KR20090106930A - 배수 유도용 시트 적층물과, 그것을 이용하는 터널 방수구조 및 터널 방수 공법 - Google Patents
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Abstract
여기에서는, 터널 방수 구조물의 배수 유도용 시트 적층물이 개시된다. 개시된 배수 유도용 시트 적층물은, 터널의 숏크리트면과 대면하는 상면에 복수의 배수돌기가 형성된 합성수지 재질의 엠보싱 시트와, 상기 엠보싱 시트의 상면 또는 저면에 적층된 부직포를 포함한다.
터널, 방수, 시트 적층물, 배수, 유도, 엠보싱, 배수돌기, 부직포
Description
본 발명은 터널 방수 구조물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 개선된 배수 유도용 시트 적층물 및 그것을 포함하는 터널 방수 구조물 및 터널 방수 공법에 관한 것이다.
일반적으로, 터널은, 수송, 채광, 또는, 각종 설비의 지중 설치에 이용되는 것으로서, 예를 들면, 도로 터널, 철도 터널, 지하도 터널, 채광 터널, 송수 또는 하수용 터널, 전력 설비용 터널 등이 있다. 어떠한 형태의 터널의 공사에 있어서도, 물(특히, 지하수)의 유입은 흔히 일어나는 것이며, 따라서, 터널 공사에서 방수 공사는 매우 중요한 공사 중 하나이다.
터널의 방수 공사에 있어서, 원 지반으로부터 용출수 및 지하수가 과다하게 발생할 수 있는데, 이 경우, 원 지반으로부터 나온 물을 원활하게 배수 유도하지 못하면, 터널의 콘크리트 라이닝에 국부적인 집중 응력이 생긴다. 그러한 집중 응력은 콘크리트 라이닝의의 클랙 또는 공극을 야기하여, 그곳에서의 누수 또는 물방 울 낙하와 같은 문제점을 야기한다. 또한, 추운 계절 또는 추운 지방에서는 콘크리트 라이닝 안쪽에서의 물의 결빙으로 인하여, 콘크리트 라이닝의 내구성이 심하게 저하된다. 또한, 배수를 고려하지 않는 방수는 콘크리트 라이닝 안쪽에서의 과다한 수압 증가를 야기한다.
따라서, 종래의 터널 내 방수 공사는, 방수와 배수가 함께 고려된다. 터널 방수공법의 한 예로, 터널 굴착 후 그 내면에 숏크리트를 타설하고, 그 타설된 숏크리트면에 배수 유도용 부직포를 란델로 고정한 다음, 그 란델을 매개로 방수용의 불투명 ECB 시트를 열융착시키는 것이 알려져 있다. 이러한 공법은, 작업자가 불투명 ECB 시트에 의해 란델을 볼 수 없으므로 손의 감각에만 의존하여 시공을 하게 되며, 따라서, 작업성이 크게 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 그와 같은 터널 방수공법은, ECB 시트와 란델의 열 융착시에, 그 란델에 의해 고정되는 부직포가 높은 열에 의해 탄화되어, 부직포의 배수 기능이 저하되는 문제점이 있다.
이에 대해, 본 출원인에 의한 국내 공개특허 특2002-0033143(2002년 5월 4일 공개)은 EVA를 주성분으로 하는 투명의 방수시트를 배수 유도용 부직포와 열융착 방식으로 점 융착하고, 배수 유도용 부직포 일면에 고정날개를 부착하여 제작된 방수시트를 이용하는 터널의 방수공법을 개시한다. 그러나, 위 종래의 기술은, 원 지반 등으로부터 나온 이물질들(특히, 세립분)이 시간이 지남에 따라 부직포에 축적되고, 이에 따라, 부직포의 통공들이 막혀, 부직포에 의한 배수 유도 성능이 크게 저감되는 문제점을 안고 있다.
이물질에 의해 통공이 막히는 부직포의 대안으로, 돌기가 형성된 합성수지 재질의 배수 유도용 시트를 이용하는 것이 고려될 수 있지만, 그 경우, 배수 유도용 시트만으로는 냉한지에서 낮은 보온성으로 인한 결빙이 문제시된다. 또한, 배수 유도용 시트가 결빙으로 인하여 파손되는 경우, 큰 수압이 그 아래에 위치한 방수시트에 과다하게 작용하므로, 이 또한 터널 방수 구조물의 내구성을 크게 저하시키는 원인이 될 수 있다.
따라서, 본 발명의 하나의 기술적 과제는, 배수돌기들에 의해 배수를 유도하는 시트와 함께, 부직포가 결빙에 대비하는 수단으로 그리고 항상 및/또는 정해진 조건 하에서 배수 유도 기능을 돕는 수단으로 이용되는 배수 유도용 시트 적층물을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따라, 터널 방수 구조물의 배수 유도용 시트 적층물이 제공된다. 상기 시트 적층물은, 터널의 숏크리트면과 대면하는 상면에 복수의 배수돌기가 형성된 합성수지 재질의 엠보싱 시트와, 상기 엠보싱 시트의 상면 또는 저면에 적층된 부직포를 포함한다. 바람직하게는, 상기 엠보싱 시트에는 그것을 관통하는 복수의 드레인홀이 형성되며, 상기 드레인홀은 상기 엠보싱 시트의 상면 또는 저면에서 상기 부직포와 면해 있을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 부직포는 평면인 상기 엠보싱 시트의 저면에 부착될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따라, 상기 부직포는 상기 배수돌 기를 피해, 즉, 상기 배수돌기 없는 상기 엠보싱 시트의 상면에 부착될 수 있다.
바람직하게는, 상기 엠보싱 시트는, 길이 방향으로, 상기 복수의 드레인홀이 형성된 홀 영역과, 상기 복수의 배수돌기가 형성된 돌기 영역을 교대로 엇갈리게 구비할 수 있다. 바람직하게는, 상기 부직포와 상기 엠보싱 시트는 열풍에 의한 점 융착 또는 핫멜트 접착에 의해 서로 부착될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따라, 상기 시트 적층물과, 상기 시트 적층물에 결합되는 합성수지 재질의 방수시트를 포함하는 터널 방수 구조물이 제공되며, 이때, 상기 시트 적층물은 상기 엠보싱 시트의 저면 측이 상기 방수시트를 향해 있도록 배치된다. 그리고, 상기 시트 적층물은 란델을 매개로 하여 상기 방수시트에 결합될 수 있다.
본 발명에 따르면, 원 지반으로부터 용출수 및 지하수가 과다하게 발생하더라도, 엠보싱 시트, 더 나아가서는, 부직포에 의해, 배수를 원활하게 하여, 과다 수압에 의한 터널 방수 구조물의 내구성 저하 또는 파손을 억제할 수 있다. 또한, 보온성이 좋은 부직포가 동절기 또는 추운 지방에서 터널 시공면에서의 결빙을 억제하여 주므로, 그러한 결빙에 의한, 터널 방수 구조물의 파손 또는 내구성 저하가 없다. 본 발명의 한 실시예에 따라, 원 지반으로부터 나온 물중에 많은 이물질이 존재한다 하더라도, 그 이물질이 엠보싱 시트에 의해 상당량 걸러진 후 부직포에 도달하므로, 부직포의 통공 막힘에 의한 부직포의 배수 유도 성능의 저하가 적다. 부직포는 항시 또는 잠재적으로 배수 유도 작용을 할 수 있는데, 특히, 부직포가 엠보싱 시트의 저면에 적층된 구조의 경우, 엠보싱 시트의 파손에도 불구하고, 엠보싱 시트에서의 상실된 기능을 부직포가 적어도 부분적으로 보상하므로, 배수 유도용 시트 적층물의 배수 유도 성능의 저하가 실질적으로 없다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 터널 방수 구조물이 설치된 터널을 도시한 도면이고, 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 방수 구조물 및 그것에 포함되는 배수 유도용 시트 적층물을 설명하기 위한 단면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 시트 적층물을 부분적으로 도시한 부분적인 사시도이다.
도 1을 참조하면, 굴착 터널의 내부에는 숏크리트(52)와 콘크리트 라이닝(54)이 형성된다. 상기 숏크리트(52)는 굴착 터널의 불균일한 내면을 보다 균일화하기 위해 타설되는 것이다. 상기 숏크리트(52)의 내면, 즉, 숏크리트면에는 이하 자세히 설명될 터널 방수 구조물(100)이 설치되어, 상기 숏크리트(52)와 콘크리트 라이닝(54) 사이에 개재된다.
상기 터널 방수 구조물(100)은, 터널 내 방수의 기능과, 숏크리트(52)를 통해 침투된 물의 배수를 유도하는 기능을 한다. 상기 터널 방수 구조물(100)을 타고 흐르는 물은 다공성의 종방향 배수관(62) 내로 유입되며, 그 유입된 물은 종방향 배수관(62)과 연결된 횡방향 배수관(66)을 통해 집수관(60)으로 흐른 후 외부로 배수된다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 터널 방수 구조물(100)은, 배수 유도용 시트 적층물(120)과, 그 시트 적층물(120)에 결합되는 방수시트(140)를 포함한다. 상기 시트 적층물(120)은, 엠보싱 시트(122)와 부직포(124)의 적층 구조를 가지며, 예를 들면, 란델(161)이 구비된 타정못(162)을 이용하여 숏크리트(52)의 표면에 먼저 고정 설치된다. 또한, 상기 방수시트(140)는 예를 들면, 상기 란델을 매개로 숏크리트(52)에 미리 설치된 상기 시트 적층물(120)의 저면 측에 결합될 수 있다.
이때, 상기 엠보싱 시트(122)와 상기 방수시트(140)는, 투명 또는 반투명의 에틸렌 아세트산 비닐(이하, 'EVA'라 함)계의 합성수지일 수 있다. 또한, 상기 시트들(122, 140)은 KSF 4911 기준에 준하는 EVA 재질인 것이 바람직하며, 그 기준은 인장강도 160kg/cm2, 신장율 600% 이상, 인열강도 60kg/cm이다. 더 나아가, 상기 시트들(122, 140)의 재료는 EVA 계열 중에서도 강도가 상대적으로 큰 LDPE 또는 LLDPE 수지 성분을 포함하는 것이 바람직하다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예의 시트 적층물(120)은, 엠보싱 시트(122)와, 상기 엠보싱 시트(122)의 저면에 적층된 부직포(124)로 구성된다. 이때, 상기 부직포(124)가 적층되는 상기 엠보싱 시트(122)의 저면은 배수돌기가 존 재하지 않는 평면으로 되어 있다. 그리고, 상기 부직포(124)는 상기 엠보싱 시트(122)의 저면에 대하여 열풍에 의한 점 융착 또는 핫멜트 접착에 의해 부착되는 것이 바람직하다. 상기 점 융착 또는 핫멜트 접착은 본 발명의 출원인인 (주)연일화섬의 특허등록 제10-0796635호 등에 개시되어 있다.
시트 적층물(120)이 숏크리트(52)에 고정 설치될 때, 상기 엠보싱 시트(122)는 상기 숏크리트(52)의 표면에 대면한다. 또한, 상기 엠보싱 시트(122)는 그 상면에 예를 들면, 반구형을 갖는 복수의 배수돌기(122a)를 구비한다. 상기 복수의 배수돌기(122a)는 시트 적층물(120)과 숏크리트(52) 사이에 물이 배수되는 많은 통로들을 형성한다.
또한, 상기 엠보싱 시트(122)에는 상기 복수의 배수돌기(122a)가 형성된 영역을 피하여, 즉, 배수돌기가 없는 영역에 복수의 드레인홀(122b)이 형성되어 있다. 상기 드레인홀(122b) 각각은 상측으로는 상기 숏크리트(52)를 향해 열려 있고 하측으로는 엠보싱 시트(122) 저면측의 부직포(124)와 면해 있다. 따라서, 상기 부직포(124)는 상기 드레인홀(122b)을 통해 흐른 물을 상기 엠보싱 시트(122)와 다른 경로로 배수할 수 있다.
상기 부직포(124)는, 상기 엠보싱 시트(122)에 의해 주로 수행되는 배수 기능을 분담하므로, 터널 방수 구조물에서의 보다 원활한 배수를 가능하게 한다. 게다가, 상기 부직포(124)는 엠보싱 시트(122)에 비해 넓게 물을 분산시켜 배수 유도하는데 적절하다. 또한, 상기 드레인홀(122b)과 그 드레인홀(122b)을 통해 흐른 물을 배수하는 부직포(124)의 구성에 의해, 과다한 지하수 또는 용출수가 있는 경 우, 엠보싱 시트(122)에 가해지는 높은 수압을 저감하는게 크게 기여할 수 있다. 또한, 상기 부직포(124)는, 보온 성능이 좋으므로, 동절기 또는 추운 지방에서의 터널 방수 공사시, 터널 방수 구조물(100) 또는 그 위쪽에서의 결빙을 막아줄 수 있다. 더 나아가, 상기 부직포(124)는 엠보싱 시트(122)를 보강하는 추가적인 기능을 하며, 따라서, 수압에 의한 엠보싱 시트(122)의 파손을 막는데에도 기여한다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 엠보싱 시트(122)는 길이 방향을 따라 복수의 홀 영역(H)과 복수의 돌기 영역(P)을 교대로 구비한다. 상기 복수의 홀 영역(H) 각각에는 전술한 복수의 드레인홀(122b)이 일정 패턴으로 규칙적으로 배열된 채 형성되어 있으며, 상기 돌기 영역(P)에는 전술한 복수의 배수돌기(122a)가 일정 배열로 형성되어 있다.
길이 방향을 따라 홀 영역(H)들과 돌기 영역(P)들이 교대로 배치된 구조에 의해, 본 실시예에 따른 시트 적층물(120)은, 배수돌기(122a)들이 엠보싱 시트(120)의 전 면적에 걸쳐 형성되지 않음에도 불구하고, 엠보싱 시트의 전 면적에 걸쳐 균일한 배수 유도가 가능하다.
다시 도 2를 참조하면, 상기 배수 유도용 시트 적층물(120)을 숏크리트(52)에 고정하는 용도로서, 란델(161)을 구비한 타정못(162)이 이용될 수 있다. 이때, 타정못(162)은 부직포(124)와 엠보싱 시트(122)를 연속으로 관통하여, 숏크리트(52)에 박힌다. 상기 시트 적층물(120)이 타정못(162)에 의해 숏크리트(52)에 고정 설치된 다음, 방수시트(140)는 상기 란델(161)을 매개로 하여 상기 시트 적층물(120)과 결합된다. 보다 구체적으로, 상기 방수시트(140)는 상기 란델(161) 저면 에 열풍에 의하여 접합(즉, 열융착)될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배수 유도용 시트 적층물을 설명하기 위한 도면이다. 도 4의 실시예를 설명함에 있어서, 앞선 실시예와 동일한 사항은 중복을 피하기 위해 생략된다.
도 4를 참조하면, 본 실시예의 배수 유도용 시트 적층물(120)은, 앞에서 설명된 실시예와 마찬가지로, 엠보싱 시트(122)와 부직포(124)를 포함하되, 상기 부직포(124)는 상기 엠보싱 시트(122)의 상면에 적층된다. 상기 엠보싱 시트(122)는, 앞선 실시예와 마찬가지로, 복수의 드레인홀(122b)이 형성된 홀 영역(H)과, 복수의 배수돌기(122a)가 형성된 돌기 영역(P)을 길이방향을 따라 교대로 구비하되, 상기 부직포(124)는 복수의 배수돌기(122a)가 존재하는 돌기 영역(P)을 피해 복수의 드레인홀(122b)이 존재하는 홀 영역(H)에서 엠보싱 시트(122)의 상면에 부착된다. 따라서, 상기 드레인홀(122b)은, 하측으로 방수시트(140)를 향해 열려 있고, 상측으로 상기 부직포(124)와 면해 있게 된다.
이 경우에도, 상기 시트 적층물(120)은, 엠보싱 시트(122)와 부직포(124) 모두가 배수 유도 기능을 하며, 부직포(124)에 의해 결빙이 억제된다. 또한, 상기 시트 적증물(120)은 과다한 수압이 걸릴 때 드레인홀(122b)을 통해 물의 흐름을 유도하여, 수압을 저감시킬 수 있다.
상기 부직포(124)는 복수의 홀 영역(H) 각각에 부착되는 여러 장의 부직포일 수 있다. 대안적으로, 상기 부직포(124)는 상기 돌기 영역(P)에 상응하는 부분이 개구된 한 장의 부직포일수도 있다.
도 1은 터널 방수 구조물이 설치된 터널을 도시한 도면.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 방수 구조물 및 그것에 포함되는 배수 유도용 시트 적층물을 설명하기 위한 단면도.
도 3은 도 2에 도시된 시트 적층물을 부분적으로 도시한 부분적인 사시도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배수 유도용 시트 적층물을 도시한 단면도.
Claims (10)
- 터널 방수 구조물의 배수 유도용 시트 적층물로서,터널의 숏크리트면과 대면하는 상면에 복수의 배수돌기가 형성된 합성수지 재질의 엠보싱 시트와;상기 엠보싱 시트의 상면 또는 저면에 적층된 부직포를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 방수 구조물의 배수 유도용 시트 적층물.
- 청구항 1에 있어서, 상기 엠보싱 시트에는 그것을 관통하는 복수의 드레인홀이 형성되며, 상기 드레인홀은 상기 엠보싱 시트의 상면 또는 저면에서 상기 부직포와 면해 있는 것을 특징으로 하는 배수 유도용 시트 적층물.
- 청구항 1에 있어서, 상기 부직포는 평면인 상기 엠보싱 시트의 저면에 부착되는 것을 특징으로 하는 배수 유도용 시트 적층물.
- 청구항 1에 있어서, 상기 부직포는 상기 배수돌기가 형성되지 않은 상기 엠보싱 시트의 상면에 부착되는 것을 특징으로 하는 배수 유도용 시트 적층물.
- 청구항 2에 있어서, 상기 엠보싱 시트는, 길이 방향으로, 상기 복수의 드레인홀이 형성된 홀 영역과, 상기 복수의 배수돌기가 형성된 돌기 영역을 교대로 엇 갈리게 구비하는 것을 특징으로 하는 배수 유도용 시트 적층물.
- 청구항 1에 있어서, 상기 부직포와 상기 엠보싱 시트는 열풍에 의한 점 융착 또는 핫멜트 접착에 의해 서로 부착되는 것을 특징으로 하는 배수 유도용 시트 적층물.
- 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 시트 적층물과, 상기 시트 적층물에 결합되는 합성수지 재질의 방수시트를 포함하며, 상기 시트 적층물은 상기 엠보싱 시트의 저면 측이 상기 방수시트를 향해 있도록 배치된 것을 특징으로 하는 터널 방수 구조물.
- 청구항 7에 있어서, 상기 시트 적층물은 란델을 매개로 하여 상기 방수시트에 결합되는 것을 특징으로 하는 터널 방수 구조물.
- 복수의 배수돌기가 형성된 엠보싱 시트를 터널의 방수 시공에 이용하되, 상기 엠보싱 시트와 함께 부직포를 사용하는 것을 특징으로 하는 터널 방수 공법.
- 청구항 9에 있어서, 상기 엠보싱 시트와 상기 부직포는, 터널의 방수 시공 전에 서로 적층된 시트 적층물로서, 상기 터널의 방수 시공에 이용되되, 상기 시트 적층물을 터널의 숏크리트에 고정한 상태로 상기 시트 적층물에 방수시트를 결합하 는 것을 특징으로 하는 터널 방수 공법.
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