KR20040034292A - 파형강판을 이용하여 이중공법으로 시공한 터널구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파형강판을 이용한 이중공법으로 시공한 터널구조에 관한 것으로서, 파형강판의 장점인 시공성과 안정성을 이용하여 터널 또는 통수로 암거를 시공한 구조를 얻기 위한 것인 바,

파형강판을 이용한 터널공법에 있어서, 양날개면이 2중 구조로 형성한 기초 콘크리트구조물을 시공하고, 상기 2단 날개면의 양상단면에 파형강판을 시공하되 배수로와 샌드위치구조의 고정시트로 고정하고 터널내에 배기가스 배출구를 설치한 터널건설구조를 구현함으로서,

토사의 굴착량 및 굴착부의 폭을 줄여서 자연 환경파괴를 최소화하고 빠른 원상복구가 이루어지도록 하되 하중강도를 극대화시키고, 장시간 사용시 발생되는 침출수 등이 터널내로 떨어지지 않도록 별도를 배수로를 시공한 효과가 있으며, 또한, 터널내에 발생되는 배기가스를 배출할 수 있도록 별도의 돌출형 송풍기를 시공하지 않아도 되므로 터널내의 미관을 해치지 않는 효과가 있으며, 특히 안정성을 극대화시킨 터널구조건설 산업상 뛰어난 효과가 있다.

Description

파형강판을 이용하여 이중공법으로 시공한 터널구조{Tunnel structure carried out by double construction method using corrugated steel plate}

본 발명은 파형강판을 이용한 이중공법으로 시공한 터널구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 파형강판의 장점인 시공성과 안정성을 이용하여 터널 또는 통수로 암거를 시공한 구조에 관한 것이다.

일반적으로 파형강판을 재료로 한 원통형의 구조물이나 하천의 배수관 등이 사용되고 있다. 이와 같은 파형강판은 금속판에 파형의 굴곡을 성형하여 형상강도를 높인 것으로, 여타 콘크리트 제품에 비해 사용이 간편하고 제조비용이 저렴한 장점이 있어 이를 이용한 도로건설에 사용할 수 있도록 기술개발에 많은 연구와 투자가 진행되고 있다.

또한, 통상 터널을 굴착하기 위해서는 터널상부의 토피층이 어느 정도 두께이상 되어야 아치 작용에 의해 붕괴되지 않고 터널을 건설할 수 있다. 그러나, 지형 조건상 터널의 입출구나 계곡부의 토피가 얕은 구간에서 불가피하게 터널을 건설하여야 하는 경우가 있어 이렇게 토피가 얕은 지역은 지반 자체가 견고하지 못하므로 아치 작용을 할 수 없다. 이러한 경우의 터널은 개착식 터널 공법으로 터널을건설할 수밖에 없었다.

또한, 철근 콘크리트암거는 주위 성토체와 이질적인 강성체, 휨지배구조 및 함형구조로 구조물 뒷채움부 침하로 인한 평탄성이 불량해지는 문제점이 있었다. 또한, 광폭도로나 사각이 큰 경우 혹은 성토고가 높은 경우 장대통로암거 발생시 상호교행 불가능으로 통행에 불편을 줌으로 민원이 발생되는 문제점과 콘크리트, 거푸집, 동바리, 철근자재 등으로 공사비의 증가와 시공기간이 길어지고 공정이 복잡해지는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 통로암거는 측벽 및 상부가 곡선으로 처리되어 기존 철근콘크리트 암거보다 내공 단면력이 증가되고 측방여유 및 미관이 우수하나, 공간활용에 비효율적이고 내부면이 굴곡 되어져 터널내의 배기가스 배출이 안되어 부식과 통행자에게 건강을 해칠 위험성이 큰 문제점이 있었다.

또한, 터널에 사용시 터널상부의 토피층이 어느 정도 두께이상 되어야 아치 작용에 의해 붕괴되지 않고 터널을 건설할 수 가 없을 시, 짧은 터널을 사용시 그 상부에 파형강판을 시공하고 그 상부에 콘크리트를 타설하는 시공은 비용과 시간과 중량을 고려해야 하는 시공상 및 설계상 문제점이 내포되어 있다.

따라서, 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 본 발명의 목적은 시공성과 안정성을 이용하여 터널 또는 통수로 암거를 시공시 2중 구조를 갖는 파형강판을 이용하여 시공한 터널구조를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 타형강판의 장점이자 단점이 굴곡진 구조로 이루어져 자동차배기가스의 배출로 인한 내부 부식을 억제하고, 터널내의 청정한 환경을 갖도록 시공한 터널구조를 제공하는 데 있다.

본 발명의 이루고자하는 목적은 파형강판을 이용한 터널공법에 있어서, 양날개면이 2중 구조로 형성된 기초 콘크리트구조물를 시공하고, 상기 2단 날개의 양상단면에 파형강판을 시공하되 배수로와, 샌드위치구조의 고정지지시트로 고정하고 터널내에 공기순환이 이루어지도록 배기가스 배출구를 구현한 터널건설구조를 달성하였다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예의 파형강판을 이용하여 이중공법으로 시공한 터널구조를 도시한 단면도,

도 2는 본 발명의 다른 실시예의 파형강판을 이용한 이중공법으로 시공한 터널구조의 "A"부분을 도시한 상세도,

도 3은 본 발명의 실시예의 파형강판과 고정지지시트의 결합부를 도시한 단면도,

도 4는 본 발명의 실시예의 2중 구조의 파형강판을 결합한 구조 및 배기가스 배출구를 도시한 단면도,

도 5는 본 발명의 실시예의 파형강판을 이용한 이중공법으로 시공한 터널구조의 배기 가스배출을 위한 송풍기를 도시한 사용 상태도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : H형 빔 20 : 고정앙커

30 : 고정지지시트 40 : U 배수로

50 : 배수구 60 : 1단구조의 콘크리트구조물

70 : 2단구조의 콘크리트구조물

80 : 관통구 90 : 고정 너트 및 볼트

100 : 콘크리트구조물 110 : 송풍기

이하, 본 발명의 실시예를 들어 파형강판을 이용한 이중공법으로 시공한 터널구조를 구체적으로 설명하고자 한다.

도 1내지 도 5에 도시한 본 발명은 상단에 뒷채움재와 내측면을 옹벽처리하여 기초 바닦면에 파형강판을 시공한 터널구조에 있어서,

상기의 내측면의 기초콘크리트에 연계되어 이중 파형강판(P)이 시공되도록 건설한 콘크리트구조물(100)과; 상기 콘크리트구조물의 1단 구조의 콘크리트구조물(60) 양상단면에 파형강판(P)을 시공하되, 상기 콘크리트구조물에 내설한 H형 빔(10)에 파형강판을 고정하도록 고정지지시트(30, 30')를 양측면에 삽입고정하여 설치한 반원형의 아치형 파형강판구조물(P)과; 상기 콘크리트구조물의 2단 구조의 콘크리트구조물(70) 양상단면에 파형강판(P)을 시공하되 콘크리트구조물에 내설한 H형 빔(10)에 파형강판을 고정하도록 고정지지시트(30,30')를 양측면에 삽입 고정하여 설치한 반원형의 아치형 파형강판구조물(P)과; 상기 반원형의 아치형 파형강판구조물내의 강판 골에 다수의 배출 관통구(80)를 형성하고, 터널내의 공기를 배출하도록 파형강판 내에 송풍기(110)를 내설하여 시공한 특징이 있다.

상기와 같은 특징의 본 발명을 실시함에 있어서, 터널 건설지점에 상부 반단면을 굴착할 때 최소한의 규모만 굴착할 수 있도록 하되 굴착되는 부분의 양측지점에 H파일을 이용한 토류벽을 수직하게 설치하고 직각으로 시공하도록 건설하는 것이 바람직하나 현장의 여건에 따라 토류벽을 설치하도록 시공된다.

또한, 본 발명의 파형강판을 이용하여 이중공법으로 시공한 터널은 최소한의 상부 반단면 굴착부만 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 위한 것은 파형강판을 이용한 시공방법의 최대한의 장점이다.

다음, 상기 토류벽을 설치하고, 저면에 기초 콘크리트를 타설하여 콘크리트구조물(100)을 시공하되 상기 콘크리트구조물의 양측면에 1단구조의 콘크리트구조물(60)과 2단구조의 콘크리트구조물(70) 즉, 양날개면을 형성하여 2중 구조를 갖는 파형강판(P)을 시공하도록 구성하였다.

도 3에 도시한 바와 같이 상기 파형강판을 시공시에 파형강판이 착설 지지되도록 H형 빔(10)을 수평으로 내설하고 그 홈에 파형강판(P)을 착설하되 다수의 골이 일률적으로 형성된 면을 양측면에서 샌드위치식 고정으로 고정지지시트(30)를 삽입한 후, 다수의 고정 너트 및 볼트(90)를 삽입하여 고정시키도록 하였다.

또한, 상기 고정지지시트는 수직방향으로 H형 빔(10)에 수직방향의 고정앙커(20)로 고정하여 기초부를 고정하도록 하였다.

다음, 도 2에 도시한 바와 같이 상기 2단 구조의 콘크리트 구조물(100)은 이중 파형강판 내에 습기와 장기간 사용시 발생되는 침출수를 배출하되 파형강판 고정부에 침출수가 쉽게 접하지 않도록 2단구조의 콘크리트구조물사이에 "∪"형 배수로(40)를 형성하고, 일측 저면으로 침출수가 배수되도록 배수구(50)를 시공한 특징이 있다.

또한, 도 3과 도 5에 도시한 바와 같이 2중 구조를 갖도록 파형강판을 시공하되 파형강판(P)의 다수의 골부분에 배출 다수의 관통구(80)를 형성하여 터널내의 배기가스를 원활히 배출하도록 하되 강제식 송풍방식으로 송풍기(110)를 내설하여 터널 외부로 연결된 배출구로 배출하도록 시공하였다.

본 발명의 다른 실시예로 도 4에 도시한 바와 같이 파형강판과 파형강판을 다수의 볼트 및 너트로 고정하도록 시공하여 견고성을 극대화시켰다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 파형강판을 이용하여 이중공법으로 시공한 터널구조의 작용을 상세히 설명한다.

터널 또는 긴 통수로암거 설계시 그 지층과 여건에 따라 콘크리트구조물을 사용할 수 없는 시공의 여건을 획기적으로 개선하여 하중의 강도를 최대화시키고, 공기기간을 단축시키도록 하되, 기초콘크리트를 타설시 양측면에 2단구조의 콘크리트 구조물을 거푸집으로 기초틀을 시공하도록 하였다.

다음, 양측 2단구조의 콘크리트구조물 양상단면에 H형 빔(10)을 착설하여 안착하고, H형 빔(10) 홈에 파형강판 기초부를 샌드위치 결합방식으로 조립설치하되 다수의 골구조를 형성한 고정지지시트(30,30')를 끼워 고정 너트 및 볼트(90)로 고정하도록 시공하였다.

상기와 같은 방식으로 1,2단 콘크리트구조물에 파형강판(P)을 고정하고, 상기 파형강판내에 발생되는 습기와 침출수를 배출할 수 있도록 콘크리트 구조물의 양 날개구조물 사이에 U형 배수로(40)를 시공하고 일측면에 배수구(50)를 형성하여 외부로 배출하도록 시공하였다.

또한, 터널내에 발생되는 배기가스를 별도를 송풍기를 돌출시키지 않고 파형강판 사이 또는 터널의 전/후방에 송풍기를 내설하여 터널내의 공기가 파형강판의 관통구(80)를 통하여 외부로 배출되도록 시공하였다.

예컨대, 본 발명의 파형강판을 이용한 이중공법으로 시공한 터널구조를 상세히 설명하나 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 구조 등은 얼마든지 치환 또는 변형이 가능하다는 것이 당업자에게 명백히 이해될 것이고 이 또한 본 발명의 권리범위에 속함은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 파형강판을 이용한 이중공법으로 시공한 터널구조는 토사의 굴착량 및 굴착부의 폭을 줄여서 자연 환경파괴를 최소화하고빠른 원상복구가 이루어지도록 하되 하중강도를 극대화시키고, 장시간 사용시 발생되는 침출수 등이 터널 내로 떨어지지 않도록 별도의 배수로를 시공한 효과가 있다. 또한, 터널 내에 발생되는 자동차 배기가스 등을 별도의 돌출형 송풍기로 설치 시공하지 않아 미관상 아름다우며; 안정을 극대화시킨 뛰어난 터널구조건설로 도로건설산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 상단에 뒷채움재와 내측면을 옹벽처리하여 기초면에 파형강판을 시공한 터널구조에 있어서,

   상기 내측면의 기초콘크리트에 연계되어 이중구조의 파형강판(P)이 시공되도록 건설한 콘크리트구조물(100)과; 상기 콘크리트구조물의 1단 구조의 콘크리트구조물(60) 양상단면에 파형강판(P)을 시공하되, 상기 콘크리트구조물에 내설한 H형 빔(10)에 파형강판을 고정하도록 고정지지시트(30, 30')를 양측면에 삽입고정하여 설치한 반원형의 아치형 파형강판구조물(P)과; 상기 콘크리트구조물의 2단 구조의 콘크리트구조물(70) 양상단면에 파형강판을 시공하되 콘크리트구조물에 내설한 H형 빔(10)에 파형강판을 고정하도록 고정지지시트(30,30')를 양측면에 삽입고정하여 설치한 반원형의 아치형 파형강판구조물(P)과; 상기 반원형의 아치형 파형강판구조물내의 강판 골에 다수의 배출 관통구(80)를 형성하고, 터널내의 공기를 외부로 배출하도록 파형강판내에 송풍기(110)를 내설하여 시공한 것을 특징으로 하는 파형강판을 이용하여 이중공법으로 시공한 터널구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 콘크리트 구조물(100)은 이중 파형강판(P) 내에 습기와 장기간 사용시 발생되는 침출수를 배출하도록 하되 파형강판을 고정하는 기초연결부에 침출수가 쉽게 접하지 부식되지 않도록 2단구조의 콘크리트구조물 사이에 "∪"형 배수로(40)를 형성하고, 일측 저면으로 침출수가 배수되도록 배수구(50)를 시공함을 특징으로 하는 파형강판을 이용하여 이중공법으로 시공한 터널구조.