KR20100137085A - 강관압입식 지하터널 구조물 형성공법에 있어서의 측벽형성용 방수철판 및 토류방지판의 설치방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터널 굴착부의 토사를 미리 파내지 않고 먼저 지중에 터널형성용 구조물을 설치하여 사전에 충분히 응력에 견디도록 한 다음 구조물 내측을 굴착하여 지하터널을 형성하도록 하는 지하터널 형성용 구조물 설치방법에 있어서, 특히 구조물을 형성하기 위한 강관을 압입한 후 측벽을 형성하기 위해 강관의 상하를 연결하는 방수철판을 설치하는 방법에 관한 것으로,

필요위치에 압입된 상하 강관의 내측 토사를 굴착하고 절개를 하기 위한 강관 보강용 임시 토압지지대를 설치하는 공정과, 상측강관의 하측부와 하측강관의 상측부에 방수철판 및 토류방지판 압입을 위한 절개홈을 각각 형성하는 공정과, 강관의 절개홈을 따라 방수철판 및 토류방지판에 압입대를 용접하면서 압입하는 작업을 반복하여 방수철판 및 토류방지판을 연속 압입하는 공정과, 하측강관내에 굴착토사 이동장치를 설치하고 하측강관의 상측 일부분을 절취하면서 방수철판 및 토류방지판 사이의 공간을 굴착하는 작업을 반복하여 측벽공간을 굴착하는 공정과, 방수철판과 및 토류방지판 사이의 굴착된 측벽공간 부분에 토압지지대를 설치하는 공정과, 상하강관의 임시 토압지지대를 제거하고 상부강관의 하측에 절개된 바닥면을 제거하고 상하강관과 방수철판 및 토류방지판을 용접하는 공정으로 이루어지므로서,

일부 부분적 설치 후 여타 나머지 부분을 2차 설치하므로서 토사유실과 공사기간 지연 등 문제점이 발생하던 종래 방식과는 달리 좌우 방수철판 및 토류방지판 의 완전 연결 설치 후 굴착하므로서 토사 유실이 없고 공정의 단순화와 공사기간의 단축으로 공사원가가 절감되는 효과가 있을 뿐 아니라 측벽 공간을 굴착함에 있어서 토류판과 그 지지대의 설치가 필요없어 공정수가 단축되고 이에 의한 공사기간의 단축과 이에 의한 원가 절감의 효과도 있다.

강관압입, 지하터널, 측벽, 방수철판

Description

강관압입식 지하터널 구조물 형성공법에 있어서의 측벽형성용 방수철판 및 토류방지판의 설치방법{Method for installing waterproofing steel plate and soil-drop preventing plate in construction of undergound tunnel}

본 발명은 터널 굴착부의 토사를 미리 파내지 않고 먼저 지중에 터널형성용 구조물을 설치하여 사전에 충분히 응력에 견디도록 한 다음 구조물 내측을 굴착하여 지하터널을 형성하도록 하는 지하터널 형성용 구조물 설치방법에 있어서, 특히 구조물을 형성하기 위한 강관을 압입한 후 측벽을 형성하기 위해 강관의 상하를 연결하는 방수철판 및 토류방지판을 설치하는 방법에 관한 것이다.

기존의 지하터널 형성용 구조물 설치방법은, 공사의 종류에 따라 약간의 공정의 차이는 있으나 대부분 터널시공 예정면을 따라 정확한 위치를 측량하여 강관 압입준비를 완료하는 강관 압입 위치 측량 및 선로관 설치공정과,

강관을 압입할 위치에 강관을 위치시키고 유압잭과 추진보조관 등을 이용하여 강관을 단계적으로 압입시키는 강관압입 공정과,

강관압입공정에서 선도관에 형성된 토류방지판 투입구를 통하여 흙을 파내고 토류방지판을 설치하는 공정과,

토류방지판 주변에 시멘트 그라우팅을 하여 토사유출을 방지하는 갱외 그라우팅 공정과,

강관의 측면을 소정폭으로 절개하여 강관과 강관 사이를 철판으로 연결하는 강관연결 공정과,

측벽 형성이 필요한 경우 측벽 형성용 토류판과 토압지지대를 설치하면서 방수철판을 설치하는 공정과,

강관 등의 공간내 거푸집을 설치하는 공정과,

강관 및 거푸집내에 철근을 배근하는 공정과,

강관 및 거푸집내에 콘크리트를 타설하는 공정과,

콘크리트 양생 후 구조물 내측의 터널면을 굴착하는 공정으로 지하터널 형성용 구조물을 설치하였다.

그 공정 중에서 상하 강관을 이어서 측벽을 형성하기 위해 방수철판을 설치하는 공정을 더욱 자세히 보면,

측벽을 형성키 위해 압입된 상하 강관내에서 강관의 바닥을 일정 간격으로 절개하여 절개된 부분에서 하측에 토류판을 설치하면서 하측 강관까지 굴착하고 토압지지대를 설치한 후 굴착부의 외측면에 방수철판을 설치하고 그 내부 공간에 철근배근 후 콘크리트를 타설하여 일정 간격으로 부분 측벽을 설치한 후, 부분적으로 남겨진 나머지 부분을 다시 절개하여 그 절개부분에 상기와 동일한 방법으로 토류 판과 방수철판을 설치하여 측벽을 연속적으로 형성하므로서 상하 강관이 서로 연결된 측벽을 형성하였다.

이러한 측벽의 형성방식은 부분적인 절개와 설치의 반복과 토류판과 토압지지대 역시 좁은 토류판을 반복하여 연결 설치하여야 되므로 그 시공방법이 복잡하고 1차 콘크리트 타설 양생 후 다시 2차 콘크리트를 타설하여야 되므로 시공 시간이 많이 소요되어 공사기간의 연장으로 공사비용이 증가되는 문제가 야기될 뿐 아니라 부분적 시공과정에서 토압의 유실이 잦은 문제가 있다.

본 발명은 강관압입식 지하터널 구조물 형성공법에 있어서 강관의 상하를 연결하는 방수철판 및 토류방지판을 설치하여 측벽을 형성할시에 전기한 바와 같은 문제점을 제거코저 상하 강관에 절개홈을 전체적으로 연속형성하여 이에 방수철판 및 토류방지판을 연속 압입되게 하여 토압 유실을 막고 공정의 단순화로 공기를 단축하여 공사비용을 줄일 수 있게 한 측벽형성용 방수철판 및 토류방지판 설치방법을 제공함에 발명의 목적이 있다.

전기한 발명의 목적을 이루기 위한 기술적 수단으로서는,

필요위치에 압입된 상하 강관의 내측 토사를 굴착하고 절개를 하기 위한 강관 보강용 임시 토압지지대를 설치하는 공정과,

상측강관의 하측부와 하측강관의 상측부에 방수철판 및 토류방지판 압입을 위한 절개홈을 각각 형성하는 공정과,

강관의 절개홈을 따라 방수철판 및 토류방지판에 압입대를 용접하면서 압입하는 작업을 반복하여 방수철판 및 토류방지판을 연속 압입하는 공정과,

하측강관내에 굴착토사 이동장치를 설치하고 하측강관의 상측 일부분을 절취하면서 방수철판 및 토류방지판 사이의 공간을 굴착하는 작업을 반복하여 측벽공간을 굴착하는 공정과,

방수철판과 및 토류방지판 사이의 굴착된 측벽공간 부분에 토압지지대를 설치하는 공정과,

상하강관의 임시 토압지지대를 제거하고 상부강관의 하측에 절개된 바닥면을 제거하고 상하강관과 방수철판 및 토류방지판을 용접하는 공정으로 이루어진다.

본 발명의 의한 측벽형성용 방수철판 및 토류방지판의 설치방법은 일부 부분적 설치 후 여타 나머지 부분을 2차 설치하므로서 토사유실과 공사기간 지연 등 문제점이 발생하던 종래 방식과는 달리 방수철판 및 토류방지판의 완전 연결 설치 후 굴착하므로 토사 유실이 없고 공정의 단순화와 공사기간의 단축으로 공사원가가 절감되는 효과가 있을 뿐 아니라 측벽 공간을 굴착함에 있어서 좁은 토류판을 반복하여 연결 설치할 필요가 없어 공정수가 단축되고 이에 의한 공사기간의 단축과 이에 의한 원가 절감의 효과도 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면에 의하여 상세히 설명한다.

도 1a 내지 도 1g는 본 발명 측벽성형용 방수철판 및 토류방지판의 설치방법의 공정별 설명도이다.

강관의 압입은 기존 지하터널 형성용 구조물의 설치 방법시와 동일한 즉 터널 시공 예정면을 따라 정확한 위치에 강관을 위치시키고 유압잭과 추진보조관 등 을 이용하여 강관을 단계적으로 연속 압입하여 도 1a와 같이 터널의 측벽이 형성된 부분에 상하강관(1)(1')을 압입하고 강관 내부를 굴착한다.

여기서 강관은 설계사항에 따라 단면상 원형관이나 4각관을 선택 사용할 수 있다.

굴착된 강관 내부에 도 1b의 도시와 같이 강관 보강용 임시 토압 지지대(2)(2')를 수직방향으로 설치하여 강관에 미치는 토압에 대하여 내력을 갖게 한다.

이때 다음 공정에 형성될 절개홈의 사이를 철판부분 지지용바(3)를 형성하여 절취 철판(4)과 용접시켜 절개홈 형성으로 인한 철판의 분리를 방지한다.

임시 토압지지대(2)(2')가 설치된 상하강관(1)(1')의 내측에서 도 1c의 도시와 같이 방수철판 및 토류방지판이 위치할 부분에 해당하는 상측강관(1)의 하부면과 하측강관(1')의 상부면에 각각 좌우를 절개하여 전후 방향으로 연속 형성되게 한 절개홈(5)(5')을 형성한다.

절개홈(5)(5')이 형성된 상하강관(1)(1')의 전면부에서 도 1d의 도시와 같이 방수철판 및 토류방지판(6)(6')을 절개홈(5)(5')에 끼워 절개홈(5)(5')을 따라 연속압입한다.

여기서 방수철판 및 토류방지판은 동일한 철판을 사용하더라도 그 사용목적상 측벽을 기준으로 터널내측에 위치하는 것이 토류방지역할을 하고 터널 외측에 위치하는 것은 방수철판으로서의 역할을 하게 된다.

방수철판 및 토류방지판(6)(6')의 하측에 압입대(7)를 용접하여 그 압입 대(7)가 하측강관(1')의 외측상부에 올려지게 하므로서 방수철판 및 토류방지판(6)(6')이 그 하중에 의해 밑으로 쳐짐을 방지하며 이에 유압잭(8)을 위치시켜 유압에 의해 압입대(7)를 압입하므로서 이에 용접된 방수철판 및 토류방지판(6)(6')이 추진될 수 있다.

추진되어 발생된 방수철판 및 토류방지판의 후측공간에 다시 새로운 방수철판 및 토류방지판(6)(6')을 위치시켜 전후 방수철판 및 토류방지판(6)(6')을 서로 용접하고 다시 압입대(7)를 용접한 후 전기한 방법으로 다시 압입시켜 이미 압입된 방수철판 및 토류방지판과 동시에 추진되게 하는 방법을 반복하여 방수철판 및 토류방지판(6)(6')이 연속적인 압입이 가능한 것이다.

이때 방수철판 및 토류방지판(6)(6')은 동시에 압입하여도 되고 각각 별도로 추진할 수도 있다.

상하강관(1)(1')에 대한 방수철판 및 토류방지판(6)(6')의 추진이 완료된 상태에서 도 1e의 도시와 같이 하측강관(1')에 굴착토사 이동장치(9)를 설치하고 강관(1)의 입구측부터 방수철판 및 토류방지판(6)(6') 사이의 강관 일부를 절취하면서 절취된 부분의 방수철판 및 토류방지판(6)(6') 사이의 공간을 굴착하고 다시 전기한 바와 동일한 방법으로 굴착부 전면의 강관 일부를 절개하고 그 상부의 공간을 굴착하는 방법을 반복하여 방수철판 및 토류방지판(6)(6') 사이의 측벽 공간을 형성한다.

측벽공간을 형성한 후 도 1f의 도시와 같이 굴착된 측벽공간 부분에서 방수철판 및 토류방지판의 토압을 지지하는 좌우 방향으로 토압지지대를 설치한다.

방수철판 및 토류방지판(6)(6')에 대하여 토압지지대(10)(10')를 설치한 후 도 1g의 도시와 같이 강관(1)(1')내에 설치되어 있던 임시 토압지지대(10)(10')를 제거하고 상하강관(1)(1')과 방수철판 및 토류방지판(6)(6')을 용접하므로서 강관 압입식 지하터널 구조물 형성공법에 있어서의 측벽형성용 방수철판 및 토류방지판의 설치가 완료되는 것이다.

이와 같이 측벽 형성용 방수철판 및 토류방지판의 설치가 완료된 기존의 방식대로 철근 배근공정, 콘크리트 타설공정, 굴착공정 등을 실시하므로서 도 2의 도시와 같은 최종적인 지하터널 형성용 구조물이 설치 완료되는 것이다.

이와 같은 연속압입방식에 의한 측벽형성용 방수철판 및 토류방지판의 설치방법은 일부 부분적 설치 후 여타 나머지 부분을 2차 설치하므로서 토사유실과 공사기간 지연 등 문제점이 발생하던 종래 방식과는 달리 방수철판 및 토류방지판의 완전 연결 설치 후 굴착하므로서 토사 유실이 없고 공정의 단순화와 공사기간의 단축으로 공사원가가 절감되는 효과가 있을 뿐 아니라 측벽 공간을 굴착함에 있어서 좁은 토류판을 반복하여 설치할 필요가 없어 공정수가 단축되고 이에 의한 공사기간의 단축과 이에 의한 원가 절감의 효과도 있다.

도 1a ~ 도 1g는 본 발명의 측벽형성용 방수철판 및 토류방지판 설치방법의 공정별 설명도로서,

도 1a는 상하강관 설명도

도 1b는 상하강관 내부에 토압지지대를 설치한 사시도 및 측단면 설명도

도 1c는 상하강관에 절개홈을 형성한 사시도 및 일부 상세설명도

도 1d는 상하강관의 절개홈에 방수철판 및 토류방지판을 압입하는 상태의 사시도 및 일부 상세설명도

도 1e는 방수철판 및 토류방지판 사이의 측벽공간 굴착상태의 사시도 및 측단면 설명도

도 1f는 방수철판 및 토류방지판의 사이의 측벽공간에 토압지지대를 설치한 상태의 사시도 및 측단면 설명도

도 1g는 방수철판 및 토류방지판의 설치가 완료된 상태의 사시도 및 측단면 설명도

도 2는 본 발명 측벽형성용 방수철판 및 토류방지판이 설치된 상태의 지하터널 구조물 예시도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1,1' : 강관 2,2' : 임시 토압 지지대

3 : 철판부분 지지용바 4 : 절취부분 철판

5,5' : 절개홈 6,6' : 방수철판 및 토류방지판

7 : 압입대 8 : 유압잭

9 : 굴착토사 이동장치 10,10' : 토압지지대

Claims (2)

1. 필요위치에 압입된 상하 강관의 내측 토사를 굴착하고 절개를 하기 위한 강관 보강용 임시 토압지지대를 설치하는 공정과,

   상측강관의 하측부와 하측강관의 상측부에 방수철판 및 토류방지판 압입을 위한 절개홈을 각각 형성하는 공정과,

   강관의 절개홈을 따라 방수철판 및 토류방지판에 압입대를 용접하면서 압입하는 작업을 반복하여 방수철판 및 토류방지판을 연속 압입하는 공정과,

   하측강관내에 굴착토사 이동장치를 설치하고 하측강관의 상측 일부분을 절취하면서 방수철판 및 토류방지판 사이의 공간을 굴착하는 작업을 반복하여 측벽공간을 굴착하는 공정과,

   방수철판과 및 토류방지판 사이의 굴착된 측벽공간 부분을 토압지지대를 설치하는 공정과,

   상하강관의 임시 토압지지대를 제거하고 상부강관의 하측에 절개된 바닥면을 제거하고 상하강관과 방수철판 및 토류방지판을 용접하는 공정으로 이루어짐을 특징으로 하는 강관압입식 지하터널 구조물 형성공법에 있어서의 측벽형성용 방수철판 및 토류방지판의 설치방법.
2. 제 1항에 있어서,

   방수철판 및 토류방지판의 하측에 압입대를 용접하여 그 압입대가 하측강관의 외측상부에 올려지게 하므로서 방수철판 및 토류방지판이 그 하중에 의해 밑으로 쳐짐을 방지하며 이에 유압잭을 위치시켜 유압에 의해 압입대를 압입하므로서 이에 용접된 방수철판 및 토류방지판이 추진되게 하되,

   추진되어 발생된 방수철판 및 토류방지판의 후측공간에 다시 새로운 방수철판 및 토류방지판을 위치시켜 전후 방수철판 및 토류방지판을 서로 용접하고 다시 압입대를 연결하여 용접한 후 전기한 방법으로 다시 압입시켜 이미 압입된 방수철판 및 토류방지판과 동시에 추진되게 하는 방법을 반복하여 방수철판 및 토류방지판이 연속적인 압입이 가능하게 함을 특징으로 하는 강관압입식 지하터널 구조물 형성공법에 있어서의 측벽형성용 방수철판 및 토류방지판의 설치방법.

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