KR102207179B1

KR102207179B1 - 도수터널 보강구조

Info

Publication number: KR102207179B1
Application number: KR1020180162970A
Authority: KR
Inventors: 이신원
Original assignee: 유한회사 지엘산업
Priority date: 2018-12-17
Filing date: 2018-12-17
Publication date: 2021-01-25
Anticipated expiration: 2038-12-17
Also published as: KR20200074508A

Abstract

본 발명은 도수터널 보강구조에 관한 것으로, 보강패널 마감부재의 형상을 티바(T-bar) 형상으로 구성하고 보강패널 마감부재의 양 측면에 형성된 러버 씨일부를 보강패널과 탄력적으로 밀착하여서 도수터널 내측 면과 보강패널 사이의 누출 틈새를 차단함으로써, 에폭시 충진제가 외부로 누출되지 않으며, 도수터널 내측 면과 보강패널 사이의 틈새에 에폭시 충진제가 긴밀하게 주입되고, 에폭시 충진제가 외부로 누출되지 않아서 미관(美觀)을 보호함은 물론 보강패널이 티바 형상의 보강패널 마감부재의 고유탄성력과 강성에 의해서 임의로 떨어지지 않고 견고하게 부착될 수 있으며, 시공성이 향상되고 시공비용이 절감될 수 있다.
또한, 도수터널 내측 면과 보강패널 사이의 틈새에 에폭시 충진제가 긴밀하게 주입되고, 보강패널이 도수터널 내측 면에 밀착되어 들뜸 현상이 발생하지 않는다.

Description

도수터널 보강구조{REINFORCED STRUCTURE OF WATER CONVEYANCE TUNNEL}

본 발명은 도수터널 보강구조에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 보강패널 마감부재의 형상을 티바(T-bar) 형상으로 구성하고 보강패널 마감부재의 양측면에 형성된 러버 씨일부를 보강패널과 탄력적으로 접촉하여 도수터널 내측면과 보강패널 사이의 누출틈새를 차단함으로써, 에폭시 충진제가 외부로 누출되지 않으며, 도수터널 내측면과 보강패널 사이의 틈새에 에폭시 충진제가 긴밀하게 주입되고, 에폭시 충진제가 외부로 누출되지 않아서 미관(美觀)을 보호함은 물론 보강패널이 보강패널 마감부재(티바 형상)의 고유탄성력과 강성에 의해서 임의로 떨어지지 않고 견고하게 부착될 수 있는 도수터널 보강구조에 관한 것이다.

일반적으로 터널(tunnel)은 땅 속을 뚫어 만든 통로를 말하는 데, 굴(窟), 수도(隧道), 땅굴이라고도 하며, 도로, 철도, 수로, 전선, 송유관 등의 건설, 광산의 채굴, 군사적인 목적으로 건설된다.

터널의 종류는 사용 목적에 따라 철도 터널, 도로 터널, 수력발전 터널, 배수 터널, 상하수도 터널, 보도(인도) 터널, 산업용 지하공간 등으로 구분하며, 산업용 지하공간에는 채광용 터널, 공동구, 핵폐기물 저장소, 지하 비축기지(원유, 농수산물 등) 등으로 구분된다.

또한, 시공방법에 따라 NATM 터널, 개착식 터널, 쉴드(Shield) 터널 등으로 구분되며, 터널이 굴착되는 위치에 따라 산악 터널, 도시 터널, 해저 터널 등으로 구분된다.

일반적으로 도로나 철도로 사용되는 터널을 지상 터널이라고 하는데, 도로인 경우는 도로 터널, 철도인 경우는 철도 터널이라고 한다. 도로나 철도로 이용되면서 해저를 통과하는 터널을 해저 터널이라고 한다.

이에 반하여, 지하 터널은 지하철과 같이 긴 구간을 일률적으로 지하에 터널로 이어져서 사용되는 터널을 지하(철) 터널이라고 한다.

또한, 물을 유입 또는 배출하는 터널로서 도수 터널이 건설되고 있다.

참고로, NATM 공법 원리는 지반 내에 터널을 굴착하면 굴착 면 주변이 3축 응력 상태에서 1축 응력 상태로 된다. NATM은 적절한 시기에 적절한 강성의 지보를 실시하여야 한다는 시간 개념이 가장 중요한 요소이다.

NATM 공법은 Rock Bolt와 Shotcrete를 주요 부재로 하여 암반의 강도저하를 최소화하고 암반 자체의 내화능력을 최대한 활용하면서 현장계측 및 관리를 바탕으로 하여 터널을 굴진하는 공법이다.

일반적으로 노후된 도수터널을 보강하는 데에는 보수터널 내측에 보강패널을 설치하는 방법을 사용한다.

도 1은 종래 노후된 보수터널의 내측에 보강패널을 설치하여 보수터널을 보강하는 구조를 설명하는 종단면도이고, 도 2는 도 1의 A 부분 확대도이며, 도 3은 에폭시 충진제 누출을 도시한 단면도이고, 도 4는 종래의 보강패널을 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 종래에는 노후된 도수터널(10)을 보강하기 위하여 도수터널(10) 내측 면을 따라 복수개의 보강패널(20)이 설치되고, 그 보강패널(20)은 앵커볼트(30)에 의해 고정된다.

복수개의 보강패널(20)은 연이어 연결되며, 보강패널(20)과 보강패널(20) 사이에는 단차 홈(21)이 형성되고, 단차 홈(21) 안에는 평판형의 보강패널 마감부재(40)가 접착제로 부착된다.

보강패널(10)의 주입구(12)를 통해서 도수터널(10) 내측 면과 보강패널(10) 사이 공간에 에폭시 충진제(50)를 주입하며, 에폭시 충진제 주입이 완료되면, 주입구(22)에 마개(60)를 끼워 막아서 에폭시 충진제가 누출되지 않도록 한다.

그러나 종래 보수터널 보강구조에서는, 에폭시 충진제 주입과정에서, 보강패널과 보강패널 마감부재 사이 틈새를 통해서 외부로 에폭시 충진제가 누출되어(도 3 참조), 도수터널 내측 면과 보강패널 사이 공간에 에폭시 충진제가 충분히 채워지지 않는 현상이 발생하여, 보강패널이 도수터널 내측 면에 밀착되지 못하고 들뜨게 되고, 에폭시 충진제가 외부로 노출되어 미관(美觀)을 해칠 뿐만 아니라, 보강패널 마감부재 및 보강패널이 쉽게 떨어져 나가게 되어 시공을 다시 해야 하거나 유지보수에 많은 비용이 소요되는 문제가 있다.

국내 등록특허 제10-0823103호

본 발명은 보강패널 마감부재의 형상을 티바(T-bar) 형상으로 구성하고, 보강패널 마감부재의 양 측면에 형성된 러버 씨일부를 보강패널과 탄력적으로 밀착하여 도수터널 내측 면과 보강패널 사이의 누출 틈새를 차단함으로써, 에폭시 충진제가 외부로 누출되지 않으며, 도수터널 내측 면과 보강패널 사이의 틈새에 에폭시 충진제가 긴밀하게 주입되고, 보강패널이 도수터널 내측 면에 밀착되어 들뜸 현상이 발생하지 않으며, 에폭시 충진제가 외부로 누출되지 않아서 미관(美觀)을 보호함은 물론 티바 형상의 보강패널 마감부재의 고유탄성력과 강성에 의해서, 보강패널이 임의로 떨어지지 않고 견고하게 부착되어 시공성이 향상되고 시공비용 및 유지보수 비용이 절감될 수 있는 도수터널 보강구조를 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 도수터널 보강구조는 다음과 같이 구성될 수 있다.

본 발명의 도수터널 보강구조는 노후된 도수터널을 보강하기 위하여 도수터널 내측 면을 따라 설치되고 앵커 볼트(anchor bolt)에 의해 고정되며, 복수개가 연이어 연결되는 보강패널; 상기 보강패널과 상기 보강패널의 연결부위 사이에 설치되어 상기 보강패널을 서로 결합하며, "ㅗ" 자 형상을 가지며, 양쪽 측면에 러버 씨일부가 형성되는 보강패널 마감부재; 및 상기 도수터널 내측 면과 상기 보강패널 사이 공간에 충전되는 에폭시 충진제;를 포함하되, 상기 러버 씨일부(rubber seal portion)가 상기 보강패널과 탄력적으로 밀착되어 상기 에폭시 충진제의 누출을 방지하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 보강패널 마감부재의 "ㅗ" 자 형상을 설명의 편의상 티바 형상이라 한다.

본 발명의 제1실시 예에 있어서, 상기 보강패널 마감부재는 상기 보강패널의 단차 홈(보강패널 마감부재 삽입공간) 안에 삽입되는 베이스(base); 상기 베이스의 상면 센터 라인에 수직으로 형성되고, 상기 보강패널의 양단부 사이에 위치되는 포스트 바(post bar); 및 상기 베이스의 측면 양쪽에 형성되며, 상기 보강패널과 탄력적으로 밀착되어 상기 에폭시 충진제가 상기 보강패널과 상기 보강패널 마감부재 사이의 틈새로 누출되지 않도록 하는 러버 씨일부를 포함한다.

본 발명의 제2실시 예에 있어서, 상기 보강패널 마감부재의 상기 베이스 양 측면에는 스토퍼가 형성되어 상기 보강패널 마감부재가 상기 단차 홈에서 임의로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 제3실시 예에 있어서, 상기 단차 홈은 더브 테일(dove tail) 형상을 가지며, 상기 단차 홈 안에 결합하는 상기 베이스는 더브 테일 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 제4실시 예에 있어서, 상기 포스트 바의 상단에는 상기 보강패널의 상단부에 걸리는 후크(hook)가 형성될 수 있다.

본 발명의 제5실시 예에 있어서, 상기 베이스와 상기 포스트 바는 분리 가능한 구조로 구성되고, 상기 베이스에는 상기 포스트 바를 결합하기 위한 결합 홀이 형성될 수 있다.

상기 포스트 바의 상단에는 상기 보강패널의 상단부에 걸리는 후크가 형성될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 보강패널 마감부재의 형상을 티바(T-bar) 형상으로 구성하고 러버 씨일부를 보강패널과 탄력적으로 밀착하여, 도수터널 내측 면과 보강패널 사이의 누출 틈새를 차단함으로써, 에폭시 충진제가 외부로 누출되지 않으며, 도수터널 내측 면과 보강패널 사이의 틈새에 에폭시 충진제가 긴밀하게 주입되고, 보강패널이 도수터널 내측 면에 밀착되어 들뜸 현상이 발생하지 않는다.

또한, 러버 씨일부가 보강패널과 탄력적으로 밀착되어 누출될 수 있는 통로를 차단하므로, 에폭시 충진제가 외부로 누출되지 않아서 미관(美觀)을 보호함은 물론 티바 형상의 보강패널 마감부재의 고유탄성력과 강성에 의해서, 보강패널이 임의로 떨어지지 않고 견고하게 부착되어 시공성이 향상되고 시공비용이 절감될 수 있으며, 유지보수 비용이 절감되는 효과가 있다.

도 1은 종래 노후된 보수터널의 내측에 보강패널을 설치하여 보수터널을 보강하는 구조를 설명하는 종단면도
도 2는 도 1의 A 부분 확대도
도 3은 에폭시 충진제 누출을 도시한 단면도
도 4는 종래의 보강패널을 도시한 사시도
도 5는 본 발명의 보수터널 보강구조를 설명하는 종단면도
도 6 및 도 7은 도 5의 B 부분 확대도로서, 에폭시 충진제 누출방지를 설명하는 단면도
도 8은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 보강패널 마감부재를 도시한 사시도
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 보강패널 마감부재를 도시한 단면도
도 10은 본 발명의 제3실시 예에 따른 보강패널 마감부재를 도시한 단면도
도 11은 본 발명의 제4실시 예에 따른 보강패널 마감부재를 도시한 단면도
도 12 및 도 13은 본 발명의 제5실시 예에 따른 보강패널 마감부재를 도시한 단면도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 도수터널 보강구조에 대하여 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명의 보수터널 보강구조를 설명하는 종단면도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 도수터널 보강구조는 노후된 도수터널(10)을 보강하기 위하여 도수터널(10) 내측 면을 따라 설치되고 앵커 볼트에 의해 고정되며, 복수개가 연이어 연결되는 보강패널(20); 보강패널과 보강패널의 연결부위 사이에 설치되어 보강패널을 서로 결합하며, "ㅗ" 자 형상(T-bar shape)을 가지며, 양쪽 측면에 러버 씨일부가 형성되는 보강패널 마감부재; 및 도수터널 내측 면과 보강패널 사이 공간에 충전되는 에폭시 충진제를 포함하되, 러버 씨일부가 보강패널과 탄력적으로 밀착되어 에폭시 충진제의 누출을 방지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 보강패널 마감부재는 여러 가지 형태로 변형 가능한바, 도 6 내지 도 13을 참조하여, 제1실시 예 내지는 제5실시 예에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다. 동 도면에서는 종래 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일 도면번호를 부여하기로 한다.

우선, 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시 예에 있어서, 보강패널 마감부재(100)는 보강패널(20)의 단차 홈(21) 안에 삽입되는 베이스(110); 베이스(110)의 상면 센터 라인(L)에 수직으로 형성되고, 보강패널(20)의 양단부 사이에 위치되는 포스트 바(120); 및 베이스(110)의 측면 양쪽에 형성되며, 보강패널(20)과 탄력적으로 밀착되어 에폭시 충진제(50)가 서로 인접하는 보강패널(20)과 보강패널 마감부재(100) 사이의 틈새로 누출되지 않도록 하는 러버 씨일부(130)를 포함한다. 보강패널 마감부재(100)는 단차 홈(21) 안에 탄력적으로 설치될 수 있으며, 보강패널(20)을 견고하게 고정하는 역할을 할 수 있다.

러버 씨일부(130)는 연질러버 또는 튜브로 구성될 수 있으며, 보강패널(20)과 탄력적으로 밀착되어, 보강패널(20)과 보강패널 마감부재(100) 사이의 틈새가 차단되므로 에폭시 충진제(50)가 보강패널(20)과 보강패널 마감부재(100) 사이의 틈새로 누출되지 않게 된다.

베이스(110)와 포스트 바(120)는 보강패널(20)과 동일한 재질로 구성될 수 있으며, 예를 들어 강재나 유리강화 플라스틱 등으로 구성될 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 제1실시 예에 따른 보강패널 마감부재(100)는, 티바(T-bar) 형상으로 구성되고, 측면 양쪽에 형성된 러버 씨일부(130)가 보강패널(20)과 탄력적으로 접촉되어 도수터널(10) 내측 면과 보강패널(20) 사이의 누출 틈새가 차단됨으로써, 에폭시 충진제(50)가 외부로 누출되지 않으며, 도수터널(10) 내측 면과 보강패널(20) 사이의 틈새에 에폭시 충진제(50)가 긴밀하게 주입되고, 에폭시 충진제(50)가 외부로 누출되지 않아서 미관(美觀)을 보호함은 물론 보강패널(20)이 티바 형상의 보강패널 마감부재(200)의 고유탄성력과 강성에 의해서 임의로 떨어지지 않고 견고하게 부착될 수 있다.

도 9는 본 발명의 제2실시 예를 도시한 단면도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 제2실시 예에 있어서, 보강패널 마감부재(200)는 베이스(210)와 포스트 바(220)와 러버 씨일부(230)를 구비하되, 베이스(210) 양 측면에는 스토퍼(211)가 형성되어 보강패널 마감부재(200)가 단차 홈(21)에서 임의로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

특히, 단차 홈(21) 벽면에는 스토퍼(211) 끝단이 걸리게 되는 래칫트부(ratchet portion: 한 방향 톱니)(23)가 형성되는 것이 바람직하다.

보강패널 마감부재(200)를 단차 홈(21) 안에 삽입할 때에 래칫트부(23)는 영향을 주지 않지만, 보강패널 마감부재(200)를 단차 홈(21) 안에 삽입한 상태에서는 스토퍼(211) 끝단이 래칫트부(23)에 걸리게 되어, 보강패널 마감부재(200)가 단차 홈(21)에서 임의로 이탈되지 않고 견고하게 부착됨은 물론 보강패널(20)이 티바인 보강패널 마감부재(200)의 고유탄성력과 강성에 의해서 임의로 떨어지지 않고 견고하게 부착될 수 있다.

도 10은 본 발명의 제3실시 예를 도시한 단면도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 제3실시 예에 있어서, 보강패널 마감부재(300)는 베이스(310)와 포스트 바(320)와 러버 씨일부(330)를 구비하되, 보강패널(20)의 단차 홈(21)은 더브 테일 형상(dove tail shape)을 가지며, 단차 홈(21) 안에 결합하는 베이스(310)는 더브 테일 형상으로 형성될 수 있다. 더브 테일 형상으로 인해서, 보강패널 마감부재(300)가 단차 홈(21)에서 임의로 이탈되지 않고 견고하게 부착될 수 있음은 물론 보강패널(20)이 티바인 보강패널 마감부재(300)의 고유탄성력과 강성에 의해서 임의로 떨어지지 않고 견고하게 부착될 수 있다.

도 11은 본 발명의 제4실시 예를 도시한 단면도이다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 제4실시 예에 있어서, 보강패널 마감부재(400)는 베이스(410)와 포스트 바(420)와 러버 씨일부(430)를 구비하되, 포스트 바(420)의 상단에는 보강패널(20)의 상단부에 걸리는 후크(421)가 형성될 수 있다. 후크(421)로 인해서, 보강패널 마감부재(400)가 단차 홈(21)에서 임의로 이탈되지 않고 견고하게 부착될 수 있다.

도 12 및 도 13은 본 발명의 제5실시 예를 도시한 단면도이다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명의 제5실시 예에 있어서, 보강패널 마감부재(500)는 베이스(510)와 포스트 바(520)와 러버 씨일부(530)를 구비하되, 베이스(510)와 포스트 바(520)는 분리 가능한 구조로 구성되고, 베이스(510)에는 포스트 바(520)를 결합하기 위한 결합 홀(511)이 형성될 수 있다.

포스트 바(520)의 상단에는 보강패널(20)의 상단부에 걸리는 후크(521)가 형성될 수 있다.

보강패널 마감부재(500)는 시공이 편리하고, 후크(521)에 의해서 단차 홈(21)에서 임의로 이탈되지 않고 견고하게 부착될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 보강패널 마감부재의 형상을 티바(T-bar) 형상으로 구성하고 러버 씨일부를 보강패널과 탄력적으로 밀착하여서, 도수터널 내측 면과 보강패널 사이의 누출 틈새를 차단함으로써, 에폭시 충진제가 외부로 누출되지 않으며, 도수터널 내측 면과 보강패널 사이의 틈새에 에폭시 충진제가 긴밀하게 주입되고, 보강패널이 도수터널 내측 면에 밀착되어 들뜸 현상이 발생하지 않는다.

또한, 러버 씨일부가 보강패널과 탄력적으로 밀착되어 누출될 수 있는 통로를 차단하므로, 에폭시 충진제가 외부로 누출되지 않아서 미관(美觀)을 보호함은 물론 보강패널이 티바인 보강패널 마감부재의 고유탄성력과 강성에 의해서 임의로 떨어지지 않고 견고하게 부착되어 시공성이 향상되고 시공비용이 절감될 수 있다.

L: 센터 라인
20: 보강패널
21: 단차 홈
23: 래칫트부
50: 에폭시 충진제
100: 보강패널 마감부재
110: 베이스
120: 포스트 바
130: 러버 씨일부
211: 스토퍼
421: 후크

Claims

노후된 도수터널을 보강하기 위하여 상기 도수터널 내측 면을 따라 설치되고, 앵커볼트에 의해 고정되며, 복수개가 연이어 연결되는 보강패널; 상기 보강패널과 상기 보강패널의 연결부위 사이에 설치되어 상기 보강패널을 서로 결합하며, "ㅗ" 자 형상을 가지며, 양쪽 측면에 러버 씨일부가 형성되는 보강패널 마감부재; 및 상기 도수터널 내측 면과 상기 보강패널 사이 공간에 충전되는 에폭시 충진제;를 포함하되, 상기 러버 씨일부가 상기 보강패널과 탄력적으로 밀착되어 상기 에폭시 충진제의 누출을 방지하며,
상기 보강패널 마감부재는,
상기 보강패널의 단차 홈 안에 삽입되는 베이스; 상기 베이스의 상면 센터 라인에 수직으로 형성되고, 상기 보강패널의 양단부 사이에 위치되는 포스트 바; 및 상기 베이스의 양쪽 측면에 형성되며, 상기 보강패널과 탄력적으로 밀착되어 상기 에폭시 충진제가 상기 보강패널과 상기 보강패널 마감부재 사이의 틈새로 누출되지 않도록 하는 러버 씨일부; 를 포함하며,
상기 베이스의 양 측면에 스토퍼가 형성되어 상기 보강패널 마감부재가 상기 단차 홈에서 임의로 이탈되는 것을 방지하며,
상기 단차 홈은 더브 테일 형상을 가지며, 상기 단차 홈 안에 결합하는 상기 베이스는 더브 테일 형상으로 형성되며,
상기 베이스와 상기 포스트 바는 분리 가능한 구조로 구성되고, 상기 베이스에는 상기 포스트 바를 결합하기 위한 결합 홀이 형성되며, 상기 포스트 바의 상단에는 상기 보강패널의 상단부에 걸리는 후크가 형성되는 것을 특징으로 하는 도수터널 보강구조.
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