KR20090013528A - The prestressed tunnel support structure - Google Patents

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KR20090013528A
KR20090013528A KR1020070077762A KR20070077762A KR20090013528A KR 20090013528 A KR20090013528 A KR 20090013528A KR 1020070077762 A KR1020070077762 A KR 1020070077762A KR 20070077762 A KR20070077762 A KR 20070077762A KR 20090013528 A KR20090013528 A KR 20090013528A
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KR1020070077762A
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홍성영
오성남
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주식회사 스마텍엔지니어링
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Abstract

A structure of a tunnel support using prestress is provided to prevent the cross-section of an internal opening of a tunnel from being contracted or collapsed caused by an increase in displacement by restraining the displacement of a tunnel actively according to load relaxation, thereby to heighten safety, and to reduce the time and cost required for work by excessive reinforcement work. A structure of a tunnel support using prestress is formed by installing a wale(100) along an excavation surface perpendicular to the excavation direction of a tunnel, perforating an anchor hole(300) to the rear ground through the wale and inserting an anchor body(200), coupling an anchor head(230) to the anchor body exposed to the inside of the wale, and applying tensile force to the end of the anchor body coupled with the anchor head to prestress the rear ground by the wale.

Description

프리스트레스를 이용한 터널지보의 구조{The prestressed tunnel support structure}The prestressed tunnel support structure

본 발명은 프리스트레스를 이용한 터널지보의 구조에 관한 것으로서, 특히 터널 굴착면에 맞닿도록 설치된 띠장을 관통하여 배면 지반에 앵커홀을 천공하고, 앵커홀에 설치된 앵커체에 띠장을 정착시키는 앵커두부를 결합시켜 긴장력이 가해지도록 하고, 가해지는 긴장력이 띠장을 매개로 하여 배면 지반으로 향하는 프리스트레스로 작용되어지도록 함으로써, 이완 하중에 대응하여 터널의 변위를 적극적으로 억제함에 따라 변위가 증가되어 터널의 내공 단면이 축소되거나 붕괴되는 것을 방지하여 안전성을 높일 수 있도록 하고, 또한, 지반이 무른 불균일 한 대단면 터널 시공시 소요되는 과도한 보강작업에 따른 작업시간과 비용을 줄여 경제적인 시공이 이루어질 수 있도록 하고, 지반의 변형이 계속 증가하는 터널의 내부에 띠장의 강성을 매개로 배면 지반에 프리스트레스가 작용되어짐에 따라 지반 변형에 능동적으로 대처하여 변형의 증가를 지연시키거나 막을 수 있도록 하고, 아울러 터널을 분활하여 굴착할 경우 선굴착된 터널의 상부에 프리스트레스를 토입 및 해소를 통해 천정부의 과다 변위나 붕괴에 능동적으로 대처하여 터널 굴착의 안정성을 높 일 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a structure of a tunnel support using prestress, and in particular, to anchor an anchor head to penetrate an anchor hole in the back ground through a strip installed to abut the tunnel excavation surface, and to fix the strip in the anchor body installed in the anchor hole. Tension is applied, and the applied tension is acted as a prestress to the back ground through the band, and the displacement is increased by actively suppressing the displacement of the tunnel in response to the loosening load. Prevents contraction or collapse and improves safety. Also, economical construction can be achieved by reducing work time and cost due to excessive reinforcement work required for uneven large-section tunnel construction. Through the stiffness of the band in the tunnel As the prestress is applied to the surface of the ground, it is able to proactively cope with the deformation of the ground to delay or prevent the increase of the deformation, and in case of digging and digging the tunnel, the prestress is injected into the upper part of the pre-excavated tunnel. Actively coping with excessive displacement or collapse of the ceiling allows the tunnel to be more stable.

일반적으로 광산에서 사용되어지는 임시 구조물인 채굴 갱도와 철도 및 도로 등의 교통로를 제공하기 위한 영구 구조물인 터널이 시공되어지고, 이러한 갱도 및 터널은 용도가 상이함에 따라 시공방법과 구조적인 특징이 다르다.In general, tunnels, which are temporary structures used in mines and permanent structures for providing transportation paths such as railroads and roads, are constructed, and these tunnels and tunnels have different construction methods and structural characteristics due to their different uses. different.

통상 갱도나 터널을 굴착하면 굴착면 주변의 평형 상태를 이루고 있던 지반에 이완 영역이 발생하고, 이완 영역에 있는 토사 또는 암반은 굴착면쪽으로 변위를 일으키게 되는 과정에서 그대로 방치할 경우 즉시 또는 일정한 시간이 경과한 뒤 굴착면이 붕괴되어지게 된다. Normally, excavation of a tunnel or tunnel causes a loosening zone in the ground that was in equilibrium around the excavation surface, and the soil or rock in the loosening zone is immediately or in constant time if left unattended in the process of causing displacement toward the excavation surface. After this, the excavation surface collapses.

이를 방지하기 위한 방안으로 갱도에서는 주로 목재를 이용한 가설지보구조를 채택하여 이완 영역을 받치도록 하고, 터널에서는 시공중과 장기적으로 구조적인 안정성이 확보되어지도록 하기 위하여 강재아치 지지공법과 신오스트리아터널 공법(NATM:NEW AUSTRIA TUNNELING METHODNATM)이 사용되어지고 있다.In order to prevent this, the tunnels adopt temporary construction structures using wood, to support the relaxation area, and in the tunnel, the steel arch support method and the new Austrian tunnel method to ensure structural stability during construction and long term. (NATM: NEW AUSTRIA TUNNELING METHODNATM) is used.

상기 강재아치 지지공법은 이완 영역과 이완 하중이 작용하는 터널 굴착면이 아치형상으로 제작된 강재빔(H빔)에 의하여 받쳐지는 구조를 갖는 것으로 굴착면을 아치형상으로 굴착하고 그에 따른 강재빔이 아치형태를 갖도록 함으로써 작은 단면으로 큰 하중을 지지하여 터널의 단면을 효율적으로 계획 및 시공할 수 있으나, 굴착면이 불규칙하게 굴착되어 강재빔에 전길이에 걸쳐 밀착되지 못하고 부분적으로 접촉되어짐으로써 장기적으로 이완 하중이 증가하게 되며 강재빔에 집중하중이 작용되는 원인이 있었다.The steel arch supporting method has a structure in which a tunneling surface in which a relaxation region and a relaxation load are applied is supported by a steel beam (H beam) manufactured in an arc shape, and the excavation surface is excavated in an arc shape, and the steel beam is accordingly By having an arch shape, it is possible to efficiently plan and construct the cross section of the tunnel by supporting a large load with a small cross section, but the excavation surface is irregularly excavated and partially contacted with the steel beam over its entire length. The relaxation load is increased and the concentrated load is acted on the steel beam.

이러한 원인으로 인하여 터널 단면이 크거나 지반이 무른 경우, 급격히 증가하는 이완 하중을 받치기 위하여 강재빔의 단면이 커지게 됨에 따라 경제성과 시공성이 낮아지는 문제점이 있었다.Due to this cause, when the tunnel cross section is large or the ground is soft, there is a problem in that the economical and constructability is lowered as the cross section of the steel beam is increased in order to support the rapidly increasing relaxation load.

또한, 시공 후 과도한 이완 하중의 증가로 인하여 지반이 변형되면서 붕괴가 예견될 경우 터널의 사용을 중단하고 대규모의 보강공사가 필요함에 따라 그에 따른 비용과 시간이 더 소요되어지는 문제점이 있었다.In addition, when the ground is deformed due to excessive increase of the loosening load after construction, the use of the tunnel is stopped and a large amount of reinforcement work is required.

한편, 상기 신오스트리아터널 공법은 지반 차체의 저항력을 활용하는 것으로 도1에 도시된 바와 같이 터널(700)을 굴착한 직 후 발생되는 일차 변위를 어느 정도 허용하여 초기의 이완 하중을 소산시키며 이어 굴착면(710)에 콘크리트몰탈을 뿜어 숏크리트층(720)이 시공되도록 하고, 숏크리트층(720)이 덮혀진 굴착면(710)에 연직한 방향으로 록볼트(730)를 시공함으로써 발생되는 구속응력에 의하여 터널의 초기 안정성을 확보하게 된다.On the other hand, the neo-Austrian tunnel method is to utilize the resistance of the ground car body to allow a certain degree of primary displacement generated immediately after excavating the tunnel 700 as shown in Figure 1 dissipates the initial relaxation load and then excavation Concrete mortar is sprayed on the surface 710 to allow the shotcrete layer 720 to be constructed, and the rock bolt 730 in the vertical direction to the excavation surface 710 covered with the shotcrete layer 720 is applied to the restraint stress generated. This ensures the initial stability of the tunnel.

신오스트리아터널 공법은 지반이 무른 경우, 지반의 저항 능력이 작기 때문에 콘크리트몰탈을 타설하기 이전에 변형이 과다하게 발생하여 필요한 내공 단면이 줄어 들거나 굴착면이 붕괴되는 문제점이 있었다.In the new Austrian tunnel method, when the ground is soft, the resistance of the ground is small, so that the deformation occurs excessively before the concrete mortar is poured, thereby reducing the required hole cross section or collapsing surface.

또한, 신오스트리아 공법에서도 지반이 무른 경우 도1에 도시된 바와 같은 아치형상을 갖는 H강재빔(740)을 보조로 배치하나, 경제성과 시공성의 저하로 인하여 그 단면이 크지 않을 뿐더러 이완 하중을 수동적으로 분담하는 구조라 이완 하중에 따른 지반의 변형을 막을 수 없는 또 다른 문제점이 있었다.In addition, in the new Austrian method, when the ground is soft, the H steel beam 740 having an arch shape as shown in FIG. 1 is arranged as an auxiliary, but the cross section is not large due to the deterioration of economy and workability, and the relaxation load is passive There was another problem that could not prevent the deformation of the ground due to the structure of the shared load.

그리고 변형이 계속 증가하거나 붕괴되는 상황이 예견되는 경우에도 대책을 강구하기 어려운 문제점이 있었다.And even if the situation is predicted to continue to increase or collapse deformation, it was difficult to take measures.

본 발명은 터널 굴착면에 맞닿도록 설치된 띠장을 통하여 앵커체의 긴장력이 배면 지반으로 향하는 프리스트레스로 작용되어지도록 함으로써, 이완 하중에 대응하여 터널의 변위를 적극적으로 억제함에 따라 변위가 증가되어 터널의 내공 단면이 축소되거나 붕괴되는 것을 방지하여 안전성을 높일 수 있도록 하고, 또한 지반이 무른 불균일 한 대단면 터널 시공시 소요되는 과도한 보강작업에 따른 작업시간과 비용을 줄여 경제적인 시공이 이루어질 수 있도록 하고, 지반의 변형이 계속 증가하는 터널의 내부에 띠장의 강성을 매개로 배면 지반에 프리스트레스가 작용되어짐에 따라 지반 변형에 능동적으로 대처하여 변형의 증가를 지연시키거나 막을 수 있도록 하고, 아울러 터널을 분활하여 굴착할 경우 선굴착된 터널의 상부에 프리스트레스를 토입 및 해소를 통해 천정부의 과다 변위나 붕괴에 능동적으로 대처하여 터널 굴착의 안정성을 높일 수 있도록 한 것이다.The present invention allows the tension of the anchor body to act as a prestress directed toward the back ground through a band installed to abut the tunnel excavation surface, thereby increasing the displacement by actively suppressing the displacement of the tunnel in response to the loosening load, thereby increasing the internal cavity of the tunnel. To prevent the collapse or collapse of the cross-section, it is possible to increase the safety, and also to make economical construction by reducing the working time and cost due to excessive reinforcement work required for the construction of uneven large-section tunnels with soft ground. As the prestress is applied to the back ground through the stiffness of the band inside the tunnel where the strain continues to increase, it is able to proactively cope with the ground deformation to delay or prevent the increase of deformation, and also by dividing the tunnel Prestressed at the top of the pre-excavated tunnel And through the resolution to actively deal with the excessive displacement or collapse of the ceiling to increase the stability of the tunnel excavation.

본 발명은 터널에 굴착면을 받치도록 설치되어지는 터널지보의 구조에 있어서, 상기 터널지보는 터널의 굴진 방향에 연직한 굴착면을 따라 띠장(100)이 설치되어지고, 상기 띠장(100)을 관통하여 배면 지반에 앵커홀(300)을 뚫어 앵커체(200)가 삽입되도록 하고, 상기 띠장(100) 내측으로 노출된 앵커체(200)에 앵커 두부(230)가 결합되어지고, 상기 앵커두부(230)가 결합된 앵커체(200)의 단부에 긴장력을 가하여 띠장(100)을 매개로 배면 지반에 프리스트레스가 가해지도록 구성됨을 특징으로 한다.According to the present invention, in the structure of a tunnel support provided to support an excavation surface in a tunnel, the tunnel support is provided with a strip 100 along a vertical excavation surface in the tunneling direction of the tunnel. The anchor hole 200 is inserted into the back ground through the anchor hole 300, and the anchor head 230 is coupled to the anchor body 200 exposed to the inside of the strip 100. It is characterized in that the prestress is applied to the back ground through the strip 100 by applying a tension force to the end of the anchor body 200 is coupled 230.

또한, 상기 띠장(100)의 배면으로 형성된 앵커홀(300)에 삽입된 앵커체(200)의 타단은 시멘트 페이스트(220)가 주입된 정착부(210)가 형성되어짐을 특징으로 한다.In addition, the other end of the anchor body 200 inserted into the anchor hole 300 formed on the rear surface of the strip 100 is characterized in that the fixing portion 210 into which the cement paste 220 is injected.

또한, 상기 띠장(100)의 배면으로 형성된 앵커홀(300)에 앵커홀(300)의 직경 보다 적은 직경을 갖는 파이프(310)가 삽입되어지고, 상기 파이프(310)와 앵커홀(300) 사이로 시멘트 페이스트(200)가 주입되어 경화됨을 특징으로 한다.In addition, a pipe 310 having a diameter smaller than the diameter of the anchor hole 300 is inserted into the anchor hole 300 formed at the rear surface of the strip 100, and between the pipe 310 and the anchor hole 300. The cement paste 200 is injected and cured.

또한, 상기 각각의 띠장(100) 사이에 철망(110)을 설치하고, 2차 숏크리트(420)를 타설하여 띠장(100)과 2차 숏크리트(420)가 일체의 구조를 갖도록 구성됨을 특징으로 한다.In addition, the wire mesh 110 is installed between the respective strips 100, and the secondary shotcrete 420 is cast so that the strip 100 and the secondary shotcrete 420 are configured to have an integral structure. .

또한, 상기 띠장(100)을 매개로 배면 지반으로 가해지는 프리스트레스는 터널의 측벽부에만 도입되어짐을 특징으로 한다.In addition, the prestress applied to the back ground through the strip 100 is characterized in that it is introduced only in the side wall portion of the tunnel.

또한, 터널의 굴진 방향에 연직한 굴착면을 따라 설치된 띠장(100)에 가해지는 프리스트레스는 하부 굴착 후 천정부에 가해진 프리스트레스의 일부 또는 전부가 해소되어짐을 특징으로 한다.In addition, the prestress applied to the strip 100 installed along the excavation surface perpendicular to the excavation direction of the tunnel is characterized in that some or all of the prestress applied to the ceiling is removed after the lower excavation.

그리고 상기 띠장(100)의 전면에는 앵커홀(300) 천공위치를 표시하는 표지(120)가 형성되어짐을 특징으로 하는 프리스트레스를 이용한 터널지보의 구조의 구조를 제공함에 있다.In addition, the front surface of the strip 100 is to provide a structure of the structure of the tunnel support using prestresses, characterized in that the cover 120 for indicating the anchoring position of the hole 300 is formed.

본 발명은 터널 굴착면에 맞닿도록 설치된 띠장을 관통하여 배면 지반에 앵커홀을 천공하고, 앵커홀에 설치된 앵커체에 띠장을 정착시키는 앵커두부를 결합시켜 긴장력이 가해지도록 하고, 가해지는 긴장력이 띠장을 매개로 하여 배면 지반으로 향하는 프리스트레스로 작용되어지도록 함으로써, 이완 하중에 대응하여 터널의 변위를 적극적으로 억제함에 따라 변위가 증가되어 터널의 내공 단면이 축소되거나 붕괴되는 것을 방지하여 안전성을 높일 수 있도록 한 효과를 얻을 수 있다.The present invention penetrates the anchor hole in the rear ground through the strip installed to abut the tunnel excavation surface, and combines the anchor head to fix the strip in the anchor body installed in the anchor hole so that the tension is applied, the tension applied to the strip By acting as a prestress directed to the back ground through the medium, the displacement is increased by actively suppressing the displacement of the tunnel in response to the loosening load so that the cross section of the tunnel can be reduced or collapsed to increase safety. One effect can be obtained.

또한, 지반이 무른 불균일 한 대단면 터널 시공시 소요되는 과도한 보강작업에 따른 작업시간과 비용을 줄여 경제적인 시공이 이루어질 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In addition, it is possible to obtain an effect that economic construction can be achieved by reducing the work time and cost due to excessive reinforcement work required when the non-uniform large-section tunnel construction is soft ground.

또한, 지반의 변형이 계속 증가하는 터널의 내부에 띠장의 강성을 매개로 지반에 프리스트레스가 작용되어짐에 따라 지반 변형에 능동적으로 대처하여 변형의 증가를 지연시키거나 막을 수 있는 효과를 더 얻을 수 있다.In addition, as the prestress is applied to the ground through the stiffness of the band inside the tunnel where the ground deformation continues to increase, it is possible to proactively cope with the ground deformation to delay or prevent the increase of the deformation. .

그리고 터널을 분활하여 굴착할 경우 선굴착된 터널의 상부에 프리스트레스를 토입 및 해소를 통해 천정부의 과다 변위나 붕괴에 능동적으로 대처하여 터널 굴착의 안정성을 높일 수 있도록 한 것이다.In the case of dividing the tunnel by dividing the tunnel, the prestress is injected into the upper part of the pre-excavated tunnel to solve the excessive displacement or collapse of the ceiling to increase the stability of the tunnel excavation.

이하, 본 발명에 따른 프리스트레스를 이용한 터널지보의 구조를 첨부 도면 을 참고하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a structure of a tunnel support using prestress according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도2는 본 발명에 따른 프리스트레스를 이용한 터널지보의 구조를 도시한 종단면도이고, 도3은 본 발명에 따른 프리스트레스를 이용한 터널지보의 구조를 도시한 요부 사시도이다.Figure 2 is a longitudinal sectional view showing the structure of the tunnel support using the prestress according to the present invention, Figure 3 is a perspective view showing the main portion of the structure of the tunnel support using the prestress according to the present invention.

본 발명에 따른 터널지보의 구조는 도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 1차 숏크리트 타설(400) 후에 굴진 방향에 연직하게 굴착면(410)을 따라 띠장(100)이 설치되어진다. 이때 띠장(100)은 2차 숏크리트(420) 타설 이전에 발생하는 이완하중을 적절한 수준에서 억제함으로써 변위의 급속한 증가를 억제하고, 낙반사고 등을 예방하는 지보재의 역할을 일차적으로 수행한다. 이어 띠장(100)을 관통하여 굴착면(410)에 연직하게 배면 지반(500)에 앵커홀(300)을 뚫고 앵커체(200)를 삽입하고 앵커체(200)를 잡아 당겨 상기 띠장(100)에 정착 시킴으로써 띠장(100)은 프리스트레스를 배면 지반(500)에 균등하게 작용시키는 반력부재로서 역할을 수행한다.In the structure of the tunnel support according to the present invention, as shown in Figs. 2 and 3, after the first shotcrete pouring 400, the belt 100 is installed along the excavation surface 410 vertically in the excavation direction. At this time, the belt 100 suppresses a rapid increase in displacement by restraining the relaxation load occurring before placing the second shotcrete 420 at an appropriate level, and primarily serves as a support for preventing a fall accident. Subsequently, the anchor hole 300 is inserted into the back ground 500 by penetrating the strip 100 to the excavation surface 410, the anchor body 200 is inserted, and the anchor body 200 is pulled out to pull the strip 100. By anchoring in the strip 100 serves as a reaction force member to act prestress evenly on the back ground (500).

이를 다시 설명하면, 띠장(100)은 터널의 굴진 방향에 연직한 굴착면(410)을 따라 설치되어지고, 상기 띠장(100)을 관통하여 배면 지반(500)에 소정의 직경과 깊이를 갖는 앵커홀(300)을 뚫어 앵커체(200)가 삽입되도록 한다.In other words, the belt 100 is installed along an excavation surface 410 perpendicular to the tunneling direction of the tunnel and penetrates the belt 100 to have a predetermined diameter and depth in the back ground 500. The anchor 300 is inserted through the hole 300.

상기 띠장(100)으로 노출된 앵커체(200)에 앵커 두부(210)가 결합되어지고, 상기 앵커체(200)의 단부에 긴장력을 가하여 띠장(100)을 매개로 배면 지반(500)에 프리스트레스가 가해지도록 구성되어 있다.An anchor head 210 is coupled to the anchor body 200 exposed by the strip 100, and a prestress is applied to the back ground 500 through the strip 100 by applying a tension force to an end of the anchor body 200. Is configured to be applied.

이때 사용되어지는 띠장(100)은 H 또는 I자 형상을 갖는 기성빔을 사용하도록 하는 것이 바람직하며, 이러한 경우 띠장(100)의 길이 방향인 축에 직각으로 앵 커체(200)가 관통되어질 수 있도록 앵커체 관통공(130)이 미리 상기 띠장(100)에 설치되어지도록 하는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable to use a ready-made beam having an H or I shape as the band 100 to be used. In this case, the anchor body 200 can be penetrated at right angles to an axis in the longitudinal direction of the band 100. It is preferable that the anchor body through-hole 130 is installed in the strip 100 in advance.

또한, 상기 띠장(100)에 설치되어지는 앵커체 관통공(130)은 상기 관통공(130)의 직경에 맞게 띠장(100)의 플랜지와 웨브를 도려내고 그 주변에 보강플랜지를 덧대는 방법으로 형성할 수도 있고, 띠장(100)의 단면을 절단한 다음 별도의 관통공을 구비한 부재를 끼워넣고 양단을 이어 붙이는 방법으로 형성할 수도 있다.In addition, the anchor body through-hole 130 is installed in the strip 100 is formed by cutting the flange and the web of the strip 100 in accordance with the diameter of the through hole 130 and by adding a reinforcing flange to the periphery. Alternatively, the cross section of the strip 100 may be cut and then formed by inserting a member having a separate through hole and joining both ends.

다른 한편으로는 두개의 ㄷ채널에 형성된 각각의 웨브를 맞닿게 하고, 그 길이 방향으로 일정한 간격이 유지되게끔 하여 길이 방향을 따라 공간부가 연속적으로 형성되도록 할 수 있다.On the other hand, the respective webs formed in the two channels can be brought into contact with each other, and a constant distance in the longitudinal direction can be maintained so that the space portion can be continuously formed along the longitudinal direction.

이 경우에는 별도의 관통공이 필요없기 때문에 띠장(100)의 제작 및 앵커홀의 천공이 용이해진다. 또 다른 방법으로는 4개의 강봉을 트러스 구조로 묶어 길이 방향을 따라 연속적으로 공간부가 형성되어지도록 하는 방법도 가능할 것이다.In this case, since a separate through hole is not required, the fabrication of the strip 100 and the drilling of the anchor hole are facilitated. As another method, it may be possible to bundle four steel bars in a truss structure so that the space portion is formed continuously along the length direction.

한편, 띠장(100) 설치후 2차 숏크리트(420)를 타설하고 그 다음에 앵커홀(300)을 천공하고 앵커체(200)를 삽입하기 때문에 2차 숏크리트(420) 타설 후 띠장(100)이 숏크리트에 매입되는 경우에는 앵커체 관통공(130)의 위치를 찾기 힘들기 때문에 앵커체 관통공(130)의 천공위치에 대응하여 띠장(100)의 전면부에 앵커홀의 천공위치를 표시하는 표지(120)가 설치되어지도록 할 수 있다.On the other hand, since the second shotcrete 420 is poured after the installation of the strip 100, the anchor hole 300 is then drilled and the anchor body 200 is inserted, so that the strip 100 after the second shotcrete 420 is poured. When embedded in the shotcrete, since it is difficult to find the position of the anchor body through-hole 130, the mark indicating the punching position of the anchor hole on the front surface of the strip 100 in response to the drilling position of the anchor body through-hole 130 ( 120 may be installed.

이때 상기 표지(120)는 2차 숏크리트(420) 밖으로 돌출되도록 할 필요가 있으며 아울러 천공의 용이성을 위해 표지(120)의 입구에 별도의 마개를 두어 2차 숏크리트(420)의 타설시 타설되어지는 2차 숏크리트(420)가 그 내부로 들어가는 것을 막을 수 있도록 하는 것이 바람직하다.At this time, the marker 120 needs to be protruded out of the secondary shotcrete 420 and is placed during the pouring of the secondary shotcrete 420 by placing a separate stopper at the inlet of the marker 120 for ease of drilling. It is desirable to prevent the secondary shotcrete 420 from entering the interior thereof.

띠장(100)설치 및 2차 숏크리트(420) 타설 작업이 종료된 후 앵커체(200)를 설치하기 위해 앵커홀(300)을 천공한다. 이때 상기 띠장(100)에 내장된 앵커체 관통공(130) 또는 공간부를 지나 배면 지반(500)에 앵커홀(300)을 뚫는데 앵커체(200)가 이완 영역을 넘어 안정된 지반에 설치될 수 있도록 앵커홀(300)의 천공 길이가 확보되어지도록 한다.After the installation of the strip 100 and the second shotcrete 420 is finished, the anchor hole 300 is drilled to install the anchor body 200. At this time, the anchor body 300 is drilled through the anchor body through hole 130 or the space part built in the strip 100, and the anchor body 300 is installed on the stable ground beyond the relaxation area. In order to ensure the length of drilling of the anchor hole 300 to be secured.

이어 앵커체(200)를 앵커홀(300)에 삽입한 후 시멘트 페이스트(220)로 이루어진 고정액인 시멘트 페이스트(220)를 주입하여 앵커 정착부(210)가 시공되어지도록 한다. 즉, 상기 띠장(100)의 배면으로 설치되어지는 앵커체(200)는 상기 앵커홀(300)에 삽입된 부분으로 주입된 시멘트 페이스트(200)로 이루어진 고정액으로 경화되어진다. 본 발명에서는 고정액을 시멘트 페이스트로 사용하였으나 별도의 접착 용액으로 사용할 수 있다.Subsequently, after the anchor body 200 is inserted into the anchor hole 300, the cement paste 220, which is a fixing solution composed of the cement paste 220, is injected to allow the anchor fixing unit 210 to be constructed. That is, the anchor body 200, which is installed at the rear surface of the strip 100, is hardened with a fixing liquid composed of cement paste 200 injected into a portion inserted into the anchor hole 300. In the present invention, but the fixing solution was used as a cement paste, it can be used as a separate adhesive solution.

이때 상기 띠장(100)의 배면으로 형성된 앵커홀(300)에 앵커홀(300)의 직경 보다 적은 직경을 갖는 파이프(310)가 삽입되어지고, 상기 파이프(310)와 앵커홀(300) 사이로 시멘트 페이스트(220)가 주입되어 경화되어지도록 할 경우 앵커홀(300)이 천공된 주변의 지반이 앵커홀(300)을 향하여 변위를 일으키는 것을 막을 수 있게 된다.At this time, the pipe 310 having a diameter smaller than the diameter of the anchor hole 300 is inserted into the anchor hole 300 formed on the rear surface of the strip 100, cement between the pipe 310 and the anchor hole 300 When the paste 220 is injected and hardened, the ground around the anchor hole 300 is prevented from causing displacement toward the anchor hole 300.

한편, 본 발명에서는 상기 각각의 띠장(100) 사이에 2차 숏크리트(420)가 타설되어지도록 하였으나, 이러한 구성 이외에 각각의 띠장(100) 사이에 철망(110)을 설치하고, 2차 숏크리트(420)를 타설할 경우 띠장(100)과 2차 숏크리트(420)가 일 체의 구조를 갖도록 할 수 있다. 이러한 철망(110)은 철근이 망형태로 배근되어진 것을 사용할 수 있다.On the other hand, in the present invention, the secondary shotcrete 420 is to be poured between the respective stripe 100, but in addition to this configuration, the wire mesh 110 is installed between each stripe 100, secondary shotcrete 420 ) When casting the strip 100 and the secondary shotcrete 420 may have a structure of one. The wire mesh 110 may be used that the reinforcing bar is reinforcement in the form of a net.

상기 띠장(100)의 전면 또는 내부에 앵커 두부(230)를 설치하고 앵커체(200)를 당겨 긴장력을 가하여 고정시킴으로써 상기 띠장(100)의 전길이에 걸쳐 굴착면 (410)의 배면 지반(500)을 향하여 프리스트레스가 가해지게 된다.Back ground 500 of the excavation surface 410 over the entire length of the strip 100 by installing the anchor head 230 on the front or inside of the strip 100 and by pulling the anchor body 200 by applying a tension force Prestress is applied to the

프리스트레스를 도입하는 방법은 터널 굴착면의 전길이에 걸쳐 긴장력을 가하는 전면적 도입하는 것과 측벽부에만 가하는 부분 도입 및 전면적 도입후 상단부에 가해진 프리스트레스의 일부 또는 전부를 해소하고, 측벽부의 프리스트레스만 유지하는 가변 도입을 선택적으로 사용할 수 도 있다.The method of introducing the prestress is a full-scale introduction that applies a tension force over the entire length of the tunnel excavation surface, a part-only introduction to the sidewall portion, and a part that eliminates part or all of the prestress applied to the upper end after the entire introduction, and maintains only the prestress of the sidewall portion Introduction may optionally be used.

터널의 경우 거의 대부분 아치형상의 단면을 가지고 있는 바 터널 굴착 후 원지반은 아칭효과 및 막장의 3차원 구속효과에 의하여 곧 바로 붕괴되지 않고 약간의 변위를 일으키면서 일정 시간 자립성을 확보하게 된다. 굴착이 진행되어 3차원 구속효과가 사라지듯 터널 단면의 2차원적 평면 거동을 하는 경우에도 아칭효과에 기초하여 숏크리트 및 록볼트 등의 부가적인 보강효과와 함께 굴착면의 안정을 유지하게 된다.Most tunnels have an arcuate cross section. After excavation of the tunnel, the base is not collapsed immediately due to the arching effect and the three-dimensional restraint effect of the membrane. As the excavation progresses and the three-dimensional confinement effect disappears, even in the case of two-dimensional planar behavior of the tunnel section, the excavation surface is maintained with additional reinforcing effects such as shotcrete and rock bolt based on the arching effect.

이때 최대 주응력은 터널의 굴착면을 따라 접선 방향으로 발생하므로 터널 상부인 천정부에서는 수직 하방의 변위를 일정 정도 허용하고, 측벽쪽에서 프리스트레스를 도입하는 것이 구조 원리상 바람직하다. 즉, 상기 띠장(100)을 매개로 배면 지반(500)으로 가해지는 프리스트레스는 터널의 측벽부에만 도입되어지도록 한다.At this time, since the maximum principal stress is generated in the tangential direction along the excavation surface of the tunnel, it is preferable in the ceiling of the tunnel to allow a certain amount of vertical downward displacement and to introduce prestress from the side wall. That is, the prestress applied to the back ground 500 through the strip 100 is introduced only to the side wall of the tunnel.

한편, 반단면 굴착 등의 경우와 같이 터널 상부 또는 상부의 일부를 먼저 굴착하는 분할 굴착의 경우에는 측벽부 굴착시 이완하중이 급격히 증가하기 때문에 한시적으로 천정부에 프리스트레스를 토입하여 변위를 최대한 억제한 다음 측벽부 굴착 및 시공이 끝난 다음에 프리스트레스의 일부 또는 전부를 해소하도록 가변적 도입방법을 적용할 수도 있다. 이러한 경우 터널의 구조 원리에도 부합하고 시공중 천정부의 안정성을 최대한 확보할 수 있는 장점이 있다. 즉, 터널의 굴진 방향에 연직한 굴착면(410)을 따라 설치된 띠장(100)에 가해지는 프리스트레스를 하부 굴착 후 천정부에 가해진 프리스트레스의 일부 또는 전부가 해소되어지도록 할 수 있다.On the other hand, in the case of split excavation which first excavates the upper part or the upper part of the tunnel as in the case of half-section excavation, the relaxation load increases rapidly during the excavation of the side wall, so the pre-stress is introduced into the ceiling temporarily to restrain the displacement as much as possible. The variable introduction method may be applied to eliminate part or all of the prestress after the side wall excavation and construction are completed. In this case, there is an advantage that it can meet the structural principle of the tunnel and ensure the stability of the ceiling during construction. That is, after the bottom excavation of the prestress applied to the strip 100 installed along the excavation surface 410 perpendicular to the excavation direction of the tunnel, some or all of the prestress applied to the ceiling may be removed.

한편, 일반적으로는 앵커 두부(230)가 띠장(100)의 전면에 위치하게 되는데 이 경우 앵커 두부(230)가 튀어나오는 만큼의 라이닝 콘크리트 또는 복공 콘크리트(430)의 단면에 결손이 생기고, 방수용 시트나 배수용 부직포(440) 등을 설치할 때 밀착성이 떨어져 방수 및 배수성능에 문제가 생길 가능성이 높다. 따라서 앵커 두부(230)가 띠장(100)의 전면에 노출되지 않고 띠장(100) 단면의 내부에 위치되도록 만들어 주는 것이 바람직하다.On the other hand, in general, the anchor head 230 is located in front of the strip 100, in which case the anchor head 230 as much as protruding defects in the cross section of the lining concrete or perforated concrete 430, waterproof sheet When the non-woven fabric 440 for drainage, etc., is installed, there is a high possibility of problems in waterproofing and drainage performance. Therefore, it is preferable to make the anchor head 230 to be positioned inside the cross section of the strip 100 without being exposed to the front surface of the strip 100.

이를 위해, 상기 띠장(100)의 전면부와 후면부를 연결하는 기능을 하는 부재인 웨브 또는 관통공 내부에 앵커 부두 지압판을 정착시켜 앵커의 긴장력을 부담할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.To this end, it is preferable to anchor the anchor pier pressure plate inside the web or through hole which is a member that functions to connect the front part and the rear part of the strip length 100 so as to bear the tension force of the anchor.

아울러 앵커 두부(230)의 정착 작업을 용이하게 할 수 있도록 하기 위하여 2차 숏크리트(420) 타설시 앵커 두부 정착부에 2차 숏크리트(420)가 들어가지 않도 록 덮개가 덮혀지도록 하는 것이 바람직하다.In addition, in order to facilitate the fixing of the anchor head 230, it is preferable that the cover is covered so that the secondary shotcrete 420 does not enter the anchor head fixing unit when the secondary shotcrete 420 is placed.

도1은 종래 기술에 따른 종단면도.1 is a longitudinal sectional view according to the prior art;

도2는 본 발명에 따른 프리스트레스를 이용한 터널지보의 구조를 도시한 종단면도.Figure 2 is a longitudinal sectional view showing the structure of the tunnel support using the prestress according to the present invention.

도3은 본 발명에 따른 프리스트레스를 이용한 터널지보의 구조를 도시한 요부 사시도.Figure 3 is a perspective view showing the main portion of the structure of the tunnel gimbal using prestress according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명> <Brief description of symbols for the main parts of the drawings>

100:띠장 110:철망100: strip 110: wire mesh

120:표지 200:앵커체120: cover 200: anchor

210:정착부 220:시멘트 페이스트210: fixing part 220: cement paste

230:앵커두부 300:앵커홀230: anchor head 300: anchor hole

310:파이프 310: pipe

Claims (7)

터널에 굴착면을 받치도록 설치되어지는 터널지보의 구조에 있어서,In the structure of the tunnel support provided to support the excavation surface in the tunnel, 상기 터널지보는 터널의 굴진 방향에 연직한 굴착면을 따라 띠장(100)이 설치되어지고, 상기 띠장(100)을 관통하여 배면 지반에 앵커홀(300)을 뚫어 앵커체(200)가 삽입되도록 하고, 상기 띠장(100) 내측으로 노출된 앵커체(200)에 앵커 두부(230)가 결합되어지고, 상기 앵커두부(230)가 결합된 앵커체(200)의 단부에 긴장력을 가하여 띠장(100)을 매개로 배면 지반에 프리스트레스가 가해지도록 구성됨을 특징으로 하는 프리스트레스를 이용한 터널지보의 구조.The tunnel guide is provided with a strip 100 along an excavation surface perpendicular to the direction in which the tunnel extends, and penetrates the strip 100 to drill the anchor hole 300 in the back ground so that the anchor 200 is inserted. In addition, the anchor head 230 is coupled to the anchor body 200 exposed to the inside of the strip 100, and the tension head is applied to the end of the anchor body 200 to which the anchor head 230 is coupled to the strip 100. The structure of tunnel support using prestressing, characterized in that prestress is applied to the back ground through). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 띠장(100)의 배면으로 형성된 앵커홀(300)에 삽입된 앵커체(200)의 타단은 시멘트 페이스트(220)가 주입된 정착부(210)가 형성되어짐을 특징으로 하는 프리스트레스를 이용한 터널지보의 구조.The other end of the anchor body 200 inserted into the anchor hole 300 formed on the rear surface of the strip 100 is a tunnel support using prestresses, characterized in that the fixing portion 210 into which the cement paste 220 is injected is formed. Structure. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 띠장(100)의 배면으로 형성된 앵커홀(300)에 앵커홀(300)의 직경 보다 적은 직경을 갖는 파이프(310)가 삽입되어지고, 상기 파이프(310)와 앵커홀(300) 사이로 시멘트 페이스트(200)가 주입되어 경화됨을 특징으로 하는 프리스트레스를 이용한 터널지보의 구조.A pipe 310 having a diameter smaller than the diameter of the anchor hole 300 is inserted into the anchor hole 300 formed at the rear surface of the strip length 100, and cement paste is disposed between the pipe 310 and the anchor hole 300. Tunnel support structure using a prestress, characterized in that the injection 200 is cured. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 각각의 띠장(100) 사이에 철망(110)을 설치하고, 2차 숏크리트(420)를 타설하여 띠장(100)과 2차 숏크리트(420)가 일체의 구조를 갖도록 구성됨을 특징으로 하는 프리스트레스를 이용한 터널지보의 구조.The prestress is characterized in that the wire mesh 110 is installed between each of the strips 100, and the secondary shotcrete 420 is poured to form the strip 100 and the secondary shotcrete 420 to have an integral structure. Tunnel support structure used. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 띠장(100)을 매개로 배면 지반으로 가해지는 프리스트레스는 터널의 측벽부에만 도입되어짐을 특징으로 하는 프리스트레스를 이용한 터널지보의 구조.Prestress applied to the back ground through the strip 100 is a tunnel support structure using the prestress, characterized in that is introduced only to the side wall of the tunnel. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 터널의 굴진 방향에 연직한 굴착면을 따라 설치된 띠장(100)에 가해지는 프리스트레스는 하부 굴착 후 천정부에 가해진 프리스트레스의 일부 또는 전부가 해소되어짐을 특징으로 하는 프리스트레스를 이용한 터널지보의 구조.The prestress applied to the strip 100 installed along the vertical drilling surface in the tunneling direction of the tunnel is a structure of the tunnel support using prestresses, characterized in that some or all of the prestress applied to the ceiling is removed after the lower excavation. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 6, 상기 띠장(100)의 전면에는 앵커홀(300) 천공위치를 표시하는 표지(120)가 형성되어짐을 특징으로 하는 프리스트레스를 이용한 터널지보의 구조.The structure of the tunnel support using prestresses, characterized in that the front surface of the strip 100 is formed with a marker (120) indicating the anchoring position of the hole 300.
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