KR102122675B1 - 지중 추진관에 내접끼움 인너마디링이 설치되어 연속강결합구조를 갖는 지하구조물의 시공방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지중 추진관에 내접끼움 인너마디링을 적용하여 메인추진관체와 거더루프관이 각기 연속강결합구조를 갖게 됨으로써 지중에서의 구조적 안전성을 확보할 수 있고, 연결마디의 끼움 맞댄 힌지결합과 더불어 방향전환용 아웃터날개의 조정으로 시공 중에 아치곡선이나 곡률을 갖도록 추진방향을 쉽게 변경할 수 있도록 한 지하구조물의 시공방법을 제공한다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 지중 추진관에 내접끼움 인너마디링이 설치되어 연속강결합구조를 갖는 지하구조물의 시공방법은, 메인추진관체를 시공예정 지하구조물의 루프 좌우측에 위치시켜 그 지하구조물의 길이방향으로 배치되도록 지중에 압입시킨 후, 메인추진관체 내부의 토사를 제거하는 메인추진관체 구축 단계와; 다수의 거더루프관을 어느 일측의 메인추진관체에서 다른 타측의 메인추진관체를 연결하도록 지중에 압입시켜 다발루프관체를 지중에 구축시킨 후, 거더루프관 내부의 토사를 제거하고 거더루프관 내부로 콘크리트를 충전하는 다발루프관체 구축 및 콘크리트 충전 단계와; 메인추진관체의 내부 하부에 일정 폭과 길이가 나타나도록 절개하고 수직하방으로 굴착을 실시한 후, 굴착공간에 철근을 조립하고 콘크리트를 타설하여 수직벽체를 시공하는 단계와; 메인추진관체의 내부에 철근을 조립하고 콘크리트를 타설하는 단계와; 수직벽체와 다발루프관체로 이루어진 지하구조물의 내부 토사를 굴착한 후, 지하구조물의 바닥을 구성하는 바닥 슬래브 콘크리트를 타설하는 공정을 포함하되, 거더루프관은 제2 선도관에 선단 둘레로 일정 간격마다 슬롯오픈홈이 형성되어 있는 제2 추진관을 순차적으로 끼움 결합하여 압입이 이루어지되, 각 연결마디의 내부로 원주방향으로 일정간격마다 채움접합용 개구부가 형성되어 있는 제2 내접끼움 인너마디링이 전단에 용접되고, 그 연결마디의 외부 둘레로 다수의 제2 방향전환기능용 아우터날개가 전단에 용접되어지고, 동시에 제2 내접끼움 인너마디링의 후단에 용접이 이루어진 상태에서 압입이 이루어지고, 거더루프관의 압입이 완료된 후에는 채움접합용 개구부를 통해 슬롯오픈홈에 채움 용접이 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 지중 추진관에 내접끼움 인너마디링이 설치되어 연속강결합구조를 갖는 지하구조물의 시공방법은, 메인추진관체를 시공예정 지하구조물의 루프 좌우측에 위치시켜 그 지하구조물의 길이방향으로 배치되도록 지중에 압입시킨 후, 메인추진관체 내부의 토사를 제거하는 메인추진관체 구축 단계와; 다수의 거더루프관을 어느 일측의 메인추진관체에서 다른 타측의 메인추진관체를 연결하도록 지중에 압입시켜 다발루프관체를 지중에 구축시킨 후, 거더루프관 내부의 토사를 제거하고 거더루프관 내부로 콘크리트를 충전하는 다발루프관체 구축 및 콘크리트 충전 단계와; 메인추진관체의 내부 하부에 일정 폭과 길이가 나타나도록 절개하고 수직하방으로 굴착을 실시한 후, 굴착공간에 철근을 조립하고 콘크리트를 타설하여 수직벽체를 시공하는 단계와; 메인추진관체의 내부에 철근을 조립하고 콘크리트를 타설하는 단계와; 수직벽체와 다발루프관체로 이루어진 지하구조물의 내부 토사를 굴착한 후, 지하구조물의 바닥을 구성하는 바닥 슬래브 콘크리트를 타설하는 공정을 포함하되, 거더루프관은 제2 선도관에 선단 둘레로 일정 간격마다 슬롯오픈홈이 형성되어 있는 제2 추진관을 순차적으로 끼움 결합하여 압입이 이루어지되, 각 연결마디의 내부로 원주방향으로 일정간격마다 채움접합용 개구부가 형성되어 있는 제2 내접끼움 인너마디링이 전단에 용접되고, 그 연결마디의 외부 둘레로 다수의 제2 방향전환기능용 아우터날개가 전단에 용접되어지고, 동시에 제2 내접끼움 인너마디링의 후단에 용접이 이루어진 상태에서 압입이 이루어지고, 거더루프관의 압입이 완료된 후에는 채움접합용 개구부를 통해 슬롯오픈홈에 채움 용접이 이루어진 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 지하구조물의 시공방법에 관한 것으로, 특히 지중 추진관에 내접끼움 인너마디링을 적용하여 메인추진관체와 거더루프관이 각기 연속강결합구조를 갖게 됨으로써 지중에서의 구조적 안전성을 확보할 수 있고, 연결마디의 끼움 맞댄 힌지결합과 더불어 방향전환용 아웃터날개의 조정으로 시공 중에 아치곡선이나 곡률을 갖도록 추진방향을 쉽게 변경할 수 있도록 한 지하구조물의 시공방법에 관한 것이다.
현재 공용중인 도로시설이나 철도운전시설은 도시기능이나 역할을 확장 발전하기 위해 기존에 설치된 건축이나 토목구조물이나 시설물을 이전(이동)하거나 사용 중단을 하지 아니하고 사용중에 효과적으로 새로운 연결통로나 지하구조물을 구축하기 위한 시공방법이 요구된다. 기존에 가장 많이 사용해 온 개착식 공법은 지상교통의 흐름을 방해하고 공사소음 및 주변의 침하로 인한 민원발생 등의 문제점을 야기시키므로 비개착식 공법이 도입되어 사용되고 있다. 현재 적용되고 있는 많은 비개착공법들은 파이프 루프 공법을 개량한 것이다.
파이프 루프 공법에서는 단위 길이를 갖는 강관(또는 추진관)을 지중에 순차적으로 추진시킨 후 그 강관의 내부를 굴착하고, 철근 배근 및 콘크리트를 타설하게 된다. 이 과정에서 강관의 추진 완료시 이웃한 강관 간의 연결부를 용접하게 되는데, 이 용접은 연결부의 단순 접합 기능만이 발휘되어 강관이 갖는 휨 구조적 성능을 제대로 발휘할 수 없는 문제가 있다. 이에 고가인 강관이 지중구조물에서 보강능력을 발휘할 수 있도록 연속강결합구조가 될 수 있는 시공 방법이 요구되는 것이다.
본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-0322844호로서, '관 구조 터널 건조공법'이 제안되어 있다. 이는 메인강관과 서브강관을 압입 설치 한 후, 관내와 측벽용 공간의 굴착 후 콘크리트를 타설하는 과정을 포함하여 관 구조 터널을 시공하게 된다. 이때 메인강관과 서브강관은 각기 일정 길이를 갖는 단위 강관으로써 단순 맞댄 연결마디 접합면에 오버레이 용접(over-lay welding)이 이루어지게 된다. 이러한 단위 강관들 간의 오버레이 용접은 강관들을 연속적 강결합된 일체화 구조체로 형성할 수 없어서 지중에서 강관을 구조적 강도 설계에 반영할 수 없는 문제가 있다.
이후 후출원 등록된 한국 등록특허 등록번호 제10-0794609호(충전강관 루프와 콘크리트 벽체를 이용한 지하구조물축조방법)에서도 다수개의 강관을 압입하여 시공예정 지하구조물의 루프를 구축하는 과정이 제시되어 있다. 그러나 이 구축 방법에서도 단위 강관들 간의 맞댄 연결마디 접합면은 오버레이 용접만이 가능하여 이들 강관을 연속된 강결합 구조체로 형성할 수 없어서 구조적 강도 설계에 반영할 수 없는 문제가 있다.
본 발명은 지중 추진관에 내접끼움 인너마디링을 적용하여 메인추진관체와 거더루프관이 각기 연속강결합구조를 갖게 됨으로써 지중에서의 구조적 안전성을 확보할 수 있고, 연결마디의 끼움 맞댄 힌지결합과 더불어 방향전환용 아웃터날개의 조정으로 시공 중에 아치곡선이나 곡률을 갖도록 추진방향을 쉽게 변경할 수 있도록 한 지하구조물의 시공방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 지중 추진관에 내접끼움 인너마디링이 설치되어 연속강결합구조를 갖는 지하구조물의 시공방법은, 메인추진관체를 시공예정 지하구조물의 루프 좌우측에 위치시켜 그 지하구조물의 길이방향으로 배치되도록 지중에 압입시킨 후, 메인추진관체 내부의 토사를 제거하는 메인추진관체 구축 단계와; 다수의 거더루프관을 어느 일측의 메인추진관체에서 다른 타측의 메인추진관체를 연결하도록 지중에 압입시켜 다발루프관체를 지중에 구축시킨 후, 거더루프관 내부의 토사를 제거하고 거더루프관 내부에 철근 배근 및 콘크리트를 충전하는 다발루프관체 구축 및 콘크리트 충전 단계와; 메인추진관체의 내부 하부에 일정 폭과 길이가 나타나도록 절개하고 수직하방으로 굴착을 실시한 후, 굴착공간에 철근을 조립하고 콘크리트를 타설하여 수직벽체를 시공하는 단계와; 메인추진관체의 내부에 철근을 조립하고 콘크리트를 타설하는 단계와; 수직벽체와 다발루프관체로 이루어진 지하구조물의 내부 토사를 굴착한 후, 지하구조물의 바닥을 구성하는 바닥 슬래브 콘크리트를 타설하는 공정을 포함하되, 거더루프관은 제2 선도관에 선단 둘레로 일정 간격마다 슬롯오픈홈이 형성되어 있는 제2 추진관을 순차적으로 끼움 결합하여 압입이 이루어지되, 각 연결마디의 내부로 원주방향으로 일정간격마다 채움접합용 개구부가 형성되어 있는 제2 내접끼움 인너마디링이 전단에 용접되고, 그 연결마디의 외부 둘레로 다수의 제2 방향전환기능용 아우터날개가 전단에 용접되어지고, 동시에 제2 내접끼움 인너마디링의 후단에 용접이 이루어진 상태에서 압입이 이루어지고, 거더루프관의 압입이 완료된 후에는 채움접합용 개구부를 통해 슬롯오픈홈에 채움 용접이 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 거더루프관의 추진방향 각도 변경시 슬롯오픈홈에 용접이 이루어지기 전에 제2 전환쐐기를 제2 내접끼움 인너마디링측 채움접합용 개구부에 위치시킨 후, 유압잭을 통해 제2 전환쐐기를 밀어 해당 위치의 제2 방향전환기능용 아우터날개의 설치 각도를 강제적으로 변경시키는 단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 메인추진관체는 제1 선도관에 선단 둘레로 일정 간격마다 슬롯오픈홈이 형성되어 있는 제1 추진관을 순차적으로 끼움 결합하여 연결마디를 갖고 압입이 이루어지되, 각 연결마디에는 내부로 원주방향으로 일정간격마다 채움접합용 개구부 형성되어 있는 제1 내접끼움 인너마디링이 전단에 용접되고, 그 외부 둘레로 다수의 제1 방향전환기능용 아우터날개가 전단에 용접되고, 동시에 제1 내접끼움 인너마디링의 후단에 용접이 이루어진 상태에서 압입이 이루어지고, 메인추진관체의 압입이 완료된 후에는 채움접합용 개구부를 통해 슬롯오픈홈에 채움 용접이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 메인추진관체의 추진방향 각도 변경시 슬롯오픈홈에 용접이 이루어지기 전에 제1 전환쐐기를 제1 내접끼움 인너마디링측 채움접합용 개구부에 위치시킨 후, 유압잭을 통해 제1 전환쐐기를 밀어 해당 위치의 제1 방향전환기능용 아우터날개의 설치 각도를 강제적으로 변경시키는 단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 슬롯오픈홈에 채움 용접이 이루어진 후, 제2 내접끼움 인너마디링에 채움 용접을 제외한 전둘레로 가우징을 실시하여 거더루프관의 각 연결마디의 접합면에 가우징 용접이 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 슬롯오픈홈에 채움 용접이 이루어진 후, 제1 내접끼움 인너마디링에 채움 용접을 제외한 전둘레로 가우징을 실시하여 메인추진관체의 각 연결마디의 접합면에 가우징 용접이 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 지중 추진관에 내접끼움 인너마디링이 설치되어 연속강결합구조를 갖는 지하구조물의 시공방법에 따르면, 지중 추진관의 연결마디가 되는 접합면에 설치된 내접끼움 인너마디링과 지중 추진관이 모살 용접되고 동시에, 연결마디측에 형성된 슬롯오픈홈을 통해 채움 용접이 실시되어 메인추진관체와 거더루프관이 각기 연속강결합구조를 갖게 된다. 이로서 지하구조물은 지중에서의 구조적 안전성이 증대된다.
또한, 지중 추진관 연결마디의 끼움 맞댄 힌지결합과 더불어 방향전환용 아웃터날개의 강제적인 각도 조정으로 추진방향이 변경되어 시공 중에 아치곡선이나 곡률을 가질 수 있으며, 추진력 도입이 쉬워지고 시공 정밀성이 향상되는 이점을 갖는다.
또한, 내접끼움 인너마디링은 채움 용접을 통해 연결마디부에 접합되어져 접합강도를 높이게 되어 두께를 현저히 줄일 수 있으며, 이로 인해 내접끼움 인너마디링의 제작비용을 절감할 수 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 구축된 지하구조물의 시공순서도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 적용되는 거더루프관의 분해사시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 적용되는 거더루프관의 압입 후 설치상태도.
도 4는 도 3에 도시된 거더루프관의 연결마디 부분의 종단면도.
도 5는 도 4의 'X'부 확대도.
도 6은 거더루프관의 압입 완료 후 도 5의 상태에서 제2 내접끼움 인너링에 채움 용접된 상태를 나타내는 부분단면도.
도 7은 도 6의 채움 용접 후 제2 내접끼움 인너링에 가우징 용접을 나타내는 부분 단면도.
도 8은 도 7의 A-A선에서 본 단면도.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라 구축된 지하구조물의 사시도.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 메인추진관체 또는 거더루프관측 마디 부분에서 전환쐐기가 분해된 사시도.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 메인추진관체 또는 거더루프관측 마디 부분에 전환쐐기가 추가 설치된 상태에서의 종단면도.
도 12는 도 11에 도시된 전환쐐기를 작동시키기 위한 유압잭의 설치상태도.
도 13은 도 11의 'Y'부분에서 유압잭의 작동으로 제1 방향전환기능용 아우터날개 또는 제2 방향전환기능용 아우터날개가 힌지 동작하는 상태도.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 메인추진관체 또는 거더루프관이 아치 곡선 상태로 추진을 보여주는 예시도.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 메인추진관체의 변형된 분해사시도.
도 16은 도 15에 도시된 메인추진관체를 적용하여 시공된 지하구조물의 사시도.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 구축된 지하구조물의 시공순서도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 적용되는 거더루프관의 분해사시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 적용되는 거더루프관의 압입 후 설치상태도.
도 4는 도 3에 도시된 거더루프관의 연결마디 부분의 종단면도.
도 5는 도 4의 'X'부 확대도.
도 6은 거더루프관의 압입 완료 후 도 5의 상태에서 제2 내접끼움 인너링에 채움 용접된 상태를 나타내는 부분단면도.
도 7은 도 6의 채움 용접 후 제2 내접끼움 인너링에 가우징 용접을 나타내는 부분 단면도.
도 8은 도 7의 A-A선에서 본 단면도.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라 구축된 지하구조물의 사시도.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 메인추진관체 또는 거더루프관측 마디 부분에서 전환쐐기가 분해된 사시도.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 메인추진관체 또는 거더루프관측 마디 부분에 전환쐐기가 추가 설치된 상태에서의 종단면도.
도 12는 도 11에 도시된 전환쐐기를 작동시키기 위한 유압잭의 설치상태도.
도 13은 도 11의 'Y'부분에서 유압잭의 작동으로 제1 방향전환기능용 아우터날개 또는 제2 방향전환기능용 아우터날개가 힌지 동작하는 상태도.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 메인추진관체 또는 거더루프관이 아치 곡선 상태로 추진을 보여주는 예시도.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 메인추진관체의 변형된 분해사시도.
도 16은 도 15에 도시된 메인추진관체를 적용하여 시공된 지하구조물의 사시도.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 지하구조물(500)의 시공은 도 1의 (a) 내지 (h)에 순차적으로 도시된 바와 같이 메인추진관체(10,10)의 지중 설치 단계, 메인추진관체(10,10)를 연결하는 다수의 거더루프관(20)의 설치 단계, 각 거더루프관(20)의 내부에 철근 배근 및 콘크리트를 타설하는 단계, 메인추진관체(10,10)의 하부로 수직벽체 시공을 위한 굴착을 실시하는 단계, 굴착된 수직벽체 형성 공간(2)에 철근 배근 및 콘크리트를 타설하여 수직벽체(40,40)를 시공하는 단계, 메인추진관체(10,10)의 내부에 철근 배근 및 콘크리트를 타설하는 단계, 거더루프관(20)과 수직벽체(40,40)의 둘레 내부 영역을 굴착하는 단계 및 굴착된 내부 영역의 바닥에 바닥슬래브(50)를 시공하는 단계로 이루어진다.
이하에서 각 시공 단계를 상세히 설명한다.
메인추진관체
구축 단계
먼저, 도 1(a) 및 도 3에서와 같이 메인추진관체(10)를 시공예정 지하구조물(500)의 루프 좌우측에 위치시켜 그 지하구조물(500)의 길이방향으로 배치되도록 지중에 압입시킨 후, 메인추진관체(10) 내부의 토사를 제거하는 단계를 갖는다.
메인추진관체(10)의 직경은 후술할 거더루프관(20)의 직경보다 상대적으로 크게 구성된다. 메인추진관체(10)는 단위길이를 갖는 강관이 추진 위치에서 용접으로 접합되어져 압입된다.
여기서, 메인추진관체(10)의 압입시에는 반력을 얻을 수 있는 도시안된 유압잭을 사용하며, 이 유압잭은 메인추진관체(10)의 후미에 설치된 반력대(미도시)에 지지되어 동작될 수 있다.
다발루프관체
구축 및 콘크리트 충전 단계
그 다음, 도 1(b) 및 도 3에서와 같이 다수의 거더루프관(20)을 어느 일측의 메인추진관체(10)에서 다른 타측의 메인추진관체(10)를 연결하도록 지중에 압입시켜 다발루프관체(20a)를 지중에 구축시키는 작업이 이루어진다. 물론 메인추진관체(10,10)에는 거더루프관(20)의 압입 및 도달 위치에 원형으로 절개시키는 작업이 선행된다. 여기서 다발루프관체(20a)는 설치된 모든 거더루프관(20)의 전체를 가리키는 용어로 사용된다. 거더루프관(20)의 직경은 메인추진관체(10)의 직경보다 상대적으로 작게 구성된다.
여기서, 도 2, 도 4 및 도 5와 같이 거더루프관(20)은 제2 선도관(201)에 선단 둘레로 일정 간격마다 슬롯오픈홈(202a)이 형성되어 있는 제2 추진관(202)을 순차적으로 끼움 결합하여 압입이 이루어진다. 이때, 도 5와 같이 각 연결마디에는 내부로 제2 내접끼움 인너마디링(203)이 전단 및 후단에 전둘레에 걸쳐 용접(F1,F2)으로 접합되고, 그 외부 둘레로 다수의 제2 방향전환기능용 아우터날개(204)가 전단에 전둘레에 걸쳐 용접(F3)으로 힌지 접합된 상태에서 거더루프관(20)의 추진이 이루어진다. 이때 제2 내접끼움 인너마디링(203)의 용접(F1,F2) 중 어느 한 곳은 공장에서 제작시 이루어진 용접이고 다른 한 곳은 현장에서 조립시 이루어진 용접이 될 수 있다. 제2 방향전환기능용 아우터날개(204)의 용접(F3)은 공장에서 이루어진 용접이다.
도 5와 같이 제2 내접끼움 인너마디링(203)은 원주방향으로 일정간격마다 채움접합용 개구부(203a)가 형성되어 있다. 이때 채움접합용 개구부(203a)는 슬롯오픈홈(202a)보다 큰 개구 면적을 갖는다. 물론 거더루프관(20)의 압입은 도시안된 유압잭이 추진쪽 메인추진관체(10)의 내부에 설치되어 반력을 얻어가며 이루어질 수 있다.
이후, 거더루프관(20)의 압입 설치가 완료된 후에는 도 6에 도시된 바와 같이 제2 내접끼움 인너마디링(203)의 채움접합용 개구부(203a)를 통해 슬롯오픈홈(202a)에 채움 용접(S)이 이루어진다.
슬롯오픈홈(202a)에 채움 용접(S)이 이루어진 후에는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 제2 내접끼움 인너마디링(203)에 채움 용접(S)을 제외한 전둘레로 가우징을 실시할 수 있다. 가우징시 고열에 의해 제2 내접끼움 인너마디링(203)이 용융되어 홈이 파지면서 연결마디의 접합면(B2)을 포함하여 가우징 용접(F4)이 실시된다. 이로 인해 거더루프관(20)의 각 연결마디의 접합면(B2) 둘레에 가우징 용접(F4)이 이루어져 접합강도를 더욱 증대시킬 수 있다.
그 다음, 거더루프관(20) 내부의 토사를 제거하고 거더루프관(20) 내부로 철근 배근을 하고 콘크리트를 충전하는 단계를 갖는다. 물론 거더루프관(20)의 양단쪽에는 거푸집을 사용하여 타설된 콘크리트가 메인추진관체(10)의 내부로 유출되지 않도록 한다.
이와 같이 거더루프관(20)은 각 연결마디에서 제2 내접끼움 인너마디링(203)이 양쪽 단부의 전둘레 용접과 채움접합용 개구부(203a)의 채움 용접으로 접합되어져 제2 추진관(202)이 상호 강접합됨으로써 지중에서 연속강결합구조가 되어 구조적으로 안정되고 보강된 루프 구조체를 이루게 된다.
한편, 거더루프관(20)의 압입 단계에서 도 14와 같이 추진 방향의 각도를 변경하고자 하는 경우, 도 5와 같이 슬롯오픈홈(202a)에 용접이 이루어지기 전 즉, 도 4와 같은 상태에서 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이 제2 전환쐐기(22)를 제2 내접끼움 인너마디링(203)측 채움접합용 개구부(203a)에 위치시킨 후, 유압잭(J2)을 통해 제2 전환쐐기(22)를 밀어 도 13과 같이 해당 위치의 제2 방향전환기능용 아우터날개(204)의 설치 각도를 강제적으로 변경시키는 작업이 더 수행될 수 있다.
이때 제2 전환쐐기(22)의 이동 조정후 고정은 도 10 및 도 13에 도시된 바와 같이 제2 내접끼움 인너마디링(203)에 설치된 쐐기 고정브라켓(2031)에 설치된 복수개의 고정볼트(2032)에 의해 이루어진다.
여기서, 제2 전환쐐기(22)에 의해 제2 방향전환기능용 아우터날개(204)의 각도가 조정되어 돌출되는 경우, 해당 제2 방향전환기능용 아우터날개(204)는 추진마찰력이 증대되고 상대적으로 제2 방향전환기능용 아우터날개(204)가 돌출되지 않은 부분의 낮은 마찰력이 발생한 쪽으로 각도 회전이 발생하여 도 14와 같이 거더루프관(20)이 회전반경(R)을 갖는 아치곡선이나 곡률로 추진될 수 있는 것이다.
거더루프관(20)의 모든 설치 단계 후 즉, 다발루프관체(20a)가 시공된 후에는 이웃한 거더루프관(20과 20)의 사이 상부에 그라우팅이 실시될 수 있다.
수직벽체 시공 단계
그 다음, 도 1 (d)에서와 같이 메인추진관체(10)의 내부 하부에 일정 폭과 길이가 나타나도록 절개하고, 절개된 개구부를 통해 수직하방으로 굴착을 실시하여 벽체 설치 공간(2)을 확보한다. 굴착시에는 붕괴를 방지하기 위하여 거푸집 판 및 버팀수단으로 주지의 콘크리트 판 및 버팀보를 사용할 수 있다.
굴착 후에는 벽체 설치 공간(2)에 철근을 조립하고 콘크리트를 타설하여 도 1 (e)와 같이 수직벽체(40,40)가 시공된다.
메인추진관체의
내부에 철근 조립 및 콘크리트 타설 단계
그 다음, 도 1 (f)와 같이 메인추진관체(10,10)의 내부에 철근을 조립하고 콘크리트를 타설한다. 물론 메인추진관체(10,10)의 단부에는 도시안된 거푸집이 설치된 상태에서 콘크리트의 타설이 이루어진다.
바닥 슬래브 콘크리트를 타설 단계
그 다음, 도 1 (g)와 같이 수직벽체(40)와 다발루프관체(20a)로 이루어진 지하구조물(500)의 내부 영역의 토사를 굴착기 등을 이용하여 굴착한 후, 지하구조물의 바닥을 구성하는 바닥 슬래브 콘크리트(50)를 타설한다. 따라서 지하구조물(500)의 시공이 완료된다.
한편, 본 공법의 메인추진관체 구축 단계에서 메인추진관체(10)는 도 15와 같이 제1 선도관(101)에 선단 둘레로 일정 간격마다 슬롯오픈홈(102a)이 형성되어 있는 제1 추진관(102)을 순차적으로 끼움 결합하여 연결마디를 갖고 압입이 이루어질 수 있다. 이때 도 4 및 도 5와 같이 각 연결마디에는 내부에 원주방향으로 일정간격마다 채움접합용 개구부(103a)가 형성되어 있는 제1 내접끼움 인너마디링(103)이 전단 및 후단에 각기 용접(F1,F2)되고, 그 외부 둘레로 다수의 제1 방향전환기능용 아우터날개(104)가 전단에 용접(F3)된 상태에서 메인추진관체(10)의 압입이 이루어진다.
또한, 메인추진관체(10)의 압입이 완료된 후에는 도 6과 같이 제1 내접끼움 인너마디링(103)의 채움접합용 개구부(103a)를 통해 슬롯오픈홈(102a)에 채움 용접(F2)이 이루어질 수 있다. 이때 채움접합용 개구부(103a)는 슬롯오픈홈(102a)보다 큰 개방면적을 갖는다.
이와 같이 메인추진관체(10)는 각 연결마디에서 제1 내접끼움 인너마디링(103)이 양쪽 단부의 전둘레 용접과 채움접합용 개구부(103a)의 채움 용접으로 접합되어져 제1 추진관(102)이 상호 강접합됨으로써 지중에서 연속강결합구조가 되어 구조적으로 안정되고 보강된 빔 형태의 구조체를 이룰 수 있다.
슬롯오픈홈(102a)에 채움 용접(S)이 이루어진 후에는 도 7과 같이 제1 내접끼움 인너마디링(103)에 채움 용접(S)을 제외한 전둘레로 가우징을 실시할 수 있다. 이로 인해 메인추진관체(10)의 각 연결마디의 접합면(B2) 둘레에 가우징 용접(F4)이 이루어져 접합강도를 더욱 증대시킬 수 있다.
한편, 본 공법에서 메인추진관체(10)의 추진시 방향 각도를 변경하고자 하는 경우, 슬롯오픈홈(102a)에 채움 용접이 있기 전에 도 10과 같이 제1 전환쐐기(12)를 제1 내접끼움 인너마디링(103)측 채움접합용 개구부(103a)에 위치시킨 후, 도 12와 같이 유압잭(J1)을 통해 제1 전환쐐기(12)를 밀어 도 13과 같이 해당 위치의 제1 방향전환기능용 아우터날개(104)의 설치 각도를 강제적으로 변경시키는 작업 단계가 더 수행될 수 있다. 이때 제1 전환쐐기(12)의 이동 조정후 고정은 도 10 및 도 13과 같이 제1 내접끼움 인너마디링(103)측 쐐기 고정브라켓(1031)에 삽입되는 복수개의 고정볼트(1032)에 의해 이루어진다.
여기서 제1 전환쐐기(12)에 의해 제1 방향전환기능용 아우터날개(104)의 각도가 조정되어 돌출되는 경우, 도 10과 같이 해당 제1 방향전환기능용 아우터날개(104)는 추진마찰력이 증대되고 상대적으로 제1 방향전환기능용 아우터날개(104)가 돌출되지 않은 부분의 낮은 마찰력이 발생한 쪽으로 각도 회전이 발생하여 메인추진관체(10)가 선회 반경(R)을 갖는 아치곡선이나 곡률로 추진될 수 있다.
이와 같이 본 공법에서는 지중 추진관이 되는 메인추진관체(10) 또는 거더루프관(20)의 연결마디가 되는 접합면에 설치된 내접끼움 인너마디링(103,203)과 지중 추진관이 용접되고 동시에, 연결마디측에 형성된 슬롯오픈홈(102a,202a)을 통해 채움 용접이 실시되어 메인추진관체(10)와 거더루프관(20)이 각기 연속강결합구조를 갖게 된다. 이로서 지하구조물은 지중에서의 구조적 안전성이 증대된다.
또한, 지중 추진관 연결마디의 끼움 맞댄 힌지결합과 더불어 방향전환용 아웃터날개(104,204)의 강제적인 각도 조정으로 추진방향이 변경되어 시공 중에 아치곡선이나 곡률을 가질 수 있으며, 장애물을 피할 수 있어 추진력 도입이 쉬워지고 시공 정밀성이 향상되는 이점을 갖는다.
지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
10: 메인추진관체
101: 제1 선도관
102: 제1 추진관
102a: 슬롯오픈홈
103: 제1 내접끼움 인너마디링
103a: 채움접합용 개구부
104: 제1 방향전환기능용 아우터날개
12: 제1 전환쐐기
20: 거더루프관
20a: 다발루프관체
201: 제2 선도관
202: 제2 추진관
202a: 슬롯오픈홈
203: 제2 내접끼움 인너마디링
203a: 채움접합용 개구부
204: 제2 방향전환기능용 아우터날개
22: 제2 전환쐐기
101: 제1 선도관
102: 제1 추진관
102a: 슬롯오픈홈
103: 제1 내접끼움 인너마디링
103a: 채움접합용 개구부
104: 제1 방향전환기능용 아우터날개
12: 제1 전환쐐기
20: 거더루프관
20a: 다발루프관체
201: 제2 선도관
202: 제2 추진관
202a: 슬롯오픈홈
203: 제2 내접끼움 인너마디링
203a: 채움접합용 개구부
204: 제2 방향전환기능용 아우터날개
22: 제2 전환쐐기
Claims (6)
- 메인추진관체(10)를 시공예정 지하구조물(500)의 루프 좌우측에 위치시켜 그 지하구조물(500)의 길이방향으로 배치되도록 지중에 압입시킨 후, 메인추진관체(10) 내부의 토사를 제거하는 메인추진관체 구축 단계와;
다수의 거더루프관(20)을 어느 일측의 메인추진관체(10)에서 다른 타측의 메인추진관체(10)를 연결하도록 지중에 압입시켜 다발루프관체(20a)를 지중에 구축시킨 후, 거더루프관(20) 내부의 토사를 제거하고 거더루프관(20) 내부로 철근 배근 및 콘크리트를 충전하는 다발루프관체 구축 및 콘크리트 충전 단계와;
메인추진관체(10)의 내부 하부에 일정 폭과 길이가 나타나도록 절개하고 수직하방으로 굴착을 실시한 후, 굴착공간에 철근을 조립하고 콘크리트를 타설하여 수직벽체(40)를 시공하는 단계와;
메인추진관체(10)의 내부에 철근을 조립하고 콘크리트를 타설하는 단계와;
수직벽체(40)와 다발루프관체(20a)로 이루어진 지하구조물(500)의 내부 토사를 굴착한 후, 지하구조물의 바닥을 구성하는 바닥 슬래브 콘크리트를 타설하는 공정을 포함하되,
거더루프관(20)은 제2 선도관(201)에 선단 둘레로 일정 간격마다 슬롯오픈홈(202a)이 형성되어 있는 제2 추진관(202)을 순차적으로 끼움 결합하여 압입이 이루어지되, 각 연결마디의 내부로 원주방향으로 일정간격마다 채움접합용 개구부(203a)가 형성되어 있는 제2 내접끼움 인너마디링(203)이 전단에 용접(F1)되고, 그 연결마디의 외부 둘레로 다수의 제2 방향전환기능용 아우터날개(204)가 전단에 용접(F3)되어지고, 동시에 제2 내접끼움 인너마디링(203)의 후단에 용접(F2)이 이루어진 상태에서 압입이 이루어지고,
거더루프관(20)의 압입이 완료된 후에는 채움접합용 개구부(203a)를 통해 슬롯오픈홈(202a)에 채움 용접(S)이 이루어진 것을 특징으로 하는 지중 추진관에 내접끼움 인너마디링이 설치되어 연속강결합구조를 갖는 지하구조물의 시공방법. - 제 1항에 있어서,
거더루프관(20)의 추진방향 각도 변경시 슬롯오픈홈(202a)에 용접이 이루어지기 전에 제2 전환쐐기(22)를 제2 내접끼움 인너마디링(203)측 채움접합용 개구부(203a)에 위치시킨 후, 유압잭(J2)을 통해 제2 전환쐐기(22)를 밀어 해당 위치의 제2 방향전환기능용 아우터날개(204)의 설치 각도를 강제적으로 변경시키는 단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 지중 추진관에 내접끼움 인너마디링이 설치되어 연속강결합구조를 갖는 지하구조물의 시공방법. - 제 1항에 있어서,
메인추진관체(10)는 제1 선도관(101)에 선단 둘레로 일정 간격마다 슬롯오픈홈(102a)이 형성되어 있는 제1 추진관(102)을 순차적으로 끼움 결합하여 연결마디를 갖고 압입이 이루어지되, 각 연결마디에는 내부로 원주방향으로 일정간격마다 채움접합용 개구부(103a)가 형성되어 있는 제1 내접끼움 인너마디링(103)이 전단에 용접(F1)되고, 그 외부 둘레로 다수의 제1 방향전환기능용 아우터날개(104)가 전단에 용접(F3)되고, 동시에 제1 내접끼움 인너마디링(103)의 후단에 용접(F2)이 이루어진 상태에서 압입이 이루어지고,
메인추진관체(10)의 압입이 완료된 후에는 채움접합용 개구부(103a)를 통해 슬롯오픈홈(102a)에 채움 용접(S)이 이루어지는 것을 특징으로 하는 지중 추진관에 내접끼움 인너마디링이 설치되어 연속강결합구조를 갖는 지하구조물의 시공방법. - 제 3항에 있어서,
메인추진관체(10)의 추진방향 각도 변경시 슬롯오픈홈(102a)에 용접이 이루어지기 전에 제1 전환쐐기(12)를 제1 내접끼움 인너마디링(103)측 채움접합용 개구부(103a)에 위치시킨 후, 유압잭(J1)을 통해 제1 전환쐐기(12)를 밀어 해당 위치의 제1 방향전환기능용 아우터날개(104)의 설치 각도를 강제적으로 변경시키는 단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 지중 추진관에 내접끼움 인너마디링이 설치되어 연속강결합구조를 갖는 지하구조물의 시공방법. - 제 1항에 있어서,
슬롯오픈홈(202a)에 채움 용접(S)이 이루어진 후, 제2 내접끼움 인너마디링(203)에 채움 용접(S)을 제외한 전둘레로 가우징을 실시하여 거더루프관(20)의 각 연결마디의 접합면(B1) 둘레에 가우징 용접(F4)이 이루어진 것을 특징으로 하는 지중 추진관에 내접끼움 인너마디링이 설치되어 연속강결합구조를 갖는 지하구조물의 시공방법. - 제 3항에 있어서,
슬롯오픈홈(102a)에 채움 용접(S)이 이루어진 후, 제1 내접끼움 인너마디링(103)에 채움 용접(S)을 제외한 전둘레로 가우징을 실시하여 메인추진관체(10)의 각 연결마디의 접합면(B2) 둘레에 가우징 용접(F4)이 이루어진 것을 특징으로 하는 지중 추진관에 내접끼움 인너마디링이 설치되어 연속강결합구조를 갖는 지하구조물의 시공방법.
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