KR20050072624A - 쉴드터널공법용 알씨 세그먼트 연결구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구조가 간단하면서도 시공이 용이한 쉴드터널공법용 세그먼트 연결구에 대한 것이다.

본 발명의 연결구는 일면이 개방된 개구부(2)를 갖는 박스형태의 바디(1)로 성형되고, 상기 바디(1)의 일측벽(5)에는 볼트체결용 체결공(7)이 관통되고, 상기 체결공(7)이 형성된 일측벽(5)에 대향하는 측벽(3)에는 적어도 하나의 축부재(4)가 소정 길이만큼 외향 돌출되도록 구비된다.

Description

쉴드터널공법용 알씨 세그먼트 연결구 {A joint of RC segment for shield tunnel process}

본 발명은 쉴드터널공법용 RC세그먼트 연결구에 대한 것으로서, 좀 더 상세히는 구조가 간단하면서도 시공이 용이하고, 높은 재하능력을 가지면서도 누수나 부착력 등의 품질이 우수한 새로운 구조의 쉴드터널공법용 RC세그먼트 연결구에 대한 것이다.

쉴드터널공법은 오픈컷 없이 터널보링머신을 지중으로 진입시키면서 토사를 굴착하고, 굴착된 토사는 액상으로 외부로 배출시킴으로써 터널을 굴착해 들어가는 터널공법으로서, 오픈컷 공법에 비해, 주변의 환경파괴를 최소화하고, 공사 중에도 지상의 기존 건물이나 시설물의 사용을 계속할 수 있다는 점에서 유리한 공법이다. 이러한 쉴드터널공법에서는 터널을 굴착한 다음에 터널벽에 프리캐스트 콘크리트로 성형되거나 또는 주철로 주조된 소위 '덕타일 세그먼트'를 연결부착함으로써 터널벽을 구성하게 된다. 그리고, 이러한 세그먼트는 대략 원호상의 세그먼트를 반경방향으로 연결하여 링형상의 쉴드를 형성하고, 이들을 터널의 축방향, 즉 길이방향으로 연속적으로 연결하여 긴 원통형의 터널벽을 형성하게 된다.

그런데 종래의 이러한 원호상의 콘크리트제 세그먼트를 반경방향 또는 축방향으로 연결하기 위해 세그먼트에 매입설치되는 연결구가 다양한 종류가 개발되어 사용되고 있으나, 종래의 세그먼트 연결구는 대체로 그 구조가 복잡하여 코스트가 높으며 세그먼트 내부의 철근과 나사식으로 연결하는 등, 현장에서의 시공작업이 복잡하다는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 쉴드터널 공법에 사용되는 RC세그먼트 연결구의 제조 및 시공상의 문제점에 착안하여 제안된 것으로서, 본 발명은 연결구의 구조가 간단하여 코스트를 절감하면서도 우수한 재하성능 및 부착강도를 발휘할 수 있으며, 세그먼트 속에 매입하여 성형할 때의 생산성이 우수하고, 현장에서의 세그먼트의 조립시공이 간단하여 시공능률을 높일 수 있는 새로운 구조의 쉴드터널 공법용 세그먼트 연결구를 제공하고자 하는 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 세그먼트 연결 부위가 터널에서의 누수의 취약점이 되지 않도록 하는 새로운 구조의 쉴드터널공법용 RC세그먼트 연결구를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명에 따르면, 굴착된 터널의 내벽에 터널의 반경방향 및 축방향으로 연결하여 터널벽을 형성하는 RC세그먼트(100)를 서로 연결하기 위해 세그먼트의 단부에 매입되는 터널쉴드공법용 RC 세그먼트 연결구에 있어서, 상기 연결구는 일면이 개방된 개구부(2)를 갖는 박스형태의 바디(1)로 성형되고, 상기 바디(1)의 일측벽(5)에는 체결공(7)이 관통형성되고, 상기 체결공(7)이 형성된 일측벽(5)에 대향하는 측벽(3)에는 적어도 하나의 축부재(4)가 소정 길이만큼 외향 돌출되도록 구비된 것을 특징으로 하는 쉴드터널공법용 RC세그먼트 연결구가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 체결공(7)이 형성된 측벽(5)은 상기 개구부(2)가 형성된 개구면(6)에 대하여 직각 또는 경사를 이루는 평탄면으로 구성된 것을 특징으로 하는 쉴드터널공법용 RC세그먼트 연결구가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 바디(1)의 외주면에는 보강리브(8)가 형성된 것을 특징으로 하는 쉴드터널공법용 RC세그먼트 연결구가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 축부재(4)의 외주면에는 이형철근과 같은 리브(15)가 형성되고 그 선단부는 확장된 형태의 스토퍼(16)가 형성된 것을 특징으로 하는 쉴드터널공법용 RC세그먼트 연결구가 제공된다.

이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예의 구성도이고, 도 2와 도 3은 각각 터널의 축방향 또는 길이방향 으로 세그먼트를 연결하는 링간 연결구(ring joint)와 터널의 반경방향으로 세그먼트를 연결하는 세그먼트간 연결구(segment joint)의 시공상태도이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 세그먼트 연결구는 크게 일체로 주물제작되는 박스형상의 바디(1)와, 이 바디(1)의 한 측벽(5)에서 외향 돌출되어 연장되는 이형철근 형태의 축부재(4)로 이루어진다. 상기 바디(1)는 전면이 개구된 개구부(2)를 포함한다. 그리고, 이 개구부(2)를 중심으로 축부재(4)가 형성된 측벽(3)에 대향하는 측벽(5)에는 체결공(7)이 관통형성된다.

바람직하게는 상기 개구부(2)가 형성된 바디(1)의 개구면(6)은 평탄면으로 이루어지고, 체결공(7)이 형성된 측벽(5)의 외측면이 RC세그먼트의 단부면에 매입된 상태에서 조립시에 인접하는 RC세그먼트(100)의 연결구 또는 세그먼트의 측벽과 밀착되도록, 측벽(5)은 평탄하게 이루어진다. 이때 이 평탄한 측벽(5)은 대체로 상기 개구면(6)에 대하여 직각으로 형성되지만, 후술하는 바와 같이, 최종조립용 키이 세그먼트의 경우에는 소정각도 경사를 가진 테이퍼면으로 구성된다.

한편, 세그먼트의 콘크리트에 접촉되는 바디(1)의 외주면은 대체로 라운딩면으로 이루어지고, 이 외주면에는 복수개의 보강리브(8)가 형성된다. 이 보강리브(8)는 체결공(7)이 형성된 측벽(5)에 대하여 직각방향으로 배치되어, 콘크리트와의 부착성을 증대시키면서 바디(1)의 강성을 보완하고, 아울러 바디(1)와 세그먼트(100)의 콘크리트 사이로 유입되는 빗물에 대하여 물끊기 작용을 함으로써 터널 내부로 우수 등이 유입되는 것을 차단한다.

한편, 바디(1)의 타측벽(3)으로부터 외향하여 수평연장되는 축부재(4)의 외주면에는 전술한 바와 같이 이형철근과 유사한 형태의 리브(15)가 형성되어, 이형철근과 동등 이상의 수준으로 콘크리트와의 부착성을 확보하고, 아울러 축부재(4)의 선단부에는 확장된 뭉치 또는 디스크 형태의 스토퍼(16)를 형성하여 콘크리트와의 정착력을 더욱 증대시켜서 본 연결구가 세그먼트에 견고하게 장착되도록 한다. 한편, 이 축부재(4)는 콘크리트와 부착력을 발휘하기도 하지만, RC세그먼트 내부에 배근되는 철근과 직접 겹침이음 등의 이음을 하여 구조적 일체성을 높일 수 있다. 도시된 실시예에서는 축부재(4)가 하나만 형성되었으나, 세그먼트 또는 볼트박스의 크기에 따라 축부재(4)가 두 개 이상 형성될 수도 있을 것이다.

이러한 구조의 세그먼트 연결구를 이용하여 세그먼트를 조립하기 위해서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 터널의 축방향으로 세그먼트를 연결하기 위해 원호상의 RC세그먼트의 폭방향 단부면을 연결하는 이른바 링간 조인트는 인접하는 세그먼트의 연결구의 평탄한 측벽(5)을 서로 맞대고, 측벽(5)의 체결공(7)을 통해 체결볼트(17)를 삽입하여 너트(18)와 함께 체결된다. 이 때 바디(1)의 개구부(2)를 통해 체결볼트(17)와 너트(18)를 투입시키고, 체결공구도 개구부(7)를 통해 바디(1) 내부로 투입하여 간편하게 체결한다. 따라서, 이 바디(1)의 내부 박스의 크기는 체결공구가 투입될 수 있는 적절한 정해지게 된다.

한편, RC세그먼트를 반경방향으로 연결하는 이른바, 세그먼트간 조인트는 도 3에 도시된 바와 같이, 세그먼트의 만곡된 반경방향 단부에 매입설치되는 연결구를 체결볼트(17)와 너트(18)를 이용하여 측벽(5)의 체결공(7)을 통해 서로 연결한다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예를 보여주는데, 도시된 바와 같이, 인접하는 세그먼트 중의 일측의 세그먼트에는 본 발명에 따른 볼트박스 타입의 연결구를 매입하지만, 이에 인접하는 세그먼트에는 별도의 볼트박스 없이, 이형철근부(21)와 너트부(22)가 일체로 된 앵커인서트가 매입되어, 볼트박스 바디(1)로부터 체결볼트(17)가 삽입되어 앵커인서트의 너트부(22)에 나사결합될 수 있다.

도 5은 본 발명의 또 다른 실시예이고, 도 6은 이의 사용상태도로서, 바디(1)의 체결공(7)이 형성된 측벽(5)이 개구면(6)에 대해 직각이 아닌 경사면으로 형성된 것이다. 이러한 세그먼트 연결구는 터널의 상단부와 같이 마지막으로 조립되는 키이 세그먼트(key segment 또는 K-segment)에 사용되는 것으로서, 기조립된 인접 세그먼트 사이에 용이하게 삽입되도록, 키이 세그먼트의 삽입측면이 경사지게 형성되기 때문에, 이에 부합되도록 연결구의 바디(1)의 측벽(5)을 경사진 테이퍼면으로 형성한 것이다.

이상에서 설명한 본 발명에 따르면, 종래의 쉴드터널공법에 사용하는 세그먼트를 연결하기 위한 연결구의 구조가 단순한 볼트박스형태의 바디에 축부재가 돌출형성되어 이루어진 단순하면서도 재하성능이 우수한 구조로 되므로, 일체로 주물제작하는 경우에 제작 코스트가 절감되고 역학적 특성이 우수하며, 볼트박스를 통해 체결볼트 및 너트를 체결공구와 함께 간편하게 투입하여 체결하면 되므로 시공이 간편하고 신속하게 이루어질 수 있다. 아울러, 바디(1)의 외주면에는 보강리브가 형성되고 축부재에는 리브 및 스토퍼가 설치되어 콘크리트와의 부착력 및 정착력이 증대되므로 구조적인 일체성이 증대되고, 세그먼트 연결부위를 통한 누수를 억제하는 효과를 달성할 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 외관도

도 2는 본 발명이 링간 연결구로 사용된 사용상태도

도 3은 본 발명이 세그먼트간 연결구로 사용된 사용상태도

도 4은 본 발명의 다른 실시예의 구성도

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예의 구성도

도 6은 상기 실시예의 사용상태도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1. 바디 2. 개구부

3. 측벽 4. 축부재

5. 측벽 7. 체결공

Claims (4)

1. 굴착된 터널의 내벽에 터널의 반경방향 및 축방향으로 연결하여 터널벽을 형성하는 RC세그먼트(100)를 서로 연결하기 위해 세그먼트의 단부에 매입되는 터널쉴드공법용 RC 세그먼트 연결구에 있어서, 상기 연결구는 일면이 개방된 개구부(2)를 갖는 박스형태의 바디(1)로 성형되고, 상기 바디(1)의 일측벽(5)에는 체결공(7)이 관통형성되고, 상기 체결공(7)이 형성된 일측벽(5)에 대향하는 측벽(3)에는 적어도 하나의 축부재(4)가 소정 길이만큼 외향 돌출되도록 구비된 것을 특징으로 하는 쉴드터널공법용 RC세그먼트 연결구.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 체결공(7)이 형성된 측벽(5)은 상기 개구부(2)가 형성된 개구면(6)에 대하여 직각 또는 경사를 이루는 평탄면으로 구성된 것을 특징으로 하는 쉴드터널공법용 RC세그먼트 연결구.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 바디(1)의 외주면에는 보강리브(8)가 형성된 것을 특징으로 하는 RC쉴드터널공법용 세그먼트 연결구.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 축부재(4)의 외주면에는 이형철근과 같은 리브(15)가 형성되고 그 선단부는 확장된 형태의 스토퍼(16)가 형성된 것을 특징으로 하는 쉴드터널공법용 RC세그먼트 연결구.