KR20060083740A - 앵커 지보를 이용한 피암터널 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 앵커를 이용하여 사면을 보강하면서 피암(避岩)터널을 시공함으로써 자연훼손을 최소화하면서도 안전하고 경제적으로 피암터널을 시공할 수 있는 방법에 관한 것이다.

본 발명에서는, 수직파일(10)을 원지반(100)에 수직하게 관입하여 설치하는 단계; 원지반(110)에 소정 경사로 앵커공을 천공하는 단계; 상기 앵커공에 앵커(20)를 설치, 고정한 후 앵커(20)의 단부를 상기 수직파일(10)에 정착하여 원지반(110)을 보강하는 단계; 수직파일(10) 내측 부분의 공간을 굴진하여 터널의 절반 형상에 해당하는 제1단계 굴착부분(2a)을 굴착하는 단계; 제1단계 굴착부분(2a)에 콘크리트 라이닝(3) 및 중앙 벽체(4)를 시공하는 단계; 수직파일(10) 외측부분의 공간을 터파기하여 터널의 나머지 부분에 해당하는 제2단계 굴착부분(2b)을 굴착하는 단계; 상기 제2단계 굴착부분(2b)에 콘크리트 라이닝(3)을 시공하여 전체 피암터널(1)을 형성하는 단계; 및 제2단계 굴착부분(2b)의 피암터널(1) 상부를 복토(120)하고, 피암터널(1) 내부에 존재하는 수직파일(10) 부분은 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피암터널 시공방법이 제공된다.

피암터널, 앵커, 파일, 복토, 굴착, 시공, 합벽 콘크리트 벽체

Description

앵커 지보를 이용한 피암터널 시공방법{Method for Constructing Rock Shed Tunnel Using Anchor}

도 1은 종래의 피암터널 구조를 보여주는 개략적인 터널 단면도이다.

도 2a부터 도 2f는 본 발명에 따라 피암터널을 시공하는 각 단계를 보여주는 개략적인 터널 단면도이다.

도 3은 본 발명의 피암터널 시공방법의 또다른 실시예에 따라 시공된 터널의 개략적인 단면도이다.

도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 시공방법에 의하여 시공된 피암터널의 시공 후 개략적인 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 피암터널 2a, 2b : 굴착부분

3 : 콘크리트 라이닝 4 : 중앙 벽체

10 : 수직파일 20 : 앵커

본 발명은 피암(避岩)터널의 시공방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 앵커를 이용하여 사면을 보강하면서 피암터널을 시공함으로써 자연훼손을 최소화하면서도 안전하고 경제적으로 피암터널을 시공할 수 있는 방법에 관한 것이다.

하천을 이웃한 경사면의 가장자리에 도로, 철도 등을 시공하는 경우처럼, 도로의 일측에는 경사지가 위치하고 도로의 타측으로는 여유 공간이 없는 경우에는, 경사지를 크게 절토하여 도로 등을 시공하였다. 이와 같이 대절토가 불가피한 대사면 절취구간에 도로, 철도 등을 시공할 경우에는 경사면의 붕괴, 낙석 등의 위험이 상존하기 때문에, 이러한 경사면의 붕괴, 낙석 등으로부터 도로 등을 보호하기 위하여 도로 등의 상부에 별도의 피암터널을 시공하게 된다.

도 1에는 종래의 피암터널의 개략적인 단면도가 도시되어 있는데, 도로 시공을 위하여 원지반을 사면절취선(101)까지 완전히 절취하여 터파기한 후, 콘크리트 구조물로 이루어진 피암터널(200)을 시공한다. 피암터널(200) 설치 후에는 미관을 위하여 피암터널(200) 상부를 약 5m 정도의 두께로 복토(102)를 하게 된다. 도 1에서 부재번호 100으로 표시된 실선은 원지반선(100)을 나타낸다.

이와 같이, 종래의 피암터널 시공방법에서는 개착 형식으로 터널을 시공하게 되므로 사면전체를 터파기하여야 하며, 그에 따라 자연경관이 과도하게 손상되는 문제점이 있다. 또한 사면전체 터파기를 위해서 상당히 많은 공사비가 소요될 뿐만 아니라, 그에 따른 공기도 많이 지연된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 피암터널 시공방법이 가지는 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것이다. 따라서 본 발명은 피암터널을 시공함에 있어서 원지반의 터파기를 최소화하여 자연경관의 훼손을 최대한 방지할 뿐만 아니라, 터파기에 따른 공사비를 줄이고 공기를 단축할 수 있는 피암터널 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 본 발명의 목적은, 수직파일을 원지반에 수직하게 관입하여 설치하는 단계; 상기 원지반에 소정 경사로 앵커공을 천공하는 단계; 상기 앵커공에 앵커를 설치, 고정한 후 앵커의 단부를 상기 수직파일에 정착하여 원지반을 보강하는 단계; 수직파일 내측 부분의 공간을 굴진하여 터널의 절반 형상에 해당하는 제1단계 굴착부분을 굴착하는 단계; 제1단계 굴착부분에 콘크리트 라이닝 및 중앙 벽체를 시공하는 단계; 수직파일 외측부분의 공간을 터파기하여 터널의 나머지 부분에 해당하는 제2단계 굴착부분을 굴착하는 단계; 상기 제2단계 굴착부분에 콘크리트 라이닝을 시공하여 전체 피암터널을 형성하는 단계; 및 제2단계 굴착부분의 피암터널 상부를 복토하고, 피암터널 내부에 존재하는 수직파일 부분은 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피암터널 시공방법에 의하여 달성된다.

본 발명에서는 구체적인 실시예로서, 상기한 피암터널 시공방법에서, 상기 수직파일은 피암터널의 중앙에 위치하며, 피암터널 내부에 위치하는 상기 수직파일 부분은 중앙 벽체 시공 시에 중앙 벽체의 콘크리트에 매립되어 중앙 벽체와 일체가 되는 것을 특징으로 하는 피암터널 시공방법이 제공된다.

이하, 첨부된 예시도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

첨부도면 도 2a부터 도 2f에는 각각 본 발명에 따른 피암터널 시공방법의 각 단계를 설명하기 위한 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 도 2a부터 도 2f에 있어서, 부재번호 100으로 표시된 실선은 원지반선(100)이고, 부재번호 101로 표시된 점선은 사전에 설계된 사면절취선(101)이다.

도면을 참조하여 본 발명의 피암터널 시공방법을 각 단계별로 설명하면, 우선 도 2a에 도시된 것처럼 H파일, 마이크로파일 등과 같은 수직파일(10)을 원지반(100)에 수직하게 관입하여 설치하며, 원지반(110)에는 소정 경사로 앵커공을 천공한다. 도 2a에서 구간 A는 굴착이완영역구간으로서, 앵커의 자유장 구간이 되고, 구간 B는 정착장 구간이 된다. 상기 굴착이완영역구간 즉, 자유장 구간(A)에서는 앵커공에 상당한 압축력이 작용하게 된다. 따라서, 상기 앵커공의 자유장 구간(A)에는 압축력에 대한 보강으로서 강관(111)을 설치하는 것이 바람직하다. 이후 도 2b에 도시된 것처럼 앵커공에 앵커(20)를 설치하고 정착장 구간(B)에 그라우팅을 시행한 후 앵커(20)의 단부를 수직파일(10)에 정착한다.

후속하여 도 2c에 도시된 것처럼, 수직파일(10)의 내측 부분 즉, 수직파일(10)과 사면절취선(101) 사이의 공간을 NATM 공법 등을 이용하여 굴진하여 터널의 대략 절반 형상을 굴착한다. 도 2c에서 부재번호 2a는 제1단계 굴착부분(2a)을 나타낸다. 굴착이 완료되면 도 2d에 도시된 것처럼 제1단계 굴착부분(2a)에 콘크리트 라이닝(3) 및 중앙 벽체(4)를 시공한다. 다음으로는 도 2e에 도시된 것처럼 터널의 나머지 부분을 시공하기 위하여 수직파일(10)의 외측부분 즉, 수직파일(10)과 경사지 자유면 사이의 공간을 터파기한다. 도 2e에서 부재번호 2b는 제2단계 굴착부분(2b)을 나타낸다.

후속하여 도 2f에 도시된 것처럼 제2단계 굴착부분(2b)에 콘크리트 라이닝(3)을 시공하여 전체 피암터널(1)을 형성한 후 제2단계 굴착부분(2b)의 피암터널(1) 상부를 복토(102)한다. 만일 시공 현장의 지형 등이 허락하는 경우에는 복토(102)가 필요 없도록 제2단계 굴착부분(2b)을 NATM공법으로 굴진하여 터널의 나머지 부분을 시공할 수도 있다.

피암터널(1) 내부에 존재하는 수직파일(10) 부분은 제거하게 되는데, 피암터널(1) 내부의 차량 교행부분에 존재하는 수직파일(10) 부분(도 2f에서 수직파일의 점선으로 도시된 부분)을 절단함으로써 쉽게 제거할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 피암터널 시공방법에서는, 터널 시공부분의 원지반을 모두 터파기하지 않고, 앵커를 이용하여 원지반을 지지한 상태에서 최소한의 원지반만을 터파기하여 피암터널을 시공할 수 있게 된다. 따라서 종래의 피암터널 시공방법에 비하여, 자연경관의 훼손을 최소화시킬 수 있으며, 터파기에 따른 공사비를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 공기를 현저하게 단축할 수 있게 된다. 또한 터파기를 최소화하게 되므로, 그만큼 시공 중의 안정성 확보에 유리하게 된다.

다음에서는 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 피암터널 시공방법의 또다른 실시예에 대하여 설명한다. 도 3은 시공 완료 후의 개략적인 피암터널 단면도인데, 도 3에 도시된 실시예에 따른 피암터널(1)에서는, 수직파일(10)이 터널의 중앙에 위치하게 되어 터널의 중앙 벽체(4) 시공시, 수직 파일(10)이 중앙 벽체(4) 내에 일체로 매립된다는 점이 도 2f에 도시된 실시예와의 차이점이다.

즉, 현장 여건 상 수직파일(10)이 터널의 중앙에 위치할 수 있다면, 도 3에 도시된 것처럼 수직파일(10)을 중앙 벽체(4)와 일체로 시공하는 것이 바람직하며, 현장 여건이 허락하지 아니하는 경우에는 도 2f에 도시된 실시예와 같이 수직파일(10)을 추후 제거하여야 하는 것이다. 도 3에 도시된 것처럼 수직파일(10)을 중앙 벽체(4)에 매립하여 일체를 이루도록 하게 되면, 중앙 벽체(4)의 강성이 더욱 증대되는 효과를 발휘할 수 있게 된다. 도 3에 도시된 실시예에 있어서 기타 구성은 도 2f에 도시된 실시예와 동일하므로, 반복 설명은 생략한다.

도 4에는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 시공방법에 의하여 시공된 피암터널의 시공 후 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 도 4에 도시된 실시예는 도 3에서 설명한 실시예의 변형으로서, 중앙 벽체(4)를 합벽 콘크리트 벽체로 시공하고 중앙 벽체(4)의 외측에는 더 이상의 터널을 시공하지 않고 개방된 형태로 형성하는 것이다.

즉, 터널이 시공되는 지형에 따라서는 수직파일(10)이 내부에 매립되어 있는 합벽 콘크리트 벽체로 중앙 벽체(4)를 시공하고, 중앙 벽체(4)의 외측 지반은 모두 터파기 하여 개방된 공간으로 남겨두는 것이다. 상기 중앙 벽체(4)에는 터널 내에 서 외부를 볼 수 있도록 투명창(도시되지 않음)을 설치하여 외부의 경관을 감상할 수 있도록 하는 것도 바람직하다. 이와 같이 합벽 콘크리트 벽체 형태로 중앙 벽체(4)를 시공하는 경우, 터널 위쪽의 수직파일(10) 부분도 모두 포함하도록 합벽 콘크리트 벽체를 시공하여야 하며, 벽체 시공 후 앵커(20)의 정착부분은 캡 콘크리트로 덮어서 마감하는 것이 바람직하다. 도 4에서도 앞서 도 3과 마찬가지로 도 2f에 도시된 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부재번호를 사용하고, 그에 대한 반복 설명은 생략하였다.

이상에서는, 본 발명에 따른 피암터널의 시공방법이 첨부 도면에 도시된 구체적인 실시예를 참조하여 상세하게 설명되었으나, 이는 하나의 양호한 실시예에 불과한 것이며, 본 발명의 보호범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 이상과 같은 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 및 균등한 다른 실시가 가능한 것이며, 이러한 변형 및 균등한 다른 실시예는 본 발명의 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 피암터널 시공방법에 의하면, 터널 시공부분의 원지반을 모두 터파기하지 않고, 앵커를 이용하여 원지반을 지지한 상태에서 최소한의 원지반만을 터파기하여 피암터널을 시공할 수 있게 된다. 따라서 종래의 피암터널 시공방법에 비하여, 자연경관의 훼손을 최소화시킬 수 있으며, 터 파기에 따른 공사비를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 공기를 현저하게 단축할 수 있게 된다. 또한 터파기를 최소화하게 되므로, 그만큼 시공 중의 안정성 확보에 유리하게 된다.

특히, 수직파일을 시공함에 있어서, 수직파일의 설치위치를 터널의 중앙으로 하고, 터널의 중앙 벽체의 시공시 수직파일을 중앙 벽체의 콘크리트 내에 일체로 매립하게 되면, 중앙 벽체의 강성을 더욱 증가시킬 수 있는 효과를 발휘하게 된다.

Claims (4)

1. 수직파일(10)을 원지반(100)에 수직하게 관입하여 설치하는 단계;

   원지반(110)에 소정 경사로 앵커공을 천공하는 단계;

   상기 앵커공에 앵커(20)를 설치, 고정한 후 앵커(20)의 단부를 상기 수직파일(10)에 정착하여 원지반(110)을 보강하는 단계;

   수직파일(10) 내측 부분의 공간을 굴진하여 터널의 절반 형상에 해당하는 제1단계 굴착부분(2a)을 굴착하는 단계;

   제1단계 굴착부분(2a)에 콘크리트 라이닝(3) 및 중앙 벽체(4)를 시공하는 단계;

   터널의 나머지 부분의 시공을 위하여 수직파일(10) 외측부분의 공간에 제2단계 굴착부분(2b)을 굴착하는 단계;

   상기 제2단계 굴착부분(2b)에 콘크리트 라이닝(3)을 시공하여 전체 피암터널(1)을 형성하는 단계; 및

   제2단계 굴착부분(2b)의 피암터널(1) 상부를 복토(120)하고, 피암터널(1) 내부에 존재하는 수직파일(10) 부분은 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피암터널 시공방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 수직파일(10)은 피암터널(1)의 중앙에 위치하며, 피암터널(1) 내부에 위치하는 상기 수직파일(10) 부분은 중앙 벽체(4) 시공시에 중앙 벽체(4)의 콘크리트에 매립되어 중앙 벽체(4)와 일체가 되는 것을 특징으로 하는 피암터널 시공방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 중앙 벽체(4)는 수직파일(10)을 내부에 매립하고 있는 합벽 콘크리트 벽체로 시공하며;

   상기 중앙 벽체(4) 외측의 제2단계 굴착부분(2b)을 완전히 터파기 하되, 터파기 된 부분에는 터널의 나머지 부분을 시공하지 않고 개착된 상태로 존치시키는 것을 특징으로 하는 피암터널 시공방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 앵커공의 굴착이완영역구간에는 강관(111)을 설치하는 것을 특징으로 하는 피암터널 시공방법.

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