KR20020066835A

KR20020066835A - 터널 구축용 슬라이딩 스틸 폼의 구조

Info

Publication number: KR20020066835A
Application number: KR1020010007265A
Authority: KR
Inventors: 이호균
Original assignee: 선산철강공업(주)
Priority date: 2001-02-14
Filing date: 2001-02-14
Publication date: 2002-08-21

Abstract

본 발명은 터널을 구축할 시 터널의 내주 굴착면에 균일한 두께로 콘크리트를 타설 양생하여 콘크리트 표면층을 형성하기 위하여 사용하는 슬라이딩 스틸 폼의 구조에 대한 발명으로서, 특히 터널 구축공사중 설계의 변경, 공사현장의 환경변화등에 의하여 터널 단면 크기가 변형되어야 할 상황발생시, 변형되는 치수의 슬라이딩 스틸 폼을 별도로 제작하여 현장에 투입하여야 함에 따르는 막대한 공사비의 추가 투입 및 스틸 폼의 제작기간이 장기간 소요됨으로 인한 공기 지연등의 문제점을 해결하기 위한 발명에 대한 것이다.

Description

터널 구축용 슬라이딩 스틸 폼의 구조{Structure of sliding steel form which construct tunnel.}

본 발명은 터널 건설 공사에 대한 기술분야로서 보다 자세하게는 터널 건설 공사를 시공함에 있어서, 먼저 지형, 지질, 환경조건, 터널단면, 터널의 규모등을 고려하여 정확한 터널 단면 설계 및 지반 조건과 굴착 단면의 크기에 대한 막장의 자립성과 용출수등의 영향을 고려하여, 가장 적합한 굴착공법을 적용하여 인력 굴착, 발파 굴착, 기계 굴착등으로 토양을 굴착하면서 지중으로 지중 공간부를 확보하면서 지속적으로 연속 굴착 해 들어가고, 이때 확보된 지중 공간부인 터널의 상측부등의 토양이 붕괴되지 않도록 원호형 강지보를 터널 단면에 일치되게 연속 설치하여 골조를 형성하고 숏크리트(Shot crete) 작업을 병행하면서 터널을 굴착 건설하는 공법인 NATM 공법(New Austrain Tunnelling Method)을 주로 적용하는바, 일단 터널이 관통되면 터널 원호 내주면의 안전성 확보 및 강성유지를 목적으로 콘크리트를 타설하기 위하여 터널 형상에 부합되는 슬라이딩 스틸 폼(Sliding Steel Form)을 별도로 제작하여 현장에서 조립하고, 이를 굴착된 터널 내부로 임시 가설 레일을 따라 진입시킨 다음 터널 내주벽체와 슬라이딩 스틸폼 사이의 공간부에 콘크리트를 타설하여 양생한 다음 이 슬라이딩 스틸 폼을 이동하여 이러한 작업을 순차적으로 반복하여 터널 전 길이에 걸쳐 콘크리트를 타설 양생하여 터널의 아치형 벽체를 시공한다.

상기와 같은 종래 터널 시공 과정을 좀 더 상술하면, 터널이 관통이 되면 터널의 아아치형 내주면 및 외부를 보강하기 위한 콘크리트(Concrete)를 타설하기 위하여, 터널 형상에 맞는 슬라이딩 스틸 폼(Sliding Steel Form)을 설계 및 구조검토를 하여 터널 형상에 적합한 슬라이딩 스틸 폼을 H형강과 철판등을 사용하여, 공장에서 철 구조물을 각 부분별로 제작하여 터널 현장으로 이동하며, 슬라이딩 스틸 폼을 조립하여 구조물로 구축한 다음, 침목을 땅위에 깔고 그 위에 레일을 터널 내부까지 재치 고정시켜서, 그 레일을 이동로로 하여 조립된 슬라이딩 스틸폼을 전,후진 유압 실린더를 작동시켜 콘크리트 타설 할 위치까지 이동시킨 다음, 상부 실린더를 상, 하로 작동시키고 날개 실린더를 좌, 우로 작동 시켜서, 콘크리트 타설 위치에 정확하게 위치 고정이 되었는지 검측으로 확인후에 이상이 없으면 움직이지 않도록 상부 및 날개 부분에 있는 잭 볼트(Jack Bolt)와 하부에 있는 스크류 잭(Screw Jack)을 고정시키고, 양쪽 끝에 콘크리트가 누설되지 않도록 양쪽 끝단에 합판으로 만든 토류판에 락 볼트를 삽설하고, 사각 와셔에 락 너트를 돌려서 고정시켜 틈새가 없도록 밀폐시킨 다음, 먼저 아래 부분인 날개 부분부터 콘크리트를 주입 충전시켜서 충전이 완료되면 콘크리트 주입구를 폐쇄하고 콘크리트가 양생이 완료될때까지 방치하여, 콘크리트 양생이 완료되면 슬라이딩 스틸 폼의 양쪽의 끝에 채워져 있는 락 너트를 풀어내고 토류판을 떼어낸 다음에 콘크리트 양생이 완료된 부분과 슬라이딩 스틸 폼을 떼어내기 위하여 상부 및 날개 잭 볼트에 조여져 있는 너트를 풀고 유압 펌프를 구동시켜, 상부 실린더를 아래로 내리고 좌, 우측에 붙어 있는 날개 실린더를 안쪽으로 접어서 콘크리트 양생된 부분과 슬라이딩 스틸 폼이 닿지 않도록 이탈시키고, 전, 후진 실린더를 작동시켜 다음 콘크리트 타설할 장소로 이동시키게 되는바, 일반적으로 슬라이딩 스틸 폼은 300m 타설 구간에 1대를 제작 설치하여 콘크리트를 타설 작업을 하는데, 통상 한 단위 작업 구간이 300m로 되어 300m의 한 구간에서도 터널의 여러가지로 야기되는 구조적인 문제로 인하여 터널 단면이 커지거나 작아지는 현장 구간이 발생되는 경우가 많고, 따라서 이러한 변경되는 공사 구간에서는 기 사용하던 슬라이딩 스틸 폼을 일단 이동시키고 변경된 공사 상황에 부합되도록 슬라이딩 스틸 폼을 새롭게 만들어 다시 터널로 이동시켜, 콘크리트 타설 작업을 완료할 수 밖에 없어 엄청난 슬라이딩 스틸 폼의 신규 제작비용이 소요되고, 제작시간 또한 별도로 소요되는등 막대한 손실이 발생되는 문제점이 있었다.

도 1은 본 발명상으로 실시되는 터널 구축용 슬라이딩 스틸 폼의 정면도.

도 2는 본 발명상으로 실시되는 터널 구축용 슬라이딩 스틸 폼의 일부 절결 측면도

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

1. 슬라이딩 스틸 폼 P. 교문구(橋門構:Portal bracing)

2. 세로보 3. 가로보

4,4a. 지지보 10. 원호(아아치)형 횡골격

11. 수직 골조 12. 수평 골조

13. 연결재 14. 잭 볼트

Pa. 외부 골조 20. 힌지부

21. 수직 실린더 21a. 수평 실린더

22. 표면판 23. 콘크리트 층

본 발명은 상기와 같이 공사중인 터널 공사에서 설계의 변경 또는 현장사정을 돌출변수등의 변경요인에 의하여 터널 단면의 변경이 불가피 할 경우, 이 변경된 터널 단면에 유연하게 대응될 수 있도록 기 사용중인 슬라이딩 스틸 폼의 단면 크기를 일정한 범위내에서 임의로 조절할 수 있도록 한 발명인바, 이를 첨부한 도면 도 1 및 도 2에 의하여 상술하면 다음과 같다.

통상적으로 사용되는 소정 길이(약 30m)의 슬라이딩 스틸 폼(1)은 강성 철골 구조물로 구축되는 바, 크게 좌, 우측에 세로보(2)와 이 좌, 우 세로보 상부 선단과 연결되는 가로보(3)로 골격이 구성되고, 이 가로보(3)와 세로보(2)를 보강하는 지지보(4)(4a)로 주프레임인 교문구(橋門構:Portal bracing)(P)를 구축하고, 이 교문구(P)를 중심으로 좌, 우 대칭적으로 터널의 단면과 동일한 원호로 되는 다수조의 원호(아아치)형 횡골격(10)을 역시 강성 철골 구조물로 구비하고, 이 원호형 횡골격(10) 또한 수직 수평 골조(11)(12)를 구비하여 이 원호형 횡골격(10)과 수직수평골조(11)와를 연결재(13)로 연결하여 외부 골조(Pa)로 구비한 다음, 이 주 프레임인 교문구(P)와 이 교문구(P) 외부를 포설하도록 하는 외부 골조(Pa)와를 다수개의 잭볼트(14)를 가로 세로로 개재 연설하여 하나의 슬라이딩 스틸 폼(1)으로 사용될 수 있도록 구성되어 있는바, 본 발명은 상기 구조로 된 슬라이딩 스틸 폼(1)의 원호형 횡골격(10)의 소정 위치의 좌, 우 대칭되는 위치를 절단하여 그 절단 선단부를 자유 회동되는 힌지부(20)로 연설되게 하고, 이 힌지부(20)를 기준으로 원호형 횡골격(10)의 상단부의 수평 골조(12)와 교문구(P)를 구성하는 가로보(3) 사이의 좌, 우측에 각각 대칭적으로 수직 실린더(21)를 연설하고, 아울러 교문구(P)를 구성하는 세로보(2)의 하측단과 힌지부(20)로 연결된 원호형 횡골격(10)의 하단부와를 수평 실린더(21a)로 수평적으로 연설하여서 본 발명상으로 실시되는 슬라이딩 스틸 폼(1)의 구조가 구성된다.

도면 중 미설명 부호 (22)는 원호형 횡골격(10) 외부에 권포 고정되는 표면판이고 (23)은 슬라이딩 스틸 폼(1)의 표면판(22)과 터널 내주면 사이에 타설된 콘크리트층을 나타내며 (24)는 슬라이딩 스틸 폼(1)의 이동 레일이다.

상기와 같이 구성된 본 발명상으로 실시되는 슬라이딩 스틸 폼(1)은 1기의 슬라이딩 스틸 폼(1)으로서, 터널의 내주면에 콘크리트를 타설하여 콘크리트층(23)을 형성하며 터널 시공을 진행하다가 설계변경등에 의하여 부분적으로 단면 변경 시공사항이 발생하였을시, 교문구(P)를 중심 프레임으로 하여 상측부의 교정이 필요할 시 교문구 상측부에 장착된 수직 실린더(21)의 로드를 출 또는 몰되게 조작하므로서 터널 높이의 변위에 대응할 수 있고 터널 측면부의 변위 발생일 경우에는 교문구(P) 좌, 우측에 각각 별개로 장착 구비된 수평 실린더(21a)의 로드를 수평방향으로 출 또는 몰 시키므로서, 힌지부(20)를 중심으로 원호형 철골격의 좌, 우측 외부 골조를 위치 변위시키게 되고 측면부의 변위에도 적절히 대응되도록 하면서 공사를 진행할 수 있어 종래 터널 단면 변경사항 발생시 변경된 치수로 별도의 슬라이딩 스틸 폼(1)을 제작하여야 함에 따른 막대한 공사비의 투입과 별도 제작 기간의 소요등의 여러 문제를 일거에 해소할 수 있는 획기적인 효과를 가지는 발명이다.

Claims

터널 구축 공사를 시행할때 사용되는 슬라이딩 스틸 폼(1)의 구조를 구성함에 있어서, 슬라이딩 스틸 폼(1)의 원호형 횡골격(10)의 소정 위치의 좌, 우 대칭되는 위치를 절단하여 그 절단 선단부을 자유 회동되는 힌지부(20)로 연설되게 하고, 이 힌지부(20)를 기준으로 원호형 횡골격(10)의 상단부의 수평 골조(12)와 교문구(P)를 구성하는 가로보(3) 사이의 좌, 우측에 각각 대칭적으로 수직 실린더(21)를 연설하고, 아울러 교문구(P)를 구성하는 세로보(2)의 하측단과 힌지부(20)로 연결된 원호형 횡골격(10)의 하단부와를 수평 실린더(21a)로 수평적으로 연설하여서 되는 터널 구축용 슬라이딩 스틸 폼의 구조.