KR20130089225A - Method of construction a shallow tunnel using pre-support beam - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 선지보 빔을 이용한 초천층 터널 공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 터널 상부의 토피가 터널의 폭에 비하여 현저히 얕은 터널이거나 원지반이 너무 연약하여 아칭력이 형성되지 않는 터널에 선지보 빔을 이용하여 터널의 토피를 보강함으로써 구조적으로 안전한 빔을 이용한 초천층 터널 공법에 관한 것이다.
The present invention relates to a super-layer tunnel method using a beam beam, and more specifically, the beam beam in a tunnel where the toffee on the upper part of the tunnel is significantly shallower than the width of the tunnel, or the base is too soft to form an arching force. By reinforcing the toffee of the tunnel by using a superstructure tunnel method using a structurally safe beam.
종래에는, 터널 상부의 토피가 터널의 폭에 비하여 현저히 얕은 터널이거나 원지반이 너무 연약하여 아칭력이 형성되지 않는 터널을 굴착하기 위해서는 지표면에 조각판을 대거나 콘크리트 슬래브를 타설하여 선지보재의 정착판 역할을 하게 한 후, 터널을 굴착하였다.Conventionally, in order to excavate a tunnel where the toffee on the upper part of the tunnel is significantly shallower than the width of the tunnel or where the base is too soft to form arching force, it is applied to the ground surface by placing a plate or placing a concrete slab to serve as a fixing plate of the propagation material. After making the tunnel, the tunnel was excavated.
이러한 종래 기술의 예로서, 본 출원인에 의해 출원되어 등록된 대한민국특허 제10-0740200호가 제안되어 있는데, 토사와 같은 연약한 지반에서 선지보재의 주변에서 발생하는 마찰력을 충분히 확보하지 못하는 경우에 적용하는 기술로서 지표면에 조각판 또는 콘크리트 슬래브를 타설하여 정착판 역할을 하도록 하게 하여 터널을 굴착하는 기술이다. As an example of such a prior art, Korean Patent No. 10-0740200, filed and registered by the present applicant, has been proposed, which is applied to a case where it is not sufficient to secure a frictional force generated in the vicinity of the preload material in a soft ground such as earth and sand. It is a technology to excavate tunnels by placing a sculpture plate or concrete slab on the ground surface to serve as a fixing plate.
그러나, 이러한 종래의 기술은 천층 터널에서 시간 경과에 따라 정량적으로 알 수 없는 원지반의 소성 변형으로 발생하는 침하가 일어나는 문제점이 있었다.However, this conventional technique has a problem that settlement occurs due to plastic deformation of the base, which is not quantitatively known over time, in the tunnel tunnel.
이러한 종래 기술의 문제점은 굴착 영향으로 인한 침하 이외에도 시간 경과에 따라 소성 변형으로 터널 상부에 추가적으로 침하가 발생할 수 있으며 이에 대한 안전 확보가 필요하다는 문제점이 있었다.The problem of the prior art is that in addition to the settlement due to the excavation effect, the settlement may additionally occur in the upper part of the tunnel due to plastic deformation over time, and there is a problem in that safety is required.
또한, 종래의 슬래브는 전면적을 콘크리트로 타설함으로써 도로의 지하 매설물을 추후에 관리를 위해 재굴착을 하기 어렵고 선지보 빔과 같이 이미 매설된 지장물을 일정한 거리로 부설되는 빔사이에 재부설을 할 수 없으므로 도심지의 도로에서 발생하는 천층 터널에서는 적용이 불가하다. 그리고 시공 측면에서는 현장에서 콘크리트를 타설하는 것보다 공장에서 제작된 빔을 운반하여 간단히 지표부에 매설하는 것이 유리하다. In addition, the conventional slab is difficult to re-excavate the underground buried road for later management by placing the entire surface with concrete, and it is possible to re-install the already buried obstacles such as sun beam beams between beams that are laid at a certain distance. Therefore, it is not applicable to top floor tunnels that occur on urban roads. And in terms of construction, it is advantageous to carry the beam made in the factory and simply bury it in the ground rather than placing concrete in the field.
본 발명은 이러한 점에 착안하여 지표부에 휨에 저항할 수 있는 강성을 갖은 빔을 철도의 침목과 같이 일정한 간격으로 부설하거나 일정한 간격으로 매립하여 설치하고 이 빔에 선지보재를 연결하여 침하를 빔의 휨강성으로 버틸 수 있도록 발명한 것이다.
The present invention focuses on this point and installs beams having rigidity that can resist bending in the surface part at regular intervals, such as railroad sleepers, or are embedded at regular intervals, and connects the beams to the beam to settle the beam. It is invented to be able to withstand the flexural rigidity of.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로서, 지표부에 선지보 빔을 매설하여 빔과 선지보재를 결합하고 터널을 굴착하면서 미리 시공되어 노출된 선지보재와 숏크리트와 같은 판구조를 연결하여 터널을 지보하는 방법으로 초천층 터널의 굴착 영향으로 인한 침하 이외에도 시간 경과에 따라 소성 변형으로 터널 상부에 추가적으로 침하가 발생하는 침하를 감소시키고, 선지보 빔을 이용한 효율적인 지보를 하여 초천층 터널을 건설하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, by embedding the beam beam to the ground portion to combine the beam and the beam material and to connect the plate structure such as the pre-exposure and the exposed plate material and shotcrete while excavating the tunnel In addition to the settlement due to the excavation effect of the tunnel tunnel, the settlement of the tunnel can be reduced by plastic deformation over time, and the settlement of the tunnel tunnel can be reduced. The purpose is to build.
본 발명의 또 다른 목적은 지표 부근에 침하에 저항하는 구조체를 설치하여 이를 구조적으로 정량적으로 명쾌하게 해석하여 그 해석에 기초하여 초천층 터널을 시공하기 위한 것이고 이러한 구조체를 쉽게 설치할 수 있도록 하는 데 있다.
Another object of the present invention is to install a structure that resists subsidence in the vicinity of the surface and to interpret it structurally and quantitatively and to construct a superficial tunnel based on the analysis, and to easily install such a structure. .
본 발명의 상기 목적을 달성하기 위한 선지보빔을 이용한 초천층 터널 공법은, 토피가 얕은 터널에서 지반이 연약하여 터널 굴착으로 지표 침하가 예상되는 터널에 있어서,In the tunnel construction method using a beam beam for achieving the above object of the present invention, in the tunnel where the ground is soft in the tunnel with shallow toffee, the ground subsidence is expected by tunnel excavation,
터널 상부 지표부에 일정 간격으로 터널 굴착으로 인한 터널 영향 범위 외측까지 터널 지표 침하에 저항하도록 선지보 빔을 설치하는 단계;Installing a beam beam to resist tunnel surface settlement to the outside of the tunnel influence range due to tunnel excavation at regular intervals in the tunnel upper surface portion;
선지보 빔에 선지보재를 터널이 보강되도록 수직 또는 터널 단면의 중심 방향으로 터널 굴착면에 노출되도록 선지보재를 설치하고 상기 선지보 빔과 선지보재의 두부를 고정하는 단계;Installing the props on the prop beams so as to expose the props on the tunnel beams in the vertical direction or the center of the tunnel cross section so that the tunnels are reinforced; and fixing the heads of the prop beams and the props;
터널을 굴착할 때, 굴착면에 노출된 선지보재를 굴착면 지보를 위한 숏크리트와 같은 판구조와 연결하는 단계를 구비하여 달성된다.When digging a tunnel, a step of connecting the props exposed to the excavation surface with a plate structure such as shotcrete for the excavation surface support is achieved.
토피가 얕은 터널에서 지반이 연약하여 터널 굴착으로 지표 침하가 예상되는 터널에 있어서,In tunnels where the ground is soft in tunnels with shallow toffees and the ground subsidence is expected due to tunnel excavation,
터널 상부 지표부에 일정 간격으로 터널 굴착으로 인한 터널 영향 범위 외측까지 터널 지표 침하에 저항하도록 선지보 빔을 설치하는 단계;Installing a beam beam to resist tunnel surface settlement to the outside of the tunnel influence range due to tunnel excavation at regular intervals in the tunnel upper surface portion;
상기 선지보 빔에 선지보재를 터널이 보강되도록 수직 또는 터널 단면의 중심 방향으로, 터널 굴착면에 노출되도록 선지보재를 설치하고, 상기 선지보 빔과 선지보재 두부를 고정하는 단계;Installing the props on the prop beams in a vertical or central direction of the tunnel cross section so as to reinforce the tunnels, and installing the props to be exposed to the tunnel excavation surface and fixing the prop beams and the props head;
상기 지표부에 설치된 선지보 빔에 터널 양 외측으로 말뚝을 설치하여 상기 말뚝과 상기 선지보 빔을 연결하여 지지하는 단계;Installing piles on both sides of the tunnel to the beam beams installed in the ground portion to support the piles and the beam beams;
터널을 굴착할 때, 굴착면에 노출된 선지보재를 굴착면 지보를 위한 숏크리트와 같은 판구조와 연결하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.When excavating a tunnel, connecting the props exposed to the excavation surface with a plate structure such as shotcrete for the excavation surface support; characterized in that it comprises a.
상기 선지보재는 터널을 보강하도록 터널 단면을 향해 방사상으로 설치하는 방법과, 터널 단면에 수직으로 설치하는 방법을, 일정 간격으로 설치되는 선지보 빔에 교대로 적용하는 것을 특징으로 한다.The propagation treasure is characterized by alternately applying a radial beam toward the end face of the tunnel to reinforce the tunnel, and a vertical beam perpendicular to the end face of the tunnel.
상기 선지보재는 앵커형을 사용하여 필요에 따라 포스트 텐션을 선지보 빔을 좌대로 하여 도입할 수 있는 것을 특징으로 한다.The propagation treasure is characterized in that it is possible to introduce the post-tension with the propagation beam to the left as needed using an anchor type.
상기 선지보재 설치시 천공 직경은 76~150mm로 천공하여 선지보재 삽입후, 팩커를 설치하여 가압 그라우팅을 하는 것을 특징으로 한다.When installing the base material, the drilling diameter is drilled to 76 ~ 150mm, and after inserting the base material, it is characterized in that the pressure grout by installing a packer.
상기 선지보 빔과 선지보재를 먼저 지표부에서 시공하여 터널 굴착 중에는 무지보 상태가 없어서 발파 굴착시 일회 발파 굴착에 의해 2롯트씩 굴착하는 것을 특징으로 한다.
The beam beam and the beam prop is first constructed in the ground portion, and there is no unsupported state during the tunnel excavation.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 선지보 빔을 이용한 초천층 터널 공법에 의해 초천층 터널, 지하철이나 경전철의 터널 굴착 시, 지표 부근에 침하에 저항하는 구조체를 쉽게 설계하고 용이하게 설치할 수 있으며 침하를 감소시키는 효과가 있다.When the excavation of the shallow tunnel, subway or light rail tunnels by the shallow tunnel construction method using the beam beam according to the present invention configured as described above, it is possible to easily design and easily install a structure that resists the settlement near the surface. It has a reducing effect.
본 발명을 지하철이나 경전철에 적용하면 터널 종단선형의 심도를 얕게 하여 승하차의 거리를 짧게 하고, 이용을 쉽게 할 수 있다. 또한 도심지에서 교통이 복잡한 도로의 하부를 토피가 얕은 터널로 통과할 때, 종래에는 흙막이 가시설과 복공판을 설치하여 오픈 터널로 시공했으나 본 공법을 적용함으로써 터널로 시공할 수 있는 효과가 있고, 따라서, 교통 복구가 쉽고 종래에 이용할 수 없었던 도심지의 저심도 영역을 이용할 수 있는 효과가 있다.When the present invention is applied to a subway or light rail, the depth of tunnel termination line is made shallow, the distance of getting on and off can be shortened, and the use can be easily performed. In addition, when a toffee passes through the lower part of the road where traffic is complicated in a downtown area, it is conventionally installed as an open tunnel by installing a temporary block and a perforated plate, but by applying this method, it is possible to construct a tunnel. Traffic recovery is easy and there is an effect that can use the low-depth area of the downtown which was not available in the past.
그리고 선지보 빔은 지표에서 토피의 침하를 지지하는 역할을 하는 것으로 터널 내 작업은 모두가 주공정이나 선지보 빔과 선지보재는 지보를 지상에서 함으로써 터널 내 작업과 나누어 병행 공정이 가능하여 공기를 단축할 수 있는 효과가 있다.And the beam beam supports the settlement of the toffee on the surface. All the work in the tunnel is the main process, but the beam beam and the beam support are divided by the work in the tunnel by supporting the ground on the ground. There is an effect that can be shortened.
선지보재는 터널을 보강하도록 터널 단면을 향해 방사상으로 설치하는 방법과, 터널 단면에 수직으로 설치하는 방법을, 일정 간격으로 설치되는 선지보 빔에 교대로 적용하므로써 선지보재가 서로 엇갈림에 의해 원지반 보강효과를 더 크게 할 수 있다. The props are reinforced radially by staggering the bases by alternately applying radially installed beams to the tunnel cross section and vertically installing the tunnel beams to reinforce the tunnel. The effect can be made larger.
또한, 선지보 빔을 먼저 지표에서 시공하는 것은 터널의 횡방향과 종방향을 굴착 전에 사전에 터널 지표부에서 지보를 하는 것으로서 터널 굴착 중에는 무지보 상태가 없어서 안전한 시공이 되고 종래에는 종방향으로 일회 발파 굴착시 1롯트 씩 시공하던 것을 일회에 2롯트씩 시공이 가능하여 급속 시공이 가능한 효과가 있다.In addition, the construction of the beam beam at the ground first is to support the tunnel surface before the excavation in the transverse and longitudinal directions of the tunnel, and there is no unsupported state during the tunnel excavation, so it is safe construction and once in the longitudinal direction When blasting excavation, construction of 1 lot by 2 lots at a time is possible, so there is an effect that rapid construction is possible.
선지보 빔은 프리캐스트로 제작하여 터널 굴착 전에 지표부에 부설하거나 지표를 굴착하여 매설할 수 있다. 따라서, 사전에 공장에서 제작하여 매설 및 선지보를 하면 경전철과 지하철을 도로 하부에 설치할 경우에도 쉽게 부분적으로 시공 및 복구가 가능하여 교통 혼잡을 최소화하고 공사비를 절감할 수 있는 효과가 있다.
Preliminary beams can be made of precast and placed in the ground before the excavation of the tunnel, or can be buried by excavating the ground. Therefore, if the factory is made in advance and buried and promulgated, even when the light rail and subway is installed in the lower part of the road can be easily partially installed and restored, thereby minimizing traffic congestion and reducing construction costs.
도 1은 토피가 얕은 조건의 지반 내에 터널이 설치된 터널 단면도이다.
도 2는 터널 단면을 향하여 지표에서 수직으로 선지보재(10)를 보강한 단면도이다.
도 3은 지표에서, 갱외 선지보재(10)를 터널 단면을 향해 방사상으로 설치하는 방법을 도시 한 것이다.
도 4는 종래에 지반이 연약하여 선지보재(10)의 마찰력이 부족한 경우, 지표면에 슬래브(40) 콘크리트를 타설하여 선지보재의 정착력을 확보한 상태를 도시한 단면도이다.
도 5는 선지보 빔(100)으로 터널 지보를 효율적으로 하기 위해 지표에서 선지보재(10)를 터널의 중앙을 대칭으로 경사 네일을 설치하는 방법과 터널 단면에 수직으로 설치하는 방법을, 일정 간격으로 설치되는 선지보 빔에 교대로 적용하는 선지보 터널 공법을 도시한 도면이며 터널 양측의 점선은 터널 양측 하부의 모서리에서 수평면에 45+Φ/2 각도로 터널 굴착에 따른 지표면 까지의 파괴각을 나타낸 것이다.
도 6은 도 5의 평면도로서 터널 예정 굴착선에 직교하여 횡단면 방향으로 빔을 지반의 물리적 조건에 따라 일정 간격으로 설치한 것을 나타낸 평면도이다.
도 7은 터널 토피가 얕은 터널에서 터널 굴착으로 지반 침하가 발생하는 것을 지표 침하선(5)으로 도시한 도면이다. 선지보 빔을 터널 굴착 영향 범위 외측까지 설치하면 선지보 빔이 원지반에 지지되어 다음에 선지보빔에 연결 설치되는 선지보재는 원지반과 일체가되어 침하를 방지하게 된다.
도 8은 터널의 양측에 말뚝을 설치하여 선지보재와 연결된 선지보 빔(100)의 침하를 방지하도록 선지보 빔(100)의 양측 선단부를 지지하는 개념도이다.
도 9는 도 8의 A-A' 단면도로서 I-Beam을 횡으로 2개를 붙여서 용접하고 중앙에 선지보재를 지압판으로 고정하여 선지보재 하중을 휨응력으로 저항할 수 있는 철구조형 선지보 빔을 설치한 예를 도시한 도면이다.
도 10은 도 8의 A-A' 단면도로서 프리캐스트 철근 콘크리트형 빔을 설치한 예로서 빔의 중앙에 선지보 삽입용 구멍을 만들어 이 구멍에 선지보재를 설치하고 지압판(140)과 너트(150)로 고정한 상태를 도시한 도면이다.
1 is a cross-sectional view of a tunnel in which a tunnel is installed in a ground having a shallow toffee.
2 is a cross-sectional view of reinforcing the
FIG. 3 illustrates a method of radially installing the out-of-gang
Figure 4 is a cross-sectional view showing a state in which the fixing strength of the prop retainer by placing the slab (40) concrete on the ground surface when the ground is soft, the frictional force of the
FIG. 5 illustrates a method of installing the
FIG. 6 is a plan view of FIG. 5, in which beams are installed at regular intervals in a cross-sectional direction orthogonal to a tunnel scheduled excavation line according to physical conditions of the ground.
FIG. 7 is a view showing the ground subsidence line 5 that ground subsidence occurs due to tunnel excavation in a tunnel where the tunnel toffee is shallow. If the beam beam is installed to the outside of the tunnel excavation influence range, the beam beam is supported on the base plate, and the prop beam beam next connected to the beam beam is integrated with the base plate to prevent settlement.
8 is a conceptual view of supporting both ends of the
9 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 8, in which two I-Beams are welded laterally, and an iron structural beam beam is installed that can resist the load of the wires by bending stress by fixing the wires with a pressure plate in the center. Figure is a diagram.
FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 8 as an example of installing a precast reinforced concrete beam, and a hole insertion hole is installed in the center of the beam to install a wire retainer, and the
이하에서, 본 발명에 따른 선지보 빔을 이용한 초천층 터널 공법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the super-layer tunnel method using a beam beam according to the present invention will be described in detail.
본 발명은 터널 상부의 토피가 터널의 폭에 비하여 현저히 얕은 터널이거나 원지반이 너무 연약하여 아칭력이 형성되지 않는 터널을 구조적으로 안전하게 터널을 형성하기 위한 방법이다.The present invention is a method for structurally and safely forming a tunnel in which the toffee on the upper part of the tunnel is significantly shallower than the width of the tunnel, or where the ground is too weak to form an arching force.
도 1은 지표부(1)으로부터 토피가 얕은 조건의 지반 내에 판구조(30)가 설치된 일정한 굴착 단면(2)을 갖는 터널이 원지반(4)에 설치된 터널을 도시한 단면도이다.FIG. 1 is a cross-sectional view showing a tunnel in which a tunnel having a
도 2는 지표부(1)으로부터 토피가 얕은 조건의 지반 내에 판구조(30)가 설치된 일정한 굴착 단면(2)을 갖는 터널이 원지반(4)에 설치된 터널을 도시한 단면도로서 터널 단면을 향하여 지표에서 수직으로 선지보재(10)를 보강한 상태를 도시한 단면도이다. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a tunnel in which a tunnel having a
도 3은 지표부(1)으로부터 토피가 얕은 조건의 지반 내에 굴착 라인(3)을 따라 일정한 굴착 단면을 갖는 터널이 원지반(4)에 설치된 터널을 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a tunnel in which the tunnel having a constant excavation section along the
도 3의 지표에서, 갱외 선지보재(10)를 터널 단면을 향해 방사상으로 설치하는 방법과, 도 2의 터널 단면에 수직으로 설치하는 방법을 일정 간격으로 설치되는 선지보 빔에 교대로 적용하여 선지보재가 서로 단면방향으로 교차하게 하여 보강 효과를 크게 할 수 있다.In the indicator of FIG. 3, the method of radially installing the out-of-
도 4는 지표부(1)으로부터 토피가 얕은 조건의 지반 내에 판구조가 설치된 굴착 라인(3)을 따라 일정한 굴착 단면을 갖는 터널이 원지반(4)에 설치된 터널을 도시한 단면도로서 지표에서, 갱외 선지보재를 터널 단면을 향해 방사상으로 설치 지표부(1)에서 일정 깊이를 굴착하고 슬래브(40) 콘크리트를 타설하여 정착판 역할을 하도록 한 것으로 종래에는 특허 제10-0740200호에서 지표면에 조각판 또는 콘크리트 슬래브(40)를 타설하여 정착판 역할을 하도록 하여 토사와 같은 연약한 지반에서 선지보재의 주변에서 발생하는 마찰력을 충분히 확보하지 못하는 경우에 적용하였다.FIG. 4 is a cross-sectional view showing a tunnel in which the tunnel having a constant excavation cross section along the
이 공법의 문제점은 굴착 영향으로 인한 침하 외에도 시간 경과에 따라 소성 변형으로 터널 상부에 추가적으로 침하가 발생할 수 있으며 이에 대한 안전 확보가 필요하다. The problem with this process is that in addition to settlement due to the impact of excavation, settlement over the tunnel may occur additionally due to plastic deformation over time, and safety needs to be secured.
이 점을 착안하여 본 발명은 지표부에 휨에 저항할 수 있는 강성을 갖는 빔을 철도의 침목과 같이 일정한 간격으로 부설하거나 일정한 간격으로 매립하여 설치하고 이 빔에 선지보재를 연결하여 침하를 빔의 휨강성으로 버틸 수 있도록 하였다. With this point in mind, the present invention installs beams having rigidity that can resist bending in the surface part at regular intervals, such as railroad sleepers, or are embedded at regular intervals, and connects the props to the beam to sink the beams. It is able to withstand the bending stiffness of.
선지보재는 터널 원지반을 천공하여 선지보재를 삽입하고 천공홀 내를 가압 그라우팅하여 원지반과 일체가 되도록 하며 지표부측에 설치되는 빔과 터널 굴착면에 취부되는 숏크리트와 같은 판구조와 터널 원지반을 관통 연결하여 터널을 지보하는 역할을 하도록 한다.The preliminary material is inserted through the tunnel base by inserting the base material, pressurizing and grouting the inside of the drilling hole so that it is integrated with the base plate, and connecting the tunnel base plate and the plate structure such as the shotcrete mounted on the surface of the tunnel and the tunnel excavation surface. To protect the tunnel.
선지보빔은 터널을 굴착하기 전에 지상에서 터널의 토피를 지지하는 역할을 하므로 선지보 빔이라고 명명하였다. 선지보 빔은 토피의 침하를 지지하는 역할을 하고 터널 내 작업은 모두가 주공정이나 선지보 빔과 선지보재는 지보를 지상에서 함으로서 터널 내 작업과 나누어 병행 공정이 가능하여 공기를 단축할 수 있는 장점이 있다.Propagation beams are named as propagation beams because they support the toffees of the tunnels on the ground before excavating the tunnels. The beam beam supports the sinking of the toffee, and all the work in the tunnel is the main process. There is an advantage.
또한, 선지보 빔과 선지보재를 먼저 지표에서 시공하는 것은 터널의 횡방향과 종방향을 굴착 전에 사전에 터널 지표부에서 지보를 하는 것으로서 터널 굴착 중에는 종래의 NATM공법과는 다르게 무지보 상태가 없어서 안전한 시공이 되고 종래에는 종방향으로 일회 발파 굴착시 1롯트씩 시공하던 것을 일회 2롯트씩 시공이 가능하여 급속 시공이 가능한 공법이다. 1롯트는 NATM공법에서 터널 타입별 1회 굴착 길이를 의미하고, 지반 조건이 나쁠수록 길이가 짧고 지반이 양호할수록 길다.In addition, the construction of the beam beam and the beam material at the surface first is to support the tunnel surface part before excavating the transverse direction and the longitudinal direction of the tunnel. During tunnel excavation, unlike the conventional NATM method, there is no unsupported state. It is a construction that is safe construction and is conventionally a construction that can be installed by one lot at a time when blasting excavation once in the longitudinal direction by two lots once a time is possible construction. One lot means one digging length per tunnel type in the NATM method, and the shorter the soil condition is, the longer the soil is.
선지보 빔은 프리캐스트로 제작하여 터널 굴착 전에 지표부에 부설하거나 지표를 굴착한 후, 매설하여 쉽게 설치할 수 있다.The beam beam is made of precast and can be easily installed by laying it on the surface of the ground before excavating the tunnel or by digging the surface.
도 5는 지표부에 빔을 일정 간격으로 부설하고 선지보 빔(100)으로 터널 지보를 효율적으로 하기 위해 교대로 지표부에서 터널의 중앙선을 대칭으로 경사 네일을 설치하고 다음 단면은 수직 네일을 설치하는 것을 도시한 도면이며, 터널 양측의 점선은 터널 양측 하부의 모서리에서 수평면에 45+Φ/2 각도로 터널 굴착에 따른 지표부까지의 파괴각을 나타낸 것이다.FIG. 5 shows alternately installing the inclined nails symmetrically to the center line of the tunnel in the ground portion and alternately installing vertical nails in order to lay the beam at regular intervals and to effectively support the tunnel with the
이 경우가 터널에서 발생할 수 있는 가장 깊은 파괴 형태이다. 지반의 절리 영향을 고려하지 않는다면 토피가 얇을수록 파괴선의 시작점은 터널 양측 하부의 모서리가 아니라 스프링 라인 상부쪽으로 올라가게 된다.This is the deepest form of destruction that can occur in a tunnel. Without considering the joint effects of the ground, the thinner the toffee, the higher the starting point of the fracture line will be to the top of the spring line, not to the edges of the lower sides of the tunnel.
도 6은 터널 지표 부근에 선지보 빔(100)을 일정 간격으로 설치한 평면도이며,FIG. 6 is a plan view in which the sun beam beams 100 are installed at predetermined intervals near the tunnel surface.
도 7은 터널 토피가 얕은 터널에서 지표 침하선(5)으로부터 터널 굴착으로 지반침하가 발생하는 것을 도시한 것으로 터널 중앙에서 침하가 가장 크고 터널 영향 범위까지 점점 지표부에 수렴해 진다. FIG. 7 illustrates that ground subsidence occurs from tunnel settlement to ground excavation in a tunnel where the tunnel toffee is shallow. The settlement is greatest in the center of the tunnel and gradually converges to the surface of the tunnel.
이와같은 침하의 발생을 억제하고 터널을 지보하기 위하여 토피가 얕은 터널의 지표부 또는 지표 부근의 원지반에, 터널 영향 범위 밖에 까지 길게 선지보 빔(100)을 설치하여, 선지보 빔이 원지반의 지지력으로 지지되고, 다음에 선지보 빔에 연결되어 터널 단면 방향으로 설치된 선지보재(10)가 터널 원지반과 일체화되어, 터널 굴착으로 발생하는 침하를 억제하는 메카니즘이다.In order to suppress the occurrence of such settlement and to support the tunnel, the
도 8은 선지보 빔(100)을 지표에 설치하고 빔의 양단을 말뚝(110)으로 지지하는 구조로서, 터널을 굴착하기 전에 선지보 빔에 앵커형 선지보재를 터널 중심에 대칭되도록 경사로 시공하거나 수직으로 선지보재를 도 2와 같이 설치하거나, 도 3과 같이 방사상으로 설치한 후, 터널을 굴착하면서 굴착면에 노출된 선지보재와 굴착면에 지보를 위해 설치되는 판구조와 연결하여 일체화시킨다. 여기에서, 선지보 빔은 지표에서 일정 깊이를 매설하여 도로 포장으로부터 자유스럽게 설치할 수도 있으며, 선지보 빔을 지지하기 위한 말뚝(110)은 빔을 지지하는 구조로 연결되어야 하고 강관 또는 마이크로 파일 프리케스트 콘크리트 말뚝 등을 다양하게 사용할 수 있다.8 is a structure in which the
도 9는 형강으로 만든 선지보 빔의 상세 단면도로서 도 8의 A-A' 단면이다. 휨응력에 견딜 수 있도록 I-형강을 횡으로 용접으로 붙여서 만든 철구조형 빔(120)으로 중앙에 복수의 선지보재(10)가 일정 간격으로 관통되어 있다. 선지보 빔은 선지보재의 하중에 견딜 수 있도록 휨에 견딜 수 있는 구조이어야 한다.FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 8 as a detailed cross-sectional view of a beam beam made of a shaped steel. In order to withstand the bending stress, a plurality of wire beams 10 are penetrated at regular intervals in the center by a
도 10은 프리캐스트 철근 콘크리트 빔(130)에 선지보재(10)를 설치한 상세도로서 도 8의 횡단면 부분을 상세도로 표현한 것이다.FIG. 10 is a detailed view in which the
상기 여러 도면에 기초하여 선지보재의 시공예를 설명하면, 원지반이 보통 토사에서는 105MM로 천공하고 Φ29MM 고강도 철근을 삽입하여 천공홀 내를 압력 그라우팅으로 5~10㎏/㎠의 압력으로 시공한다. 종래의 락볼트와 상기와 같이 시공된 선지보재와 비교할 때, 토사에서 정착력이 8~9배 향상된다.Explaining the construction example of the preservation material on the basis of the various drawings, the base plate is punched to 105MM in ordinary earth and sand, and inserted into the Φ29MM high-strength reinforcing bar to be constructed at a pressure of 5 ~ 10kg / ㎠ by pressure grouting. Compared with the conventional rock bolts and the pre-ground materials constructed as described above, the fixing force is improved 8 to 9 times in the soil.
원지반이 연암 이상의 지반에서는 천공경을 76MM로 시공한다. 그 이유는 주면장이 크지 않아도 원지반의 강도가 크기 때문에 마찰 전단 강도가 커서 토사일 때의 주면장보다 작아도 같은 정착력을 발휘한다. 토사 지반은 일반적으로 105mm로 천공하여 선지보재를 설치하나 초연약 지반에서는 150mm로 천공하여 주면장을 크게 한다. 천공홀의 주면장이 클수록 그라우팅과 접촉면이 커져서 정착력이 커지게 된다. 상기 선지보재 설치시, 천공 직경은 76~150mm로 천공하여 선지보재 삽입후, 팩커를 설치하여 가압 그라우팅을 하는 것을 원칙으로 한다.If the ground is over the soft rock, the hole diameter is 76MM. The reason is that even if the main surface length is not large, since the strength of the base is large, the frictional shear strength is large, so that the same fixing force can be achieved even if the main surface length is smaller than that of the soil. Soil ground is generally drilled to 105mm to install the preservation material, but in super soft ground to 150mm, the main surface length is increased. The larger the major surface length of the drilled hole, the larger the grouting and contact surface, and thus the larger the fixing force. In the installation of the preservation material, the diameter of the perforation is drilled to 76 ~ 150mm, after inserting the preservation material, the packer is installed in principle to grout pressure.
제 1 실시예를 설명하면, 토피가 얕은 터널에서 지반이 연약하여 터널 굴착으로 지표 침하가 예상되는 터널에 있어서,Referring to the first embodiment, in a tunnel in which the ground is soft in a tunnel with a shallow toffee, and the ground subsidence is expected due to tunnel excavation,
터널 상부 지표부에 일정 간격으로 터널 굴착으로 인한 터널 영향 범위 외측까지 터널 지표 침하에 저항하도록 선지보 빔을 설치하는 단계;Installing a beam beam to resist tunnel surface settlement to the outside of the tunnel influence range due to tunnel excavation at regular intervals in the tunnel upper surface portion;
선지보 빔에서 선지보재를 터널이 보강되도록 수직 또는 터널 단면의 중심 방향으로 터널 굴착면에 노출되도록 선지보재를 설치하고 상기 선지보 빔과 고정하는 단계;Installing the props in the prop beams so as to expose the props in the tunnel drilling surface in the vertical direction or the center of the tunnel cross section so that the tunnel is reinforced;
터널을 굴착할 때, 굴착면에 노출된 선지보재를 굴착면 지보를 위한 숏크리트와 같은 판구조와 연결한다.When excavating a tunnel, the props exposed on the excavation surface are connected with a plate structure such as shotcrete for the excavation surface support.
여기에서, 터널 굴착으로 인한 터널 영향 범위는 전산으로 연속체를 가정하여 선지보 빔과 선지보재를 설치하지 않은 상태에서 여러 방법으로 해석해 볼 수 있으며, 여기에서 구한 영향 범위 외측까지 선지보 빔의 길이를 충분하게 설치하면 된다.Here, the tunnel influence range due to tunnel excavation can be interpreted in various ways without a preliminary beam beam and the prop beam, assuming a continuum by computer, and the length of the beam beam to the outside of the influence range obtained here. It is enough to install.
제 2 실시예를 설명하면, 토피가 얕은 터널에서 지반이 연약하여 터널 굴착으로 지표 침하가 예상되는 터널에 있어서,Referring to the second embodiment, in a tunnel in which the ground is soft in a tunnel with a shallow toffee and the ground subsidence is expected due to the tunnel excavation,
터널 상부 지표부에 일정 간격으로 터널 지표 침하에 저항하도록 터널 예정 굴착선 양측벽 외측까지 길이를 갖는 선지보 빔을 설치하는 단계;Installing a beam beam having a length to the outside of both side walls of the tunnel scheduled excavation line to resist tunnel surface settlement at regular intervals in the tunnel upper surface portion;
선지보 빔의 양단 부근으로서 터널 예정 굴착선 양측벽에 침하에 저항하도록 말뚝(110)을 설치하는 단계; Installing
말뚝은 항타하여 설치하거나 또는 천공 후, 말뚝을 삽입 그라우팅하여 설치하고,Install the pile by driving or after drilling, install by inserting and grouting the pile,
선지보 빔에서 선지보재를 터널이 보강되도록 수직 또는 터널 단면의 중심 방향으로 터널 굴착시 굴착면에 노출되도록 선지보재를 설치하고 상기 선지보 빔과 고정하는 단계;Installing and supporting the prop beam in the prop beam to expose the prop beam to be exposed to the excavation surface when the tunnel is excavated in the vertical direction or the center of the tunnel cross section to reinforce the tunnel;
터널을 굴착하고 굴착면에 노출된 선지보재를 굴착면 지보를 위한 숏크리트를 취부하여 형성되는 판구조와 연결한다.Excavate the tunnel and connect the props exposed on the excavation surface with the plate structure formed by mounting shotcrete for the excavation surface support.
상기 실시예에서 판구조와 연결하는 방법은 굴착으로 노출된 선지보재에 터널 굴착면의 판구조를 숏크리트를 취부하여 설치하고 그 위에서 선지보재에 지압판을 삽입하여 설치하고 인장 정착하면 된다. In the embodiment, the method of connecting with the plate structure is installed by mounting the plate structure of the tunnel excavation surface shotcrete on the shipboard material exposed by the excavation, and then installed by inserting the pressure plate in the shipboard material and tension-fixed.
제 2 실시예를 반드시 적용해야 하는 경우는 터널 측벽까지 토사와 같은 초연약 지반에 터널이 설치되는 경우로서 선지보 빔은 터널 양 외측으로 수직 방향으로 말뚝을 설치하여 지반의 침하와 측벽의 변위를 지지하여야 한다. 상기 실시예에서 터널을 보강하는 갱외(坑外) 선지보재는 터널 단면을 향해 방사상으로 설치하는 방법과, 터널 단면에 수직으로 설치하는 방법을, 일정 간격으로 설치되는 선지보 빔에 교대로 적용하여 지반 보강을 더 효율적으로 할 수 있다.여기서 갱외 선지보재는 갱외 지표부 또는 선지보 빔에서 터널 굴착면을 향해 설치되는 지보재로서 철근 네일 케이블 앵커 등을 말한다.When the second embodiment must be applied, the tunnel is installed in a very soft ground such as earth and sand to the tunnel side wall, and the beam beam is provided with piles in the vertical direction to both sides of the tunnel so that the ground subsidence and displacement of the side wall can be applied. Must support In the above embodiment, the outboard beam retainer for reinforcing the tunnel is alternately applied to the beam beams installed at regular intervals by a method of installing radially toward the tunnel section and a method of installing perpendicularly to the tunnel section. Ground reinforcement can be made more efficient. Here, the out-of-ground prestressing material refers to a reinforcing nail cable anchor or the like as the supporting material installed toward the tunnel excavation surface from the out-of-surface surface part or the preliminary beam beam.
그리고 선지보재는 앵커형을 사용하여 필요에 따라 포스트 텐션을 선지보 빔을 좌대로 하여 가할 수 있다. 또한, 앵커의 선단측과 정착부측에 파이프형 정착체를 구비한 양단 정착형 앵커를 도 8과 같이 경사 방향으로 선지보재를 설치하여 천공량을 줄여 시공하거나 원지반 내에 지장물이 있어서 변위를 허용할 수 없는 경우에 적용할 수 있다. 즉, 추가적인 포스트 텐션을 하여 변위를 컨트롤 할 수도 있다.And the propagation treasure can be applied to the post beam with the propagation beam to the left as needed using the anchor type. In addition, both ends of the anchoring anchor anchored with a pipe-like anchor on the front end side and the anchoring side side of the anchor as shown in Figure 8 to install the preservation in the oblique direction to reduce the amount of drilling or obstacles in the base to allow displacement It can be applied if it can't. That is, additional post tension can be used to control the displacement.
지하철이나 경전철의 터널 종단선형을 심도를 얄게 하여 승하차의 거리를 짧게 하여 이용을 쉽게 할 수 있고, 도심지에서 교통이 복잡한 도로의 하부를 토피가 얕은 터널로 통과할 때, 종래에는 흙막이 가시설과 복공을 설치하여 오픈 터널로 시공했으나 본 발명의 공법을 적용함으로써 토피가 얕은 터널을 시공할 수 있다. It is easy to use by shortening the distance of getting on and off by making the tunnel terminal line of subway or light rail narrow, and when passing the lower part of the road where traffic is complicated in the city center through the tunnel with shallow toffee, it is possible Although installed and constructed as an open tunnel, by applying the method of the present invention, a toffee can be constructed in a tunnel.
적용예를 설명하면, 갱외의 지표부에서 선지보 빔을 일정 간격으로 먼저 매설하고 빔의 내부를 관통하여 선지보재를 터널의 예정 굴착면까지 천공 삽입하고 그라우팅하여 원지반과 일체화시킨 후, 지표면의 도로 교통을 정상화하고 터널을 굴착하면서 굴착면에 노출된 선지보재와 굴착면을 지보하는 숏크리트와 같은 판구조와 일체화시키면 된다.In the application example, the ground beam beam is first buried at regular intervals in the surface area outside the gang, and the ground beam is penetrated through the inside of the beam to be drilled into the predetermined excavation surface of the tunnel and grouted to integrate with the ground surface, and then the road on the ground surface. It is necessary to integrate it with a plate structure such as the shot retainer exposed to the excavation surface and the shotcrete supporting the excavation surface while normalizing traffic and digging a tunnel.
이상에서 설명한 실시예들은 그 일 예로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.
1 : 지표부 2 : 굴착단면
3 : 굴착 라인 4 : 원지반
5 : 지표 침하선 10 : 선지보재
20 : 프리스트레스형 선지보재(앵커형) 30 : 판구조(쉘구조) 40 : 슬래브 100 : 선지보 빔 110 : 말뚝 120 : 철 구조형 빔 130 : 철근 콘크리트형 빔 140 : 지압판 150 : 너트 160 : 양단 정착 앵커1: surface part 2: excavation cross section
3: excavation line 4: base plate
5: surface subsidence line 10: propagation
20: Prestress type preservation material (anchor type) 30: Plate structure (shell structure) 40: Slab 100: Sun beam beam 110: Pile 120: Iron structure beam 130: Reinforced concrete beam 140: Acupressure plate 150: Nut 160: Both ends anchor
Claims (7)
터널 상부 지표부에 일정 간격으로 터널 굴착으로 인한 터널 영향 범위 외측까지 터널 지표 침하에 저항하도록 선지보 빔을 설치하는 단계;
선지보 빔에 선지보재를 터널이 보강되도록 수직 또는 터널 단면의 중심 방향으로, 터널 굴착면에 노출되도록 선지보재를 설치하고, 상기 선지보 빔과 선지보재 두부를 고정하는 단계;
터널을 굴착할 때, 굴착면에 노출된 선지보재를 굴착면 지보를 위한 숏크리트와 같은 판구조와 연결하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초천층 선지보 터널 공법.
In tunnels where the ground is soft in tunnels with shallow toffees and the ground subsidence is expected due to tunnel excavation,
Installing a beam beam to resist tunnel surface settlement to the outside of the tunnel influence range due to tunnel excavation at regular intervals in the tunnel upper surface portion;
Installing the props in the vertical beams in the vertical beams or in the center direction of the tunnel cross-section to expose the beams to the tunnel beams, and fixing the props beams and the props heads;
When the tunnel is excavated, connecting the input material exposed to the excavation surface with a plate structure such as shotcrete for the excavation surface support; super shallow tunnel tunnel method comprising a.
터널 상부 지표부에 일정 간격으로 터널 굴착으로 인한 터널 영향 범위 외측까지 터널 지표 침하에 저항하도록 선지보 빔을 설치하는 단계;
상기 선지보 빔에 선지보재를 터널이 보강되도록 수직 또는 터널 단면의 중심 방향으로, 터널 굴착면에 노출되도록 선지보재를 설치하고, 상기 선지보 빔과 선지보재 두부를 고정하는 단계;
상기 지표부에 설치된 선지보 빔에 터널 양 외측으로 말뚝을 설치하여 상기 말뚝과 상기 선지보 빔을 연결하여 지지하는 단계;
터널을 굴착할 때, 굴착면에 노출된 선지보재를 굴착면 지보를 위한 숏크리트와 같은 판구조와 연결하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초천층 선지보 터널 공법.
In tunnels where the ground is soft in tunnels with shallow toffees and the ground subsidence is expected due to tunnel excavation,
Installing a beam beam to resist tunnel surface settlement to the outside of the tunnel influence range due to tunnel excavation at regular intervals in the tunnel upper surface portion;
Installing the props on the prop beams in a vertical or central direction of the tunnel cross section so as to reinforce the tunnels, and installing the props to be exposed to the tunnel excavation surface and fixing the prop beams and the props head;
Installing piles on both sides of the tunnel to the beam beams installed in the ground portion to support the piles and the beam beams;
When the tunnel is excavated, connecting the input material exposed to the excavation surface with a plate structure such as shotcrete for the excavation surface support; super shallow tunnel tunnel method comprising a.
상기 선지보재는 터널을 보강하도록 갱외 터널 단면을 향해 방사상으로 설치하는 방법과, 터널 단면에 수직으로 설치하는 방법을, 일정 간격으로 설치되는 선지보 빔에 교대로 적용하는 것을 특징으로 하는 초천층 선지보 터널 공법.
The method according to claim 1 or 2,
Said prestresses are superficial layer propagation, characterized in that alternately applying to the beam beams installed at regular intervals, a method of radially installed toward the cross-section of the tunnel outside the tunnel to reinforce the tunnel. Beam tunnel construction.
상기 선지보재는 앵커형을 사용하여 필요에 따라 포스트 텐션을 선지보 빔을 좌대로 하여 도입할 수 있는 것을 특징으로 하는 초천층 선지보 터널 공법.
The method according to claim 1 or 2,
Said preliminary treasure is super anchor layer tunnel construction method, characterized in that the use of the anchor can be used to introduce the post-tension to the left of the prop beam as needed.
상기 선지보재 설치시 천공 직경은 76~150mm로 천공하여 선지보재 삽입후, 팩커를 설치하여 가압 그라우팅을 하는 것을 특징으로 하는 초천층 선지보 터널 공법. The method according to claim 1 or 2,
When the installation of the prepreg boring diameter is 76 ~ 150mm perforated by inserting the prepreg, after installing the packer, ultra-thin floor preliminary tunnel construction method characterized in that the pressure grouting.
상기 선지보 빔과 선지보재를 먼저 지표부에서 시공하여 터널 굴착 중에는 무지보 상태가 없어서 발파 굴착시 일회 발파 굴착에 의해 2롯트씩 굴착하는 것을 특징으로 하는 초천층 선지보 터널 공법.
The method according to claim 1 or 2,
The first beam beam and the first beam material is constructed in the ground portion first, so there is no unsupported state during the tunnel excavation, the super-layer floor beam tunnel method, characterized in that excavation by two lots by one blasting excavation.
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