KR102127487B1 - 탄성슈와 자중을 이용한 수직구 시공방법 및 이를 이용하여 제작된 수직구 - Google Patents

탄성슈와 자중을 이용한 수직구 시공방법 및 이를 이용하여 제작된 수직구 Download PDF

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Abstract

지하 터널과 같은 지중구조물을 시공하기 위한 공사 시점부, 종점부 등에 수직갱 형태로 시공되는 수직구를 보다 신속하면서도 안정적으로 시공할 수 있는 탄성슈와 자중을 이용한 수직구 시공방법 및 이를 이용하여 제작된 수직구에 관한 것으로서, 상기 탄성슈와 자중을 이용한 수직구 시공방법은 토사, 암반의 경우 발파등에 의한 파쇄에 의한 충격, 국부응력등이 수직구 세그먼트(B)에 그대로 전달되지 않고, 상쇄될 수 있도록 탄성패드와 같은 하중흡수체가 내장된 탄성슈를 이용하여 수직구 세그먼트를 지표면상에서 제작하여 하향식으로 시공하게 되므로 수직구를 보다 신속하고 경제적으로 완성시킬 수 있게 된다.

Description

탄성슈와 자중을 이용한 수직구 시공방법 및 이를 이용하여 제작된 수직구{CONSTRUCTION METHOD OF VERTICAL SHAFT STRUCTURE USING ELASTIC SHOE AND SEGMENT-WEIGHT AND VERTICAL SHAFT STRUCTURE THEREWITH}
본 발명은 탄성슈와 자중을 이용한 수직구 시공방법 및 이를 이용하여 제작된 수직구에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 지하 터널과 같은 지중구조물을 시공하기 위한 공사 시점부, 종점부 등에 수직갱 형태로 시공되는 수직구를 보다 신속하면서도 안정적으로 시공할 수 있는 탄성슈와 자중을 이용한 수직구 시공방법 및 이를 이용하여 제작된 수직구에 관한 것이다.
종래 지하 터널, 지하차도등을 시공하기 위한 공사 시점부, 종점부등에 수직갱 형태로 시공되는 수직구를 시공하기 위하여,
지반을 하방으로 터파기 후 외곽부에 가설 흙막이벽을 설치하고, 가설 흙막이벽에 걸리는 하중을 버팀대로 지탱하면서 지하 맨 하부 쪽에서부터 상부 측으로 구축해 올라가는 공법을 통해 수직구를 시공하는 방법이 이용된 바 있다.
하지만 수직구 시공 시, 공사 차량의 정차로 인해 교통체증을 유발하고 인근 주변에 피해를 주기 때문에 대도시와 같이 건물이 부지경계선 가까이 근접하게 위치되어 있는 경우에 수직구를 시공 함에 있어서, 민원 등 많은 문제점이 있고,
가설흙막이 벽 설치 시에 함께 설치되는 버팀대는 구조물 공사로 인한 공정의 복잡성과 작업의 위험성과 폐기물의 발생 등 문제점도 발생하기 때문에 최근에는 토지 이용효율을 높이면서 공기가 빠르고 경제적이며, 구조적으로 안전한 수직구 구축방법으로서 하향식 공법이 이용되고 있다.
이러한 하향식 공법은 수직구를 상부에서 제작하여 하부로 시공해가는 공법이라 할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 상기 종래 하향식 공법을 이용한 수직구 시공방법의 순서도를 도시한 것이다.
즉, 도 1a와 같이, 지반을 수직 원통형 단면으로 굴착하여 바닥(A)을 형성시키고, 가설지지대(10)를 콘크리트를 이용하여 굴착 표면(지표면) 주위에 설치하게 된다.
이러한 가설지지대(10)에 지지되도록 수직구용 거푸집(20)을 설치하게 되며, 상기 수직구용 거푸집(20)에는 먼저 최하단 수직구 세그먼트(B1)를 현장 타설콘크리트에 의하여 제작하게 된다.
이에 유압잭(21), 잭로드(22), 하부브라켓(23)을 포함하는 하강유도부재를 이용하여 최하단 수직구 세그먼트(B1)를 하강시키게 된다.
즉, 하부브라켓(23)이 상기 바닥(A)에 지지되도록 하는 방식으로 최하단 수직구 세그먼트(B1)를 먼저 시공하게 된다.
다음으로는 도 1b와 같이, 상기 바닥(A)을 하방으로 더 굴착하여 새로운 바닥(A1)을 시공하면서, 최하단 수직구 세그먼트(B1) 하강에 의하여 내부가 비워진 수직구용 거푸집(20)에 제1중간 수직구 세그먼트(B2)를 역시 현장 타설콘크리트에 의하여 다시 제작하게 된다.
이에 다시 하방으로 더 연장되도록 설치한 유압잭(21), 잭로드(22), 하부브라켓(23)을 포함하는 하강유도부재를 이용하여 제1중간 수직구 세그먼트(B2)를 하강시키게 된다.
역시 하부브라켓(23)이 상기 바닥(A1)에 지지되도록 하는 방식으로 제1중간 수직구 세그먼트(B2)를 추가 시공하게 된다.
이에 추가로 수직구 세그먼트를 반복 시공함으로서 수직구(B)를 시공할 수 있게 된다.
이로서, 선시공된 최하단 수직구 세그먼트 상부에서 후시공된 제 2수직구 세그먼트를 시공하므로 그 시공이 매우 쉽고 간편하며 안전하게 이루어지는 장점이 있음을 알 수 있다.
하지만, 유압잭(21), 잭로드(22), 하부브라켓(23)을 포함하는 하강유도부재를 이용하기 때문에 수직구용 거푸집(20)을 별도로 제작해야 하는 등 경제성 및 신속한 시공에는 한계가 있었다.
대한민국 특허 제 10-1859367호(발명의 명칭: 하향식 공법을 이용한 수직구 구조물의 시공방법, 공개일자: 2018년06월28일) 대한민국 공개특허 제 10-2009-0127450호(발명의 명칭: 지하구조물 하강 시공공법, 공개일자: 2009년12월14일) 대한민국 특허 제 10-1517169호(발명의 명칭: 지중 압입장치가 구비된 지하구조물, 공개일자: 2006년11월01일)
이에 본 발명은 하향식으로 수직구 세그먼트를 시공하는 하양식 수직구 시공방법에 있어서, 수직구 세그먼트의 제작은 오토클라이밍 거푸집(ACS 거푸집)을 이용하여 신속하게 제작하고, 제작된 수직구 세그먼트 자중을 이용하여 하향으로 바닥에 지지되도록 하강시켜 수직구를 신속하고 안정적인 시공할 수 있는 탄성슈와 자중을 이용한 수직구 시공방법 및 이를 이용하여 제작된 수직구 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 제작된 수직구 세그먼트 자중을 이용하여 하향으로 바닥에 지지되도록 하강시킴에 있어, 바닥 굴착시 발생 되는 충격, 국부응력등이 수직구 세그먼트에 전달되어 하자가 발생하지 않도록 탄성슈와 세그먼트 보강판을 이용함으로서 시공성 및 유지관리에 효과적인 탄성슈와 자중을 이용한 수직구 시공방법 및 이를 이용하여 제작된 수직구 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
탄성슈와 자중을 이용한 수직구 시공방법 및 이를 이용하여 제작된 수직구를 제공하기 위하여 본 발명은
(a) 하부는 쐐기부로 형성되도록 하고, 내부는 콘크리트(C)를 충전시켜 형성된 본체부; 상기 본체부의 상단과 최하단 수직구 세그먼트(B) 저면을 감싸 연결시켜 주면서 본체부의 상단과 최하단 수직구 세그먼트(B) 저면 사이에 하중흡수체가 수용되도록 하는 역할을 하도록, 상부와 하부는 U형 단면의 하우징공간이 확보되도록 하는 H형 단면 부재인 연결하우징; 연결하우징의 양 플랜지 내측의 수평복부 저면에 설치되어 본체부의 상면과 접하도록 설치됨으로서, 연결하우징의 양 플랜지 내측에 수용되어 좌우방향으로는 구속되고, 상하방향으로 수축되면서 충격과 국부응력을 흡수하여 상쇄시키는 하중흡수체;를 포함하는 탄성슈를 구비하는 단계; (b) 지반(G1)을 굴착하여 수직구 바닥(A1)을 형성시키고, 가설지지대를 굴착 표면 주위에 설치한 후, 가설지지대 내측으로 상기 탄성슈(400)의 본체부의 하부가 수직구 바닥(A1) 상면에 지지되도록 먼저 설치하는 단계; 및 (c) 일반 거푸집을 이용하여 탄성슈 상면에 최하단 수직구 세그먼트(B1)를 제작한 후, 수직구 바닥(A1)을 하방으로 더 굴착하여 탄성슈가 더 굴착함에 따른 하방공간으로 최하단 수직구 세그먼트(B1)가 자중에 의하여 하강되어, 수직구 바닥(A1)에 지지되도록 하여, 수직구 바닥(A1)의 하방굴착에 의한 충격, 국부응력등은 탄성슈에 의하여 상쇄시키는 단계;를 포함하며,
상기 (a) 단계의 탄성슈는, 상기 본체부와 연결하우징의 양 플랜지를 서로 측방에서 연결시켜주기 위한 것으로서, 채널부재를 본체부와 연결하우징의 측면에 각각 일체화시키고, 각각의 채널부재를 연결부재를 이용하여 상하로 구속시켜 줌과 더불어 상기 연결부재를 해체하여 하중흡수체의 교환이 가능하도록 하는 측방연결재를 포함하고, 상기 탄성슈는 최하단 수직구 세그먼트(B)의 측면에 위치하여 하단이 연결하우징의 수직구 내부에서 노출된 플랜지 상면에 지지되면서 설치되도록 함으로서, 수직구 바닥(A1) 시공시 하단 수직구 세그먼트(B)의 측면의 손상, 파손을 방지할 수 있는 세그먼트보강판을 포함하여, 암반, 경질지반의 수직구 바닥(A1) 굴착에 의한 손상을 방지할 수 있는 수직구가 시공되도록 하게 된다.
본 발명에 의하면, 토사, 암반의 경우 발파등에 의한 파쇄에 의한 충격, 국부응력등이 수직구 세그먼트(B)에 그대로 전달되지 않고, 상쇄될 수 있도록 탄성패드와 같은 하중흡수체가 내장된 탄성슈를 이용하여 수직구 세그먼트를 지표면상에서 제작하여 하향식으로 시공하게 되므로 수직구를 보다 신속하고 경제적으로 완성시킬 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의하면, 일반거푸집, 오토 클라이밍 거푸집을 조합 사용하여 현장에 적합한 수직구 시공이 가능하기 때문에 수직구용 거푸집 운용의 효율성을 증진시킬 수 있는 탄성슈와 자중을 이용한 수직구 시공방법 제공이 가능하게 된다.
또한 본 발명은 수직구 바닥(A1)을 굴착하면서 수직구와 수직구 측면(A2) 사이의 공간을 수직구 세그먼트(B) 제작 시 미리 수평관 형태의 배면그라우팅관을 매립시켜 놓고, 상기 수직구 내측에서 배면쪽으로 그라우팅재(G)를 충전시켜 서로의 일체화가 가능하도록 하고 최종 입구를 마감시켜 수직구를 보다 안정적으로 시공할 수 있게 된다.
도 1a 및 도 1b는 종래 하향식 공법을 이용한 수직구 구조물의 시공방법의 순서도,
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 탄성슈와 자중을 이용한 수직구 시공도, 탄성슈와 구성도 및 시공상세도,
도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d는 본 발명의 탄성슈와 자중을 이용한 수직구 시공방법 순서도를 도시한 것이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
[ 본 발명의 탄성슈와 자중을 이용한 수직구(100) ]
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 탄성슈와 자중을 이용한 수직구(100) 시공도, 탄성슈(400)와 구성도 및 시공상세도를 도시한 것이다.
상기 탄성슈와 자중을 이용한 수직구(100)는 도 2a와 같이, 수직구 바닥(A1)을 굴착하고, 일반 거푸집(200)을 이용하여 예컨대, 최하단 및 제1중간 수직구 세그먼트(B1,B2)를 시공하고, 제3 수직구 세그먼트(B3) 부터는 오토 클라이밍 거푸집(300)을 이용하여 신속하게 수직구 세그먼트(B)들을 자중에 의하여 하강시키고, 수직구 바닥(A1)에는 탄성슈(400)에 의하여 수직구 세그먼트들이 안정적으로 지지되도록 설치한 후, 수직구의 바닥판(110)을 시공하고, 수직구(100)와 수직구 측면(A2) 사이의 공간은 수직구(100) 내측에서 배면그라우팅관(120)을 이용하여 그라우팅재(G)를 이용하여 충전시켜 수직구(100)를 지반과 일체화시키게 된다.
이로서, 본 발명은 수직구 세그먼트(B)를 지표면 상부에서 콘크리트를 타설하여 제작하여 그 자중에 의하여 하방으로 하강되도록 하게 되며, 탄성슈(400)를 이용하여 수직구 바닥(A1)을 하방으로 굴착하면서 발생되는 충격, 국부응력등이 수직구 세그먼트(B)에 전달되지 않고 상쇄되도록 함으로서 시공장비가 간단해지고, 안정적으로 수직구(100)를 시공하게 된다.
이때, 상기 일반 거푸집(200)과 오토 클라이밍 거푸집(300)은 도 2a와 같이, 수직구 세그먼트(B)를 지표면에 노출된 상태로 제작하기 위한 것으로서,
일반 거푸집(200)은 도 2a와 같이, 외부 및 내부 거푸집(210,220)으로 구성되어 오토 클라이밍 거푸집(300)을 사용할 수 있을 정도의 수직구 바닥(A1)을 일정 깊이로 굴착되기 전까지 이용하게 되며,
일반 거푸집(200)의 외부 거푸집(210)은 그대로 두고, 오토 클라이밍 거푸집(300)은 최하단, 제1중간, 제2중간 수직구 세그먼트(B1,B2,B3)를 제외한 중간 수직구 세그먼트들의 내부거푸집으로 이용하게 되며, 물론 최하단을 수직구 세그먼트를 제외하고 중간 수직구 세그먼트 전부를 오토 클라이밍 거푸집(300)을 이용해도 상관은 없다.
또한, 상기 탄성슈(400)는 도 2b와 같이, 최하단 수직구 세그먼트(B1)의 저면에 일체로 연결시킨 것으로서 수직구 세그먼트(B)가 자중에 의하여 하방으로 하강될 때 수직구 바닥(A1)에 안정적으로 지지되도록 하면서, 수직구 바닥(A1)이 토사인 경우에는 달리 문제가 없으나, 경암, 암반의 경우 발파등에 의한 파쇄에 의한 충격, 국부응력등이 수직구 세그먼트(B)에 그대로 전달되지 않고, 상쇄될 수 있도록 탄성패드와 같은 하중흡수체(430)가 내장되도록 하게 된다.
또한 상기 하중에 의하여 최하단의 수직구 세그먼트(B)의 내측면에 세그먼트보강판(450)을 상기 탄성슈(400)의 본체부(410)에 연결되도록 하여 시공 시 파손등이 발생하지 않도록 하게 된다.
이에, 상기 탄성슈(400)는 하부가 쐐기 형태로 형성되도록 하면서 최하단 수직구 세그먼트(B1) 저면에 일체화시키게 된다.
이에 상기 탄성슈(400)는 도 2b와 같이, 본체부(410), 연결하우징(420), 하중흡수체(430), 측방연결재(440), 세그먼트보강판(450)을 포함하여 구성됨을 알 수 있다.
먼저, 상기 본체부(410)는 도 2a 및 도 2b와 같이, 예컨대, 원형링 형태의 강재중공블록로서 수직구 세그먼트(B)의 단면 및 저면 형태에 따라 원형 링 형태로서 형성되도록 하되, 하부는 쐐기부로 형성되도록 하고, 내부는 콘크리트(C)를 충전시켜 지지강성을 확보할 수 있도록 하게 된다.
하부를 쐐기부로 형성시키게 되면 쐐기부 측면공간(S)을 바닥판(110) 공간으로 확보할 수 있고, 쐐기작용에 의하여 선단지지력을 충분히 확보할 수 있기 때문에 보다 안정적으로 수직구 세그먼트(B)를 수직구 바닥(A1)에 지지되도록 할 수 있기 때문이다.
다음으로 상기 연결하우징(420)은 도 2a 및 도 2b와 같이, 본체부(410)의 상단과 최하단 수직구 세그먼트(B) 저면을 감싸면서, 서로를 안정적으로 연결시켜 주면서 본체부(410)의 상단과 최하단 수직구 세그먼트(B) 저면 사이에 하중흡수체(430)가 수용되도록 하는 역할을 하게 된다.
이에 상부와 하부는 U형 단면의 하우징공간이 확보되도록 하는 H형 단면으로서 역시 원형링 형태의 철골부재를 이용할 수 있음을 알 수 있다.
즉, 수평복부 상면이 최하단 수직구 세그먼트(B) 저면에 접하고, 수평복부 저면이 본체부(410)의 상단에 접하도록 하면서 양 플랜지가 최하단 수직구 세그먼트(B)와 본체부(410)의 상단의 연결부를 상하로 감싸도록 형성시키게 된다.
이에 연결하우징의 양 플랜지 내측으로 최하단 수직구 세그먼트(B) 저면이 삽입 수용되고, 연결하우징의 양 플랜지 내측으로 본체부(410)의 상단이 삽입 수용되고, 수평복부 저면에 수평 원형링 형태의 하중흡수체(430)가 설치된다.
다음으로 상기 하중흡수체(430)은 도 2a 및 도 2b와 같이, 본체부(410)로부터 전달되는 수직부 바닥(A1)의 굴착 시 발생하는 충격, 국부응력등을 상쇄시키는 역할을 하는 탄성체로서 역시 최하단 수직구 세그먼트(B1)의 저면에 대응하여 일정한 두께를 가진 수평 원형링 형태로 형성됨을 알 수 있다.
또한, 최하단 수직구 세그먼트(B1)로부터 전달되는 시공하중, 자중을 안정적으로 본체부(410)로 전달하는 역할도 하게 된다.
이러한 하중흡수체(430)는 연결하우징(420)의 양 플랜지 내측에 연결하우징의 수평복부 저면에 설치되어 저면은 본체부의 상면과 접하도록 설치된다.
이에 연결하우징의 양 플랜지 내측에 수용되어 좌우방향으로는 구속되고, 상하방향으로 수축되면서 충격, 국부응력등을 흡수하여 상쇄시킬 수 있게 된다.
다음으로 상기 측방연결재(440)는 도 2a 및 도 2b와 같이, 본체부(410)와 연결하우징(420)의 양 플랜지를 서로 측방에서 연결시켜주기 위한 것이다. 예컨대 ㄴ단면의 채널부재를 본체부(410)와 연결하우징(420)의 측면에 각각 일체화시키고, 각각의 채널부재 서로를 연결부재(체결볼트등)를 이용하여 상하로 구속시켜 주게 된다. 이로서 상기 연결부재를 해체하면 하중흡수체(430)의 교환 등이 가능하게 된다.
다음으로 상기 세그먼트보강판(450)은 도 2a 및 도 2b와 같이, 최하단 수직구 세그먼트(B)의 측면에 위치하여 하단이 연결하우징(420)의 수직구 내부에서 노출된 플랜지 상면에 지지되면서 설치되도록 함으로서, 수직구 바닥(A1) 시공시 비산등에 의하여 하단 수직구 세그먼트(B)의 측면의 손상, 파손을 방지할 수 있게 된다.
이에 본 발명의 탄성슈(400)는 구조가 간단하면서 차지하는 부피가 크지 않고 쐐기부가 하부에 형성되어 있어 수직구 바닥(A1) 시공 시 전혀 공간을 차지하지 않도록 하면서 수직구 바닥(A1) 시공으로부터 수직구 세그먼트(B)를 안정적으로 보호할 수 있기 때문에 특히 암반, 경질지반의 수직구 바닥(A1) 굴착에 의한 손상에 의한 영향을 최소화시킬 수 있게 된다.
이로서, 본 발명의 수직구(100)는 바닥판(110), 배면그라우팅관(120)를 포함하고 있음을 알 수 있다.
먼저 상기 바닥판(110)은 도 2a 및 도 2c와 같이, 상,하로 적층 시공된 수직구 세그먼트(B)의 저면에 설치된 탄성슈(400)의 쐐기부 측면공간(S)을 바닥판(110) 공간으로 확보할 수 있으므로 콘크리트 타설에 의하여 바닥판(110)과 수직구 세그먼트(B)의 구조적 일체화가 가능하게 된다.
상기 배면그라우팅관(120)은 도 2a 및 도 2c와 같이, 수직구 바닥(A1)을 굴착하면서 수직구(100)와 수직구 측면(A2) 사이의 공간이 형성되는데 이를 메워주기 위하여 수직구 세그먼트(B) 제작 시 미리 수평관 형태의 배면그라우팅관(120)을 매립시켜 놓고, 상기 수직구(100) 내측에서 배면쪽으로 그라우팅재(G)를 충전시켜 서로의 일체화가 가능하도록 하고 최종 입구를 마감시켜 수직구(100)를 보다 안정적으로 시공할 수 있게 된다.
상기 그라우팅재(G)는 최하단 배면그라우팅관(120)부터 충전시키는 방식으로 중력에 의한 그라우팅재(G) 충전이 가능하게 된다.
[ 본 발명의 탄성슈와 자중을 이용한 수직구(100) 시공방법]
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 탄성슈(400)와 자중을 이용한 수직구(100) 시공방법 순서도를 도시한 것이다.
상기 탄성슈(400)와 자중을 이용한 수직구(100)는 수직구 세그먼트(B)를 지표면에서 일반 거푸집(200)과 오토 클라이밍 거푸집(300)을 이용하여 하향식으로 자중에 의하여 하방 하강시키는 방식으로 시공하게 되고, 탄성부(400)에 의하여 안정적으로 수직구 바닥(A1)에 지지되도록 하면서, 수직구 바닥(A1)에 따른 충격, 국부응력등을 감쇄시켜 수직구 세그먼트(B)를 보호할 수 있게 된다.
이에 먼저 도 3a와 같이, 탄성슈(400)를 구비하게 된다. 이러한 탄성슈(400)는 하부는 쐐기부로 형성되도록 하고, 내부는 콘크리트(C)를 충전시켜 형성된 본체부; 상기 본체부의 상단과 최하단 수직구 세그먼트(B) 저면을 감싸 연결시켜 주면서 본체부의 상단과 최하단 수직구 세그먼트(B) 저면 사이에 하중흡수체가 수용되도록 하는 역할을 하도록, 상부와 하부는 U형 단면의 하우징공간이 확보되도록 하는 H형 단면 부재인 연결하우징; 연결하우징의 양 플랜지 내측의 수평복부 저면에 설치되어 본체부의 상면과 접하도록 설치됨으로서, 연결하우징의 양 플랜지 내측에 수용되어 좌우방향으로는 구속되고, 상하방향으로 수축되면서 충격과 국부응력을 흡수하여 상쇄시키는 하중흡수체;를 포함하게 된다.
지반(G1)을 수직 원통형 단면으로 굴착하여 수직구 바닥(A1)을 1차로 형성시키고, 가설지지대(10)를 콘크리트를 이용하여 굴착 표면 주위에 설치하게 된다.
이에 상기 가설지지대(10) 내측으로 앞서 살펴본 탄성슈(400)의 본체부(410)의 하부가 수직구 바닥(A1) 상면에 지지되도록 먼저 설치하게 된다.
이러한 탄성슈(400)는 원형링 형태의 강재 중공블록이므로 수직구 바닥(A1) 상면에 자립시켜 안정적으로 설치할 수 있게 된다.
이에 일반 거푸집(200)을 이용하여 최하단 수직구 세그먼트(B1)을 탄성슈(400) 상면에 제작하게 된다.
이러한 일반 거푸집(200)은 최하단 수직구 세그먼트(B1)의 형상에 대응하여 형성된 것으로서 외부 거푸집(210)과 내부 거푸집(220)으로 구분되어 있고, 외부 거푸집(210)과 내부 거푸집(220) 사이에 철근 등을 배근한 후, 콘크리트를 타설하는 방식으로 최하단 수직구 세그먼트(B1)를 제작하게 된다.
상기 외부 거푸집(210)은 가설지지대(10) 상면에 위치하게 되고, 내부 거푸집(220)은 외부 거푸집(210)으로부터 이격되어 탄성슈(400) 상면에 최하단 수직구 세그먼트(B1)가 동일한 두께로 형성되도록 세팅한 것을 이용하면 된다.
이에 콘크리트 양생되면, 내부 거푸집(220)은 탈형시켜 해체하고, 외부 거푸집(210)은 재사용이 가능하도록 가설지지대(10) 상면에 측방 이동시켜 놓게 된다.
이에 탄성슈(400)는 최하단 수직구 세그먼트(B1)의 자중을 받는 상태가 됨을 알 수 있다.
다음으로 도 3b와 같이, 수직구 바닥(A1)을 하방으로 더 굴착하게 된다. 이에 탄성슈(400)는 더 굴착함에 따른 하방공간으로 최하단 수직구 세그먼트(B1)는 자중에 의하여 하강되며, 이러한 수직구 바닥(A1)의 하방굴착에 의한 충격, 국부응력등은 더 굴착되어 형성된 수직구 바닥(A1)에 지지되면서, 탄성슈(400)에 의하여 상쇄되어 안정적으로 하강 시공이 가능하게 된다.
다음으로는 수직구 바닥(A1)에 자중에 의하여 하강된 최하단 수직구 세그먼트(B1)가 탄성슈(400)에 의하여 지지되도록 한 상태에서, 측방 이동시킨 외부 거푸집(210)과 해체시킨 내부 거푸집(220)을 다시 이격 시켜 놓고 최하단 수직구 세그먼트(B1) 상면에 제1중간 수직구 세그먼트(B2)를 제작하게 된다.
이에 최하단 수직구 세그먼트(B1)과 제1중간 수직구 세그먼트(B2)는 상하로 일체화될 수 있게 됨을 알 수 있다.
다음으로는 도 3c와 같이, 3차로 굴착시켜 형성된 수직구 바닥(A1)에 지지되도록 최하단 수직구 세그먼트(B1)과 제1중간 수직구 세그먼트(B2)를 역시 탄성슈(400)와 함께 하방으로 자중에 의하여 하강시킨 상태에서 3차로 굴착된 수직구 바닥면(A1)에 지지되도록 하게 된다.
이에 외부 거푸집(210)은 측방 이동시키고, 내부 거푸집(220)은 해체시킨 후, 내부 거푸집(220)을 대체하여 오토 클라이밍 거푸집(300)을 설치하게 된다.
상기 오토 클라이밍 거푸집(300)은 자주식으로 상,하 이동이 가능하게 되므로 설치공간이 확보된 상태에서 설치하여 제3,4..N중간 수직구 세그먼트(B3,B4..BN)들을 보다 신속하게 시공할 수 있게 된다.
이로서, 3번째 굴착되어 형성된 수직구 바닥(A1)에 상기 오토 클라이밍 거푸집(300)과 외부 거푸집(210)을 이용하여 제작된 제1중간 수직구 세그먼트(B2), 제1중간 수직구 세그먼트(B2), 최하단 수직구 세그먼트(B1)과 탄성슈(400)가 함께 자중에 의하여 하방으로 하강되면서 탄성슈(400)에 의하여 안정적으로 역시 상기 수직구 바닥(A1)에 지지될 수 있음을 알 수 있다.
이에 도 3d와 같이, 제1,2중간 수직구 세그먼트(B2,B3) 이후에 수직구(100) 시공 깊이에 따라 다수의 제3,4...N 중간 수직구 세그먼트(B4,B5....BN)를 차례로 반복 시공하여 원하는 수직구(100)를 시공하고, 수직구의 하단에 바닥판(110)을 시공하게 된다.
상기 바닥판(110)은 콘크리트를 이용하여, 탄성슈(400)의 쐐기부 측면공간(S)을 이용하여 일정한 두께로 형성시키게 된다.
이때 바닥판(110) 시공 이후에는 도 2c와 같이, 배면그라우팅관(120)을 이용하여 상기 수직구(100) 내측에서 배면쪽으로 그라우팅재(G)를 충전시켜 수직구(100)와 수직구 굴착내측면을 메워주어 일체화시키고, 또한 가설지지대(10)는 최종 제거하게 된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 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.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 수직구
110: 바닥판
120: 배면그라우팅관
200: 일반 거푸집 210: 외부 거푸집
220: 내부 거푸집 300: 오토 클라이밍 거푸집
400: 탄성슈 410: 본체부
420: 연결하우징 430: 하중흡수체
440: 측방연결재 450: 세그먼트보강판
A1: 수직구 바닥 A2: 수직구 측면
B: 수직구 세그먼트 B1: 최하단 수직구 세그먼트
B2, B3: 제1,2중간 수직구 세그먼트
S: 쐐기부 측면공간

Claims (10)

  1. (a) 하부는 쐐기부로 형성되도록 하고, 내부는 콘크리트(C)를 충전시켜 형성된 본체부(410); 상기 본체부(410)의 상단과 최하단 수직구 세그먼트(B) 저면을 감싸 연결시켜 주면서 본체부(410)의 상단과 최하단 수직구 세그먼트(B) 저면 사이에 하중흡수체(430)가 수용되도록 하는 역할을 하도록, 상부와 하부는 U형 단면의 하우징공간이 확보되도록 하는 H형 단면 부재인 연결하우징(420); 연결하우징(420)의 양 플랜지 내측의 수평복부 저면에 설치되어 본체부(410)의 상면과 접하도록 설치됨으로서, 연결하우징의 양 플랜지 내측에 수용되어 좌우방향으로는 구속되고, 상하방향으로 수축되면서 발파에 의한 파쇄에 의한 충격, 국부응력이 수직구 세그먼트(B)에 그대로 전달되지 않도록, 충격과 국부응력을 흡수하여 상쇄시키는 탄성패드를 포함하는 하중흡수체(430);를 포함하는 탄성슈(400)를 구비하는 단계;
    (b) 지반(G1)을 굴착하여 수직구 바닥(A1)을 형성시키고, 가설지지대(10)를 굴착 표면 주위에 설치한 후, 가설지지대(10) 내측으로 상기 탄성슈(400)의 본체부(410)의 하부가 수직구 바닥(A1) 상면에 지지되도록 먼저 설치하는 단계; 및
    (c) 일반 거푸집(200)을 이용하여 탄성슈(400) 상면에 최하단 수직구 세그먼트(B1)를 제작한 후, 수직구 바닥(A1)을 하방으로 더 굴착하여 탄성슈(400)가 더 굴착함에 따른 하방공간으로 최하단 수직구 세그먼트(B1)가 자중에 의하여 하강되어, 수직구 바닥(A1)에 지지되도록 하여, 수직구 바닥(A1)의 하방굴착에 의한 충격, 국부응력등은 탄성슈(400)에 의하여 상쇄시키는 단계;를 포함하며,
    상기 (a) 단계의 탄성슈(400)는, 상기 본체부(410)와 연결하우징(420)의 양 플랜지를 서로 측방에서 연결시켜주기 위한 것으로서, 채널부재를 본체부(410)와 연결하우징(420)의 측면에 각각 일체화시키고, 각각의 채널부재를 연결부재를 이용하여 상하로 구속시켜 줌과 더불어 상기 연결부재를 해체하여 하중흡수체(430)의 교환이 가능하도록 하는 측방연결재(440)를 포함하고,
    상기 탄성슈(400)는 최하단 수직구 세그먼트(B)의 측면에 위치하여 하단이 연결하우징(420)의 수직구 내부에서 노출된 플랜지 상면에 지지되면서 설치되도록 함으로서, 수직구 바닥(A1) 시공시 하단 수직구 세그먼트(B)의 측면의 손상, 파손을 방지할 수 있는 세그먼트보강판(450)을 포함하여, 암반, 경질지반의 수직구 바닥(A1) 굴착에 의한 손상을 방지할 수 있도록 하는 수직구(100)를 시공하는 탄성슈와 자중을 이용한 수직구 시공방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 (c) 단계의 일반 거푸집(200)은
    최하단 수직구 세그먼트(B1)의 형상에 대응하여 외부 거푸집(210)과 내부 거푸집(220)으로 구분되며,
    상기 외부 거푸집(210)은 가설지지대(10) 상면에 위치하게 되고, 내부 거푸집(220)은 외부 거푸집(210)으로부터 이격되어 탄성슈(400) 상면에 콘크리트를 이용하여 최하단 수직구 세그먼트(B1)가 동일한 두께로 형성되도록 세팅한 것을 이용하되,
    상기 콘크리트 양생되면, 내부 거푸집(220)은 탈형시켜 해체하고, 외부 거푸집(210)은 재사용이 가능하도록 가설지지대(10) 상면에 측방 이동시켜 놓는 탄성슈와 자중을 이용한 수직구 시공방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 (c) 단계의 일반 거푸집(200) 사용 이후에는 오토 클라이밍 거푸집(300)을 이용하여 중간 수직구 세그먼트를 제작할 수 있도록 하되,
    상기 오토 클라이밍 거푸집(300)은 일반 거푸집(200)의 외부 거푸집(210)은 측방 이동시키고, 내부 거푸집(220)은 해체시킨 후, 내부 거푸집(220)을 대체하여 설치하는 (d) 단계를 더 포함하는 탄성슈와 자중을 이용한 수직구 시공방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 중간 수직구 세그먼트(B2,B3....BN)를 차례로 반복 시공하여 수직구(100)를 시공하고, 수직구(100) 하단에 바닥판(110)을 시공하되,
    상기 바닥판(110)은 콘크리트를 이용하여, 탄성슈(400)의 쐐기부 측면공간(S)을 이용하여 수직구 세그먼트(B)의 구조적 일체화가 가능하도록 하는 탄성슈와 자중을 이용한 수직구 시공방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 바닥판(110) 시공 이후에,
    수직구 바닥(A1)을 굴착하면서 수직구(100)와 수직구 측면(A2) 사이의 공간을 메워주기 위하여 수직구 세그먼트(B) 제작 시 미리 수평관 형태의 배면그라우팅관(120)을 매립시켜 놓고, 상기 수직구(100) 내측에서 배면쪽으로 그라우팅재(G)를 충전시켜 서로의 일체화가 가능하도록 하는 탄성슈와 자중을 이용한 수직구 시공방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 수직구(100)는 지하 터널, 지하차도를 시공하기 위한 공사 시점부, 종점부에 수직갱 형태로 시공되는 탄성슈와 자중을 이용한 수직구 시공방법.
  9. (a) 하부는 쐐기부로 형성되도록 하고, 내부는 콘크리트(C)를 충전시켜 지지강성을 확보할 수 있도록 형성된 본체부(410); 상기 본체부(410)의 상단과 최하단 수직구 세그먼트(B1) 저면을 감싸 연결시켜 주면서 본체부(410)의 상단과 최하단 수직구 세그먼트(B1) 저면 사이에 하중흡수체(430)가 수용되도록 하는 역할을 하는 연결하우징(420); 연결하우징(420)의 양 플랜지 내측의 수평복부 저면에 설치되어 본체부(410)의 상면과 접하도록 설치됨으로서, 연결하우징의 양 플랜지 내측에 수용되어 좌우방향으로는 구속되고, 상하방향으로 수축되면서 발파에 의한 파쇄에 의한 충격, 국부응력이 수직구 세그먼트(B)에 그대로 전달되지 않도록, 충격과 국부응력을 흡수하여 상쇄시키는 탄성패드를 포함하는 하중흡수체(430);를 포함하는 탄성슈(400)를 구비하는 단계;
    (b) 지반(G1)을 굴착하여 수직구 바닥(A1)을 형성시키고, 가설지지대(10)를 굴착 표면 주위에 설치한 후, 가설지지대(10) 내측으로 상기 탄성슈(400)의 본체부(410)의 하부가 수직구 바닥(A1) 상면에 지지되도록 먼저 설치하는 단계; 및
    (c) 일반 거푸집(200)을 이용하여 탄성슈(400) 상면에 최하단 수직구 세그먼트(B1)를 제작한 후, 수직구 바닥(A1)을 하방으로 더 굴착하여 탄성슈(400)가 더 굴착함에 따른 하방공간으로 최하단 수직구 세그먼트(B1)가 자중에 의하여 하강되어, 수직구 바닥(A1)에 지지되도록 하여, 수직구 바닥(A1)의 하방굴착에 의한 충격, 국부응력등은 탄성슈(400)에 의하여 상쇄시키는 단계; 및
    (d) 일반 거푸집(200) 사용 이후 오토 클라이밍 거푸집(300)을 이용하여 중간 수직구 세그먼트(B2,B3,...BN)를 제작할 수 있도록 하되, 상기 오토 클라이밍 거푸집(300)은 일반 거푸집(200)의 외부 거푸집(210)은 측방 이동시키고, 내부 거푸집(220)은 해체시킨 후, 내부 거푸집(220)을 대체하여 설치하는 단계;를 포함하며,
    상기 (a) 단계의 탄성슈(400)는, 상기 본체부(410)와 연결하우징(420)의 양 플랜지를 서로 측방에서 연결시켜주기 위한 것으로서, 채널부재를 본체부(410)와 연결하우징(420)의 측면에 각각 일체화시키고, 각각의 채널부재를 연결부재를 이용하여 상하로 구속시켜 줌과 더불어 상기 연결부재를 해체하여 하중흡수체(430)의 교환이 가능하도록 하는 측방연결재(440)를 포함하고,
    상기 탄성슈(400)는 최하단 수직구 세그먼트(B)의 측면에 위치하여 하단이 연결하우징(420)의 수직구 내부에서 노출된 플랜지 상면에 지지되면서 설치되도록 함으로서, 수직구 바닥(A1) 시공시 하단 수직구 세그먼트(B)의 측면의 손상, 파손을 방지할 수 있는 세그먼트보강판(450)을 포함하여, 암반, 경질지반의 수직구 바닥(A1) 굴착에 의한 손상을 방지할 수 있도록 하는 탄성슈와 자중을 이용한 수직구 (100)시공방법에 시공된 수직구.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 수직구(100)는 지하 터널, 지하차도를 시공하기 위한 공사 시점부, 종점부에 수직갱 형태로 시공되며, 가설지지대(10)는 최종 제거되도록 하는 탄성슈와 자중을 이용한 수직구 시공방법에 시공된 수직구.
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