KR20140074601A - 터널 라이닝에 고정된 풍도슬래브 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 터널 구조물 내부에 공기를 공급 및 배기시키기 위해 터널내부 중상방측을 가로지르는 풍도 슬래브를 구비하고, 상기 풍도 슬래브 상면측으로부터 터널 라이닝 상부 저면측간을 구획하는 격벽에 의해, 터널 내부를 환기하는 터널 풍도에 있어서, 터널 라이닝의 내측으로 돌출되는 터널 라이닝 돌출부와, 내부 횡방향으로 상하에 걸쳐 매입되는 다수의 프리텐션 PC-강연선을 생성하고, PC-강연선 단부를 각각 정착하여 상기 터널 라이닝 돌출부에 안착 되도록 하는 풍도 슬래브와, 상기 터널 라이닝 상부 저면 양측으로 각각 구비되어, 상기 풍도 슬래브 내부를 관통하다 중도에 풍도슬래브 상면으로 인출되는 포스트텐션 PC-강연선의 정착단을 연장하여 단부를 정착 고정하는 고정구로 이루어져, 상기 풍도 슬래브의 낙하를 상쇄하며 터널 라이닝 상단을 가로질러 시설되도록 하여,
횡류 환기방식을 택하여 터널에 풍도 바닥 슬래브를 구비하여 터널 내 환기가 가능하도록 하는 구조를 제공하되, 풍도 바닥 슬래브의 단면 두께를 최소화하도록 하여 공사비 등의 소요 비용을 현저하게 절감되도록 함은 물론, 예기치 못한 지진등의 상황에서 풍도슬래브의 낙하로 인한 대형 인명 사고를 예방할 수 있도록 콘크리트라이닝에 고정되도록 하고 있으며, 콘크리트의 수축작용과 모멘트로 인하여 두께가 얇은 풍도슬래브의 변상이 초래되지 않도록 종방향으로 콘크리트라이닝과 풍도슬래브의 연단을 이격시키고 있으며, 장기간에 걸쳐서도 구조물의 변형이 초래되지 않도록 개선하여 터널 전체적 구조물의 내구성을 향상시키게 되는 효과를 기대할 수 있는, 터널 라이닝에 고정된 풍도슬래브에 관한 것이다.
횡류 환기방식을 택하여 터널에 풍도 바닥 슬래브를 구비하여 터널 내 환기가 가능하도록 하는 구조를 제공하되, 풍도 바닥 슬래브의 단면 두께를 최소화하도록 하여 공사비 등의 소요 비용을 현저하게 절감되도록 함은 물론, 예기치 못한 지진등의 상황에서 풍도슬래브의 낙하로 인한 대형 인명 사고를 예방할 수 있도록 콘크리트라이닝에 고정되도록 하고 있으며, 콘크리트의 수축작용과 모멘트로 인하여 두께가 얇은 풍도슬래브의 변상이 초래되지 않도록 종방향으로 콘크리트라이닝과 풍도슬래브의 연단을 이격시키고 있으며, 장기간에 걸쳐서도 구조물의 변형이 초래되지 않도록 개선하여 터널 전체적 구조물의 내구성을 향상시키게 되는 효과를 기대할 수 있는, 터널 라이닝에 고정된 풍도슬래브에 관한 것이다.
Description
본 발명은 터널 풍도슬래브에 관한 것으로, 터널 내부의 환기를 위한 환기 덕트 슬래브가 설치되는 터널 풍도 구조인 횡류식 환기방식의 풍도 슬래브를 제공하되, 덕트 형성을 위해 설치되는 슬래브의 붕괴를 막고, 콘크리트의 균열을 억제하여 터널의 수명 연장이 가능하도록 하는 터널 라이닝에 고정된 풍도슬래브에 관한 것이다.
국토의 70%이상이 산지로 이루어진 우리나라는 철도 및 도로건설의 증대 및 지하철 등의 지하 공간 개발로 지하 굴착공사가 크게 급증함으로 인해 대 단면 터널공사가 현재까지도 활발하게 이루어지고 있음은 주지된 바와 같다.
이와 같은 터널 구조물은 그 규모의 장대화로 인하여 터널 내 매연, 유해가스, 먼지, 화재 등의 위급상황으로부터 터널이용자를 보호하기 위해 교통량과 터널길이에 따라 효율성을 고려한 터널 환기설비를 갖추어야 한다.
또한 터널 구조물은 그 내부를 주행하는 자동차 배출가스로 인한 대기 오염이 터널 통행자 및 운전자의 인체에 심각한 영향을 미치므로 이를 방지하기 위해서는 적정한 환기계산에 의해 필요한 환기 설비를 갖추어야 한다.
이와 같이 터널 내 주행차량의 배출가스는 매연(Smoke), 일산화탄소(CO), 질소 산화물(NOx) 등으로 이들 배출가스의 허용농도를 적정수준 이하로 유지하기 위한 설비가 환기설비인바, 이러한 터널 환기 설비는 자동차의 배출가스를 희석시키거나, 오염공기를 배출시켜 터널내 환경을 신선하고 쾌적하게 유지하여야 하는 역할이 수행되어야 한다.
또한, 매연, 먼지 등 가시도에 영향을 주는 물질을 희석하여 안전운행을 가능하게 하여야 하고, 터널 내 화재 등 사고 시에 신속한 배연 처리는 물론, 터널내 환경의 회복시간을 최소화하여야 하므로, 터널 구조물의 환기 계획 수립시에는 교통량, 터널형상, 이용자의 편의와 안전, 외부환경, 경제성 등을 충분히 고려하여 최적의 구조를 갖추어야 한다.
한편, 종래의 터널 내 환기 방식으로는 터널 길이 등에 따라 500 m 이내인 경우에는 자연 환기방식을, 500 m 이상인 터널에서는 종류식(Longitudinal), 반횡류식(Semi-Transverse System), 횡류식(Transverse System) 등의 기계 환기 방식이 제안되고 있다.
이외에도 산악지역이나 도심지를 벗어난 지역에 위치하는 터널에서는 차량진행(종) 방향으로 발생 되는 기류를 유효하게 이용할 수 있는 제트 휀(종류식) 방식이 널리 사용되고 있는 실정이다.
그러나 일반적으로 터널 연장이 길고 교통량이 많은 도심지 내에서는 소요환기량 및 환경적 문제 등을 고려하여 오염된 공기를 배기하고, 신선한 공기를 송기하는 횡류식 환기방식이 주로 적용되고 있다.
이러한 종래의 터널 환기 방식은 아래와 같은 여러 구조들을 갖는 방식을 통해 구현되는데 예를 들면, 수직갱 방식과, 집중배기방식 및 그리고 반 횡류 환기방식, 횡류 환기방식으로 구분되어 설명될 수 있다.
먼저, 수직갱 방식은 터널의 중간 부위에 수직갱을 설치하여 배기와 급기를 시키는 방식인데 장대 터널에 비교적 유리한 방식으로 알려져 있다.
이러한 수직갱 방식은 신선한 외기를 공급함으로써 오염물질 농도 조절이 가능하고, 화재시 대처가 용이함은 물론 이론적으로는 터널 길이에 제한이 없는 장점을 갖는다.
그러나, 이러한 수직갱 방식은 다른 종류의 환기 방식에 비하여 공사비가 상당하게 소요되고 자연 훼손이 큰 단점을 갖는다.
한편 종래의 환기 방식 중, 집중배기방식은 터널 출구 쪽으로 배기구를 형성하여 배출되는 오염된 공기를 정화하는 배출 방식으로 볼 수 있는데, 이러한 방식은 대도심지 환경 보호용 환기방식으로 채택 가능한 것으로 출구쪽의 오염물질에 대한 방향을 조절할 수 있어 도심지에 적합함은 물론, 교통 환기력을 유효하게 이용할 수 있으나 오염물질의 전량 제거가 어렵고 교통량 및 자연풍의 적정한 운용이 곤란한 단점이 있다.
아울러 종래 환기 방식 중 반횡류 환기방식은, 터널 입구에 설치되는 환기소에서 터널 단면에 설치되는 별도의 환기 덕트에 깨끗한 공기를 보내어 환기시키는 급기 반횡류 방식이라 할 수 있다.
이러한 반횡류 환기방식은 터널내 신선한 공기가 급기되어 오염물질을 희석시키는 배기식에 비하여 급기식이 터널 내 환경을 비교적 양호하게 유지시킬 수는 있으나 오염물질은 출구 측에서 전량 배출되고, 차량의 피스톤 작용을 고려하지 않으므로 에너지 효율면에서 종류식 보다는 떨어지는 단점이 있다.
아울러 종래 환기 방식 중 하나인 횡류환기방식은, 터널의 입출구에 설치된 환기소에서 터널 단면에 설치한 별도의 급기 덕트와 배기 덕트를 이용하여 깨끗한 공기는 급기시키고, 오염된 공기는 배기시키는 환기 방식이라 할 수 있다.
이러한 횡류 환기방식은 화재시 대체가 용이함은 물론 종합적으로 종래의 환기 방식에 비하여 신뢰성 있는 환기 방식으로 볼 수 있는바, 주로 교통량이 많은 도심지에 적합하고 덕트 공간이 커 결과적으로 내부 공간 단면적이 가장 큰 장점을 갖으나, 설비동력이 반횡류 방식에 비하여 규모가 상대적으로 크게 되어 고가의 비용이 소요되고, 공사비 또한 상승하게 되는 문제점이 있다.
특히 종래 터널의 현장 타설 콘크리트 라이닝 방식의 경우, 터널 갱구부와 연약대구간을 제외할 경우 대부분 무근 콘크리트 라이닝으로 시공하는 경우가 많은데, 이런 경우의 터널에 종래의 횡류 환기방식을 적용하게 되면 터널 라이닝의 중상단에 풍도 바닥 슬래브와 그 중간 지점에서 터널 상측 천정부를 연결하는 격벽을 철근 콘크리트로 시공하여야 하는데, 이에 따라서 터널 전 구간에 걸쳐 콘크리트 라이닝에 철근 배근을 함은 물론 환기 시설물에 대하여도 철근 배근을 하게 되어 시공비가 상당하게 소요될 뿐만 아니라 공사기간도 길어지게 되는 문제점이 있다.
또한 상기한 종래의 횡류 환기방식은 격벽 설치시 터널 천장부의 휨 모멘트가 격벽을 거쳐 자중에 의해 휨 모멘트가 풍도 바닥 슬래브 중앙부에 직접 걸리게 되어 풍도 바닥 슬래브에 추가 하중을 부가하고, 그에 따라서 풍도 바닥 슬래브의 단면 증가가 더욱 요구되어 매우 비효율적인 문제점이 지적된다.
아울러, 횡류 환기방식은 풍도 바닥 슬래브를 터널 라이닝에 일체로 체결하는 구조를 보이고 있는데, 이러한 구조에서는 풍도 바닥 슬래브가 축 방향으로 인장을 받게 되어, 풍도 바닥 슬래브에 인장 균열을 유발하는 요인으로 인한 전체 터널 구조물의 내구성 저하 및 미관을 크게 해칠 수 밖에 없는 단점을 갖고 있어, 횡류 환기방식의 그 환기 성능이 우수함에도 불구하고 문제점들이 많아 개선의 여지가 많은 단계에 있다.
따라서 본 발명은 상기한 문제점 들을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 특히 횡류 환기방식을 택하여 터널에 풍도 바닥 슬래브를 구비하여 터널 내 환기가 가능하도록 하는 구조를 제공하되, 풍도 바닥 슬래브의 단면 두께를 최소화하도록 하여 공사비 등의 소요 비용을 현저하게 절감되도록 함은 물론, 장기간에 걸쳐서도 구조물의 변형이 초래되지 않도록 개선하는 데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은, 지진 등 충격파에 의해 풍도슬래브의 낙하를 방지하여 안전성을 증대시키고, 터널 전체적 구조물의 내구성을 향상시킬 뿐만 아니라, 미관을 해치지 않으면서도 시야의 개방감을 좋도록 하는데 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
터널 구조물 내부에 공기를 공급 및 배기시키기 위해 터널내부(99) 중상방측을 가로지르는 풍도 슬래브(200)를 구비하고, 상기 풍도 슬래브(200) 상면측으로부터 터널 라이닝(100) 상부 저면측간을 구획하는 격벽(300)에 의해, 터널 내부를 환기하는 터널 풍도에 있어서,
터널 라이닝(100)의 내측으로 돌출되는 터널 라이닝 돌출부(110)와,
내부 횡방향으로 상하에 걸쳐 매입되는 다수의 프리텐션 PC-강연선(210,220)을 생성하고, 상기 PC-강연선(210,220) 단부를 각각 정착하여 상기 터널 라이닝 돌출부(110)에 안착 되도록 하는 풍도 슬래브(200)와,
상기 터널 라이닝(100) 상부 저면 양측으로 각각 구비되어, 상기 풍도 슬래브(200) 내부를 관통한 후 중앙부분에서 풍도슬래브(200) 상면으로 인출되는 포스트텐션 PC-강연선(210')의 정착단을 연장하여 단부를 정착 고정하는 고정구(120)로 이루어져, 상기 풍도 슬래브(200)의 낙하를 방지하며 터널 라이닝(100) 상단을 가로질러 시설되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 횡류 환기방식을 택하여 터널에 풍도 바닥 슬래브를 구비하여 터널 내 환기가 가능하도록 하는 구조를 제공하되, 풍도 바닥 슬래브의 단면 두께를 최소화하도록 하여 공사비 등의 소요 비용을 현저하게 절감되도록 하는 효과를 기대할 수 있다.
또한 본 발명은 예기치 못한 지진 등의 상황에서 풍도슬래브의 낙하로 인한 대형 인명 사고를 예방할 수 있도록 콘크리트 라이닝에 풍도슬래브가 고정 설치되도록 하고 있으며, 콘크리트의 수축 작용 및 모멘트로 인하여 두께가 얇은 풍도슬래브의 변형 현상이 초래되지 않도록 종방향으로 콘크리트라이닝과 풍도슬래브의 연단을 이격 시키도록 하므로, 장기간에 걸쳐서도 구조물의 변형이 초래되지 않도록 개선하여 터널 전체적 구조물의 내구성을 향상시키게 되는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명에 적용되는 터널 라이닝의 개괄적 단면도
도 2는 본 발명에 적용되는 풍도 슬래브가 터널 라이닝의 돌출부에 안착 된 상태를 도시한 개괄적 도면
도 3은 본 발명에 의한 풍도 슬래브의 상면측으로 인출되는 PC-강연선과 터널 라이닝의 고정구간 결합 상태 및 풍도 슬래브 양단측의 앵글 및 몰탈부에 의한 고정 상태를 개괄적으로 도시한 도면
도 4는 단위 형태인 하나의 세그먼트로 제공되는 풍도 슬래브를 도시한 사시도
도 5는 단위 형태로 제공되는 풍도 슬래브와 배기구 및 급기구를 구현한 풍도 슬래브간 측면 결합에 의한 결합 상태를 도시한 사시도로, 각 구멍을 통해 PC-강연선이 내입된 후 인출된 상태를 도시한 도면
도 6은 도 4에 의한 세그먼트 형태로 제공되는 단위 풍도 슬래브를 도 5에서와 같이 결합하여서 되는 완성된 형태의 풍도 슬래브를 도시한 개괄적 평면도
도 7은 풍도 슬래브와 풍도 슬래브간 측면 결합 상태를 도시한 도면
도 8은 터널에 본 발명이 적용된 풍도 슬래브가 설치된 상태의 사시도
도 9는 공동을 도시한 것으로 공동을 이루기 위한 폴리에칠렌계 공기 막대주머니와 비닐을 나타낸 도면
도 10은 터널라이닝 내측으로 강재브라켓을 고정하고 상기 강재브라켓 상면으로 풍도슬래브가 안착 되는 다른 실시예를 도시한 개괄적 도면
도 2는 본 발명에 적용되는 풍도 슬래브가 터널 라이닝의 돌출부에 안착 된 상태를 도시한 개괄적 도면
도 3은 본 발명에 의한 풍도 슬래브의 상면측으로 인출되는 PC-강연선과 터널 라이닝의 고정구간 결합 상태 및 풍도 슬래브 양단측의 앵글 및 몰탈부에 의한 고정 상태를 개괄적으로 도시한 도면
도 4는 단위 형태인 하나의 세그먼트로 제공되는 풍도 슬래브를 도시한 사시도
도 5는 단위 형태로 제공되는 풍도 슬래브와 배기구 및 급기구를 구현한 풍도 슬래브간 측면 결합에 의한 결합 상태를 도시한 사시도로, 각 구멍을 통해 PC-강연선이 내입된 후 인출된 상태를 도시한 도면
도 6은 도 4에 의한 세그먼트 형태로 제공되는 단위 풍도 슬래브를 도 5에서와 같이 결합하여서 되는 완성된 형태의 풍도 슬래브를 도시한 개괄적 평면도
도 7은 풍도 슬래브와 풍도 슬래브간 측면 결합 상태를 도시한 도면
도 8은 터널에 본 발명이 적용된 풍도 슬래브가 설치된 상태의 사시도
도 9는 공동을 도시한 것으로 공동을 이루기 위한 폴리에칠렌계 공기 막대주머니와 비닐을 나타낸 도면
도 10은 터널라이닝 내측으로 강재브라켓을 고정하고 상기 강재브라켓 상면으로 풍도슬래브가 안착 되는 다른 실시예를 도시한 개괄적 도면
이하 본 발명의 바람직한 실시형태를 첨부하는 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은 첨부하는 도면에서 보는 것과 같이, 터널 내부의 중상방측을 횡단하여 가로지르며 터널 내부의 오염된 공기를 배출하고, 외부의 신선한 공기를 공급하기 위한 횡류 환기 방식에 채택되는 풍도 슬래브를 안정적으로 고정 거치하면서도, 그 두께가 두꺼워지지 않도록 함은 물론, 시설 공사비의 절감을 위해 제공된다.
이를 위한 본 발명은, 터널 내부(99)의 중상방측을 횡단하여 가로지르며 안착되는 풍도 슬래브(200)와, 상기 풍도 슬래브(200)를 긴장 정착시키는 구조를 이루는데, 이를 위한 터널 라이닝(100)은 통상의 구조를 갖출 수 있으며, 상기 풍도 슬래브(200) 양단부측을 거치하며 안착되도록 하기 위해 터널 라이닝(100) 내측으로 대향되도록 돌출부(110)를 일체로 형성하는 것이 바람직하다.
여기서 상기 돌출부(100)의 상면측으로는 풍도 슬래브(200)를 용이하게 안착하면서도 풍도 슬래브(200)의 자중에 의해 하방향으로 펴지는 응력을 제거하기 위해 앵글(111)을 설치하는 것이 바람직하다.
한편 상기 터널라이닝(100)의 상측 내면으로 도 1 내지 도 3에서 확인 가능하듯 고정구(120)를 설치하게 된다.
이러한 고정구(120)는 후술하게 되는 풍도 슬래브(200)의 내측으로 매입되는 다수의 PC-강연선(220) 중, 풍도 슬래브(200)의 상면으로 인출되는 포스트텐션 PC-강연선(210')의 단부를 정착하기 위한 것이다.
여기서 상기 포스트텐션 PC-강연선(210')과 고정구(120)간 결합을 위해, 도 3에서 보는 것과 같이 턴버클등의 연결 수단을 이용할 수 있을 것이다.
도 10은 풍도슬래브(200)를 돌출부(110)에 안착하는 예가 아닌, 터널라이닝(100)의 내측으로 강재브라켓(400)을 고정하고, 상기 강재브라켓(400) 상면으로 풍도슬래브(200)의 단부를 안착 후 용접 고정할 수 있다.
한편 상기 풍도 슬래브(200)는 도 2 내지 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 중앙부분이 상방향으로 볼록하게 휘어지는 형태로 제작되는 것이 바람직하다.
도면에서는 도면상 확연하게 구분되도록 풍도 슬래브(200)의 상방향이 볼록하게 휘어지는 형태로 도시하여 본 발명의 이해를 돕도록 하였는데, 이를 통상 캠버라 한다.
즉, 처짐이 일어날 것에 대비하여 미리 처짐의 발생 수치만큼을 휘어지도록 한 것이다.
이와 같이 풍도 슬래브(200)의 상방향이 볼록하게 휘어지도록 하는 것은, 터널라이닝(100)의 돌출부(110)에 안착 된 후 하방향으로 작용되는 자중에 의해 처지는 현상을 방지하기 위한 것이다.
즉, 이를 위하여 사전에 캠버를 도입한 것이기도 하나, 시각적 미려함과 운전자의 개방감 등 시야 확보를 고려하기 위한 것이다.
이러한 캠버는 풍도슬래브(200)의 자중에 의하여 하향으로 처짐이 발생하여 수평면을 이루려는 성질을 갖고 있으므로, 이를 방지하기 위하여 돌출부(110) 양측에 앵글(111)을 매입하여 풍도슬래브(200)가 횡방향 슬라이딩이 일어나지 않도록 잡아주게 되어 캠버를 유지할 수 있도록 하고 있다.
이러한 풍도 슬래브(200)의 구성을 설명하면, 도 4에서 보는 것과 같이 풍도 슬래브(200)의 길이방향으로 길게 구성되는 공동(230)를 형성하고 상기 공동(230)의 하면과 상면에 콘크리트의 인성을 확보하기 위하여 와이어메쉬(214)를 배치하게 되는데, 상기 공동(230)과 와이어메쉬 사이 상하에 다수의 프리텐션 PC-강연선(210,220)을 길이 방향으로 길게 긴장 배치하고, 절개되는 위치에 정착단을 설치한 상태에서 상호 결합 되도록 하되, 단위 형태를 갖는 풍도 슬래브(200)의 연단 으로 급기 및 배기가 가능하도록 한다.
전술한 바와 같이 단위 형태를 갖는 풍도 슬래브(200)의 연단으로 급기 및 배기가 가능하도록 하기 위해, 비교적 넓은 규격의 통기공(240)이 형성되어 있는 경우의 풍도슬래브(200)에서는, 통기공(240) 연단에서 단부 정착이 되도록 하고, 단절되어 돌출부(110)에 얹혀지지 못하는 풍도슬래브(200)들을 상부에서 상호간 연결되도록 묶음부(212)로 묶어 터널라이닝(100)에 시설된 고정구(120)와 PC-강봉(213)으로 고정 연결하는 것이 바람직하다.
한편 통기공(240)이 없는 일반 풍도슬래브(200)는 쉬스관(210")을 관통한 포스트텐션 PC-강연선을 터널라이닝(100)에 시설된 고정구(120)에 고정 연결한다.
이때 포스트텐션 PC-강연선은 프리텐션 PC-강연선보다 그 규격과 갯수를 적게하여 사용하는 것이 바람직할 것이다.
상기 공동(230)는 풍도 슬래브(200)의 무게를 경감시키기 위한 것이다.
여기서, 상기 공동(230)을 형성하기 위한 방법을 제시하는데 있어서 본 발명은 도 9에 의한 구조를 채택하였다.
즉, 공동(230)을 형성하기 위해 풍도 슬래브(200)를 콘크리트 타설에 의해 양생하여야 하는데 이를 위해서는 불가피하게 공동(230)에 적합한 형태 및 구조를 갖는 거푸집을 형성하여야 하고, 그 거푸집을 풍도슬래브(200)의 콘크리트 양생 후 제거하여 경량의 풍도 슬래브(200)를 제작하는 것이 반드시 필요함에도 불구하고, 거푸집을 제거하는데에는 상당한 어려움이 있다.
본 발명은 이러한 점을 해결하기 위해 도 9에서 보는 것과 같이 공동(230)의 형태를 갖는 폴리에칠렌계 공기 막대주머니(이하 본 발명의 명세서에서는 '막구조'라 통칭하기로 한다)(280)와 비닐(281)을 미리 풍도 슬래브(200) 타설전에 구비한 다음, 공동(230)의 형상을 갖기 위해 콘크리트 타설 전 상기 막구조(280)에 공기를 주입하여 단단한 공기 막대를 형성토록 하고, 그 막구조(280) 외면에 물을 바른 후 비닐(281)을 도포하여 풍도슬래브(200)에서 소정의 위치에 배치되도록 한다.
이 상태에서 풍도 슬래브(200)의 콘크리트 양생 과정이 완성되면, 막구조(280)에 주입된 공기를 빼게 되어 막구조(280)는 공기가 외부로 유출되면서 쭈그러들게 되는 현상을 갖게 되는바, 작업자가 외부로 막구조(280)를 잡아 당기면, 막구조(280)는 손쉽게 제거할 수 있게 되고, 비닐(281)은 그대로 공동(230) 주면에 붙어 남게 되는데, 상기 비닐(281)의 무게는 가벼우므로 풍도슬래브(200)에서의 중량을 상당히 경감시킬 수 있게 되는 것이다.
여기서 공동(230)의 갯수와 형태 등은 상술한 예에 국한되지 않음은 물론이며 다양한 갯수와 형태 및 모양으로의 구현이 가능할 수 있음은 물론이다.
또한 상기에서 풍도 슬래브(200)에는 전술한 다수의 프리텐션 PC-강연선(210,220)들과 포스트텐션 PC-강연선(210')들을 배치하고 있다.
여기서 프리텐션 PC-강연선(210)은 도 4 에서 보듯이, 풍도 슬래브(200)를 횡단면으로 보았을 때 풍도슬래브(200)의 상측 양단부에 배치되도록 하였으며, 단부에 정착되도록 하였다.
또한 프리텐션 PC-강연선(220)은 도 4에서 보듯이, 풍도슬래브(200)를 횡단면으로 보았을 때 풍도슬래브(200)의 하측 중앙부에 배치되도록 하였으며, 전술한 것과 같이 단부에 정착되도록 하였다.
더불어 통기공(240)을 갖추고 있는 풍도슬래브(200)의 프리텐션 PC-강연선(210,220)은 통기공(240) 연단에 일측이 정착되고 타측은 단부에 정착되도록 하였다.
한편, 통기공(240)을 갖추고 있는 풍도슬래브(200)의 하측 양단부에 배치되는 포스트텐션 PC-강연선(210')의 일측은 풍도슬래브(200)내에 매입된 쉬스관(210")을 관통하여 일정한 위치의 풍도슬래브(200) 상면으로 휘어져 구멍돌출부(211)에 정착되어 최종적으로는 고정구(120)에 정착되고, 타측은 통기공(240) 연단에 정착된다.
이러한 단위의 풍도슬래브(200)에서 일측은 돌출부(110)에 안착되고 타측은 단위의 풍도슬래브(200) 묶음부(212)에 의하여 묶여진 후 PC-강봉(213)에 의해 고정구(120)에 정착되는 구조를 갖게 된다.
그러나, 통기공(240)이 없는 풍도슬래브(200) 하측 양단부에 배치되는 포스트텐션 PC-강연선(210')은 풍도슬래브(200)의 중간 일정한 위치에서 상면으로 돌출되어 긴장 된 후 고정구(120)에 정착되게 된다.
한편, 도 3에서 보듯이 풍도 슬래브(200)의 양단측으로 몰탈부(250)를 형성하게 된다.
또한, 전술한 터널라이닝(100)의 돌출부(110) 상면측으로 형성된 앵글(111)에 접속 결합되도록 하기 위해, 풍도 슬래브(200)의 저면측으로 상기 앵글(111)과 대응되는 위치에 앵글(201)을 매입하는 것이 바람직하다.
여기서 풍도 슬래브(200)는 단위구조를 갖는 것으로, 터널 전체에 걸쳐 즉 터널라이닝(100)의 중상방 내측으로 길게 길이방향으로 돌출 형성되는 돌출부(110)를 따라 풍도 슬래브(200)가 순차적으로 끼워지며 결합 되어야 하므로, 풍도 슬래브(200)는 전술한 것과 같이 단위구조의 세그먼트로 형성되어야 할 것이다.
따라서 풍도슬래브(200)는 돌출부(110)의 앵글(111)에 접속 결합되어 지면서, 풍도 슬래브(200)의 자중에 의한 처짐 현상을 방지할 수 있게 되는데, 이때 공기의 흐름을 차단하기 위하여 풍도슬래브(200) 양단부와 돌출부(110)를 몰탈부(250)로 마무리 하는 것이 바람직하다.
또한, 풍도슬래브(200)의 공동(230) 상측 양단에 배치되는 프리텐션 PC-강연선(210)은 전술한 다른 PC-강연선(220)과 같이 풍도슬래브(200)에 매입된 후, 풍도슬래브(200)의 단부측에 정착, 긴장되도록 하고 상기한 몰탈부(250)에 의해 전체적으로 공기의 흐름을 차단하였다.
아울러 상기 풍도슬래브(200)는 낙하를 방지하기 위한 구성을 제공하게 되는데, 도 4 에서 보는 것과 같이 풍도 슬래브(200)의 하측 양단부에 길이방향으로 쉬스관(210")을 매설하게 되는데, 상기 풍도슬래브(200)를 전체적으로 관통하지 않는 상태에서 풍도 슬래브(200) 상면측으로 상기 쉬스관(210")의 단부가 향하도록 하되, 그 쉬스관(210")의 단부측을 유도하기 위한 구멍돌출부(211)를 형성하고, 상기 구멍돌출부(211)를 따라 PC-강연선(210')을 외부로 인출하여 긴장 정착되도록 한 후, 상기 포스트텐션 PC-강연선(210')의 단부는 전술한 터널라이닝(100)의 상부 저면 양측으로 구비되는 고정구(120)에 정착 고정되도록 한다.
이와 같이 포스트텐션 PC-강연선(210')의 정착 고정에 의해, 풍도 슬래브(200)의 낙하를 방지하며, 풍도 슬래브(200)가 수평을 이루며 평활한 상태를 지속적으로 유지하도록 하여, 구조적 안정성을 확보할 수 있게 된다.
여기서 상기 구멍돌출부(211)는 도 4 에서 보듯이 상방향으로 그 출구가 향하도록 하며, 구멍돌출부(211)를 따라 인출된 포스트텐션 PC-강연선(210')의 단부는 상방향으로 향하도록 하되, 이러한 구멍돌출부(211)는 풍도 슬래브(200) 제작시 일체로 형성되도록 한다.
이와 같이 풍도 슬래브(200)는 전체적으로 중앙 부위가 상방향으로 볼록하게 형성되도록 하되, 설치 후 자중에 의한 처짐 현상 및 이러한 처짐에 의한 휨모멘트로 인하여 발생 될 수 있는 변형을 완벽하게 방지하게 되어 터널 전체의 구조적 안전성을 확보할 수 있게 된다.
한편, 상기 풍도 슬래브(200)는 전술한 것과 같이 하나의 단위로 형성되는 세그먼트 구조를 갖게 되므로, 풍도 슬래브(200)와 측면으로 접하는 다른 풍도 슬래브(200)간 측면 결합이 이루어져야 한다.
즉 이를 위해 도 7에서 보는 것과 같은 풍도 슬래브(200)간 측면 결합 구조를 제공하게 되는데, 예를 들면 풍도 슬래브(200) 일측면으로 걸쇠(260)를 돌출되도록 매입 하고, 풍도 슬래브(200)의 타측면으로 걸쇠걸이(270)를 형성한다.
이와 같이 풍도 슬래브(200)의 일측면을 따라 다수의 걸쇠(260)가 형성되고, 타측면을 따라 다수의 걸쇠걸이(270)가 형성되도록 하여, 풍도 슬래브(200)와 풍도 슬래브(200)간 측면 결합시, 풍도 슬래브(200)의 일측에 돌출 형성되어 있는 걸쇠(260)는 다른 풍도 슬래브(200)의 측면으로 돌출되어 있는 걸쇠걸이(270)에 결합되도록 하여, 풍도 슬래브(200)간 측면 결합이 이루어지도록 한다.
아울러 상기 풍도 슬래브(200)와 풍도 슬래브(200)간 측면으로는 몰탈을 충진하여 측면 결합을 완성하게 된다.
한편, 본 발명의 상세한 설명 등에서는 지금까지 풍도슬래브(200)에 대한 구성에 대하여 설명하였는바, 터널내에서는 차량의 접촉사고 및 전복사고 등 각종 사고로 인한 화재가 발생할 수 있는데, 이에 대한 대책으로 내화재를 풍도슬래브(200)에 부착하는 방법이 있으나, 이는 시설물의 노후화가 진행되면서 이탈될 우려가 있을 수 있어 근본적 대책이 될 수가 없다.
따라서 이러한 화재로 열에 의한 손상을 방지하기 위한 방법 중의 하나로, 본 발명에서는 그 일예로 풍도슬래브(200)를 제작할 때 내화콘크리트를 풍도슬래브(200) 하측면에 부분적으로 또는 전체적으로 사용하여 내구성을 증진시키는 것이 바람직할 것이다.
100; 터널라이닝 110; 돌출부
111; 앵글 120; 고정구
12; 턴버클 200; 풍도 슬래브
201; 레일결합홈 210"; 쉬스관
210, 210', 220; PC-강연선 211; 구멍돌출부
212; 묶음부 213; PC-강봉
214; 와이어메쉬 230; 공동
240; 통기공 250; 몰탈부
260; 걸쇠 270; 걸쇠걸이
280; 막구조 281; 비닐
300; 격벽 400; 강재브라켓
111; 앵글 120; 고정구
12; 턴버클 200; 풍도 슬래브
201; 레일결합홈 210"; 쉬스관
210, 210', 220; PC-강연선 211; 구멍돌출부
212; 묶음부 213; PC-강봉
214; 와이어메쉬 230; 공동
240; 통기공 250; 몰탈부
260; 걸쇠 270; 걸쇠걸이
280; 막구조 281; 비닐
300; 격벽 400; 강재브라켓
Claims (6)
- 터널 구조물 내부에 공기를 공급 및 배기시키기 위해 터널내부 중상방측을 가로지르는 풍도 슬래브를 구비하고, 상기 풍도 슬래브 상면측으로부터 터널 라이닝 상부 저면측간을 구획하는 격벽에 의해, 터널 내부를 환기하는 터널 풍도에 있어서,
터널 라이닝의 내측으로 돌출되는 터널 라이닝 돌출부와,
내부 횡방향으로 상하에 걸쳐 매입되는 다수의 프리텐션 PC-강연선을 생성하고, 상기 프리텐션 PC-강연선 단부를 각각 정착하여 상기 터널 라이닝 돌출부에 안착 되도록 하는 풍도 슬래브와,
상기 터널 라이닝 상부 저면 양측으로 각각 구비되어, 상기 풍도 슬래브 내부를 관통한 후 중앙부분에서 풍도슬래브의 상면으로 인출되는 포스트텐션 PC-강연선의 정착단을 연장하여 단부를 정착 고정하는 고정구로 이루어져, 상기 풍도슬래브의 낙하를 방지하며 터널 라이닝 상단을 가로질러 시설되도록 하는 것을 특징으로 하는, 터널 라이닝에 고정된 풍도슬래브.
- 제 1 항에 있어서,
상기 돌출부의 상면측으로는 앵글이 돌출되도록 설치하고, 상기 풍도 슬래브의 양단 저면측의 앵글과 접속되도록 하여 상기 풍도슬래브가 횡방향 슬라이딩이 일어나지 않도록 잡아주게 되어 캠버를 유지할 수 있도록 하며, 상기 앵글틈으로 공기의 유동을 차단하기 위해 풍도슬래브 양단부와 돌출부를 몰탈부로 마무리 하는 것을 포함하는, 터널 라이닝에 고정된 풍도슬래브.
- 제 1 항에 있어서,
상기 풍도 슬래브의 길이방향으로 길게 구성되는 공동을 형성하고, 상기 공동의 하면과 상면에 콘크리트 인성 확보를 위하여 와이어메쉬를 배치하고, 상기 공동과 와이어메쉬 사이 상하에 다수의 프리텐션 PC-강연선을 길이 방향으로 길게 긴장 배치하고, 절개되는 위치에 정착단을 설치한 상태로 상호 결합되도록 하되, 단위 형태를 갖는 풍도슬래브의 연단으로 급기 및 배기가 가능하게 되는 통기공을 형성하는 것을 포함하는, 터널 라이닝에 고정된 풍도슬래브.
- 제 1 항에 있어서,
상기 풍도 슬래브 하측 양단부에 길이방향으로 쉬스관을 매설하고, 풍도슬래브를 전체적으로 관통하지 않는 상태에서 풍도 슬래브 상면측으로 상기 쉬스관의 단부가 향하도록 하되 상기 쉬스관의 단부측을 유도하기 위한 구멍돌출부를 형성하고, 상기 구멍돌출부를 따라 포스트텐션 PC-강연선이 외부로 인출하여 긴장 정착되도록 한 후, 상기 포스트텐션 PC-강연선의 단부는 터널라이닝의 상부 저면 양측으로 구비되는 고정구에 정착 고정되도록 하는 것을 포함하는, 터널 라이닝에 고정된 풍도슬래브.
- 제 1 항에 있어서,
상기 풍도 슬래브 일측면으로 걸쇠를 돌출되도록 매입 하고, 타측면으로 걸쇠걸이를 형성하여, 풍도 슬래브간 측면 결합시, 풍도 슬래브의 일측에 돌출 형성되어 있는 걸쇠는 다른 풍도 슬래브의 측면으로 돌출되어 있는 걸쇠걸이와의 결합되어지도록 하고 몰탈을 충진하여 풍도 슬래브간 측면 결합이 이루어지도록 하는 것을 포함하는, 터널 라이닝에 고정된 풍도슬래브.
- 제 3 항에 있어서,
상기 공동을 형성하기 위해, 공동의 형태를 갖는 막구조와 비닐을 미리 풍도 슬래브 타설전에 구비한 다음, 공동의 형상을 갖기 위해 콘크리트 타설 전 상기 막구조 내부에 공기를 주입하여 단단한 공기막대를 형성토록 하고 그 외면에 물을 발라 비닐로 도포하여 풍도슬래브 소정 위치에 배치되도록 한 후, 풍도슬래브의 콘크리트 양생 과정이 완성되면, 막구조의 공기를 빼내여 상기 막구조를 제거하고, 비닐은 공동 주면에 잔존하며 공동을 형성하는 것을 포함하는, 터널 라이닝에 고정된 풍도슬래브.
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