KR20150025409A

KR20150025409A - 소구경강관을 이용한 터널구조 및 이의 시공방법

Info

Publication number: KR20150025409A
Application number: KR20130103135A
Authority: KR
Inventors: 성은주
Original assignee: 성은주
Priority date: 2013-08-29
Filing date: 2013-08-29
Publication date: 2015-03-10

Abstract

본 발명은 터널에서,
굴착리그기를 사용하여 터널면을 굴착하고 상호간에 일정간격으로 압입되어 원호상으로 설치되는 내부가 비고 외주면에 다수개의 그라우트구멍(미도시)이 형성된 다수개의 소구경강관(100); 상기 소구경강관(100) 일단 내부로 주입되어 상기 그라우트구멍(미도시)을 통하여 주변의 토사층에 보강을 위하여 분사되는 그라우트재(G); 상기 소구경강관(100)과 상기 그라우트재(G)의 결합체가 형성하는 터널내면의 안쪽에 상기 터널내면의 형상에 맞추어 상기 터널내면 붕괴를 임시적으로 방지하기 위하여 설치되는 라운드지보재(200); 상기 터널내면의 안쪽에 철근을 배근한 후 상기 라운드지보재(200)을 포함하면서 콘크리트를 타설하여 형성되는 터널라이닝(300); 및, 터널하부에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 형성되는 터널하부슬래브(400);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소구경강관을 이용한 터널구조 및 이의 시공방법을 제공한다.

Description

소구경강관을 이용한 터널구조 및 이의 시공방법{the tunnel structure using the small diameter steel pipe and the construction method thereof}

본 발명은 터널시공에 있어서, 대구경강관을 이용하는 종래의 공법에서 벗어나 소구경강관을 이용하여 간단히 터널구조체로 시공하고 불필요한 지보재 사용을 감소시킨 소구경강관을 이용한 터널구조 및 이의 시공방법에 관한 것이다.

터널시공에 있어서 최근에는 지면의 교통흐름은 그대로 유지하며 지중에서 터널을 시공하는 비개착공법이 증가하고 있다.

종래의 비개착공법은 대구경강관을 주로 이용한다. 상기 대구경강관을 이용하는 비개착공법은 먼저 대구경강관 설치를 위해 지중을 굴착한 후, 대구경강관을 압입하고, 이어서 대구경강관을 연결하여 터널구조체 시공을 위한 가시설물을 형성한다. 그리고 내부 토사를 굴착하고 목적구조물을 시공 하였다.

그러나 종래에 공법은 대구경강관의 압입시 약 1.0m 정도 미리 인력으로 선굴착하게 되는데, 이때 토질의 형질에 따라 갑작스런 굴착면의 붕괴가 자주 발생된다. 이에 따라 상부지면의 침하가 발생되는 안전상의 문제점이 지적되어 왔다.

따라서, 소구경강관을 이용하여 선굴착공정이 생략되므로 굴착면의 붕괴 및 상부지면의 침하를 예방하고, 지보재 사용을 줄여 시공성 및 경제성이 뛰어난 공법의 개발이 시급한 실정이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서 제시되는 것이다. 그 목적은 다음과 같다.

첫째, 소구경강관을 이용하여 선굴착공정이 생략되므로 굴착면의 붕괴 및 상부지면의 침하를 예방하는 소구경강관을 이용한 터널구조 및 이의 시공방법을 제공하고자 한다.

둘째, 터널 내부에 가로 및 세로 지보재를 사용하지 않고 터널내벽에 밀착된 라운드지보재 하나만을 사용하여 시공하므로 시공성 및 경제성이 높은 소구경강관을 이용한 터널구조 및 이의 시공방법을 제공하고자 한다.

셋째, 기계굴착으로 선굴착에 따른 지반변형이 없고 소구경강관을 중심에 품은 그라우트재가 인근 지반을 안정화시키는 소구경강관을 이용한 터널구조 및 이의 시공방법을 제공하고자 한다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 터널에서,

굴착리그기를 사용하여 터널면을 굴착하고 상호간에 일정간격으로 압입되어 원호상으로 설치되는 내부가 비고 외주면에 다수개의 그라우트구멍(미도시)이 형성된 다수개의 소구경강관(100); 상기 소구경강관(100) 일단 내부로 주입되어 상기 그라우트구멍(미도시)을 통하여 주변의 토사층에 보강을 위하여 분사되는 그라우트재(G); 상기 소구경강관(100)과 상기 그라우트재(G)의 결합체가 형성하는 터널내면의 안쪽에 상기 터널내면의 형상에 맞추어 상기 터널내면 붕괴를 임시적으로 방지하기 위하여 설치되는 라운드지보재(200); 상기 터널내면의 안쪽에 철근을 배근한 후 상기 라운드지보재(200)을 포함하면서 콘크리트를 타설하여 형성되는 터널라이닝(300); 및, 터널하부에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 형성되는 터널하부슬래브(400);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소구경강관을 이용한 터널구조 및 이의 시공방법을 제공한다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 기대된다.

첫째, 소구경강관을 이용하여 선굴착공정이 생략되므로 굴착면의 붕괴 및 상부지면의 침하를 예방하는 소구경강관을 이용한 터널구조 및 이의 시공방법을 제공한다.

둘째, 터널 내부에 가로 및 세로 지보재를 사용하지 않고 터널내벽에 밀착된 라운드지보재 하나만을 사용하여 시공하므로 시공성 및 경제성이 높은 소구경강관을 이용한 터널구조 및 이의 시공방법을 제공한다.

셋째, 기계굴착으로 선굴착에 따른 지반변형이 없고 소구경강관을 중심에 품은 그라우트재가 인근 지반을 안정화시키는 소구경강관을 이용한 터널구조 및 이의 시공방법을 제공한다.

도 1 내지 4는 본 발명의 소구경강관을 이용한 터널구조의 시공방법을 순차적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 소구경강관을 이용한 터널구조의 시공방법의 순서도이다.

이하 첨부한 도면과 함께 상기와 같은 본 발명의 개념이 바람직하게 구현된 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

1. 본 발명의 소구경강관을 이용한 터널구조

도 4는 본 발명의 소구경강관을 이용한 터널구조의 단면도이다.

본 발명의 소구경강관을 이용한 터널구조는 도 4에 도시된 바와 같이,

터널에서,

굴착리그기를 사용하여 터널면을 굴착하고 상호간에 일정간격으로 압입되어 원호상으로 설치되는 내부가 비고 외주면에 다수개의 그라우트구멍(미도시)이 형성된 다수개의 소구경강관(100);

상기 소구경강관(100) 일단 내부로 주입되어 상기 그라우트구멍(미도시)을 통하여 주변의 토사층에 보강을 위하여 분사되는 그라우트재(G);

상기 소구경강관(100)과 상기 그라우트재(G)의 결합체가 형성하는 터널내면의 안쪽에 상기 터널내면의 형상에 맞추어 상기 터널내면 붕괴를 임시적으로 방지하기 위하여 설치되는 라운드지보재(200);

상기 터널내면의 안쪽에 철근을 배근한 후 상기 라운드지보재(200)을 포함하면서 콘크리트를 타설하여 형성되는 터널라이닝(300); 및,

터널하부에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 형성되는 터널하부슬래브(400);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

그러므로, 본 발명은 소구경강관(100)을 이용하여 선굴착공정이 생략되므로 굴착면의 붕괴 및 상부지면의 침하를 예방하고, 기계굴착으로 선굴착에 따른 지반변형이 없고 소구경강관(100)을 중심에 품은 그라우트재(G)가 인근 지반을 안정화시키는 장점이 있다.

상기 소구경강관(100)은 주로 하단이 개방된 ∩형의 원호상으로 설치되는 것이 상부하중 및 측면하중을 지탱하는 것에 유리할 것이나, 현장 사정에 따라 사각형 등 다양한 형상으로 시공이 가능하다.

또한, 상기 라운드지보재(200)는 상기 터널내면의 형상에 맞추어 원호형상이되, 일체의 가로부재 및 세로부재는 포함하지 않는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명은 터널 내부에 가로 및 세로 지보재를 사용하지 않고 터널내벽에 밀착된 라운드지보재(200) 하나만을 사용하여 시공하므로 시공성 및 경제성이 높은 장점이 있다.

상기 라운드지보재(200)는 H형강이나 강봉 등 통상적인 소재를 이용할 수 있다.

2. 본 발명의 소구경강관을 이용한 터널구조의 시공방법

도 5는 본 발명의 소구경강관을 이용한 터널구조의 시공방법의 순서도이다.

본 발명의 소구경강관을 이용한 터널구조의 시공방법은 상기 소구경강관을 이용한 터널구조를 시공하기 위한 방법으로,

(1) 굴착리그기를 통하여 터널면을 수평으로 굴착하고 상기 소구경강관(100)을 다수개 원호상으로 압입설치하는 소구경강관설치단계;

(2) 상기 그라우트구멍(미도시)을 통하여 그라우트재(G)를 분사하는 그라우팅단계;

(3) 상기 터널내면의 토사를 굴착하면서 굴착이 완료된 구간부터 순차적으로 상기 라운드지보재(200)를 상호간에 일정간격 다수개 설치하는 라운드지보재설치단계;

(4) 상기 터널내면의 안쪽에 철근을 배근한 후 상기 라운드지보재(200)을 포함하면서 콘크리트를 타설하여 상기 터널라이닝(300)을 형성하는 터널라이닝설치단계; 및,

(5) 터널하부에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 상기 터널하부슬래브(400)를 형성하는 터널하부슬래브설치단계;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 (1) 소구경강관설치단계는 드릴헤드(drill head)가 장착된 파일롯트(pilot)의 회전에 의하여 천공함과 동시에 이어서 바로 상기 소구경강관(100)이 압입되고 내부토사는 상기 소구경강관(100)의 내부를 통해 외부로 반출될 수 있다.

그리고 상기 (4) 터널라이닝설치단계;는, 상기 (3) 라운드지보재설치단계;와 병행하여, 굴착이 완료된 구간부터 순차적으로 설치된 상기 라운드지보재(200)를 포함하면서 콘크리트를 타설하여 상기 터널라이닝(300)을 형성하는 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 (5) 터널하부슬래브설치단계;와 병행하여 진행되는 것을 특징으로 할 수 있다.

따라서 본 발명의 소구경강관을 이용한 터널구조의 시공방법은 초기에 설치된 가시설물인 상기 라운드지보재(200)를 철거하는 단계가 제외되고, 상기 라운드지보재(200)를 철근과 같이 내부 보강철근으로 전용하는 특징이 있다.

본 발명은 상기에서 언급한 바와 같이 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 다양한 분야에서 사용 가능하다.

따라서 본 발명의 청구범위는 이건 발명의 진정한 범위 내에 속하는 수정 및 변형을 포함한다.

G: 그라우트재
100: 소구경강관
200: 라운드지보재
300: 터널라이닝
400: 터널하부슬래브

Claims

터널에서,
굴착리그기를 사용하여 터널면을 굴착하고 상호간에 일정간격으로 압입되어 원호상으로 설치되는 내부가 비고 외주면에 다수개의 그라우트구멍(미도시)이 형성된 다수개의 소구경강관(100);
상기 소구경강관(100) 일단 내부로 주입되어 상기 그라우트구멍(미도시)을 통하여 주변의 토사층에 보강을 위하여 분사되는 그라우트재(G);
상기 소구경강관(100)과 상기 그라우트재(G)의 결합체가 형성하는 터널내면의 안쪽에 상기 터널내면의 형상에 맞추어 상기 터널내면 붕괴를 임시적으로 방지하기 위하여 설치되는 라운드지보재(200);
상기 터널내면의 안쪽에 철근을 배근한 후 상기 라운드지보재(200)을 포함하면서 콘크리트를 타설하여 형성되는 터널라이닝(300); 및,
터널하부에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 형성되는 터널하부슬래브(400);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소구경강관을 이용한 터널구조.
제1항에서,
상기 라운드지보재(200)는 상기 터널내면의 형상에 맞추어 원호형상이되, 일체의 가로부재 및 세로부재는 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 소구경강관을 이용한 터널구조.
제1항 또는 제2항의 소구경강관을 이용한 터널구조를 시공하기 위한 방법으로,
(1) 굴착리그기를 통하여 터널면을 수평으로 굴착하고 상기 소구경강관(100)을 다수개 원호상으로 압입설치하는 소구경강관설치단계;
(2) 상기 그라우트구멍(미도시)을 통하여 그라우트재(G)를 분사하는 그라우팅단계;
(3) 상기 터널내면의 토사를 굴착하면서 굴착이 완료된 구간부터 순차적으로 상기 라운드지보재(200)를 상호간에 일정간격 다수개 설치하는 라운드지보재설치단계;
(4) 상기 터널내면의 안쪽에 철근을 배근한 후 상기 라운드지보재(200)을 포함하면서 콘크리트를 타설하여 상기 터널라이닝(300)을 형성하는 터널라이닝설치단계; 및,
(5) 터널하부에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 상기 터널하부슬래브(400)를 형성하는 터널하부슬래브설치단계;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소구경강관을 이용한 터널구조의 시공방법.
제3항에서,
상기 (4) 터널라이닝설치단계;는 상기 (3) 라운드지보재설치단계;와 병행하여, 굴착이 완료된 구간부터 순차적으로 설치된 상기 라운드지보재(200)를 포함하면서 콘크리트를 타설하여 상기 터널라이닝(300)을 형성하는 것을 특징으로 하는 소구경강관을 이용한 터널구조의 시공방법.
제3항에서,
상기 (4) 터널라이닝설치단계;는 상기 (5) 터널하부슬래브설치단계;와 병행하여 진행되는 것을 특징으로 하는 소구경강관을 이용한 터널구조의 시공방법.
제4항에서,
상기 (4) 터널라이닝설치단계;는 상기 (5) 터널하부슬래브설치단계;와 병행하여 진행되는 것을 특징으로 하는 소구경강관을 이용한 터널구조의 시공방법.