KR20100069553A - System preventing non-woven from mortar particles filled up the back space of pcl (precasting concrete lining) and method constructing the non-woven to pcl - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 PCL 판넬 라이닝을 이용한 라이닝 배면공간을 충전한 경량기포 모르타르층과 부직포 경계면 배수시스템 및 이를 시공하는 방법에 관한 것으로 종래의 “PCL 판넬 라이닝 시스템”에서 배수구조의 문제점을 개선한 발명이다. The present invention relates to a lightweight foam mortar layer and a nonwoven interface drainage system filled with a lining rear space using a PCL panel lining, and a method for constructing the same.
즉 종래의 “PCL 판넬 라이닝 시스템”은 PCL 판넬 라이닝과 숏크리트사이에 일정한 배면공간이 형성되어있고 그 배면공간에는 경량기포 모르타르가 충전되는 방식이다. That is, the conventional "PCL panel lining system" is a method in which a constant back space is formed between the PCL panel lining and the shotcrete, the lightweight space mortar is filled in the back space.
이와 같은 방식에서는 측방배수관을 감싸고 있는 부직포 및 방수쉬트와 충전된 경량기포 모르타르가 직접 접촉되는 구조이기 때문에 경량기포 모르타르가 미경화된 상태에서 부직포를 순식간에 폐색시키게 된다.In this way, since the nonwoven fabric and the waterproof sheet surrounding the side drain pipe and the filled lightweight bubble mortar are in direct contact with each other, the nonwoven fabric is rapidly occluded in the state in which the lightweight foam mortar is uncured.
본 발명은 충전된 경량기포 모르타르가 부직포 및 방수쉬트와 직접 접촉되지 않는 구조를 형성함으로써 종래의 “PCL 판넬 라이닝 시스템”이 갖는 배수구조의 문제점을 개선한 배수구조이다. The present invention is a drainage structure that improves the problem of the drainage structure of the conventional "PCL panel lining system" by forming a structure in which the filled lightweight foam mortar is not in direct contact with the nonwoven fabric and the waterproof sheet.
본 발명은 PCL 판넬 라이닝을 이용한 라이닝 배면공간을 충전한 경량기포 모르타르층과 부직포 경계면 배수시스템 및 이를 시공하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a lightweight foam mortar layer and a nonwoven interface drainage system filled with a lining rear space using a PCL panel lining and a method of constructing the same.
특히 본원 출원인의 특허 제10- 01511523호인 “충진형 PCL 판넬 라이닝 시스템”에서 경량기포 모르타르 충전시 PCL 판넬과 부직포 경계면사이의 틈새로 새어나오는 경량기포 모르타르의 미립자로 인한 배수재의 폐색의 문제를 해결하고자한 것이다.In particular, in the "filled PCL panel lining system" of Applicant's Patent No. It is.
먼저 현장 타설 콘크리트 방식에 의한 콘크리트 라이닝터널구조에 대하여 살펴본다. First, the concrete lining tunnel structure by the cast-in-place concrete method will be described.
이는 도1a, 도1b 및 도1c에 도시되어있다. This is illustrated in Figures 1A, 1B and 1C.
터널지반(10)과 콘크리트 라이닝(30a)사이에 부직포(82) 및 방수쉬트(84)가 형성되어있고 지반으로 침투된 침투수는 부직포(82)를 타고 측방배수관(80)을 거쳐 연결배수관(86)을 통해 주배수관(85)으로 배수되는 구조이다. 이때 부직포(82) 및 방수쉬트(84)가 측방배수관(80)에 감싸여있는 형태는 도1c에 도시된바와 같다. 노면(68)수는 맹암거(67)를 통하여 배수된다. 또한 인버트부 역시 현장 타설 콘크리트 방식으로 된 콘크리트로 되어있다. 부직포(82) 및 방수쉬트(84)가 측방배수관(80)을 감싸고 있는 형태는 본 발명에서도 동일하다. 다만 다른 것은 측방배수관(80)내에 주배수관이 함께 형성되어있는 복합배수관이라는 점에서만 다르 다. The
다음으로 특허 제10-01511523호(이하 “충진형 PCL 판넬 라이닝 시스템”이라 한다)에 대하여 살펴본다. Next, Patent No. 10-01511523 (hereinafter referred to as "filling type PCL panel lining system") will be described.
이에 의하면 록볼트와, 그리고 숏크리트(20)의 1차 지보재에 의하여 터널지반(10)하중을 지지하도록 한 안정된 구조를 만든 다음 라이닝은 현장 타설과는 달리 공장에서 제작된 PCL(Precasting Concrete Lining) 판넬(30)를 조립하여 라이닝을 형성하는 방식이다. (도2 및 도3참조)According to this, the rock bolt and the primary support material of the
이때 PCL 판넬(30)은 숏크리트(20)면과 일정한 거리(d)를 두고 이격되어있다. 이격거리(d)에 의하여 PCL 판넬(30)과 숏크리트(20)면 사이에는 배면공간(40)이 형성되어있다. 이격거리(d)는 10cm내외이다.In this case, the
“충진형 PCL 판넬 라이닝 시스템”에서의 터널 라이닝은 공장에서 제작된 PCL 판넬(30)을 사용한 것이므로 현장 타설에 의한 라이닝시공보다 시공이 간편하고 용이할 뿐만 아니라 배면공간(40)에 경량기포모르타르(50)를 충전시킴으로써 1차 지보재에 의한 지지구조와 더불어 PCL 판넬(30)에 의한 지지구조를 이루게 된다. 따라서 1차 지보재(즉, 숏크리트와 록볼트)에 의한 지지구조와, 그리고 PCL 판넬(30)에 의한 지지구조에 의하여 설계 및 해석이 확실한 2중 셀(double-shell)구조 형태를 이루게 된다. Tunnel lining in the "filled PCL panel lining system" uses a PCL panel (30) manufactured in the factory, so the construction is simpler and easier than lining by site casting, and lightweight foam mortar ( By filling 50) together with the support structure by the primary support material, the support structure by the
충전된 경량기포모르타르(50)는 터널지반(10)하중을 PCL 판넬(30)에 전달하는 하중전달역할을 한다. 이렇게 전달된 터널지반(10)하중을 PCL 판넬(30)에 의하여 지지된다. Filled
통상적으로 터널지반(10)하중은 전적으로 1차 지보재에 의하여 지지되도록 설계된다. 이는 현장 타설라이닝 콘크리트의 지지력이 확실하지 않기 때문에 현장 타설라이닝을 구조재에서 제외한 것이다.Typically, the
현장 타설라이닝과는 달리 PCL 판넬(30) 라이닝은 그 강도가 확실하고 여기에다 충전된 경량기포모르타르(50)에 의하여 터널지반(10)하중을 PCL 판넬(30)에 확실하게 전달하기 때문에 2중 셀(double-shell)구조 형태의 설계와 해석이 명확하므로 구조재로서 손색이 없다. Unlike on-site pour lining, the
PCL 판넬(30)은 공장에서 제작되면서 품질이 검증된 제품이므로 전달하중을 지지할 수 있을 정도로 강도가 충분하다.Since the
“충진형 PCL 판넬 라이닝 시스템”에서의 『배면공간(40)』과 통상 사용되는 『배면공동』과 구분되어야한다. It should be distinguished from the "
“충진형 PCL 판넬 라이닝 시스템”에서의 『배면공간(40)』은 터널라이닝 시공의 간편성과 용이성을 위해 공장에서 제작된 PCL 판넬(30)을 사용함으로써 터널전체에 생긴 일정한 공간인데 반하여 『배면공동』은 숏크리트(20)와 접면되게 현장 타설 콘크리트라이닝을 시공하는 과정에서 시공상의 문제점으로 생긴 크고 작은 공동이므로 『배면공간(40)』과 『배면공동』은 전혀 다른 기술적 용어이다.The
『배면공동』의 생성원인에 대하여 살펴보면 다음과 같다.The causes of the creation of Back Cavity are as follows.
NATM공법을 예로 든다면, 라이닝콘크리트는 숏크리트(20)와 록볼트에 의하여 터널굴착면이 구조 역학적으로 안정된 구조를 이룬 상태에서 타설하게 된다. 콘크리트모르타르는 아취형 철제 거푸집이 설치된 상태에서 주입하게 된다. 이때 아취형 철제 거푸집의 최상부인 크라운부(천단부)에 주입된 콘크리트모르타르는 중력에 의하여 중력방향으로 흘러내리게 된다. 아취형 철제 거푸집은 그 높이가 높을 뿐 아니라 그 경사가 완만하지 않기 때문이다.Taking the NATM method as an example, the lining concrete is poured in a state in which the tunnel excavation surface is structurally stabilized by the
중력으로 인한 흘러내림은 『배면공동』을 생성하는 주된 원인이면서 동시에 재료분리의 원인이다. 여기에다 블리딩 현상까지 겹치게 되면 크고 작은 『배면공동』의 생성은 더한층 가중되게 된다. 중력으로 인하여 천단부에서의 『배면공동』이 다른 측면부에 비하여 크게 생성된다. Gravity runoff is the main cause of `` rear cavity '' and material separation. In addition, the bleeding phenomenon overlaps, and the production of large and small "back cavity" becomes more weighted. Due to gravity, the `` back cavity '' at the top end is created larger than the other side parts.
또한 생성된 공동은 지하수가 과대하게 유입될 경우 크고 작은 『배면공동』은 더욱 확대되게 된다.In addition, if the groundwater is excessively inflowed, the large and small "back cavity" will be enlarged.
이렇게 생성된 『배면공동』은 다음과 같은 결과를 초래하게 된다. The "back cavity" produced in this way has the following results.
⒜ 배면공동이 존재하게 되면 라이닝콘크리트에 집중응력이 작용되고 이로 인하여 라이닝콘크리트구조물의 균열 및 변형을 가져온다. ⒜ When the back cavity is present, the concentrated stress is applied to the lining concrete, which leads to cracking and deformation of the lining concrete structure.
⒝ 배면공동이 지하수의 동결융해를 반복하여 그 결과 라이닝콘크리트구조물의 박락이 발생된다.⒝ The rear cavity repeatedly freezes and thaws the groundwater, resulting in the falling of the lining concrete structure.
⒞ 배면공동의 발생이 터널 크라운부에 집중되므로 터널 크라운부가 가장 취약한 부분이다. 발생 The occurrence of the rear cavity is concentrated in the tunnel crown, so the tunnel crown is the weakest part.
⒟ 대부분 라이닝콘크리트구조물의 균열은 라이닝과 지반사이의 배면공동에 의하여 발생된다.균열 Most of cracking of lining concrete structure is caused by back cavity between lining and ground.
이와 같이 터널 라이닝 배면공동은 터널라이닝의 구조적인 안정을 해치는 문제를 야기 시키는 원인이다. As such, the tunnel lining rear cavity causes a problem that impairs the structural stability of the tunnel lining.
그러나 종래의 “충진형 PCL 판넬 라이닝 시스템”에서의 『배면공간』은 공장에서 제작된 PCL 판넬을 터널라이닝으로 사용함으로써 생긴 공간으로 『배면공동』과는 달리 터널전체에 걸쳐 일정한 공간이다. 이에 반하여 『배면공동』은 터널전체에 걸쳐 일정하게 생긴 것이 아니고 크고 작은 불규칙한 공동이다. However, the "back space" in the conventional "filled PCL panel lining system" is a space created by using a factory-made PCL panel as a tunnel lining, and unlike the "back cavity", it is a constant space throughout the tunnel. In contrast, the Back Cavity is not a uniform shape throughout the tunnel, but a large and small irregular cavity.
종래의 “충진형 PCL 판넬 라이닝 시스템”의 『배면공간(40)』에 충전된 경량기포모르타르(50)층은 2가지 역할을 한다.The layer of
하나는 터널지반(10)하중을 균등하게 PCL 판넬(30)의 라이닝에 전달하는 하중전달역할이고, 다른 하나는 터널지반(10)으로 침투된 지하수를 하부에 설치된 측 방배수관(80)으로 유도하는 수로로서의 배수유도로역할이다. One is a load transfer role to uniformly transfer the load of the tunnel ground (10) to the lining of the PCL panel (30), and the other guides groundwater penetrated into the tunnel ground (10) to the side drain pipe (80) installed at the bottom. It serves as a drainage induction channel.
터널지반(10)하중이 『배면공간(40)』에 충전된 경량기포모르타르(50)에 의하여 PCL 판넬(30)에 전달되기 때문에 PCL 판넬(30)의 부담하중을 줄이기 위하여 경량의 충전재(경량기포모르타르)를 사용한 것이다. The tunnel ground (10) load is transmitted to the PCL panel (30) by the lightweight foam mortar (50) filled in the "
이와 같이 “충진형 PCL 판넬 라이닝 시스템”은 『배면공간(40)』에 충전된 경량기포모르타르(50)가 배수유도로역할과 하중전달역할을 동시에 수행할 뿐만 아니라 2중 셀 구조형태가 확실하게 되어 구조재로서 역할도 하게 되는 장점이 있는 것임에도 불구하고 인버트(60a) 부근에서의 측방배수관(80)에 의한 배수구조에 대해서는 언급을 하고 있지 않다. In this way, the "filled PCL panel lining system" is a lightweight cell mortar (50) filled in the "back space (40)" not only performs the role of drainage induction and load transfer at the same time, but also has a double cell structure form. Although there is an advantage that it also serves as a structural material, it does not mention the drainage structure by the
그렇다고 종래의 현장 타설 콘크리트 라이닝방식에서의 인버트(60a)의 형상 및 구조를 그대로 “충진형 PCL 판넬 라이닝 시스템”에 적용할 수도 없다. However, the shape and structure of the invert 60a in the conventional cast-in-place concrete lining method may not be applied to the "filled PCL panel lining system" as it is.
“충진형 PCL 판넬 라이닝 시스템”은 도2에서와 같이 숏크리트(20)와 PCL 판넬(30)에 의한 『배면공간(40)』이 형성되어있는데다 이 『배면공간(40)』에는 유동성이 큰 경량기포모르타르(50)가 충전되는 구조인데 반하여 현장 타설 콘크리트 라이닝방식은 도1에서와 같이 숏크리트(20)와 콘크리트 라이닝(30a)_사이에 공간이 없고 서로 접면된 구조로 이루어져있으므로 양자의 인버트 형상 및 구조가 서로 다를 뿐만 아니라 부직포(82)와 방수쉬트(84)가 설치되는 양자의 위치가 서로 다르다. The "filled PCL panel lining system" has a "
현장 타설 콘크리트 라이닝방식은 『배면공간(40)』이 없기 때문에 경량기포모르타르(50)의 유출로 인한 측방배수관(80)의 배수기능에 대한 문제는 야기되지 않는다. Since the cast-in-place concrete lining method does not have a "
그러나 『배면공간(40)』에 경량기포모르타르(50)가 충전된 “PCL 판넬 라이닝 시스템”에서는 현장 타설 콘크리트 라이닝방식과는 달리 경량기포모르타르(50)의 미립자가 미세틈새로 흘러나오는 것을 방하는 것이 가장 중요하다. 미세틈새로 흘러나온 경량기포모르타르(50)의 미립자가 순식간에 측방배수관(80)을 감싸고 있는 부직포(82)를 빠른 속도로 폐색시키기 때문이다. However, in the “PCL panel lining system” filled with lightweight foam mortar (50) in the “back space (40)”, unlike the cast-in-place concrete lining method, it prevents the particulates of the lightweight foam mortar (50) from flowing out into fine gaps. Is the most important. This is because the fine particles of the
이러한 경량기포모르타르(50)의 미립자의 유출은 『배면공간(40)』에 충전된 경량기포모르타르(50)가 미경화 상태에서 일어나는 현상이다. 경화된 상태에서는 이러한 유출은 일어나지 않는다. The outflow of the fine particles of the
달리 말하면 『배면공간(40)』에 충전되는 시점부터 경계면의 미세틈새를 통해 경량기포모르타르(50) 미립자가 유출되기 때문에 측방배수관(80)의 배수기능을 순식간에 폐색시키게 된다. In other words, since the light-bubble mortar (50) particles are leaked through the micro-gap of the interface from the time of filling the "back
측방배수관(80)에 의한 배수기능이 폐색되게 되면 잔류수압이 경량기포모르타르(50)층에 걸리게 된다. 잔류수압은 PCL 판넬(30) 라이닝의 구조적인 안정성을 해침은 물론이고 터널전체의 구조적인 안정성에 문제를 주게 된다. When the drainage function by the
그 다음으로 종래의 “충진형 PCL 판넬 라이닝 시스템”의 부직포(82) 및 방 수쉬트(84)의 포설과 그에 따른 문제점에 대하여 살펴보면 아래와 같다.Next, the
종래의 “충진형 PCL 판넬 라이닝 시스템”의 터널라이닝을 PCL 판넬(30)을 사용하지만 숏크리트(20)와 PCL 판넬(30)사이에는 부직포(82)와 방수쉬트(84)가 포설되어있고 도2와 도3에서와 같이 측방배수관(80)까지 연장되어있다. Tunnel lining of the conventional "filled PCL panel lining system" uses a
부직포(82)와 방수쉬트(84)가 측방배수관(80)을 감싸고 있는 형태는 도1c와 같은 형태이다. The
부직포(82)와 방수쉬트(84)는 PCL 판넬(30)상부에 접면되어 포설되어있고, 또 부직포(82)와 방수쉬트(84) 상부에는 경량기포모르타르(50)층이 위치되어있다.The
측방배수관(80)이 설치된 위치는 숏크리트(20)와 하부 큰크리트 타설 인버트(60a)의 경계면이다. 측방배수관(80)을 부직포(82)와 방수쉬트(84)가 감싸고 있기 때문에 여기서의 부직포(82)와 방수쉬트(84)의 위치역시 숏크리트(20)와 하부 큰크리트 타설 인버트(60a)의 경계면이다. The position where the
여기서 인버트(60a)는 역 아치형구조를 말한다. Here, the
아치형구조는 상부구조이고 역 아치형구조(inverted arch)는 바닥면을 포함한 하부구조이다.The arched structure is the superstructure and the inverted arch is the substructure including the bottom surface.
인버트(60a)에는 하부공동구(65)와 노면 등이 포함된다.The
구조역학적인 균형의 관점에서 보면 아치형 상부구조와 역 아치형 하부구조가 서로 지지되어 역학적으로 균형을 이루고 있다. 이와 같이 아치형 상부구조와 역 아치형 하부구조가 서로 구조 역학적으로 균형을 이루고 있어야만 터널구조가 안정적이므로 아치형 상부구조를 숏크리트(20)로 복공한 후에 인버트(60a)를 폐합하는 시기선택은 매우 중요하다.From the point of view of structural dynamics, the arched superstructure and the inverted arched substructure are mutually supported to achieve a dynamic balance. As such, the tunnel structure is stable only when the arched superstructure and the inverted arched substructure are balanced with each other in terms of structural dynamics. Therefore, the timing of closing the
이제 종래의 “충진형 PCL 판넬 라이닝 시스템”의 시공순서 및 그에 따른 문제점을 좀더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Now look at the construction sequence and the problems of the conventional "filling PCL panel lining system" in more detail as follows.
가. 시공순서end. Construction order
⒜ 상부구조를 숏크리트(20)와 록볼트로서 안정된 구조가 되게 한다. ⒜ The upper structure is a
⒝ 숏크리트(20)경계면에 측방배수관(80)과, 그리고 이를 감싼 부직포(82)와 방수쉬트(84)를 숏크리트(20)경계면에 접면되게 포설한 상태에서 하부구조인 큰크리트 타설 인버트(60a)를 현장 타설한다. 측 Large concrete pour invert (60a), which is a substructure in a state in which the side drain pipe (80) on the shotcrete (20) boundary, and the nonwoven fabric (82) and the waterproof sheet (84) wrapped thereon are folded to the shotcrete (20) boundary surface. Place the site.
⒞ 큰크리트 타설 인버트(60a)를 기초로 하여 PCL 판넬(30)를 설치한다. PCL 판넬(30)과 함께 부직포(82)와 방수쉬트(84)도 설치한다. (8) Install
⒟ 숏크리트면(20)과 PCL 판넬(30)에 의하여 형성된 배면공간(40)에 경량기포모르타르(50)를 충전한다. 통상 경량기포모르타르(50)는 물과 같이 거동상태와 유사한 유동성을 갖는다. 경량 Filling the
나. 문제점 I. problem
⒜ 배면공간(40)은 숏크리트(20)와 PCL 판넬(30)에 의하여 형성된 공간이다. 배면공간(40)은 양 측면이 숏크리트(20)와 PCL 판넬(30)로 밀폐되어있으면서 큰크리트 타설 인버트(60a)로 밀폐된 공간이다. ⒜ back
⒝ 밀폐된 공간에 경량기포모르타르(50)가 주입된다. 경량
⒞ 측방배수관(80)은 숏크리트(20)와 큰크리트 타설 인버트(60a)의 경계면에 위치되어있으면서 부직포(82)와 방수쉬트(84)로 감싸져있고 부직포(82)와 방수쉬트(84)는 PCL 판넬면(30)에 접면된 상태이다. (2) The side drain pipe (80) is located at the interface between the shotcrete (20) and the large-crete placing invert (60a) and is wrapped with a nonwoven fabric (82) and a waterproof sheet (84), and the nonwoven fabric (82) and the waterproof sheet (84) are It is in contact with the
⒟ 그런데 경량기포모르타르(50)가 주입되는 공간이 밀폐되어있다 하더라도 측방배수관(80)을 감싸고 있는 부직포(82)와 방수쉬트(84)는 PCL 판넬면(30)과 연결되어있기 때문에 유동성이 큰 경량기포모르타르(50)는 부직포(82)를 타고 측방배수관(80)을 향하여 흐르게 된다. 이와 같이 부직포(82)와 PCL 판넬(30)면의 미세틈새로 경량기포모르타르(50)가 흘러나오게 되면 경량기포모르타르(50)의 미립자가 측방배수관(80)을 감싸고 있는 부직포(82)를 폐색시키게 된다. 경량기포모르타르(50)가 주입되는 순간 미세틈새로 경량기포모르타르(50)의 미립자가 흘러나오기 때문에 측방배수관(80)을 감싸고 있는 부직포(82)를 순식간에 폐색시키게 된다. 이는 터널지반(10)으로부터 침투된 침투수가 경량기포모르타르(50)가 경화되기도 전에 처음부터 부직포(82)에 의하여 측방배수관(80)이 폐색된 상태가 되므로 측방배수관(80)에 의한 배수구조가 아무런 기능을 할 수 없게 된다. 이로 인하여 터널내부에는 잔류수압이 걸리게 되고 이는 다시 터널의 구조적인 안정성에 영향을 끼치게 되는 문제점이 있다. ⒟ However, even if the space in which the
⒠ 측방배수관(80)은 숏크리트(20)와 큰크리트 타설 인버트(60a)의 경계면에 설치되어있고 또 측방배수관(80)을 부직포(82)와 방수쉬트(84)가 감싸고 있으면서 부직포(82)와 방수쉬트(84)가 상기의 밀폐공간에 연장ㆍ삽입되어있는 한 상기의 문제점은 항상 존재한다. 밀폐공간과 연결된 부직포(82)는 항상 미세틈새가 되는 주범이기 때문이다. ⒠ The
⒡ 본 발명은 경량기포모르타르(50)의 화학반응에 의하여 생성된 백태(CaCO3)로 인한 부직포(82)의 폐색의 문제를 해결하고자한 것이 아니라 경량기포모르타르(50)의 미립자가 미세틈새를 통하여 순식간에 부직포(82)를 폐색시키는 문제를 해결하고자한 것이다. ⒡ The present invention is not intended to solve the problem of blockage of the
⒢ 경량기포모르타르(50)의 화학반응에 의한 백태로 인한 폐색은 그 생성ㆍ성장기간이 아주 긴 반면 경량기포모르타르(50)가 미경화된 상태, 즉 미립자가 화학반응을 일으키기 전 경량기포모르타르(50)가 그대로 미세틈새를 통해 유출되어 순식간에 부직포를 폐색시키는 본 발명과는 폐색의 문제가 근본적으로 다르다. (2) Occlusion caused by white matter due to chemical reaction of lightweight foam mortar (50) has a very long period of generation and growth, while the lightweight foam mortar (50) is uncured, that is, before the microparticles cause chemical reaction, The problem of occlusion differs radically from the present invention in which 50) flows out through the micro-gap as it is and immediately occludes the nonwoven fabric.
본 발명은 PCL 판넬 라이닝에 의하여 배면공간이 형성되어있고 그 배면공간에는 부직포와 방수쉬트가 포설되지 않으면서 경량기포 모르타르가 주입된 상태에서 하부구조인 인버트하부에 설치된 측방배수관을 감싼 부직포가 미립자 불투과층까지 연장ㆍ삽입되게 형성함으로써 부직포와 PCL 판넬 라이닝경계면의 미세틈새를 통하여 순식간에 경량기포 모르타르 미립자가 아직 미경화된 상태에서 그대로 유출을 되는 것을 방지할 수 있도록 하고자함에 있을 뿐만 아니라 이로 인해 부직포가 폐색되는 것을 방지하여 측방배수관의 배수가 원활하게 수행되도록 함에 그 목적이 있으며, 측방배수관을 감싼 부직포 및 방수쉬트는 미립자 불투과층까지만 설치되고 그 외에는 설치되지 않도록 함으로써 부직포 및 방수쉬트의 설치작업을 용이하게 하여 터널시공을 효율적이고 경제적이 되게 함에 다른 목적이 있다.The present invention is formed by the PCL panel lining, the back space is formed, the non-woven fabric wrapped in the side drain pipe installed under the inverted structure of the lower structure in the state in which the non-woven fabric and the waterproof sheet is not installed in the state in which the lightweight foam mortar is injected By extending and inserting the permeable layer, it is intended to prevent the light-bubble mortar particles from flowing out in the uncured state as soon as possible through the micro-gap between the nonwoven fabric and the PCL panel lining interface. The purpose of this is to prevent the occlusion of the side drainage pipes so that the drainage of the side drainage pipes can be carried out smoothly, and the nonwoven fabric and the waterproof sheet wrapped around the side drainage pipes are installed only to the fine particle impermeable layer and are not installed otherwise. To facilitate the tunnel There is a further object to be as efficient and economical.
본 발명은 종래의 “충진형 PCL 판넬 라이닝 시스템”의 배면공간(40)에 충전된 경량기포모르타르(50) 미립자가 미경화 상태에서 부직포(82)의 경계면의 미세틈새를 통해 유출되는 것은 불가피하다하더라도 그 미립자의 유출로 인하여 측방배수관(80)을 감싸고 있는 부직포(82)와 그 연장선에 있는 부직포(82)의 폐색을 방지하여 측방배수관(40)의 배수가 원활하게 이루어지도록 한 것이다. According to the present invention, it is inevitable that the light-foaming mortar (50) particles filled in the
이와 관련된 부분은 인버트(60a)(60b)를 기준으로 PCL 판넬(30)이 지지되는 인버트(60a)(60b)의 삽입지지부(64)와, 숏크리트(20)와 PCL 판넬(30)에 의한 배면공간(40)을 밀폐하는 인버트(60a)(60b)의 수평 바닥면(62)과, 그리고 수평 바닥면(62)위의 배면공간(40)에 미립자 불투과층(70)과 충전된 경량기포모르타르(540)로 이루어지는 부분이다.Related parts are the
부직포(82) 및 방수쉬트(84)는 측방배수관(80)을 감싸고 미립자 불투과층(70)까지만 설치된다. PCL 판넬은 판넬의 모서리부에 배수구조가 형성된 PCL 판넬을 사용하기 때문이다. 배수구조가 형성된 PCL 판넬은 본원 발명자가 이미 특허 받은 PCL 판넬 구조이다. 따라서 PCL 판넬 전체에 걸쳐 부직포(82) 및 방수쉬트(84)가 포설되지 않고, 측방배수관(80)에서 미립자 불투과층(70)까지만 설치된다. The
이와 같은 전제하에서 본 발명의 구성은 다음과 같다.Under such a premise, the configuration of the present invention is as follows.
숏크리트(20)와 PCL 판넬(30)에 의하여 이루어진 배면공간(40)을 갖으면서 배면공간(40)에 경량기포모르타르(50)를 충전하는 “PCL 판넬 라이닝 시스템”에 있어서 In the "PCL panel lining system" having a
인버트(60a)(60b)를 기준으로 숏크리트(20)와 PCL 판넬(30)에 의해 이루어진 배면공간(40)의 하단부와 접면되는 인버트(60a)(60b)의 수평 바닥면(62)과, 인버트(60a)(60b)의 수평 바닥면(62)보다 아래에 위치되면서 PCL 판넬(30)의 하단 부를 지지하는 인버트(60a)(60b)의 삽입지지부(64)와, 숏크리트(20)와 인버트(60a)(60b)의 경계면 하부에 설치된 측방배수관(80)과, 측방배수관(80)을 감싸고 있으면서 숏크리트(20)와 인버트(60a)(60b)의 경계면과, 그리고 인버트(60a)(60b)의 수평 바닥면(62)을 거쳐 미립자 불투과층(70)까지 연장되고 이와 함께 미립자 불투과층(70)에서는 PCL 판넬(30)과 접면되게 설치된 부직포(82) 및 방수쉬트(84)와, 인버트(60a)(60b)의 수평 바닥면(62)위의 배수공간(40)에는 미립자 불투과층(70)이, 그리고 그 위에는 경량기포 모르타르(50)가 형성되어있음을 특징으로 하는 PCL 판넬 라이닝을 이용한 라이닝 배면공간을 충전한 경량기포 모르타르층과 부직포 경계면 배수시스템이다.The
여기서 인버트(60a)(60b)의 수평 바닥면(62)과, 그리고 삽입지지부(64)는 현장타설 콘크리트에 의하든 이를 프리캐스트 블록에 의하든 상관이 없다. 프리캐스트 블록을 이하 “프리캐스트 아버트먼트(abutment) 블록(60b)”이라 부르기로 한다. “프리캐스트 아버트먼트 블록(60b)”이 현장 타설에 비해 품질이 우수하고 시공이 신속하게 되는 이점이 있다.Here, the
상기의 미립자 불투과층(70)은 경량기포 모르타르(50)의 미립자가 통과되지 못하도록 하기위한 층으로서 연속공극으로 이루어지는 투수계수(k)가 가장 중요하다. The fine particle
본 발명의 미립자 불투과층(70)의 연속공극의 투수계수(k)는 1×100~1×10-2cm/sec이다. The permeability coefficient k of the continuous void of the fine particle
이와 같은 연속공극의 투수계수(k)는 다음과 같은 조건에서 형성된다.The permeability coefficient k of the continuous void is formed under the following conditions.
즉 잔골재와 굵은 골재로 이루어지고, 잔골재와 굵은 골재의 중량비는 잔골재 : 굵은 골재 = 7~9 : 1~3 이고, 이때 잔골재의 입도범위는 4.5mm~0.08mm이고, 굵은 골재의 입도범위는 10mm~4.5mm이다. 불투과층의 두께(h)는 20~50cm이다. In other words, it consists of fine aggregate and coarse aggregate, and the weight ratio of fine aggregate and coarse aggregate is fine aggregate: coarse aggregate = 7-9: 1 ~ 3, and the particle size range of fine aggregate is 4.5mm ~ 0.08mm, and the size range of coarse aggregate is 10mm ~ 4.5mm The thickness (h) of the impermeable layer is 20-50 cm.
상기의 조건으로 형성된 투수계수(k)의 연속공극은 경량기포 모르타르(50)의 미립자의 직경보다 크다. The continuous void of the permeability coefficient k formed under the above conditions is larger than the diameter of the fine particles of the
그렇지만 투수계수(k)의 연속공극을 경량기포 모르타르(50)의 미립자가 투과하지 못한다. However, the fine particles of the
이에 대한 메카니즘을 설명하면 다음과 같다.The mechanism for this is described as follows.
연속공극은 공극이 일직선으로 배열된 것을 의미하지 않는다. 연속공극은 불투과층(70)을 위에서 아래로 지그재그로 길게 연통된 공극이다. 독립 공극(또는 폐쇄공극) 없이 지그재그로 연속된 공극이므로 공극의 표면적이 그만큼 크다. Continuous voids do not mean that the voids are arranged in a straight line. Continuous voids are pores that are long in zigzag communication from top to bottom of
여기에다 경량기포 모르타르(50)의 미립자는 아주 작기 때문에 잔골재 및 굵은 골재의 표면에 쉽게 부착되는 성질이 있다. 경량기포 모르타르(50)의 미립자는 부착력이 아주 크다. In addition, since the fine particles of the light-foamed
경량기포 모르타르(50) 미립자가 불투과층(70)의 두께(h)를 통과되면서 불투과층(70)의 선단부에서부터 부착되게 된다. 만약 불투과층(70)의 공극의 크기가 경량기포 모르타르(50) 미립자의 직경과 같거나 직경보다 작다면 불투과층(70)의 표면부에 그대로 쌓이게 되어 불투과층(70)의 표면부가 미립자에 의하여 완전히 폐색되게 된다. The light-foaming
불투과층(70)의 공극의 크기가 경량기포 모르타르(50) 미립자의 직경보다 작은 상태에서는 불투과층(70)의 표면부에 쌓인 경량기포 모르타르(50) 미립자는 아래 하부로 빠져나갈 수가 없다. 아래로 빠져나가려면 하부에 미립자를 수용할 수 있을 만큼 더 큰 공극이 존재해야하는데 그만한 공극이 없기 때문이다. In the state where the size of the void of the
그러나 경량기포 모르타르(50) 미립자가 표면부와 상단부에 쌓여있다 하더라도 그 하단부에 경량기포 모르타르(50) 미립자보다 큰 연속공극이 충분히 형성되어있다면 표면부와 상단부에 쌓인 미립자를 아래로 서서히 흘러내리면서 하단부에 형성되어있는 연속공극에 다시 쌓이게 되고 이는 그 하부에 있는 공극으로 흐르게 된다.However, even if the light-bubble mortar (50) particles are accumulated in the upper portion and the upper end, if there are enough continuous voids larger than the light-bubble mortar (50) particles in the lower portion, the particles accumulated in the surface and the upper portion slowly flows down It accumulates in the continuous voids formed at the lower end and flows to the voids below it.
불투과층(70)의 두께(h) 20~50cm내에서 상기의 메카니즘에 의해 미립자가 쌓이고, 다시 하부의 공극에 의하여 흐르게 된다. 이를 반복하면서 최종적으로는 물만 불투과층(70)을 빠져나가게 된다. Within 20 to 50 cm of thickness h of the
본 발명에서 연속공극의 투수계수(k)를 1×100~1×10-2cm/sec로, 불투과층(70)의 두께(h)를 20~50cm로 정한 것은 다 이러한 이유에서다.It is for this reason that the permeability coefficient k of the continuous void is set to 1 × 10 0 to 1 × 10 −2 cm / sec and the thickness h of the
불투과층(70)의 두께(h)가 20cm이하가 되면 불투과층(80)을 통과한 물에는 경량기포 모르타르(50) 미립자가 혼합되어있는 상태이고, 50cm이상이 되면 경량기포 모르타르(50) 미립자의 혼합이 없는 점에서는 좋으나 배면공간(40)을 경량기포 모르타르(50)로 채우는 대신 이보다 중량이 큰 불투과층(70)을 형성하게 되는 것이므로 PCL 판넬(30) 라이닝이 지지해야하는 하중부담이 커지게 되어 구조적으로 불리하게 된다. When the thickness (h) of the impermeable layer (70) is 20 cm or less, water passing through the impermeable layer (80) is in a state in which light air bubbles mortar (50) fine particles are mixed. It is good in that there is no mixing of fine particles, but instead of filling the
잔골재와 굵은 골재의 입도범위를 각각 4.5mm~0.08mm, 10mm~4.5mm로 한 것과, 그리고 그 배합비를 7~9 : 1~3으로 한 것은 연속공극이 형성된 불투과층(70)의 두께(h) 20~50cm에서 경량기포 모르타르(50) 미립자가 표층부→상단부→하단부로 서서히 흐르는 것이 용이하면서 불투과층(70)의 연속공극만으로 미립자의 잔류를 충분하도록 하기위한 것이다.The particle size ranges of fine aggregate and coarse aggregate were 4.5 mm to 0.08 mm, 10 mm to 4.5 mm, and the compounding ratio was 7 to 9: 1 to 3, respectively, for the thickness of the
부착된 경량기포 모르타르(50)의 미립자가 투수계수(k)의 연속공극을 점차로 작게 만들면서 하단부에 형성되어있는 충분한 연속공극에 의하여 아래로 흐르게 된다. 실험에 의하면 경량기포 모르타르(50)가 경화되는 동안 경량기포 모르타르(50)의 미립자가 불투과층(70)의 연속공극에 잔류되어있는 상태를 보면 미립자의 부착 농도가 하단부로 갈수록 점차로 감소되고 불투과층(70)을 통과한 후에는 거의 물만이 통과되는 것을 알 수 있었다.Particles of the attached light-foamed
배면공간(40)에 충전된 경량기포 모르타르(50)가 미경화된 상태에서만 부직포(82)경계면의 미세틈새로 흘러나오게 되기 때문에 경량기포 모르타르(50)가 경화된 후에는 경량기포 모르타르(50)의 미립자가 흘러나오지 않는다.Lightweight foam mortar (50) after curing the light-bubble foam mortar (50) because the light-bubble mortar (50) filled in the
본 발명은 PCL 판넬 라이닝에 의하여 배면공간이 형성되고 그 배면공간에 경량기포 모르타르가 주입된 상태에서 하부구조인 인버트하부에 설치된 측방배수관을 감싼 부직포가 미립자 불투과층까지 연장ㆍ삽입되게 한 구성이므로 부직포와 PCL 판넬 라이닝경계면의 미세틈새를 통하여 순식간에 경량기포 모르타르 미립자가 아직 미경화된 상태에서 그대로 유출을 되는 것을 방지할 뿐 아니라 부직포가 폐색되는 것이 방지되어 측방배수관의 배수가 원활하게 수행되는 효과가 있다.Since the present invention is formed by the PCL panel lining, the nonwoven fabric wrapped in the lateral drainage pipe installed in the lower part of the inverted structure under the state of injecting lightweight foam mortar into the rear space is extended and inserted into the fine particle impermeable layer. The micro-gap between the nonwoven fabric and the PCL panel lining interface prevents the light-bubble mortar fine particles from flowing out in the uncured state as it is, and prevents the non-woven from clogging, so that the drainage of the side drain pipe can be smoothly performed. There is.
그 뿐 아니라 배수가 원활하게 됨으로 잔류수압이 걸리지 않아 터널구조가 안정적인 효과가 있다. In addition, since the drainage is smooth, there is no residual water pressure, so the tunnel structure is stable.
측방배수관을 감싼 부직포 및 방수쉬트는 미립자 불투과층까지만 설치되고 그 외에는 설치되지 않은 구조이므로 부직포 및 방수쉬트의 설치작업을 용이하게 하여 터널시공이 효율적이고 경제적이다. 또한 여기에다 아버트먼트 블록을 프리캐스트로 제작하게 되면 터널시공이 신속하게 이루어지고 효율적인 유용한 발명이다.Non-woven fabric and waterproof sheet wrapped in the side drainage pipe are installed only up to the fine particle impermeable layer and are not installed elsewhere. Thus, tunnel construction is efficient and economical by facilitating the installation work of non-woven fabric and waterproof sheet. In addition, if the abutment block is precast, tunnel construction can be performed quickly and efficiently.
본 발명의 PCL 판넬(30) 라이닝을 이용한 라이닝 배면공간(40)을 충전한 경 량기포 모르타르(50)층과 부직포(82) 경계면 배수시스템을 시공하는 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the method for constructing a light
먼저 콘크리트로 타설 인버트(60a), 특히 측방배수관과 공동구를 포함하는 부분의 아버트먼트(abutment)를 현장에서 콘크리트로 타설하는 방법에 대하여 설명한다.First, a method of placing concrete inverted abutment (abutment) of the portion including the concrete inverting (60a), especially the lateral drainage pipe and the cavity.
⒜ 터널지반(10)에 숏크리트(20)를 타설한 후 콘크리트로 타설 인버트(60a)를 타설하되 상기 숏크리트(10)와 콘크리트로 타설 인버트(60a)의 경계면의 하부에 측방배수관(80)을 설치하면서 측방배수관(80)을 감싼 부직포(82) 및 방수쉬트(84)가 상기 숏크리트(10)와 콘크리트로 타설 인버트(60a)의 경계면의 상부로 연장 설치되고 콘크리트로 타설 인버트(60a)의 표면부에 수평 바닥면(62)과 삽입지지부(64)를 형성하는 단계; After the
⒝ 숏크리트(10)와 배면공간(d)을 갖도록 PCL 판넬(30) 라이닝을 설치하되 PCL 판넬(30) 라이닝 단부가 콘크리트로 타설 인버트(60a)의 삽입지지부(64)에 지지되도록 설치하는 단계;(3) installing the
⒞ PCL 판넬(30) 라이닝 단부가 삽입된 콘크리트로 타설 인버트(60a)의 삽입지지부(64)에 무수축 몰탈(69)로 견고하게 고정하는 단계;(B) firmly fixing to the
⒟ ⒜단계에서 측방배수관(80)을 감싸고 있으면서 연장 설치된 부직포(82) 및 방수쉬트(84)가 콘크리트로 타설 인버트(60a)의 수평 바닥면(62)을 거쳐 PCL 판 넬(30) 라이닝과 접면되게 하면서 불투과층(70)을 벗어나지 않도록 설치하는 단계;In the step ⒟, the
⒠ 부직포(82) 및 방수쉬트(84)가 포설된 콘크리트로 타설 인버트(60a)의 수평 바닥면(62)의 상부에 아래의 입도범위와 중량비를 만족하는 잔골재와 굵은 골재를 가지고 연속공극의 투수계수(k)가 1×100~1×10-2cm/sec되게 하고, 그 두께(h)가 20~50cm인 불투과층(70)을 형성하되 잔골재의 입도범위는 4.5mm~0.08mm이고, 굵은 골재의 입도범위는 10mm~4.5mm이며 그 중량비는 잔골재 : 굵은 골재 = 7~9 : 1~3 의 조건으로 불투과층(70)을 형성되게 하는 단계;콘크리트 Pitch of continuous air gap with coarse aggregate and coarse aggregate satisfying the below particle size range and weight ratio on the upper part of horizontal
⒡ 배면공간(40)에 경량기포모르타르(50)를 충전하는 단계;로 이루어짐을 특징으로 하는 PCL 판넬 라이닝을 이용한 라이닝 배면공간을 충전한 경량기포 모르타르층과 부직포 경계면 배수시스템을 시공하는 방법이다.Filling the
다음으로 인버트가 프리캐스트 아버트먼트(abutment) 블록(60b), 즉 측방배수관(80)과 공동구(65)를 포함하는 부분의 인버트를 프리캐스트 아버트먼트(abutment) 블록으로 설치하는 방법에 대하여 설명한다.Next, a method of installing the invert of the part including the
측방배수관(80)과 공동구(65)를 포함하는 부분의 아버트먼트(abutment)를 현장 콘크리트로 타설하는 것보다는 프리캐스트 아버트먼트(abutment) 블록(60b)으로 시공하는 것이 더 용이하고 시공이 빠르다. It is easier and easier to construct a
측방배수관(80)과 공동구(65)를 포함하는 부분의 아버트먼트(abutment) 블록의 표면부에는 도3과 같이 수평 바닥면(62)과 삽입지지부(64)가 형성되어있다. 이는 현장 콘크리트로 타설하는 것과 그 형상이 동일하고 다만 공장에서 프리캐스트로 제작하는 것만 다르다.The
프리캐스트 아버트먼트(abutment) 블록(60b)에 의한 시공순서를 설명하면 다음과 같다.The construction procedure by the
⒜ 터널지반(10)에 숏크리트(20)를 타설한 후 표면부에 수평 바닥면(62)과 삽입지지부(64)가 형성된 프리캐스트 아버트먼트 블록(60b)을 상기 숏크리트(10)와 접면되게 설치하고 측방배수관(80)은 상기 프리캐스트 아버트먼트 블록(60b)의 하부에 설치하며 측방배수관(80)을 감싼 부직포(82) 및 방수쉬트(84)는 상기 숏크리트(10)와 프리캐스트 아버트먼트 블록(60b)의 경계면의 상부로 연장되게 설치하면서 숏크리트(10)과 상기 프리캐스트 아버트먼트 블록(60b)사이의 공간에는 무수축 몰탈(69)을 주입하는 단계; After the
⒝ 숏크리트(10)와 배면공간(d)을 갖도록 PCL 판넬(30) 라이닝을 설치하되 PCL 판넬(30) 라이닝 단부가 프리캐스트 아버트먼트 블록(60b)의 삽입지지부(64)에 지지되도록 설치하는 단계;PC Install the
⒞ PCL 판넬(30) 라이닝 단부가 삽입된 프리캐스트 아버트먼트 블록(60b)의 삽입지지부(64)에 무수축 몰탈(69)로 견고하게 고정하는 단계;(B) firmly fixing with
⒟ ⒜단계에서 측방배수관(80)을 감싸고 있으면서 연장 설치된 부직포(82) 및 방수쉬트(84)가 프리캐스트 아버트먼트 블록(60b)의 수평 바닥면(62)을 거쳐 PCL 판넬(30) 라이닝과 접면되게 하면서 불투과층(70)을 벗어나지 않도록 설치하는 단계;In the step ⒟, the
⒠ 부직포(82) 및 방수쉬트(84)가 포설된 프리캐스트 아버트먼트 블록(60b)의 수평 바닥면(62)의 상부에 아래의 중량비와 입도범위를 만족하는 잔골재와 굵은 골재를 가지고 연속공극의 투수계수(k)가 1×100~1×10-2cm/sec되게 하고, 그 두께(h)가 20~50cm인 불투과층(70)을 형성하되 잔골재의 입도범위는 4.5mm~0.08mm이고, 굵은 골재의 입도범위는 10mm~4.5mm이며 그 중량비는 잔골재 : 굵은 골재 = 7~9 : 1~3 의 조건으로 불투과층(70)을 형성되게 하는 단계;연속 Continuous voids having fine aggregates and coarse aggregates satisfying the following weight ratios and particle size ranges on top of the
⒡ 배면공간(40)에 경량기포모르타르(50)를 충전하는 단계;로 이루어짐을 특징으로 하는 PCL 판넬 라이닝을 이용한 라이닝 배면공간을 충전한 경량기포 모르타르층과 부직포 경계면 배수시스템을 시공하는 방법이다. Filling the
한편, PCL 판넬은 판넬의 모서리부에 배수구조가 형성된 PCL 판넬을 사용한다. 배수구조가 형성된 PCL 판넬을 사용하기 때문에 PCL 판넬 배면에 걸쳐 부직포 및 방수쉬트를 포설할 필요가 없다. 배수구조가 형성된 PCL 판넬에 침투된 침투수는 모서리부를 타고 배수되므로 측방배수관이 아닌 별도의 배수구로 배수되게 된다.Meanwhile, the PCL panel uses a PCL panel having a drainage structure formed at an edge of the panel. Since the PCL panel with the drainage structure is used, there is no need to install nonwoven fabric and waterproof sheet over the back of the PCL panel. Since the infiltration water penetrated into the PCL panel having the drainage structure is drained through the corners, it is drained to a separate drain hole instead of the side drain pipe.
또한 프리캐스트 아버트먼트 블록(60b)하부에 설치되는 측방배수관(80)은 복합배수관으로서 측방배수관(80)내부에 주배수관(85)이 내장된 구성이다.In addition, the side drain pipe (80) provided below the precast abutment block (60b) is a configuration in which the main drain pipe (85) is built into the side drain pipe (80) as a composite drain pipe.
상기와 같은 본 발명의 구성에 대하여 구체적인 실시예를 들어 설명하면 다음과 같다. Referring to the configuration of the present invention as described above with reference to specific embodiments as follows.
[실시예]EXAMPLE
1. 실험조건1. Experimental conditions
1) 경량기포모르타르[Foamed Concrete(Conc.)] 물성 1) Lightweight foam mortar [Foamed Concrete (Conc.)]
2) 경량기포모르타르 미립자 불투과층 재료 물성 2) Lightweight foam mortar fine particle impermeable material properties
3) 실험장치 모식도 3) Schematic diagram of experimental equipment
그림 1. 부직포와 경량기포모르타르 경계면 배수실험 장치 모식도Figure 1. Schematic diagram of non-woven fabric and lightweight foam mortar interface drainage experiment
2. 실험 결과2. Experimental Results
1) 결과요약 1) Summary of results
2) 요약내용 2) Summary
① 미세입자 유출실험에서는 불투과층이 없는 경우 실험초기에 미세입자가 유출되어 더 이상의 실험진행이 불가능하였으나, 불투과층을 포설한 경우에는 기포의 허용 소포범위 네에서 소포가 일어났을 뿐 미세입자의 유출은 전혀 일어나지 않았다. ① In the microparticle spill test, if there is no impermeable layer, it is impossible to proceed further experiments because the microparticles are leaked at the beginning of the experiment. The spill did not happen at all.
② 투수계수 실험에서는 미세입자 유출실험과 마찬가지로 측정이 불가능 하였으며, 불투과층이 있는 경우 1.09×10-3cm/sec의 투수계수 값을 나타내었다. 이는 당초 설계 투수계수 값에 거의 만족하는 값을 나타내었고, 경량기포모르타르의 배수기능에는 문제가 없는 것으로 판단되었다.② In the permeability coefficient experiment, measurement was impossible as in the microparticle leakage experiment, and the permeability coefficient value of 1.09 × 10 -3 cm / sec was shown in the case of the impermeable layer. This value was almost satisfied with the designed permeability coefficient, and it was judged that there was no problem in the drainage function of the lightweight foam mortar.
③ 유출량(q) 비교에 대하여 실험을 실시한 결과, i(동수경사:수압), P(부직포에 가해지는 하중)의 변화에 따른 q의 변화특성을 나타낸 것이다. 즉, 그림 1은 수압의 변화(i=5, 10, 15)에 따른 불투과층이 형성된 경량기포모르타르와 기존 부직포와의 유출량을 비교한 그래프이다. 또한, 시간에 따른 누적유출량은 경량기 포모르타르가 유출량이 가장 많은 P=0.6의 경우 보다 i 가 5, 10, 15인 세 경우 모두 경량기포모르타르의 유출량이 약 20~30%정도 높게 나타났으며, 압축력이 작용되지 않은 경우(부직포 P=0, 경량기포모르타르) 유출량은 상당한 차이를 나타내었으며, 이로 인해 경량기포모르타르의 배수성능을 확인할 수 있었다. ③ As a result of the experiment on the comparison of the flow rate (q), it shows the change characteristic of q according to the change of i (hydraulic slope: hydraulic pressure) and P (load applied to the nonwoven fabric). In other words, Figure 1 is a graph comparing the flow rate of lightweight foam mortar with an impermeable layer and the existing nonwoven fabric according to the change of hydraulic pressure (i = 5, 10, 15). In addition, the cumulative flow rate of light foam mortar was about 20-30% higher in all three cases of i, 5, 10, and 15 than in the case of P = 0.6, which is the largest in the lightweight group. When the compressive force was not applied (non-woven fabric P = 0, lightweight foam mortar), the flow rate showed a significant difference, which confirmed the drainage performance of the lightweight foam mortar.
3) 결과 그래프 3) Result graph
그림 2. 동수경사(수압) 변화에 따른 누적유출량Figure 2. Cumulative Outflow by Hydraulic Slope
3. 고찰3. Consideration
불투과층이 형성된 경량기포모르타르는 기존 현장타설 라이닝 공법의 터널배수재인 부직포에 비해 약 17배에 달하는 두께(배수공간)를 가지고 있으며, 독립기포 및 연속기포가 거미줄처럼 형성되어 폐색현상을 저감시킬 수 있어 Composite 라이닝 공법 터널배수재의 배수성능 향상에 큰 영향을 미칠 것으로 판단된다. 그러나, 불투과층이 형성되지 않은 경우 타설직후 경량기포모르타르는 물과 함께 새어나와 실험진행이 불가능하였다. Lightweight foam mortar with an impermeable layer has a thickness (drainage space) of about 17 times that of the nonwoven fabric, which is the tunnel drainage material of the existing cast-in-place lining method, and independent bubbles and continuous bubbles are formed like spider webs to reduce the blockage phenomenon. As such, the composite lining method will have a significant impact on improving drainage performance of tunnel drains. However, if the impermeable layer was not formed, the lightweight foam mortar leaked with water immediately after pouring and it was impossible to proceed with the experiment.
[도1a] 종래 현장타설콘크리트 터널단면을 보인 단면 사시도1A is a cross-sectional perspective view showing a conventional site-cast concrete tunnel cross section
[도1b] 도1a의 인버트부의 확대단면도FIG. 1B is an enlarged cross-sectional view of the inverted portion of FIG. 1A
[도1c] 부직포(82) 및 방수쉬트(84)가 측방배수관(80)에 감싸여있는 형태를 보인 단면도 Figure 1c is a cross-sectional view showing a form in which the
[도2] 본 발명의 PCL 판넬 라이닝을 이용한 라이닝 배면공간을 충전한 경량기포 모르타르층과 부직포 경계면 배수시스템을 콘크리트로 타설한 인버트부의 확대단면도2 is an enlarged cross-sectional view of an inverted part in which a lightweight foam mortar layer filled with a lining rear space using a PCL panel lining of the present invention and a non-woven interface drainage system are poured into concrete;
[도3] 본 발명의 PCL 판넬 라이닝을 이용한 라이닝 배면공간을 충전한 경량기포 모르타르층과 부직포 경계면 배수시스템을 프리캐스트(PC)블록으로 형성한 인버트부의 확대단면도3 is an enlarged cross-sectional view of an inverted part formed of a precast (PC) block of a lightweight foam mortar layer and a nonwoven interface drainage system filled with a lining rear space using a PCL panel lining of the present invention;
※ 도면부호의 간단한 설명※ Brief Description of Drawings
10; 터널지반,10; Tunnel Ground,
20; 숏크리트,20; Shotcrete,
30; PCL 판넬, 30a; 콘크리트 라이닝30; PCL panel, 30a; Concrete lining
40; 배면공간,40; Space,
50; 경량기포모르타르50; Lightweight foam mortar
60a; 콘크리트타설 인버트, 62; 수평 바닥면, 64; 삽입지지부, 65; 공동구, 67; 맹암거, 68; 노면, 69; 무수축 몰탈60a; Concrete placing invert, 62; Horizontal bottom, 64; Insertion support, 65; Cavity bulb, 67; Blind cancer, 68; Road surface, 69; Anhydrous mortar
60b; 프리캐스트 아바트먼트 블록 60b; Precast Abortment Block
70; 미립자 불투과층,70; Particulate impermeable layer,
80; 측방배수관, 82; 부직포, 84; 방수쉬트, 85; 주배수관, 86;연결배수관80; Lateral drainage pipe, 82; Nonwovens, 84; Waterproof sheet, 85; Main drain pipe, 86;
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