KR200396394Y1 - 터널 굴착용 막장막이 구조 - Google Patents
터널 굴착용 막장막이 구조 Download PDFInfo
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Abstract
본 고안은 터널굴착용 막장막이 구조에 관한 것으로서, 그 목적은 막장막이가 설치된 상태에서 막장면에 더욱 밀착할 수 있도록 하여 지반압력을 안정적으로 지지할 수 있게 하는 데에 있고, 다른 목적으로는 막장면을 통하여 전달되는 지반압력이 지지파이프를 통해 분산되면서 지면에 전달될 수 있도록 하여 막장막이의 기능이 보다 향상될 수 있게 하는 데에 있으며, 또 다른 목적으로는 막장막이를 금속재질로 만들어 사용하므로서 막장면으로 부터 전달되는 지반압력에 의해 막장막이가 변형되거나 파손되는 것을 방지하는 데에 있다.
이를 실현하기 위한 본 고안은, 가압벽체(4)와, 상기 가압벽체(4) 후미에 고정 설치되는 러그(12,13)와, 상기 러그(12,13)에 회동 가능하게 나사축(16,17)으로 결합되는 지지파이프(14,15,18,19)와, 상기 지지파이프(14,15,18,19) 후미에 나사축(22,23)으로 결합되는 러그(20,21)와, 상기 러그(20,21)를 용접하여 고정하면서 지지파이프(14,15,18,19)를 지탱하여 주는 받침프레임(24)으로 구성된 터널 굴착용 막장막이 구조에 관한 것이다.
상기와 같이 구성되는 본 고안은 조정부재(26)가 회전하면서 지지파이프(14,15,18,19)를 전진시키게 됨에 따라, 가압벽체(4)가 막장면을 더욱 안정적으로 지지하는 효과가 있고, 다른 효과로는 가압벽체(4)의 배면 상,하부에 설치되는 지지파이프(14,15,18,19)가 서로 다른 각도로 설치된 상태에서 지반압력을 터널 바닥면으로 분산하여 전달하게 됨에 따라 우수한 기능을 발휘하는 장점이 있다.
Description
본 고안은 터널 굴착용 막장막이 구조에 관한 것으로서, 특히 막장막이가 설치된 상태에서 막장면에 더욱 밀착할 수 있도록한 구조를 실현하므로서 전달되는 지반압력을 막장막이가 보다 안정적으로 지지할 수 있게 하고, 또한 막장면으로 부터 전달되는 지반압력이 지지파이프를 통하여 분산되면서 지면으로 전달되게 함에 따라 막장막이의 기능이 보다 향상될 수 있게 하며, 또한 막장막이를 금속재질로 만들어 사용하므로서 막장면으로 부터 전달되는 지반압력에 의해 막장막이가 쉽게 변형되거나 파손되지 않게 하는 터널 굴착용 막장막이 구조에 관한 것이다.
일반적으로 터널을 굴착하기 위해서는, 터널형상에 맞도록 강지보를 조립한 후 외측에 메서플레이트를 병렬로 배열하여 발진기지대를 만드는 단계와, 유압잭으로 메서플레이트를 압입하여 전진시키는 굴착단계와, 메서플레이트의 후미에 노출된 부분과 강지보 상단부 사이에 각각 압밀토류판을 설치하는 단계와, 압밀토류판과 강지보 상단부 사이에 압밀재를 설치하는 단계와, 압밀토류판 상부로 형성되는 잔여 공극부분에 시멘트채움그라우팅을 실시하는 단계와, 터널 내부 앞에 형성되는 막장면에 막장막이를 설치하는 단계와, 터널의 형상에 맞도록 새로운 강지보를 설치하는 단계와, 메서플레이트를 유압잭으로 압입하여 전진시키는 굴착단계를 반복하여 진행하게 된다.
상기와 같이 터널을 굴착하는 단계에서 사용되는 막장막이는 보통 막장면에 밀착 설치되어 전달되는 지반압력을 지지하므로서 흙이 무너지지 않도록 하는 역할을 하는데, 이때 전달되는 지반압력의 정도에 따라서 막장막이는 설치된 상태에서 변형되거나 파손되는 경우가 종종 발생하게 되고, 또한 막장막이를 막장면에 더욱 밀착시키기에는 구조적인 한계가 있어서 막장면을 효과적으로 지지하지 못하는 결점을 지니고 있다.
따라서 이러한 구조적인 결점을 해결하고자 최근에는 막장막이의 구조를 개선하여 변형되거나 파손되는 것을 방지하고, 동시에 막장막이가 막장면에 더욱 밀착할 수 있도록 구조를 개선하므로서 기능이 보다 향상되게 하는 단계에 이르렀다.
한편 종래의 기술은 도 1에 도시된 바와 같이 막장막이(102)에는 막장면에 밀착하여 위치하면서 전달되는 지반의 압력을 지지하도록 된 가압벽체(104)가 구성되는데, 상기 가압벽체(104)에는 사각형 목재로 이루어진 가압목재(106)가 높이를 달리하면서 배치되어 구성되고, 상기 가압벽체(104) 배면에는 "ㄷ"자 모양으로 형성된 꺽쇠(108)가 2개의 가압목재(106)를 한개 단위로 하여 박히므로서 가압목재가 고정되게 한다.
따라서 다단으로 쌓여지는 여러개의 가압목재(106)는 꺽쇠(108)에 의해 고정되면서 설치되어 가압벽체(104)를 이루게 된다.
그리고 상기 가압벽체(104) 배면 양측에는 기둥목재(110)가 수직으로 배치되면서 고정 설치되고, 상기 각각의 기둥목재(110) 하부에는 받침목재(112)가 가압벽체(104)에 대하여 수직으로 배치되면서 고정 설치되며, 상기 기둥목재(110) 상단부와 받침목재(112) 후미에는 지지목재(114)가 기울어지게 배치되면서 상,하단부가 각각 고정 설치된다.
상기와 같이 구성되는 종래의 기술을 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저 터널 입구에 발진기지대를 만들고 굴착작업을 실시하게 되는데, 이러한 과정에서 만들어지는 터널 끝단부에 형성된 막장면에는 막장막이(102)를 설치하여 지반으로 부터 전달되는 압력에 의해 흙이 무너지지 않도록 한다.
상기와 같이 막장막이(102)가 설치되면 가압벽체(104)를 구성하는 가압목재(106)가 막장면에 밀착하면서 위치하게 되고, 동시에 받침목재(112)는 터널 바닥면에 위치하여 있게 된다.
상기와 같은 상태에서 막장면으로 부터 지반압력이 전달되면 가압벽체(104)를 구성하는 가압목재(106)가 일차적으로 압력을 전달받으면서 지지하게 되고, 이후로 지반압력은 기둥목재(110)를 통하여 지지목재(114)와 받침목재(112)를 지나 터널의 바닥면으로 전달된다.
한편 상기 막장막이(102)를 막장면에 더욱 밀착시켜 흙의 무너짐을 방지하고자 할 경우에는, 상기 받침목재(112) 내지는 지지목재(114)를 밀어 막장막이(102) 전체가 전진하도록 하므로서 가압벽체(104)를 막장면에 밀착되게 한다.
상기한 종래의 기술은 막장막이(102)를 막장면에 더욱 밀착시키기 위해서는 전체를 전진시켜야 하는 관계로 사용상 불편함이 있고, 또한 막장막이(102)의 밀착정도가 작아 설치상태가 불안정하게 되는 문제점을 지니고 있다.
다른 문제점으로는 막장막이(102)가 지반압력을 분산시키지 못하고 한 곳으로 집중시키는 구조로 되어 있어서, 지반압력에 의해 막장막이(102)가 종종 밀려지는 결점을 지니고 있다.
또 다른 문제점으로는 가압벽체(104)가 목재로 이루어져 있어서 막장면을 통하여 전달되는 지반압력에 의해 파손되거나 휘어지게 되어 종종 보수를 하거나 교체를 해야 하는 결점을 지니고 있다.
본 고안은 상기의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로, 그 목적은 막장막이가 설치된 상태에서 막장면에 더욱 밀착할 수 있도록 하여 지반압력을 안정적으로 지지할 수 있게 하는 데에 있다.
다른 목적으로는 막장면을 통하여 전달되는 지반압력이 지지파이프를 통해 분산되면서 지면에 전달될 수 있도록 하여 막장막이의 기능이 보다 향상될 수 있게 하는 데에 있다.
또 다른 목적으로는 막장막이를 금속재질로 만들어 사용하므로서 막장면으로 부터 전달되는 지반압력에 의해 막장막이가 변형되거나 파손되는 것을 방지하는 데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 기술적 구성은, 가압벽체(4)와, 상기 가압벽체(4) 후미에 고정 설치되는 러그(12,13)와, 상기 러그(12,13)에 회동 가능하게 나사축(16,17)으로 결합되는 지지파이프(14,15,18,19)와, 상기 지지파이프(14,15,18,19) 후미에 나사축(22,23)으로 결합되는 러그(20,21)와, 상기 러그(20,21)를 용접하여 고정하면서 지지파이프(14,15,18,19)를 지탱하여 주는 받침프레임(24)으로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 고안의 구성을 도 2 내지 도 6에서 살펴 보면, 먼저 상기 막장막이(2)(도2참조)는 터널을 굴착하는 과정에서 막장 끝단부에 형성된 막장면에 설치되는 것으로서, 이러한 막장막이(2)는 전달되는 지반압력을 지지하여 주므로서 흙이 무너지는 것을 방지하게 된다.
상기 막장막이(2)에는 막장면에 밀착하여 위치하면서 전달되는 지반의 압력을 지지하는 가압벽체(4)가 구성 되는데, 상기 가압벽체(4)에는 통상적으로 널리 사용되는 금속패널을 "ㄷ"자 모양으로 절곡하면서 끝단부를 재차 내측 방향으로 소정의 길이만큼 절곡하여 만든 가압프레임(6) 다수개가 높이를 달리하면서 설치되고, 상기 가압벽체(6)의 배면 양측에는 금속패널을 "ㄷ"자 모양으로 절곡하면서 끝단부를 재차 내측 방향으로 소정의 길이 만큼 절곡하여 만든 기둥프레임(8)이 수직으로 배치되면서 용접되어 고정 설치되며, 상기 가압벽체(4) 하부에 위치한 가압프레임(6) 저면에는 가압벽체(4)의 균형을 잡아주는 받침판(10)이 용접되어 고정 설치된다.
상기 각각의 기둥프레임(8) 배면에는 2개의 러그(12,13)가 높이를 달리하면서 용접되어 고정 설치되고, 상기 각각의 러그(12,13)에는 가압벽체(4)를 통하여 전달된 지반압력을 지탱하여 주는 지지파이프(14,15)가 각각 앞측에 위치하면서 나사축(16,17)으로 회동 가능하게 결합되며, 상기 앞측에 위치한 지지파이프(14,15)에 연결되면서 뒷측에 위치한 지지파이프(18,19) 후단부에는 지지역할을 하는 러그(20,21)(도4참조)가 나사축(22,23)으로 결합된다.
이때 상기 기둥프레임(8)(도2참조) 하부에 설치된 러그(12)는 지지파이프(14,18)가 일직선으로 배치될 수 있도록 상기 기둥프레임(8) 전면에 면 접촉하여 밀착 되면서 용접되어 고정 설치되고, 상기 기둥프레임(8) 상부에 설치된 러그(13)는 지지파이프(15,19)가 외측 방향으로 소정의 각도 만큼 틀어져 설치될 수 있도록 소정의 각도로 기울어진 상태에서 기둥프레임(8)에 용접되어 고정 설치된다.
따라서 상기 기둥프레임(8) 하부에 위치한 지지파이프(14,18)는 가압벽체(4)에 대하여 수직으로 배치되어 설치되고, 상기 기둥프레임(8) 상부에 위치한 지지파이프(15,19)는 러그(13)가 소정의 각도로 기울어져 설치된 관계로 하부에 위치한 지지파이프(14,18)와는 달리 외측 방향으로 소정의 각도만큼 틀어져 있게 된다.
계속하여 상기 지지파이프(18) 후단부에는 막장면으로 부터 전달되는 지반의 압력을 지탱하는 받침프레임(24)이 H형강으로 형성되면서 설치되는데, 이때 상기 기둥프레임(8) 하부에 위치하여 연결되는 지지파이프(18) 후미에 결합된 러그(20)는 중심축선상에 위치하면서 받침프레임(24) 전면에 고정 설치되고, 상기 기둥프레임(8) 상부에 위치하여 연결되는 지지파이프(19) 후미에 결합된 러그(21)(도4참조)는 상기 러그(20) 일측에 위치하여 고정 설치된다.
이때 상기 러그(21)는 기둥프레임(8) 상부에 위치한 지지파이프(15,19)가 외측으로 틀어져 설치된 관계로 소정의 각도로 기울어진 상태에서 받침프레임(24) 전면에 용접되어 고정 설치된다.
따라서 상기 기둥프레임(8)(도2참조)의 상,하부에 선단부를 설치하면서 연결된 뒷측에 위치한 지지파이프(18,19) 후미는 받침프레임(24)의 동일한 선상에 있으면서 각각 횡 방향으로 위치를 달리하여 배치된다.
한편 상기 앞측에 위치한 지지파이프(14,15)와 분리된 상태에서 뒷측에 위치한 지지파이프(18,19) 사이에는 가압벽체(4)가 전,후진할 수 있도록 한 조정부재(26)가 설치되는데, 상기 조정부재(26)(도5참조)에는 작업자가 직접 조작할 수 있도록 한 핸들(28)이 구성되고, 상기 핸들(28) 양측에는 오른나사축(30)과 왼나사축(32)이 각각 형성되며, 상기 각각의 오른나사축(30)과 왼나사축(32)은 지지파이프(14,18)에 나사 결합된다.
상기와 같이 구성되는 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저 터널을 굴착하기 위해서는 동일인에 의해 선출원된 특허출원번호 제2003-23209호(명칭:지하터널의 압밀굴착공법 및 이에 사용되는 압밀토류판)에 기재된 바와 같이 터널 입구에 발진기지대를 만들고 굴착작업을 실시하게 되는데, 이러한 과정에서 만들어지는 터널 끝단부에 형성되는 막장면에는 지반으로 부터 전달되는 압력에 의하여 흙이 무너지는 것을 방지하기 위해 보통 막장막이(2)(도2참조)를 설치하여 사용하게 된다.
상기와 같이 막장막이(2)가 설치되면 가압벽체(4)를 구성하는 가압프레임(6)이 막장면에 밀착하면서 위치하게 되고, 동시에 받침판(10)과 받침프레임(24)은 터널 바닥면에 위치하여 있게 된다.
상기와 같은 상태에서 막장면으로 부터 지반 압력이 전달되는데, 이때 가압벽체(4)를 구성하는 가압프레임(6)이 일차적으로 압력을 전달받으면서 지지하게 되고, 이후로 상기 지반압력은 기둥프레임(8)을 통하여 지지파이프(14,15,18,19)와 조정부재(26)를 지나 받침프레임(24)에 도달하게 되며, 상기 받침프레임(24)에서는 전달되는 지반압력을 터널의 바닥면으로 전달하게 된다.
이때 상기 기둥프레임(8)의 하부에 위치한 지지파이프(14,18)는 가압벽체(4)에 대하여 수직으로 배치되어 있고, 기둥프레임(8) 상부에 위치한 지지파이프(15,19)는 가압벽체(4)에 대하여 외측 방향으로 소정의 각도 만큼 틀어져 위치하고 있어서, 상기와 같이 막장면으로 부터 전달되는 지반압력은 각각 설치 각도를 달리하며 설치된 지지파이프(14,15,18,19)에 의해 분산되면서 받침프레임(24)을 통하여 지반으로 전달되는데, 이로 인해 상기 막장막이(2)는 막장면을 안정되게 지지하는 상태가 된다.
한편 상기와는 달리 지반의 특성에 따라 가압벽체(4)를 더욱 막장면에 밀착시키고자 할 경우에는, 상기 조정부재(26)(도5참조)를 구성하는 핸들(28)을 일측 방향으로 회전시키게 되는데, 이때 일체로 형성된 오른나사축(30)과 왼나사축(32)이 동시에 동일한 방향으로 회전하면서 나사 결합하고 있는 지지파이프(14,18)를 축 방향으로 밀어내게 된다.
이로 인해 상기 받침프레임(24)(도2참조)을 지지점으로 하여 뒷측에 위치한 지지파이프(18,19)는 현재의 위치에 머물러 있게 되고, 앞측에 위치한 지지파이프(14,15)는 조정부재(26)와 함께 전진하면서 가압벽체(4)를 전진시켜 막장면에 밀착시키게 된다.
상기와 같이 조정부재(26)가 회전하면서 가압벽체(4)를 전진시키면 위치가 변하는 관계로, 상기 지지파이프(14,15,18,19)의 선,후단부는 러그(12,13,20,21)에 결합된 나사축(16,17,22,23)을 중심으로 회동하면서 기울어지는 동시에 가압벽체(4)를 지탱하게 된다.
상기와는 반대로 조정부재(26)(도5참조)의 핸들(28)을 역 방향으로 회전시키면 오른나사축(30)과 왼나사축(32)은 역 방향으로 회전하면서 지지파이프(14,18)를 당기게 되는데, 이로 인해 전진한 가압벽체(4)는 후진하여 막장면으로 부터 이격된다.
상기 이후로 막장막이(2)를 막장면으로 부터 이탈시키고 전술한 바와 같이 터널굴착 작업을 실시한다.
이상 설명한 바와 같이 본 고안은 조정부재(26)가 회전하면서 지지파이프(14,15,18,19)를 전진시켜 가압벽체(4)가 막장면에 더욱 밀착되게 하므로, 막장면은 밀착하는 가압벽체(4)에 의해 안정적으로 지지되는 효과가 있다.
다른 효과로는 가압벽체(4)의 배면 상,하부에 지지파이프(14,15,18,19)가 서로 다른 각도로 설치되어 있어서, 전달되는 지반압력을 지지파이프(14,15,18,19)가 분산하여 터널 바닥면으로 전달하게 됨에 따라 우수한 기능을 발휘하는 장점이 있다.
또 다른 효과로는 막장막이(2)가 금속재질로 형성되어 있어서, 막장막이(2)는 막장면으로 부터 전달되는 지반압력에 의해 변형되거나 파손되지 않는 장점이 있다.
도 1 은 종래의 기술에 따른 막장막이를 나타낸 사시도.
도 2 는 본 고안에 따른 막장막이를 나타낸 사시도.
도 3 은 본 고안에 따른 막장막이를 나타낸 측면도.
도 4 는 본 고안에 따른 막장막이를 나타낸 평면도.
도 5 는 본 고안에 따른 막장막이의 지지파이프 결합 단면도.
도 6 은 도 3의 A - A선 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
2:막장막이 4:가압벽체
6:가압프레임 8:기둥프레임
10:받침판 12,13,20,21:러그
14,15,18,19:지지파이프 16,17,22,23:나사축
24:받침프레임 26:조정부재
28:핸들 30:오른나사축
32:왼나사축
Claims (4)
- 가압벽체(4)와,상기 가압벽체(4) 후미에 고정 설치되는 러그(12,13)와,상기 러그(12,13)에 회동 가능하게 나사축(16,17)으로 결합되는 지지파이프(14,15,18,19)와,상기 지지파이프(14,15,18,19) 후미에 나사축(22,23)으로 결합되는 러그(20,21)와,상기 러그(20,21)를 용접하여 고정하면서 지지파이프(14,15,18,19)를 지탱하여 주는 받침프레임(24)으로 구성된 것을 특징으로 한 터널 굴착용 막장막이 구조.
- 제 1 항에 있어서,상기 지지파이프(14,15,18,19)는 중간부가 분리 구성되고, 상기 지지파이프(14,15,18,19)의 분리된 중간 부분에는 가압벽체(4)가 전,후진할 수 있도록 작용력을 제공하는 조정부재(26)가 설치되는 것을 특징으로 한 터널 굴착용 막장막이 구조.
- 제 2 항에 있어서,상기 조정부재(26)는분리된 지지파이프(14,15,18,19) 사이에 위치하는 핸들(28)이 구성되고,상기 핸들(28) 양측에 각각 오른나사축(30)과 왼나사축(32)이 형성되면서 지지파이프(14,15,18,19)에 나사 결합되는 것을 특징으로 한 터널 굴착용 막장막이 구조.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 기둥프레임(8) 하부에 위치한 지지파이프(14,18)는 가압벽체(4)에 대하여 수직으로 설치되고,상기 기둥프레임(8) 상부에 위치한 지지파이프(15,19)는 가압벽체(4)에 대하여 외측으로 소정의 각도 만큼 틀어져 설치되는 것을 특징으로 한 터널 굴착용 막장막이 구조.
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CN115387364A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-11-25 | 中交路桥建设有限公司 | 深水嵌岩组合式轻型围堰施工方法 |
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2005
- 2005-07-04 KR KR20-2005-0019386U patent/KR200396394Y1/ko not_active IP Right Cessation
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CN115387364A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-11-25 | 中交路桥建设有限公司 | 深水嵌岩组合式轻型围堰施工方法 |
CN115387364B (zh) * | 2022-07-29 | 2024-05-14 | 中交路桥建设有限公司 | 深水嵌岩组合式轻型围堰施工方法 |
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