KR200231108Y1 - 파형강판을 이용한 터널건설구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 터널의 입출구나 계곡부 등의 토피가 얕은 지역에 구축되는 터널건설구조에 관한 것으로, 특히 터널건설 지점을 대규모로 굴착한 후 라이닝콘크리트를 구축하기 위한 거푸집과 거푸집을 지지시켜 주는 지지대를 설치하고 있는 종래의 공법에서 나타나는 제 문제점을 해결하기 위해, 터널 건설지점 양측에 토류벽을 설치하고 전체 단면을 소규모로 개착하며, 파형강판을 터널형상으로 조립 설치하고, 파형강판 조립체의 외부에 라이닝 콘크리트를 타설하는 작업을 통해 일관성 있게 연속된 터널을 건설할 수 있게 하여 줌으로써, 라이닝 콘크리트를 타설하기 위한 별도의 터널 폼 제작 및 설치 작업이 불필요하게 되므로 공사기간을 단축하고 공사비용을 절감할 수 있으며, 소규모의 굴토공사 만으로도 작업공간이 충분히 확보되므로 자연환경의 훼손 및 파괴를 최소화시킬 수 있고 빠른 기간 안에 자연상태로 복원될 수 있도록 한 파형강판을 이용한 터널건설구조를 제공한다.

Description

파형강판을 이용한 터널건설구조{Tunnel Construction Structure for using Wave Profile Type Steel Plate}

본 고안은 터널의 입출구나 계곡부 등의 토피가 얕은 지역에 구축되는 터널에 관한 것으로, 특히 터널건설지점 양측에 토류벽을 설치하고 소규모로 개착한 후 파형강판을 터널형상으로 조립 설치한 다음, 파형강판 조립체의 외부에 라이닝 콘크리트를 타설하는 작업을 통해 일관성 있게 연속된 터널을 건설할 수 있도록 함으로써, 라이닝 콘크리트를 타설하기 위해 별도의 터널 폼 제작 및 설치 작업이 불필요하게 되므로 공사기간을 단축하고 공사비용을 절감할 수 있으며, 소규모의 굴토공사 만으로도 작업공간이 충분히 확보되므로 자연환경의 훼손 및 파괴를 최소화시킬 수 있고 빠른 기간 안에 자연상태로 복원될 수 있도록 한 파형강판을 이용한 터널건설구조에 관한 것이다.

통상 터널을 굴착하기 위해서는 터널상부의 토피층이 어느 정도 두께이상 되어야 아치 작용에 의해 붕괴되지 않고 터널을 건설할 수 있다.

그러나, 도1에서 도시된 바와 같이, 지형 조건상 터널의 입출구(A)나 계곡부 (B)의 토피가 얕은 구간에서 불가피하게 터널(T)을 건설하여야 하는 경우가 있다.

이렇게 토피가 얕은 지역은 지반 자체가 견고하지 못하므로 아치 작용을 할수 없다. 때문에 이러한 경우의 터널은 도2에서 도시된 바와 같이 개착식 터널 공법으로 터널을 건설할 수밖에 없었다.

종래 토피가 얕은 지역의 터널건설방법은 도2에서 도시된 바와 같이, 터널의 전단면 라이닝콘크리트(3)가 구축될 수 있는 충분한 크기로 지반(1)을 개착하되, 좌우측의 사면(2)이 붕괴되지 않게 안전한 기울기를 갖도록 큰 범위로 개착작업을 실시한 후, 라이닝 콘크리트(3)를 형성하기 위한 거푸집 및 지지대 등을 설치하고, 이 거푸집상에 콘크리트를 타설하여 라이닝 콘크리트(3)를 형성하고, 라이닝 콘크리트(3)가 경화된 후에 지지대 및 거푸집을 해체한 후, 라이닝 콘크리트(3)의 상부에 다시 토사(4)를 되메우기하는 방법으로 공사를 수행하여 왔다.

이와 같은 종래의 터널건설공법은 토피가 얕은 지형조건을 갖는 터널의 입출구나 계곡부에 터널을 구축하기 위해서 라이닝 콘크리트를 형성하기 위한 거푸집을 제작하여 설치하고, 거푸집을 견고히 지지시키기 위하여 많은 지지대를 설치함으로써, 거푸집의 설치 및 해체 작업에 많은 경제적 시간적 손실이 뒤따르게 된다는 문제점이 있었다.

또한, 굴착부의 안정과 작업공간의 확보등 안전을 고려하여 대규모의 절토공사를 수반하기 때문에 자연 환경의 훼손 및 파괴가 대단위로 발생하게 되며, 이에 따라 자연상태로의 복원이 어렵고 비경제적인 문제점이 있었다.

이에 따라, 본 고안은 종래의 터널건설공법에서 나타나는 제 문제점을 해결하고자 안출한 것이다.

따라서, 본 고안의 목적은 라이닝콘크리트를 구축하기 위한 거푸집과 거푸집을 지지시켜 주는 지지대를 설치하지 않고 파형강판을 이용함으로써 공사기간을 단축하여 주고 공사비용을 절감하여 주며, 토류벽의 설치를 통해 소규모의 굴토공사 만으로도 작업공간을 충분히 확보함으로써 자연환경의 훼손 및 파괴를 최소화시키고 빠른 기간 안에 자연상태로 복원될 수 있게 하여 주는 파형강판을 이용한 터널건설구조를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 고안은 터널 건설지점의 양측에 토류벽을 설치하고 소규모로 개착하며, 파형강판을 터널형상으로 조립 설치하고, 파형강판 조립체의 외부에 라이닝 콘크리트를 타설하는 작업을 통해 일관성 있게 연속된 터널을 건설할 수 있도록 한 기술구성을 제공한다.

도1은 터널이 설치되는 구간의 지형조건을 나타내는 도면

도2는 종래의 개착식 공법에 의해 건설된 터널의 단면도

도3a 내지 도3d는 본 고안에 따른 시공예를 단계적으로 보여주는 도면

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

A:입출구 B:계곡부 1:지반

2:사면 3:라이닝 콘크리트 4:토사

11:전체굴착부 12:외부 라이닝콘크리트 13:받침대

p:파형강판 h:H파일

r:철근

이하, 본 고안의 기술구성을 첨부도면들에 도시되는 본 고안의 시공예들을 통하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도3a 내지 도3d는 터널건설 예정지점의 지반에 본 고안의 터널건설구조가 적용된 시공예를 단계적으로 보여주고 있다.

이들 도면에 도시된 바와 같이 본고안은, 터널을 건설하고자 하는 지점의 토사를 설계되어진 전체 단면까지 굴착하고, 그 전체 굴착부(11)에 파형의 단면으로 형성되면서 호형상으로 굴곡되는 파형강판(p)들을 터널의 전체단면 형상으로 조립 설치하며, 파형강판 조립체의 외측에 외부 라이닝콘크리트(12) 공사를 시행하고, 외부 라이닝콘크리트 (12)의 외측에 토사를 되메우기하는 작업을 통해 구축되어진 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 특징의 본고안을 실시함에 있어서, 터널 건설지점을 굴착할 때 최소한의 규모만 굴착할 수 있도록 도3a의 도시와 같이, 굴착되는 부분의 양측지점에 H파일(h)을 이용한 토류벽을 수직하게 설치하고 직각으로 굴착하는 것이 바람직하다.

본 고안은 이와 같이 최소한의 굴착부(11)만 확보하여도 터널공사를 진행하는데 아무런 문제가 없으며, 상기와 같이 토류벽을 형성하면서 토사층을 직각으로 개착하는 것은 토사의 굴착량 및 굴착부의 폭을 줄여서 자연 환경파괴를 최소화하고 빠른 원상복구가 이루어지도록 하기 위함이다.

그러나, 본 고안을 실시함에 있어서는 반드시 토류벽을 설치하는 것은 아니며 현장상황에 따라 좌우측 사면이 붕괴되지 않게 일정한 기울기를 갖고 큰 범위로 형성하여도 무방하다.

상기와 같이 터널 전체 단면을 굴착한 다음에는, 도3b의 도시와 같이 굴착부(11)의 바닥면 양측 가장자리에 터널 길이방향을 따라 좌우로 대칭되게 받침대(13)를 설치하고, 그 받침대(13)들 위에 파형강판(p)의 일단을 고정하여 지지시킨 후 파형강판(p)들을 설계되어진 터널형상으로 조립한다.이때, 파형강판(p)들의 조립은, 파형강판들을 서로 지그재그 형식으로 배치하여 접합하는 것이 파형강판 조립체의 구조적 강도를 높이는데 유리하다.한편, 개착된 바닥면의 지반이 부실한 경우에는 콘크리트를 굴착부(11)의 바닥면에 타설하여 보강한 후, 상기 받침대(13)를 설치하는 것이 좋다.

상기와 같이 파형강판 조립체를 완성한 다음에는, 도3c의 도시와 같이 파형강판 조립체의 외측면에 콘크리트를 타설하여 외부 라이닝콘크리트(12)를 형성한다.이때, 외부 라이닝콘크리트(12)는 파형강판(p)의 외측면에 철근(r)을 배치한 다음 콘크리트를 타설하여 형성한다.

외부 라이닝콘크리트(12)를 형성한 다음에는, 도3d의 도시와 같이 외부 라이닝콘크리트(12)의 외측 주변에 토사되메우기를 실시하고 마무리하여서 터널구축을 완료한다.

본 고안은 상술한 바와 같이 파형강판을 이용해 터널형상의 파형강판 조립체를 설치하고 나서, 이 파형강판 조립체를 외부 라이닝콘크리트 공사시 거푸집대용으로 이용함으로써, 토피가 얕은 지역의 터널을 일관성 있게 연속 시공할 수 있다.

이상과 같이 구성되는 본 고안에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

파형강판을 이용해 터널형상의 조립체를 형성하여 거푸집 대용으로 이용함으로써, 공사기간이 대폭적으로 단축됨은 물론이고 공사의 품질이 향상되며, 시공성·경제성·안정성을 크게 도모하여 준다.

라이닝 콘트리트를 구축하기 위한 별도의 거푸집 및 지지대가 필요없게 되므로 공사비용이 크게 절약된다.

절토하는 면적이 종래 공법에 비해 크게 줄어들게 됨으로써, 자연환경의 훼손 및 파괴를 최소화할 수 있는 동시에 자연상태로 빨리 복원된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 고안은 토피가 얕은 지역의 터널을 시공하는데 있어서, 시공기간을 단축시키고, 시공성·경제성 및 공사품질을 제고시키는 한편, 자연 훼손 및 파괴를 최소화할 수 있으며, 자연상태로 빨리 복원되게 하여 주는 매우 유용한 고안이다.

Claims (1)

1. 터널을 건설하고자 하는 지점의 토사를 설계되어진 전체 단면까지 굴착하고, 그 전체 굴착부(11)에 파형의 단면으로 형성되면서 호형상으로 굴곡되는 파형강판(p)들을 터널의 전체단면 형상으로 조립 설치하며, 파형강판 조립체의 외측에 외부 라이닝콘크리트(12) 공사를 시행하고, 외부 라이닝콘크리트의 외측 주변에 토사를 되메우기하는 작업을 통해 구축되어진 것을 특징으로 하는 파형강판을 이용한 터널건설구조.