KR200390739Y1

KR200390739Y1 - 터널배수공법용 거푸집

Info

Publication number: KR200390739Y1
Application number: KR20-2005-0012352U
Authority: KR
Inventors: 양영규
Original assignee: 양영규
Priority date: 2005-05-03
Filing date: 2005-05-03
Publication date: 2005-07-25

Abstract

본 고안은 거푸집을 채용한 시공방법을 이용하여 터널 구조물의 배수시설을 정확하고 안정적으로 시공할 수 있는 터널배수공법용 거푸집에 관한 것이다.

본 고안은 터널 구조물 구축시 터널 양측 하단부에 일체형 또는 조립형 거푸집을 먼저 설치한 후 그 위에 유공 배수관을 설치한 다음 유공 배수관 주변에는 자갈만 포설하는 방법으로 지하수 처리시설을 시공함으로써, 유공 배수관의 막힘문제, 유공 배수관의 설치 곤란성, 터널의 누수문제, 일정한 선형 유지의 어려움 등을 완전히 해소할 수 있으며, 궁극적으로 배수시설의 정확한 시공에 따른 터널 구조물의 안전성을 향상시킬 수 있는 터널배수공법용 거푸집을 제공한다.

Description

터널배수공법용 거푸집{form for Method of construction for tunnel drainage}

본 고안은 터널배수공법용 거푸집에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 터널 굴착면의 부직포를 따라 유도되는 지하수의 집수를 위한 유공 배수관 주변에 자갈층을 조성하는 방식, 거푸집을 이용하여 선형을 유지하는 방식 등을 채용하여 기존의 필터콘크리트 사용에 따른 막힘문제를 완전히 해소할 수 있을 뿐만 아니라 집수기능 및 방수효과를 높일 수 있고, 요철이 많은 굴착면에도 유공 배수관의 시공이 용이하며, 특히 거푸집의 사용에 따라 일정한 선형을 유지할 수 있어 구조물의 정확한 시공이 가능한 터널배수공법용 거푸집에 관한 것이다.

일반적으로 지하철, 지하도, 철도터널, 도로터널, 해저터널 등과 같은 터널 공사는 암반의 표면에 숏크리트(Shortcrete)와 같은 경화성이 신속한 콘크리트를 타설하여 터널을 안정화시킨 다음, 그 위에 부직포 및 방수포를 이용하여 방수처리를 한 후 라이닝콘크리트로 마감처리하는 공법으로 터널 구조물을 구축한다.

이러한 터널 구조물 구축시 지하수에 대한 배수처리는 다음과 같은 공법으로 수행한다.

도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 터널 굴착 후 암반의 표면에 숏크리트(10)를 타설하고, 굴착면 전체 면적에는 부직포(11) 및 방수시트(12)를 부착한 후 최종적으로 라이닝콘크리트(13)로 마감하며, 굴착면의 부직포를 따라 유도되는 지하수를 집수하기 위하여 터널 양측 하단부에는 약 10∼15cm 직경의 다수의 홀을 갖는 유공 배수관(14)을 설치한 다음 그 주변을 필터콘크리트(15)로 채우면 터널 구조물의 배수구조가 완성된다.

상기 유공 배수관에 집수된 지하수는 약 10∼15m 간격으로 연결되어 있는 횡단 연결관(26)을 통해 유도된 후 중앙 배수관(25)을 따라 집수되고, 이렇게 집수된 지하수는 일정구간에서 펌프로 배수된다.

그러나, 기존의 터널 구조물의 배수를 위한 공법은 다음과 같은 문제점을 갖고 있다.

1) 유공 배수관의 원활한 집수기능과 라이닝콘크리트 타설시 방수층(부직포 및 방수시트)의 처짐을 막고 유공 배수관의 고정을 위하여 필터콘크리트(자갈과 시멘트를 반죽하여 만든 것)를 타설하게 되는데, 이때 시멘트 물이 유공 배수관의 작은 구멍을 막아 집수기능이 크게 저하되는 문제가 있으며, 이러한 이유로 유공 배수관의 바깥쪽을 부직포로 둘러쌓아 막힘문제를 해결해보려고 하였으나, 부직포 또한 막히는 문제로 인해 터널 누수의 가장 큰 원인이 되고 있다.

2) 터널의 굴착면은 요철이 많기 때문에 유공 배수관의 정확한 위치를 잡기가 곤란하고, 또 필터콘크리트의 타설면을 부직포 및 방수시트만으로 지지해야 하므로 일정한 선형을 유지하기가 힘들어 라이닝콘크리트의 두께가 불규칙하게 되는 등 구조물의 설계사양에 맞는 정확한 시공이 어려운 문제가 있다.

3) 부직포로 흡수하여 필터콘크리트로 집수되는 물이 유공 배수관을 통해 원활하게 배출되지 못하고 장시간 필터콘크리트내에 체류하기 때문에 숏크리트를 약화시켜 암반의 침하가 우려되는 문제가 있다.

따라서, 본 고안은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 터널 구조물 구축시 터널 양측 하단부에 일체형 또는 조립형 거푸집을 먼저 설치한 후 그 위에 유공 배수관을 설치한 다음 유공 배수관 주변에는 자갈만 포설하는 방법으로 지하수 처리시설을 시공함으로써, 유공 배수관의 막힘문제, 유공 배수관의 설치 곤란성, 터널의 누수문제, 일정한 선형 유지의 어려움 등을 완전히 해소할 수 있으며, 궁극적으로 배수시설의 정확한 시공에 따른 터널 구조물의 안전성을 향상시킬 수 있는 터널배수공법용 거푸집을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은 터널 굴착, 숏크리트 타설, 부직포 및 방수시트 부착, 유공 배수관 설치, 라이닝콘크리트 타설 등의 과정을 포함하는 터널배수공법에 있어서, 숏크리트 타설 후 터널 양측 하단부에 거푸집을 설치한 다음 거푸집의 내측으로 유공 배수관을 설치하는 동시에 유공 배수관의 주변에 자갈을 포설하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 거푸집은 바닥체와 한쪽 벽체를 가지면서 일측이 개방된 길다란 앵글형 구조인 것을 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 거푸집은 한쪽 단부에 있는 홈부와 반대쪽 단부에 있는 돌기부를 통해 서로 이웃하는 거푸집들과 연속해서 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 거푸집은 숏크리트 타설면에 부착되는 부직포 및 방수시트의 하단 일부 길이가 덮혀지도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 거푸집은 바닥체와 벽체의 일체형 또는 조립형인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 조립형 거푸집의 경우 바닥체와 벽체는 슬라이드 걸림돌기 및 슬라이드 걸림홀을 이용하여 폭방향으로 끼워져 조립가능하게 되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 거푸집은 바닥체 윗면에서 길이방향으로 나란하게 돌출 형성되는 적어도 1줄의 배수관 안착레일을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 거푸집은 바닥체를 관통하면서 형성되는 다수의 암반체결용 홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안에서 제공하는 터널배수공법은 숏크리트 타설 후 터널 양측 하단부에 소정의 거푸집을 설치하고, 이 거푸집을 선형유지를 위한 기준 구조체로 활용하여 내측으로는 자갈을 포설하는 동시에 외측으로는 라이닝콘크리트를 타설함으로써, 일정한 선형유지가 가능하게 된다.

즉, 거푸집을 기준면으로 하여 자갈을 포설영역을 규제하고, 또 라이닝콘크리트를 타설함으로써, 자갈층의 영역을 일정하게 유지할 수 있고 라이닝콘크리트의 두께 또한 일정하게(반듯하게) 유지할 수 있으므로, 설계사양에 맞는 선형을 유지하는 것이 가능하게 되는 것이다.

또한, 본 고안에서는 종전의 시멘트+자갈(필터콘크리트)을 대신하여 자갈만 포설함으로써, 시멘트 물에 의해 유공 배수관의 구멍이 막히는 것을 원천적으로 배제할 수 있으며, 터널 내부에서 시멘트 작업이 생략되므로 인건비 등을 절감할 수 있고, 부직포를 유공 배수관 둘레에 덮는 등의 불편함을 배제할 수 있어 작업성 및 시공성을 높일 수 있다.

또한, 터널 굴착면은 거의 대부분 요철면이기 때문에 유공 배수관의 위치를 정확히 유지하기가 곤란하였으나, 본 고안에서는 먼저 설치된 거푸집 내측에 유공 배수관을 설치하므로 유공 배수관 설치와 관련한 선형유지가 용이하고, 따라서 최종 마감작업인 라이닝콘크리트의 두께를 일정하게 유지할 수 있다.

본 고안의 터널배수공법에서 채용하고 있는 거푸집에 대해 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 4는 거푸집의 여러 다양한 구현예를 보여주는 사시도이다.

도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 거푸집(16)은 바닥체(17)와 한쪽 벽체(18)를 가지면서 일측이 개방된 길다란 앵글형 구조로 이루어져 있으며, 바닥체(17)와 벽체(18)의 안쪽면으로는 강성보강을 위한 다수의 리브(18a)가 길이방향으로 따라 일정간격으로 형성되어 있다.

여기서, 상기 벽체(18)의 경우 상단 일부가 한쪽으로 경사진 형태를 취하게 되는데, 이는 후술하는 부직포(11) 및 방수시트(12)와의 연결부위를 좀더 매끄럽게, 즉 정확한 기밀성이 유지되도록 하기 위함이다.

이러한 거푸집(16)은 합성수지나 금속 등의 다양한 재질로 제작할 수 있다.

상기 벽체(18)에는 횡단 연결관(26)의 연결을 위한 홀(18b)을 형성할 수 있으며, 이곳을 통해 유공 배수관(14)과 횡단 연결관이 연결되면서 중앙 배수관(25)측과 통할 수 있게 된다.

이때의 홀은 적당한 간격(횡단 연결관의 설치간격)마다 형성되므로 거푸집을 연속해서 연결 설치하는 경우 어떤 것은 홀이 있는 것도 있고 홀이 없는 것도 있을 수 있다.

상기 거푸집(16)은 터널의 전체 구간에 걸쳐 연속해서 설치되므로, 서로 맞닿게 되는 이웃하는 것끼리 정확히 조립되는 구조로 연결된다.

이를 위하여, 거푸집(16)의 한쪽 단부에는 홈부(19)가 구비되고 반대쪽 단부에는 홈부(19)에 상응하는 돌기부(20)가 구비되어 이것들을 서로 끼우는 방식으로 서로 이웃하는 거푸집(16)들을 정확히 연결시킬 수 있게 된다.

이때, 위의 홈부나 돌기부 이외에 서로 얹혀져 조립될 수 있는 단차구조를 이용하여 거푸집들을 연속해서 연결시킬 수도 있다.

또한, 상기 거푸집(16)의 바닥체(17)는 유공 배수관(17)이 놓여져 안착되는 부분으로서, 바닥체(17)의 윗면에는 유공 배수관(17)의 정확한 안착을 위해 길이방향으로 나란하면서 일정높이 돌출되어 있는 1줄 또는 2줄의 배수관 안착레일(21)이 갖추어져 있다.

이에 따라, 1줄의 배수관 안착레일(21)의 경우 안쪽 리브와의 사이에 유공 배수관을 놓게 되면 레일의 턱에 의해 유공 배수관(14)이 흔들리지 않게 놓여질 수 있게 되며, 2줄의 배수관 안착레일(21)의 경우에도 그 사이에 놓여지는 유공 배수관(14)이 레일의 턱에 받쳐지면서 그 위치가 거푸집(16)과 나란하게 유지될 수 있게 된다.

따라서, 거푸집(16)을 설치한 후 그 위에 유공 배수관(14)을 설치하게 되면 전체적으로 유공 배수관(14)의 설치상태를 일정하게 유지할 수 있게 된다.

상기 거푸집(16)은 터널 굴착 후 요철이 많고 불규칙한 암반 위에 놓여져 설치되는데, 대충 편평하게 고른 암반 위에 그대로 놓여지는 상태로 설치하여도 큰 문제가 없으나, 앵커볼트 등으로 좀더 견고하게 고정시켜 설치하는 것이 바람직하다.

이를 위하여, 거푸집(16)의 바닥체(17)에는 다수의 암반체결용 홀(22)이 구비되며, 이곳을 통해 거푸집(16)을 암반측에 견고하게 고정시킬 수 있게 된다.

본 고안에서 제공하는 거푸집(16)은 일체형의 것과 조립형의 것으로 제작할 수 있으며, 양자 기능면에서는 큰 차이가 없으나 설치용이성이 약간 다르다 할 것이다.

특히, 도 3 및 4와 같이 조립형의 거푸집(16)은 벽체(18)와 바닥체(17)를 별도로 제작한 후 서로 조립하여 사용하게 되는데, 이를 위하여 벽체(18)측에는 벽면에서 돌출되는 슬라이드 걸림돌기(23)가 구비되고, 바닥체(17)측에는 바닥면에서 돌출되는 슬라이드 걸림홀(24)이 구비되어서, 이것들이 서로 폭방향으로 끼워짐에 따라 바닥체(17)와 벽체(18)는 상방향으로 탈거가 방지되면서 폭방향으로 끼워져 서로 조립될 수 있게 된다.

이때, 벽체(18)와 바닥체(17)가 접하는 각 하단부와 한쪽 선단부에는 돌기수단과 홈수단을 구비하여 조립시 서로 끼워질 수 있도록 함으로써, 벽체(18)와 바닥체(17) 간의 조립상태를 정확하고 더욱 견고하게 하는 것이 바람직하다. 이를 위해 상기 슬라이드 걸립돌기(23)는 리브역할을 겸하도록 벽체(18)면에 역 "T"자형으로 구성하여 걸림기능과 강성보강기능을 동시에 수행할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같은 조립형의 거푸집(16)은 바닥체(17)를 먼저 설치한 다음 전면 자유공간을 이용하여 길다란 유공 배수관(14)을 더욱 용이하게 설치할 수 있게 되며, 유공 배수관의 설치 후 벽체를 결합하고 자갈을 채우는 방식이므로 설치면에서 일체형보다 상당히 유리한 측면이 있다.

따라서, 이와 같이 구성된 거푸집(16)을 이용하여 터널 배수시설을 시공하는 공법에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 5와 도 6은 본 고안에 따른 터널배수공법을 이용하여, 즉 거푸집을 이용하여 구축한 터널 구조물의 단면도이다.

도 5와 도 6에 도시한 바와 같이, 먼저 터널 굴착 후 암반의 표면에 숏크리트(10)를 타설한다.

숏크리트(10)의 타설 후 타설면 전체 면적에 부직포(11) 및 방수시트(12)를 부착한다.

이러한 부직포(11) 및 방수시트(12)의 부착작업은 후술하는 거푸집(16)의 설치작업 후에 수행할 수도 있다.

계속해서, 터널 양측 하단부에 거푸집(16)을 배치한 후 암반 위에 앵커볼트, 고정못 등으로 거푸집(16)을 견고하게 고정 설치한다.

이때의 거푸집(16)은 벽체(18)가 터널 중앙쪽으로 향하게 한 상태로 배치하여 터널 벽면쪽으로는 소정의 공간이 확보될 수 있도록 한다.

일체형 거푸집(16)의 경우에는 그대로 설치한 후 그 위에 유공 배수관(14)을 설치할 수 있고, 조립형 거푸집(16)의 경우 바닥체(17)의 설치 후 유공 배수관(14)을 더욱 용이하게 설치한 후 벽체(18)를 조립할 수 있으며, 유공 배수관(14)의 설치시 간섭을 덜 받는 측면에서 조립형 거푸집(16)의 시공성이 좀더 양호하다.

다음, 거푸집(16)의 내측에 유공 배수관(14)을 설치한 후 터널 중앙 바닥쪽에 설치되어 있는 중앙 배수관(25)측과 유공 배수관(14)을 횡단 연결관(26)으로 연결한 다음, 거푸집(16)의 내측 유공 배수관(14)의 주변에 자갈을 채워 포설한다.

자갈 포설 후 부직포(11) 및 방수시트(12)의 하단부 일부 길이는 거푸집(16)의 벽체(18) 상단 일부(경사부위)에 중첩되도록 연장시켜 자갈이 채워져 있는 거푸집(16)의 내측이 완전히 덮혀지도록 한다.

이때, 부직포(11)는 그 끝을 거푸집(16)의 상단과 접하거나 또는 물이 거푸집의 내측으로 흐르도록 거푸집의 내측으로 입설하고, 방수시트(12)는 이를 좀더 연장하여 거푸집(16)의 경사진 상단부를 덮도록 하는 것이 바람직하다.

이렇게 거푸집 설치, 유공 배수관 연결 및 설치, 자갈 포설 작업을 마친 다음, 최종적으로 라이닝콘크리트(13)를 타설하여 마감처리하면 터널 구조물의 배수시설을 위한 작업이 완료된다.

이와 같이, 터널 굴착면의 부직포를 따라 유도되는 지하수의 집수를 위한 유공 배수관 주변에 자갈만 채우고, 또 거푸집을 통해 자갈층의 경계면을 잡아주는 동시에 라이닝콘크리트 타설면의 기준면으로 이용함으로써, 필터콘크리트층에 비해 공극이 많은 자갈층으로 인해 뛰어난 집수효과를 얻을 수 있고, 또 라이닝콘크리트를 일정한 두께로 유지할 수 있다.

이상에서와 같이 본 고안은 유공 배수관 주변에 자갈층만을 타설하는 방식, 거푸집으로 선형을 유지하는 방식 등을 채용한 터널배수공법을 제공함으로써, 기존의 필터콘크리트 사용에 따른 막힘문제를 완전히 해소하여 집수기능 및 방수효과를 높일 수 있는 장점, 요철이 많은 굴착면에도 유공 배수관을 용이하게 시공할 수 있는 장점, 라이닝콘크리트의 균일한 두께와 관련한 일정한 선형을 유지할 수 있는 장점 등을 얻을 수 있으며, 따라서 배수시설의 정확한 시공에 따른 터널 구조물의 안전성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 고안에 따른 터널배수공법에 적용되는 거푸집의 일 구현예를 보여주는 사시도

도 2는 본 고안에 따른 터널배수공법에 적용되는 거푸집의 다른 구현예를 보여주는 사시도

도 3은 본 고안에 따른 터널배수공법에 적용되는 거푸집의 또 다른 구현예를 보여주는 분해 사시도

도 4는 도 3의 결합 사시도

도 5는 본 고안에 따른 터널배수공법으로 구축한 터널 구조물의 단면도

도 6은 도 5의 요부 확대 단면도

도 7은 종래의 터널배수공법으로 구축한 터널 구조물의 단면도

도 8은 도 7의 요부 확대 단면도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 숏크리트 11 : 부직포

12 : 방수시트 13 : 라이닝콘크리트

14 : 유공 배수관 15 : 필터콘크리트

16 : 거푸집 17 : 바닥체

18 : 벽체 19 : 홈부

20 : 돌기부 21 : 안착레일

22 : 암반체결용 홀 23 : 슬라이드 걸림돌기

24 : 슬라이드 걸림홀 25 : 중앙 배수관

26 : 횡단 연결관

Claims

터널 굴착, 숏크리트 타설, 부직포 및 방수시트 부착, 유공 배수관 설치, 라이닝콘크리트 타설 등의 과정을 포함하는 터널배수공법에 있어서,

숏크리트 타설 후 터널 양측 하단부에 거푸집을 설치한 다음 거푸집의 내측으로 유공 배수관을 설치하는 동시에 유공 배수관의 주변에 자갈을 포설하며, 상기 거푸집은 바닥체와 한쪽 벽체를 가지면서 일측이 개방된 길다란 앵글형 구조인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 터널배수공법용 거푸집.
청구항 1 에 있어서, 상기 거푸집은 한쪽 단부에 있는 홈부와 반대쪽 단부에 있는 돌기부를 통해 서로 이웃하는 거푸집들과 연속해서 연결되는 것을 특징으로 하는 터널배수공법용 거푸집.
청구항 1에 있어서, 상기 거푸집은 숏크리트 타설면에 부착되는 부직포 및 방수시트의 하단 일부 길이가 덮혀지도록 설치되는 것을 특징으로 하는 터널배수공법용 거푸집.
청구항 1에 있어서, 상기 거푸집은 바닥체와 벽체의 일체형 또는 조립형인 것을 특징으로 하는 터널배수공법용 거푸집.
청구항 4에 있어서, 상기 조립형 거푸집의 경우 바닥체와 벽체는 슬라이드 걸림돌기 및 슬라이드 걸림홀을 이용하여 폭방향으로 끼워져 조립가능하게 되는 것을 특징으로 하는 터널배수공법용 거푸집.
청구항 4에 있어서, 상기 거푸집은 바닥체 윗면에서 길이방향으로 나란하게 돌출 형성되는 적어도 1줄의 배수관 안착레일을 포함하는 것을 특징으로 하는 터널배수공법용 거푸집.
청구항 1에 있어서, 상기 거푸집은 바닥체를 관통하면서 형성되는 다수의 암반체결용 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 터널배수공법용 거푸집.