KR102222354B1 - 프레임형 지중 압입 터널 구조체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비개착식으로 지중에 터널 구조물을 시공하기 위해 지중에 압입 시공되는 프레임형 지중 압입 터널 구조체에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는, 비개착식으로 지중에 터널 구조물을 시공하는 과정에서 지반이 붕괴되는 것을 방지하여 지중 굴착작업의 안정성을 향상시킬 수 있고, 터널 구조물 시공작업을 단순화할 수 있어 공사기간을 단축시킬 수 있는 프레임형 지중 압입 터널 구조체에 관한 것으로, 본 발명에 따른 프레임형 지중 압입 터널 구조체(70)는, 비개착식으로 지중(110)에 터널 구조물을 시공하기 위해 지중(110)에 압입 시공되는 지중 압입 터널 구조체에 있어서, 전방에 선단슈(41)가 소정길이로 구비되는 내부 중공의 헤드 상부 구조물(40); 내부 중공으로 형성되어 상기 헤드 상부 구조물(40)의 후방 일측이 내부로 소정길이 삽입되며, 좌측 또는 우측에는 길이방향을 따라 소정길이로 측면 관통부(32)가 통공되게 형성되는 상부 구조물 단위체(30); 및, 상기 헤드 상부 구조물(40)의 상부 및 하부 내측면에 각각 전방 일측이 길이조절가능하게 결합되고, 후방 타측은 상기 상부 구조물 단위체(30)의 상부 및 하부의 내측면에 각각 길이조절가능하게 결합되는 압입 방향 조절부(45);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 비개착식으로 지중에 터널 구조물을 시공하기 위해 지중에 압입 시공되는 프레임형 지중 압입 터널 구조체에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는, 비개착식으로 지중에 터널 구조물을 시공하는 과정에서 지반이 붕괴되는 것을 방지하여 지중 굴착작업의 안정성을 향상시킬 수 있고, 터널 구조물 시공작업을 단순화할 수 있어 공사기간을 단축시킬 수 있는 프레임형 지중 압입 터널 구조체에 관한 것이다.
일반적으로 지하도, 터널 등의 터널 구조물을 시공하기 위해서 다양한 터널 구조물 시공방법이 사용되고 있으며, 대표적인 터널 구조물 시공방법으로는 지하도, 터널 등의 터널구조물을 시공하고자 하는 곳의 땅을 완전히 개착(開鑿)하여 터널 구조물을 시공한 다음, 그 위에 개착된 흙을 덮어 터널 구조물을 시공하는 오픈 트렌치 공법(Open Trench Method ; 이하 O.T.M.)과 시공하고자 하는 곳의 땅을 개착(開鑿)하지 않고 쉴드 터널링 머신(Shield Tunneling Machine)을 사용한 비개착(非開鑿)하여 터널을 형성한 다음 형성된 터널 안에 터널 구조물을 시공하는 터널 보링 공법(Tunneling Boring Method ; 이하 T.B.M.)이 있으며, 그 외에 도로 또는 철도 레일 밑에 터널을 구축하는 방법으로 파이프를 이용하여 상부의 토층을 지지한 상태에서 그 아래 지하 구조물을 시공하는 파이프 루프 공법(Pipe Roof Method) 등이 있다.
종래 오픈 트렌치 공법(O.T.M.)과 터널 보링 공법(T.B.M.)방법 중에서 현재 대표적으로 쓰이는 공법은 쉴드 보링공법(T.B.M.)이며, 이 쉴드 보링 공법은 주로 도시지역 및 토층이 암반층으로 이루어진 곳에서 많이 사용되는데, 이는 터널을 시공하는 과정에서 지상 건축 구조물(도로 및 건물 등)과 지하 건축 구조물(하수도 및 가스관 등) 및 지상 교통 흐름에 최소한의 영향을 끼치면서 터널을 시공할 수 있기 때문이다.
종래 오픈 트렌치 공법의 경우, 오픈 트렌치 공법은 지하 구조물을 시공하기 위해 토층을 개착한 후 시공을 하는데 이는 지상의 건축 구조물에 의해 시공장소가 제약받는 문제점이 있으며, 상기 쉴드 보링 공법의 경우, 터널을 시공하는 과정에서 지상 건축 구조물(도로 및 건물 등)과 지하 건축 구조물(하수도 및 가스관 등) 및 지상 교통흐름에 최소한의 영향을 끼치면서 터널을 시공할 수 있는 장점은 있으나, 쉴드 보링 공법은 주로 암반층에 터널을 비개착(非開鑿)하여 시공하는 것으로 토사로 이루어진 지중에는 적용하기 어렵고, 대부분의 쉴드 터널링 머신은 원형 터널구조 또는 아치형 터널구조만을 구축할 수 있으므로 원형 터널구조 또는 타원형 터널구조가 아닌 사각형태의 터널구조를 시공하기 위해서는 터널 구조물의 직경보다 큰 직경을 터널을 시공하여야 하는 문제점이 있었다.
이에, 종래 사각형태의 터널구조를 시공하기 위해 파이프 루프 구조물을 이용해 터널 구조체를 지중에 시공하는 방법이 제안되고 있으며, 상기 파이프 루프 구조물을 이용해 지중에 터널 구조체를 시공하는 경우, 토사로 이루어진 지중에 대해 비개착식으로 터널을 시공할 수 있는 장점은 있으나, 먼저 파이프 루프 구조물을 지중에 압입 설치하여 상부 및 좌, 우측의 각 지중 토사층을 상기 파이프 루프 구조물로 지지한 상태로, 상기 파이프 루프 구조물 내부에서 다시 터널 구조물을 시공 구축하여야 하므로, 파이프 루프 구조물을 형성하는데 소요되는 다량의 파이프 자재들로 인해 터널 시공비가 증가하는 문제점이 있으며, 파이프 루프 구조물 아래에 다시 지하 구조물을 시공하는 방법이 복잡하여 시공 기간이 증가 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 비개착식으로 지중에 터널 구조물을 시공할 수 있게 하여 지상 건축 구조물과, 지하 건축 구조물 및, 지상 교통 흐름에 최소한의 영향을 끼치면서 터널 구조물을 시공할 수 있도록 하고,
또한, 토사로 이루어진 지중에 대해 지반이 붕괴되는 것을 방지하여 지중 굴착작업의 안정성을 향상시킬 수 있도록 하며, 지반 붕괴를 방지하기 위한 구조물 제작에 필요한 자재를 최소화할 수 있도록 하고, 터널 구조물 시공작업을 단순화하여 공사기간을 단축시킬 수 있도록 한다.
상기 전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 형태에서는, 비개착식으로 지중(110)에 터널 구조물을 시공하기 위해 지중(110)에 압입 시공되는 지중 압입 터널 구조체에 있어서, 전방에 선단슈(41)가 소정길이로 구비되는 내부 중공의 헤드 상부 구조물(40); 내부 중공으로 형성되어 상기 헤드 상부 구조물(40)의 후방 일측이 내부로 소정길이 삽입되며, 좌측 또는 우측에는 길이방향을 따라 소정길이로 측면 관통부(32)가 통공되게 형성되는 상부 구조물 단위체(30); 및, 상기 헤드 상부 구조물(40)의 상부 및 하부 내측면에 각각 전방 일측이 길이조절가능하게 결합되고, 후방 타측은 상기 상부 구조물 단위체(30)의 상부 및 하부의 내측면에 각각 길이조절가능하게 결합되는 압입 방향 조절부(45);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 프레임형 지중 압입 터널 구조체(70)를 제공한다.
본 발명의 일 형태에 따른 프레임형 지중 압입 터널 구조체(70)는, 상기 측면 관통부(32)는, 상기 상부 구조물 단위체(30)의 길이방향을 따라 상부 및 하부에 각각 상부로드(33) 및 하부로드(34)가 구비되고, 상기 상부 및 하부로드(33, 34)의 사이에는 다수의 수직로드(35)가 소정간격으로 수직하게 형성되며, 상기 다수의 수직로드(35)의 사이에는 'X' 형상의 지지로드(31)가 구비될 수 있고,
바람직하게는, 다수의 상부 구조물 단위체(30)를 서로 인접하게 지중 압입시켜 지중 천장 구조물(50)을 형성하고, 상기 지중 천장 구조물(50) 중, 최 우측에 위치하는 상부 구조물 단위체(30) 및 최 좌측에 위치하는 상부 구조물 단위체(30)의 하측면에는 각각 최상부에 위치하는 좌, 우측 측벽 구조물 단위체(60)의 상측면이 접하게 지중 압입시키고, 상기 최상부에 위치하는 좌, 우측 측벽 구조물 단위체(60)의 각 하방으로는 다수의 좌, 우 측벽 구조물 단위체(60)가 서로 인접하여 상, 하로 적층되게 지중 압입시켜 좌, 우 측벽 구조물(64)을 형성시키며, 좌, 우측으로 서로 인접한 상기 상부 구조물 단위체(30)의 사이에는 측면 연결어댑터(65)가 구비되고, 상, 하측으로 상기 측벽 구조물 단위체(60)가 적층되어 형성되는 상기 각 좌, 우 측벽 구조물 단위체(60)의 상, 하 사이에는 상하 연결 어댑터(62)가 구비가 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 패널형 지중 압입 터널 구조체(70)는, 비개착식으로 지중에 터널 본 구조물을 용이하게 시공할 수 있어, 지상 건축 구조물과, 지하 건축 구조물 및, 지상 교통 흐름에 최소한의 영향을 끼치면서 터널 본 구조물을 시공할 수 있고, 지반을 지지하기 위한 지반 지지용 구조물 압입 시공과 터널 본 구조물 형성을 위한 압입 시공을 동시에 할 수 있어 공사기간을 단축시킬 수 있으며,
또한, 토사로 이루어진 지중에 대해 지반이 붕괴되는 것을 방지하여 지중 굴착작업의 안정성을 향상시킬 수 있으며, 지반 붕괴를 방지하기 위한 구조물 제작에 필요한 자재를 최소화할 수 있고, 터널 본 구조물 시공작업을 단순화할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 프레임형 지중 압입 터널 구조체에 있어서, 최선단에 위치하는 좌, 우 한 쌍의 헤드 상부 구조물 및 좌, 우 일체로 형성된 상부 구조물 단위체를 나타내는 분해 사시도;
도 2는 본 발명에 따른 프레임형 지중 압입 터널 구조체에 있어서, 최선단에 위치하는 헤드 상부 구조물 및 상부 구조물 단위체를 나타내는 단면도;
도 3a 내지 도 4b는 본 발명에 따른 프레임형 지중 압입 터널 구조체에 있어서, 헤드 상부 구조물 및 다수의 상부 구조물 단위체를 지중에 순차적으로 압입하는 것을 나타내는 시공도;
도 5a는 본 발명에 따른 프레임형 지중 압입 터널 구조체에 있어서, 지중에 순차적으로 일렬로 압입되는 다수의 상부 구조물 단위체가 서로 접하는 측면에 'X' 형상의 지지로드가 구비되는 것을 나타내는 사시도;
도 5b는 본 발명에 따른 프레임형 지중 압입 터널 구조체에 있어서, 시작갱에서 도달갱까지 지중에 압입된 다수의 상부 구조물 단위체 및 다수의 좌, 우 측벽 구조물 단위체를 통해 지중에 형성된 지중 압입 터널 구조체를 나타내는 단면도; 및
도 6은 지중에 압입된 다수의 상부 구조물 단위체 및 다수의 좌, 우 측벽 구조물 단위체를 통해 지중에 형성된 지중 압입 터널 구조체를 통해 콘크리트 타설하여 터널 본 구조물을 형성한 것을 나타내는 시공 정면도;이다.
도 2는 본 발명에 따른 프레임형 지중 압입 터널 구조체에 있어서, 최선단에 위치하는 헤드 상부 구조물 및 상부 구조물 단위체를 나타내는 단면도;
도 3a 내지 도 4b는 본 발명에 따른 프레임형 지중 압입 터널 구조체에 있어서, 헤드 상부 구조물 및 다수의 상부 구조물 단위체를 지중에 순차적으로 압입하는 것을 나타내는 시공도;
도 5a는 본 발명에 따른 프레임형 지중 압입 터널 구조체에 있어서, 지중에 순차적으로 일렬로 압입되는 다수의 상부 구조물 단위체가 서로 접하는 측면에 'X' 형상의 지지로드가 구비되는 것을 나타내는 사시도;
도 5b는 본 발명에 따른 프레임형 지중 압입 터널 구조체에 있어서, 시작갱에서 도달갱까지 지중에 압입된 다수의 상부 구조물 단위체 및 다수의 좌, 우 측벽 구조물 단위체를 통해 지중에 형성된 지중 압입 터널 구조체를 나타내는 단면도; 및
도 6은 지중에 압입된 다수의 상부 구조물 단위체 및 다수의 좌, 우 측벽 구조물 단위체를 통해 지중에 형성된 지중 압입 터널 구조체를 통해 콘크리트 타설하여 터널 본 구조물을 형성한 것을 나타내는 시공 정면도;이다.
이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.
도 1은 본 발명에 따른 프레임형 지중 압입 터널 구조체(70)에 있어서, 최선단에 위치하는 좌, 우 한 쌍의 헤드 상부 구조물(40) 및 좌, 우 일체로 형성된 상부 구조물 단위체(30)를 나타내는 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 프레임형 지중 압입 터널 구조체(70)에 있어서, 최선단에 위치하는 헤드 상부 구조물(40) 및 상부 구조물 단위체(30)를 나타내는 단면도이며, 도 3a 내지 도 4b는 본 발명에 따른 프레임형 지중 압입 터널 구조체(70)에 있어서, 헤드 상부 구조물(40) 및 다수의 상부 구조물 단위체(30)를 지중(110)에 순차적으로 압입하는 것을 나타내는 시공도이다.
또한, 도 5a는 본 발명에 따른 프레임형 지중 압입 터널 구조체(70)에 있어서, 지중(110)에 순차적으로 일렬로 압입되는 다수의 상부 구조물 단위체(30)가 서로 접하는 측면에 'X' 형상의 지지로드(31)가 구비되는 것을 나타내는 사시도이고, 도 5b는 본 발명에 따른 프레임형 지중 압입 터널 구조체(70)에 있어서, 시작갱에서 도달갱까지 지중(110)에 압입된 다수의 상부 구조물 단위체(30) 및 다수의 좌, 우 측벽 구조물 단위체(60)를 통해 지중(110)에 형성된 지중 압입 터널 구조체(70)를 나타내는 단면도이며, 도 6은 지중(110)에 압입된 다수의 상부 구조물 단위체(30) 및 다수의 좌, 우 측벽 구조물 단위체(60)를 통해 지중(110)에 형성된 지중 압입 터널 구조체(70)를 통해 콘트리트(71) 타설하여 터널 본 구조물(100)을 형성한 것을 나타내는 시공 정면도이다.
본 발명에 따른 프레임형 지중 압입 터널 구조체(70)는, 도 1과 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 프레임형 지중 압입 터널 구조체(70)를 지중(110)에 형성하기 위해, 가장 먼저 헤드 상부 구조물(40) 및 상부 구조물 단위체(30)를 지중(110)에 압입하게 되며, 상기 헤드 상부 구조물(40)은 내부 중공으로 형성되고, 전방에는 지중 압입이 용이하도록 선단슈(41)가 구비된다.
내부 중공으로 형성되는 상기 상부 구조물 단위체(30)의 내부 빈 공간에 상기 헤드 상부 구조물(40)의 후방 일측이 소정길이 삽입되며, 좌측 또는 우측에는 길이방향을 따라 소정길이로 측면 관통부(32)가 통공되게 구비되어 지중(110)에 압입된 후, 콘트리트 타설시 콘트리트(71)가 상기 측면 관통부(32)를 통해 인접한 상부 구조물 단위체(30)로 용이하게 유입될 수 있도록 한다.
바람직하게는, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 측면 관통부(32)의 구성으로, 상기 상부 구조물 단위체(30)의 길이방향을 따라 상부 및 하부에 각각 상부로드(33) 및 하부로드(34)가 구비되고, 상기 상부 및 하부로드(33, 34)의 사이에는 다수의 수직로드(35)가 소정간격으로 수직하게 형성되며, 상기 다수의 수직로드(35)의 사이에는, 'X'자 형상의 지지로드(31)가 구비되도록 하여 지중 토사를 안전하게 지탱하면서도 인접 상부 구조물 단위체(30)로 콘트리트(71)가 용이하게 유입될 수 있도록 한다. 또한, 지중 압입시에는 상기 측면 관통부(32)에 간이 철판(도시되지는 않음)을 탈착가능하게 부착하여 지중 압입 과정에서 토사가 상기 상부 구조물 단위체(30) 내부로 유입되는 것을 막고, 콘트리트(71) 타설 시에는 이를 간편하게 제거 후, 작업 수행할 수 있도록 한다.
상기 헤드 상부 구조물(40)의 상부 및 하부 내측면에 각각 압입 방향 조절부(45)의 전방 일측이 길이조절가능하게 회동 결합되고, 후방 타측은 상기 상부 구조물 단위체(30)의 상부 및 하부 내측면에 각각 길이조절가능하게 회동 결합된다. 바람직하게는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 헤드 상부 구조물(40)의 좌, 우 내측면에는 좌,우 한 쌍의 방향 조절잭(42)의 전방 일측을 각각 회동가능하게 결합시키고, 상기 좌, 우 한 쌍의 방향 조절잭(42)의 후방 타측은 상기 상부 구조물 단위체(30)의 좌, 우 내측면에 각각 회동가능하게 결합시켜, 상기 좌, 우 한 쌍의 방향 조절잭(42)의 가동길이 조절을 통해 상기 헤드 상부 구조물(40)을 상기 상부 구조물 단위체(30)의 전방에서 소정각도 휘어지게 조절할 수 있으며, 이를 통해 최선단에 위치하는 헤드 상부 구조물(40)의 지중(110) 압입 방향을 소정방향으로 조정할 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 프레임형 지중 압입 터널 구조체(70)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 먼저 다수의 상부 구조물 단위체(30)를 서로 인접하게 지중 압입시켜 지중 천장 구조물(50)을 형성하고, 상기 지중 천장 구조물(50) 중, 최 우측에 위치하는 상부 구조물 단위체(30) 및 최 좌측에 위치하는 상부 구조물 단위체(30)의 하측면에는 각각 최상부에 위치하는 좌, 우측 측벽 구조물 단위체(60)의 상측면이 접하게 지중 압입시키고, 상기 최상부에 위치하는 좌, 우측 측벽 구조물 단위체(60)의 각 하방으로는 다수의 좌, 우 측벽 구조물 단위체(60)가 서로 인접하여 상, 하로 적층되게 지중 압입시켜 좌, 우 측벽 구조물(64)을 형성시키며,
좌, 우측으로 서로 인접한 상기 상부 구조물 단위체(30)의 사이에는 측면 연결어댑터(65)를 구비시켜, 좌, 우로 인접한 상부 구조물 단위체(30)를 용이하게 연결시킬 수 있도록 하고, 상, 하측으로 상기 측벽 구조물 단위체(60)가 적층되어 형성되는 상기 각 좌, 우 측벽 구조물 단위체(60)의 상, 하 사이에는 상하 연결 어댑터(62)를 구비시켜 상, 하로 적층된 측벽 구조물 단위체(60)를 용이하게 연결시킬 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 프레임형 지중 압입 터널 구조체(70)를 지중(110)에 형성하는 과정을 좀 더 상세하게 설명하면, 도 3a에 도시된 바와 같이, 먼저 터널을 시공할 장소의 양편을 수직방향으로 굴착하여 소정깊이의 시작갱(10) 및 도달갱(11)을 각각 형성하고, 상기 시작갱(10)의 후방 내측면에 소정두께의 버팀벽(20)을 콘트리트(71) 타설 등의 방법으로 고정 설치하게 된다.
상기 1단계 후 2단계에서는, 상기 1단계 후 2단계에서는, 상기 시작갱(10)의 전방 내측면 지중(110)의 소정위치와 대향하는 상기 버팀벽(20)의 전면에, 유압으로 작동되는 가압잭으로 구성되는 가압부(21)의 후측 및, 압입 파이프 단위체를 올려놓기 위한 좌, 우 한 쌍의 가이드 레일(22)을 후측을 각각 고정설치하게 된다.
본 발명의 비개착식 터널의 시공방법의 3단계에서는, 도 3a 와 도 3b에 도시된 바와 같이, 소정길이로 형성되며 내부 중공의 상부 구조물 단위체(30)를 상기 좌, 우 한 쌍의 가이드 레일(22) 위에 전, 후로 이동가능하게 안착시킨 후, 상기 가압부(21)로 후방에서 밀어 가압시켜 상기 상부 구조물 단위체(30)를 지중(110)으로 초기 압입하고, 상기 상부 구조물 단위체(30) 내부 중공에 유입된 토사를 굴착하여 외부로 배출시키게 된다.
상기 상부 구조물 단위체(30)의 경우, 길이방향을 따라 각각 지중 압입할 수도 있으나, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 상부 구조물 단위체(30)를 좌, 우 한 쌍으로 일체로 형성시킨 후, 각 상부 구조물 단위체(30)의 전방에 각각 헤드 상부 구조물(40)을 구비한 후, 좌, 우 한 쌍의 일체로 형성된 상기 상부 구조물 단위체(30)를 동시에 압입 시공하여, 지중 압입 시공 기간을 단축시킬 수도 있다.
바람직하게는, 도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 상부 구조물 단위체(30)의 좌, 우 양측면 일 측면 상부 및 하부에는 각각 인접한 상부 구조물 단위체(30)의 타측면과 연결될 수 있도록 측면 연결 어댑터(65)를 구비시켜 인접한 상부 구조물 단위체(30)끼리 용이하게 연결시공 할 수 있도록 한다.
4단계에서는, 도 4a와 도 4b에 도시된 바와 같이, 지중(110)으로 압입된 상기 상부 구조물 단위체(30)의 후측면에, 다시 준비된 동일 상부 구조물 단위체(30)의 전면을 밀착시켜 용접 등을 통해 전, 후방 상기 상부 구조물 단위체(30)를 서로 결합연결시킨 후, 상기 가압부(21)로 가압시켜 지중(110) 압입 시키고, 상기 최선단에 위치하는 상부 구조물 단위체(30) 내부의 토사를 굴착하며, 지중(110) 가입시 상기 헤드 상부 구조물(40)의 전방에 구비되는 선단슈(41)를 통해 지중(110) 가압을 용이하게 할 수 있게 된다.
5단계에서는, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 최선단에 위치하는 상부 구조물 단위체의 전방이 상기 도달갱(11)에 도달할 때까지 상기 4단계를 소정횟수 반복 실시하여 지중(110)에 시공될 터널의 길이방향을 따라 상기 다수의 상부 구조물 단위체(30)를 일렬로 지중(110) 압입 시공하게 된다.
6단계에서는, 상기 5단계를 통해 상기 시작갱(10)에서 도달갱(11)까지 지중(110)에 압입된 다수의 상부 구조물 단위체(30) 중, 상기 시작갱(10)의 전방에 위치하는 최후단 상부 구조물 단위체(30)의 일측면과, 상기 시작갱(10)에서부터 도달갱(11)까지 다시 지중(110)에 압입할 최선단 상부 구조물 단위체(30)의 타측면이 서로 맞닿게 되는 위치에서, 상기 2단계 내지 5단계를 다시 실시하여, 전에 압입된 상부 구조물 단위체(30)의 일측면과 밀착되도록 하면서 지중(110)에 시공될 터널의 길이방향을 따라 상기 다수의 상부 구조물 단위체(30)를 일렬로 지중(110) 압입하게 된다.
7단계에서는, 상기 6단계를 소정횟수 반복 실시하여 상기 시작갱(10)에서부터 도달갱(11)까지의 지중(110)에, 먼저 길이방향으로 연속하여 압입된 다수의 상부 구조물 단위체(30)의 일측면에, 나중에 길이방향으로 연속하여 압입된 다수의 상부 구조물 단위체(30)의 타측면이, 서로 접하여, 도 5b에 도시된 바와 같이, 일렬로 배열되는 지중 천장 구조물(50)을 형성시키게 된다.
8단계에서는, 상기 다수의 상부 구조물 단위체(30)가 서로 접하게 일렬로 배열되어 형성되는 상기 지중 천장 구조물(50) 중, 최 우측에 위치하는 상부 구조물 단위체(30) 및 최 좌측에 위치하는 상부 구조물 단위체(30)의 하측면에는, 각각 좌, 우 측벽 구조물 단위체(60)의 상측면이 접하게 위치시키고, 상기 시작갱(10)에서부터 도달갱(11)까지의 지중(110)에, 상기 다수의 좌, 우측 측벽 구조물 단위체(60)를 각각 압입시켜, 도 5b에 도시된 바와 같이, 지중(110) 좌, 우 측벽 구조물(64)을 각각 형성시키게 되며, 상기 지중 천장 구조물(50)과 함께 전체 프레임형 지중 압입 터널 구조체(70)를 형성하게 된다.
바람직하게는, 도 5b에 도시된 바와 같이, 좌, 우 측벽 구조물(64)의 하부단에는 각각, 하측면으로 갈수록 더 넓어지는 형상의 측벽 하부 구조물 단위체(61)를 압입 시공하여 상기 전체 프레임형 지중 압입 터널 구조체(70)를 좀 더 안정적으로 지지할 수 있도록 하며,
측벽 구조물 단위체(60)의 상, 하의 좌, 우 측면에는 각각 상하 연결 어댑터(62)를 부착하여 상, 하로 가압 적층되는 측벽 구조물 단위체(60)들이 수직으로 곧게 적층 가압될 수 있도록 한다.
또한, 좌, 우 측벽 구조물(64)의 하부단에 각각 위치하는 상기 측벽 하부 구조물 단위체(61)의 대향면에는 각각 배근 연결부(63)를 구비시켜 철근 배근시 상기 대향하는 배근 연결부(63)를 철근으로 용이하게 연결 시공할 수 있도록 한다.
이와 같이, 먼저 터널을 시공할 지중(110)에 천장 및 좌, 우 측벽을 갖는 소정형상의 패널형 지중 압입 터널 구조체(70)를 형성하여 지반이 무너지지 않도록 상기 패널형 지중 압입 터널 구조체(70)로 지탱한 후 상기 패널형 지중 압입 터널 구조체(70) 내부를 안전하게 굴착함과 동시에, 상기 패널형 지중 압입 터널 구조체(70) 내부에 철근 배근한 후, 상기 지중 프레임 구조물(70)을 거푸집으로 활용하여 내부에 콘트리트(71) 타설하며, 도 5에 도시된 바와 같이, 터널 본 구조물(100)을 완성하게 된다.
바람직하게는, 도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 상부 구조물 단위체(30) 및 측벽 구조물 단위체(60)가 각각 좌, 우 및 상, 하로 서로 맞닿는 면에는 각각 측면 관통부(32), 상부 및 하부면 관통부(도시되지는 않음)를 형성시켜, 인접한 상기 상부 구조물 단위체(30)들 및 측벽 구조물 단위체(60)로 콘크리트(71)가 흘러들어갈 수 있도록 서로 통공 연결시키기 위한 별도 용접을 통한 측면 따내기 작업을 생략할 수 있고, 상기 상부 구조물 단위체(30) 및 측벽 구조물 단위체(60)를, 토사를 지탱하는 구조물로 활용하면서 동시에 콘크리트(71) 타설 작업시 거푸집으로도 활용 가능하게 된다.
상기 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 프레임형 지중 압입 터널 구조체(70)는, 비개착식으로 지중(110)에 터널 본 구조물(100)을 시공할 수 있어 지상 건축 구조물과, 지하 건축 구조물 및, 지상 교통 흐름에 최소한의 영향을 끼치면서 터널 본 구조물(100)을 시공할 수 있고,
또한, 토사로 이루어진 지중(110)에 대해 지반이 붕괴되는 것을 방지하여 지중(110) 굴착작업의 안정성을 향상시킬 수 있으며, 터널 본 구조물(100) 시공작업을 단순화하여 공사비용을 절감할 수 있고, 공사기간을 단축시킬 수 있게 된다.
위에서 몇몇의 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명의 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 여러 다른 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.
따라서, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시예는 본 발명의 범주 내에 포함된다.
10 : 시작갱 11 : 도달갱
20 : 버팀벽 21 : 가압부
22 : 가이드 레일
30 : 상부 구조물 단위체 31 : 지지로드
32 : 측면 관통부 33 : 상부로드
34 : 하부로드 35 : 수직로드
40 : 헤드 상부 구조물 41 : 선단슈
42 : 방향조절 잭 43 : 방향조절 볼트
44 : 받침 고리 45 : 압입 방향 조절부
50 : 지중 천장 구조물
60 : 측벽 구조물 단위체 61 : 측벽 하부 구조물 단위체
62 : 상하 연결 어댑터 63 : 배근 연결부
64 : 측벽 구조물 65 : 측면 연결 어댑터
70 : 프레임형 지중 압입 터널 구조체
71 : 콘크리트
100 : 터널 본 구조물 110 : 지중
20 : 버팀벽 21 : 가압부
22 : 가이드 레일
30 : 상부 구조물 단위체 31 : 지지로드
32 : 측면 관통부 33 : 상부로드
34 : 하부로드 35 : 수직로드
40 : 헤드 상부 구조물 41 : 선단슈
42 : 방향조절 잭 43 : 방향조절 볼트
44 : 받침 고리 45 : 압입 방향 조절부
50 : 지중 천장 구조물
60 : 측벽 구조물 단위체 61 : 측벽 하부 구조물 단위체
62 : 상하 연결 어댑터 63 : 배근 연결부
64 : 측벽 구조물 65 : 측면 연결 어댑터
70 : 프레임형 지중 압입 터널 구조체
71 : 콘크리트
100 : 터널 본 구조물 110 : 지중
Claims (3)
- 비개착식으로 지중(110)에 터널 구조물을 시공하기 위해 지중(110)에 압입 시공되는 지중 압입 터널 구조체에 있어서,
전방에 선단슈(41)가 소정길이로 구비되는 내부 중공의 헤드 상부 구조물(40);
내부 중공으로 형성되어 상기 헤드 상부 구조물(40)의 후방 일측이 내부로 소정길이 삽입되며, 좌측 또는 우측에는 길이방향을 따라 소정길이로 측면 관통부(32)가 통공되게 형성되는 상부 구조물 단위체(30); 및,
상기 헤드 상부 구조물(40)의 상부 및 하부 내측면에 각각 전방 일측이 길이조절가능하게 결합되고, 후방 타측은 상기 상부 구조물 단위체(30)의 상부 및 하부의 내측면에 각각 길이조절가능하게 결합되는 압입 방향 조절부(45);를 포함하여 구성되고,
상기 측면 관통부(32)는,
상기 상부 구조물 단위체(30)의 길이방향을 따라 상부 및 하부에 각각 상부로드(33) 및 하부로드(34)가 구비되고, 상기 상부 및 하부로드(34)의 사이에는 다수의 수직로드(35)가 소정간격으로 수직하게 형성되며, 상기 다수의 수직로드(35)의 사이에는 'X' 형상의 지지로드(31)가 구비되며,
다수의 상부 구조물 단위체(30)를 서로 인접하게 지중 압입시켜 지중 천장 구조물(50)을 형성하고,
상기 지중 천장 구조물(50) 중, 최 우측에 위치하는 상부 구조물 단위체(30) 및 최 좌측에 위치하는 상부 구조물 단위체(30)의 하측면에는 각각 최상부에 위치하는 좌, 우측 측벽 구조물 단위체(60)의 상측면이 접하게 지중 압입시키고, 상기 최상부에 위치하는 좌, 우측 측벽 구조물 단위체(60)의 각 하방으로는 다수의 좌, 우 측벽 구조물 단위체(60)가 서로 인접하여 상, 하로 적층되게 지중 압입시켜 좌, 우 측벽 구조물(64)을 형성시키며,
좌, 우측으로 서로 인접한 상기 상부 구조물 단위체(30)의 사이에는 측면 연결 어댑터(65)가 구비되고, 상, 하측으로 상기 측벽 구조물 단위체(60) 적층되어 형성되는 상기 각 좌, 우 측벽 구조물 단위체(60)의 상, 하 사이에는 상하 연결 어댑터(62)가 구비되고,
상기 측면 관통부(32)에는 간이 철판이 탈착가능하게 부착되며, 상기 상부 구조물 단위체(30)의 지중 압입시에는 상기 측면 관통부(32)에 상기 간이 철판이 부착된 상태로 상기 상부 구조물 단위체(30)와 함께 지중 압입되어 토사가 상기 측면 관통부(32)를 통해 상기 상부 구조물 단위체(30) 내부로 유입되는 것을 막고, 콘크리트(71) 타설시에는 상기 측면 관통부(32)에서 상기 간이 철판을 분리 이탈시킬 수 있게 구비되며,
상기 상부 구조물 단위체(30)의 내주면에는 내측으로 돌출된 'ㄴ'자 형상의 받침고리(44)가 형성되고, 상기 헤드 상부 구조물(40)의 후방측에는 상기 받침고리(44)측으로 수직 관통하여 나사결합되는 방향조절 볼트(44)의 단부면이 상기 받침고리(44)의 일측면에 맞닿게 구비되어 상기 받침고리(44)의 일측에 상기 헤드 상부 구조물(40)의 후방측이 소정간격 이격되게 구비되며,
상기 측벽 구조물 단위체(60)는,
상, 하로 연결되는 측벽 구조물 단위체(60) 사이 사이의 좌, 우 측면에는 각각 상하 연결 어댑터(62)가 부착되며, 상기 측벽 구조물 단위체(60)와 지중 천장 구조물(50)이 연결되는 부분에는 상기 측벽 구조물 단위체(60)의 좌, 우 측면에 부착된 상하 연결 어댑터(62)가 상기 지중 천장 구조물(50)의 바닥면에 접촉되는 높이를 갖도록 구비되고,
상기 좌, 우 측벽 구조물(64)의 하단부에는 각각 하측으로 갈수록 점점 넓어지는 형상의 측벽 하부 구조물 단위체(61)가 구비되며,
상기 좌, 우 측벽 하부 구조물 단위체(61)의 대향면에는 각각 배근 연결부(63)가 구비되는 것을 특징으로 하는 프레임형 지중 압입 터널 구조체(70). - 삭제
- 삭제
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| KR101514222B1 (ko) * | 2013-07-17 | 2015-04-22 | 위성배 | 비개착식 터널굴착용 터널구조체 |
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2018
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Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR101608235B1 (ko) * | 2015-04-28 | 2016-04-04 | 삼보굴착(주) | 마제형 강관 및 이를 이용한 루프식 터널 공법 |
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| KR20190096660A (ko) | 2019-08-20 |
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