KR20100055639A - Excavating method of a tunnel - Google Patents
Excavating method of a tunnel Download PDFInfo
- Publication number
- KR20100055639A KR20100055639A KR1020080114455A KR20080114455A KR20100055639A KR 20100055639 A KR20100055639 A KR 20100055639A KR 1020080114455 A KR1020080114455 A KR 1020080114455A KR 20080114455 A KR20080114455 A KR 20080114455A KR 20100055639 A KR20100055639 A KR 20100055639A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- excavation
- tunnel
- arcuate
- foundation
- blasting
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 92
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 claims abstract description 175
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000005422 blasting Methods 0.000 claims description 55
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 26
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 23
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 10
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 4
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 claims description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 9
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004904 shortening Methods 0.000 abstract description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 abstract 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000011378 shotcrete Substances 0.000 description 5
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 4
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 3
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- -1 lock bolts Substances 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003721 gunpowder Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
- E21D9/1053—Making by using boring or cutting machines for making a slit along the perimeter of the tunnel profile, the remaining core being removed subsequently, e.g. by blasting
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
- E21D11/04—Lining with building materials
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Architecture (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 터널굴착공법에 관한 것으로, 상세하게는 계획된 굴착선을 따라 폐곡선 형태로 연속된 아치형 구멍을 천공하여 원지반과 굴착대상지반 사이에 아치형 소단면을 형성시키고, 발파 및 굴진장비를 이용하여 상기 아치형 소단면 안쪽에 위치하는 굴착대상지반을 추가적으로 굴착함으로써, 발파를 이용하여 터널을 굴착함에 있어 요구되는 다양한 지보재 없이도 굴착면을 형성하는 암반면의 안정성을 확보하면서 터널을 안전하게 굴착할 수 있는 터널굴착공법에 관한 것이다.The present invention relates to a tunnel excavation method, and in detail, to form a small arcuate cross section between the base and the excavation target ground by drilling a continuous arched hole in the form of a closed curve along the planned excavation line, using the blasting and excavation equipment By excavating the excavation target ground located inside the arc-shaped small section, tunnel excavation that can safely excavate the tunnel while ensuring the stability of the rock surface which forms the excavation surface without the various support materials required for excavating the tunnel using blasting It is about public law.
터널을 굴착함에 있어 터널공법의 선정은 굴착 대상부의 지질상태에 기초한 시공의 안전성, 경제성, 시공의 편이성 등을 종합적으로 검토하여 이루어져야 한다. 최근 가장 선호하는 터널공법으로는 재래식의 공법과 함께 NATM(New Austrian Tunnel Method) 공법, TBM(Tunnel boring Machine) 공법을 예로 들 수 있다.In the excavation of the tunnel, the selection of the tunneling method should be made by comprehensively examining the safety, economic feasibility, and ease of construction based on the geological state of the excavation target. Recently, the most preferred tunnel method is the conventional method, the NATM (New Austrian Tunnel Method) method, TBM (Tunnel boring Machine) method is an example.
NATM 공법은 재래식 공법에 비해서 월등한 경제성과 안정성이 입증되어 도심지 및 산악지역의 대부분 터널에 적용되고 있다. 재래식 공법이 철재 스틸 립(Steel Rib)과 콘크리트 라이닝(터널내벽을 보호하는 콘크리트 보강 벽체)을 주요한 지보재(支保材)로 사용한다면, NATM 공법은 지반 자체가 주요한 지보재로서 숏크리트(Shot crete), 락 볼트(Rock Bolt)를 사용하여 굴착 표면을 강화시켜 암질이 연약한 부위에서도 효과적으로 공사를 수행할 수 있다.The NATM method is proven to be superior to the conventional method and has been applied to most tunnels in urban and mountainous areas. If the conventional process uses steel steel ribs and concrete lining (concrete reinforcement walls to protect the inner walls of the tunnel) as the primary support, the NATM method is based on shotcrete, rock as the primary support. The use of rock bolts can be used to strengthen the excavation surface so that the construction can be carried out effectively even in areas with weak rocks.
상기 NATM 공법은 지주를 세우지 않더라도 전술한 바와 같이 터널 주변의 지반 자체로 하여금 지주 역할을 하도록 하여 막대한 하중을 견디게 하므로, 토질과 지반의 영향에 관계 없이 터널시공을 할 수 있다는 장점을 가진다. 그러나 발파에 의한 낙반사고나 주변 자연환경의 파괴 및 심각한 소음발생 등의 단점이 있고, 다량의 지보재(락 볼트, 숏크리트)가 요구되며, 발파 장비, 지보재 등 다수의 장비가 요구되어 작은 단면을 가진 터널굴착에는 부적합 하다는 단점이 있다.The NATM method has the advantage of allowing tunnel construction regardless of the effects of soil and ground because the ground itself around the tunnel acts as a prop so that it bears enormous loads even if the pillar is not erected. However, there are disadvantages such as falling accidents caused by blasting, destruction of the surrounding natural environment, and severe noise generation. A large amount of support material (lock bolt, shotcrete) is required, and a large number of equipments such as blasting equipment and support material are required to have a small cross section. The disadvantage is that it is not suitable for tunnel excavation.
TBM(Tunnel boring Machine) 공법은 정상적인 화약장전에 의한 발파 작업이 불가능한 지역(해저터널, 지반이 약한 지역)에서 터널 시공 시 주로 이용하는 방법이다. 이 TBM공법은 TBM(Tunnel boring Machine)이라는 터널굴착 기계를 이용한 방식으로 무발파, 무진동으로 전단면 굴착이 가능하다. 따라서 자산 변형을 최소화할 뿐 아니라 비발파 작업으로 안전하고 청결한 갱내 작업환경을 유지시킬 수 있다는 장점이 있다. 그러나 고가의 굴착기계 및 이 기계를 운용할 수 있는 전문 기능공이 요구되는 공법으로 상기 NATM 공법에 비해 경제적인 면에서 불리하다는 단점이 있다.TBM (Tunnel boring machine) method is mainly used for tunnel construction in areas where blasting work is impossible due to normal gunpowder loading (submarine tunnel, weak ground). This TBM method uses a tunnel drilling machine called TBM (Tunnel boring Machine), which is capable of excavating shear planes with no blasting and no vibration. Therefore, there is an advantage of minimizing asset deformation and maintaining a safe and clean mine environment by non-blasting work. However, there is a disadvantage in that it is economically disadvantageous compared to the NATM method as a method requiring an expensive drilling machine and a professional technician who can operate the machine.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 터널 굴착 시 낙반사고나 주변 자연환경의 파괴 및 소음발생을 현저히 줄일 수 있으면서 경제적인 면과 안정성, 굴착 시 주변 자연환경 보호를 극대화시킬 수 있는 터널굴착공법을 제공하는 데에 있다. The technical problem to be solved by the present invention is a tunnel excavation method that can maximize the economic aspects and stability, protection of the surrounding natural environment during excavation, while significantly reducing the fall accident or the destruction of the surrounding natural environment and noise during tunnel excavation. To provide.
상기한 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은, (a) 계획된 굴착선을 따라 폐곡선 형태로 연속된 아치형 구멍을 천공하여 원지반과 굴착대상지반 사이에 아치형 소단면을 형성시키는 1차 굴진단계; (b) 발파 또는 무진동 굴착장비를 이용하여 상기 아치형 소단면 안쪽에 위치하는 굴착대상지반을 추가적으로 굴착하여 기초터널을 형성시키는 2차 굴진단계; (c) 상기 2차 굴진단계를 통해 형성된 기초터널의 굴착면을 따라 라이닝을 설치하여 굴착면을 따르는 라이닝 구조체를 형성시키는 단계; 및 (d) 상기 라이닝 구조체와 기초터널의 굴착면 사이의 공간으로 몰탈을 주입시켜 암반면을 안정화시키는 단계;를 포함하며, 터널굴착 방향을 따라 구간별로 상기 (a) 및 (d)단계를 순차적으로 반복수행하면서 계획된 터널을 단계적으로 굴착하는 터널굴착공법을 제공한다. The present invention as a means for solving the above problems, (a) the first drilling step of forming a small arcuate cross section between the base and the excavation target ground by drilling a continuous arched hole in the form of a closed curve along the planned excavation line; (b) a second excavation step of additionally excavating the excavation target ground located inside the arc-shaped small section by using a blast or vibration-free excavation equipment to form a foundation tunnel; (c) forming a lining structure along the excavation surface by installing linings along the excavation surface of the foundation tunnel formed through the secondary excavation step; And (d) stabilizing the rock surface by injecting mortar into the space between the lining structure and the excavation surface of the foundation tunnel, and sequentially performing steps (a) and (d) for each section along the tunnel excavation direction. It provides a tunnel excavation method to excavate the planned tunnel step by step repeatedly.
본 발명에 따른 굴착공법에서 상기 (a)단계에서의 아치형 소단면은, 연속된 아치형 배열의 천공드릴을 갖는 굴착기계를 이용하여 형성시키며, 이때 굴착기계를 통해 형성되는 아치형 소단면의 폭을 1m ~ 2m 이내로 형성하는 것이 바람직하다.In the excavation method according to the present invention, the arcuate small cross section in the step (a) is formed by using an excavation machine having a drill drill in a continuous arcuate arrangement, wherein the width of the arcuate cross section formed through the excavating machine is 1 m. It is preferable to form within 2 m.
그리고 상기 (b)단계에서는, 발파 또는 무진동 굴착장비를 이용한 굴착도중 발생한 버럭은 트롤리를 이용해 갱 밖으로 지속적으로 반출시킴으로써 버럭을 갱 밖으로 반출시킴에 있어 소요되는 작업시간을 최소화할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.And in the step (b), it is preferable to minimize the work time required to take out the buckles out of the gang by continuously carrying out the buckles during excavation using the blasting or vibration-free excavation equipment out of the gang using a trolley. .
또한 상기 (b)단계와 (c)단계 사이에, 상기 (b)단계를 통해 굴착이 진행되는 굴착대상지반과 근접한 기초터널 굴착면에 이 기초터널 굴착면 형상에 대응하고 터널의 굴착방향으로 일정한 길이를 갖는 아치형 강재를 설치하여, 상기 (b)단계를 통한 발파 굴착과정에서의 발파에 의한 진동으로 발파부 주변에 위치한 기초터널의 붕락 또는 낙반 등의 안전사고가 예방될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.In addition, between the steps (b) and (c), the foundation tunnel excavation surface adjacent to the excavation target ground where excavation is performed through the operation (b) corresponds to the basic tunnel excavation surface shape and is constant in the excavation direction of the tunnel. It is preferable to install an arcuate steel having a length so that safety accidents such as collapse or fall of foundation tunnels located around the blasting part can be prevented by vibration caused by the blasting during the blasting excavation process through the step (b). .
또한 상기 (a), (b)단계를 거쳐 기초터널이 형성되면, 상기 아치형 강재를 (b)단계를 통해 굴착이 진행되는 터널굴착방향으로 단계적으로 이동시켜 가면서, 상기 아치형 강재 후방에 위치하는 기초터널 굴착면에 대해 상기 (c)단계를 포함하여 그 이후 과정이 진행되도록 하는 것이 바람직하다.In addition, when the foundation tunnel is formed through the steps (a) and (b), the arched steel is moved in a stepping direction toward the tunnel excavation in which the excavation proceeds through the step (b), and the foundation is located behind the arched steel. It is preferable to include the step (c) for the tunnel excavation surface and then proceed with the process thereafter.
본 발명의 터널굴착공법에 적용되는 상기 아치형 강재는 상기 (b)단계를 통한 굴착대상암반에 대한 발파 굴착 시 발파에 의한 진동이 전달되는 거리를 감안하여 적당한 길이를 갖는 강재를 채택함이 바람직할 것인 바, 바람직하게는 그 길이가 30m ~ 40m 인 아치형 강재를 사용하는 것이 좋다.In the arcuate steel applied to the tunnel excavation method of the present invention, it is preferable to adopt a steel material having an appropriate length in consideration of the distance transmitted by the blasting when the blasting excavation to the excavation target rock through the step (b). It is preferable to use an arcuate steel having a length of preferably 30m to 40m.
한편, 상기 아치형 강재에는 커텐식 방음방진구를 설치함으로써, 상기 (b)단계를 통한 굴착 과정 중 발생하는 소음을 차단하고 분진이 터널 밖으로 비산되지 않도록 함이 바람직하다.On the other hand, by installing a curtain type soundproof dustproof in the arcuate steel, it is preferable to block the noise generated during the excavation process through the step (b) and to prevent dust from scattering out of the tunnel.
상기한 본 발명에 따른 터널굴착공법에 의하면, 계획된 굴착선을 따라 폐곡선 형태로 연속된 아치형 구멍을 천공하여 원지반과 굴착대상지반 사이에 아치형 소단면을 형성시키고, 발파 또는 무진동 굴착장비 예컨대, 와이어 쏘(Wire saw)를 이용하여 상기 아치형 소단면 안쪽에 위치하는 굴착대상지반을 추가적으로 굴착한다. According to the tunnel excavation method according to the present invention, by drilling a continuous arched hole in the form of a closed curve along the planned excavation line to form an arcuate cross section between the base and the excavation target ground, blasting or vibration-free excavating equipment, for example, wire saw Using a (wire saw) to further excavate the excavation target ground located inside the arcuate small end surface.
즉, 본 발명은 기본적으로는 종래 NATM 공법에 의한 발파 방식을 이용하지만 발파 전 원지반과 굴착대상지반 사이에 TBM 공법을 이용한 아치형 소단면과 같은 공간 형성을 통해, 발파방식을 이용하여 터널을 굴착하더라도 발파소음이 현저히 줄고 원지반에 발파 충격이 거의 전달되지 않아 굴착면 즉, 기초터널 굴착면은 매우 안정된 상태를 유지하게 된다.That is, the present invention basically uses the blasting method by the conventional NATM method, but even through the blasting method to excavate the tunnel by forming a space such as an arc-shaped small section using the TBM method between the original blasting ground and the excavation target ground. The blasting noise is significantly reduced and the blasting shock is hardly transmitted to the ground, so that the excavation surface, that is, the foundation tunnel excavation surface, remains very stable.
이에 따라, 발파과정에서 연약해진 굴착면 보강을 위해 종래 공법에서 요구되던 락 볼트, 숏크리트, 지보 등과 같은 지보재 없이도 낙반사고 없는 안정적인 터널을 구축할 수 있고, 상기 지보재 및 이 지보재를 설치하기 위한 공정 역시 생략됨에 따라, 장비생략 및 공기단축으로 인하여 공사비용을 획기적으로 줄일 수 있다는 장점이 발현된다. Accordingly, it is possible to build a stable tunnel without falling accidents without supporting materials such as lock bolts, shotcrete, support, etc. required in the conventional method for reinforcing a weak excavation surface during the blasting process, and also the process for installing the support and this support As it is omitted, there is an advantage that can significantly reduce the construction cost due to the omission of equipment and shortening the air.
또한 본 발명은, 종래 TBM 공법과 같이 발파 전 아치형 소단면 형성을 위한 굴착기계를 이용하지만, 이러한 굴착기계를 통해 굴착되는 면적이 종래 TBM 공법과 같이 터널 전단면이 아닌 원지반과 굴착대상지반 경계부위에 국한되므로, 종래 TBM공법에 사용되는 굴착장비와 같이 고가 대형 굴착장비가 요구되지 않는다. 결과적으로, 본 발명은 경제적인 면과 안정성, 굴착 시 주변 자연환경 보호를 극대화 할 수 있는 획기적인 공법이다.In addition, the present invention uses an excavation machine for forming an arc-shaped small section before blasting, as in the conventional TBM method, but the area excavated through such an excavation machine is not the tunnel shear surface, as in the conventional TBM method, and the boundary between the base and the excavation target ground Since it is limited to, such as the excavation equipment used in the conventional TBM method, expensive large excavation equipment is not required. As a result, the present invention is a breakthrough method that can maximize the economical aspects and stability, protection of the surrounding natural environment during excavation.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 터널굴착공법을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a tunnel excavation method according to the present invention with reference to the accompanying drawings will be described in detail.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명 안에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions within the present invention, and may be changed according to a user's or operator's intention or custom. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.
먼저 첨부도면을 간단히 설명하면, 도 1은 본 발명에서 제시하는 터널굴착공법에 따른 공정 블록도이며, 도 2, 도 3은 각각 본 발명에 따른 터널굴착공법에 의한 터널굴착과정을 개략적으로 나타낸 사시도 및 측면도이고, 도 4 내지 도 8은 본 발명에 따른 터널굴착공법에 의해 수행되는 터널굴착과정을 순서대로 나타낸 도면들이다. First, briefly explaining the accompanying drawings, Figure 1 is a process block diagram according to the tunnel excavation method proposed in the present invention, Figure 2, Figure 3 is a perspective view schematically showing a tunnel excavation process by the tunnel excavation method according to the present invention, respectively 4 and 8 are views sequentially showing a tunnel excavation process performed by the tunnel excavation method according to the present invention.
도시된 도면들을 참조하면, 본 발명에서 제시하는 터널굴착공법은 발파를 이 용하여 터널을 굴착함에 있어 진동 및 균열이 터널의 굴착면을 형성하는 암반면의 안정성을 확보하면서 터널이 보다 안전하게 굴착될 수 있도록, 원지반(20)과 굴착대상지반(30) 사이에 아치형 소단면(10)을 형성시키는 1차 굴진단계와, 발파 또는 무진동 굴착장비, 예컨대 와이어 쏘(Wire saw)와 같은 굴착장비를 이용하여 상기 아치형 소단면(10) 안쪽에 위치하는 굴착대상지반(30)을 추가적으로 굴착하여 기초터널(40)을 형성시키는 2차 굴진단계를 포함한다. Referring to the drawings, in the tunnel excavation method proposed in the present invention, the tunnel can be excavated more securely while securing the stability of the rock surface where the vibrations and cracks form the excavation surface of the tunnel in the excavation of the tunnel using blasting. By using the first excavation step of forming an arcuate
상기 1차 굴진단계에서는 도 4에서와 같이 굴착될 터널 형상으로 굴착 대상면에 굴착선(L1, L2)을 계획 설정한 후, 상기 계획된 굴착선(L1, L2)을 따라 폐곡선 형태로 연속되게 아치형 구멍을 천공하여 도 5에서와 같이 일정한 폭과 깊이를 가지는 아치형 소단면(10)을 형성시킨다. 상기 아치형 소단면(10)은 연속된 아치형 배열의 천공드릴을 갖는 천공장비(미도시)를 이용하여 형성시키고, 천공장비를 통해 형성되는 아치형 소단면(10)의 폭은 1m ~ 2m 이내로 형성하는 것이 바람직하다.In the first excavation step, after setting the excavation line (L1, L2) to the excavation target surface in the tunnel shape to be excavated as shown in Figure 4, the arched shape continuously in the form of a closed curve along the planned excavation line (L1, L2) The hole is drilled to form an arcuate
아치형 구멍을 형성함에 있어 상기 아치형 구멍의 천공방향은, 굴착 대상면에 대해 수직인 것이 바람직 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니며, 굴착 대상부의 지형 및 현장 작업조건, 그리고 천공장비의 제원 등에 따라 1차 굴진작업을 가장 이상적으로 실현할 수만 있다면 다양한 방향으로 변경이 가능하다. In forming the arcuate hole, the drilling direction of the arcuate hole is preferably perpendicular to the excavation target surface, but is not necessarily limited thereto, and the first excavation may be performed according to the terrain and field working conditions of the excavation target portion and the specifications of the drilling equipment. Changes can be made in various directions as long as the work is ideally realized.
또한, 상기 아치형 구멍은 상기한 구성의 전용 천공장비를 이용하여 한번에 천공할 수도 있지만, 경우에 따라서는 하나의 원형 구멍을 뚫고 그 구멍에 인접하여 다른 원형 구멍을 추가적으로 형성하여 각각의 구멍을 연결시킴으로써 하나의 연속된 아치형 구멍을 형성시키는 작업을 통해서도 형성가능하므로, 이러한 실시예 역시 본 발명의 범주에 포함된다고 보아야 할 것이다.In addition, the arcuate hole may be drilled at a time by using a dedicated drilling equipment of the above configuration, but in some cases by drilling one circular hole and by forming another circular hole adjacent to the hole to connect each hole It is to be understood that such embodiments are also included in the scope of the present invention, as they can be formed through the operation of forming one continuous arcuate hole.
1차 굴진단계를 거쳐 굴착 대상면에 아치형 소단면(10)이 형성되면, 상기 2차 굴진단계를 통해 아치형 소단면(10) 안쪽에 위치하는 굴착대상지반(30)을 추가적으로 굴착하여 도 6과 같이 기초터널(40)을 완성한다. 본 발명에 적용된 2차 굴진단계에서는 종래 NATM 공법에서 적용되는 일반적인 폭약 발파법을 사용하며, 이를 위해서 아치형 소단면(10) 안쪽에 위치하는 굴착대상지반(30)에 점보드릴과 같은 천공장비(100)를 이용하여 다수의 장약공을 천공한 후 폭약을 장약하고 발파시킴으로써 기초터널(40)을 형성시킨다. When the arcuate
상기 2차 굴진단계에서 아치형 소단면(10) 안쪽에 위치한 굴착대상지반(30)에서 발파된 폭약의 발파력은 일부가 터널의 바깥쪽으로 향하게 되지만, 기초터널(40)의 굴착면을 형성하게 될 원지반(20)과 상기 굴착대상지반(30) 사이는 상기 1차 굴진과정을 통해 이미 형성된 아치형 소단면(10)을 통해 분리 구획되어 있는 관계로, 폭약 발파법을 이용하여 상기 굴착대상지반(30)을 굴착하더라도 상기 발파에 의한 충격 및 진동이 상기 원지반(20)으로 전달되지 않는다. Although the blasting force of the explosives blasted from the
이에 따라, 상기 아치형 소단면(10) 바깥쪽에 위치한 원지반(20) 구체적으로는, 1차 굴진에 의한 기초터널(40)의 굴착면을 형성하는 굴착면에는 폭약 발파에 따른 균열이 발생하지 않게 되고, 결과적으로는 종래와 같이 굴착면 보강을 위한 별도의 숏크리트 처리나 락 볼트와 같은 지보재(支保材) 시공없이도 터널 굴착면은 안정된 상태를 유지할 수 있다.Accordingly, the
2차 굴진을 위한 굴착 방법으로서 본 실시예에서는 위와 같이 폭약 발파법을 예로 들어 설명하고 있지만, 이 외에도 파쇄법, 삭굴법 등 다른 방법이 사용될 수 있음은 물론이며, 이와 같은 발파를 통한 굴착방식 외에도 공지된 무진동 굴착장비, 예컨대 와이어 쏘(Wire saw)와 같은 굴착장비를 이용한 굴착 또한 가능하므로 이또한 본 발명의 범주에 포함될 수 있다.As an excavation method for secondary excavation, the present embodiment has been described using the explosive blasting method as an example, but in addition to this, other methods such as a crushing method and an excavation method can be used. Excavations using known vibration-free drilling rigs, such as, for example, wire saws, are also possible, and thus may also be included in the scope of the present invention.
상기 2차 굴진단계에서의 발파 또는 무진동 굴착장비를 통한 굴착과정에서 발생한 버럭(암반 부스러기)을 처리함에 있어서는, 도면에는 도시하지 않았으나 갱 내에 트롤리를 설치하고 이 트롤리를 이용해 갱 밖으로 지속적으로 반출시킴으로써, 상기 버럭을 갱 밖으로 반출시킴에 있어 소요되는 작업시간을 최소화 시킬 수 있도록 함이 바람직하다.In the treatment of the crushing (rock debris) generated during the excavation process through the blasting or vibration-free drilling equipment in the secondary drilling step, by installing a trolley in the gang but continuously carried out of the gang using this trolley, It is desirable to minimize the work time required to take the bag out of the gang.
상기한 1, 2차 굴진단계를 거쳐 기초터널(40)이 완성되면, 이 기초터널(40)의 굴착면을 따라 도 7과 같이 라이닝을 설치하여 굴착면을 따르는 라이닝 구조체(60)를 형성시키고, 상기 라이닝 구조체(60)와 기초터널(40)의 굴착면 사이의 공간으로 도 8과 같이 몰탈을 주입시켜 암반면을 안정화시키는 데, 위와 같은 일련의 과정 즉, 1차 굴진, 2차 굴진, 라이닝 구조체 형성, 몰탈 주입을 통한 마감작업을 터널굴착 방향을 따라 구간별로 순차적으로 반복수행함으로써 터널을 단계적으로 굴착하여 계획된 길이의 터널을 완성시킨다.When the
이때, 상기한 2차 굴진을 통해 형성된 기초터널의 굴착면에 위와 같이 라이닝 구조체(60)를 형성시키기에 앞서, 상기한 2차 굴진단계를 통한 발파과정에서 발파 위치에 근접한 원지반의 붕락 또는 낙반 등의 안전사고에 대비할 수 있도록, 갱 내에서 발파를 통한 2차 굴진이 진행되는 발파 위치(굴착대상지반; 도 2의 "30" 위 치에 해당)에서부터 일정거리 후방으로 연장된 길이를 가지면서 상기 기초터널(40) 굴착면에 이 기초터널(40) 굴착면 형상에 대응하는 아치형 강재(50)를 설치하는 것이 좋다. At this time, prior to forming the
상기 아치형 강재(50)의 설치는 위와 같이 2차 굴진단계를 통한 발파 굴착과정에서의 발파에 의한 진동으로 발파부 후방에 위치한 기초터널(40)의 붕락 또는 낙반 등의 안전사고가 예방될 수 있도록 하기 위한 것으로, 상기 2차 굴진단계를 통한 굴착대상지반(30)에 대한 발파 굴착 과정 중 발파에 의한 진동이 전달되는 거리를 감안하여 적당한 길이를 갖는 강재를 채택하며, 바람직하게는 그 길이(L)가 30m ~ 40m 인 아치형 강재(50)를 사용하는 것이 좋다.The installation of the
갱 내에 설치되는 상기 아치형 강재(50)에 커텐식 방음방진구(52)를 설치하면, 상기 2차 굴진단계를 통한 발파 굴착 과정 중 발생하는 소음 및 분진이 터널 밖으로 전달되거나 비산되는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있으므로, 상기 아치형 강재(50)에는 커텐식 방음방진구(52)를 설치하되, 다단에 걸친 보다 효과적인 방음 및 방진 구현을 위해서는 도면에서와 같이 아치형 강재(50) 길이방향으로 상기 커텐식 방음방진구(52)를 다단 설치하는 것이 좋다.When the curtain type soundproof
위와 같은 아치형 강재를 적용함에 있어 상기 아치형 강재(50)는, 기초터널 내에서 레일(미도시)을 따라 이동가능하도록 마련하여 발파를 통한 터널굴착방향으로 단계적으로 이동시켜 가면서 발파 주변의 기초터널의 붕락 또는 낙반 등의 안전사고가 예방될 수 있도록 하고, 갱 내에서 상기 아치형 강재(50) 후방으로 노출되는 기초터널 굴착면 즉, 2차 굴진을 통한 발파과정에서 발파로부터 안전한 거리에 위치해 있는 굴착면에는 위와 같이 라이닝 구조체(60)를 형성하고 이 라이닝 구조체(60)와 기초터널의 굴착면 사이의 공간으로 몰탈(70)을 주입시켜 암반면을 안정화 시킴으로써, 터널 굴착방향에 대해 단계적으로 터널을 완성시켜 나간다. In applying the arcuate steels as described above, the
상기한 본 발명에 따른 터널굴착공법에 의하면, 계획된 굴착선(L1, L2)을 따라 폐곡선 형태로 연속된 아치형 구멍을 천공하여 원지반(20)과 굴착대상지반(30) 사이에 아치형 소단면(10)을 형성시킨 상태에서 발파 및 굴진장비를 이용하여 상기 아치형 소단면(10) 안쪽에 위치하는 굴착대상지반(30)을 추가적으로 굴착한다. According to the tunnel excavation method according to the present invention, by drilling a continuous arc-shaped hole in the form of a closed curve along the planned excavation line (L1, L2) between the
즉, 본 발명은 기본적으로는 종래 NATM 공법에 의한 발파 방식을 이용하지만 발파 전 원지반(20)과 굴착대상지반(30) 사이에 TBM 공법을 이용한 아치형 소단면(10)과 같은 공간 형성을 통해, 발파방식을 이용하여 터널을 굴착하더라도 발파소음이 현저히 줄고 원지반에 발파 충격이 거의 전달되지 않아 굴착면 즉, 기초터널 굴착면은 매우 안정된 상태를 유지하게 된다.That is, the present invention basically uses a blasting method according to the conventional NATM method, but through the formation of a space such as an arc-shaped
이에 따라, 발파과정에서 연약해진 굴착면 보강을 위해 종래 공법에서 요구되던 락 볼트, 숏크리트, 지보 등과 같은 지보재 없이도 낙반사고 없는 안정적인 터널을 구축할 수 있고, 상기 지보재 및 이 지보재를 설치하기 위한 공정 역시 생략됨에 따라, 장비생략 및 공기단축으로 인하여 공사비용을 획기적으로 줄일 수 있다는 장점이 발현된다. Accordingly, it is possible to build a stable tunnel without falling accidents without supporting materials such as lock bolts, shotcrete, support, etc. required in the conventional method for reinforcing a weak excavation surface during the blasting process, and also the process for installing the support and this support As it is omitted, there is an advantage that can significantly reduce the construction cost due to the omission of equipment and shortening the air.
또한 본 발명은, 종래 TBM 공법과 같이 발파 전 아치형 소단면(10) 형성을 위한 굴착기계를 이용하지만, 이러한 굴착기계를 통해 굴착되는 면적이 종래 TBM 공법과 같이 터널 전단면이 아닌 원지반(20)과 굴착대상지반(30) 경계부위에 국한 되므로, 종래 TBM공법에 사용되는 굴착장비와 같이 고가 대형 굴착장비가 요구되지 않는다. 결과적으로, 본 발명은 경제적인 면과 안정성, 굴착 시 주변 자연환경 보호를 극대화 할 수 있는 획기적인 공법이다.In addition, the present invention uses an excavation machine for forming the arch-shaped
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 고안의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In the detailed description of the present invention, only specific embodiments thereof have been described. It is to be understood, however, that the present invention is not limited to the specific forms referred to in the description, but rather includes all modifications, equivalents, and substitutions within the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims. Should be.
도 1은 본 발명에서 제시하는 터널굴착공법에 따른 공정 블록도.1 is a process block diagram according to the tunnel excavation method proposed in the present invention.
도 2, 도 3은 각각 본 발명에 따른 터널굴착공법에 의한 터널굴착과정을 개략적으로 나타낸 사시도 및 측면도.2 and 3 are a perspective view and a side view schematically showing a tunnel excavation process by the tunnel excavation method according to the present invention, respectively.
도 4 내지 도 8은 본 발명에 따른 터널굴착공법에 의해 수행되는 터널굴착과정을 순서대로 나타낸 도면들.4 to 8 are views showing the tunnel excavation process performed by the tunnel excavation method according to the present invention in order.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명><Description of Signs of Major Parts of Drawings>
10...아치형 소단면 20...원지반10 ... Arch
30...굴착대상지반 40...기초터널30
50...아치형 강재 52...커텐식 방음방진구50 ...
60...라이닝 구조체 70...몰탈60 ... lining
L1, L2...굴착선L1, L2 ... Driller
Claims (8)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080114455A KR101054380B1 (en) | 2008-11-18 | 2008-11-18 | Tunnel Excavation Method |
PCT/KR2009/006735 WO2010058933A2 (en) | 2008-11-18 | 2009-11-17 | Tunnel excavation method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080114455A KR101054380B1 (en) | 2008-11-18 | 2008-11-18 | Tunnel Excavation Method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20100055639A true KR20100055639A (en) | 2010-05-27 |
KR101054380B1 KR101054380B1 (en) | 2011-08-04 |
Family
ID=42198638
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020080114455A KR101054380B1 (en) | 2008-11-18 | 2008-11-18 | Tunnel Excavation Method |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101054380B1 (en) |
WO (1) | WO2010058933A2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012044138A3 (en) * | 2010-10-01 | 2012-06-28 | 한국과학기술원 | Excavation system using a water jet, and excavation method using the same |
KR101256584B1 (en) * | 2010-12-07 | 2013-04-19 | (주)한국투아치 | Tunnel Constructing Method Using Double Excavation method |
KR101256587B1 (en) * | 2010-12-07 | 2013-04-19 | (주)한국투아치 | Tunnel Constructing Method Applying Space For Reducing Vibration |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101634119B1 (en) | 2014-08-19 | 2016-06-28 | 한국철도기술연구원 | Tunnel excavation method for kerfing outer surface of tunnel for decreasing blasting vibration |
CN104389609A (en) * | 2014-09-24 | 2015-03-04 | 中国水利水电第十四工程局有限公司 | No-blasting mechanical digging method |
KR20190087909A (en) | 2018-01-17 | 2019-07-25 | 한국철도기술연구원 | Tunnel excavation machine and method of excavating tunnel using the same |
CN110618249B (en) * | 2018-06-20 | 2022-03-18 | 核工业北京地质研究院 | Test method for geotechnical engineering excavation construction |
CN110295913B (en) * | 2019-08-05 | 2024-05-07 | 中信国安建工集团有限公司 | Tunnel blasting excavation system and construction method |
CN112431597A (en) * | 2020-12-22 | 2021-03-02 | 中铁五局集团成都工程有限责任公司 | Single-process construction method for monoclinic structure bedding bias soft rock large-deformation tunnel |
CN112923818A (en) * | 2021-03-05 | 2021-06-08 | 中交一公局集团有限公司 | Fine drilling and blasting excavation method of full-computerized three-arm rock drilling jumbo under arch frame limitation |
CN113107497B (en) * | 2021-04-14 | 2022-07-29 | 中铁工程服务有限公司 | Hard rock tunnel tunneling construction method |
CN114000885A (en) * | 2021-10-29 | 2022-02-01 | 四川省交通勘察设计研究院有限公司 | Surrounding rock tunnel tunneling construction method |
CN114320319B (en) * | 2021-11-09 | 2024-05-03 | 珠海华昕开发建设有限公司 | Construction method for expanding tunnel from minimum section to extra-large section |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR960004410B1 (en) * | 1991-06-26 | 1996-04-02 | 사또고교 가부시끼가이샤 | Tunnel construction method |
KR100237345B1 (en) * | 1997-06-25 | 2000-01-15 | 유근무 | Precast panel for tunnel lining and installation method thereof |
JP4430191B2 (en) * | 2000-02-22 | 2010-03-10 | 株式会社大林組 | High pressure gas storage facility in bedrock |
KR100476906B1 (en) * | 2002-08-29 | 2005-03-18 | 건양씨엔이 (주) | The method of construction and apparatus for propulsion steel pipe pressure |
-
2008
- 2008-11-18 KR KR1020080114455A patent/KR101054380B1/en not_active IP Right Cessation
-
2009
- 2009-11-17 WO PCT/KR2009/006735 patent/WO2010058933A2/en active Application Filing
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012044138A3 (en) * | 2010-10-01 | 2012-06-28 | 한국과학기술원 | Excavation system using a water jet, and excavation method using the same |
CN103221627A (en) * | 2010-10-01 | 2013-07-24 | 韩国科学技术院 | Excavation system using a water jet, and excavation method using the same |
US9140122B2 (en) | 2010-10-01 | 2015-09-22 | KAIST (Korea Advanced Institute of Science and Technology) | Excavation system using a water jet, and excavation method using the same |
KR101256584B1 (en) * | 2010-12-07 | 2013-04-19 | (주)한국투아치 | Tunnel Constructing Method Using Double Excavation method |
KR101256587B1 (en) * | 2010-12-07 | 2013-04-19 | (주)한국투아치 | Tunnel Constructing Method Applying Space For Reducing Vibration |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2010058933A2 (en) | 2010-05-27 |
KR101054380B1 (en) | 2011-08-04 |
WO2010058933A3 (en) | 2010-08-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101054380B1 (en) | Tunnel Excavation Method | |
CN107060803B (en) | Tunnel construction method by utilizing pipe curtain grouting | |
EP3942154B1 (en) | Method and system of constructing an underground tunnel | |
KR101634119B1 (en) | Tunnel excavation method for kerfing outer surface of tunnel for decreasing blasting vibration | |
CN116113754A (en) | Tunnel shield | |
CN101638989B (en) | Milling and supporting construction method of fault crushed zone of subbottom tunnel | |
KR101889961B1 (en) | Excavation method for rock blasting having no-vibration | |
Phadke et al. | Construction of tunnels, by new austrian tunneling method (NATM) and by tunnel boring machine (TBM) | |
KR101333096B1 (en) | Steel wire supplying apparatus for assembling segments of shield tunnel, and method using the same | |
KR101612522B1 (en) | Construction method for tunneling | |
JP7148450B2 (en) | Construction Method of Work Mine Intersection in Mountain Tunnel Construction | |
KR101170011B1 (en) | Construction apparatus for tunnel and construction method for tunnel using the same | |
KR101283663B1 (en) | Method for digging two arch type tunnel | |
JPWO2020193960A5 (en) | ||
KR101091081B1 (en) | Excavation method and construction of dual tunnel | |
JPH11350899A (en) | Digging method for underground cavity having large cross section and rough stone digging place employing the method | |
Grasso et al. | Construction methods | |
RU2490467C2 (en) | Method to tunnel horizontal or inclined underground mine and tunnelling machine for method realisation | |
RU2096621C1 (en) | Method for driving deep tunnels in loose ground | |
KR101698445B1 (en) | rock fracture method and apparatus utilizing sliding boom | |
RU2302529C1 (en) | Complex for tunnel excavation in weak ground | |
RU2723422C1 (en) | Method for perforating a forehead of a tunnel bottom | |
JP2001323773A (en) | Tunnel excavation method utilizing advancing drift | |
JP7434046B2 (en) | Shoring unit and steel shoring erection method | |
KR102572706B1 (en) | Tunnel Excavation Method for Upper and Lower Parallel Construction |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140721 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150727 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |