KR102301960B1 - Horizontal division simultaneous excavating method for tunnel - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 터널 수평분할동시굴착공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 터널의 천공 및 발파 시공 시 터널 전단면을 상단과 하단으로 수평 분할하여 동시에 굴착하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a tunnel horizontal division simultaneous excavation method, and more particularly, to a method for simultaneously excavating by horizontally dividing the front end surface of a tunnel into upper and lower sections during drilling and blasting of a tunnel.
일반적으로 도로나 철도 터널의 굴착 방법은 천공 및 발파 방법이 주로 사용되며, 암질이 극히 연약할 경우에는 기계 굴착을 적용한다.In general, drilling and blasting methods are mainly used for the excavation method of road or railway tunnels, and mechanical excavation is applied when the rock quality is extremely soft.
터널기술은 보편적으로 빠르게 굴진하고, 저렴한 비용으로 안전한 굴진을 목표로 하여 장비, 자재와 더불어 터널굴착 및 보강공법들이 발전해 왔다.Tunnel technology has been developed with equipment and materials, as well as tunnel excavation and reinforcement methods, aiming for rapid excavation in general and safe excavation at low cost.
터널굴진은 암질이 양호한 경우는 대형화된 터널장비를 사용하여 발파장을 가능한 길게 하고, 굴착단면도 장비 규모에 맞춰 최대한 크게 굴착할 수 있다.For tunnel excavation, if the rock quality is good, use large-sized tunnel equipment to make the blasting length as long as possible, and the excavation section can be excavated as large as possible according to the size of the equipment.
그러나, 암질이 불량한 경우에는 암반 내 절리 등 불연속면 등이 밀집 발달되어 있기 때문에 터널굴진 시 천반부 또는 굴진 막장면의 낙반을 방지하기 위해 1회 굴진장을 축소하거나 단면을 분할하여 보강을 병행하면서 굴진한다.However, when the rock quality is poor, because discontinuous surfaces such as joints in the rock are densely developed, the excavation field is reduced once or the excavation field is divided and reinforced at the same time to prevent the fall of the top or the excavation surface during tunnel excavation. do.
보통 도로나 철도터널 굴착 시 주로 암질이 불량할 경우 터널단면을 상하로 분리하여 상단(Top Heading)을 먼저 굴착하고, 보강한 이후에 뒤이어 하단(Bench)을 단계적으로 굴착과 보강을 시행하는 방법을 주로 적용한다. In general, when excavating road or rail tunnels, when the rock quality is poor, the top-heading is first excavated by separating the tunnel cross-section from top to bottom, and after reinforcement, the bench is excavated and reinforced step by step. mainly applied
그리고, 3차로 이상의 대단면 터널은 암질이 양호할 경우도 상ㆍ하단을 분리하여 굴착한다.In addition, a large-section tunnel with three or more lanes is excavated by separating the upper and lower ends even when the rock quality is good.
이렇게 2차로 터널규모에서 연약한 암반의 터널 시공은 물론 3차로 이상의 대단면 터널 시공에서 종래에 시행하는 상ㆍ하단의 단계 굴착 시에는 상ㆍ하단 경계부의 시공이음부를 추가로 시공해야 하는 단점이 있다.In this way, when excavating the upper and lower stages, which is conventionally performed in the tunnel construction of soft rock at the scale of a two-lane tunnel, as well as in the construction of a large-section tunnel with three or more lanes, there is a disadvantage that the construction joint of the upper and lower boundary must be additionally constructed. .
예를 들면, 상ㆍ하단 분리굴착 시 상ㆍ하단 경계부에서 선 시공되어 있는 상단 강지보(또는 격자지보)와 후 시공되는 하단 강지보(또는 격자지보)의 시공 이음부가 발생되므로 전단면의 일체 시공 시에 비해 작업시간이 더 소요될 뿐만 아니라 강도면 및 품질면에서 취약부위가 되고, 또 상ㆍ하단 경계부는 상단굴착 시 모서리의 공간적 제약으로 인해 여굴이 더 크게 발생되어 터널 안정성 측면에서 불리한 영향을 주게 되고, 또 시공 이음부의 품질 규격 또는 규제가 매우 엄격하기 때문에 품질 검사를 통과하기 매우 까다로운 단점이 있다. For example, when excavating the upper and lower parts separately, the construction joint between the upper steel support (or grid support) that is pre-constructed at the upper and lower boundary and the lower steel support (or grid support) that is constructed later is generated, so integral construction of the front end surface Not only does it take more time to work compared to the previous time, but it also becomes a weak area in terms of strength and quality, and the upper and lower boundary areas have a larger overdig due to the spatial limitation of the corners during upper excavation, which adversely affects the stability of the tunnel. Also, there is a disadvantage that it is very difficult to pass the quality inspection because the quality standards or regulations of the construction joints are very strict.
또한, 굴진속도 측면에서도 터널 상ㆍ하단을 분리하여 단계적으로 각각 굴착할 때 1회 굴진장을 길게 할 경우의 전단면 굴진 시 보다 약 20∼30%의 추가 굴진시간이 소요될 뿐만 아니라 굴착 공사비도 더 소요되는 단점이 있다.In addition, in terms of excavation speed, when excavating in stages by separating the upper and lower ends of the tunnel, it takes about 20 to 30% more excavation time than when excavating the front end when the excavation length is lengthened once, and the excavation construction cost is also higher. There is a downside to it.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 터널 굴착 시 터널 전단면을 상단과 하단으로 수평 분할한 후에 선진 상단 굴착과 후진 하단 굴착을 동시에 실시하면서 강지보재 구축 시 시공 이음매없이 터널 전단면에 걸쳐 강지보재를 구축하는 새로운 수평분할동시굴착공법을 구현함으로써, 강지보재의 시공성 향상과 더불어 우수한 지보 효과를 얻을 수 있고 굴진 속도를 높여 공기를 단축할 수 있는 등 터널 굴착의 안전성과 시공성, 그리고 경제성을 높일 수 있는 터널 수평분할동시굴착공법을 제공하는데 그 목적이 있다. Therefore, the present invention was devised in consideration of this point, and when excavating a tunnel, after horizontally dividing the front end surface of the tunnel into upper and lower sections, advanced upper excavation and reverse lower excavation are carried out at the same time, By implementing a new horizontal division simultaneous excavation method that builds steel support members across the cross section, it is possible to obtain excellent support effects as well as to improve the workability of steel support materials. And the purpose is to provide a tunnel horizontal division simultaneous excavation method that can increase the economic efficiency.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 터널 수평분할동시굴착공법은 다음과 같은 특징이 있다.In order to achieve the above object, the tunnel horizontal division simultaneous excavation method provided by the present invention has the following characteristics.
상기 터널 수평분할동시굴착공법은 터널 굴착 시 터널 단면을 상하로 수평 분할하여 동시에 굴착하는 방법으로서, 암반 상태가 불량한 경우(낙반의 위험이 높은 경우)에서 굴착하는 방법과, 암반 상태가 양호한 경우(낙반의 위험이 낮은 경우)에 굴착하는 방법을 포함한다. The tunnel horizontal division simultaneous excavation method is a method of simultaneously excavating by dividing the tunnel cross section up and down horizontally during tunnel excavation. In cases where the risk of a fall is low), including excavation methods.
일 예로서, 암반 상태가 불량한 경우, 터널의 단면을 수평으로 2분할하여 수평의 경계선을 사이에 두고 윗쪽의 상단 선진부와 아래쪽의 하단 후진부가 배치되도록 하는 제1단계와, 1회 굴진장에 상응하는 길이로 1차 상단 선진부를 선(先) 굴착하는 동시에 1차 상단 선진부의 천반면에 록볼트와 수평방향 철근을 설치하는 제2단계와, 1회 굴진장에 상응하는 길이로 2차 상단 선진부와 1차 하단 후진부를 동시에 굴착한 후, 2차 상단 선진부와 1차 하단 후진부 간의 경계라인을 따라 터널 전단면에 걸쳐 1차 강지보재를 설치하는 동시에 2차 상단 선진부의 천반면에 록볼트와 수평방향 철근을 설치하는 제3단계와, 상기 제3단계의 과정을 반복하여 1회 굴진장에 상응하는 길이로 n차 상단 선진부와 n-1차 하단 후진부를 동시에 굴착한 후, n차 상단 선진부와 n-1차 하단 후진부 간의 경계라인을 따라 터널 전단면에 걸쳐 n차 강지보재를 설치하는 동시에 n차 상단 선진부의 천반면에 록볼트와 수평방향 철근을 설치하는 제4단계를 포함하는 것이 특징이다. As an example, if the bedrock condition is poor, the first step of dividing the cross section of the tunnel into two horizontally so that the upper upper advanced part and the lower lower reverse part are arranged with a horizontal boundary line therebetween; The second step of pre-excavating the first upper advanced part to the corresponding length and installing rock bolts and horizontal reinforcing bars on the ceiling surface of the first upper advanced part, and the second upper part with a length corresponding to the first excavation field After excavating the advanced part and the 1st lower retracted part at the same time, along the boundary line between the 2nd upper advanced part and the 1st lower reverse part, the 1st steel support member is installed over the front end of the tunnel, and at the same time, on the ceiling surface of the 2nd upper advanced part After the third step of installing the rock bolt and the horizontal reinforcing bar, and the third step, the nth upper advanced part and the n-1st lower reversed part are excavated at the same time to a length corresponding to the excavation field once, A fourth method of installing nth steel support members across the front end of the tunnel along the boundary line between the nth upper advanced part and the n-1 lower reversed part, and installing rock bolts and horizontal reinforcing bars on the ceiling surface of the nth upper advanced part at the same time It is characterized by including steps.
여기서, 상기 수평방향 철근은 강지보재와 록볼트 사이에 양단부가 고정되는 구조로 설치할 수 있고, 1회 굴진장의 길이는 1∼2m로 설정할 수 있고, 상기 강지보재는 H-형강 지보재, 격자 지보재, U-형강 지보재 등을 적용할 수 있고, 상기 상단 선진부가 하단 후진부의 영역에 배치되는 중앙 선진부를 포함함에 따라 하단 후진부를 중앙 선진부의 양옆에 각각 배치되는 2개의 좌우 하단 후진부로 분할할 수 있다. Here, the horizontal reinforcing bar can be installed in a structure in which both ends are fixed between the steel support member and the rock bolt, the length of one excavation field can be set to 1 to 2 m, and the steel support member is an H-beam steel support member, a lattice support member, A U-beam steel support member, etc. can be applied, and as the upper advanced part includes a central advanced part disposed in the region of the lower reverse part, the lower reverse part can be divided into two left and right lower lower reverse parts respectively disposed on both sides of the central advanced part.
다른 예로서, 암반의 상태가 양호한 경우, 터널의 단면을 수평으로 2분할하여 수평의 경계선을 사이에 두고 윗쪽의 상단 선진부와 아래쪽의 하단 후진부가 배치되도록 하는 제1단계와, 1회 굴진장에 상응하는 길이로 1차 상단 선진부를 선(先) 굴착하는 동시에 1차 상단 선진부의 천반면에 록볼트와 수평방향 철근을 설치하는 제2단계와, 1회 굴진장에 상응하는 길이로 2차 상단 선진부와 1차 하단 후진부를 동시에 굴착한 후, 2차 상단 선진부의 천반면에 록볼트와 수평방향 철근을 설치하는 제3단계와, 상기 제3단계의 과정을 반복하여 1회 굴진장에 상응하는 길이로 n차 상단 선진부와 n-1차 하단 후진부를 동시에 굴착한 후, n차 상단 선진부의 천반면에 록볼트와 수평방향 철근을 설치하는 제4단계를 포함하는 것이 특징이다. As another example, if the condition of the bedrock is good, the first step of dividing the cross section of the tunnel into two horizontally so that the upper upper advanced part and the lower lower reverse part are arranged with a horizontal boundary line in between; The second step of pre-excavating the first upper advanced part with a length corresponding to the After excavating the upper advanced part and the first lower reverse part at the same time, the third step of installing rock bolts and horizontal reinforcing bars on the ceiling surface of the second upper advanced part, and repeating the process of the third step, It is characterized by including a fourth step of simultaneously excavating the n-th upper advanced part and the n-1 lower reversed part to a corresponding length, and then installing a rock bolt and horizontal reinforcing bar on the surface of the n-th upper advanced part.
여기서, 상기 수평방향 철근은 적어도 2곳에 설치되어 있는 록볼트 사이에 양단부가 고정되는 구조로 설치할 수 있고, 1회 굴진장의 길이는 2∼4m로 설정할 수 있고, 상기 상단 선진부가 하단 후진부의 영역에 배치되는 중앙 선진부를 포함함에 따라 하단 후진부를 중앙 선진부의 양옆에 각각 배치되는 2개의 좌우 하단 후진부로 분할할 수 있다. Here, the horizontal reinforcing bar can be installed in a structure in which both ends are fixed between the rock bolts installed in at least two places, the length of one excavation field can be set to 2 to 4 m, and the upper advanced part is in the area of the lower reverse part. By including the arranged central advanced portion, the lower reverse portion may be divided into two left and right lower lower reverse portions respectively disposed on both sides of the central advanced portion.
본 발명에서 제공하는 터널 수평분할동시굴착공법은 다음과 같은 효과가 있다.The tunnel horizontal division simultaneous excavation method provided by the present invention has the following effects.
터널 굴착 시 터널 전단면을 상단과 하단으로 수평 분할한 후에 선진 상단 굴착과 후진 하단 굴착을 동시에 실시함과 더불어, 강지보재 구축 시 종전과 같은 상하단 강지보재 간의 시공 이음매를 삭제하면서 터널 전단면에 걸쳐 강지보재를 구축함과 더불어 록볼트 및 수평방향 철근을 시공할 수 있고, 암반 상태에 따라 강지보재 구축없이 록볼트 및 수평방향 철근을 시공하는 새로운 수평분할동시굴착공법을 적용함으로써, 강지보재의 시공성 향상과 더불어 우수한 지보 성능을 확보할 수 있는 동시에 록볼트와 수평방향 철근을 적용함에 따라 천반면의 안정성과 시공 품질을 확보할 수 있는 효과가 있고, 상하단의 동시 굴착을 통해 굴진 속도를 높여서 공기를 단축할 수 있는 등 터널 굴착의 우수한 시공성과 터널 안전성, 그리고 경제성을 높일 수 있는 효과가 있다. When excavating a tunnel, after horizontally dividing the front end of the tunnel into upper and lower sections, both advanced upper excavation and reverse lower excavation are carried out simultaneously. It is possible to construct rock bolts and horizontal reinforcing bars in addition to the destroyers of steel support members, and by applying a new horizontal split simultaneous excavation method that constructs rock bolts and horizontal rebars without constructing steel support materials depending on the condition of the bedrock, the workability of steel support materials is improved In addition, excellent support performance can be secured, and the application of rock bolts and horizontal reinforcing bars has the effect of securing the stability and construction quality of the ceiling surface. It has the effect of improving the excellent constructability of tunnel excavation, tunnel safety, and economic feasibility.
도 1과 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 수평분할동시굴착공법의 굴착 과정을 나타내는 개략도
도 3은 강지보재 설치 시 천반면의 낙반위험 보강을 위한 선진부의 천반면에 수평방향 철근 및 록볼트 시공과정을 나타내는 개략도
도 4는 강지보재 미설치 시 천반면의 낙반위험 보강을 위한 선진부의 천반면에 수평방향 철근 및 록볼트 시공과정을 나타내는 개략도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 수평분할동시굴착공법에서 터널 전단면의 다양한 수평 분할 형태를 나타내는 개략도1 and 2 are schematic views showing the excavation process of the tunnel horizontal division simultaneous excavation method according to an embodiment of the present invention;
3 is a schematic diagram showing the construction process of horizontal reinforcing bars and rock bolts on the ceiling surface of the advanced part for reinforcing the fall risk of the ceiling surface when the steel support member is installed
Figure 4 is a schematic view showing the horizontal reinforcing bar and rock bolt construction process on the ceiling surface of the advanced part for reinforcing the fall risk of the ceiling surface when the steel support member is not installed
5 is a schematic diagram showing various horizontal division forms of the tunnel front surface in the tunnel horizontal division simultaneous excavation method according to an embodiment of the present invention;
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1과 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 수평분할동시굴착공법의 굴착 과정을 나타내는 개략도이고, 도 3과 도 4는 전반면 낙반위험 보강을 위한 선진부의 천반면에 수평방향 철근 및 록볼트 시공과정을 나타내는 개략도이다. 1 and 2 are schematic views showing the excavation process of the tunnel horizontal division simultaneous excavation method according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are horizontal reinforcing bars and It is a schematic diagram showing the rock bolt construction process.
도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 터널 수평분할동시굴착공법은 터널의 전체 단면을 수평으로 2분할하여 상단 선진부(굴진방향 기준으로 하단 후진부 대비 1회 굴진장 정도 상대적으로 더 터널 안쪽으로 들어가서 조성되는 영역)와 하단 후진부(굴진방향 기준으로 상단 선진부 대비 1회 굴진장 정도 상대적으로 덜 터널 안쪽으로 들어가서 조성되는 영역)으로 구획한 후, 상단 선진부와 하단 후진부를 1회 굴진장 길이만큼씩 또는 2회 굴진장 길이만큼씩 동시에 굴착하면서 이음부위가 없는 강지보재를 터널 전단면에 걸쳐 구축함과 더불어 록볼트와 수평방향 철근을 굴착 천반면에 시공하는 공법이다. As shown in FIGS. 1 to 4, the tunnel horizontal division simultaneous excavation method divides the entire cross section of the tunnel into two horizontally, so that the upper advanced part (in the excavation direction based on the excavation direction, the excavation length of one excavation length is relatively longer than that of the lower reverse section). After dividing into the area created by going inward) and the lower retreating part (the area created by going inside the tunnel with a relatively less excavation length compared to the upper advanced part in the direction of excavation), the upper advanced part and the lower reverse part are divided once It is a construction method of constructing rock bolts and horizontal reinforcing bars on the excavation surface while simultaneously excavating by the length of the excavation field or twice as long as the excavation field length, along with destroying steel support members without joints over the front end of the tunnel.
먼저, 암반 상태가 불량한 조건, 예를 들면 낙반의 위험이 높은 조건에서 굴착하는 방법을 살펴보면 다음과 같다. First, a method of excavating in a condition of poor bedrock condition, for example, a high risk of falling, will be described as follows.
제1단계로서, 터널의 굴착단면을 수평으로 2분할하여 윗쪽의 상단 선진부(10-1,10-2,10-3,...,10-n)와 아래쪽의 하단 후진부(11-1,11-2,11-3,...,11-n)로 구획하는 단계를 실시한다. As a first step, the excavation section of the tunnel is horizontally divided into two, the upper upper advanced part (10-1, 10-2, 10-3,..., 10-n) and the lower lower reverse part (11-) 1,11-2,11-3,...,11-n).
즉, 터널 굴착단면의 윗쪽으로 상단 선진부가 배치되도록 하고, 이렇게 배치되는 상단 선진부의 아래쪽에 하단 후진부가 배치되도록 한다. That is, the upper advanced part is arranged above the tunnel excavation section, and the lower reversed part is arranged below the upper advanced part arranged in this way.
이러한 배치관계에 있는 상단 선진부와 하단 후진부는 수평의 경계선을 사이에 두고 위아래에서 서로 접할 수 있게 된다. The upper advanced part and the lower reverse part in this arrangement relationship can be in contact with each other from above and below with a horizontal boundary line interposed therebetween.
여기서, 상기 상단 선진부의 높이는 하단 후진부의 높이에 비해 약 2배 내지 3배 정도의 높이로 설정하는 것이 바람직하다. Here, it is preferable to set the height of the upper advanced part to about two to three times the height of the lower reverse part.
예를 들면, 터널의 높이가 8∼11m 정도인 경우, 이때의 상단 선진부의 높이는 5.5∼8m 정도의 높이, 하단 후진부의 높이는 2.5∼3m 정도의 높이로 설정할 수 있다. For example, when the height of the tunnel is about 8 to 11 m, the height of the upper advanced part at this time can be set to a height of about 5.5 to 8 m, and the height of the lower reverse part can be set to a height of about 2.5 to 3 m.
그리고, 상기 상단 선진부와 하단 후진부를 동시에 1회 굴진장씩 굴착하는 경우, 이때의 1회 굴진장의 길이는 1∼2m로 설정하는 것이 바람직하다. In the case of excavating the upper advanced part and the lower backward part at the same time by one excavation field, it is preferable to set the length of one excavation field at this time to 1 to 2 m.
여기서, 1회 굴진장은 연암(軟巖), 경암(硬巖), 불량 암질 등 암질이나 지질의 상태, 암반 내 절리발달 상태, 지질의 상태 등에 따라 그 길이를 늘리거나 줄일 수 있으며, 굴진 속도, 낙반의 위험 등을 고려하여 1회 굴진장의 길이는 1∼2m 정도가 적당하다. Here, the length of one excavation field can be increased or decreased depending on the rock quality or geological condition such as soft rock, hard rock, and poor rock quality, the state of joint development in the bedrock, the state of the geology, etc., and the excavation speed, Considering the risk of falling, the length of one excavation field is suitable for 1~2m.
다음, 제2단계로서, 제1단계에서 구획한 1차 상단 선진부(10-1)를 1회 굴진장에 상응하는 길이로 선(先) 굴착하는 단계를 실시한다. Next, as a second step, a step of pre-excavating the primary upper advanced advanced part 10-1 divided in the first step to a length corresponding to the excavation field once is performed.
이러한 제2단계는 터널의 굴착 단면 중에서 윗쪽에 위치한 1차 상단 선진부(10-1)를 단독으로 굴착하고, 1차 상단 선진부(10-1)의 천반면에 1차 록볼트(14a)와 1차 수평방향 철근(13a)를 설치한 후, 1차 록볼트(14a)와 1차 수평방향 철근(13a)이 설치되어 있는 1차 상단 선진부(10-1)의 천반면에 숏크리트를 시공하여 1차 상단 선진부(10-1)의 천반면을 낙반의 위험으로부터 보강한다. In this second step, the first upper advanced advanced part 10-1 located at the upper side of the excavation section of the tunnel is excavated alone, and the
이때, 상기 록볼트와 수평방향 철근, 그리고 숏크리트 보강 시 암반상태나 지질상태에 따라 록볼트의 길이, 수평방향 철근의 설치 간격, 숏크리트의 타설량 등을 조절하여 시공할 수 있다. At this time, the rock bolt, horizontal reinforcing bar, and shotcrete can be constructed by adjusting the length of the rock bolt, the installation interval of the horizontal reinforcing bar, the amount of shotcrete pouring, etc.
여기서, 상기 1차 상단 선진부(10-1)의 굴착 후 시작점과 1차 하단 후진부(11-1)의 굴착 전 시작점의 터널 전단면에 걸쳐 1차 강지보재(12a)를 설치할 수 있다.Here, the primary
특히, 상기 1차 수평방향 철근(13a)은 다수 개가 터널 길이방향을 따라 나란한 동시에 터널 단면방향을 따라 일정간격으로 배치되는 구조로 설치될 수 있는 한편, 상기 1차 록볼트(14a)는 적어도 1개 이상, 바람직하게는 터널 길이방향을 따라 일정거리를 유지하는 2곳에 배치되는 동시에 터널 단면방향을 따라 일정간격으로 배치되는 구조로 설치될 수 있으며, 이렇게 설치되는 1차 수평방향 철근(13a)의 양쪽 단부는 1차 강지보재(12a)와 1차 록볼트(14a)의 하단부 사이에 용접 등을 고정될 수 있다. In particular, a plurality of the primary
예를 들면, 상기 1차 수평방향 철근(13a)의 한쪽 단부는 1차 강지보재(12a)에 얹혀지거나 관통되면서 용접 등에 의해 고정될 수 있는 동시에 다른 한쪽 단부는 1차 록볼트(14a)의 하단부에 형성되어 있는 고리 내에 끼워져 지지되면서 용접 등에 의해 고정될 수 있다. For example, one end of the primary
다음, 제3단계로서, 제2단계에서의 1차 상단 선진부(10-1)를 단독으로 굴착한 후, 본격적으로 상단 선진부와 하단 후진부를 동시에 굴착하면서 강지보재는 물론 록볼트와 수평방향 철근을 구축하는 단계를 실시한다. Next, as a third step, after excavating the primary upper advanced part 10-1 in the second step alone, the upper advanced part and the lower reverse part are excavated in earnest at the same time in the horizontal direction with the rock bolt as well as the steel support member. Carry out the steps to build the rebar.
즉, 2차 상단 선진부(10-2)와 1차 하단 후진부(11-1)를 동시에 굴착한다, That is, the secondary upper advanced part 10-2 and the first lower reversed part 11-1 are excavated at the same time,
이때의 2차 상단 선진부(10-2)와 1차 하단 후진부(11-1)의 동시 굴착 시 굴착 길이는 1회 굴진장을 기준으로 한다. At this time, the excavation length of the second upper advanced part 10-2 and the first lower reversed part 11-1 is based on one excavation site at the same time.
그리고, 2차 상단 선진부(10-2)와 1차 하단 후진부(11-1)의 동시 굴착을 위한 1회 굴진장의 길이는 암반 내 절리상태나 지질조건에 따라 적절히 증가시키거나 감소시키면서 진행할 수 있다. And, the length of one excavation field for simultaneous excavation of the secondary upper advanced part 10-2 and the first lower reverse part 11-1 may be increased or decreased as appropriate depending on the joint state or geological conditions in the rock. can
예를 들면, 암질이 양호한 경우의 1회 굴진장 길이는 상대적으로 길게 설정할 수 있고, 암질이 불량한 경우의 1회 굴진장 길이는 상대적으로 짧게 설정할 수 있다. For example, when the rock quality is good, the length of one excavation field may be set to be relatively long, and when the rock quality is poor, the length of one excavation field may be set relatively short.
계속해서, 2차 상단 선진부(10-2)와 1차 하단 후진부(11-1)의 동시 굴착 후, 이때의 2차 상단 선진부(10-2)와 1차 하단 후진부(11-1) 간의 경계라인을 따라 터널 전단면에 걸쳐 2차 강지보재(12b)를 설치한다. Then, after the simultaneous excavation of the secondary upper advanced part 10-2 and the first lower reversed part 11-1, the secondary upper advanced advanced part 10-2 and the first lower reversed part 11- at this time 1) Install the
이와 같이, 1회 굴진장 기준으로 상단 선진부와 하단 후진부를 동시에 굴착하여 상단 선진부와 하단 후진부 경계선상에 터널 전단면을 확보할 수 있고, 이렇게 확보한 터널 전단면(예컨대, 터널의 천반면 및 양쪽 측면을 포함하는 전체 단면 둘레)에 걸쳐 강지보재를 구축할 수 있으므로, 종전과 같이 강지보재의 시공 이음부를 완전히 배제할 수 있는 등 강지보재 시공성 및 구조적인 안정성을 확보할 수 있다. In this way, by excavating the upper advanced part and the lower backward part at the same time based on one excavation field, the tunnel front surface can be secured on the boundary line between the upper advanced part and the lower reverse part, and the tunnel front surface secured in this way (for example, the On the other hand, since the steel support member can be built over the entire cross-section including the side and both sides), it is possible to secure the workability and structural stability of the steel support member, such as completely excluding the construction joint of the steel support member as before.
여기서, 상기 강지보재는 H-형강 지보재, 격자 지보재, U-형강 지보재 등을 적용할 수 있다. Here, as the steel support material, an H-beam steel support material, a lattice support material, a U-beam steel support material, etc. may be applied.
이러한 강지보재는 임시 보강재 역할, 숏크리트 하중분산 역할, 보조공법 지지점 역할, 시공지표 역활, 터널 내공 확인 역할, 발파 천공의 지표 역할, 지반 변위 억제 역할 등의 기능을 하게 되며, 이러한 강지보재는 숏크리트가 경화할 때까지 즉시 지보 효과를 발휘하며, 숏크리트가 경화한 후에는 숏크리트와 일체화되어 합성구조체 기능을 하게 된다. These steel support members play the role of temporary reinforcement, load distribution of shotcrete, supporting point for auxiliary construction method, role of construction index, role of confirming tunnel cavities, role of indicator of blast drilling, role of suppressing ground displacement, etc. It exhibits an immediate support effect until it hardens, and after the shotcrete hardens, it is integrated with the shotcrete and functions as a composite structure.
그리고, 상기 강지보재 설치 후에는 상단 선진부의 천반면에 록볼트와 수평방향 철근, 그리고 숏크리트를 시공하여 낙반이 방지되도록 하는 보강 시공을 실시할 수 있다. In addition, after the steel support member is installed, a rock bolt, horizontal reinforcing bar, and shotcrete are installed on the top surface of the advanced part to perform reinforcing construction to prevent falling.
즉, 2차 상단 선진부(10-2)의 천반면에 2차 록볼트(14b)와 2차 수평방향 철근(13b)를 설치한 후, 2차 록볼트(14b)와 2차 수평방향 철근(13b)이 설치되어 있는 2차 상단 선진부(10-2)의 천반면에 숏크리트를 시공하여 2차 상단 선진부(10-2)의 천반면을 낙반의 위험으로부터 보강한다. That is, after installing the
이때, 상기 록볼트와 수평방향 철근, 그리고 숏크리트 보강 시 암반상태나 지질상태에 따라 록볼트의 길이, 수평방향 철근의 설치 간격, 숏크리트의 타설량 등을 조절하여 시공할 수 있다. At this time, the rock bolt, horizontal reinforcing bar, and shotcrete can be constructed by adjusting the length of the rock bolt, the installation interval of the horizontal reinforcing bar, the amount of shotcrete pouring, etc.
특히, 상기 2차 수평방향 철근(13b)은 다수 개가 터널 길이방향을 따라 나란한 동시에 터널 단면방향을 따라 일정간격으로 배치되는 구조로 설치될 수 있으며, 이렇게 설치되는 2차 수평방향 철근(13b)의 양쪽 단부는 2차 강지보재(12b)와 2차 록볼트(14b)의 하단부 사이에 용접 등을 고정될 수 있다. In particular, a plurality of the secondary horizontal reinforcing
예를 들면, 상기 2차 수평방향 철근(13b)의 한쪽 단부는 2차 강지보재(12b)에 얹혀지거나 관통되면서 용접 등에 의해 고정될 수 있는 동시에 다른 한쪽 단부는 2차 록볼트(14b)의 하단부에 형성되어 있는 고리 내에 끼워져 지지되면서 용접 등에 의해 고정될 수 있다. For example, one end of the secondary horizontal reinforcing
다음, 제4단계로서, 제3단계의 과정을 수회 반복하여 1회 굴진장에 상응하는 길이로 n차 상단 선진부와 n-1차 하단 후진부를 동시에 굴착하고, 계속해서 n차 상단 선진부와 n-1차 하단 후진부 간의 경계라인을 따라 터널 전단면에 걸쳐 n차 강지보재와 n차 록볼트 및 n차 수평방향 철근을 설치하면서 터널을 굴진하는 단계를 실시한다. Next, as the fourth step, the process of step 3 is repeated several times to simultaneously excavate the n-th upper advanced part and the n-1 lower advanced part at a length corresponding to the excavation field once, and continue to excavate the n-th upper advanced part and the n-th upper advanced part at the same time The step of excavating the tunnel is carried out while installing the nth steel support members, nth rock bolts, and nth horizontal reinforcing bars along the boundary line between the n-1st lower reversing parts across the front end of the tunnel.
예를 들면, 3차 상단 선진부(10-3)와 2차 하단 후진부(11-2)를 동시에 굴착한 후, 3차 상단 선진부(10-3)와 2차 하단 후진부(11-2) 간의 경계라인을 따라 터널 전단면에 걸쳐 3차 강지보재(12c)를 설치함과 더불어 3차 상단 선진부(10-3)의 천반면에 3차 록볼트(14c)와 3차 수평방향 철근(13c)을 설치한 후에 숏크리트를 타설하고, 계속해서 4차 상단 선진부(10-4)와 3차 하단 후진부(11-3)를 동시에 굴착한 후, 4차 상단 선진부(10-4)와 3차 하단 후진부(11-3) 간의 경계라인을 따라 터널 전단면에 걸쳐 4차 강지보재(12d)를 설치함과 더불어 4차 상단 선진부(10-4)의 천반면에 4차 록볼트(14d)와 3차 수평방향 철근(13d)을 설치한 다음에 숏크리트를 타설하는 등의 단계를 반복적으로 실시하면서 n차 상단 선진부와 n-1차 하단 후진부의 동시 굴착 및 n차 강지보재(12n), n차 록볼트(14n), n차 수평방향 철근(13n)를 시공하는 방법으로 터널을 굴진한다. For example, after excavating the tertiary upper advanced part 10-3 and the second lower reversed part 11-2 at the same time, the tertiary upper advanced part 10-3 and the second lower reversed part 11- 2) Install the tertiary steel support member (12c) over the front end of the tunnel along the boundary line between the tertiary rock bolts (14c) and the tertiary horizontal After installing the reinforcing bar (13c), the shotcrete is poured, and the fourth upper advanced part (10-4) and the third lower lower reverse part (11-3) are simultaneously excavated, and then the fourth upper advanced part (10-) 4) along the boundary line between 4) and the 3rd lower reverse section (11-3), along with installing the 4th steel support member (12d) over the front section of the tunnel, 4 Simultaneous excavation of the nth upper advanced part and the n-1 lower reverse part and nth order while repeatedly performing steps such as pouring shotcrete after installing the primary rock bolt (14d) and the tertiary horizontal reinforcing bar (13d) The tunnel is excavated by constructing a steel support member (12n), an nth rock bolt (14n), and an nth horizontal reinforcing bar (13n).
물론, 터널 굴진의 최종 단계에서는 상단 선진부와 하단 후진부 동시 굴착을 진행한 후에 최종적으로 남게 되는 하단 후진부(11-n)를 단독으로 굴착할 수 있다.Of course, in the final stage of tunnel excavation, the lower reversed part 11-n, which is finally left after simultaneous excavation of the upper advanced part and the lower reversed part, can be excavated alone.
이러한 제4단계에서도, 강지보재 설치 후에 상단 선진부의 천반면에 록볼트와 수평방향 철근, 그리고 숏크리트를 시공하여 낙반이 방지되도록 하는 보강 시공을 실시할 수 있는데, n차 상단 선진부의 천반면에 n차 록볼트와 n차 수평방향 철근를 설치한 후, n차 록볼트와 n차 수평방향 철근이 설치되어 있는 n차 상단 선진부의 천반면에 숏크리트를 시공하여 n차 상단 선진부의 천반면을 낙반의 위험으로부터 보강한다. Even in this fourth step, reinforcement construction can be carried out to prevent falling by installing rock bolts, horizontal reinforcing bars, and shotcrete on the ceiling surface of the upper advanced part after installation of the steel support member. After installing the nth rock bolt and nth horizontal reinforcing bar, install shotcrete on the ceiling surface of the nth upper advanced part where the nth rock bolt and nth horizontal reinforcing bar are installed. Risk of falling down the nth upper advanced part reinforced from
이때, 상기 록볼트와 수평방향 철근, 그리고 숏크리트 보강 시 암반상태나 지질상태에 따라 록볼트의 길이, 수평방향 철근의 설치 간격, 숏크리트의 타설량 등을 조절하여 시공할 수 있다. At this time, the rock bolt, horizontal reinforcing bar, and shotcrete can be constructed by adjusting the length of the rock bolt, the installation interval of the horizontal reinforcing bar, the amount of shotcrete pouring, etc.
특히, 상기 n차 수평방향 철근은 다수 개가 터널 길이방향을 따라 나란한 동시에 터널 단면방향을 따라 일정간격으로 배치되는 구조로 설치될 수 있으며, 이렇게 설치되는 n차 수평방향 철근의 양쪽 단부는 n차 강지보재와 n차 록볼트의 하단부 사이에 용접 등을 고정될 수 있다. In particular, a plurality of the n-th horizontal reinforcing bars may be installed in a structure in which a plurality of reinforcing bars are arranged at regular intervals along the tunnel cross-sectional direction while at the same time in the longitudinal direction of the tunnel. Welding or the like can be fixed between the support member and the lower end of the n-th rock bolt.
예를 들면, 상기 n차 수평방향 철근의 한쪽 단부는 n차 강지보재에 얹혀지거나 관통되면서 용접 등에 의해 고정될 수 있는 동시에 다른 한쪽 단부는 n차 록볼트의 하단부에 형성되어 있는 고리 내에 끼워져 지지되면서 용접 등에 의해 고정될 수 있다. For example, one end of the n-th horizontal reinforcing bar can be fixed by welding or the like while being placed on or penetrating the n-th steel support member, while the other end is inserted and supported in a ring formed at the lower end of the n-th rock bolt. It may be fixed by welding or the like.
다음으로, 암반 상태가 양호한 조건, 예를 들면 낙반의 위험이 낮은 조건에서 굴착하는 방법을 살펴보면 다음과 같다. Next, a method of excavating in a condition in which the bedrock condition is good, for example, a condition in which the risk of falling is low, is as follows.
제1단계로서, 터널의 굴착단면을 수평으로 2분할하여 윗쪽의 상단 선진부(10-1,10-2,10-3,...,10-n)와 아래쪽의 하단 후진부(11-1,11-2,11-3,...,11-n)로 구획하는 단계를 실시한다. As a first step, the excavation section of the tunnel is horizontally divided into two, the upper upper advanced part (10-1, 10-2, 10-3,..., 10-n) and the lower lower reverse part (11-) 1,11-2,11-3,...,11-n).
즉, 터널 굴착단면의 윗쪽으로 상단 선진부가 배치되도록 하고, 이렇게 배치되는 상단 선진부의 아래쪽에 하단 후진부가 배치되도록 한다. That is, the upper advanced part is arranged above the tunnel excavation section, and the lower reversed part is arranged below the upper advanced part arranged in this way.
이러한 배치관계에 있는 상단 선진부와 하단 후진부는 수평의 경계선을 사이에 두고 위아래에서 서로 접할 수 있게 된다. The upper advanced part and the lower reverse part in this arrangement relationship can be in contact with each other from above and below with a horizontal boundary line interposed therebetween.
여기서, 상기 상단 선진부의 높이는 하단 후진부의 높이에 비해 약 2배 내지 3배 정도의 높이로 설정하는 것이 바람직하다. Here, it is preferable to set the height of the upper advanced part to about two to three times the height of the lower reverse part.
예를 들면, 터널의 높이가 8∼11m 정도인 경우, 이때의 상단 선진부의 높이는 5.5∼8m 정도의 높이, 하단 후진부의 높이는 2.5∼3m 정도의 높이로 설정할 수 있다. For example, when the height of the tunnel is about 8 to 11 m, the height of the upper advanced part at this time can be set to a height of about 5.5 to 8 m, and the height of the lower reverse part can be set to a height of about 2.5 to 3 m.
그리고, 상기 상단 선진부와 하단 후진부를 동시에 1회 굴진장씩 굴착하는 경우, 이때의 1회 굴진장의 길이는 2∼4m로 설정하는 것이 바람직하다. In the case of excavating the upper advanced part and the lower backward part at the same time by one excavation field, it is preferable to set the length of one excavation field at this time to 2 to 4 m.
여기서, 1회 굴진장은 연암(軟巖), 경암(硬巖), 불량 암질 등 암질이나 지질의 상태, 암반 내 절리발달 상태, 지질의 상태 등에 따라 그 길이를 늘리거나 줄일 수 있으며, 굴진 속도, 낙반의 위험 등을 고려하여 1회 굴진장의 길이는 2∼4m 정도가 적당하다. Here, the one-time excavation length can be increased or decreased depending on the rock quality or geological condition such as soft rock, hard rock, and poor rock quality, the state of joint development in the bedrock, the state of the geology, etc., and the excavation speed, Considering the risk of falling, the length of one excavation field is suitable for about 2~4m.
다음, 제2단계로서, 제1단계에서 구획한 1차 상단 선진부(10-1)를 1회 굴진장에 상응하는 길이로 선(先) 굴착하는 단계를 실시한다. Next, as a second step, a step of pre-excavating the primary upper advanced advanced part 10-1 divided in the first step to a length corresponding to the excavation field once is performed.
이러한 제2단계는 터널의 굴착 단면 중에서 윗쪽에 위치한 1차 상단 선진부(10-1)를 단독으로 굴착하고, 1차 상단 선진부(10-1)의 천반면에 1차 록볼트(14a)와 1차 수평방향 철근(13a)를 설치한 후, 1차 록볼트(14a)와 1차 수평방향 철근(13a)이 설치되어 있는 1차 상단 선진부(10-1)의 천반면에 숏크리트를 시공하여 1차 상단 선진부(10-1)의 천반면을 낙반의 위험으로부터 보강한다. In this second step, the first upper advanced advanced part 10-1 located at the upper side of the excavation section of the tunnel is excavated alone, and the
이때, 상기 록볼트와 수평방향 철근, 그리고 숏크리트 보강 시 암반상태나 지질상태에 따라 록볼트의 길이, 수평방향 철근의 설치 간격, 숏크리트의 타설량 등을 조절하여 시공할 수 있다. At this time, the rock bolt, horizontal reinforcing bar, and shotcrete can be constructed by adjusting the length of the rock bolt, the installation interval of the horizontal reinforcing bar, the amount of shotcrete pouring, etc.
특히, 상기 1차 수평방향 철근(13a)은 다수 개가 터널 길이방향을 따라 나란한 동시에 터널 단면방향을 따라 일정간격으로 배치되는 구조로 설치될 수 있는 한편, 상기 1차 록볼트(14a)는 적어도 1개 이상, 바람직하게는 터널 길이방향을 따라 일정거리를 유지하는 2곳에 배치되는 동시에 터널 단면방향을 따라 일정간격으로 배치되는 구조로 설치될 수 있으며, 이렇게 설치되는 1차 수평방향 철근(13a)의 양쪽 단부는 앞쪽과 뒷쪽에 각각 설치되는 1차 록볼트(14a)의 하단부 사이에 용접 등을 고정될 수 있다. In particular, a plurality of the primary horizontal reinforcing
예를 들면, 상기 1차 수평방향 철근(13a)의 한쪽 단부는 앞쪽의 1차 록볼트(14a)의 하단부에 형성되어 있는 고리 내에 끼워져 지지되면서 용접 등에 의해 고정되는 동시에 다른 한쪽 단부는 뒷쪽의 1차 록볼트(14a)의 하단부에 형성되어 있는 고리 내에 끼워져 지지되면서 용접 등에 의해 고정될 수 있다. For example, one end of the primary
다음, 제3단계로서, 제2단계에서의 1차 상단 선진부(10-1)를 단독으로 굴착한 후, 본격적으로 상단 선진부와 하단 후진부를 동시에 굴착하면서 록볼트와 수평방향 철근을 구축하는 단계를 실시한다. Next, as the third step, after excavating the primary upper advanced part 10-1 in the second step alone, the rock bolt and the horizontal reinforcing bar are constructed while simultaneously excavating the upper advanced part and the lower reverse part in earnest. carry out the steps.
즉, 2차 상단 선진부(10-2)와 1차 하단 후진부(11-1)를 동시에 굴착한다, That is, the secondary upper advanced part 10-2 and the first lower reversed part 11-1 are excavated at the same time,
이때의 2차 상단 선진부(10-2)와 1차 하단 후진부(11-1)의 동시 굴착 시 굴착 길이는 1회 굴진장을 기준으로 한다. At this time, the excavation length of the second upper advanced part 10-2 and the first lower reversed part 11-1 is based on one excavation site at the same time.
그리고, 2차 상단 선진부(10-2)와 1차 하단 후진부(11-1)의 동시 굴착을 위한 1회 굴진장의 길이는 암반 내 절리상태나 지질조건에 따라 적절히 증가시키거나 감소시키면서 진행할 수 있다. And, the length of one excavation field for simultaneous excavation of the secondary upper advanced part 10-2 and the first lower reverse part 11-1 may be increased or decreased as appropriate depending on the joint state or geological conditions in the rock. can
예를 들면, 암질이 양호한 경우의 1회 굴진장 길이는 상대적으로 길게 설정할 수 있고, 암질이 불량한 경우의 1회 굴진장 길이는 상대적으로 짧게 설정할 수 있다. For example, when the rock quality is good, the length of one excavation field may be set to be relatively long, and when the rock quality is poor, the length of one excavation field may be set relatively short.
계속해서, 2차 상단 선진부(10-2)와 1차 하단 후진부(11-1)의 동시 굴착 후, 이때의 2차 상단 선진부(10-2)와 1차 하단 후진부(11-1) 간의 경계라인을 따라 터널 전단면에 걸쳐 2차 강지보재(12b)를 설치한다. Then, after the simultaneous excavation of the secondary upper advanced part 10-2 and the first lower reversed part 11-1, the secondary upper advanced advanced part 10-2 and the first lower reversed part 11- at this time 1) Install the
이와 같이, 1회 굴진장 기준으로 상단 선진부와 하단 후진부를 동시에 굴착하여 상단 선진부와 하단 후진부 경계선상에 터널 전단면을 확보할 수 있고, 이렇게 확보한 터널 전단면(예컨대, 터널의 천반면 및 양쪽 측면을 포함하는 전체 단면 둘레)에 걸쳐 록볼트와 수평방향 철근을 구축할 수 있으므로, 천반면의 시공성 및 구조적인 안정성을 확보할 수 있다. In this way, by excavating the upper advanced part and the lower backward part at the same time based on one excavation field, the tunnel front surface can be secured on the boundary line between the upper advanced part and the lower reverse part, and the tunnel front surface secured in this way (for example, the On the other hand, since rock bolts and horizontal reinforcing bars can be built over the entire cross-section including both sides), it is possible to secure the workability and structural stability of the ceiling surface.
그리고, 상기 상단 선진부의 천반면에 록볼트와 수평방향 철근을 설치한 후에 숏크리트를 타설하여 낙반이 방지되도록 하는 보강 시공을 실시할 수 있다. In addition, after installing the rock bolt and horizontal reinforcing bars on the top surface of the advanced part, it is possible to perform reinforcement construction to prevent falling by pouring shotcrete.
즉, 2차 상단 선진부(10-2)의 천반면에 2차 록볼트(14b)와 2차 수평방향 철근(13b)를 설치한 후, 2차 록볼트(14b)와 2차 수평방향 철근(13b)이 설치되어 있는 2차 상단 선진부(10-2)의 천반면에 숏크리트를 시공하여 2차 상단 선진부(10-2)의 천반면을 낙반의 위험으로부터 보강한다. That is, after installing the
이때, 상기 록볼트와 수평방향 철근, 그리고 숏크리트 보강 시 암반상태나 지질상태에 따라 록볼트의 길이, 수평방향 철근의 설치 간격, 숏크리트의 타설량 등을 조절하여 시공할 수 있다. At this time, the rock bolt, horizontal reinforcing bar, and shotcrete can be constructed by adjusting the length of the rock bolt, the installation interval of the horizontal reinforcing bar, the amount of shotcrete pouring, etc.
특히, 상기 2차 수평방향 철근(13b)은 다수 개가 터널 길이방향을 따라 나란한 동시에 터널 단면방향을 따라 일정간격으로 배치되는 구조로 설치될 수 있으며, 이렇게 설치되는 2차 수평방향 철근(13b)의 양쪽 단부는 앞쪽의 2차 록볼트(14b)와 뒷쪽의 2차 록볼트(14b)의 하단부 사이에 용접 등을 고정될 수 있다. In particular, a plurality of the secondary horizontal reinforcing
예를 들면, 상기 2차 수평방향 철근(13b)의 한쪽 단부는 앞쪽의 2차 록볼트(14b)의 하단부에 형성되어 있는 고리 내에 끼워져 지지되면서 용접 등에 의해 고정될 수 있는 동시에 다른 한쪽 단부는 2차 록볼트(14b)의 하단부에 형성되어 있는 고리 내에 끼워져 지지되면서 용접 등에 의해 고정될 수 있다. For example, one end of the secondary horizontal reinforcing bar (13b) can be fixed by welding or the like while being inserted and supported in a ring formed at the lower end of the secondary rock bolt (14b) in the front, while the other end is 2 It can be fixed by welding or the like while being supported by being inserted into the ring formed at the lower end of the car rock bolt (14b).
다음, 제4단계로서, 제3단계의 과정을 수회 반복하여 1회 굴진장에 상응하는 길이로 n차 상단 선진부와 n-1차 하단 후진부를 동시에 굴착하고, 계속해서 터널 전단면에 걸쳐 n차 록볼트 및 n차 수평방향 철근을 설치하면서 터널을 굴진하는 단계를 실시한다. Next, as the fourth step, the process of step 3 is repeated several times to simultaneously excavate the nth upper advanced part and the n-1st lower reversed part at a length corresponding to the excavation field once, and continue to excavate n The step of excavating the tunnel is carried out while installing the secondary rock bolts and nth horizontal reinforcing bars.
예를 들면, 3차 상단 선진부(10-3)와 2차 하단 후진부(11-2)를 동시에 굴착한 후, 3차 상단 선진부(10-3)의 천반면에 3차 록볼트(14c)와 3차 수평방향 철근(13c)을 설치한 후에 숏크리트를 타설하고, 계속해서 4차 상단 선진부(10-4)와 3차 하단 후진부(11-3)를 동시에 굴착한 후, 4차 상단 선진부(10-4)의 천반면에 4차 록볼트(14d)와 3차 수평방향 철근(13d)을 설치한 다음에 숏크리트를 타설하는 등의 단계를 반복적으로 실시하면서 n차 상단 선진부와 n-1차 하단 후진부의 동시 굴착 및 n차 록볼트(14n), n차 수평방향 철근(13n)를 시공하는 방법으로 터널을 굴진한다. For example, after excavating the tertiary upper advanced part 10-3 and the secondary lower reversed part 11-2 at the same time, the tertiary rock bolt ( After installing 14c) and the 3rd horizontal reinforcing bar (13c), the shotcrete is poured, and the 4th upper advanced part (10-4) and the 3rd bottom reverse part (11-3) are simultaneously excavated, 4 After installing the 4th rock bolt (14d) and the 3rd horizontal reinforcing bar (13d) on the ceiling surface of the advanced part 10-4 at the top of the car, repeatedly performing the steps such as pouring shotcrete while advancing the nth top The tunnel is excavated by the simultaneous excavation of the sub and the n-1 lower reverse section, and the construction of the n-th rock bolt (14n) and the n-th horizontal reinforcing bar (13n).
물론, 터널 굴진의 최종 단계에서는 상단 선진부와 하단 후진부 동시 굴착을 진행한 후에 최종적으로 남게 되는 하단 후진부(11-n)를 단독으로 굴착할 수 있다.Of course, in the final stage of tunnel excavation, the lower reversed part 11-n, which is finally left after simultaneous excavation of the upper advanced part and the lower reversed part, can be excavated alone.
이러한 제4단계에서도, 상단 선진부의 천반면에 록볼트와 수평방향 철근, 그리고 숏크리트를 시공하여 낙반이 방지되도록 하는 보강 시공을 실시할 수 있는데, n차 상단 선진부의 천반면에 n차 록볼트와 n차 수평방향 철근를 설치한 후, n차 록볼트와 n차 수평방향 철근이 설치되어 있는 n차 상단 선진부의 천반면에 숏크리트를 시공하여 n차 상단 선진부의 천반면을 낙반의 위험으로부터 보강한다. Even in this fourth step, reinforcing construction can be carried out to prevent falling by installing rock bolts, horizontal reinforcing bars, and shotcrete on the ceiling surface of the upper advanced part. After installing the nth horizontal reinforcing bar, the shotcrete is installed on the nth upper advanced part where the nth rock bolt and the nth horizontal reinforcing bar are installed to reinforce the nth upper advanced part from the risk of falling.
이때, 상기 록볼트와 수평방향 철근, 그리고 숏크리트 보강 시 암반상태나 지질상태에 따라 록볼트의 길이, 수평방향 철근의 설치 간격, 숏크리트의 타설량 등을 조절하여 시공할 수 있다. At this time, the rock bolt, horizontal reinforcing bar, and shotcrete can be constructed by adjusting the length of the rock bolt, the installation interval of the horizontal reinforcing bar, the amount of shotcrete pouring, etc.
특히, 상기 n차 수평방향 철근은 다수 개가 터널 길이방향을 따라 나란한 동시에 터널 단면방향을 따라 일정간격으로 배치되는 구조로 설치될 수 있는 한편, 상기 n차 록볼트는 적어도 1개 이상, 바람직하게는 터널 길이방향을 따라 일정거리를 유지하는 2곳에 배치되는 동시에 터널 단면방향을 따라 일정간격으로 배치되는 구조로 설치될 수 있으며, 이렇게 설치되는 n차 수평방향 철근의 양쪽 단부는 앞쪽과 뒷쪽에 각각 설치되는 n차 록볼트의 하단부 사이에 용접 등을 고정될 수 있다. In particular, a plurality of the n-th horizontal reinforcing bars may be installed in a structure in which a plurality of reinforcing bars are arranged at regular intervals along the tunnel cross-sectional direction at the same time in the longitudinal direction of the tunnel, while at least one or more n-th rock bolts, preferably It can be installed at two places maintaining a certain distance along the length of the tunnel and at regular intervals along the cross-section of the tunnel. Welding or the like can be fixed between the lower ends of the n-th rock bolts.
예를 들면, 상기 n차 수평방향 철근의 한쪽 단부는 앞쪽의 n차 록볼트의 하단부에 형성되어 있는 고리 내에 끼워져 지지되면서 용접 등에 의해 고정되는 동시에 다른 한쪽 단부는 뒷쪽의 n차 록볼트의 하단부에 형성되어 있는 고리 내에 끼워져 지지되면서 용접 등에 의해 고정될 수 있다. For example, one end of the n-th horizontal reinforcing bar is fixed by welding while being inserted and supported in a ring formed at the lower end of the n-th rock bolt in the front, and the other end is at the lower end of the n-th rock bolt in the rear. It can be fixed by welding or the like while being supported by being inserted into the formed ring.
예를 들면, 상기 n차 수평방향 철근의 한쪽 단부는 n차 록볼트의 하단부에 형성되어 있는 고리 내에 끼워져 지지되면서 용접 등에 의해 고정될 수 있는 동시에 다른 한쪽 단부는 n차 록볼트의 하단부에 형성되어 있는 고리 내에 끼워져 지지되면서 용접 등에 의해 고정될 수 있다. For example, one end of the n-th horizontal reinforcing bar can be fixed by welding, etc. while being inserted into a ring formed at the lower end of the n-th rock bolt, and the other end is formed at the lower end of the n-th rock bolt. It can be fixed by welding or the like while being supported by being inserted into the ring.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 수평분할동시굴착공법에서 터널 전단면의 다양한 수평 분할 형태를 나타내는 개략도이다. 5 is a schematic diagram showing various horizontal division forms of the tunnel front surface in the tunnel horizontal division simultaneous excavation method according to an embodiment of the present invention.
도 5에 도시한 바와 같이, 여기서는 다양한 형태로 수평 분할한 터널의 전단면 형태를 보여준다. As shown in FIG. 5 , here, the shape of the front section of the tunnel horizontally divided into various shapes is shown.
일 예로서, 터널의 전단면을 수평으로 상하 분할하여 윗쪽으로 상단 선진부(10)가 배치되고 아래쪽으로 하단 후진부(11)가 배치되도록 할 수 있다. As an example, the front end surface of the tunnel may be horizontally divided up and down so that the upper
다른 예로서, 터널의 전단면을 수평으로 상하 분할하되, 상단 선진부(10)가 하단 후진부(11)의 영역에 배치되는 중앙 선진부(15)를 포함하도록 분할함으로써, 하단 후진부(11)는 중앙 선진부(13)의 양옆에 각각 배치되는 2개의 좌우 하단 후진부(11a,11b)로 이루어지도록 할 수 있다. As another example, by dividing the front end surface of the tunnel horizontally up and down, the upper
이와 같이, 본 발명에서는 도로나 철도 터널 시공 시 터널의 단면을 수평으로 2분할하여 상단 선진부와 하단 후진부로 구획한 다음, 이렇게 구획한 상단 선진부와 하단 후진부를 1회 굴진장으로 함께 굴착함과 더불어 시공 이음매가 없는 강지보재를 선택적으로 터널 전단면에 걸쳐 구축함과 더불어 록볼트와 수평방향 철근을 시공하는 터널 수평분할동시굴착공법을 제공함으로써, 굴진 속도를 높여 공기를 단축할 수 있고, 터널 굴착 시의 천반면 등의 안정성을 확보할 수 있다. As described above, in the present invention, when constructing a road or railroad tunnel, the cross section of the tunnel is divided into two horizontally to be divided into an upper advanced part and a lower reverse part, and then the upper advanced part and the lower reverse part divided in this way are excavated together as an excavation site once. In addition, by providing the tunnel horizontal division simultaneous excavation method, which selectively constructs rock bolts and horizontal reinforcing bars along with the destroyer over the entire section of the tunnel using seamless steel support, it is possible to increase the excavation speed and shorten the construction period. It is possible to secure the stability of the pedestal surface during excavation.
10,10-1,10-2,10-3,...,10-n : 상단 선진부
11.11a.11b.11-1,11-2,11-3,...,11-n : 하단 후진부
12a,12b,12c,...,12n : 강지보재
13a,13b,13c,...,13n : 수평방향 철근
14a,14b,14c,...,14n : 록볼트
15 : 중앙 선진부10,10-1,10-2,10-3,...,10-n : upper leading part
11.11a.11b.11-1,11-2,11-3,...,11-n : Reverse lower part
12a, 12b, 12c,..., 12n: steel support
13a, 13b, 13c,..., 13n: horizontal reinforcing bars
14a, 14b, 14c,..., 14n : Rock bolt
15: Central advanced part
Claims (9)
터널의 단면을 수평으로 2분할하여 수평의 경계선을 사이에 두고 윗쪽의 상단 선진부와 아래쪽의 하단 후진부가 배치되도록 하는 제1단계;
1∼2m의 1회 굴진장에 상응하는 길이로 1차 상단 선진부를 선(先) 굴착하는 동시에 1차 상단 선진부의 천반면에 록볼트와 수평방향 철근을 설치하는 제2단계;
1회 굴진장에 상응하는 길이로 2차 상단 선진부와 1차 하단 후진부를 동시에 굴착한 후, 2차 상단 선진부와 1차 하단 후진부 간의 경계라인을 따라 터널 전단면에 걸쳐 1차 강지보재를 설치하는 동시에 2차 상단 선진부의 천반면에 록볼트와 다수 개의 수평방향 철근을 설치한 후에 천반면에 숏크리트를 시공하여 천반면을 낙반의 위험으로부터 보강하되, 상기 수평방향 철근은 강지보재와 록볼트 사이에 양단부가 고정되는 구조로 설치하는 제3단계;
상기 제3단계의 과정을 반복하여 1회 굴진장에 상응하는 길이로 n차 상단 선진부와 n-1차 하단 후진부를 동시에 굴착한 후, n차 상단 선진부와 n-1차 하단 후진부 간의 경계라인을 따라 터널 전단면에 걸쳐 n차 강지보재를 설치하는 동시에 n차 상단 선진부의 천반면에 록볼트와 수평방향 철근을 설치하는 제4단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 수평분할동시굴착공법.
A method of excavating by a blasting method by horizontally dividing the tunnel section up and down when excavating tunnels under poor bedrock conditions,
A first step of dividing the cross section of the tunnel into two horizontally so that an upper upper advanced part and a lower lower reverse part are arranged with a horizontal boundary line therebetween;
A second step of pre-excavating the first upper advanced part with a length corresponding to one excavation field of 1 to 2 m, and at the same time installing rock bolts and horizontal reinforcing bars on the top surface of the first upper advanced part;
After excavating the 2nd upper advanced part and the 1st lower reversed part at the same time to the length corresponding to the first excavation site, the 1st steel support member spans the front end of the tunnel along the boundary line between the 2nd upper advanced part and the 1st lower reverse part At the same time as installing a rock bolt and a plurality of horizontal reinforcing bars on the ceiling surface of the secondary upper advanced part at the same time, install shotcrete on the ceiling surface to reinforce the ceiling surface from the risk of falling. A third step of installing a structure in which both ends are fixed between the bolts;
After repeating the process of step 3 to excavate the nth upper advanced part and the n-1st lower reversed part at the same time to a length corresponding to the excavation field once, between the nth upper advanced part and the n-1 lower reverse part a fourth step of installing n-th steel support members along the front end of the tunnel along the boundary line and installing rock bolts and horizontal reinforcing bars on the top surface of the n-th upper advanced part at the same time;
Tunnel horizontal division simultaneous excavation method comprising a.
상기 강지보재는 H-형강 지보재, 격자 지보재, U-형강 지보재 등을 적용하는 것을 특징으로 하는 터널 수평분할동시굴착공법.
The method according to claim 1,
The steel support material is a tunnel horizontal division simultaneous excavation method, characterized in that applying H-beam steel support material, lattice support material, U-beam steel support material, etc.
터널의 단면을 수평으로 2분할하여 수평의 경계선을 사이에 두고 윗쪽의 상단 선진부와 아래쪽의 하단 후진부가 배치되도록 하는 제1단계;
2∼4m의 1회 굴진장에 상응하는 길이로 1차 상단 선진부를 선(先) 굴착하는 동시에 1차 상단 선진부의 천반면에 록볼트와 수평방향 철근을 설치하는 제2단계;
1회 굴진장에 상응하는 길이로 2차 상단 선진부와 1차 하단 후진부를 동시에 굴착한 후, 2차 상단 선진부의 천반면에 록볼트와 다수 개의 수평방향 철근을 설치한 후에 천반면에 숏크리트를 시공하여 천반면을 낙반의 위험으로부터 보강하되, 상기 수평방향 철근은 앞쪽의 록볼트와 뒷쪽의 록볼트 사이에 양단부가 고정되는 구조로 설치하는 제3단계;
상기 제3단계의 과정을 반복하여 1회 굴진장에 상응하는 길이로 n차 상단 선진부와 n-1차 하단 후진부를 동시에 굴착한 후, n차 상단 선진부의 천반면에 록볼트와 수평방향 철근을 설치하는 제4단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 수평분할동시굴착공법.
A method of excavating by a blasting method by horizontally dividing the tunnel section up and down when excavating a tunnel under good rock conditions,
A first step of dividing the cross section of the tunnel into two horizontally so that an upper upper advanced part and a lower lower reverse part are arranged with a horizontal boundary line therebetween;
A second step of pre-excavating the first upper advanced part with a length corresponding to one excavation field of 2-4 m, and at the same time installing rock bolts and horizontal reinforcing bars on the top surface of the first upper advanced part;
After excavating the 2nd upper advanced part and the 1st lower reverse part at the same time as the length corresponding to the first excavation field, install rock bolts and a number of horizontal reinforcing bars on the ceiling surface of the second upper advanced part, and then install shotcrete on the ceiling surface. a third step of constructing and reinforcing the ceiling surface from the risk of falling, and installing the horizontal reinforcing bars in a structure in which both ends are fixed between the front rock bolt and the rear rock bolt;
After repeating the process of step 3 and excavating the nth upper advanced part and the n-1st lower reversed part at the same time to a length corresponding to the excavation field once, the rock bolts and horizontal reinforcing bars are placed on the top surface of the nth upper advanced part. A fourth step of installing;
Tunnel horizontal division simultaneous excavation method comprising a.
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|---|---|---|---|
| KR1020210047158A KR102301960B1 (en) | 2021-04-12 | 2021-04-12 | Horizontal division simultaneous excavating method for tunnel |
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| CN114810122A (en) * | 2022-05-05 | 2022-07-29 | 江苏徐矿能源股份有限公司张双楼煤矿 | Method for arranging all-high roadway and supporting top plate for one-time mining of inclined thick coal seam |
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