KR102321341B1 - 터널내 환기를 위한 다양하고 용이한 분절형 풍도슬래브의 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터널내 공기를 환기시키는 풍도슬래브에 관한 것으로, 터널 내부의 환기를 위한 환기 덕트 슬래브가 설치되는 터널 풍도 구조인 횡류 또는 반횡류 환기방식의 풍도슬래브를 제공하되, 덕트 형성을 위해 설치되는 슬래브의 분절방식을 통한 세부구조, 붕괴방지를 위한 구조적 원리의 시설과 제작방법의 다양성, 거치 및 조립의 시공성을 갖추는 방법을 통하여 공기를 단축할 수 있으며 공사비도 절감할 수 있는 터널 내 환기를 위한 다양하고 용이한 분절형 풍도슬래브의 구조에 관한 것으로서,
터널라이닝(100)의 내측으로 돌출되는 터널라이닝(100) 브라켓부(110)에
도 2에서 보듯이 풍도슬래브(80)를 횡방향 2분절의 PC절편으로 분할하여 제작하되, 브라켓부에서 중앙측으로 오르막 경사지게 설치되는 삿갓형상의 풍도슬래브(80) 중앙측 상면으로 돌출되는 압력턱(102)이 형성되도록 시설하고, 내부 횡방향으로 공동이 없이 제작되는 상기 풍도슬래브(80) 어느 일편 연단측은 각각 상기 터널라이닝(100) 브라켓부(110)에 안착 고정쇠(113)에 지지되도록 하고 타편 중앙측의 돌출부인 압력턱(102)은 양측의 편절슬래브(101',101")간 상호 지그재그 맞대기 방식으로 배치하는 제1-1방식의 풍도슬래브(80)와,
2분절의 풍도슬래브(80)를 횡방향 4분할의 PC절편으로 분할하여 제작하되, 도 6에서 보듯이 어느 일측 편절슬래브의 2분할(①+②) PC를 하나의 편절슬래브로 조합하는데, 브라켓부(110)에 놓일 연단측에 배치된 ①PC 편절슬래브에 매립되어 있는 긴결철근(121)을 ②PC 편절슬래브에 매립되어 있는 통관(122) 내로 인입시키고 중앙측에서 통관(122) 내 주변을 채움재로 충진하여 긴결철근(121)이 고정되도록 하고 중앙측 너트홈(123)에서 너트(N)로 결속함과 함께 공극을 채워 제작하는 양측의 편절슬래브(101',101")에 있어서, 어느 일편 연단측은 각각 상기 터널라이닝(100) 브라켓부(110)에 안착 고정쇠(113)에 지지되도록 하고 중앙측의 돌출부인 압력턱(102)은 편절슬래브(101',101") 간 상호 맞대기를 이루되 도 4에서와 같이 지그재그 방식으로 배치하는 제1-2방식의 풍도슬래브(80)와,

도 5에서 보듯이 제1-1방식의 터널진행방향으로 진행되는 2분절 풍도슬래브(80) 단면의 하연측 1/2은 PC로 제작하고 상연측 1/2은 현장타설의 방법으로 제작되도록 하는 하프PC의 편절슬래브(101',101")에 있어서, 어느 일편 연단측은 각각 상기 터널라이닝(100) 브라켓부(110)에 안착되어 고정쇠(113)에 지지되도록 하고 중앙측의 돌출부인 압력턱(102)은 편절슬래브(101',101")간 상호 맞대기를 이루되 도 4에서와 같이 지그재그 방식으로 배치하는 제1-3방식의 풍도슬래브(80)와,
도 13에서 보듯이 2분절 풍도슬래브의 중앙측 접속점 하단에 활절(117)을 구성하여 양측의 편절슬래브(101',101")를 절곡시켜 길이를 짧게하므로 브라켓부(110) 위치의 터널 내 폭원을 통과한 후 절곡된 편절슬래브(101',101")로 삿갓형상을 이루는 각도로 환원하여 브라켓부(110)의 고정쇠(113)에 홀더(114)가 끼워지도록 배치하여 안착시키므로 자연적으로 중앙측의 압력턱(102)이 상호 맞닿는 구성을 이루도록 배치하는 1-4방식의 풍도슬래브(80)를 형성하는 상기 4가지 방식의 제1설치방법과,
풍도슬래브(80) 횡방향의 전 길이를 3분절의 절편으로 분할하여 제작하되 도 7에서 보듯이 어느 ㉠㉡ 편절슬래브(101-1,101-2)는 ㉢ 편절슬래브(101-3)와 활절(117)로 접합하여 굴절이 될 수 있도록 구성하되, 제작방법에 있어서 모두 PC구조로 하는 제2-1방식과,
㉢ 편절슬래브(101-3)만 상하연을 분리하여 하연 1/2은 PC구조로 하고 상연 1/2은 현장타설로 제작하는 하프PC1 제2-2방식과,
도 10에서 보듯이 ㉢ 편절슬래브만(101-3)을 이동식가벤트(127)로 지지하고 여기에 동바리(125)를 설치하여 현장타설로 제작하는 제2-3방식과,
3분절 절편 모두 상·하연을 분리하여 하연 1/2은 PC로 제작하고 상연 1/2은 현장타설로 제작하는 하프PC2 제2-4방식을 구성하는 3분절의 편절슬래브(101-1,101-2,101-3)에 있어서,
도 8에서 보듯이 ㉠㉡ 편절슬래브(101-1,101-2)의 어느 일편 연단측은 각각 상기 터널라이닝(100) 브라켓부(110)에 안착 고정쇠(113)에 지지되도록 하고 중앙측의 단턱부(103)를 지니는 ㉢ 편절슬래브(101-3)의 형상은 경사 모양인 삿갓형(a)과 곡선 모양인 아치형(b)과 수평 모양인 편평형(c) 등 다양하게 제작되어질 수 있도록 하며, ㉢ 편절슬래브(101-3)가 ㉠㉡ 편절슬래브(101-1,101-2)와 연결하여 안정성을 이루도록 그 형상을 선택적으로 배치하는 풍도슬래브(80)로 이루어지는 상기 4가지 방식의 제2설치방법으로 시설할 수 있는 것이다.

이러한 상기의 풍도슬래브(80)를 거치 시에는 도 10에서 보듯이 양측 편절슬래브(101',101")의 연단측은 브라켓부(110)에 거치하고 중앙측은 이동식가벤트(127) 위에 거치하되 이동식가벤트(127)에 시설한 유압잭(129,130)의 스트로크를 최대한 인출한 상태에 놓여지도록 상호 맞대기로 거치한 후 이동식가벤트(127)의 유압잭(129,130)을 서서히 하강시켜 양측간 편절슬래브(101',101")의 압력턱(102)이 맞닿도록 하므로 압축력이 도입되도록 하는 제1설치방법으로 할 수도 있고, 풍도슬래브(80)의 절편이 3분절로 분할된 풍도슬래브(80) 중 ㉠㉡의 편절슬래브(101',101") 중앙측 단부만 이동식가벤트(127)로 지지토록 하고 ㉢의 편절슬래브(101',101")는 동바리(125)로 지지토록 하여 시공하므로 압축력이 도입되도록 하는 제2설치방법으로 할 수도 있는 것이다.
한편, 도 2와 도 3에서 보듯이 제1설치방법에 있어서의 상기 풍도슬래브(80)는 중앙측 상면 돌출부 압력턱(102)에 설치된 결속구1(104)과 슬래브 중앙측 내면에 원호모양의 철근으로 설치된 결속구2(105)와 도 15에서 보듯이 터널 진행방향으로 배치된 편절슬래브(101',101") 세그먼트 각각의 요소를 상호 묶는 결속구3(107)으로 구성되는 결속이 이루어지므로, 상기 풍도슬래브(80)의 낙하와 변위를 방지할 뿐만 아니라 풍도슬래브(80) 내에 발생할 인장력을 압축력으로 바뀌어 도입되도록 풍도슬래브를 경사진 삿갓형상이 되도록 배치하여 풍도슬래브(80)의 영구한 구조적 안정화를 도모할 수 있도록 하고 있다.

Description

터널내 환기를 위한 다양하고 용이한 분절형 풍도슬래브의 구조{Structure of the drift type to facilitate a wide range of segments for tunnel Ventilation slab}

본 발명은 터널내 공기를 환기시키는 풍도슬래브에 관한 것으로, 터널 내부의 환기를 위한 환기 덕트 슬래브가 설치되는 터널 풍도 구조인 횡류 또는 반횡류 환기방식의 풍도슬래브를 제공하되, 덕트 형성을 위해 설치되는 슬래브의 분절방식을 통한 세부구조, 붕괴방지를 위한 구조적 원리의 시설과 제작방법의 다양성, 거치 및 조립의 시공성을 갖추는 방법을 통하여 공기를 단축할 수 있으며 공사비도 절감할 수 있는 터널 내 환기를 위한 다양하고 용이한 분절형 풍도슬래브의 구조에 관한 것이다.

국토의 70%이상이 산지로 이루어진 우리나라는 철도 및 도로건설의 증대 및 지하철 등의 지하공간 개발로 지하 굴착공사가 크게 급증함으로 인해 대단면 터널공사가 현재까지도 활발하게 이루어지고 있음은 주지된 바와 같다.

이와 같은 터널 구조물은 「도로의 구조·시설기준에 관한 규칙 제41조」에 따라 “터널에는 안전하고 원활한 교통 소통을 위하여 필요하다고 인정되는 경우에는 도로의 계획교통량, 설계속도 및 터널길이 등을 고려하여 환기시설 및 조명시설을 설치하여야 한다.”고 규정하고 있다.

따라서, 그 규모의 장대화로 인하여 터널 내 매연, 유해가스, 먼지, 화재 등의 위급상황으로부터 터널이용자를 보호하기 위해 교통량과 터널길이에 따라 효율성을 고려한 터널 환기설비를 갖추어야 함은 물론, 그 내부를 주행하는 자동차 배출가스로 인한 대기 오염이 터널 통행자 및 운전자의 인체에 심각한 영향을 미치므로 이를 방지하기 위해서는 적정한 환기계산에 의해 필요한 환기 설비를 갖추어야 한다.

이와 같이 터널 내 주행차량의 배출가스는 매연(Smoke), 일산화탄소(Co; 100ppm이내 유지), 질소 산화물(NOx; 25ppm이내 유지) 등으로 이들 배출가스의 허용농도를 적정수준 이하로 유지하기 위한 설비가 환기설비인바, 이러한 터널 환기설비는 자동차의 배출가스를 희석시키거나, 오염공기를 배출시켜 터널내 환경을 신선하고 쾌적하게 유지하여야 하는 역할이 수행되어야 한다.

또한, 매연, 먼지 등 가시도에 영향을 주는 물질을 희석하여 안전운행을 가능하게 하여야 하고, 터널 내 화재 등 사고 시에 신속한 배연처리는 물론, 터널내 환경의 회복시간을 최소화하여야 하므로, 터널 구조물의 환기 계획 수립시에는 교통량, 터널형상, 이용자의 편의와 안전, 외부환경, 경제성, 풍속(10㎧이내 유지) 등을 충분히 고려하여 최적의 구조를 갖추어야 한다.

한편, 종래의 터널 내 환기 방식으로는 터널 길이 등에 따라 600 m 이내인 경우에는 자연 환기방식을, 600 m 이상인 터널에서는 종류식(Longitudinal), 반횡류식(Semi-Transverse System), 횡류식(Transverse System) 등의 기계 환기방식이 제안되고 있다.

상기의 종류식 환기방식은 국내 대부분 터널에서 볼 수 있는데, 산악지역이나 도심지를 벗어난 지역에 위치하는 터널에서는 차량진행(종) 방향으로 발생 되는 기류를 유효하게 이용할 수 있도록 터널 천장에 제트 팬(Jet-Fan)을 설치해 평소에는 이를 통해 터널 내 공기를 공급하다가 화재가 발생할 경우 대피 반대방향으로 공기를 내보내 대피 방향으로 연기가 확산하지 못하게 하는 방식으로 널리 사용되고 있다.

이러한 종래의 종류식 터널 환기방식은 구조형식을 통해 구현되는데 수직갱 방식과, 집중배기방식으로 구분되어진다.

먼저, 수직갱 방식은 터널의 중간 부위에 수직갱을 설치하여 배기와 급기를 시키는 방식인데 장대 터널에 비교적 유리한 방식으로 알려져 있으며, 이러한 수직갱 방식은 신선한 외기를 공급함으로써 오염물질 농도 조절이 가능하고, 화재시 대처가 용이함은 물론 이론적으로는 터널 길이에 제한이 없는 장점을 갖고는 있으나, 이러한 수직갱 방식은 다른 종류의 환기 방식에 비하여 공사비가 상당하게 소요되고 자연 훼손이 큰 단점을 갖는다.

반면에, 집중배기방식은 터널 출구 쪽으로 배기구를 형성하여 배출되는 오염된 공기를 정화하는 배출 방식으로 볼 수 있는데, 이러한 방식은 대도심지 환경 보호용 환기방식으로 출구쪽의 오염물질에 대한 방향을 조절할 수 있어 도심지에 적합함은 물론, 교통 환기력을 유효하게 이용할 수 있으나 오염물질의 전량 제거가 어렵고 교통량 및 자연풍의 적정한 운용이 곤란한 단점이 있다.

아울러 종래 환기방식 중 반횡류 환기방식은, 송기식과 배기식으로 분류하고 있는데 급·배기구가 설치돼 있지만 급기통로와 배기통로를 따로 두지 않고 급기와 배기를 번갈아 가면서 진행해 외부 환기탑으로 공기를 배출하는 방식으로서 터널 입구에 설치되는 환기소에서 터널 단면에 설치되는 별도의 환기 덕트에 깨끗한 공기를 보내어 환기시키는 급기 반횡류방식이라 할 수 있는데, 이러한 반횡류 환기방식은 터널내 신선한 공기가 급기되어 오염물질을 희석시키는 배기식에 비하여 급기식이 터널 내 환경을 비교적 양호하게 유지시킬 수는 있으나 오염물질은 출구 측에서 전량 배출되고, 차량의 피스톤 작용을 고려하지 않으므로 에너지 효율면에서 종류식 보다는 떨어지는 단점이 있다.

또한, 종래 환기방식 중 횡류 환기방식은, 일반적으로 터널 연장이 길고 교통량이 많은 도심지 내에서는 소요환기량 및 환경적 문제 등을 고려하여 오염된 공기를 배기하고, 신선한 공기를 급기하는 횡류식 환기방식을 들수 있는데, 터널 천정에 바람 길을 만들어 급기통로와 배기통로를 따로 분리해 설치한 상태에서 평소에는 터널 입출구에 설치된 환기소에서 터널 천정에 만든 바람 길인 급기통로와 배기통로를 통하여 급기구로는 신선한 공기를 공급하고 배기구로는 오염공기를 배출하지만, 화재 등 유사시에는 급기구도 배기구로 전환해 신속하게 유독가스나 연기를 배기시키는 환기방식이라 할 수 있다.

이러한 횡류 환기방식은 화재시 대체가 용이함은 물론 종합적으로 종래의 환기 방식에 비하여 신뢰성 있는 환기방식으로 볼 수 있는바, 주로 교통량이 많은 도심지에 적합하고 덕트 공간이 커 결과적으로 내부 공간 단면적이 가장 큰 장점을 갖고 있으나, 설비동력이 반횡류 방식에 비하여 규모가 상대적으로 크게 되어 고가의 비용이 소요되고, 공사비 또한 상승하게 되는 문제점이 있으며,

특히 종래 터널의 현장 타설 콘크리트 라이닝 방식의 경우, 터널 갱구부와 연약대 구간을 제외할 경우 대부분 무근 콘크리트 라이닝으로 시공하는 경우가 많은데, 이런 경우의 터널에 종래의 횡류 환기방식을 적용하게 되면 터널 라이닝의 중상단에 풍도슬래브와 그 중간 지점에서 터널 상측 천정부를 연결하는 격벽을 시공하여야 하는데, 이에 따라서 터널 전 구간에 걸쳐 콘크리트 라이닝에 철근을 배근 함은 물론 환기 시설물에 대하여도 철근 배근을 하게 되어 시공비가 상당하게 소요될 뿐만 아니라 공사기간도 길어지는 문제점이 지적되고 있는데,

격벽 설치시 터널 천장부의 휨 모멘트가 격벽을 거쳐 자중에 의해 풍도슬래브 중앙부에 직접 걸리게 되어 풍도슬래브에 추가 하중을 부가하게 되고, 그에 따라서 풍도슬래브의 단면 증가가 더욱 요구되어 매우 비효율적인 문제점이 있으며, 풍도슬래브를 터널 라이닝에 일체로 체결하는 구조를 보이고 있는데, 이러한 구조에서는 풍도슬래브가 축 방향으로 인장을 받게 되어, 풍도슬래브에 인장 균열을 유발하는 요인으로 인한 전체 터널 구조물의 내구성 저하 및 미관을 크게 해칠 수 밖에 없는 단점을 갖고 있어, 횡류 환기방식의 환기성능이 우수함에도 불구하고 문제점들이 많아 개선의 여지가 많은 단계에 있다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점 들을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 특히 횡류 및 반횡류 환기방식을 택하여 터널에 풍도슬래브를 구비하여 터널 내 환기가 가능하도록 하는 구조를 제공하되, 풍도슬래브에 작용하는 인장력의 발생을 지양하고 압축력이 발생되도록 하는 구성과 함께 단면 두께를 최소화하도록 하여 공사비 등의 소요비용이 현저하게 절감되도록 함은 물론, 풍도슬래브의 시공과정을 간결하게 하여 공기를 단축시키고, 유지관리가 가급적 용이하도록 하는 조립식 구조를 이루는 제1의 목적이 있고,

지진 등 충격파에 의해서도 PC강연선등에 풍도슬래브를 매어달지 않고도 풍도슬래브의 낙하를 방지하여 안전성을 증대시키고, 터널의 미관을 해치지 않으면서도 시야의 개방감을 좋도록 하는데 제2의 목적이 있으며,

가급적 풍도슬래브를 제작시 PC강연선의 사용은 지양토록 하고 공장이 아닌 현장 인근 야드에서도 제작이 가능한 구조체를 만드는데 제3의 목적이 있으며,

터널의 폭원 및 경사도에 구애받지 않고 설치가 가능한 구조체를 만드는데 제4의 목적이 있다

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

도 1에서와 같이 터널 구조물 내부에 공기를 공급 및 배기시키기 위하여 터널내(90) 스프링라인(95) 상방측을 가로지르는 풍도슬래브(80)를 시설함에 있어서,

터널라이닝(100)의 내측으로 돌출되는 터널라이닝(100) 브라켓부(110)에

도 2에서 보듯이 풍도슬래브(80)를 횡방향 2분절의 PC절편으로 분할하여 제작하되, 브라켓부에서 중앙측으로 오르막 경사지게 설치되는 삿갓형상의 풍도슬래브(80) 중앙측 상면으로 돌출되는 압력턱(102)이 형성되도록 시설하고, 내부 횡방향으로 공동이 없이 제작되는 상기 풍도슬래브(80) 어느 일편 연단측은 각각 상기 터널라이닝(100) 브라켓부(110)에 안착 고정쇠(113)에 지지되도록 하고 타편 중앙측의 돌출부인 압력턱(102)은 양측의 편절슬래브(101',101")간 상호 지그재그 맞대기 방식으로 배치하는 제1-1방식의 풍도슬래브(80)와,

2분절의 풍도슬래브(80)를 횡방향 4분할의 PC절편으로 분할하여 제작하되, 도 6에서 보듯이 어느 일측편절슬래브의 2분할(①+②) PC를 하나의 편절슬래브로 조합하는데, 브라켓부(110)에 놓일 연단측에 배치된 ①PC 편절슬래브에 매립되어 있는 긴결철근(121)을 ②PC 편절슬래브에 매립되어 있는 통관(122) 내로 인입시키고 중앙측에서 통관(122) 내 주변을 채움재로 충진하여 긴결철근(121)이 고정되도록 하고 중앙측 너트홈(123)에서 너트(N)로 결속함과 함께 공극을 채워 제작하는 양측의 편절슬래브(101',101")에 있어서, 어느 일편 연단측은 각각 상기 터널라이닝(100) 브라켓부(110)에 안착 고정쇠(113)에 지지되도록 하고 중앙측의 돌출부인 압력턱(102)은 편절슬래브(101',101") 간 상호 맞대기를 이루되 도 4에서와 같이 지그재그 방식으로 배치하는 제1-2방식의 풍도슬래브(80)와,

도 5에서 보듯이 제1-1방식의 터널 진행방향으로 진행되는 2분절 풍도슬래브(80) 단면의 하연측 1/2은 PC로 제작하고 상연측 1/2은 현장타설의 방법으로 제작되도록 하는 하프PC의 편절슬래브(101',101")에 있어서, 어느 일편 연단측은 각각 상기 터널라이닝(100) 브라켓부(110)에 안착되어 고정쇠(113)에 지지되도록 하고 중앙측의 돌출부인 압력턱(102)은 편절슬래브(101',101")간 상호 맞대기를 이루되 도 4에서와 같이 지그재그 방식으로 배치하는 제1-3방식의 풍도슬래브(80)와,

도 13에서 보듯이 2분절 풍도슬래브의 중앙측 접속점 하단에 활절(117)을 구성하여 양측의 편절슬래브(101',101")를 절곡시켜 길이를 짧게하므로 브라켓부(110) 위치의 터널 내 폭원을 통과한 후 절곡된 편절슬래브(101',101")로 삿갓형상을 이루는 각도로 환원하여 브라켓부(110)의 고정쇠(113)에 홀더(114)가 끼워지도록 배치하여 안착시키므로 자연적으로 중앙측의 압력턱(102)이 상호 맞닿는 구성을 이루도록 배치하는 1-4방식의 풍도슬래브(80)를 형성하는 상기 4가지 방식의 제1설치방법과,

풍도슬래브(80) 횡방향의 전 길이를 3분절의 절편으로 분할하여 제작하되 도 7에서 보듯이 어느 ㉠㉡편절슬래브(101-1,101-2)는 ㉢편절슬래브(101-3)와 활절(117)로 접합하여 굴절이 될 수 있도록 구성하되, 제작방법에 있어서 모두 PC구조로 제작하는 제2-1방식과,

㉢ 편절슬래브(101-3)만 상하연을 분리하여 하연 1/2은 PC구조로 하고 상연 1/2은 현장타설로 제작하는 하프PC1 제2-2방식과,

도 10에서 보듯이 ㉢편절슬래브만(101-3)을 이동식가벤트(127)로 지지하고 여기에 동바리(125)를 설치하여 현장타설로 제작하는 제2-3방식과,

3분절 절편 모두 상·하연을 분리하여 하연 1/2은 PC로 제작하고 상연 1/2은 현장타설로 제작하는 하프PC2 제2-4방식을 구성하는 3분절의 편절슬래브(101-1,101-2,101-3)에 있어서,

도 8에서 보듯이 ㉠㉡편절슬래브(101-1,101-2)의 어느 일편 연단측은 각각 상기 터널라이닝(100) 브라켓부(110)에 안착 고정쇠(113)에 지지되도록 하고 중앙측의 단턱부(103)를 지니는 ㉢편절슬래브(101-3)의 형상은 경사 모양인 삿갓형(a)과 곡선 모양인 아치형(b)과 수평 모양인 편평형(c) 등 다양하게 제작되어질 수 있도록 하며, ㉢편절슬래브(101-3)가 ㉠㉡편절슬래브(101-1,101-2)와 연결하여 안정성을 이루도록 그 형상을 선택적으로 배치하는 풍도슬래브(80)로 이루어지는 상기 4가지 방식의 제2설치방법으로 시설할 수 있는 것이다.

이러한 상기의 풍도슬래브(80)를 거치 시에는 도 10에서 보듯이 양측 편절슬래브(101',101")의 연단측은 브라켓부(110)에 거치하고 중앙측은 이동식가벤트(127) 위에 거치하되 이동식가벤트(127)에 시설한 유압잭(129,130)의 스트로크를 최대한 인출한 상태에 놓여지도록 상호 맞대기로 거치한 후 이동식가벤트(127)의 유압잭(129,130)의 스트로크를 서서히 하강시켜 양측간 편절슬래브(101',101")의 압력턱(102)이 맞닿도록 하므로 압축력이 도입되도록 하는 제1설치방법으로 할 수도 있고, 풍도슬래브(80)의 절편이 3분절로 분할된 풍도슬래브(80) 중 ㉠㉡편절슬래브(101',101") 중앙측 단부만 이동식가벤트(127)로 지지토록 하고 ㉢편절슬래브(101',101")는 동바리(125)로 지지토록 하여 시공하므로 압축력이 도입되도록 하는 제2설치방법으로 할 수도 있는 것이다.

한편, 도 2와 도 3에서 보듯이 제1설치방법에 있어서의 상기 풍도슬래브(80)는 중앙측 상면 돌출부 압력턱(102)에 설치된 결속구1(104)과 슬래브 중앙측 내면에 원호모양의 철근으로 설치된 결속구2(105)와 도 15에서 보듯이 터널 진행방향으로 배치된 편절슬래브(101',101") 세그먼트 각각의 요소를 상호 묶는 결속구3(107)으로 구성되는 결속이 이루어지므로, 상기 풍도슬래브(80)의 낙하와 변위를 방지할 뿐만 아니라 풍도슬래브(80) 내에 발생할 인장력이 압축력으로 바뀌어 도입되도록 풍도슬래브를 경사진 삿갓형상이 되도록 배치하여 풍도슬래브(80)의 영구한 구조적 안정화를 도모할 수 있도록 시설하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 의하면, 횡류 및 반횡류 환기방식에 따른 터널에 풍도슬래브(200)를 구비하여 터널 내 환기가 가능하도록 하는 구조를 제공하되,

제1설치방법 중 제1-1방식에 있어서는.

풍도슬래브(80)의 단면 두께를 최소화하고 자중이 경감되도록 하여 공사비 등의 소요 비용을 현저하게 절감되도록 하는 제1의 효과와,

풍도슬래브(80)의 자중에 따른 인장력 발생으로 인한 PC강연선의 필요성을 일식시키고 압축력이 도입되도록 구성하여 안정성이 유지되도록 하는 제2의 효과와,

예기치못한 지진 등의 충격파에 의한 상황에서 상기의 안정성이 풍도슬래브(80)의 낙하를 방지하여 대형 인명사고를 예방할 수 있도록 하는 제3의 효과와,

양측 절편으로 분할된 풍도슬래브(80)를 상호 맞대기로 하여 자중에 의한 압축력이 도입되도록 하고 결속근1,2(211,212)로 구속하므로 처짐이 방지되는 제4의 효과와,

풍도슬래브(80) 세그먼트 간 접속부의 이질 처짐의 변형 및 경사지에서의 슬라이딩을 방지하기 위하여 접속부 슬래브를 결속근3으로 묶어주어 일체 구성이 되도록 하는 제5의 효과와,

풍도슬래브(80)에 PC강연선을 선택적으로 적용하거나 철근 또는 와이어메쉬를 시설하여 공사비 절감과 내구성이 증진되도록 하는 제6의 효과와,

풍도슬래브(80)를 분절형 삿갓형상으로 배치하여 운전자에게 개방감과 시야를 확보케하여 안전성을 크게 도모케 하는 제7의 효과와,

풍도슬래브(80)가 낙하되지 않도록 매달기용 PC강연선을 사용치 않으므로 공사비가 절감되는 제8의 효과와,

풍도슬래브(80)를 2분절 구조로 제작하고 이를 인양 설치가 용이하도록 호이스트(120)를 설치하거나 소형 인양장비등 사용하므로 시공성을 증진시키는 제9의 효과와,

풍도슬래브(80) 전체를 PC구조로 제작하되 공장이 아닌 현장 인근 야드에서 제작하여 운반이 용이하도록 하며, 공기를 단축할 수 있도록 하는 제10의 효과 등 총 10여개의 효과를 기대할 수 있다.

제1-2방식에 있어서는 제1-1방식의 효과 외에.

풍도슬래브(80)의 장대한 편절슬래브의 길이를 2분절로 분할하여 현장까지로의 운반을 용이하게 하고, 이들을 긴결철근으로 결합하여 편절슬래브로 이용할 수 있도록 하므로 공사가 간편해지는 제1의 효과와,

편절슬래브의 제작 몰드를 단순하게 제작 가능하게 하여 이를 반복 다수 사용토록 하고, 무게가 더욱 적어져 인양장비를 최소 장비로 사용 가능케 하므로 공사비를 절감토록 하는 제2의 효과등 총 2개소의 효과를 추가로 기대할 수 있다.

제1-3방식에 있어서는 제1-1의 방식의 효과외에,

풍도슬래브의 양 편절슬래브를 상·하연으로 분할한 하연의 1/2구조에 PC를 도입하므로 조금 더 가벼운 중량으로 인하여 취급이 용이해지는 잇점과 나머지 상연의 1/2구조는 현장타설의 방법으로 시설하므로 공사비를 절감토록 하는 제1의 효과와,

상기 상연 1/2구조를 현장타설 하므로 각 편절슬래브의 세그먼트간 연결부를 두지 않고 잔여 철근배근을 통하여 일체화 시키도록 하는 제2의 효과등 총 2개소의 효과를 추가로 기대할 수 있다.

제1-4방식에 있어서는 제1-1의 방식의 효과외에,

풍도슬래브의 양 편절슬래브 중앙측 하단 위치에 힌지 활절을 도입하여 절곡이 가능하도록 하므로 인양·거치가 용이로와 지도록 하는 제1효과와,

양 편절슬래브를 지면에서 활절 조립함에 있어서 가벤트를 사용치 않고 인양·거치하므로 공기 및 공사비가 절감되도록 하는 제2의 효과를 추가로 기대할 수 있다.

제2설치방법에 있어서는

풍도슬래브(80)의 거치를 용이하게 하는 굴절식 힌지장치를 이용하므로 가벤트 없이도 설치할 수 있도록 하여 공기 단축과 공사비가 절감되는 제1의 효과와,

중앙측의 상·하연이 분리된 ㉢편절슬래브 상연의 1/2구조를 현장타설로 하므로 터널의 진행방향으로 배치된 편절슬래브 간을 일체로 묶을 수 있어 안정감이 이루어지고 하연의 1/2구조는 PC구조로 하므로 거푸집 역할을 하여 공사비가 절감되는 제2의 효과와,

3분절의 절편 중 ㉢편절슬래브만을 현장타설의 방법을 도입하므로 좌·우 양측 ㉠㉡편절슬래브와 연결을 구속시킬 수 있어 내진성능을 키울 수 있는 제3의 효과와,

3분절의 절편인 ㉠㉡편절슬래브와 ㉢편절슬래브를 분할하여 제작하되 모두 상·하연을 나뉘어 하연의 1/2구조는 PC구조로 제작하고, 상연의 1/2구조는 현장타설의 방법을 도입하므로 풍도슬래브 전체를 일체화 할 수 있는 제4의 효과 등 총 4개소의 효과를 추가로 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명에 적용되는 풍도 슬래브가 안착될 수 있는 터널 라이닝의 브라켓부 상태를 도시한 개괄적 도면
도 2는 단위형태인 하나의 삿갓형 2분절 세그먼트로 제공되고 있는 풍도슬래브를 개괄적으로 도시한 도면
도 3은 상기 풍도슬래브 중앙측 상단의 압력턱 결속구1과 하단의 슬래브 결속구2의 상세(a)와 압력턱과 결속구의 형상을 덮개묶음재로 변형한 상세(b)를 개괄적으로 도시한 도면
도 4는 편절슬래브와 압력턱의 세그먼트가 상호 엇갈리게 대향되도록 배치하고 있는 상세(a)와 편절슬래브의 세그먼트는 상호 엇갈리게 대향되도록 배치하되 압력턱은 세그먼트간을 일체화하고 있는 상세(b)를 개괄적으로 도시한 평면
도 5는 도 2의 풍도슬래브의 1/2하연측은 PC구조로 하고 1/2상연측은 현장타설로 제작 구성하고 있는 상태를 개괄적으로 도시한 도면
도 6은 도 2의 2분절 편절슬래브를 다시 ①②의 2분할로 나누어 제작하되 어느 편측 ①분할 슬래브에 긴결철근을 매입하고 나머지 ②분할 슬래브를 끼워 도 2의 2분절 편절슬래브로 구성하고 있는 상세(a)와 중앙측 체결구 상세(b)를 개괄적으로 도시한 도면
도 7은 풍도슬래브를 3분할 편절슬래브로 구성하고 있는 상태를 개괄적으로 도시한 도면
도 8은 도 7의 3분절 편절슬래브 중 ㉢편절슬래브의 형상을 삿갓형(a), 아치형(b), 평편형(c)의 다양한 형상을 갖추도록 개괄적으로 도시한 도면
도 9는 ㉠편절슬래브와 ㉢편절슬래브 간을 힌지로 연결하고 있으며, 인양시 ㉠편절슬래브를 절곡시켜 전체 폭원을 짧게 할 수 있는 상태를 개괄적으로 도시한 도면
도 10은 3분절 편절슬래브 중 ㉠㉡편절슬래브는 이동식 가벤트로 받치고 ㉢ 편절슬래브를 PC구조, 1/2PC구조, 현장타설구조 등 다양한 방법으로 시공할 수 있도록 구성하고 있는 상태와 3분절 구조 모두를 1/2PC구조로서 제작할 수 있도록 개괄적으로 도시한 도면
도 11은 도 8의 편절슬래브의 결속점인 힌지의 구성 상세(a)와 상연 연단부의 압력턱의 위치 및 배치상세(b) 및 이들을 조합한 상세(c)를 개괄적으로 도시한 도면
도 12는 브라켓부의 고정쇠 형상과 이에 지지될 편절슬래브의 연단부 홀더, 그리고 무수축 몰탈로 구성되고 있는 상세(a)와 이를 평면상으로 보는 상세(b)와 편절슬래브의 추락방지용 고리쇠와 턴버클의 상세(c)와 추락방지용 L형강이 브라켓부와 풍도슬래브 하면을 고정시키고 있는 상세(d)를 개괄적으로 도시한 도면
도 13은 브라켓부의 시설로서 고정쇠의 (a),(b),(c),(d) 등 다양한 형상과 설치방법 및 풍도슬래브와의 관련 등을 개괄적으로 도시한 도면
도 14는 상기 도 13에서 기술한 브라켓부의 고정쇠가 지지될 편절슬래브의 연단부 홀더의 형상을 개괄적으로 도시한 도면
도 15는 풍도슬래브 세그먼트 간 접속부의 이질변형을 제어하기 위한 결속구3의 상세를 개괄적으로 도시한 도면
도 16은 2분절 편절슬래브 중앙측에 활절을 도입하여 외측편절슬래브가 절곡되어지는 것을 개괄적으로 도시한 도면

이하 본 발명의 바람직한 실시형태를 첨부하는 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 첨부하는 도 1에서 보는 것과 같이, 터널내부(90)의 스프링라인(95) 상방측을 횡단하여 가로지르며 터널내부(90)의 오염된 공기를 배출하고, 외부의 신선한 공기를 공급하기 위한 횡류 및 반횡류 환기방식에 채택되는 도 2 내지 도 7의 풍도슬래브(80)를 안정적으로 고정 거치할 수 있도록 하면서도, 그 두께가 두꺼워지지 않도록 함은 물론 추락이 방지되며, 공사를 간편히 할 수 있도록 하며, 제작을 위한 시설종목을 적게하므로 공사비가 절감될 수 있도록 하고 있다.

이를 위해 본 발명의 풍도슬래브(80)는 도 2에서 보듯이 터널내부(90)에 있어서 터널 라이닝(100)과 함께 통상의 구조를 갖고 있으며, 상기 풍도슬래브(80)가 양 브라켓부(110)에 연단측을 거치하며 안착 지지되도록 하기 위해 터널라이닝(100) 내측에 있어서 상호 대향되도록 브라켓부(110)를 일체로 형성하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 브리켓부(110)의 상면측으로는 고정쇠(113)를 두어 풍도슬래브(80)의 연단측이 밀리지 않도록 수평력에 지지되도록 하면서 풍도슬래브(80) 중앙측의 압력턱(102)이 상호 맞닿아 더 이상 하향으로 내려가지 않을 때까지 고정쇠(113)가 밀림방지 역할을 하도록 설치하여야 한다.

한편, 상기 풍도슬래브(80)는 도 2 내지 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 전체 풍도슬래브를 2분할로 나누어 시설하되 중앙측이 상 방향으로 솟아있는 형태인 삿갓모양으로 설치하는 제1설치방법이 있는데, 이렇게 설치하는 이유는 분절식을 이용하여 제작 및 거치를 용이하게 할 수 있도록 하기 위함이며, 자중에 의한 처짐 발생을 방지하고, 인장력이 발생되지 않도록 하며, 풍도슬래브(80)가 탈락되지 않도록 하기 위함이며, 운전자에게 개방감을 증가시켜 넓은 시야를 확보하기 위함이다.

이와는 달리, 도 7에서 보듯이 전체 풍도슬래브를 3분할로 나누어 시설토록 하는 제2설치방법이 있는데, 이는 제1설치방법의 이유 뿐만 아니라 제작을 좀더 간편히 하도록 하고, 풍도 단면공간을 더 넓힐 수 있도록 하며, 다양한 형상으로 설치하기 위함이다.

우선, 제1 설치방법에 대하여 설명하면, 상기 방법의 구조적인 원리로는 도 12 내지 도 14에서 보듯이 풍도슬래브(80)가 밀리지 않도록 양 연단측에 설치된 홀더(114)내 고정쇠(113)에 지지토록 한 후 풍도슬래브(80)의 양 중앙측 돌출부인 압력턱(102)이 상호 맞닿도록 하여 하 방향으로 처지지 않도록 하면 경사진 풍도슬래브(80)를 따라 양 연단측 고정쇠(113)에 자중에 의한 수평력이 전달되므로 상대적으로 안정감을 취할 수 있다는 원리를 이용한 것이다.

이와같이, 고정쇠(113)에는 큰 수평력이 작용하게 되고, 브라켓부(110)에는 작은 수직력이 작용하게 되므로 이를 위해서는 충분한 고정쇠(113)와 브라켓부(110)의 보강구조가 이루어져야 한다.

또한, 풍도슬래브(80)의 제작을 위해서는 자중 및 공사 중ㆍ유지관리 시 재하 하중에 의한 처짐 및 균열이 발생치 않도록 인성을 확보하기 위하여 가는 철근 및 PC강연선, 와이어메쉬를 선택적으로 배치하여 제작하게 되는데, 이렇게 하는 이유는 풍도슬래브(80)의 내구성을 증진시키고 균열발생을 억제토록 하기 위함이다.

이러한, 상기의 풍도슬래브(80)는 도 2 내지 도 5의 2분절 구조형태와 도 6의 4분할 2분절 구조형태로 제작할 수 있는데, 그 형태에 있어서 편절슬래브(101',101")의 어느 일편 연단측 하면은 브라켓부(110)의 상면에 맞추어 편평한 구조를 이루고 있으며, 연단측에서 중앙측으로 경사진 슬래브 구조를 따라 중앙측 슬래브 상면으로 돌출된 삿갓형상과 압력턱(102)를 이루고 있으며, 이렇게 분할된 편절슬래브(101',101")가 상호 엇갈리게 대향되도록 배치되어 하나의 풍도슬래브(80)를 이루는 것이다.

여기서 압력턱(102)의 역할이란 좌·우로 분할된 편절슬래브(101',101")가 중앙측 돌출부인 압력턱(102)을 상호 맞대어 자중에 의한 하향으로 힘이 전달되면 풍도슬래브(80)의 양 연단측의 고정쇠(113)에 수평력이 전달되면서 일정량의 처짐이 발생하게 되고, 이때 압력턱(102)면이 더욱 밀착되면서 압축력이 작용되어 더 이상 하향으로의 처짐이 발생되지 않도록 하는 구성을 하고 있다.

이와같이 더 이상의 처짐이 발생되지 않도록 하는 구성에 있어서, 도 3에서 보듯이 압력턱(102)을 이용하는 외 결속구1,2(104,105)를 설치하여 이를 보완하고 있는 것이다. 이는 만약의 경우를 대비한 것으로 안전을 최우선의 과제로 고려하였기 때문이다.

이를 위해서 우선 편절슬래브(101',101")를 제작할 때에 압력턱(102)이 맞닿는 위치 상단에 홀을 내어 통관(122)을 미리 매설함이 필요한데, 이는 결속구1(104)을 상기의 통관(122)에 끼워넣고 너트(N)로 채우기 위함이며, 아울러 편절슬래브(101',101") 내면으로도 원호모양의 통관(122)을 미리 매설하여 결속구2(105)를 채워 결속턱(108)에 정착시키도록 하고 있으며 통관주위는 밀크로 충진토록 한다.

상기의 결속턱(108)에 정착시키기 위해서는 풍도슬래브(80)를 제작할 때에 결속턱(108)을 미리 구성함은 당연하며, 이러한 상기의 결속구1,2(104,105)는 터널의 진행방향 일정한 간격으로 배치하여 지진등의 여파에 의한 진동이 발생되어도 풍도슬래브(80) 자체가 흔들리지 않도록 구속하는 역할을 하도록 하는 것이며, 특히 결속턱(108)에 의하여 조성된 도 2, 도 3(a), 도 5, 도 6(a) 단턱부(103)의 수평면은 격벽시설의 설치·유지관리 및 풍도슬래브(80) 위 터널 라이닝(100) 및 각종 시설등에 대한 점검통로로도 사용할 수 있도록 하는 것이다. 또한, 결속구1(104)의 재료로는 철근이 사용되며, 결속구2(105)의 재료로는 철근, PC강연선등을 선택적으로 사용할 수 있으며 어느 하나의 재료에 국한되지는 않으며 두개의 재료를 복합적으로 사용할 수도 있는 것이다.

한편, 도 13(a)에서 보듯이 연단측은 브라켓부(110)에서 풍도슬래브(80)가 수평력에 의하여 밀리지 않고 지지되도록 하는 쐐기이론의 방안이 강구되어져야 하는바 브라켓부(110) 구석에 벽돌이나 EPS재 등의 무수축 재료를 지지재로 하는 고정쇠1(113-1)을 고정되게 설치하여 풍도슬래브(80)의 연단측을 지지토록 하는 제1방안과,

도 13(b)에서 보듯이 브라켓부(110)를 경사방향으로 천공하여 꺽여진 고정쇠(113)를 매설하되 큰 수평력에 의하여 고정쇠(113)가 변형을 일으킬 수 있으므로 고정쇠(113) 돌출부에 둔각을 이루는 철근(113ㄱ)을 용접하여 머리 회전에 의한 고정쇠(113)의 절곡부를 보강한 고정쇠2(113-2)를 시설하여 수평력을 지지토록 하는 제2방안과,

도 13(c)에서 보듯이 풍도슬래브 연단측에서 철근(113ㄴ)을 돌출시키되 돌출부에 나선을 선택하고 이에 맞는 소켓관(113ㄷ)을 돌려끼워 길이를 조정할 수 있도록 하므로 상기 소켓관(113ㄷ)이 홀더(114)에 접촉되어 수평력 저항의 고정쇠3(113-3)의 역할을 수행토록 하게 하는데, 풍도슬래브(80) 홀더(114)면에 상기의 돌출부 철근(113ㄴ)과 소켓관(113ㄷ)을 시설하여 밀림방지 역할을 충실히 수행토록 하기 위하여 브라켓부(110) 상면을 천공하고 철근을 매입하여 상기 고정쇠3(113-3)과 긴결시키는 제3방안을 구성할 수 있다.

또한, 도 13(d)에서 보듯이 풍도슬래브(80) 연단측에 인출철근(113ㄹ)과 소켓관(113ㄷ)을 내어 터널라이닝(100)에 닿도록 하므로 수평력에 저항토록 하게 하는 제4방안을 구성할 수 있다.

이러한, 상기의 방안들에 대한 시공방법에 대하여 설명하면,

우선 제1방안에서는 이동식가벤트(127)를 사용하여 사전에 브라켓부(110) 구석에 에어를 쏘아 청소를 한 후 아교등 교착제를 바르고 벽돌이나 EPS재를 부착시켜 고정쇠1(113-1)로 사용토록 하는 방법이 있으며,

제2방안에서는 풍도슬래브(80)를 설치하기 이전에 브라켓부(110) 상면을 경사방향으로 천공하여 고정쇠2(113-2)를 설치하는 2-1방법과 풍도슬래브(80)를 설치한 후 경사천공을 하고 고정쇠3(113-3)을 설치하는 2-2방법을 적용할 수 있되, 상기 2가지 방법 모두 편절슬래브의 홀더(114)내로 인입되도록 하며 천공부 주위를 주입하여 고정시키고 있으며,

제3방안에서는 풍도슬래브(80) 제작시에 상기의 돌출철근(113ㄴ)과 소켓관(113ㄷ)을 매어단채 풍도슬래브(80)를 시설하고 압력턱(102)이 맞닿는 높이를 조절하기 위하여 소켓관(113ㄷ)을 돌려 길이를 조정하는 방법을 적용할 수 있으며.

제4방안에서는 아예 풍도슬래브(80) 제작시에 인출철근(113ㄹ)과 소켓관(113ㄷ)을 내어 이것이 고정쇠(113) 역할을 담당하도록 하고 있는데.

어느 방법으로든 홀더(114) 및 주변 공극을 풍도슬래브(80)면과 수평을 이루도록 무수축몰탈(115)로 타설하는 것이다.

이렇게 고정쇠(113)의 안정성을 도모하고 풍도슬래브(80)가 모두 시설된 후에 터널내 공기의 흐름을 차단하기 위한 무수축몰탈(115)을 와이어메쉬 등 균열방지재와 함께 시설하여 양생시키므로 수평력에 대한 보강적인 안정을 취하는 것이다.

이러한 상기의 고정쇠(113)는 수평력의 밀림방지용으로의 역할 만을 담당하는 것이지 지진파에 의한 풍도슬래브(80)의 탈락방지까지 보장하여 주는 것은 아니다. 따라서 상기의 탈락방지 장치로는 도 12(c)에서 보듯이 라이닝에 고정한 고리쇠(116)와 풍도슬래브 연단 상부에 시설한 고리쇠(116)를 턴버클(112)로 묶어주는 제1방안과,

도 12(d)에서 보듯이 브라켓부(110) 정면과 풍도슬래브(80) 하면 편평면을 L형강(131)과 앵커(132)를 이용하고 긴결시키는 제2방안을 적용하고 숏크리트(133)를 타설하여 부식이 발생치 않도록 하는 방법을 선택적으로 채택할 수 있도록 하고 있다.

또한, 상기의 압력턱(102)을 대향방향으로 시설할 때에는 콘크리트의 상호 접촉으로 인한 손상과 공기의 흐름을 차단하기 위한 시설로서 압력턱(102)면에 고무판과 같은 필러재(106)를 사전에 교착시킨 후 마주보도록 시설하되, 양측의 압력턱(102)면 최상단이 수평하게 배치되어져야 하는것은 결속구1(104)이 체결될 수 있도록 결속구1(104)의 통관(122)이 상호 대향되도록 배치되어져야 하기 때문이다.

이때, 압력턱(102)은 상호 마주보도록 배치되어져야 하지만 어느 일측편절슬래브(101')의 전면이 타측편절슬래브(101")의 전면과 마주 대치되도록 배치하는 것이 아니라 도 4에서 보듯이 상호 엇갈리게 배치하는 것이 바람직한데, 이것은 풍도슬래브(80)의 세그먼트 간 접속면이 전면에 걸쳐 설치되는 것보다 50%의 접속면을 갖도록 하므로 터널 진행방향 편절슬래브(101',101")의 세그먼트 간 단차변형 및 지진시 수평 전달파에 흔들림으로 인한 파괴의 위험도를 적게하기 위함이다.

이와같은 압력턱(102)은 도 4(a)에서 보듯이 편절슬래브(101',101")와 함께 제작시 부터 PC로 제작하는 방법과 도 4(b)와 같이 현장타설로 제작하는 방법으로 나눌 수 있고, 도 3(b)와 같이 모자캡(109)을 씌워 일체화 시키는 방법으로도 할 수 있는 것이다.

전자(PC제작)인 경우는 그간 설명한 바와 같이 시공시 조립만하는 것으로 공사를 간단히 할 수 있다는 점과 유지관리 시 편절슬래브(101',101")의 교체가 가능하다는 장점이 있는 반면에 편절슬래브(101',101") 각각이 따로 분리된 상태로 지진 시 취약한 것이 단점이라 할 수 있으며,

후자(현타)인 경우는 일정구간의 PC풍도슬래브(80)를 지그재그로 배치 시설한 후에 압력턱(102)만을 현장타설로 시설하여 양측 편절슬래브(101',101") 상호간을 일체화 하고 종방향 편절슬래브(101',101") 간도 일체화로 묶을 수 있어 내진성능이 우수한 시설인 반면에 상기 편절슬래브(101',101")를 일시적을 지지하고 있는 이동식가벤트(127)를 철거할 수 없는 점과 공기가 지연될 수 있다는 점 및 유지관리 시 편절슬래브(101',101")의 교체가 불가능한 점이 단점이라 할 수 있으며,

삼자(모자캡)인 경우는 후자와 같이 압력턱(102)이 부재하지만 양측의 편절슬래브(101',101")를 묶어주는 효과를 발휘할 수 있을 뿐만아니라 시설도 매우 간단히 할 수 있고, 유지관리시 편절슬래브(101',101")의 교체가 가능하다는 장점을 갖고 있는 반면에 별도 모자캡(109)을 제작하여야 하는 단점이 있는 것이다.

상기의 삼자인 모자캡(109)의 구성은 후자의 현장타설과 같은 일체형 구조이나 PC조립식 부재로서 상호 지그재그로 배치된 PC편절슬래브(101',101") 중앙측 솟음위치에 돌출된 철근을 모자캡(109)의 통관(122)내로 인입시킨 후 주변을 몰탈 충진하고 너트(N)로 채워 설치하는 방법인 것으로 압력턱(102)의 또 다른 방식의 일종인 것이다.

한편, 이러한 풍도슬래브(80)의 형태는 4가지로 분류하여 제작할 수 있는데,

첫째로는 도 2에서 보듯이 2분절된 편절슬래브(101',101") 각각을 현장 및 공장에서 별도로 분할 제작하되 연단측에 도 14의 홀더(114)를 갖추고 있으며, 중앙측에 압력턱(102)을 갖추도록 한 구성형태를 PC로 제작하되 PC강연선과 철근을 혼합하여 제작하거나 그중 PC강연선 및 철근의 한 종류만을 사용하여 제작하는 1-1방식과,

둘째로는 도 6에서 보듯이 어느 일측 편절슬래브(101',101")를 다시 ①②의 2분할로 분절하는 양측 4분할 세그먼트 슬래브로 제작하고 그중 ①②의 2분할 세그먼트 슬래브를 결합시켜 전자의 2분절 편절슬래브(101',101")로 완성토록 하는 것인데, 이러한 4분할 세그먼트 슬래브 중 브라켓부(110)에 놓일 ①연단측 세그먼트 슬래브에 긴결철근(121)을 수개 매입하여 제작하고 ②중앙측 세그먼트 슬래브에 시설한 수개의 통관(122)에 끼운 후 주변을 밀크로 채워 양생하여 고정시키고 너트(N)로 채운 후 너트홈(123)을 무수축몰탈(115)로 충진하므로 상기의 편절슬래브(101',101")를 완성시키는 1-2방식과,

셋째로는 도 5에서 보듯이 편절슬래브(101',101")의 내진성능을 향상시키기 위하여 하연 1/2두께만 PC로 제작하고 상연 1/2두께는 현장타설로 제작하는 하프PC의 복합적 구성형태를 이루어 편절슬래브(101',101")의 내진적 취약성을 강화하기 위한 방편으로 편절슬래브(101',101")를 터널 진행방향으로 일체화하는 1-3방식과,

넷째는 도 16에서 보듯이 양측 2분절 PC구조로 제작된 편절슬래브(101',101")의 시공성을 향상시키기 위하여 2분할된 편절슬래브(101',101") 중앙측에 핀구조 활절(117)장치를 이용한 방식을 도입하여 상호 대향되도록 배치하고 양측의 편절슬래브(101',101")를 하향 절곡시켜 접을 수 있도록 구성형태를 갖추는 절곡형 풍도슬래브(80)를 제작하는 1-4방식으로 구분되어 지는 것이다.

이와같이 상기의 4가지로 분류하여 제작하는 이유로서,

첫째에서는, 풍도슬래브(80)의 양측 편절슬래브(101',101")를 모두 PC로 제작하여 현장에서 조립만 하므로 공사를 간편히 할 수 있을 뿐만 아니라 공기를 단축할 수 있기 때문이며,

둘째에서는, 첫째의 편절슬래브(101',101")도 약 10여m의 길이가 현장 제작장의 여건등으로 성취될 수 없을 경우가 있을 수 있고 공장에서 제작하여 운반하더라도 결코 적은 길이가 아니기 때문에 부담이 될 수 있어 이를 극복하기 위하여 둘째의 4분할 세그먼트 슬래브를 현장에서 쉽게 제작할 수 있는 여건을 갖추므로 현장의 협소한 장소적 결함을 극복할 수 있도록 하기 위함이며,

셋째에서는, 1/2PC편절슬래브가 개체당 세그먼트로 분리된 것을 통풍 및 내진안정성 등을 고려하여 현장타설과 함께 복합적인 공법을 동원하여 시설하는 것이며,

넷째에서는, 절곡식 편절슬래브(101',101")는 이동식가벤트(127)를 별도로 구비할 필요없이 브라켓부(110)에 거치를 용이하게 할 수 있도록 하기 위함이다.

이렇게 조립 및 시설이 완성된 풍도슬래브(80)는 모든 접합면에서 몰탈및 실리콘 등으로 충진하여 통풍이 되지 않도록 조치하는 것은 당연한 시공 수순이다.

이상 제1설치 방법의 주안점은 처짐방지용 및 안정유지용 압력턱(102)과 결속구(104,105), 이를 이루기 위한 삿갓형상의 설치형태와 이때 발생되는 수평력 제어장치인 고정쇠(113)의 역할과 필요성 그리고 내진용 탈락방지시설과 다양한 편절슬래브(101',101")의 제작방법에 대하여 기술하였다.

다음으로, 제2설치방법에 대하여 설명하면, 첫째로 도 9(a)에서 보듯이 3분절 편절슬래브(101',101")의 접합되는 위치에 힌지 절점을 부여하여 절곡시키므로 길이를 짧게하여 브라켓부(110)에 무난히 안착될 수 있도록 하는 2-1방식과 ㉢편절슬래브(101-3)만 상하연을 분리하여 하연 1/2은 PC구조로 하고 상연 1/2은 현장타설로 제작하는 하프PC인 제2-2의 방식과, 도 10에서 보듯이 ㉢편절슬래브만을 이동식가벤트(127)로 지지하고 여기에 동바리(125)를 설치하여 현장타설로 하는 제2-3의 방식으로 제작할 수 있으며, 3분절 절편 모두 상·하연으로 분리하고 하연 1/2은 PC로 제작하고 상연 1/2은 현장타설로 제작하는 하프PC인 제2-4의 방식으로 제작할 수 있는 것이다.

이렇게 제1설치 방법의 2분절 제작 및 설치방법과는 달리 여기서 3분절 제작 및 설치방법을 적용하는 것은 분절된 개소당 세그먼트 슬래브의 길이를 제작 및 운반에 있어서 용이토록 하기 위함과 이를 설치시 도 2의 삿갓형상 뿐만 아니라 도 8 및 (a), (b), (c) 등 다양한 형상을 도입할 수 있다는 점과 이러한 형상 모두가 처짐을 극복할 수 있도록 경사 설치하고 있다는 점에서 또 다른 대안이 되고 있는 것이다.

이러한 상기 시설방법 중 2-1의 방법에 대하여 조금더 상세히 설명하면, 도 9(a)에서 보듯이 접합부의 단면을 요철(凹凸)의 형상으로 제작하고,

요철(凹凸)부 중심에 힌지를 설치할 수 있는 활절(117) 활절관(120)과 활절바(118)를 설치하므로 ㉠㉡편절슬래브(101-1,101-2)가 절곡할 수 있는 구성을 갖추도록 하고 도 11(a), 도 11(b)와 도 11(c)에서 보듯이 활절(117)에 압력턱(102)을 갖추며,

도 9(b)에서 보듯이 ㉠㉡편절슬래브(101-1.101-2) 연단측과 ㉢편절슬래브(101-3) 활절(117)부근 상면에 고리쇠(116)를 설치하고 와이어(119)를 설치하여 ㉠㉡편절슬래브(101-1.101-2)의 절곡 각도를 조절할 수 있도록 하고 있으며,

이러한 활절(117)이 시설되는 요철(凹凸)부의 형상으로는 도 11(a)와 도 11(c)에서 보듯이 ㉠㉡편절슬래브(101-1.101-2)의 상면은 직각(S)의 형상을 이루고 하면은 라운드(R) 형상을 이루게 하므로 활절(117)에 의한 ㉠㉡편절슬래브(101-1.101-2)가 하향으로만 절곡될 수 있는 구조를 이루고, ㉢편절슬래브(101-3)는 상하면 모두 직각(S)의 형상을 이루도록 하여 회전이 되지 못하도록 하는 구조를 이루고 있는 것이다.

한편, 도 11(b)에서 보듯이 활절(117)부 압력턱(102)은 연속압력턱(102-1)과 단속압력턱(102-2)을 구분하여 시설하여야 하는데, 이는 절곡된 3분할 편절슬래브(101-1,101-2)가 인양되어 브라켓부(110)에 거치될 때 자중에 의한 수평력이 활절(117)부에도 작용될 것이므로 이를 극복할 수단으로 압력턱(102)을 제공하는 것이며, 활절(117)부 자체가 ㉠㉡편절슬래브(101-1,101-2)와 ㉢편절슬래브(101-3)가 접속되는 요철(凹凸)부의 형상으로 인하여 ㉢편절슬래브(101-3) 내측으로는 연속압력턱(102-1)을 시설하고, 요철부측으로는 단속압력턱(102-2)를 시설하며, ㉠㉡편절슬래브(101-1,101-2) 요철부측으로는 단속압력턱(102-2)을 시설하고, ㉠㉡편절슬래브(101-1,101-2) 내측으로는 연속압력턱(102-1)을 시설하여, 풍도슬래브(80)가 브라켓부(110)에 거치되는 순간 연속압력턱(102-1)과 단속압력턱(102-2)이 상호 접촉되므로 처짐이 방지되고, 활절(117)부의 기계적 시설이 유지될 수 있으며, 전반적인 풍도슬래브(80)의 안정성을 유지할 수 있는 것이다.

물론 여기 압력턱부(102)에도 고무판과 같은 필러재(106)를 교착시키므로 압력턱(102) 콘크리트면을 보호하는 것이고, 결속구1(104)을 설치하며, 더불어 도 14에서 보듯이 활절(117)부 틈새도 몰탈 및 실리콘 등으로 마감하여 통풍을 제어하는 것이다.

2-2의 방법으로는 ㉢편절슬래브(101-3) 두께의 하연 1/2은 PC구조로 하는데 동바리거치대(126)에 동바리(125)를 설치하고 지지토록 하여, ㉢편절슬래브(101-3) 두께의 상연 1/2을 현장타설 구조로 시공할 수 있도록 하는 하프PC1 방법으로 이용하고자 하는 것이며,

또한, 2-3의 방법은 도 10에서 보듯이 양 ㉠㉡ PC편절슬래브(101-1,101-2)를 이동식가벤트(127)로 받치고 ㉢편절슬래브(101-3)를 현장타설로 제작할 수 있도록 하고 있는데, 이동식가벤트(127)의 동바리거치대(126)는 ㉢편절슬래브(101-3) 타설을 위한 동바리(125)를 지지할 수 있는 구조로 이용하고 있는 것이며, 양 ㉠㉡ PC편절슬래브(101-1,101-2)에서 인출된 철근과 ㉢편절슬래브(101-3)에 새로 배근되는 철근을 커플러로 연결하고 현장타설하여 힌지 절점이 없이 일체형 구조를 형성토록 하는 방법인 것이다.

이렇게 하면 압력턱은 불필요하며 삿갓형상에 의한 수평력은 고정쇠(113)에 전달되는 것이고 이하 고정쇠에 관한 기술적 내용은 제1설치방법과 같다고 할 수 있다.

2-4의 방법은 3분절 세그먼트 편절슬래브 하연은 1/2PC구조, 상연은 현장타설구조의 하프PC2 구조로 복합 제작하는 것이며 2-2방법을 확대 적용하는 것으로 전면적 일체화 작용을 도모하기 위함이다.

이외 수평력 제어장치인 고정쇠(113)와 내진용 탈락방지시설에 대하여는 제1설치방법과 동일한 원리와 기준을 적용하는 것이다.

한편, PC로 구성된 편절슬래브(101',101")는 터널 진행방향으로 일정한 길이의 세그먼트로 제작되어지는데 이러한 세그먼트 편절슬래브(101',101")들은 전·후 주변의 각기 접합면에서 처짐 및 건조수축 등의 영향과 재하하중에 의하여 서로 다른 변형이 발생할 수 있는바 이를 극복하기 위하여 도 15에서 보듯이 상호 편절슬래브를 묶어주어 일체 거동을 할 수 있도록 하여야 하는 것이다.

즉, 11자형 접합면의 통풍을 제어하고 경사지에서의 슬라이딩 현상과 변위 억제 수단으로 도 15에서 보듯이 세그먼트 편절슬래브의 터널 진행방향 간 접속부에 원호모양의 통관을 일정한 간격으로 매설토록 하고 라운드바인 결속구3을 이용하여 단턱에 긴결시키는데, 통관 내부는 몰탈로 충진토록 하고 상측 모따기부에는 몰탈 및 실리콘으로 통풍제어를 하는 것이다.

또한, 이러한 상기의 세그먼트 풍도슬래브(80)를 설치하기 위한 방법으로는 4가지 방법이 있는데,

우선, 터널라이닝 크라운부에 설치된 호이스트(134)와 인양고리(135)에 연단측ㆍ중앙측 체인블럭(136,137)을 걸거나 크레인 등에 의하여 어느 일측의 편절슬래브(101')와 타측의 편절슬래브(101") 각각을 세워 인양한 후 공중에서 연단측체인블럭(136)을 당겨 편절슬래브(101',101")를 설치하기 적당한 경사방향을 유지하도록 하고 하향으로 내리면서 양 연단부의 홀더(114)내로 고정쇠(113)를 끼운 후 중앙측체인블럭(137)의 길이를 늘려주면서 서서히 편절슬래브(101',101")의 중앙측을 추가 하강시켜 압력턱(102)이 상호 맞닿도록 공중에서 접합하는 2분절 접합방식인 제1방법과,

도 16에서 보듯이 터널 라이닝 크라운부에 설치된 호이스트(134)등과 인양고리(135)에 연단측·중앙측체인블럭1,2(136, 137)를 걸어 인양하되 연단측체인블럭1(136)의 길이를 길게하여 어느 일측의 편절슬래브(101')와 타측의 편절슬래브(101")가 결합되어 있는 힌지식 풍도슬래브(80)의 각도를 좁혀 인양한 후 연단측체인블럭(136)을 당겨 좁혀진 각도를 넓혀 브라켓부(110)에 안착시키는 2분절 접합방식인 제2의 방법과,

터널라이닝 크라운부에 설치된 호이스트(134)와 인양고리(135)에 연단측ㆍ중앙측체인블럭(136,137)을 걸거나 크레인 등에 의하여 인양하되 브라켓부(110) 연단측 세그먼트 편절슬래브 상면에 시설된 와이어(119)를 느슨하게 하여 연단측 세그먼트 편절슬래브(101',101")가 활절(117) 힌지를 기점에서 하향으로 일정한 각도로 절곡되도록 하여 인양한 후 느슨해진 와이어(119)를 당겨 외측 연단측 세그먼트 편절슬래브(101',101")가 경사면을 유지토록 한 상태로 부라켓부(110)에 안착시키는 3분절 접합방식인 제3의 방법과,

터널 내 중앙부측에 2열의 이동식 가벤트(127)를 설치하여 제1의 방법을 적용하되 도1과 도 4에서 보듯이 제1의 방법과는 달리 어느 일측의 ㉠편절슬래브(101-1)와 타측의 ㉡편절슬래브(101-2) 각각을 상기 이동식가벤트(127) 유압잭 스트로크 위에 내려놓고 이동식가벤트(127) 상단에 설치되어 있는 유압잭의 스트로크를 작동시켜 양측 편절슬래브(101-1,101-2)의 경사면이 대향되도록 서서히 조정하여 ㉢편절슬래브를 양측의 ㉠㉡편절슬래브 사이에 설치하는 3분절 접합방식인 제4방법이 있다.

상기의 풍도슬래브(80)를 설치하는 방법의 장단점을 분석할 때, 제1의 방법은 이동식가벤트(127)가 없이 설치하는 방법으로 경제적이나 압력턱(102)을 상호 대향되도록 맞추기가 어려워 시공성이 떨어지는 측면이 있고, 제4의 방법은 이동 식가벤트(127)를 설치하므로 시공성은 용이하나 경제성이 떨어지는 측면이 있으며, 제2와 3의 방법은 이동식가벤트(127)가 불필요하여 경제적이나 힌지연결 방식을 풍도슬래브(80) 제작시에 갖추어야 하기 때문에 제작상 여려움이 따른다고 할 수 있다.

여기서, 이동식가벤트(127)의 구성을 살펴보면, 도 10에서 보듯이 이동장치(138) 위에 지주(140)를 세워 지주(140)간이 바로 세워질 수 있도록 브레이싱(128)과 동바리거치대(126)로 고정하여 뒤틀림이 발생되지 않도록 조립하고 그 지주위에 유압잭(129,130)을 설치하여 편절슬래브(101',101")의 경사도를 유지토록 하면서 압력턱(102)이 맞닿도록 조절할 수 있는데, 이러한 상기의 이동식가벤트(127)는 풍도슬래브(80)가 설치될 위치마다 레일(139)을 따라 이동할 수 있는 구조이면서 편절슬래브(101',101") 각각을 안전하게 받쳐줄 수 있는 장치인 것이다.

한편, 상기의 호이스트(134)는 터널라이닝(100) 크라운부 중앙측에 1개소 또는 양측의 2개소로 나누어 설치할 수 있는데, 터널라이닝(100) 크라운부에 설치된 앵커볼트에 종방향 H형강을 I자형으로 고정시키고, 호이스트(134) 레일이 상기 종방향 H형강의 플렌지를 타고 전방 또는 후방으로 이동될 수 있으며, 호이스트(134) 레일(139)에 달려있는 인양고리(135)와 각각의 편절슬래브(101',101")에 설치된 인양고리(135)에 연단측ㆍ중앙측체인블럭(136,137)을 연결하므로 각각의 편절슬래브(101',101")를 인양할 수 있도록 구성하고 있다.

이와같은, 상기의 호이스트(134)를 설치하는 이유로는 터널이 급경사로로 이어져 크레인등의 장비로는 거치가 매우 곤란할 때, 터널의 폭원이 넓어 전폭을 제작하여 들어 거치 하기에는 중량이 지나치게 클 때, 크레인등의 장비가 진입하기 곤란할 때 사용할 수 있다.

본 발명의 상세한 설명 등에서는 지금까지 풍도슬래브(80)에 대한 구성에 대하여 설명하였는바, 터널 내에서는 차량의 접촉사고 및 전복사고 등 각종 사고로 인한 화재가 발생할 수 있는데, 이에 대한 대책으로 내화재를 풍도슬래브(80)에 부착하는 방법이 있으나, 이는 시설물의 노후화가 진행되면서 이탈될 우려가 있을 수 있어 유지관리에 각별한 신경을 써야하기 때문에 근본적 대책이 될 수가 없다.

따라서 이러한 화재로 열에 의한 손상을 방지하기 위한 방법 중의 하나로, 본 발명에서는 그 일예로 풍도슬래브(80)를 제작할 때 골재를 사용함에 있어서 내화재를 적용한 내화콘크리트를 풍도슬래브(80) 하측면에 부분적으로 또는 풍도슬래브(80)에 전체적으로 사용하는 방법과, 회반죽을 하면에 부착하는 방법과, 순피복의 두께를 3㎝ 이상이 되도록 충분히 하고, 메탈라스를 사용하여 부착력을 증가시키는 방법을 사용할 수 있으며, 상ㆍ하선 차로를 따라 적정하게 이격된 스프링쿨러(141)를 설치하는 방법을 적용하여 내구성을 증진시키는 것이 바람직할 것이다.

이러한 풍도슬래브(80)는 종래의 제품과 비교될 수 있을 것이다. 따라서 상기의 풍도슬래브(80)를 분절형 풍도슬래브라 호칭하고 종래의 아치형 풍도슬래브와 비교 분석을 하자면, 구조적인 원리, 안전성 및 시공성, 경제성과 용도면에서 차별화되고 있음을 엿볼 수 있다.

즉, 아치형 풍도슬래브(80)는 비교적 터널의 폭원이 적은 경우에 적용될 수 있을 것인데, 이러한 경우는 지간이 짧아 자중에 의한 처짐량이 적게 발생될 것이기 때문에 적용성이 있으나, 터널의 폭원이 넓어 지간이 긴 경우에는 자중에 의한 처짐량이 크게 발생되어 낙하방지용 PC강연선에 매어다는 구조로 설치하거나 풍도슬래브(80)의 두께를 크게 키우고 슬래브 내부에 PC강연선을 수가닥 배치하므로 강성이 유지될 수 있는 구조로 시설하여야 안전성이 유지된다고 할 수 있다.

이러한 아치형 풍도슬래브(80)는 내부에 PC강연선을 설치하여 프리텐션의 방법으로 압축력을 도입하여야 한다는 것 때문에 제작 설비가 갖추어진 전문화된 PC공장에서 제작되어야 되는데, 우리나라에서 전문화된 공장이 드물어 제작비가 고가인 점과 현장과의 거리차로 인한 운반비 증가와 곡면 형상의 PC구조물이면서 자중이 커 여러개를 상차하여 운반할 수 없어 운반비가 증가하고, 통과교량 및 노면의 평탄성으로 인한 파손의 위험성과 현장제작시 소운반로의 평탄성과 침하성등을 이유로 하는 어려움이 있다.

또한, 풍도슬래브(80) 자체가 대형이다 보니 자중이 증가하여 대형크레인을 사용하여야 한다는 공사비 증가 부담으로 안전성 및 시공성, 경제성 측면에서 상당히 불리한 여건을 갖고 있으며 설치시에 경사 설치로 인한 하중 편심작용으로 인한 사고도 빈번한 실정에 있는 반면에, 인양시 장대한 길이에 의한 취급시 어려움 및 라이닝과의 접촉으로 인한 파손등 해결하여야 할 난재가 산적한 것이 현실이다.

이러한 난재를 해결하기 위하여 수직리프트 장비를 개발하려는 동향이 보이고는 있으나 이것 또한 막대한 연구개발비 및 제작비가 공사비에 적용될 것이고, 리프팅 과정에서도 브라켓부(110)의 돌출부와 풍도슬래브(80) 전폭의 상관관계로 결코 쉽지만은 않은게 현실이다.

이러한 상기의 현실 상태에서 이 모든 난재를 해결하고 간결하게 공사할 수 있으며, 공사비 및 공기를 줄일 수 있는 분절형 풍도슬래브(80)는 터널의 폭원이 넓을 경우에도 압력턱을 이용하는 원리로 풍도슬래브(80)의 자중에 의한 처짐을 억제할 수 있고, 낙하방지용 PC강연선이 불필요하며, 슬래브 내부로 PC강연선을 도입할 수 있도록 하되 포스트텐션의 방법으로 압축력을 도입할 수 있어 공장제작이 아닌 현장제작도 가능하고, 절편 개소별로의 슬래브 두께가 얇은데다가 공동까지 형성되어 있어 자체 중량이 다소 가벼워 크레인 장비 또는 호이스트(134)에 의한 인양이 가능하기 때문에 안전성 및 시공성, 경제성 측면에서 상당히 유리한 여건을 갖추고 있어 종래의 아치형 풍도슬래브(80)의 단점을 개선하고 있다.

N; 너트 R; 라운드부
S; 직각부
80; 풍도슬래브 90; 터널내부
95; 스프링라인 100; 터널라이닝
101'; 일측편절슬래브 101"; 타측편절슬래브
101-1; ㉠편절슬래브 101-2; ㉡편절슬래브
101-3; ㉢편절슬래브 102; 압력턱
102-1; 연속압력턱 102-2; 단속압력턱
103; 단턱부 104; 결속구1
105; 결속구2 106; 필러재
107; 결속구3 108; 결속턱
109; 모자캡 110; 브라켓부
111; 앵커바 112; 턴버클
113; 고정쇠 113-1; 고정쇠1
113-1; 고정쇠2 113-1; 고정쇠3
113ㄱ; 둔각을 이룬 철근 113ㄴ; 돌출철근
113ㄷ;소켓관 113ㄹ; 인출철근
114; 홀더
115; 무수축몰탈 116; 고리쇠
117; 활절 118; 활절바
119; 와이어 120; 활절관
121; 긴결철근 122; 통관
123; 너트홈 124; 충진재
125; 동바리 126; 동바리거치대
127; 이동식가벤트 128; 브레이싱
129; 유압잭1 130; 유압잭2
131; L형강 132; 앵커
133; 숏크리트 134; 호이스트
135; 인양고리 136; 연단측체인블록
137; 중앙측체인블록 138; 이동장치
139; 레일 140; 지주
141; 스프링쿨러

Claims (19)

1. 터널 구조물 내부에 공기를 공급 및 배기시키기 위하여 터널내 스프링라인(95) 상방측을 가로지르는 풍도슬래브(80)를 시설함에 있어서, 풍도슬래브(80) 횡방향의 전 길이를 2분절의 절편으로 분할하여 제작하고 설치하되 그 방법에 있어서,
   2분절로 제작된 PC절편 연단측에 홀더(114)를 갖추고 제작하여, 어느 일편 연단측은 브라켓부(110)의 고정쇠(113)를 홀더(114) 내에 지지되도록 하는 ⓐ방안과, 편절슬래브(101) 연단측 수직단면에 인출철근(113ㄹ)과 소켓관(113ㄷ)을 내어 터널라이닝(100)에 닿도록 하는 ⓑ방안 중 선택하는 것으로 하고,
   타편 중앙측의 압력턱(102)은 위로 솟구친 상태가 되도록 편절슬래브를 경사지게 배치하며, 돌출된 압력턱(102)을 편절슬래브간 대향방향으로 상호 맞닿게 배치하므로 삿갓형상을 이루도록 하는 방법1과,
   대향되는 편절슬래브가 지그재그 방식의 50% 중첩되도록 하는 방법2 중 선택하는 것으로 하는데,
   압력턱(102) 상단에 통관(122)을 미리 매설하여 결속구1(104)을 너트로 채워 설치하거나, 또는 압력턱(102) 하단 편절슬래브 내면으로도 원호모양의 통관(122)을 미리 매설하여 결속구2(105)를 채워 결속턱(108)에 정착시키고,
   양측의 압력턱(102)이 만나는 부분에는 통풍과 콘크리트 마찰파손 제어를 위하여 고무판과 같은 필러재(106)를 압력턱(102) 어느 일면에 교착 시설하며, 세그먼트 편절슬래브의 터널 진행방향 간 접속부에 원호모양의 통관(122)을 일정한 간격으로 매설하여 라운드바인 결속구3(107)을 이용하여 단턱에 긴결시키는데,
   통관(122) 주위는 몰탈, 내부는 밀크로 충진토록 하고, 상측 모따기부에는 몰탈 및 실리콘으로 통풍제어를 하는, 터널내 환기를 위한 다양하고 용이한 분절형 풍도슬래브 구조
   
2. 터널 구조물 내부에 공기를 공급 및 배기시키기 위하여 터널내 스프링라인 (95)상방측을 가로지르는 풍도슬래브(80)를 시설함에 있어서, 풍도슬래브의 횡방향 전 길이를 3분절의 pc절편으로 분할하여 제작하고, 3분절이 모두 상호 직접 접속되도록 설치하되,
   어느 일편 연단측에서 중앙측으로 경사지게 설치할 때, 연단측은 브라켓부(110)의 임의의 위치를 적정한 간격의 경사방향으로 천공하고, 절곡부를 보강한 형상으로 설치되어 있는 돌출부로서의 고정쇠(113-2)가 편절슬래브의 홀더(114) 내에 인입되어 지지되도록 설치하는 ⓐ방안과, 또는 편절슬래브(101) 연단측에 인출철근(113ㄹ)과 소켓관(113ㄷ)을 내어 터널라이닝(100)에 닿도록 하는 ⓑ방안 중 어느 하나의 방안을 택하여 지지되도록 하여, 수평력을 받고 있는 편절슬래브(101)가 밀리지 않도록 구성하며,
   이와 맞닿는 중앙측 타편(101-3)의 형상은 경사 모양인 삿갓형, 곡선 모양인 아치형, 수평모양인 편평형 중 어느 하나의 형상으로 구성되도록 다양하게 제작되어 질 수 있도록 하며, 이들을 선택적으로 배치하는, 터널내 환기를 위한 다양하고 용이한 분절형 풍도슬래브 구조
   
3. 제 1 항에 있어서,
   풍도슬래브(80)를 2분절의 세그먼트 편절슬래브로 나누어 PC로 제작하고 설치함에 있어서,
   분절간 접속점인 중앙부분이 상 방향으로 솟아있는 삿갓모양으로 설치하되, 양 편절슬래브의 어느 일측 연단측은 라이닝 브라켓부(110) 상면에 얹혀져 고정쇠(113)에 지지되고 있는 구조를 이루고 있으며, 타측 중앙측은 경사진 슬래브 구조를 따라 돌출된 구조의 형태인 압력턱(102)이 상호 맞대기를 이루도록 구성하고 있는, 터널내 환기를 위한 다양하고 용이한 분절형 풍도슬래브 구조
   
4. 삭제
5. 제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
   풍도슬래브의 탈락방지시설로는
   라이닝에 시설한 고리쇠(116)와 풍도슬래브에 시설한 고리쇠(116)를 서로 묶어주는 턴버클(112)의 설치 방안과,
   브라켓부(110) 정면과 풍도슬래브 하면 편평면을 L형강(131)과 앵커(132)를 이용하여 긴결시키고 숏크리트를 타설하여 부식이 발생되지 않도록 하는 방안을 선택적으로 택할 수 있도록 구성하고 있는, 터널내 환기를 위한 다양하고 용이한 분절형 풍도슬래브 구조
   
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서
   상기의 압력턱(102)은 풍도슬래브 제작시 부터 PC로 제작하는 방법과, 현장타설로 제작하는 방법과, 모자캡(109)을 씌워 제작하는 방법으로 나뉘어 질 수 있는데,
   PC로 제작하는 방법에 있어서는 세그먼트간 접속면이 상호 대치되게 배치하는 방법,
   현장타설로 제작하는 방법에 있어서는 상호 배치된 PC풍도슬래브의 압력턱부만 일체화 시공을 통하여 상호 묶어주도록 하는 방법,
   모자캡(109)을 씌워 제작하는 방법에 있어서는 PC 조립식 부재로서 상호 배치된 PC풍도슬래브 중앙측 솟음위치에 돌출된 철근을 모자캡(109)의 통관(122) 내로 인입시킨 후 주변 공극을 몰탈로 충진하고 너트로 채워 설치하는 방법 중 택일하여 시설하는, 터널내 환기를 위한 다양하고 용이한 분절형 풍도슬래브 구조
   
8. 제 1 항에 있어서,
   어느 일측 편절슬래브를 다시 2분할로 분절하는 양측 4분할 세그먼트 슬래브로 제작하고, 그중 2분할씩 묶은 세그먼트 슬래브를 조립하여 상기의 2분절 편절슬래브로 완성토록 하는 것인데,
   이러한 4분할 세그먼트 슬래브 중 브라켓부(110)에 놓일 연단측 세그먼트 슬래브에 긴결철근(121)을 수개 매입하여 제작하고 중앙측 세그먼트 슬래브에 시설한 수개의 통(122)관에 끼운 후 주변을 밀크로 채워 양생하여 고정시키고 너트로 채운 후 너트홈(123)을 몰탈로 충진하므로 상기의 편절슬래브를 완성시키는, 터널내 환기를 위한 다양하고 용이한 분절형 풍도슬래브 구조
   
9. 제 1 항에 있어서,
   2분절 편절슬래브의 내진성능을 향상시키기 위하여 편절슬래브의 하연 1/2두께만 PC로 제작하고, 상연 1/2두께는 현장타설로 제작하는 하프PC의 복합적 구성형태를 이루어 편절슬래브를 터널 진행방향으로 일체화하는, 터널내 환기를 위한 다양하고 용이한 분절형 풍도슬래브 구조
   
10. 제 1 항에 있어서,
    2분절 PC구조로 제작된 편절슬래브(101',101") 중앙부측에 핀구조의 활절(117)장치를 도입하여 상호 대향되도록 배치하고, 양측의 편절슬래브(101',101")를 하향 절곡시켜 접을 수 있도록 구성형태를 갖추는 터널내 환기를 위한 다양하고 용이한 분절형 풍도슬래브 구조
    
11. 제 2 항에 있어서,
    3분절 모두 PC구조로 제작하여 좌우 양측 편절슬래브는 중앙측 편절슬래브와 활절(117)로 접합하여 굴절이 될 수 있도록 구성하는 방식에 있어서,
    외측편절슬래브와 중앙측편절슬래브의 접합부 단면을 요철(凹凸)의 형상으로 제작하고,
    요철(凹凸)부 중심에 힌지를 설치할 수 있는 활절부(117)에 활절관(120)과 활절바(118)를 설치하여 외측편절슬래브가 절곡할 수 있는 구성을 갖추도록 하고 활절부에 압력턱(102)을 갖추며,
    외측편절슬래브 연단측과 중앙측 편절슬래브 활절부근 상면에 고리쇠(116)를 설치하고 와이어(119)를 설치하여 외측편절슬래브의 절곡 각도를 조절할 수 있도록 하고 있으며,
    이러한 활절이 시설되는 요철(凹凸)부의 형상으로는 외측편절슬래브의 상면은 직각의 형상을 이루고 하면은 라운드(R) 형상을 이루게 하므로 활절(117)에 의한 외측편절슬래브가 하향으로만 절곡될 수 있는 구조를 이루고 중앙측 편절슬래브는 상하면 모두 직각(S)의 형상을 이루도록 하여 회전이 되지 못하도록 하는 구조를 이루고 있는, 터널내 환기를 위한 다양하고 용이한 분절형 풍도슬래브 구조
    
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 활절부(117)에 있어서, 압력턱(102)은 연속압력턱(102-1)과 단속압력턱(102-2)을 구분하여 시설하여야 하는데,
    활절부(117) 자체가 외측 편절슬래브와 중앙측 편절슬래브가 접속되는 요철(凹凸)부의 형상으로 인하여 중앙측 편절슬래브 내측으로는 연속압력턱(102-1)을 시설하고 요철부측으로는 단속압력턱(102-2)을 시설하며, 외측 편절슬래브 요철부측으로는 단속압력턱(102-2)을 시설하고 내측으로는 연속압력턱(102-1)을 시설하여 이들이 상호 접촉되므로서 처짐방지를 이루고,
    압력턱(102)부에 고무판과 같은 필러재(106)를 교착시켜 압력턱(102) 콘크리트면을 보호하고, 결속구1(104)을 설치하여 안정성을 유지토록 하며, 활절(117)부 틈새도 몰탈 및 실리콘 등으로 마감하여 통풍을 제어하는, 터널내 환기를 위한 다양하고 용이한 분절형 풍도슬래브 구조
    
13. 제 2 항에 있어서,
    3분절 편절슬래브 설치방법 중, 중앙측 편절슬래브 두께의 하연 1/2은 PC구조로 하고, 상연 1/2을 현장타설 구조로 하는 하프PC1 방식에서, 양 외측 PC편절슬래브 연단에 받친 이동식가벤트(127)에 지지토록 하는, 터널내 환기를 위한 다양하고 용이한 분절형 풍도슬래브 구조
    
14. 제 10 항에 있어서,
    2분절 편절슬래브 설치방법에 있어서, 터널 라이닝 크라운부에 설치된 호이스트(134)와 인양고리(135)에 연단측·중앙측체인블럭1,2(136, 137)를 걸어 인양하되 연단측체인블럭1(136)의 길이를 길게하여 어느 일측의 편절슬래브(101')와 타측의 편절슬래브(101")가 결합되어 있는 힌지식 풍도슬래브(80)의 각도를 좁혀 인양한 후 연단측체인블럭(136)을 당겨 좁혀진 각도를 넓혀 브라켓부(110)에 안착시키는, 터널내 환기를 위한 다양하고 용이한 분절형 풍도슬래브 구조
    
15. 제 2 항에 있어서,
    3분절 편절슬래브 설치방법 중, 전면적 일체화 작용을 도모하기 위하여 세그먼트 편절슬래브 하연은 1/2PC구조, 상연은 현장타설구조의 하프PC2 구조방식으로 복합 제작하는, 터널내 환기를 위한 다양하고 용이한 분절형 풍도슬래브 구조
    
16. 제 11 항에 있어서,
    3분절 편절슬래브 설치방법 중, 터널라이닝 크라운부에 설치된 호이스트(134)와 인양고리(135)에 연단측ㆍ중앙측체인블럭(136,137)을 걸거나 크레인에 의하여 인양하되, 연단측 세그먼트 편절슬래브(101-1,101-2)가 활절 힌지를 기점에서 하향으로 일정한 각도로 절곡되도록 하여 인양한 후 외측 연단측 세그먼트 편절슬래브(101-1,101-2)가 경사면을 유지토록 한 상태로 브라켓부에 안착시키는, 터널내 환기를 위한 다양하고 용이한 분절형 풍도슬래브 구조
    
17. 제 13 항에 있어서,
    3분절 세그먼트 풍도슬래브 설치방법 중, 어느 일측의 ㉠편절슬래브(101-1)와 타측의 ㉡편절슬래브(101-2) 각각을 상기 이동식가벤트(127) 상단에 설치되어 있는 스트로크가 최대로 인출된 유압잭에 내려놓고 유압잭의 스트로크를 하향으로 작동시켜 양측 편절슬래브(101-1,101-2)의 경사면이 대향되도록 서서히 조정하여 ㉢편절슬래브(101-3)를 양측의 ㉠㉡편절슬래브(101-1,101-2) 사이에 설치하는, 터널내 환기를 위한 다양하고 용이한 분절형 풍도슬래브 구조
    
18. 제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
    이동장치(138) 위에 지주(140)를 세우고, 편절슬래브의 경사도를 유지토록 하면서 압력턱(102)이 맞닿도록 조절할 수 있도록 유압잭을 구성한 이동식가벤트(127)를 풍도슬래브(80)가 설치될 위치마다 레일(139)을 따라 이동할 수 있도록 하는, 터널내 환기를 위한 다양하고 용이한 분절형 풍도슬래브 구조
    
19. 제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
    내화재를 적용한 내화콘크리트를 풍도슬래브(80) 하측면에 부분적으로 또는 풍도슬래브(80)에 전체적으로 사용하여 화재로 인한 열에 의한 손상을 방지토록 하는, 터널내 환기를 위한 다양하고 용이한 분절형 풍도슬래브 구조

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