KR20050017815A

KR20050017815A - 투 아치 터널의 굴착공법과 구조 및 설계

Info

Publication number: KR20050017815A
Application number: KR1020030055235A
Authority: KR
Inventors: 윤석렬
Original assignee: 윤석렬
Priority date: 2003-08-09
Filing date: 2003-08-09
Publication date: 2005-02-23
Also published as: KR100701630B1

Abstract

본 발명은 도로 또는 철도, 지하 비축시설, 군사시설 등에서의 터널의 시공방법과 그 장치에 관한 것으로, 중앙터널(10)의 상부를 굴착하는 단계(130), 중앙터널(10)의 하부를 굴착하는 단계(135), 중앙터널(10)을 관통하고 중간벽체(20)의 철근을 조립하고 콘크리트를 타설하여 형성시키고 중간벽체(20) 상부의 틈을 그라우팅하는 단계(140), 좌측 메인터널(30)의 상부를 굴착하는 단계(145), 우측 메인터널(40)의 상부를 굴착하는 단계(150), 좌측 메인터널(30)의 하부를 굴착하는 단계(155), 우측 메인터널(40)의 하부를 굴착하는 단계(160)로 이뤄지는 투 아치 굴착터널의 시공에 있어,

중간벽체(20)의 양측벽 상부에 물이 모이는 배수저점(Low point)을 형성시키고 중간벽체(20)의 길이방향의 시공연결부에 신축죠인트 역할도 겸할 수 있는 일정 폭의 드레인 디치(85)를 설치하여 중간벽체(20)의 상부에 설치된 부직포(50) 및 방수막(60)에 의하여 집수되는 배수저점부의 물을 유공배수관(80)과 이에 연결된 드레인 디치(85)를 통하여 원활히 배수시키도록 하는 것을 특징으로 하는 투 아치 굴착터널의 공법과 구조에 관한 것으로, 기존의 공법보다 시공이 간단하고 중앙 상부 지반의 침투수를 효과적으로 하부로 배수하기가 용이하고 배수기능이 저하될 경우에도 유지관리에 의한 원상복구가 가능하도록 고안된 것이다.

특히 상기 발명은 기존의 투 아치 굴착공법은 굴착한 후 중간 벽체를 시공할 때 상부에 방수층을 두므로 지반의 충분한 지보가 불가능하여 구조적으로 불안정하고 본선부의 방수층과 연결해야 함으로 설치시기의 차이와 본선부의 발파 굴착에 따른 연결방수층의 열화 및 손상이 심하여 방수가 제대로 되지 못하며 방수 연결부의 배수관이 자주 막히고 동결에 의해 파손되는 등 배수기능이 원활하지 못한 단점이 있었으나 배수방법을 변경하고 방수시공도 한꺼번에 할 수 있도록 개선하여 공정을 단순화시키고 품질의 향상과 공사기간 및 공사비를 획기적으로 줄이는 효과가 있다.

Description

투 아치 터널의 굴착공법과 구조 및 설계{Construction and design method about center wall of two arch tunnel excavation method}

본 발명은 도로 또는 철도, 지하비축시설, 군사시설 등에서의 터널의 공법과 그 장치에 관한 것으로, 특히 투 아치 터널의 중간벽체의 공법 및 구조에 관한 것이다.

기존의 투 아치 터널은 첨부된 도3에서 알 수 있듯이, 중앙 터널을 굴착한 후 중간 벽체를 시공할 때 상부에 방수층을 두므로 중앙 상부 지반의 충분한 지보가 불가능하여 구조적으로 불안정하고 본선부의 방수층과 연결해야 함으로 설치시기의 차이와 본선부의 발파 굴착에 따른 연결방수층의 열화 및 손상에 의하여 방수가 원활하지 못하며 방수 저점부의 연결배수관(25)이 자주 막히고 동결에 의해 파손되어 배수가 제대로 되지 않아 중간 벽체의 표면에 누수 및 백화현상이 발생하기도 하였다. 그리고 중간벽체의 콘크리트 타설시 벽체부, 상부 헌치부, 방수막 설치 후 최상부로 나누어 분할하여 타설해야 하므로 많은 시간을 요하고 품질이 저하되는 원인이 되었다.

본 발명은 상기 기술한 문제점을 해결하기 위하여, 특히 터널 중간 벽체를 설치하는 방법을 개선하여 중앙부의 지지기능을 확실히 보장하고 터널 중앙부 지반의 배수기능과 시공방법을 혁신적으로 개선하고자 본 발명을 고안하였다.

상기 기술한 목적을 달성하기 위하여, 단계적으로 중앙터널의 상부를 굴착하는 단계, 중앙터널의 하부를 굴착하는 단계, 중앙터널을 관통하고 중간벽체에 철근을 조립하여 콘크리트를 타설하여 형성하고 중간벽체 상부의 틈을 그라우팅하는 단계, 좌측 메인터널의 상부를 굴착하는 단계, 우측 메인터널의 상부를 굴착하는 단계. 좌측 메인터널의 하부를 굴착하는 단계, 우측메인터널의 하부를 굴착하는 단계로 이뤄지는 투 아치 굴착터널의 시공에 있어 ,

중간벽체(20) 상부의 배수층을 없애고 그라우팅에 의해 지반과 밀착시키도록 하여 본선터널의 하중이 집중되는 중앙부의 지지를 확실히 할 수 있도록 만든 투 아치 터널굴착의 공법과 구조.

중간벽체의 양측벽 상부에 물이 모이는 배수저점(Low point)을 형성시키고 중간벽체(20)의 길이방향의 시공연결부에 신축죠인트 역할도 겸할 수 있는 일정 폭의 드레인 디치(85)를 설치하여 중간벽체(20)의 상부에 설치된 부직포(50) 및 방수막(60)에 의하여 집수되는 배수저점부의 물을 유공배수관(80)과 이에 연결된 드레인 디치(85)를 통하여 원활히 배수시키도록 하는 것을 특징으로 하는 구조와, 공용 중 중앙 벽체부의 배수기능이 저하되는 경우에 대한 유지관리가 가능하도록 하는 기능을 가진 구조로 되어 있다.

본 고안의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 그러나 다음 설명에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 하나인 투 아치 굴착터널의 시공방법을 이용하여 완성된 단면은 도1에서 알 수 있으며, 투 아치 굴착터널의 시공순서는 도4에 도시된 바와 같이, 중앙터널(10)의 상부를 굴착하는 단계(130), 중앙터널(10)의 하부를 굴착하는 단계(135), 중앙터널(10)을 관통하고 중간벽체(20)를 철근을 조립하고 콘크리트를 타설하여 형성시키고 중간벽체 상부의 틈을 그라우팅하는(도6) 단계, 좌측 메인터널(30)의 상부를 굴착하는 단계(145), 우측 메인터널(40)의 상부를 굴착하는 단계(150), 좌측 메인터널(30)의 하부를 굴착하는 단계(155), 우측 메인터널(40)의 하부를 굴착하는 단계(160)인 기존의 터널 공법에, 중간벽체(20)의 양측벽 상부에 물이 모이는 배수저점(Low point)을 형성시키고 중간벽체(20)의 길이방향의 시공연결부에 신축죠인트 역할도 겸할 수 있는 드레인 디치(85)를 설치하여 중간벽체(20)의 상부에 설치된 부직포(50) 및 방수막(60)에 의하여 집수되는 배수저점부의 물을 유공배수관(80)과 이에 연결된 드레인 디치(85)를 통하여 원활히 배수시키도록 하는 단계(165)를 포함하여 순차적으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 중간벽체(20) 상부에는 기존 터널에 있는 배수층을 없애고 그라우팅에 의해 지반과 밀착시키도록 하여 본선터널의 하중이 집중되는 중앙부의 지지를 확실히 할 수 있도록 하였고 터널 길이방향으로 5∼15m 간격으로 시공이음 조인트를 겸한 수축 신축줄눈을 주어 콘크리트의 균열을 제어하게 한다.

그리고 상기 중간벽체(20)는 콘크리트의 양생과정에서의 수축성 때문에 굴착 천정부와 틈이 벌어지므로 사전에 도면 6에 도시된 바와 같이, 길이 3∼5m의 그라우팅 호스(75)를 중간벽체의 종방향 길이에 맞춰 여러 개를 설치하여 무수축 시멘트 그라우팅(Cement Milk Grouting)을 실시한다.

중간벽체(20)의 주변지반 배수를 위한 형태 및 기능과 관련하여 중간벽체(20)의 형태는 본 발명의 매우 중요한 부분으로 기존의 터널은 도3에 도시된 바와 같이, 벽체에 배수파이프(25)를 설치하여 터널 상부주변지반의 지하수를 배제하도록 되어 있으나 배수가 잘 되지 않아 벽체의 표면에 누수 및 백화현상이 발생하였다. 이를 개선하고자 중간벽체(20)의 양측벽 상부에 물이 모이는 배수저점(Low point)을 형성시키고 중간벽체(20)의 길이방향의 시공연결부에 신축죠인트 역할도 겸할 수 있는 일정 폭의 드레인 디치(85)를 설치하여 중간벽체(20)의 상부에 설치된 부직포(50) 및 방수막(60)에 의하여 집수되는 배수저점부의 물을 유공배수관(80)과 이에 연결된 드레인 디치(85)를 통하여 원활히 배수시키도록 하였다.

또한 배수기능이 저하될 경우에도 유지관리에 의한 원상복구가 가능하도록 고려하였다.

본 발명은 병설 터널의 간격을 줄일 수 있는 투 아치 굴착터널의 구조를 활용하여 중간벽체(20) 상부에는 기존 터널에 있는 배수층을 없애고 그라우팅에 의해 지반과 밀착시키도록 하여 본선터널의 하중이 집중되는 중앙부의 지지를 확실히 할 수 있도록 하였고 중간벽체의 형태가 주변지반의 지하수 배수가 용이하고 터널 라이닝과 함께 연속성 있는 설치가 가능하도록 함으로써 기존 터널의 누수문제를 근본적으로 해결하였다.

중간벽체의 콘크리트 타설은 2회에 1롯드를 칠 수 있도록 고안하여 콘크리트 타설 회수를 3회에서 2회로 줄여 품질향상과 공기단축이 가능하도록 하였다.

또한 유사시에 배수기능이 저하된 경우에도 신축죠인트부에 설치된 드레인 디치의 스테인리스 강판과 PVC 판으로 된 이중 카바를 제거하여 중간 벽체의 상부 유공관과 드레인 디치부의 배수 상황을 육안으로 확인하여 부분적으로 원상복구가 가능하도록 되어 있다.

즉, 상기 발명은 기존 투 아치 굴착공법의 지반 지보의 불충분으로 인한 불안정성과 터널내의 배수기능 불충분으로 발생하는 누수문제를 근본적으로 해결하고 시공단계를 줄인 연속 중간벽체의 콘크리트 타설공법으로 시공공정을 단순화하여 품질의 향상과 공기 및 공비를 획기적으로 줄이는 효과가 있으며, 공용중 배수기능이 저하된 경우에도 중간 벽체의 상부 유공관과 드레인 디치부의 연결배수 상황을 육안으로 확인하여 부분적으로 원상복구가 가능하도록 되어 있다.

도 1은 본 발명의 투 아치 굴착터널의 표준단면을 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 투 아치 굴착터널의 단면을 개략적으로 도시한 도면.

도 3은 기존의 중앙기둥 지보형 터널의 단면을 개략적으로 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 투 아치 굴착터널의 시공순서를 개략적으로 나타낸 도면.

도 5는 본 발명의 중간벽체의 시공단면을 개략적으로 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 중간벽체의 상부를 그라우팅 하는 단면을 도시한 도면.

도 7은 본 발명의 드레인 디치부의 구성을 개략적으로 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>

10 : 중앙터널 20 : 중간벽체

25 : 배수파이프 30 : 좌측메인터널

40 : 우측메인터널 50 : 부직포

60 : 방수막 65 : 배수관

70 : 라이닝 콘크리트 75 : 그라우팅 호스

80 : 유공배수관 85 : 드레인 디치

90 : 스테인리스강판 95 : PVC 배수판

Claims

중앙터널(10)의 상부를 굴착하는 단계(130), 중앙터널(10)의 하부를 굴착하는 단계(135), 중앙터널(10)을 관통하고 중간벽체(20)를 철근을 조립하고 콘크리트를 타설하여 형성하고 중간벽체(20) 상부의 틈을 그라우팅하는 단계(140), 좌측 메인터널(30)의 상부를 굴착하는 단계(145), 우측 메인터널(40)의 상부를 굴착하는 단계(150), 좌측 메인터널(30)의 하부를 굴착하는 단계(155), 우측 메인터널(40)의 하부를 굴착하는 단계(160)로 이뤄지는 투 아치 굴착터널의 시공방법에 있어서,

중간벽체(20) 상부의 배수층을 없애고 그라우팅에 의해 지반과 밀착시키도록 하여 본선터널의 하중이 집중되는 중앙부의 지지를 확실히 할 수 있도록 만든 투 아치 터널굴착의 공법과 구조.
중간벽체(20)의 양측벽 상부에 물이 모이는 배수저점(Low point)을 형성시키고 중간벽체(20)의 길이방향의 시공연결부에 신축죠인트 역할도 겸할 수 있는 일정 폭의 드레인 디치(85)를 설치하여 중간벽체(20)의 상부에 설치된 부직포(50) 및 방수막(60)에 의하여 집수되는 배수저점부의 물을 유공배수관(80)과 이에 연결된 드레인 디치(85)를 통하여 원활히 배수시키도록 하는 것을 특징으로 하는 구조.
드레인 디치부의 배수가 유출되지 않게 스테인리스 강판 및 PVC 판으로 이중으로 보호하고 이 카바가 신축죠인트의 기능도 가능하도록 한 구조.
드레인 디치의 이중카바를 열 수 있는 구조로 함으로서 공용중 배수 기능이 저하된 경우에 육안 확인에 의한 유지관리가 가능하도록 한 구조.
중간 벽체의 구조를 단순화하고 본선터널의 방수층을 한꺼번에 설치할 수 있도록 하여 벽체 콘크리트를 2회에 타설할 수 있어 품질 향상, 공기단축, 공사비 절감이 가능하도록 한 구조.