KR20070057653A - 지하구조물 시공법 - Google Patents

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KR20070057653A
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신이치 마루타
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우에무라기켄코교가부시끼가이샤
교쿠토코겐콘크리토신코가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은 상자형 루프를 압입 한 후, 콘크리트 함체를 추진시키는 경우, 함체의 추진과 동시에 대각 절단부위 토사를 상자형 루프와 함께 압출하기 때문에, 대각 절단부를 굴삭하는 작업을 별도로 행할 필요가 없고, 비용절감과 공사기간 단축을 꾀할 수 있고, 또한 위험을 수반하는 대각 절단부의 굴삭작업을 생략함으로써 안전성을 향상시키며, 아울러 함체를 추진하기 위한 반력 저항을 분산함으로써 대규모 설비를 필요로 하지 않는다.
이를 위해 본 발명은 추진하고자 하는 콘크리트 함체(9)의 외형에 대응하도록 상자형 루프(6)를 엮어 배치하여 발진 갱(3)으로부터 땅 속으로 압입한 후, 상기 상자형 루프(6) 단부에 콘크리트 함체(9)의 선단부를 배치하여 콘크리트 함체(9)의 추진 및 색인과 동시에 대각절단부의 토사를 상자형 루프(6)와 함께 압출한다.

Description

지하구조물 시공법{Underground structure construction method}
본 발명은 철도, 도로 등의 땅속으로 대폭의 지하구조물을 횡단방향으로 굴진하여 건설할 때에 땅위의 교통에 지장을 주지않고 시공할 수 있는 지하구조물 시공법에 관한 것이다.
철도, 도로 등의 땅속에 대폭의 지하구조물을 횡단방향으로 굴진시키기 위해서는 땅위의 교통을 지지하기 위한 방호공을 필요로 하고, 강관 등을 수평으로 병렬시키는 파이프 루프를 설치하는 방법 등을 들 수 있다.
그러나 먼저 별도의 공사로서 파이프 루프를 형성시키고, 그 속을 굴삭하여 지하구조물을 구축하거나, 또한 지하구조물을 파이프 루프 아래를 굴진시키도록 한 것으로는 이 파이프 루프가 존재할 수 있을 정도로 토피가 두껍게 된다.
게다가, 파이프 루프 시공의 방호공이 지하구조물을 매설하는 본 공사와 별도의 공사로 이루어져, 공사비용이 커지며, 공사기간이 늘어난다.
이러한 부적합함을 해소하기 위한 것으로서, 종래에는 도 10 내지 도 12에 도시한 바와 같은 지하구조물 시공법이 있다(예컨대 하기의 특허문헌 참조).
이것은, 도 10에 나타난 바와 같이 철도 등의 땅위 교통(1)의 외곽에 토류강실판(2)을 타설하여 발진갱(3)과 도달갱(4)을 축조하고, 상기 발진갱(3) 내에 추진기(5)를 설치함으로써 루프용 통체인 상자형 루프(6)를 도달갱을 향하여 압입시킨다.
종래기술의 문헌 정보 : 특개소55 -19312호 공보
도 13은 상자형 루프(6)의 정면도로서, 거의 정사각형 단면의 상자형 통체이고, 측면에 갈고리 형상의 이음매(6a, 6b)를 길이 방향으로 마주보도록 연속하여 형성하고, 또한, 상면에 프리쿠션 커터 플레이트(7)를 설치하고 있다. 상자형 루프(6)는 길이 방향으로 순차적으로 접속하여 필요 길이만큼 매설할 수 있고, 그리고, 갈고리 형상의 이음매(6a, 6b)를 통하여 가로 세로방향으로 연속하면서 병렬시킨다. 도 14는 ㅁ-자 형으로 병렬시킨 경우이다.
상기 추진기(5)는, 상자형 루프(6)의 잭 등에 의한 압출기구와 오거 등에 의한 상자형 루프(6)의 내부 굴착기구를 가진다.
그리고 도 11에 나타나 바와 같이, 발진 갱(3) 내에 반력벽(8)과 콘크리트 함체(9)에 의한 지하구조물을 세트 시키고, 반력벽(8)과 콘크리트 함체(9)와의 사이에는 원압 잭(10)을 설치하여 콘크리트 함체(9)의 선단에 날입구(11)를 형성함과 동시에 콘크리트 함체(9)의 선단과 상기 상자형 루프(6)와의 사이에는 소형 잭(12)을 끼워 위치시킨다.
도 11서 13은 상자형 루프(6)의 지지재, 14는 프리쿠션 커터 플레이트(7)의 멈춤 부재로서, 이들은 발진갱(3) 측에 설치되고, 한편, 도달갱(4) 측에 받침대(15)를 설치한다.
소형 잭(12)을 길게 늘여 콘크리트 함체(9)를 반대 힘으로 하여 프리쿠션 커터 플레이트(7)를 남기면서 상자형 루프(6)를 한 대씩 순차적으로 추진시키고, 웬만큼 상자형 루프(6)가 전진되면, 소형 잭(12)을 단축하고, 다음에는 원압 잭(10)을 길게 늘여 콘크리트 함체(9)를 굴진 시킨다.
도 12에서 16은 원압 재(10)와 콘크리트 함체(9)와의 사이에 끼워 위치시킨 버팀목을 나타낸다.
이와 같이 하여, 상자형 루프(6)의 전진과 콘크리트 함체(9)의 전진을 서로 번갈아가면서 반복하면서 도달 갱(4)으로 나온 상자형 루프(6)를 순차적으로 철거한다.
그리고 콘크리트 함체(9)의 선단이 도달 갱(4)에 다다르면 날입구(11) 등을 철거하고 적정량의 콘크리트나 모르타르 혹은 자갈이나 토사를 매설하는 것에 의해 시공을 완료한다.
그러나 상기한 시공법에서는, 상자형 루프(6)는 소형 잭(12)을 길게 늘여 1대씩 순차적으로 추진시키는 것으로서 웬만큼 상자형 루프(6)가 전진하고 끝나기까지 시간과 노력이 든다.
또한, 상자형 루프(6)의 전진 후, 대각절단부의 굴삭을 행한 후에 콘크리트 함체(9)를 전진시키고 있다. 따라서, 상자형 루프(6)의 전진과 콘크리트 함체(9)의 추진작업과는 별도의 것으로서 굴삭작업을 필요로 하고 있다. 이 때문에, 공사비용이 커질 뿐만 아니라, 공사기간도 그만큼 길어지게 되는 것이다.
게다가 대각절단부의 절삭작업은 대각으로 절단되는 부분의 붕괴 등의 위험을 수반하는 것으로서 대각으로 절단되는 부분에 있어서의 안정을 위한 안정처리 등의 지반개량을 위한 작업도 필요로 하고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기 종래예의 부적합함을 해소하고, 상자형 루프를 압입한 후에 콘크리트 함체를 추진시키는 경우, 함체의 추진과 동시에 대각절단부의 토사를 상자형 루프와 함께 압출하기 때문에, 대각절단부를 굴삭하는 작업을 별도로 할 필요가 없고, 비용 절감과 공사기간 단축을 꾀할 수 있으며, 또한, 위험을 수반하는 대각절단부의 굴삭작업을 생략하는 것에 의해 안전성도 향상시킬 수 있고, 아울러, 함체를 추진하기 위한 반력 저항을 분산하는 것에 의해 대규모 설비를 필요로 하지 않는 지하구조물 시공법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 청구항 1에 기재된 본 발명은, 추진하려는 함체의 외형에 대응하도록 상자형 루프를 엮어 배치하고, 발진 갱으로부터 땅속으로 압입한 후, 상기 상자형 루프 단부에 함체의 선단부를 배치하여 함체의 추진 및 색인과 동시에 대각절단부의 토사를 상자형 루프와 함께 압출하는 것을 요지로 하는 것이다.
청구항 1에 기재된 본 발명에 따르면, 대각절단부의 토사를 상자형 루프와 동시에 함체의 선단에 압출하기 때문에, 상자형 루프의 추진과 함체의 추진 및 색인이 동시에 행해지고, 상자형 루프의 추진과 함체의 추진과의 공정 사이에 종래 존재한 대각절단부의 굴삭공정을 생략할 수 있고, 공사비용의 절감과 공사기간의 단축을 꾀한다. 또한, 위험을 수반하는 대각절단부의 굴삭작업이 없어지는 것에 의해 시공의 안전성이 향상된다.
또한, 함체의 추진 및 색인과 동시에 대각절단부의 토사를 상자형 루프와 함께 압출하기 때문에, 함체의 추진만 행하거나 혹은 색인만 행하는 경우와 비교하여 함체를 이동시키기 위한 반력 저항을 분산시킬 수 있고, 한곳에 있어서의 반력체가 소규모로서 좋다. 이에 따라 저항토압이 부족한 경우에 소요되는 지반개량 등의 보조공법도 필요 없게 되고, 보조공법을 행하기 위한 비용과 시공일 수가 적어진다.
청구항 2에 기재된 본 발명에 있어서, 함체의 추진은 함체의 후부와 함체의 후방 반력벽과의 사이에 추진설비로서 원압 잭(jack)과 버팀목을 배설하여 원압 잭의 추진력으로 행해지고, 함체의 색인은 함체의 전방 반력벽을 형성하여 함체의 후부로 정착장치 또는 색인 잭을 설치하고, 이 정착장치 또는 색인 잭에 일단을 설치한 색인케이블의 타단을 반력벽에 고정된 색인 잭 또는 고정장치에 정착시켜 색인 잭의 색인으로 행해지는 것을 요지로 하는 것이다.
청구항 2에 기재된 본 발명에 따르면, 함체의 추진은 함체의 후부에 대하여 원압 잭의 추진력으로 행해지고, 함체의 색인은 색인 잭의 색인에 의해 색인 케이블을 통하여 함체의 후부에서 행해지기 때문에, 추진도 색인도 상호 간의 간섭 및 장애 없이 함체의 후부를 집중적으로 밀 수 있다.
청구항 3에 기재된 본 발명에 있어서, 상자형 루프는, 평판으로 이루어지는 프리쿠션 커터 플레이트를 지반 측면에 배치하는 것을 요지로 하는 것이다.
청구항 3에 기재된 본 발명에 따르면, 상자형 루프는 함체의 외형에 대응하도록 사각형 형상으로 배치되어 이를 콘크리트 함체의 압출과 동시에 압출할 때에, 프리쿠션 커터 플레이트에 의해 상자형 루프 및 콘크리트 함체와 주변토사와의 절연을 행할 수 있다.
청구항 4에 기재된 본 발명에 있어서, 상기 대각절단부에는 토류부재를 배치하고, 대각절단부의 토사 압출은 함체의 선단부에서 토류부재를 압출하는 것에 의해 행하는 것을 요지로 하는 것이다.
청구항 4에 기재된 본 발명에 따르면, 대각절단부의 토사 압출은 토류부재를 통하여 행해지기 때문에 상자형 루프 내의 토사를 용이하게 압출할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 지하구조물 시공법의 실시형태를 나타내는 콘크리트 함체 추진 전 상태의 종단측면도, 도 2는 도 1에서의 A-A선 단면도인바, 도면에서, 도 10~도 14에 나타난 종래 예와 동일한 구성요소에는 동일한 참조부호를 사용하고 있다.
먼저, 설비에 대하여 설명한다. 도면에서 2는 토류강시판으로서, 시트파일 등을 사용한다. 이 토류강시판(2)은 발진갱(3)과 도달갱(4)을 축조하기 위한 것이다.
6은 상자형 루프로서, 도 13에 나타난 바와 같이, 대략 정사각형 단면의 상자형 통체이고, 측면에 갈고리 형상의 이음매(6a, 6b)를 길이방향으로 마주보도록 연속하여 형성하고, 또한, 상면 또는 측면에 프리쿠션 커터 플레이트(7)를 반복해서 포개고 있다.
상기 상자형 루프(6)는 전 후단에 접합 플랜지를 형성하여 길이방향으로 순차적으로 볼트고정에 의해 접속하여 필요한 길이만큼 매설할 수 있고, 그리고, 갈고리 형상의 이음매(6a, 6b)를 통하여 가로세로 방향으로 연속시키면서 병렬시킨다.
상기 상자형 루프(6)는 도 3에 나타난 바와 같이 콘크리트 함체(9)의 외형에 대응하도록 사각형 형상으로 배치한다. 이때, 프리쿠션 커터 플레이트(7)는 지반 측면에 배치되고, 상자형 루프(6) 및 콘크리트 함체(9)와 주변 토사와의 절연을 행할 수 있다.
도에서 17은 기복제로서 발진 갱 (3) 측의 토류강시판(2)과 도달 갱 (4) 측의 토류강시판(2)을 결합하는 타이로드재로 고정하지만, 이 토류강시판(2)은 일부를 절단한 것을 토류부재(19)로서 사용한다.
콘크리트 함체(9)는 이를 적절한 수만큼 세로로 배치시키고, 긴 볼트 등의 접합수단으로 체결하여 연속시킬 수 있다.
21은 도달 갱(4)측에 자연 상태로 형성된 지산에 의한 반력체, 23은 반력체(21)의 전방에 설치된 반력벽이다.
콘크리트 함체(9)의 추진설비로서는, 콘크리트 함체(9)의 후방에 원압 잭(10)과 버팀목(16)을 배설한다. 20은 발진대를 나타낸다.
콘크리트 함체(9)의 추진설비로서는, 반력벽(23)에 색인 잭(24)을 설치하고, 이 색인 잭(24)에 일단을 설치한 색인 케이블(25)의 타단을 콘크리트 함체(9)의 후부에 설치시킨 정착장치(26)에 고정한다. 색인 잭(24)에는 센터홀 잭을 이용할 수 있고, 고정장치(25)는 도면에 생략하였지만, 콘과 정착판으로 이루어진다.
그리고 색인 잭(24)과 정착장치(26)를 교체하고, 콘크리트 함체(9)의 후부에 색인 잭(24)을 설치시키고, 이 색인 잭(24)에 일단을 설치시킨 색인 케이블(25)의 타단을 반력벽(23)에 고정한 정착장치(26)에 정착하도록 해도 좋다.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 각 공정을 나타내는 도면으로서, 종래와 같은 방법으로, 제1공정으로서 도 4에 나타난 바와 같이 철도 등의 땅위 교통(도면 표시는 생략함)의 외곽에 토류강시판(2)을 타설하고, 발진 갱(3)과 도달 갱(4)을 축조하고, 상기 발진 갱(3) 내로 추진기(5)를 설치함으로써 루프용 통체인 상자형 루프(6)를 도달 갱(4)을 향하여 압입시킨다. 상자형 루프(6)의 상면에는 종래와 같은 프리쿠션 커터 플레이트(7)를 설치시켜 상자형 루프(6)와 동시에 압출한다.
이 경우, 상자형 루프(6)는 도 3에 나타난 바와 같이 추진시키고자 하는 콘크리트 함체(9)의 외형에 대응하도록 사각형 형상으로 배치된다.
또한, 발진갱(3)측의 토류강시판(2)과 도달갱(4)측의 토류강시판(2)은 기복제(17)를 끼워 설치시켜 타이로드재(18)로 고정한다.
상자형 루프(6)로 둘러싸인 대각절단부에는 토류강시판(2)의 일부를 절단한 것이 사용되며, 타이로드재(18)로 고정되는 토류부재(19)를 배설한다. 도 5에 나타난 바와 같이 토류부재(19)와 상자형 루프(6)는 임시고정부재(27)로 고정한다. 콘크리트 함체(9)를 발진갱(3)의 발진대(20)에 설치한다.
이어서, 제3공정의 도 6에 나타난 바와 같이 콘크리트 함체(9)의 후방 반력벽(8)과의 사이에 추진설비로서 원압 잭(10)을 배설한다. 또한, 콘크리트 함체(9)의 후부에 정착장치(26)를 설치하고, 이 색인 잭(24)에 일단을 설치된 색인 케이블(25)의 타단을, 반력벽(23)에 고정한 색인 잭(24)에 정착한다.
그리고 멈춤부재(14)로 프리쿠션 커터 플레이트(7)를 발진갱(3)측으로 고정한다. 이 프리쿠션 커터 플레이트(7)에 의해 상자형 루프(6) 및 콘크리트 함체(9)와 주변 토사의 절연을 행한다.
도 7에 나타난 바와 같이, 상자형 루프(6)와 콘크리트 함체(9)의 전단과의 사이에는 예를 들어 H형강을 사각으로 틀을 짠 압각(28)을 배설하고, 차례로 선행하여 압출한 상자형 루프(6)의 후단에 콘크리트 함체(9)의 선단을 접합 또는 당접시킨다.
제4공정으로서 도 7에 나타난 바와 같이 원압 잭(10)을 길게 늘이고, 동시에 색인 잭(24)을 작동시켜 색인 케이블(25)로 콘크리트 함체(9)를 발진 갱(3)으로부터 도달 갱(4)을 향하여 색인하여 콘크리트 함체(9)를 전방으로 압출한다.
콘크리트 함체(9)의 압출과 동시에 상자형 루프(6)도 압출되고, 그리고 대각절단부의 굴삭은 행해지지 않고 상자형 루프(6)를 압출할 때와 동시에 상자형 루프(6)로 둘러싸인 부분에 배설된 토류부재(19)를 압출하는 것에 의해 그 전방의 토사(29)도 동시에 압출된다. 이 경우, 상기와 같이 프리쿠션 커터 플레이트(7)에 의해 상자형 루프(6) 및 콘크리트 함체(9)와 주변 토사의 절연이 이루어지므로 상자형 루프(6) 및 콘크리트 함체(9)는 부드럽게 추진된다.
콘크리트 함체(9)의 전진과 동시에 콘크리트 함체(9)의 후방 반력벽(8)과의 사이에 버팀목(16)을 배설하고, 원압 잭(10)의 추진길이를 확보한다.
이와 같이 하여 제5공정으로서 도 8에 나타난 바와 같이 상자형 루프(6)와 이 상자형 루프(6)로 둘러싸여 동시에 압출된 토사(29)가 도달 갱(4)에 도달하면, 도달 갱(4)에서 상자형 루프(6)를 철거함과 동시에 토사(29)를 굴삭하여 배토한다.
그리고 전진한 제1의 콘크리트 함체(9)의 후방에는 제2의 콘크리트 함체(9)를 접속하고, 도 9에 나타난 바와 같이 콘크리트 함체(9)의 선단이 도달 갱(4)으로 이르기까지 추진하여 콘크리트 함체(9)의 전체길이 추진이 완료된다.
이상 기술한 바와 같이 본 발명의 지하구조물 시공법은 상자형 루프를 압입한 후, 콘크리트 함체를 추진시키는 경우, 함체의 추진과 동시에 대각절단부의 토사를 상자형 루프와 함께 압출하기 때문에, 대각절단부를 굴삭하는 작업을 별도로 할 필요가 없어 비용 절감과 공사기간 단축을 꾀할 수 있으며, 또한, 위험을 수반하는 대각절단부의 굴삭작업을 생략하는 것에 의해 안전성도 향상시킬 수 있고, 아울러 함체를 추진하기 위한 반력 저항을 분산하는 것에 의해 대규모 설비를 필요로 하지 않는 것이다.
도 1은 본 발명의 지하구조물 시공법의 실시형태를 나타내는 종단측면도.
도 2는 도 1의 A-A선 단면도.
도 3은 상자형 루프의 배치 상태를 나타내는 정면도.
도 4는 본 발명의 지하구조물 시공법의 실시형태를 나타내는 제1공정의 종단측면도.
도 5는 본 발명의 지하구조물 시공법의 실시형태를 나타내는 제2공정의 종단측면도.
도 6은 본 발명의 지하구조물 시공법의 실시형태를 나타내는 제3공정의 종단측면도.
도 7은 본 발명의 지하구조물 시공법의 실시형태를 나타내는 제4공정의 종단측면도.
도 8은 본 발명의 지하구조물 시공법의 실시형태를 나타내는 제5공정의 종단측면도.
도 9는 본 발명의 지하구조물 시공법의 실시형태를 나타내는 완료공정의 종단측면도.
도 10은 종래의 지하구조물 시공법의 제1공정을 나타내는 종단측면도.
도 11은 종래의 지하구조물 시공법의 제2공정을 나타내는 종단측면도.
도 12는 종래의 지하구조물 시공법의 제3공정을 나타내는 종단측면도.
도 13은 상자형 루프의 정면도.
도 14는 상자형 루프의 배치상태를 나타내는 정면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명*
1: 땅위 교통 2: 토류강시판
3: 발진 갱 4: 도달 갱
5: 추진기 6: 상자형 루프
6a, 6b: 갈고리 형상의 이음매 7: 프리쿠션 커터 플레이트
8: 반력벽 9: 콘크리트 함체
10: 원압 잭 11: 날입구
12: 소형 잭 13: 지지재
14: 멈춤 부재 15: 받침대
16: 버팀목 17: 기복제
18: 타이로드재 19: 토류부재
20: 발진대 21: 반력체
22: 반력 저항 23: 반력벽
24: 색인 잭 25: 색인 케이블
26: 정착장치 27: 임시고정부재
28: 압각 29: 토사

Claims (4)

  1. 추진하려는 함체의 외형에 대응하도록 상자형 루프를 엮어 배치하고, 발진갱으로부터 땅속으로 압입한 후, 상기 상자형 루프 단부에 함체의 선단부를 배치하여 함체의 추진 및 색인과 동시에 대각절단부의 토사를 상자형 루프와 함께 압출하는 것을 특징으로 하는 지하구조물 시공법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    함체의 추진은 함체의 후부와 함체의 후방 반력벽과의 사이에 추진설비로서 원압 잭(jack), 버팀목을 배설하여 원압 잭의 추진력으로 행해지고, 함체의 색인은 함체의 전방 반력벽을 형성하여 함체의 후부에 정착장치 또는 색인 잭을 설치하고, 이 정착장치 또는 색인 잭에 일단을 설치한 색인케이블의 타단을 반력벽에 고정된 색인잭 또는 고정장치에 정착시켜 색인 잭의 색인으로 행해지는 지하구조물 시공법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 상자형 루프는, 평판으로 이루어지는 프리쿠션 커터 플레이트를 지반 측면에 배치하는 지하구조물 시공법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대각 절단부에는 토류 부재를 압출하는 것에 의해 행해지는 지하구조물 시공법.
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