치하는 단계를 포함하는 것인 CMS 공법.
제13항에 있어서,
상기 루프를 형성하는 단계는
상기 강관 내부에 시멘트 밀크를 주입하는 단계를 더 포함하는 것인 CMS 공법
제13항에 있어서,
상기 루프를 형성하는 단계는
상기 강관의 내부에 링 철근 배근을 삽입하는 단계; 및
상기 강관 내부에 시멘트 밀크를 주입하는 단계를 더 포함하는 것인 CMS 공법.
제13항에 있어서,
상기 수직 갱을 형성하는 단계는
추진 기지 설치 단계;
상기 추진 패널의 제1 걸림부에 인접한 추진 패널의 제2 걸림부을 결합하여, 복수의 추진패널을 상기 추진 기지에 설치하는 단계;
유압기의 실린더를 직진시켜 힘을 작용시키고, 상기 힘의 반력으로 일축 방향으로 밀려나는 상기 추진 패널의 걸림홈에 삽입된 상기 유압기의 본체부에 의해 상기 복수의 추진 패널을 지중으로 압입 시키는 단계;
상기 추진 패널이 압입된 영역의 지반을 일정 형태에 따라 굴착하는 단계; 및
상기 굴착된 영역에 지지 부재를 설치하는 단계를 포함하는 CMS 공법.