KR102169880B1 - 수직터널 굴착 및 라이닝콘크리트 타설용 시스템 거푸집 시공방법 및 이를 위한 시스템 거푸집 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수직터널 굴착 및 라이닝콘크리트 타설용 시스템 거푸집 시공방법 및 이를 위한 시스템 거푸집에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시스템 거푸집을 수직터널의 시공 현장에 설치한 트러스벤트 내부에서 조립과 해체가 가능하도록 구성하여 수직터널의 시공 편의성을 향상시키고 이와 동시에 미사용 중인 거푸집을 보관하기 위한 별도의 보관장소가 필요 없고, 수직터널 형성을 방해하지 않는 수직터널 굴착 및 라이닝콘크리트 타설용 시스템 거푸집 시공방법 및 이를 위한 시스템 거푸집에 관한 것으로, 이를 위해 본 발명은 수직터널을 형성하고자 하는 위치의 지면을 평탄화하고, 상호 이격된 위치에 다수 개의 고정용 앙카가 매립된 기초콘크리트와 수직터널의 하단부를 구성하는 라이닝콘크리트벽체를 각각 타설하여 양생하는 단계; 상기 고정용 앙카에 기 제작된 트러스벤트를 고정하여 설치하는 단계; 상기 라이닝콘크리트벽체와 상기 트러스벤트를 내부앙카볼트를 이용하여 고정하는 단계; 상기 트러스벤트에 시스템 거푸집을 조립하는 단계; 상기 시스템 거푸집에 콘크리트를 타설하여 수직터널을 성형하는 단계; 상기 수직터널이 형성된 이후 상기 시스템 거푸집을 해체하는 단계; 형성된 수직터널의 내측에 배치된 토사를 굴착하여 라이닝콘크리트벽체를 하강시키는 단계;를 포함한다.

Description

수직터널 굴착 및 라이닝콘크리트 타설용 시스템 거푸집 시공방법 및 이를 위한 시스템 거푸집{System formwork construction method for vertical tunnel excavation and pouring of lining concrete and system formwork for this}

본 발명은 수직터널 굴착 및 라이닝콘크리트 타설용 시스템 거푸집 시공방법 및 이를 위한 시스템 거푸집에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시스템 거푸집을 수직터널의 시공 현장에 설치한 트러스벤트 내부에서 조립과 해체가 가능하도록 구성하여 수직터널의 시공 편의성을 향상시키고 이와 동시에 미사용 중인 거푸집을 보관하기 위한 별도의 보관장소가 필요 없고, 수직터널 형성을 방해하지 않는 수직터널 굴착 및 라이닝콘크리트 타설용 시스템 거푸집 시공방법 및 이를 위한 시스템 거푸집에 관한 것이다.

종래의 지하철의 공사, 광통신케이블 매설을 위한 지하 터널, 전력선 케이블 매설을 위한 지하터널 또는 차량 통행용 터널 등을 시공하기 위해서는 지상에서 지하로 수직의 터널을 형성하고, 형성된 수직터널로 각종 장비의 투입 및 작업자들의 입출입 등이 이루어지고 공사가 완료된 이후에는 환기구 및 터널의 유지관리용으로 사용한다.

이러한 수직터널은 토사층까지는 차수벽 공사를 실시하고 암반층에는 차수벽을 설치하지 않기 때문에 암반층의 절리를 통해서 발생하는 누수는 차단할 수 없는 문제점이 있고, 지하수의 유입과 함께 토사가 유출되어 주변 지반의 땅꺼짐 현상이 발생하는 문제점이 있었다.

상기의 문제점을 해결하기 위한 방법 중 하나로써 암반층까지 차수벽을 설치하는 방법이 있는데, 암반층에 설치하는 차수벽은 시트파일, 현장타설말뚝, 슬러리월 공법이 있으나 이러한 공법은 누수를 완벽히 차단할 수 없기 때문에 콘크리트 벽체로 이루어진 차수벽을 설치하는 것이 가장 바람직하다.

종래에 콘크리트 벽체로 이루어진 차수벽을 설치하는 방법을 살펴보면, 지면에서 수직 방향으로 수직구를 깊게 판 이후에 최저점부터 철근을 배열한 이후 조각의 폼을 조립하여 콘크리트를 타설하는 것이다.

이러한 작업은 시공시간이 길어지고 타설 중 또는 양생 과정에서 콘크리트 몰탈의 하중압력 또는 토사의 암력에 의하여 타설된 콘크리트가 파손 또는 훼손되는 문제점이 있고, 날씨의 영향을 많이 받기 때문에 타설 이후에 빗물이나 습기가 콘크리트몰탈측으로 유입되는 것을 차단하기 위하여 방수포를 덮어야 하는 문제점이 있고, 타설된 콘크리트몰탈이 양생되기 전에는 그 상부로 새로운 콘크리트를 타설할 수 없어 한 번에 높은 높이까지 콘크리트벽체를 형성할 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 철근과 폼을 조립하는데 소요되는 시간이 증가하고, 미사용중인 철근과 폼을 보관하기 위한 별도의 적재공간이 필요한 문제점이 있었다.

즉, 수직터널은 상술한 바와 같이 광통신케이블 또는 전력선케이블 매설을 위해 형성되는 경우, 이러한 작업은 도심지에서 진행되는 경우가 많고, 도심지의 경우 작업에 필요한 부지가 매우 협소하기 때문에 철근과 폼을 별도로 보관하기 위한 적재공간의 확보가 어려운 문제점이 있고, 외부에 보관한 이후 이를 필요할 때마다 운반해서 사용하기에는 매우 번거롭고 시간 및 비용이 증가하는 문제점이 있었다.

또한 상술한 바와 같이 철근과 폼을 조립하여 거푸집을 형성하고, 콘크리트 타설 및 양생이 완료된 이후에 이를 분리하는 작업에 소요되는 시간이 증가하고, 종래 거푸집은 수직터널을 성형하기 위하여 타설된 콘크리트에 의해 형성된 중앙 부위를 굴착하여 반출하기 어려운 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1198731호 대한민국 등록특허 제10-0913381호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 수직터널을 시공하고자 하는 위치에 미리 제작된 트러스벤트를 배치하고, 상기 트러스벤트에 시스템 거푸집을 조립 및 해체할 수 있도록 구성하고 상기 시스템 거푸집에 콘크리트를 타설하여 수직터널 벽체를 성형한 이후 중앙의 토사를 굴착하면서 수직터널 벽체가 침하하도록 구성하여 수직터널의 성형이 용이한 수직터널 굴착 및 라이닝콘크리트 타설용 시스템 거푸집 시공방법 및 이를 위한 시스템 거푸집을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 트러스벤트에 시스템 거푸집을 조립 및 해체하여 미사용중인 시스템 거푸집의 보관에 소요되는 장소를 최소화하여 보관공간 확보가 어려운 도심지에서도 활용이 가능하고, 수직터널의 형성에 소요되는 시간을 단축하고 비용을 절감할 수 있는 수직터널 굴착 및 라이닝콘크리트 타설용 시스템 거푸집 시공방법 및 이를 위한 시스템 거푸집을 제공하는데 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 수직터널을 형성하고자 하는 위치의 지면을 평탄화하고, 상호 이격된 위치에 다수 개의 고정용 앙카가 매립된 기초콘크리트와 수직터널의 하단부를 구성하는 라이닝콘크리트벽체를 각각 타설하여 양생하는 단계; 상기 고정용 앙카에 기 제작된 트러스벤트를 고정하여 설치하는 단계; 상기 라이닝콘크리트벽체와 상기 트러스벤트를 내부앙카볼트를 이용하여 고정하는 단계; 상기 트러스벤트에 시스템 거푸집을 조립하는 단계; 상기 시스템 거푸집에 콘크리트를 타설하여 수직터널을 성형하는 단계; 상기 수직터널이 형성된 이후 상기 시스템 거푸집을 해체하는 단계; 형성된 수직터널의 내측에 배치된 토사를 굴착하여 라이닝콘크리트벽체를 하강시키는 단계;를 포함한다.

또한, 상기 시스템 거푸집을 조립하는 단계;는, 상기 트러스벤트에 수직터널 벽체용 외부판넬을 조립하는 단계; 상기 트러스벤트에 수직터널 벽체용 내부판넬을 조립하는 단계; 상기 외부판넬과 상기 내부판넬 사이의 간격 및 각각의 수직도를 보정하는 단계;를 포함한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 트러스벤트에 수직터널 벽체용 외부판넬을 조립하는 단계와, 상기 트러스벤트에 수직터널 벽체용 내부판넬을 조립하는 단계에서는, 상기 수직터널 벽체용 외부판넬과 수직터널 벽체용 내부판넬을 상기 트러스벤트와 각각 수평스크류잭을 이용하여 조립하고, 상기 수직터널 벽체용 외부판넬과 수직터널 벽체용 내부판넬의 상단은 상기 트러스벤트와 각각 수직스크류잭을 이용하여 조립한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수직터널 굴착 및 라이닝콘크리트 타설용 시스템 거푸집 시공방법에서 상기 시스템 거푸집은, 기초콘크리트에 매립된 고정용 앙카와 결합하며 배치되는 트러스벤트에 배치되되 상호 이격된 위치에 배치되되 라이닝콘크리트벽체의 상단에 외부판넬과 내부판넬과, 일단은 상기 외부판넬 또는 내부판넬에 결합되고 타단은 상기 트러스벤트에 결합하여 상기 외부판넬 또는 상기 내부판넬 사이의 간격을 조절하는 다수 개의 수평스크류잭과, 상기 외부판넬과 내부판넬의 상단과 상기 트러스벤트를 연결하는 수직스크류잭; 상기 트러스벤트와 라이닝콘크리트벽체를 연결하여 상기 트러스벤트의 하중 압력을 지지하는 내부앙카볼트를 포함한다.

또한, 상기 트러스벤트는, 상기 고정용 앙카와 결합하는 지지대와, 상기 지지대에 결합되며 상기 외부판넬과 내부판넬이 배치되는 작업공간이 형성된 가설대와, 상기 작업공간에 배치되며 상기 외부판넬에 구비된 수평스크류잭의 일단이 결합하는 고정대를 포함한 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어진 본 발명은 시스템 거푸집의 조립 및 해체에 소요되는 시간을 단축하고, 시스템 거푸집의 보관에 소요되는 공간을 최소화하여 공간 확보가 어려운 도심지에서도 적용이 가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명은 트러스벤트에 시스템 거푸집을 조립한 이후 시스템 거푸집을 구성하는 외부판넬과 내부판넬 사이의 간격 및 수직도의 미세 조절 및 보정이 가능하고, 외부판넬과 내부판넬의 상하 길이를 길게 형성한 이후 콘크리트를 타설하여 수직터널의 벽체를 형성할 수 있어 다양한 길이를 갖는 수직터널 벽체를 형성할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 형성된 수직터널 벽체를 침하시키는 과정에서 수직터널 벽체의 내부에 배치된 토사를 굴착하여 외부로 배출하는 과정에서 트러스벤트 및 시스템 거푸집으로 인한 방해가 없어 토사의 굴착 및 배출 작업이 신속하게 이루어지는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수직터널 굴착 및 라이닝콘크리트 타설용 시스템 거푸집 시공방법의 순서를 도시한 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 기초콘크리트와 라이닝콘크리트벽체를 타설하여 양생하는 단계를 도시한 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 트러스벤트를 고정하여 설치하는 단계를 도시한 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 트러스벤트와 라이닝콘크리트벽체를 고정하는 단계를 도시한 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 시스템 거푸집을 상기 트러스벤트에 조립하는 단계를 도시한 예시도.
도 6 및 도 7은 도 5의 시스템 거푸집을 조립하는 단계를 세분화한 것을 도시한 예시도.
도 8은 본 발명에 따른 시스템 거푸집에 콘크리트를 타설하는 단계를 도시한 예시도.
도 9는 본 발명에 따른 시스템 거푸집을 해체하는 단계를 도시한 예시도.
도 10은 본 발명에 따른 라이닝콘크리트벽체를 하강시키는 단계를 도시한 예시도.

이하, 상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 수직터널 굴착 및 라이닝콘크리트 타설용 시스템 거푸집 시공방법 및 이를 위한 시스템 거푸집의 바람직한 구현예를 설명하도록 한다.

먼저, 본 발명에 따른 수직터널 굴착 및 라이닝콘크리트 타설용 시스템 거푸집 시공방법(S1)은 도 1에 도시된 바와 같이, 수직터널을 형성하고자 하는 위치의 지면을 평탄화하고, 상호 이격된 위치에 다수 개의 고정용 앙카가 매립된 기초콘크리트와 수직터널의 하단부를 구성하는 라이닝콘크리트벽체를 각각 타설하여 양생하는 단계(S10)와, 상기 고정용 앙카에 기 제작된 트러스벤트를 고정하여 설치하는 단계(S20)와, 상기 라이닝콘크리트벽체와 상기 트러스벤트를 내부앙카볼트를 이용하여 고정하는 단계(S30)와, 상기 트러스벤트에 시스템 거푸집을 조립하는 단계(S40)와, 상기 시스템 거푸집에 콘크리트를 타설하여 수직터널을 성형하는 단계(S50)와, 상기 수직터널이 성형된 이후 상기 시스템 거푸집을 해체하는 단계(S60)와, 형성된 수직터널의 중앙측 토사를 굴착하여 라이닝콘크리트벽체를 하강시키는 단계(S70)를 포함한다.

상기 기초콘크리트와 라이닝콘크리트벽체를 타설하여 양생하는 단계(S10)는, 수직터널을 형성하고자 하는 설계된 위치의 지면을 고르게 하고 부산물을 정리하는 평탄화작업을 하고, 상호 이격된 위치에 다수 개의 고정용 앙카가 매립된 기초콘크리트를 타설하여 양생하고, 수직터널의 하단부를 구성하는 라이닝콘크리트벽체를 타설하여 양생하는 단계이다.

여기서 상기 기초콘크리트는 후술하는 트러스벤트의 높이와 폭을 고려하여 길이를 결정하고 트러스벤트로부터 가해지는 하중 압력을 고려하여 상하 두께를 결정한다.

또한 상기 기초콘크리트는 수직터널의 테두리 외측단에서 이격 배치된 원형으로 타설 및 양생되는 것으로 도 2는 상기 기초콘크리트 및 라이닝콘크리트벽체가 타설된 상태를 일측에서 도시한 것이다.

상기 고정용 앙카는 상기 기초콘크리트에 상호 간격을 두고 다수 개가 배치되는 것으로, 바람직하게는 하부를 기초콘크리트에 매립하여 고정력을 향상시키는 것이 바람직하다.

상기 라이닝콘크리트벽체는 수직터널의 하단부를 구성하는 것으로, 도면 중 도시된 바와 같이 하단부의 면적이 상단부의 면적에 비해 좁아지는 쐐기 형태로 이루어져 수직터널 벽체가 양생이 완료된 이후 지중으로 침하시 지중의 반발저항력이 최소로 적용되도록 한다.

다음, 상기 기초콘크리트에 매립된 고정용 앙카에 기 제작된 트러스벤트를 고정하여 설치하는 단계(S20)는, 수직터널의 설계 규격에 맞춰 미리 제작된 트러스벤트를 상기 기초콘크리트의 상면에 배치하되, 상단이 기초콘크리트의 상방으로 돌출 배치된 다수 개의 고정용 앙카에 결합하여 위치를 고정시키는 단계이다.

이러한 트러스벤트는 수직터널의 직경, 높이, 횡단면의 두께에 대응하여 다양하게 변경 가능한 것으로 도시된 형태에 한정되지 않음은 물론이다.

또한, 상기 트러스벤트는 상기 라이닝콘크리트벽체가 배치되는 작업공간이 형성되고, 상기 작업공간에 후술하는 시스템 거푸집이 배치되어 수직터널 벽체를 성형한다.

다음 상기 라이닝콘크리트벽체와 상기 트러스벤트를 내부앙카볼트를 이용하여 고정하는 단계(S30)는 라이닝콘크리트벽체와 트러스벤트를 상호 결합하여 라이닝콘크리트벽체의 위치를 고정한다.

여기서 라이닝콘크리트벽체의 위치를 고정함으로써 후술하는 시스템 거푸집을 통해 수직터널 벽체를 성형할 때 상기 라이닝콘크리트벽체의 위치가 변위되지 않도록 하여 수직도를 유지하면서 수직터널 벽체를 성형할 수 있도록 한다.

이를 위해 상기 내부앙카볼트는 상기 라이닝콘크리트벽체의 둘레를 따라 다수 개가 방사상으로 배치되며 일단은 라이닝콘크리트벽체에 결합되토 타단은 트러스벤트에 결합되어 양 구성간의 간격을 일정하게 유지한 상태로 위치를 고정시킨다.

본 발명에서 상기 내부앙카볼트는 다양한 기술분야에서 사용되는 공지의 것이므로 이를 통해 양 구성의 간격을 유지하면서 위치를 고정하는 것에 대한 상세한 도시 및 설명은 생략하도록 한다.

다음 상기 트러스벤트에 시스템 거푸집을 조립하는 단계(S40)는, 상기 라이닝콘크리트벽체의 상단부에 높이 방향으로 수직터널을 성형하기 위한 시스템 거푸집을 조립하는 단계이다.

이를 위해 상기 시스템 거푸집을 조립하는 단계(S40)는, 수직터널 벽체용 외부판넬을 조립하는 단계(S41)와, 수직터널 벽체용 내부판넬을 조립하는 단계(S42)와, 상기 외부판넬과 내부판넬 사이의 간격 및 각각의 수직도를 보정하는 단계(S43)를 포함한다.

상기 외부판넬과 내부판넬은 각각 수직터널의 외주연과 내주연의 직경에 상응하는 직경을 가지도록 성형된 판넬로서 외부판넬과 내부판넬 사이에 콘크리트를 타설하여 수직터널을 성형하는 것이다.

이러한 외부판넬과 내부판넬은 타설 및 양생되는 콘크리트의 압력에 의한 파손 및 훼손을 방지할 수 있도록 내구성을 가지는 금속재로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 상기 수직터널 벽체용 외부판넬을 조립하는 단계(S41) 및 내부판넬을 조립하는 단계(S42)에서는 각각의 판넬을 수평스크류잭을 이용하여 트러스벤트에 고정하여 콘크리트의 하중 압력을 지지할 수 있도록 한다.

한편, 상기 외부판넬과 내부판넬 사이의 간격 및 각각의 수직도를 보정하는 단계(S43)에서는 상기 수평스크류잭을 조절하여 외부판넬 또는 내부판넬의 위치를 변위시킴으로써 양 판넬간의 간격을 조절하여 수직터널의 두께를 설정한다.

이어서 상기 외부판넬과 내부판넬 각각의 상단과 트러스벤트를 연결하는 수직스크류잭을 통해 각각의 판넬의 수직도를 보정함으로써 수직터널이 동일한 두께를 가지면서 성형되도록 함과 동시에 수직도를 유지할 수 있도록 한다.

이러한 시스템 거푸집은 트러스벤트에 구비된 작업공간에 조립되기 때문에 시스템 거푸집을 성형하기 위한 별도의 공간이 필요하지 않고 나아가 성형하고자 하는 수직터널의 길이가 외부판넬 및 내부판넬의 길이에 비해 상대적으로 길더라도 후술하는 하강단계를 거친 이후에 상단부에 연속적으로 수직터널을 성형할 수 있고 이러한 수직터널의 성형이 시공현장에서 직접 이루어지고 연속적으로 진행이 가능하여 시스템 거푸집을 성형하기 위한 구성을 보관하기 위한 별도의 공간이 필요하지 않아 도심지에서도 적용이 가능한 장점이 있다.

다음 상기 시스템 거푸집에 콘크리트를 타설하는 단계(S50)에서는 수직터널을 성형하기 위한 콘크리트를 타설하는 단계이다.

이러한 콘크리트 타설단계는 콘크리트 몰탈을 몰탈이송관을 통해서 시스템 거푸집을 구성하는 외부판넬과 내부판넬 사이의 간격으로 타설한 후 양생하는 단계이다.

다음 상기 수직터널의 양생이 완료된 이후에 시스템 거푸집을 해체하는 단계(S60)에서는, 외부판넬과 내부판넬을 트러스벤트에 고정하는 수평스크류잭과 수직스크류잭을 트러스벤트에서 분리하여 시스템 거푸집을 해체하는 단계이다.

본 단계에서는 수평스크류잭과 수직스크류잭의 일단을 트러스벤트로부터 분리한 이후 외부판넬과 내부판넬을 트러스벤트의 작업공간에서 분리하여 시스템 거푸집을 해체하는 단계이다.

한편, 후술하는 라이닝콘크리트벽체를 하강시키는 단계를 거치면서 라이닝콘크리트벽체를 하강시킨 후 그 상부에 연속적으로 수직터널을 성형하고자 할 때 상기 수평스크류잭과 수직스크류잭의 일단을 트러스벤트에서 각각 분리시킨 상태에서 라이닝콘크리트벽체 및 그 상부에 연장되어 성형된 수직터널을 하강시킨 이후 상기 수평스크류잭과 수직스크류잭을 다시 트러스벤트에 고정시켜 외부판넬과 내부판넬의 위치를 조절한 후 콘크리트 몰탈을 타설한 후 양생시켜 연속적인 수직터널을 성형할 수 있다.

다음 형성된 수직터널의 중앙 공간에 배치된 토사를 굴착하여 라이닝콘크리트벽체를 하강시키는 단계(S70)는, 수직터널 중앙 공간의 토사를 굴삭기 등의 장비를 통해 굴착 후 외부로 배출시켜 라이닝콘크리트벽체를 하강시킴으로써 그 상단에 양생된 수직터널도 침하시키는 단계이다.

이를 통해 라이닝콘크리트벽체 및 상단에서 상방으로 연장 형성된 수직터널이 지중으로 침하되면서 수직터널을 형성하게 된다.

상기의 단계를 통해서 수직터널을 성형함으로써 미사용 중인 거푸집을 보관하기 위한 별도의 보관 장소가 필요 없고, 이로 인해 보관 장소 확보가 어려운 도심지에서도 적용이 가능한 장점이 있으며, 나아가 연속적으로 수직터널을 성형할 수 있어 다양한 길이의 수직터널의 형성에도 적용이 가능하여 활용도가 높은 장점이 있다.

한편, 본 발명에 따른 시스템 거푸집(1)은, 기초콘크리트(70)에 매립된 고정용 앙카(71)와 결합하며 배치되는 트러스벤트(60)에 배치되되 상호 이격된 위치에 배치되되 라이닝콘크리트벽체(80)의 상단에 외부판넬(10)과 내부판넬(20)과, 일단은 상기 외부판넬(10) 또는 내부판넬(20)에 결합되고 타단은 상기 트러스벤트(60)에 결합하여 상기 외부판넬(10) 또는 상기 내부판넬(20) 사이의 간격을 조절하는 다수 개의 수평스크류잭(30)과, 상기 외부판넬(10)과 내부판넬(20)의 상단과 상기 트러스벤트(60)를 연결하는 수직스크류잭(40)과, 상기 트러스벤트(60)와 라이닝콘크리트벽체(80)를 연결하여 상기 트러스벤트(60)의 하중 압력을 지지하는 내부앙카볼트(50)를 포함한다.

상기 외부판넬(10)과 내부판넬(20)은 각각 형성하고자 하는 수직터널의 외경과 내경에 상응하는 직경을 가지는 원통형으로 형성되어 배치되되 상기 라이닝콘크리트벽체(80)의 상단에서 동일한 동심원을 가지도록 배치됨으로써 상호간의 간격이 형성된 상태로 배치된다.

이때 상기 외부판넬(10)과 내부판넬(20)은 상기 트러스벤트(60)에 구비된 작업공간(63)에 배치되고 각각의 판넬은 수평스크류잭(30)을 통해서 트러스벤트(60)에 결합된다.

상기 수평스크류잭(30)은 일단은 상기 외부판넬(10) 또는 내부판넬(20)에 결합되고 타단은 상기 트러스벤트(60)에 결합되며 일단을 조이거나 해제함으로써 길이가 조절되는 것으로 이러한 수평스크류잭(30)은 다수 개가 외부판넬(10)의 외주면과 내부판넬(20)의 내주면에 방사상으로 배치된다.

상기 수평스크류잭(30)을 통해서 상기 외부판넬(10)과 내부판넬(20) 사이의 간격을 조절하고 각각이 맞닿은 외부판넬(10)과 내부판넬(20)을 수평 방향에서 지지함으로써 외부판넬(10)과 내부판넬(20) 사이의 공간으로 타설되는 콘크리트몰탈의 하중압력을 지지한다.

이때 도면 중 도시된 바와 같이 상기 수평스크류잭(30)은 외부판넬(10) 및 내부판넬(20)의 길이 방향을 따라 배치됨으로써 전체적으로 일정 간격을 두고 방사상으로 다층으로 배치되어 외부판넬(10)과 내부판넬(20)을 지지하는 것이 바람직하며, 여기서 상기 수평스크류잭(30)의 배치 개수 및 위치는 외부판넬(10)과 내부판넬(20)의 직경 및 두 판넬 사이의 간격에 따라 변경 가능한 것으로 도시된 형태 및 개수에 한정되지 않음은 물론이다.

상기 수직스크류잭(40)은 상기 외부판넬(10)과 내부판넬(20)의 상단과 트러스벤트(60) 사이에 배치되어 외부판넬(10) 및 내부판넬(20)의 수직도를 보정함과 동시에 이들의 위치를 고정하는 것이다.

이러한 수직스크류잭(40)은 상기 외부판넬(10)과 내부판넬(20)의 상단에 다수 개가 방사상으로 배치되어 일단을 조절하여 각각의 판넬이 동일한 수평도를 이루도록 조절함으로써 각 판넬의 수직도를 보정할 수 있는 것이다.

상기 내부앙카볼트(50)는 상기 트러스벤트(60)와 상기 라이닝콘크리트벽체(80) 사이에 배치되어 이들을 연결함으로써 라이닝콘크리트벽체(80)의 위치를 고정한다.

상기 라이닝콘크리트벽체(80)는 상기 외부판넬(10)과 내부판넬(20)의 하단부가 배치되는 것으로, 외부판넬(10)과 내부판넬(20) 사이에 형성되는 수직터널과 연결되어 수직터널의 하단부를 형성하는 것으로 이러한 라이닝콘크리트벽체는 기초콘크리트 타설과정에서 지면에 타설 후 양생된 상태이다.

상기 라이닝콘크리트벽체(80)의 위치를 내부앙카볼트(50)를 통해 고정함으로써 상기 외부판넬(10)과 내부판넬(20)이 조립된 이후에 타설되는 콘크리트몰탈의 하중 압력에 의해 위치가 변위되는 것을 방지할 수 있어 동일한 수직도를 가지는 수직터널을 형성할 수 있다.

한편, 상기 트러스벤트(60)는 상기 고정용 앙카(71)와 결합하는 한 쌍의 지지대(61)와, 상기 지지대(61)에 결합되며 상기 외부판넬(10)과 내부판넬(20)이 배치되는 작업공간(63)이 형성된 가설대(62)와, 상기 작업공간(63)에 배치되며 상기 외부판넬(10)에 구비된 수평스크류잭(30)의 일단이 결합하는 고정대(64)를 포함한다.

상기 지지대(61)는 상기 기초콘크리트에 하단부가 매립 고정된 고정용 앙카(71)의 상부와 결합하여 고정되는 것으로, 원판형으로 타설 형성된 상기 기초콘크리트의 상부를 따라 배치된다.

이러한 지지대(61)는 다수 개의 금속관을 상호 결합하여 형성한 것으로, 콘크리트의 타설 압력 및 하중을 지지할 수 있도록 다수 개의 금속관을 격자 형태로 형성된다.

상기 가설대(62)는 상기 지지대(61)에 결합되어 상기 외부판넬(10)과 내부판넬(20)이 조립 및 해체되는 작업공간(63)을 형성함과 동시에 상기 외부판넬(10)과 내부판넬(20) 사이의 공간에서 형성되는 수직터널의 하중 압력을 지지하는 것으로, 원형의 고리 형태로 이루어진다.

이러한 가설대(62)의 높이, 직경은 형성하고자 하는 수직터널의 높이 및 직경에 따라 변경 가능한 것으로, 도시된 형태에 한정되지 않음은 물론이다.

상기 고정대(64)는 상기 작업공간(63)에 배치되어 상기 외부판넬(10)에 일단이 결합된 수평스크류잭(30)의 일단이 결합하는 것으로, 상기 수평스크류잭(30)이 가설대(62)를 구성하는 금속관에 직접 결합되는 경우 가설대의 내구성을 저하시킬 수 있기 때문에 별도의 고정대(64)를 가설대(62)에 배치하여 수평스크류잭(30)이 고정대(64)에 결합하도록 함으로서 수평스크류잭(30)의 결합 및 분리에 의한 가설대의 손상을 최소화하고 콘크리트의 타설 압력 및 하중 압력을 지지하는 가설대가 손상되는 것을 방지한다.

상기와 같이 이루어진 시스템 거푸집(1)은 트러스벤트(60)의 작업공간(63)에서 조립 및 해체가 가능하도록 구성되고, 조립된 상태에서 콘크리트몰탈을 타설 및 양생하여 수직터널을 성형하되 수직터널의 하단부를 구성하는 라이닝콘크리트벽체는 미리 타설 후 양생시킴으로써 안정적인 타설이 가능함은 물론 상기 라이닝콘크리트벽체의 형태를 하단부가 좁아지는 쐐기 형태로 성형하여 지중으로 침하시 저항력을 상쇄시킬 수 있도록 한 것이다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

S1 : 수직터널 굴착 및 라이닝콘크리트 타설용 시스템 거푸집 시공방법
S10 : 기초콘크리트 및 라이닝콘크리트벽체 형성단계
S20 : 트러스벤트 설치단계
S30 : 내부앙카볼트를 이용하여 라이닝콘크리트와 트러스벤트를 고정하는 단계
S40 : 시스템 거푸집 조립단계
S41 : 외부판넬 조립단계
S42 : 내부판넬 조립단계
S43 : 외부판넬 및 내부판넬 사이의 간격 및 각 판넬의 수직도 보정단계
S50 : 콘크리트몰탈을 타설하여 수직터널을 성형하는 단계
S60 : 시스템 거푸집 해체단계
S70 : 수직터널 중앙에 배치되는 토사를 굴착하여 수직터널을 하강시키는 단계
1 : 시스템 거푸집
10 : 외부판넬
20 : 내부판넬
30 : 수평스크류잭
40 : 수직스크류잭
50 : 내부앙카볼트
60 : 트러스벤트
61 : 지지대 62 : 가설대
63 : 작업공간 64 : 고정대
70 : 기초콘크리트
71 : 고정용 앙카
80 : 라이닝콘크리트벽체

Claims (5)

1. 수직터널을 형성하고자 하는 위치의 지면을 평탄화하고, 상호 이격된 위치에 다수 개의 고정용 앙카가 매립된 기초콘크리트와 수직터널의 하단부를 구성하는 라이닝콘크리트벽체를 각각 타설하여 양생하는 단계(S10);
   상기 고정용 앙카에 기 제작된 트러스벤트를 고정하여 설치하는 단계(S20);
   상기 라이닝콘크리트벽체와 상기 트러스벤트를 내부앙카볼트를 이용하여 고정하는 단계(S30);
   상기 트러스벤트에 시스템 거푸집을 조립하는 단계(S40);
   상기 시스템 거푸집에 콘크리트를 타설하여 수직터널을 성형하는 단계(S50);
   상기 수직터널이 성형한 이후 상기 시스템 거푸집을 해체하는 단계(S60);
   형성된 수직터널의 내부 토사를 굴착하면서 라이닝콘크리트벽체를 하강시키는 단계(S70);를 포함하되,
   상기 시스템 거푸집을 조립하는 단계(S40);는,
   상기 트러스벤트에 수직터널 벽체용 외부판넬을 조립하는 단계(S41);
   상기 트러스벤트에 수직터널 벽체용 내부판넬을 조립하는 단계(S42);
   상기 외부판넬과 상기 내부판넬 사이의 간격 및 각각의 수직도를 보정하는 단계(S43);를 포함하며,
   상기 트러스벤트에 수직터널 벽체용 외부판넬을 조립하는 단계(S41)와, 상기 트러스벤트에 수직터널 벽체용 내부판넬을 조립하는 단계(S42)에서는,
   상기 수직터널 벽체용 외부판넬과 수직터널 벽체용 내부판넬을 상기 트러스벤트와 각각 수평스크류잭을 이용하여 조립하고,
   상기 수직터널 벽체용 외부판넬과 수직터널 벽체용 내부판넬의 상단은 상기 트러스벤트와 각각 수직스크류잭을 이용하여 조립함으로써 상기 수직터널 벽체용 외부판넬과 수직터널 벽체용 내부판넬의 상단 수평도를 보정하여 각각의 판넬의 수직도를 보정하며,
   상기 외부판넬과 내부판넬 사이의 간격 및 각각의 수직도를 보정하는 단계(S43)에서는 상기 수평스크류잭을 조절하여 외부판넬 또는 내부판넬의 위치를 변위시킴으로써 양 판넬간의 간격을 조절하여 수직터널의 두께를 설정하고,
   상기 라이닝콘크리트벽체는 하단부의 면적이 상단부의 면적에 비해 좁아지는 쐐기 형태로 이루어져 수직터널 벽체가 양생이 완료된 이후 지중으로 침하시 지중의 반발저항력이 최소화하는 것을 특징으로 하는 수직터널 굴착 및 라이닝콘크리트 타설용 시스템 거푸집 시공방법.
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