KR200274809Y1 - 터널형성용 터널구조물 시공구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 터널형성용 터널구조물 시공구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 본격적인 터널굴착을 하기 전에 터널을 시공하고자 하는 산악지역이나 지하철설치 지역 등의 지반에 알맞은 특수한 방법으로 원형형태의 견고한 터널구조물을 설치하여 터널구조물이 외부응력을 충분히 견디도록 함으로써 터널굴착이 안전하면서도 손쉽고 빠르게 이루어지도록 하여 공사기간을 단축하도록 함은 물론, 인력과 장비 그리고 자재 등의 소요를 현저하게 감소시켜 경제적으로도 도움을 주도록 하여 무엇보다 터널공사중이거나 터널완공 후 안전한 터널을 오래도록 지탱할 수 있게 하는 터널형성용 구조물을 형성하기 위한 것이다.

Description

터널형성용 터널구조물 시공구조{structure tunnel formation tunnel construction spacetime}

본 고안은 터널형성용 터널구조물 시공구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 본격적인 터널굴착을 하기 전에 터널을 시공하고자 하는 산악지역이나 지하철설치 지역 등의 지반에 알맞은 특수한 방법으로 원형형태의 견고한 터널구조물을 설치하여 터널구조물이 외부응력을 충분히 견디도록 함으로써 터널굴착이 안전하면서도 손쉽고 빠르게 이루어지도록 하여 공사기간을 단축하도록 함은 물론, 인력과 장비 그리고 자재 등의 소요를 현저하게 감소시켜 경제적으로도 도움을 주도록 하여 무엇보다 터널공사중이거나 터널완공 후 안전한 터널을 오래도록 지탱할 수 있게 하는 터널형성용 구조물을 형성하기 위한 것이다.

일반적으로 터널을 형성하기 위해서는 반드시 터널외부로부터 발생하는 응력에 견딜 수 있도록 터널구조물이 설치되는바, 터널구조의 일 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

종래에는 터널굴착을 위해 굴착될 터널의 윤곽을 따라 원형형태로 드릴링 작업을 통해 다수의 구멍을 천공하여, 그 후에 보강 재로서 작용하는 일 방향 밸브가 구성되어 있는 튜브를 삽입하고, 상기 튜브 내로 패커(packer)가 선단에 구비된 경화재주입로드를 삽입하여 패커가 강관 끝단에 오도록 한 다음, 상기 패커를 서서히 후퇴시키면서 튜브 내로 그라우트경화재를 주입하여 튜브에 형성된 일 방향밸브를통해 그라우트경화재가 외부로 흘러나가 지중 내로 분사되도록 하여서, 분사된 그라우트재가 드릴링 작업에 의해 천공된 구멍에서 가장 멀리 떨어진 곳으로부터 가장 가까운 쪽으로 이동함으로써 토질을 석화시키는 작업을 수회 반복하여서 얻어진다.

이때 주입된 그라우트재와 절삭토가 서로 희석되어 배출되므로 토양 오염을 시키는 심각한 문제가 유발되었다.

또한 종래의 터널구조물 구조를 볼 것 같으면 모두 석화기둥이 각각 소정의 간격을 두고 띄엄띄엄 형성되어 있음은 물론 삽입된 파이프 속에서 밸브 작동이 원활하지 못하여 상층의 개량효과가 기대에 못 미쳤고 틈새 폭이 크고 넓기 때문에 보다 안정된 지반을 얻기가 어려우며, 상기 틈새로 지하수가 유출되어 차수 역할을 전혀 할 수 없는 관계로 터널굴착작업을 시행할 시 굴착도중에는 물론이고 굴착 후 가 시설공사 시에 지반 또는 암반 등이 붕괴하거나 낙반될 염려가 매우 높아서 항상 안전사고의 발생위험이 있었다.

이에 틈새를 없애기 위해서는 더욱 많은 수의 석화기둥을 형성하는 작업을 하여야 하거나, 또는 터널내부시설을 더욱 견고하게 하여야 하므로 많은 인력과 장비 및 자재가 소요되어 작업이 비능률적이고 비경제적이었으며, 터널구조물의 지구력의 취약점 때문에 항상 터널붕괴 및 안전사고의 발생위험으로부터 벗어날 수 가 없는 등의 여러 가지 문제점을 안고 있었다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 터널구조물 설치공법에 의한 구조에서 발생하는 제반 문제점들을 해결하기 위해서 안출한 것으로, 터널을 시공하고자 하는 산악지역이나 지하철시공지역 등의 지반조건을 고려하여 개량체를 형성하고자 하는 부위에 토층을 절삭하며 이때 절삭되어 외부로 배출되는 절삭토를 시멘트고화재와 배합하여 콘크리트경화재를 만들어서 절삭된 지중에 재 충진하므로 개량체를 형성하도록 한 특수한 방법에 관한 것이다. 따라서 터널 상층에 균등한 개량경 및 균질한 개량체를 조성하여 터널형상과 일치하도록 원형형상의 견고하고 튼튼한 터널구조물을 시공설치 할 수 있는 공법 및 장치 그리고 이로부터 얻어지는 터널구조물을 제공하여서, 터널구조물이 외부응력을 충분히 견디도록 함은 물론, 배토된 절삭토를 다시 시멘트 고화재와 교반하여 재 주입함으로 환경오염을 방지 할 수 있도록 하고, 토사유출 및 차수 역활을 완벽하게 수행함으로써, 터널굴착이 안전하면서도 손쉽고 빠르게 이루어지도록 하여 공사기간을 단축하도록 함은 물론 인력과 장비 그리고 자재 등의 소요를 현저하게 감소시켜 경제적으로도 도움을 주도록 하였으며, 스라임을 재 사용함으로 환경 친화적이고 무엇보다도 터널완공 후 안전한 터널을 오래도록 지탱할 수 있도록 함에 그 목적을 둔 것이다.

도1은 본 고안의 그라우트와 콘크리트경화체 조성을 동시에 수행하여 터널굴 착 지반을 개량하는 지반의 종단면의 구성상태 예시도.

도2는 본 고안의 그라우트와 콘크리트경화체 조성을 동시에 수행하여 터널굴 착 지반을 개량하는 지반의 횡단면의 구성상태 예시도.

도3은 본 고안의 요부인 그라우팅파이프의 구성과 그 사용상태 예시도.

도4는 본 고안의 요부인 콘크리트경화체 조성상태 예시도.

도5는 본 고안의 요부인 콘크리트경화재 조성완료상태 예시도.

도6은 본 고안의 응력파이프 삽입과 콘크리트경화체 조성을 동시에 수행하여 터널굴착 지반을 개량하는 지반의 종단면의 구성상태 예시도.

도7은 본 고안의 응력파이프 삽입과 콘크리트경화체 조성을 동시에 수행하여 터널굴착 지반을 개량하는 지반의 종단면의 구성상태 예시도.

도8는 본 고안의 또 다른 실시 예로서 터널상측 지반에 수직으로 콘크리트 경화체를 조성하여 터널굴착 지반을 개량하는 지반의 종단면의 구성 상태 예시도.

♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명♣

10: 그라우팅파이프. 11: 그라우트주입구멍.

12: 탄성밴드. 15: 그라우트주입파이프.

16: 패커. 20: 그라우트재.

30: 천공로드. 31: 절삭수.

32: 에어. 32a: 에어커팅층.

40: 콘크리트경화체. 40a: 콘크리트경화재.

50: 응력재파이프.

60: 지반. 60a: 파이프삽입공.

61: 절삭토. 70: 목재마개.

L: 거리

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 고안을 터널을 시공하고자 하는 산악지역이나 지하철시공지역 등의 지반조건에 따른 굴착방법을 실시 예를 근거로 하여 상세히 설명한다.

실시 예1

터널을 시공하고자 하는 산악지역이나 지하철공사지역의 지반 내에 풍화된풍화암이나 그 밖의 암반 또는 암반절리 및 파쇄대가 발달된 경우에 모든 자재 및 인원의 출입구가 되는 작업구(전진기지)를 마무리 한 상태에서, 터널을 뚫고자하는 위치의 지중 내부에 터널형태를 이루도록 일정한 간격으로 외향 그라우트처리하여 지반을 개량강화 한 다음, 그 내측을 지반을 절삭함과 동시에 콘크리트경화재를 충진하여 빈틈없이 콘크리트경화체를 형성하는 공법을 첨부도면 도1내지 도5에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 도1내지 도2에서와 같이 그라우팅파이프(10)가 삽입될 수 있도록 파이프삽입공을 터널진행방향으로 상향 경사지게 소정깊이로 천공하는 천공공정을 수행한다.

상기 천공공정에서 천공한 파이프삽입공내(60a)로 다수의 그라우트주입구멍(11)이 형성된 그라우팅파이프(15)를 삽입하여 지중으로 그라우트재(20)를 주입하는 그라우팅공정을 수행한다.

이때, 상기 그라우팅파이프(10)는 도3에서와 같이 그 끝단과 입구를 밀폐캡(13)으로 밀폐하고 그라우트 주입영역을 한정하여 선택하는 한쌍의 패커(packer)(16)가 일정한 간격을 두고 선단에 구비된 그라우트주입파이프(15)를 입구측 밀폐캡(13)을 관통하여 상기 그라우팅파이프(10)내부에 설치한다.

여기서, 그라우팅파이프(10)에 형성된 다수의 그라우트주입구멍(11)을 막고 있는 밸브수단은 탄성밴드(12)로 그라우팅파이프(10)를 감싸도록 하여 상기 탄성밴드(12)가 그라우팅파이프(10)의 그라우트주입구멍(11)을 외측 면에서 막아주는 형태로 구성함으로써, 종래 밸브방식에서 밸브가 동작되지 않음으로써 발생되는 심각한 문제점을 완벽하게 해결하였다.

또한, 탄성밴드(12)를 폐타이어의 튜브를 재활용하여 사용하면 설치 및 작동이 용이한 것은 물론 폐 자원의 재활용이라는 측면에서 보더라도 경제적이어서 가장 이상적이며, 평상시에는 탄성밴드(12)가 그라우트주입구멍(11)을 막고 있다가 그라우트 주입 시는 주입압에 의해 벌어지면서 그라우트주입구멍(11)으로 그라우트재가 토출된다.

상기한 상태에서 상기 그라우팅파이프(10)내로 그라우트주입파이프(15)를 깊숙이 삽입하여 패커(16)가 그라우팅파이프(10) 끝단에 인접하도록 한 다음 패커(16)를 단계별로 후퇴시키면서 각 영역마다 그라우트재(20)를 주입하여 그라우트주입구멍(11)을 통해 그라우트재를 그라우팅파이프(10)외부로 강제 토출시키면, 강제토출된 그라우트재(20)는 도1내지 도3에서와 같이 지반(60)내에 풍화된 풍화암이나 그 밖의 암반 또는 암반절리 및 파쇄대등에 깊숙히 침투되어 개량 강화되므로 안정된 지반층을 형성한다.

이때 그라우트는 터널을 뚫기 위한 터널입구의 단면형상과 일치하는 돔형을 이루도록 시공한다.

이와 같이 하여 안정된 지반층을 얻은 다음에는 도1에서와 같이 상기 그라우팅파이프(10)의 아래 측 사이사이에 위치하도록 원형형태의 콘크리트경화체(40)를 빈틈없이 조성한다.

이와 같이 하기 위해서는 먼저 콘크리트경화체(40)를 소정간격으로 순차적으로 형성하고 그 다음에는 기 시공완료 된 콘크리트경화체(40)사이에 또 다른 콘크리트경화체(40)가 맞물리도록 순차적으로 형성시켜야 한다.

이와 같은 작업은 첨부도면 도 4에 도시된 바와 같이 콘크리트경화재와 절삭수와 에어를 동시에 주입할 수 있는 삼중관으로된 천공로드(30)를 이용하여 지중에 소정깊이로 작업공을 천공하는 천공공정을 수행하고, 상기 천공공정에서 천공공정을 완료한 천공로드(30)를 인발하면서 고압의 에어(32)가분사되어 이루는 에어통로 내부로 고압의 절삭수(31)를 분사함과 동시에 고압의 에어를 분사하여 에어커팅층(32a)을 형성하면서 절삭된 지중으로 콘크리트경화재(40a)를 강제 압입하여 충진 함으로서, 상기 절삭수(31)에 의하여 절삭된 절삭토(61)는 외부로 배토되면서 지중에는 콘크리트경화체(40)를 조성하는 콘크리트경화체조성공정을 수행한다.

이때 사용되는 콘크리트경화재(40a)는, 지중으로 부터 배토되는 절삭토를 이수분리하여 시멘트고화재와 배합하여 얻어진다.

여기서, 상기 곤크리트경화체(40)가 전방으로 상향경사지게 형성되므로 콘크리트경화재(40a)가 외부로 흘러나올 염려가 있으나 절삭토와 시멘트고화재를 단단하게 반죽하여 주입하므로 개량체에서 유출되는 일이 없고, 마지막 마무리 단계에서는 일정거리(L) 만큼은 남겨둔 상태에서 절삭 수 공급을 중단한 상태에서 에어압을 서서히 감압 하다가 중지시켜서 작업을 완성한다.

상기한 공정을 수행 시 에어커팅층형성용 에어(32)에 의해 에어커팅층(32a)이 형성되면서 상기 콘크리트경화재(40a)에 절삭토(61)가 침투하여 섞이는 것을 방지하며, 기 충진된 콘크리트경화재(40a)가 배출되는 것 또한 방지하게 된다.

상기한 상태로 콘크리트경화재(40a)가 충진되어 콘크리트경화체(40)의 조성이 거의 완료되면 일정한 거리(L)를 남겨두고 절삭수(31) 공급을 중단하여 지반(60) 절삭을 중지한 다음, 마지막까지 콘크리트경화재(40a)를 충진한 후, 도5에서와 같이 천공로드(30)를 빼내고 콘크리트경화재(40a)가 흘러나오지 못하도록 테이퍼진 목재마개(70)를 이용하여 막는작업을 수행하여 안정적인 콘크리트경화체를 얻을 수 있는 것이다.

여기서 터널을 시공하고자 하는 지형이 상층의 토피가 얇고 토사 및 절리가 발달된 파쇄대가 산재해 있어 일반적인 공법으로 터널을 형성하기가 어려울 경우에는, 도 8에서와 같이 터널을 시공하고자 하는 지반의 상층에서 다수의 콘크리트경화체(40)를 수직으로 보강하여 터널주변을 개량하고 터널을 굴착 할 수도 있다.

이와 같은 본 고안의 실시 예1에 의해 완성된 터널구조물은 먼저 터널굴착 전에 그라우트주입구멍(11)이 형성된 그라우팅파이프(10)로 그라우트하여 지반(60)내에 풍화된 풍화암이나 그 밖의 암반 또는 암반절리 및 파쇄대 사이사이에 그라우트재(20)가 침투하여 이들과 일체로 응고되어 안정된 지반을 얻은 다음, 그 아래 측에 콘크리트경화체(40)를 먼저 소정간격으로 띄엄띄엄 순차적으로 형성하고 그 다음에는 상기 띄엄띄엄 선 시공 완료된 콘크리트경화체(40)사이에 또 다른 콘크리트경화체(40)를 순차적으로 형성시켜서 이루어지는 터널구조물로써, 본 고안에 의하여 개량강화된 지중에 터널굴착작업을 시행하게 되면, 터널구조물이 외부응력을 충분히 견디도록 선 시공되어 있으므로 토사유출 및 차수역활을 완벽하게 수행토록 함으로써, 터널굴착이 안전하면서도 경제적이며 손쉽고 빠르게 이루어진다.

그리고, 지중에서 배토된 절삭토를 시멘트고화제와 효율적으로 교반하여 개량목적에 맞추어 단단하게 반죽된 충진재를 압력을 가하여 주입하므로, 경사진 개량체에서도 배토되는 일이 억제되어 조성된 말뚝이 균등한 개량경을 확보하고 균질한 개량체로 형성되며, 저강도부터 고강도까지 임으로 설정하여 시멘트고화제를 알맞게 사용함으로서 그 수효량을 현저히 줄일 수 있어 경제적이며, 기 주입된 콘크리트경화재와 이녕화된 절삭토 사이에 에어노즐에서 분사된 에어가 에어커팅층을 형성함으로 상층으로 약간 경사진 각도로 이루어 졌으나, 콘크리트경화재가 배출되는 일이 없어 스라임이 발생되지 않으므로서 환경 친화적이고 경제적임은 물론, 콘크리트경화재에 절삭토와 섞이는 일이 없어 지반 내에서 더욱 강건하게 경화되도록 하여 지반이 더욱 튼튼하게 개량 강화된다.

또한 터널을 시공하고자 하는 지형이 상층의 토피가 얇고 토사 및 절리가 발달된 파쇄대가 산재해 있어 일반적인 공법으로 터널을 형성하기가 어려울 경우 터널을 시공하고자 하는 위치의 상층에서 다수의 콘크리트경화체를 수직으로 보강하여 터널주변을 개량하고 터널을 굴착 할 수도 있다.

따라서, 지반침하 및 누수로 인해 각종 터널이나 구축물 등이 붕괴위험으로부터 벗어나므로 안전하게 시공할 수 있으며, 수명이 장구하게 된다.

실시예2

터널을 시공하고자 하는 산악지역이나 지하철공사지역의 지반 내에 풍화된 풍화암이나 그 밖의 암반 또는 암반절리 및 파쇄대가 발달된 경우에 모든 자재 및 인원의 출입구가 되는 작업구(전진기지)를 마무리 한 상태에서, 터널을 뚫고자하는위치의 지중 내부에 터널형태를 이루도록 응력재파이프(50)를 일정한 간격으로 타입하여 지반을 개량강화 한 다음, 그 외측(상측)을 지반을 절삭함과 동시에 콘크리트경화재(40a)를 충진하여 빈틈없이 콘크리트경화체(40)를 형성하는 공법을 첨부도면 도4내지 도7에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도6내지 도7에 도시된 바와 같이 먼저 터널진행방향으로 상향 경사지게 터널과 같은 형태인 원형형태가 되도록 소정간격으로 소구경의 응력재파이프(50)를 압입 설치하여 지중의 토압에 의한 외부응력이 응력재파이프(50)에 고르게 전달되어 보강 작용함으로서 안정된 지반층을 형성하는 응력재파이프설치공정을 수행한다.

이와 같이 외부응력에 대응하여 안정된지반을 이루도록 설치한 응력재파이프(50)상측에 빈틈없이 콘크리트경화체(40)를 조성하여야 하는데, 이와 같이 하기 위해서는 콘크리트경화체(40)를 먼저 소정간격으로 순차적으로 형성하고, 그 다음에는 기 시공완료된 콘크리트경화체(40)사이에 또 다른 콘크리트경화체(40)를 맞물리도록 순차적으로 형성시켜야 한다.

이와 같은 작업은 첨부도면 도 4에 도시된 바와 같이 콘크리트경화재와 절삭수와 에어를 동시에 주입할 수 있는 삼중관으로된 천공로드(30)를 이용하여 지중에 소정깊이로 작업공을 천공하는 천공공정을 수행하고, 상기 천공공정에서 천공공정을 완료한 천공로드(30)를 인발하면서 고압의 에어가 분사되어 이루는 에어통로 내부로 고압의 절삭수(31)를 분사함과 동시에 고압의 에어(32)를 분사하여 에어커팅층(32a)을 형성하면서 절삭된 지중으로 콘크리트경화재(40a)를 강제 압입하여 충진함으로서, 상기 절삭수(31)에 의하여 절삭된 절삭토(61)는 외부로 배토되면서 지중에는 콘크리트경화체(40)를 조성하는 콘크리트경화체조성공정을 수행한다.

이때 사용되는 콘크리트경화재(40a)는, 지중으로 부터 배토되는 절삭토를 이수분리하여 시멘트고화재와 배합하여 얻어진다.

여기서, 상기 콘크리트경화체(40)는 전방으로 상향경사지게 형성되므로 콘크리트경화재(40a)가 외부로 흘러나올 염려가 있으나, 절삭토와 시멘트고화재를 단단하게 반죽하여 주입하므로 개량체에서 유출되는 일이 없고, 마지막 마무리 단계에서는 일정거리(L) 만큼은 남겨둔 상태에서 절삭 수 공급을 중단한 상태에서 에어압을 서서히 감압 하다가 중지시켜서 작업을 완성한다.

상기한 공정을 수행 시 에어커팅층형성용 에어(32)에 의해 에어커팅층(32a)이 형성되면서 상기 콘크리트경화재(40a)에 절삭토(61)가 침투하여 섞이는 것을 방지하며, 기 충진된 콘크리트경화재(40a)가 배토되는 것 또한 방지하게 된다.

상기한 상태로 콘크리트경화재(40a)가 충진되어 콘크리트경화체(40)의 조성이 거의 완료되면 일정한 거리(L)를 남겨두고 절삭수(31)공급을 중단하여 지반(60) 절삭을 중지한 다음 마지막까지 콘크리트경화재(40a)를 충진한 후, 도5에서와 같이 천공로드(30)를 빼내고 콘크리트경화재(40a)가 흘러나오지 못하도록 테이퍼진 목재마개(70)를 이용하여 막는작업을 수행하여 안정적인 콘크리트경화체를 얻을 수 있는 것이다.

여기서도 터널을 시공하고자 하는 지형이 상층의 토피가 얇고 토사 및 절 리가 발달된 파쇄대가 산재해 있어 일반적인 공법으로 터널을 형성하기가 어려울 경우에는 도8에서와 같이 터널을 시공하고자 하는 위치의 상층에서 다수의 콘크리트경화체를 수직으로 보강하여 터널주변을 개량하고 터널을 굴착 할 수도 있다.

그리고, 지중에서 배토된 절삭토를 시멘트고화재와 효율적으로 교반하여 개량목적에 맞추어 단단하게 반죽된 충진재를 압력을 가하여 주입하므로, 조성된 말뚝이 균등한 개량 경을 확보하고 균질한 개량 체로 형성되며, 저 강도부터 고 강도까지 임의로 설정하여 시멘트고화제를 알맞게 사용함으로서 그 수요량을 현저히 줄일 수 있어 경제적이며, 기 주입된 콘크리트경화재와 이녕화된 절삭토 사이에 에어노즐에서 분사된 에어가 에어커팅층을 형성함으로 콘크리트경화재가 배출되는 일이 없어 스라임이 발생되지 않으므로서 환경친화 적이고 경제적임은 물론, 콘크리트경화재에 절삭토와 섞이는 일이 없어 지반 내에서 더욱 강건하게 경화되도록 하여 지반을 더욱 튼튼하게 개량강화 함으로서 지반침하 및 누수로 인해 각종 터널이나 구축물 등의 붕괴위험으로부터 벗어나 안전하게 시공토록 하는 것은 물론 수명이 장구하도록 한 것이다.

이와 같은 본 고안의 실시 예2에 의해 완성된 터널구조물은 먼저 터널굴착 전에 응력재파이프(50)를 삽입 설치하여 안정된 지반을 얻은 다음, 그 상측에 콘크리트경화체(40)를 먼저 소정간격으로 띄엄띄엄 순차적으로 형성하고 그 다음에는 상기 띄엄띄엄 선 시공 완료된 콘크리트경화체(40)사이에 또 다른 콘크리트경화체(40)를 순차적으로 형성시켜 서로 빈틈없이 일체화 되도록 터널구조물을 형성함으로써 토사유출 및 차수역활을 완벽하게 이루어져 터널굴착이 안전하면서도 손쉽고 빠르게 이루어진다.

상기와 같이 본 고안은 터널공사를 함에 있어서 미리 터널굴착을 시행하지 않고 터널을 시공하고자 하는 산악지역이나 지하철시공지역 등의 지반조건에 따라 가장 알맞은 특수한 방법으로 터널공사 진행방향과 일치하도록 상향경사지게 천공하고, 여기에 그라우트재 주입을 위한 그라우팅파이프를 설치하되 그라우팅파이프의 그라우트주입공 외부를 탄성밴드로 감아서 밸브역활을 하도록 구성하여 지중으로 주입된 그라우트가 파이프 내부로 역류하는 것을 방지하며, 그라우팅파이프의 내부에 패커를 설치하여서 그라우트의 주입이 용이하도록 하였다.

따라서 그라우팅파이프에 그라우트재를 주입하면 탄성밴드가 벌어지면서 풍화암 및 암반절리면 또는 파쇄대에 깊숙히 침투되어 지반이 안정되게 개량이 된다.

이와 같이 그라우팅처리된 그라우팅파이프 하측에 천공로드를 소정의 깊이까지 천공하여 고압수로 절삭하면서 콘크리트경화재를 강제로 주입하면, 이때 충진된 콘크리트경화재가 양생되어서 터널의 내부 천정부분을 이루는 콘크리트경화체를 빈틈없이 형성함으로서 지반이 안정되게 개량한다.

또한 공사전이나 공사도중에도 토사층이나 연약층이 발견될 시 먼저 터널진행방향과 같은 방향으로 상향경사지게 응력재파이프를 강제 삽입하여 지반을 안정시킨 후 응력재파이프 상측을 천공하여 고압수로 절삭하고 콘크리트경화재를 강제 주입하여 응력재파이프와 일체가 되게 개량함으로서, 차수 또는 지반을 안정시킨다.

그리고 배토된 절삭토와 콘크리트경화재를 외부에서 사용목적에 부합 되도록배합하여 단단하게 반죽한후 주입하므로 상향 경사지게 형성된 충진된 콘크리트경화재가 유출되는 것을 사전에 억제시킬 수 있다.

따라서 본 고안은, 터널형상과 일치하도록 원형형상의 견고하고 튼튼한 터널구조물을 시공설치 할 수 있는 공법 및 장치로서, 이로부터 얻어지는 터널구조물은 외부응력을 충분히 견디면서 토사유출 및 차수역활을 완벽하게 수행토록 하고, 지중에서 배토된 절삭토를 시멘트고화제와 효율적으로 교반하여 개량목적에 맞추어 단단하게 반죽된 충진재를 압력을 가하여 주입하므로, 조성된 콘크리트경화체가 균등한 개량 경을 확보하고 균질 한 개량 체로 형성되며, 저 강도부터 고 강도까지 임의로 설정하여 시멘트고화제를 알맞게 사용함으로서 시멘트고화제의 수요량을 현저히 줄일 수 있어 경제적이며, 기 주입된 콘크리트경화재와 이녕화된 절삭토 사이에 에어노즐에서 분사된 에어가 에어커팅층을 형성함으로 콘크리트경화재가 배출되는 일이 없어 스라임이 발생되지 않으므로서 환경친화적이고 경제적임은 물론, 콘크리트경화재에 절삭토와 섞이는 일이 없어 지반 내에서 더욱 강건하게 경화되도록 하여 지반이 더욱 튼튼하게 개량 강화됨으로서, 지반침하 및 누수로 인해 각종 터널이나 구축물 등이 붕괴위험으로부터 벗어나므로 터널굴착이 안전하면서도 손쉽고 빠르게 이루어지도록 하여 공사기간을 단축하도록 함은 물론 인력과 장비, 자재 등의 소요를 현저하게 감소시켜 경제적으로도 도움을 주도록 하며 무엇보다도 터널완공후 안전한 터널을 오래도록 지탱할 수 있도록 하여 수명이 장구하게 되는 매우 획기적인 고안이다.

Claims (3)

1. 터널을 시공하는데 사용되는 터널구조물을 형성함에 있어서,

   터널굴착전에 그라우트주입구멍(11)이 형성된 그라우팅파이프(10)를 설치하고 그라우트를 주입하여 그라우트주입구멍(11)으로 토출된 그라우트재(20)가 지반내에 풍화된 풍화암이나 그 밖의 암반 또는 암반절리 및 파쇄대사이사이에 침투하여 이들과 일체가 되도록 응고되어 안정된 지반을 얻은 다음,

   상기 그라우팅파이프(10)의 하측에 이와 일체로 어우러지도록 콘크리트경화체(40)를 빈틈없이 형성하여서 이루어진 것을 특징으로 하는 터널구조물 시공구조.
2. 터널을 시공하는데 사용되는 터널구조물을 형성함에 있어서,

   터널굴착전에 응력재파이프(50)를 삽입하여 안정된 지반을 얻은 다음,

   상기 응력재파이프(50) 상측에 이와 일체로 어우러지도록 콘크리트경화체(40)를 빈틈없이 형성시켜서 이루어진 것을 특징으로 하는 터널구조물 시공구조.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 그라우팅을 하기위한 그라우팅파이프(10)는 그라우트를 지중으로 분출하는 그라우트주입구멍(11)을 탄성밴드(12)로 감싸도록 밴딩하여서, 콘크리트주입시는 상기 탄성밴드(12)가 주입압에 의해 벌어지면서 콘크리트주입구멍으로 콘크리트가 토출되도록 구성함을 특징으로하는 터널구조물 시공구조.