KR102363379B1 - 비개착터널용 방수식 토압지지대 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부에 양생된 콘크리트가 충진된 금속재질의 원통체와 상기 원통체 하부에 결합수단에 의해 결합되는 받침부재로 이루어지되, 상기 원통체와 받침부재 사이에 원통체의 직경 길이보다 가로와 세로길이가 더 길게 형성되어 원통체의 외주면을 타고 흐르는 물을 차단하기 위한 누수방지판이 수평으로 배치되는 비개착터널용 방수식 토압지지대를 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 효과로는 비개착터널 시공시 토압지지대를 설치함에 있어 토압지지대의 원통체 내측면과 외측면을 타고 물이 흘러내려 터널 내부로 누수되고, 미관을 위해 미장한 부분이 훼손되는 것을 방지하기 위한 별도의 방수처리작업을 하지않아도 되는 효과와, 받침부재를 콘크리트 기초를 사용함으로써 별도의 토압지지대 면처리 마감작업이 불필요하게 되어 작업시간 및 비용을 절감할 수 있는 효과와, 토압지지대의 높이를 자유롭게 조절할 수 있어 변위 발생이 없어 내구성이 우수한 터널을 시공할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

비개착터널용 방수식 토압지지대{Support for Reducing Soil Pressure}

본 발명은 비개착터널용 방수식 토압지지대에 관한 것으로, 보다 상세하게는 토압지지대를 설치함에 있어 토압지지대의 원통체 내측면과 외측면을 타고 물이 흘러내려 터널 내부로 누수되는 것을 방지함으로써 별도의 방수처리작업을 하지않아도 되고, 토압지지대 면처리 마감작업이 불필요하여 작업이 편리하며, 토압지지대의 높이를 자유롭게 조절할 수 있어 변위 발생이 없는 비개착터널용 방수식 토압지지대에 관한 것이다.

일반적으로 지하철과 같은 지하터널을 시공하기 위한 방법으로는 개착식과 비개착식이 있으며 터널의 지표 상부에 이동이 불가능한 시설물들이 존재할 경우 비개착식 공법으로 터널을 축조하게 된다.

상기와 같은 비개착식 축조 방법 중 하나인 TRCM(Tubular Roof Construction Method)공법은 추진 및 도달기지를 굴착하고, 추진기지에서 강관을 수평으로 압입한 후 도 6에 도시된 바와 같이 강관(1)과 강관(1) 사이를 방수철판(2)과 고정판(3)으로 차단한 다음 상기 방수철판(2)과 고정판(3) 사이에 토압지지대(4)를 설치하여 철근 배근 및 콘크리트를 타설하여 상부슬래브와 지중 수직벽을 설치한 후 내부를 굴착하여 터널을 축조하게 된다.

상기 토압지지대(4)는 금속재질의 원통체로 이루어지고 그 내부에 내구성을 향상시키기 위해 콘크리트를 타설하고 양생시킨 구조를 갖는다.

그런데 종래 토압지지대(4)가 갖는 문제가 지금까지 세가지 정도로 도출되고 있다. 즉 첫번째 무제로는 방수철판(2)과 고정판(3)은 강관(1)의 일측을 소정간격으로 절개한 부분에 토압지지대(4)를 설치하게 되는데, 상기 강관(1)을 절개하는 과정에서 정밀한 절개가 곤란하여 설치되는 방수 철판(2)과 고정판(3)도 완전 평행하게 설치할 수는 없는 것이고 이처럼 방수철판(2)과 고정판(3)이 완전 평행하지 못함으로 인해 방수철판(2)과 고정판(3) 사이에 설치되는 토압지지대(4)의 높이를 현장상황에 맞게 절단해주어야 하는데 내부에 콘크리트가 타설되어 양생된 상태의 토압지지대(4)를 현장에서 절단하기란 결코 쉬운 일이 아니다.

두번째 문제로는 토압지지대(4)는 고정판(3) 위에 얹혀서 설치되는데 소위 토압지지대(4)의 전도를 방지하기 위한 금속재질의 받침 소켓(6)을 구비하게 된다.

상기 받침 소켓(6)은 종래 고정판(3)에 밀착되어 용접되는 판체(6a)와 판체(6a)로부터 상부로 돌출되는 지지관(6b)으로 이루어지며, 지지관(6b) 내부에 충진된 콘크리트(6c)로 이루어지는데, 터널 내부에 콘크리트를 모두 타설한 이후에는 거푸집을 제거하게 되는데 이때 고정판(3)도 제거하게 된다. 이처럼 거푸집과 고정판(3)을 제거하게 되면 터널 천정슬래브 저면에 금속재질의 받침 소켓(6)이 노출된 상태가 된다. 따라서 터널의 표면을 매끄럽게 마감, 즉 면처리하기 위해서는 모르타르를 미장해 주어야 하나 받침 소켓(6)이 금속재질이어서 모르타르가 쉽게 부착되지 않게 되는 단점을 갖는다.

세번째 문제로는 토압지지대(4)는 금속재질의 원통체 내부에 콘트리트를 타설하여 양생한 구조여서 토압지지대(4) 상부로 부터 누수가 발생하면 상기 누수가 원통체 내측면, 즉 콘트리트와 원통체 사이의 틈을 타고 흘러내리게 되고 이처럼 흘러내린 물은 터널의 표면을 매끄럽게 마감하기 위해 발라둔 모르타르를 통해 터널 내부로 흘러내리게 된다.

이는 터널 시공에 있어 매우 큰 하자가 아닐 뿐만 아니라 터널의 내구성에 심각한 위해가 되는 사항이어서 이의 개선이 시급하게 필요한 실정이다.

[선행기술문헌]

1. 대한민국 등록특허 10-2076040호

본 발명의 목적은, 토압지지대를 설치함에 있어 토압지지대의 원통체 내측면과 외측면을 타고 물이 흘러내려 터널 내부로 누수되는 것을 방지함으로써 별도의 방수처리작업을 하지않아도 되고, 토압지지대 면처리 마감작업이 불필요하여 작업이 편리하며, 토압지지대의 높이를 자유롭게 조절할 수 있어 변위 발생이 없는 비개착터널용 방수식 토압지지대를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 성취하기 위한 본 발명의 실시예에 따른, 비개착터널용 방수식 토압지지대는, 내부에 양생된 콘크리트가 충진된 금속재질의 원통체와 상기 원통체 하부에 결합수단에 의해 결합되는 받침부재로 이루어지되, 상기 원통체와 받침부재 사이에 원통체의 직경 길이보다 가로와 세로길이가 더 길게 형성되어 원통체의 외주면을 타고 흐르는 물을 차단하기 위한 누수방지판이 수평으로 배치됨을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 받침부재는 육면체형상의 콘크리트 기초와, 상기 콘크리트 기초 내부에 매립되는 결합부로 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 결합부는 볼트를 구비하는 상판과, 상기 상판의 하단으로 부터 연장되는 지주와, 상기 지주 하단에 형성되는 걸림판으로 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 원통체의 상단에는 금속재질의 캡이 씌워짐을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 캡의 외주면에는 손잡이가 구비되고, 내주면에는 나사산이 형성되어 원통체의 상부 외주면에 형성된 나사부에 나사결합됨으로써 캡의 높낮이를 조절할 수 있도록 구성됨을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 효과로는 비개착터널 시공시 토압지지대를 설치함에 있어 토압지지대의 원통체 내측면과 외측면을 타고 물이 흘러내려 터널 내부로 누수되고, 미관을 위해 미장한 부분이 훼손되는 것을 방지하기 위한 별도의 방수처리작업을 하지않아도 되는 효과와, 받침부재를 콘크리트 기초를 사용함으로써 별도의 토압지지대 면처리 마감작업이 불필요하게 되어 작업시간 및 비용을 절감할 수 있는 효과와, 토압지지대의 높이를 자유롭게 조절할 수 있어 변위 발생이 없어 내구성이 우수한 터널을 시공할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비개착터널용 방수식 토압지지대를 보인 분리사시도.
도 2는 본 발명의 결합사시도.
도 3은 본 발명의 단면도.
도 4는 본 발명의 사용상태 참고도.
도 5는 터널 구축을 위해 콘크리트가 타설된 상태에서 본 발명이 콘크리트 속에 매립된 상태를 보이기 위한 참고도.
도 6은 종래 비개착터널용 토압지지대의 사용상태 단면도.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다. 여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 또 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다. 다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

사시도를 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형, 예를 들면 제조 방법 및/또는 사양의 변형이 예상된다. 따라서 실시예들은 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다. 예를 들면, 편평하다고 도시되거나 설명된 영역은 일반적으로 거칠거나/거칠고 비선형인 특성을 가질 수 있다. 또한, 날카로운 각도를 가지는 것으로 도시된 부분은 라운드질 수 있다. 따라서 도면에 도시된 영역은 원래 대략적인 것에 불과하며, 이들의 형태는 영역의 정확한 형태를 도시하도록 의도된 것이 아니고, 본 발명의 범위를 좁히려고 의도된 것이 아니다.

이하, 본 발명에 따른 비개착터널용 방수식 토압지지대에 대한 바람직한 실시예들에 대해 첨부된 도면들을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비개착터널용 방수식 토압지지대를 보인 분리사시도이고, 도 2는 본 발명의 결합사시도이며, 도 3은 본 발명의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 사용상태 참고도이며, 도 5는 터널 구축을 위해 콘크리트가 타설된 상태에서 본 발명이 콘크리트 속에 매립된 상태를 보이기 위한 참고도이다.

우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략하기로 한다.

본 발명 비개착터널용 방수식 토압지지대(100)는,

내부에 양생된 콘크리트(111)가 충진된 금속재질의 원통체(110)와 상기 원통체(110) 하부에 결합수단에 의해 결합되는 받침부재(120)로 이루어지되, 상기 원통체(110)와 받침부재 사이에 원통체(110)의 직경 길이보다 가로와 세로길이가 더 길게 형성되어 원통체(110)의 외주면을 타고 흐르는 물을 차단하기 위한 누수방지판(130)이 수평으로 배치된다.

이때 상기 누수방지판(130)은 원통체(110)의 외측면을 타고 흘러내리는 누수((B)가 곧바로 터널(C) 내부로 유입되는 것을 방지하기 위한 것으로, 누수방지판(130)의 가로와 세로길이가 원통체(110)의 직경 길이보다 더 길게 형성되고, 또 수평으로 배치되어야만 터널슬래브(A) 속에 매립된 원통체(110)의 외측면을 타고 흐르는 물을 차단할 수 있기 때문이다.

상기 결합수단으로는 공지의 다양한 구조에 의해 가능하나 가장 바람직한 예로 받침부재(120)의 상단으로 부터 돌출된 볼트(123)와, 원통체(110)의 하단에 형성되도 통공(112a)이 천공된 결합판(112)과, 상기 볼트(123)에 결합되는 너트(113)로 이루어진다. 이때 상기 결합판(112)은 원통체(110)를 지탱하는 작용을 한다. 물론 본 발명은 다른 결합수단으로 받침부재(120)의 중앙에 원형 오목홈(미도시)을 형성하고 상기 원형 오목홈에 원통체(110)를 삽입하는 방식을 사용할 수도 있다.

이와 같은 결합방식의 경우 상기 누수방지판(130)에 다수개의 관통공(131)이 천공되어 받침부재(120)의 상단으로 부터 돌출된 볼트(123)가 관통될 수 있도록 함이 바람직하다.

본 발명에 있어 받침부재(120)는 원통체(110)가 전도되는 것을 방지하고 안정적으로 지탱하기 위한 구조이다. 종래의 받침부재, 즉 전도방지판은 대개 금속을 재질로 제작되나 이 경우 콘크리트를 타설 후 거푸집과 고정판(3)을 제거하게 되면 터널 슬래브 저면이나 터널 벽체의 일측면에 금속재질의 받침부재가 노출되게 된다. 이는 미관상 좋지 못하므로 대개 모르타르를 발라 커버하게 되는데 받침부재가 금속재질 상태여서 모르타르가 쉬 들러붙지 않게 되어 작업이 곤란하고 또 해당 부분은 매우 취약한 상태가 된다.

반면 본 발명은 상기 받침부재(120) 자체를 콘크리트로 제작하므로 별도의 미장, 즉 면처리작업을 하지 않아도 되고 또 모르타르의 부착이 용이하여 미장작업도 매우 용이하게 된다.

따라서 상기 제작된 콘크리트 기초(121)는 안정적인 지탱을 위해 육면체형상으로 제작함이 바람직하고 본 발명 토압지지대(100)의 하부에 위치하게 함이 바람직하다.

또한 본 발명은 콘크리트 기초(121)에 원통체(110)를 안정적으로 지지하기 위한 결합부(122)를 구비할 수도 있는데, 상기 결합부(122)는 콘크리트 기초(121)의 상단면에 노출되는 상판(122a)과, 상기 상판(122a)에 하단으로 부터 연장되는 지주(122b)와, 상기 지주(122b) 하단에 형성되는 걸림판(122c)으로 이루어진다. 상기 지주(122b)와 걸림판(122c)은 상판(122a)을 보다 안정적으로 지탱하기 위해 필요한 구성이다.

또 본 발명은 원통체(110) 내부가 콘크리트(111)로 충진된 구조여서 상기 콘크리트(111)와 원통체(110) 내벽 사이로 물이 흐를 수 있는 구조이다. 따라서 원통체(110) 상부의 누수가 원통체(110) 내부로 유입되어 터널(C) 내부로 흘러들어갈 수도 있는데 이를 차단하기 위해 상기 원통체(110) 상단에는 금속재질의 캡(140)이 씌워지도록 한다.

이때 상기 캡(140)의 외주면에는 손잡이(141)가 구비되고, 내주면에는 나사산(미도시)이 형성되어 원통체(110)의 상부 외주면에 형성된 나사부(110a)에 나사결합됨으로써 캡(140)의 회전에 의해 승하강 가능토록 함으로써 결과적으로 본 발명 토압지지대(100)의 높낮이를 조절할 수 있도록 구성할 수도 있다. 즉 손잡이(141)를 잡고 나사방향으로 돌리게 되면 캡(140)이 상승하면서 방수판(2)과 고정판(3)의 사이를 벌리게 되고, 반대로 나사반대방향으로 돌리게 되면 캡(140)이 하강하면서 방수판(2)과 고정판(3)의 사이를 좁힐 수 있게 되는 것이다.

상술 한 바와 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예들에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다 할 것이다.

100: 본 발명 토압지지대
110: 원통체
111: 콘크리트
120: 받침부재
130: 누수방지판
140: 캡
A: 터널 슬래브
B: 누수
C: 터널

Claims (5)

1. 내부에 양생된 콘크리트가 충진된 금속재질의 원통체와 상기 원통체 하부에 결합수단에 의해 결합되는 받침부재로 이루어지는 비개착터널용 방수식 토압지지대에 있어서,
   상기 원통체와 받침부재 사이에 원통체의 직경 길이는 물론 콘크리트 기초의 가로와 세로폭보다 가로와 세로길이가 더 길게 형성되어 원통체의 외주면을 타고 흐르는 물을 차단하기 위한 누수방지판이 수평으로 배치되고,
   상기 원통체의 상단에는 원통체 내부로 물이 유입되는 것을 방지하기 위한 금속재질의 캡이 씌워지되, 상기 캡의 외주면에는 손잡이가 구비되고, 내주면에는 나사산이 형성되어 원통체의 상부 외주면에 형성된 나사부에 나사결합됨으로써 캡의 높낮이를 조절할 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 비개착터널용 방수식 토압지지대.
   
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