KR20030013617A - 지하구조물의 측벽보강방법 및 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지하구조물의 측벽보강방법 및 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지하구조물 측벽의 내구성을 향상시키고 누수를 차단할 수 있는 지하구조물의 측벽보강방법 및 구조에 관한 것이다.

그러한 지하구조물의 측벽보강방법은, 지하구조물의 측벽 배면부에 충진홀을 타공하는 충진홀 타공공정과, 상기 충진홀에 네일부재를 삽입하는 네일 삽입공정과, 상기 충진홀과 이 충진홀에 삽입된 네일부재에 일정량의 충진재를 공급하는 충진재 공급공정과, 상기 충진홀 및 네일부재에 공급된 충진재가 주변 토사에 일정한 영역으로 확산된 후 경화되어 보강부를 형성하는 충진재 확산 및 경화공정을 포함한다.

Description

지하구조물의 측벽보강방법 및 구조{REINFORCEMENT METHOD AND STRUCTURE FOR SIDE WALL OF UNDER GROUND STRUCTURE}

본 발명은 지하구조물의 측벽보강방법 및 구조에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 지하구조물 측벽의 내구성을 향상시키고 누수를 차단할 수 있는 지하구조물의 측벽 보강방법 및 구조에 관한 것이다.

일반적으로 대형의 지하구조물 중에서 지하철 터널구조물은 지면으로부터 일정한 깊이에서 콘크리트 타설에 의해 박스형태로 시공되어 일정한 구간으로 운행되는 전동차의 주행로를 확보하기 위한 것이다.

상기 터널구조물은 상기한 바와 같이 지하에 형성되는 특성상 주변의 토사 등에 의해 지속으로 과다한 압력을 받을 뿐만 아니라, 전동차의 운행에 따른 반복적인 진동 등에 의해 균열부가 발생하게 된다.

특히, 상기한 터널구조물의 측벽은 그 구조상 수직으로 형성되기 때문에 상대적으로 과다한 하중 및 압력이 부여되어 균열부가 집중적으로 발생하게 되며, 이러한 균열부는 구조물의 내구성을 저하시킬 뿐만 아니라, 누수를 유발하는 원인이 되고 있다.

일예로 건설교통위의 조사자료에 의하면, 지하철 전구간에 내에 발생된 균열부가 7000여 건에 달하고 있으며, 이 균열부에 의해 지하철역 180여 개소에 하루평균 15만톤의 누수가 발생되는 것으로 보고되고 있다.

그리하여, 상기 구조물 측벽의 균열부에서 누수가 발생되는 것을 방지하기 위해 방수몰탈 또는 지수제, 방수시트 등을 이용하여 일시적으로 보강 및 방수처리를 행하고 있다.

그러나, 이러한 보수시공은 구조물의 내측에서 작업이 행해지기 때문에 전동차의 운휴시간을 통해서만 제한적으로 작업이 가능하게 되어 작업시간이 과다하게소요될 뿐만 아니라, 균열부의 보강 및 방수효과가 장기간 유지되지 못하여 잦은 유지보수에 의해 중복적인 추가비용을 부담해야 하는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 지하구조물 측벽의 내구성을 향상시키고 누수발생을 최대한 방지할 수 있는 지하구조물의 측벽보강방법 및 구조를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 지하구조물의 측벽 배면부에 충진홀을 타공하는 충진홀 타공공정과, 상기 충진홀에 네일부재를 삽입하는 네일 삽입공정과, 상기 충진홀에 삽입된 네일부재에 일정량의 충진재를 공급하는 충진재 공급공정과, 상기 네일부재에 공급된 충진재가 주변 토사에 일정한 영역으로 확산 된 후 경화되어 보강부를 형성하는 충진재 확산 및 경화공정을 포함하는 지하구조물의 측벽보강방법을 제공한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 지하구조물의 측벽보강방법을 설명하기 위한 공정도.

도 2는 도 1에 의해 구현될 수 있는 보강구조를 설명하기 위한 단면도.

도 3은 도 1의 충진홀 타공공정 및 네일 삽입공정을 설명하기 위한 단면도.

도 4는 도 3의 평면도.

도 5는 도 3에 의해 충진홀에 네일부재가 삽입된 상태를 도시한 평단면도.

도 6a 및 도 6b는 도 1의 충진재 확산 및 경화공정을 설명하기 위한 평단면도 및 측단면도.

도 7은 도 4의 다른 실시예.

도 8은 도 7에 의해 하나 이상의 보강부가 형성된 상태를 도시한 단면도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하고, 본 실시예에서는 지하철 터널구조물의 측벽에 시공되는 것을 일예로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 보강방법의 공정을 도시한 공정도이고 도 2는 도 1에 의해 구현될 수 있는 보강구조를 도시한 단면도로서, 도면을 참조하면,

본 발명에 의한 지하구조물의 측벽보강방법은, 지하철 터널구조물(T)의 측벽(4) 배면부에 충진홀(10)을 타공하는 충진홀 타공공정(S1)과, 상기 충진홀(10)에 네일부재(12)를 삽입하는 네일 삽입공정(S2)과, 상기 충진홀(10)에 삽입된 네일부재(12)에 일정량의 충진재(B)를 공급하는 충진재 공급공정(S3)과, 상기 네일부재(12)에 공급된 충진재(B)가 주변 토사(14)에 일정한 영역으로 확산된 후 경화되어 보강부(2)를 형성하는 충진재 확산 및 경화공정(S4)을 포함한다.

상기한 공정으로 이루어지는 본 발명에 의한 지하구조물의 측벽 보강방법은 그라우팅(GROUTING) 공법 즉, 연약한 지반이나 지하구조물에 발생된 균열부에 충진재를 공급하여 공급된 충진재가 표면장력과 모세혈관 현상에 의해 균열부에서 일정한 영역으로 확산된 후 경화되도록 하여 방수 및 내구성을 증대시킬 목적으로 행해지는 보강 및 방수공법의 하나로서, 본 실시예에서는 구조물의 외부에서 시공이 가능하고 완벽한 누수차단 효과를 얻을 수 있도록 터널구조물(T)의 측벽(4) 균열부(8)에 대응하는 배면부에 시공되는 것을 일예로 한다.

먼저, 상기 지하철 터널구조물(T)은 지면에서 일정한 깊이로 형성되어 전동차(6)의 주행로를 확보하기 위한 것으로 지하굴착공법을 통해 콘트리트 타설에 의해 형성되는 것이 일반적이다.

상기 터널구조물(T)의 측벽은 그 구조적 특성 즉, 지면으로부터 수직으로 형성되기 때문에 외부의 토사나 인접한 수로 등에 의해 상대적으로 과다한 토압 및 수압을 받게되고, 전동차(6)의 반복적인 주행에 따른 진동 등에 의해 측벽(4)의 표면에 균열부(8)가 발생하게 되며, 이 균열부(8)는 상기 터널구조물(T)의 방수성 및 내구성을 저하시키는 원인이 된다.

따라서, 상기한 본 발명에 따른 보강방법을 통해 터널구조물(T) 측벽(4)의 배면부에 보강부(2)를 형성하여 상기 측벽(4)에 발생된 균열부(8)에 의해 방수성및 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있게 되며, 상기 보강부(2)가 형성되는 바람직한 시공과정을 도 1 및 도 3, 도 4를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

먼저, 상기 충진홀 타공공정(S1)은 터널구조물(T)의 측벽(4)에 발생된 균열부(8)의 배면부에 대응할 수 있도록 지면에서 수직으로 별도의 타공부재(미도시)를 이용하여 충진홀(10)을 타공한다.

이때, 상기 측벽(4)의 배면부에 타공되는 충진홀(10)은 상기 측벽(4)에 발생된 균열부(8)의 상태에 따라 적절하게 대응할 수 있도록 길이방향으로 다수개가 형성된다.(도 4참조)

상기의 과정에 의해 충진홀 타공공정(S1)이 완료되면, 타공된 충진홀(10)에 네일부재(12)를 삽입하는 네일 삽입공정(S2)을 행한다.

상기 네일부재(12)는 봉형상으로 이루어지고 그 재질로는 플라스틱이나 유리섬유 또는 철재 등이 사용될 수 있다.

상기 네일부재(12)는 충진홀(10)에 삽입되어 지주역활을 함과 동시에 별도의 충진재 주입장치(미도시)에 의해 일정한 압력으로 투여되는 충진재(B)가 상기 충진홀(10)의 내주면에 원활하게 분포될 수 있도록 한 것으로써, 상기한 도면과 설명에 제시되는 형상 및 구조, 재질 등에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 만족하는 것이면 모두 적용하여 실시하는 것이 가능하다.

상기 충진홀(10)의 직경(D1)은 대략 50 내지 100mm가 유지되고 상기 네일부재(12)의 직경(D2)은 상기 충진홀(10)의 직경(D1)보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.(도5 참조)

상기한 충진홀(10)과 네일부재(12)의 직경(D1,D2)은 후술하는 충진재(B)가 원활하게 토사(14)에 충진되는데 바람직한 구조가 된다.

그리고, 상기한 충진홀(10)의 직경(D1)은 상기에 한정되는 것은 아니며, 시공되는 환경에 따라 본 발명의 목적을 실현할 수 있도록 적절한 직경을 적용할 수 있다.

상기와 같이 충진홀(10)에 네일부재(12)를 삽입하는 네일 삽입공정(S2)이 완료되면, 상기 충진홀(10)에 삽입된 네일부재(12)의 상측에 별도의 충진재 주입장치(미도시)를 이용하여 일정한 압력으로 충진재(B)를 공급하는 충진재 공급공정(S3)을 행한다.

상기 네일부재(12)에 공급되는 충진재(B)는 시멘트몰탈, 물, 경화제, 시일재 등이 일정한 비율로 혼합되어 이루어진다.

상기한 충진재(B)의 재료는 상기에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적 즉, 방수 및 보강을 원활하게 실현할 수 있는 재료는 다양하게 적용하여 실시하는 것이 가능하고 그 혼합비율 또한 본 발명의 목적을 만족하는 것이면 다양하게 적용하여 실시할 수 있다.

상기한 충진재 공급공정(S3)은 터널구조물(T)의 길이방향으로 타공된 다수의 충진홀(10)에 상기와 동일한 방법으로 충진재(B)를 공급한다.

상기 과정이 완료되면, 공급된 충진재(B)가 확산 및 경화공정(S4)을 거친 후 보강부(2)를 형성하게 되는데, 그 과정을 도 6a 및 도 6b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

상기 충진재 공급공정(S3)에 의해 공급된 충진재(B)는 상기 네일부재(12)에 골고루 분포된 후 외주면을 통해 상기 충진홀(10)에 골고루 충진된다.

그러면, 상기 충진홀(10)에 충진된 충진재(B)는 상기 충진홀(10) 내주면에서 표면장력과 모세현상에 의해 주변의 토사(14)에 일정한 범위의 영역으로 확산된 후 경화되어 상기 터널구조물(T) 측벽(4)의 배면부에서 길이방향으로 일정한 영역의 보강부(2)가 형성되는 것이다.

따라서, 상기한 보강부(2)는 터널구조물(T)의 측벽(4) 배면부에서 이 측벽(4)의 균열부(8)에 의해 발생하는 누수를 차단하게 되고 내구성을 더욱 향상시키게 된다.

상기한 일실시예에 의하면, 상기 터널구조물(T)의 측벽(4) 배면부에 1열상의 보강부(2)를 형성하여 터널구조물(T) 측벽(4)의 방수 및 보강을 행하는 것으로 설명하고 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.

예를 들면, 도 7 및 도 8에서와 같이 측벽(4)에 발생된 균열부(8)에 대응하는 구간의 길이방향으로 지그재그 형태의 배열을 유지하며 2열상으로 다수의 충진홀(10)을 타공한 후, 상기의 일실시예와 동일한 방법으로 시공을 행하여 터널구조물(T)의 측벽(4) 배면부에서 일정간격 이격되어 2열상의 보강부(2)가 형성되도록 함으로써, 상기 터널구조물(T)의 측벽(4)이 더욱 향상된 방수 및 보강 효과를 발휘하게 된다.

그리고, 상기한 보강부(2)의 배열은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 구조물의 균열상태 및 요구되는 내구성에 따라 본 발명의 목적을 만족할 수 있는배열은 다양하게 적용하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범주에 속하는 것은 당연하다.

이와 같이 본 발명은 지하구조물의 측벽 배면부에 하나 이상의 보강부를 형성하여 이 보강부에 의해 상기 측벽에서 발생되는 누수를 차단함은 물론, 내구성을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 지하구조물의 측벽 배면부에 충진홀을 타공하는 충진홀 타공공정과, 상기 충진홀에 네일부재를 삽입하는 네일 삽입공정과, 상기 충진홀에 삽입된 네일부재에 일정량의 충진재를 공급하는 충진재 공급공정과, 상기 네일부재에 공급된 충진재가 주변 토사에 일정한 영역으로 확산 된 후 경화되어 보강부를 형성하는 충진재 확산 및 경화공정을 포함하는 지하구조물의 측벽보강방법.
2. 지하구조물의 측벽 배면부에 보강부가 형성되고, 이 보강부는 상기 측벽 배면부에 타공되는 다수의 충진홀에 삽입된 네일부재에 충진재를 공급하여 이 충진재가 주변 토사에 일정한 영역으로 확산 된 후 경화되어 이루어지는 지하구조물의 측벽보강구조.
3. 제2항에 있어서, 상기 충진재는 시멘트몰탈, 물, 경화제, 시일재 등이 일정한 비율로 혼합된 것을 특징으로 하는 지하구조물의 측벽보강구조.
4. 제2항에 있어서, 상기 네일부재는 플라스틱, 유리섬유, 철재 중에서 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지하구조물의 측벽보강구조.
5. 제2항에 있어서, 상기 보강부는 지하구조물의 측벽 배면부에서 1열 이상으로형성되는 지하구조물의 측벽보강구조.