KR20190087916A - 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법 - Google Patents
소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 비개착 터널 시공방법에 관한 것으로, 특히 종전과 같이 다수의 강관 및 데크강등을 선 추진하고, 별도의 구조물을 축조하여 강관 및 데크강등을 밀어내어 추출하되 강관이 압출된 자리에 구조물을 안착시키는 시공방법에서 탈피하여,
소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 공법이 실현될 수 있는 획기적인 시공방법을 안출하고자 하는데 있어서, 특징으로는 지중에 압입하는 강(각)관을 상부슬래브부 지중에 강(각)관을 연접시켜 추진하는 방식과 격간으로 추진하는 방식을 각각 적용하거나 혼재하여 적용토록 하고, 격간 추진시에는 이웃하는 강(각)관과의 사이에 데크강을 설치하되, 기존 비개착공사에서 강관은 물론 데크강까지 추출하는 시공방법에서 탈피하여 장거리 비개착공사에서의 마찰력 증대 및 시공오차로 인한 강(각)관 추출의 어려움을 해소하고자 강(각)관만 또는 강(각)관의 일부만을 추출하는 방식을 적용하여 시공의 효율성을 증대시키고 있는데,
강(각)관만을 회수하거나 강(각)관의 상부측면과 데크강은 지중에 남겨두는 방식을 적용하여 한층 시공성이 개선되도록 한 점에서 그 특징의 차이를 찾아볼 수 있을 것이며, 강(각)관의 사용 갯수를 최소화하는 것은 물론 마찰력도 최소화 시키는 기법과 데크강 구조의 단순성 및 간단한 설치 기법이 적용되어 장거리 공사에서도 무난히 안전하고 비용이 저렴한 비개착 시공을 할 수 있도록 하는 것이다.
다행히 본 제안 기술이 이를 뒷받침 할 수 있도록 고안 구성되고 있는데, 가벽 및 임시벽을 선 설치하고 상부슬래브 선도부 상측면을 일정 길이의 강판으로 도포하는 강판슈를 만들되, 강판슈가 ①번 세그먼트 상부슬래브에 고정되지 않고 전방으로 이동할 수 있는 구조를 적용토록 하는데,
즉, ①번 세그먼트 상부슬래브 선도부에 부착된 중압잭이 강판슈 선도부의 스트로크밀대를 밀면 강판슈가 전방으로 이동 추진되어 강(각)관의 절단부를 결합시킨 밀대강을 밀어내면서 전방으로 추진하는 공사1방식과, 강(각)관 후미에 밀대강을 설치하고 상부슬래브 선도부에 설치한 중압잭에 의하여 강(각)관을 밀어내며 상부슬래브가 그 자리에 견인되도록 하는 공사2방식과, 강(각)관 후미에 중압잭을 설치하고 상부슬래브를 반력대로 하여 자주식으로 강(각)관을 추진하고 상부슬래브가 그 자리에 견인되도록 하는 공사3방식과, 단관을 이용하되 공사2방식을 적용하여 압출하는 공사4방식과,
그리고, 측벽부에도 수직강관과 수직데크강을 격간으로 추진한 후 강관후미에 중압잭을 설치하거나 라멘구조 세그먼트 선도부에 중압잭을 설치하여 수평 및 수직강관을 전방으로 밀어내면서 Potal라멘구조가 견인되도록 하는 공사5방식과, 상부슬래브 위치에 연접한 각관을 추진하고 밀대강과 중압잭에 의하여 각관을 밀어내면서 Box라멘구조(11)를 견인하는 공사6방식 중 현장조건에 따른 방식을 선정하여 공사를 하는 것이다.
또한 이러한 상기 방식을 적용하여 공사를 함에 있어,
비개착 타입 터널의 시공시 데크강을 설치하므로 상부 토립자의 유출을 방지할 수 있으므로 노반의 안정화를 도모할 수 있는 제1의 효과와,
강판슈를 압입 추진하고 강(각)관을 분리하며 하측 강관피스를 제거하므로 구조물 추진시 마찰력에 의한 공사의 난이성을 해소시킬 수가 있는 제2의 효과와,
강판슈를 조립식으로 구성하여 확장과 축소가 가능토록 하고 구조물에 결속치 않으므로 이를 회수하여 재활용할 수 있도록 하는 제3의 효과와,
강(각)관을 격간으로 추진하여 강(각)관추진 수량을 줄이므로 공사비를 절감할 수 있으며, 공기를 단축할 수 있도록 하는 제4의 효과와,
격간의 굴착을 (각)강관 선도부 측면을 통하여 강(각)관과 동시굴착을 하므로 시공속도 및 공사비를 절감할 수 있는 제5의 효과와,
강(각)관추진을 위한 강(각)관의 외형 제작을 간소화하여 제작비용을 대폭 절감할 수 있도록 하는 제6의 효과와,
좌우 양측에 가벽을 설치하고 내측에 임시벽을 설치하여 상부슬래브 추진을 용이롭게 하고, 측벽부 지반보강으로 상부슬래브외 구조물을 현장타설로 시공하여 공사비를 절감할 수 있으며 외벽방수를 시공할 수 있는 제7의 효과와,
구조물의 폭원과 높이를 조절하는 장치등을 따로 구비할 필요가 없을 뿐 아니라 어떠한 비대칭 형태의 구조물도 추진을 가능케 하는 제8의 효과와,
가벽 및 임시벽을 설치할 강(각)관과 기초강관 사이를 수직으로 굴착하여 가벽의 철근 조립 시설물을 추진하고 현장타설을 하여 상부슬래브를 지지하고 안정성을 갖추도록 하는 제9의 효과와,
상부슬래브를 외부에서 제작하여 품질이 좋아지도록 하며, 가벽의 높이를 짧게 하므로 구조물 내부 굴착시 막장면의 안정을 유지할 수 있도록 하는 제10의 효과와,
내측 임시벽에는 강재로만 구성된 상부슬래브를 받치는 임시벽을 제작하여 사용하고 재활용할 수 있도록 구성함으로 공사비가 절감되도록 함과 아울러 시공이 간단해지도록 하는 제11의 효과와,
외측수평부강관에서 가벽부의 양측 지반을 그라우팅으로 강화시켜 붕락을 방지하고, 외측기초강관에서 그라우팅으로 시멘트 기둥체를 조성하여 가벽하면 기초를 보강토록 하여 가벽의 부등침하가 발생치 않도록 안정화시키고 그 내측인 내벽체측을 굴착하여 연약지반시 기초보강 말뚝을 시공할 수 있는 공간을 형성할 수 있도록 하는 제12의 효과와,
벽체측 수직부강(각)관과 수직데크강을 시설하여 Potal라멘구조를 PC로 제작하여 견인 및 추진토록 하므로 공기를 단축할 수 있도록 하는 제13의 효과와,
암반에서의 수평각관을 상부슬래브에만 추진하여 Box라멘구조를 제작하여 견인 및 추진하면서 각관 중 일부를 추출할 수 있도록 하여 경제성을 증진토록 하는 제14의 효과와, 같이 터널시공의 단순성 및 용이성, 작업의 효율성을 두루 갖추도록 하여 공기 및 공사비, 시공성등 총 14개소의 효과를 기대할 수 있도록 구성한, 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법에 관한 것이다.
소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 공법이 실현될 수 있는 획기적인 시공방법을 안출하고자 하는데 있어서, 특징으로는 지중에 압입하는 강(각)관을 상부슬래브부 지중에 강(각)관을 연접시켜 추진하는 방식과 격간으로 추진하는 방식을 각각 적용하거나 혼재하여 적용토록 하고, 격간 추진시에는 이웃하는 강(각)관과의 사이에 데크강을 설치하되, 기존 비개착공사에서 강관은 물론 데크강까지 추출하는 시공방법에서 탈피하여 장거리 비개착공사에서의 마찰력 증대 및 시공오차로 인한 강(각)관 추출의 어려움을 해소하고자 강(각)관만 또는 강(각)관의 일부만을 추출하는 방식을 적용하여 시공의 효율성을 증대시키고 있는데,
강(각)관만을 회수하거나 강(각)관의 상부측면과 데크강은 지중에 남겨두는 방식을 적용하여 한층 시공성이 개선되도록 한 점에서 그 특징의 차이를 찾아볼 수 있을 것이며, 강(각)관의 사용 갯수를 최소화하는 것은 물론 마찰력도 최소화 시키는 기법과 데크강 구조의 단순성 및 간단한 설치 기법이 적용되어 장거리 공사에서도 무난히 안전하고 비용이 저렴한 비개착 시공을 할 수 있도록 하는 것이다.
다행히 본 제안 기술이 이를 뒷받침 할 수 있도록 고안 구성되고 있는데, 가벽 및 임시벽을 선 설치하고 상부슬래브 선도부 상측면을 일정 길이의 강판으로 도포하는 강판슈를 만들되, 강판슈가 ①번 세그먼트 상부슬래브에 고정되지 않고 전방으로 이동할 수 있는 구조를 적용토록 하는데,
즉, ①번 세그먼트 상부슬래브 선도부에 부착된 중압잭이 강판슈 선도부의 스트로크밀대를 밀면 강판슈가 전방으로 이동 추진되어 강(각)관의 절단부를 결합시킨 밀대강을 밀어내면서 전방으로 추진하는 공사1방식과, 강(각)관 후미에 밀대강을 설치하고 상부슬래브 선도부에 설치한 중압잭에 의하여 강(각)관을 밀어내며 상부슬래브가 그 자리에 견인되도록 하는 공사2방식과, 강(각)관 후미에 중압잭을 설치하고 상부슬래브를 반력대로 하여 자주식으로 강(각)관을 추진하고 상부슬래브가 그 자리에 견인되도록 하는 공사3방식과, 단관을 이용하되 공사2방식을 적용하여 압출하는 공사4방식과,
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또한 이러한 상기 방식을 적용하여 공사를 함에 있어,
비개착 타입 터널의 시공시 데크강을 설치하므로 상부 토립자의 유출을 방지할 수 있으므로 노반의 안정화를 도모할 수 있는 제1의 효과와,
강판슈를 압입 추진하고 강(각)관을 분리하며 하측 강관피스를 제거하므로 구조물 추진시 마찰력에 의한 공사의 난이성을 해소시킬 수가 있는 제2의 효과와,
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강(각)관을 격간으로 추진하여 강(각)관추진 수량을 줄이므로 공사비를 절감할 수 있으며, 공기를 단축할 수 있도록 하는 제4의 효과와,
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좌우 양측에 가벽을 설치하고 내측에 임시벽을 설치하여 상부슬래브 추진을 용이롭게 하고, 측벽부 지반보강으로 상부슬래브외 구조물을 현장타설로 시공하여 공사비를 절감할 수 있으며 외벽방수를 시공할 수 있는 제7의 효과와,
구조물의 폭원과 높이를 조절하는 장치등을 따로 구비할 필요가 없을 뿐 아니라 어떠한 비대칭 형태의 구조물도 추진을 가능케 하는 제8의 효과와,
가벽 및 임시벽을 설치할 강(각)관과 기초강관 사이를 수직으로 굴착하여 가벽의 철근 조립 시설물을 추진하고 현장타설을 하여 상부슬래브를 지지하고 안정성을 갖추도록 하는 제9의 효과와,
상부슬래브를 외부에서 제작하여 품질이 좋아지도록 하며, 가벽의 높이를 짧게 하므로 구조물 내부 굴착시 막장면의 안정을 유지할 수 있도록 하는 제10의 효과와,
내측 임시벽에는 강재로만 구성된 상부슬래브를 받치는 임시벽을 제작하여 사용하고 재활용할 수 있도록 구성함으로 공사비가 절감되도록 함과 아울러 시공이 간단해지도록 하는 제11의 효과와,
외측수평부강관에서 가벽부의 양측 지반을 그라우팅으로 강화시켜 붕락을 방지하고, 외측기초강관에서 그라우팅으로 시멘트 기둥체를 조성하여 가벽하면 기초를 보강토록 하여 가벽의 부등침하가 발생치 않도록 안정화시키고 그 내측인 내벽체측을 굴착하여 연약지반시 기초보강 말뚝을 시공할 수 있는 공간을 형성할 수 있도록 하는 제12의 효과와,
벽체측 수직부강(각)관과 수직데크강을 시설하여 Potal라멘구조를 PC로 제작하여 견인 및 추진토록 하므로 공기를 단축할 수 있도록 하는 제13의 효과와,
암반에서의 수평각관을 상부슬래브에만 추진하여 Box라멘구조를 제작하여 견인 및 추진하면서 각관 중 일부를 추출할 수 있도록 하여 경제성을 증진토록 하는 제14의 효과와, 같이 터널시공의 단순성 및 용이성, 작업의 효율성을 두루 갖추도록 하여 공기 및 공사비, 시공성등 총 14개소의 효과를 기대할 수 있도록 구성한, 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 비개착 터널 시공방법에 관한 것으로, 특히 종전과 같이 다수의 강관 및 데크강등을 선 추진하고, 별도의 구조물을 축조하여 강관 및 데크강등을 밀어내어 추출하되 강관이 압출된 자리에 구조물을 안착시키는 시공방법에서 탈피하여,
소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 공법이 실현될 수 있는 획기적인 시공방법을 안출하고자 하는데 있어서, 특징으로는 지중에 압입하는 강(각)관을 상부슬래브부 지중에 강(각)관을 연접시켜 추진하는 방식과 격간으로 추진하는 방식을 각각 적용하거나 혼재하여 적용토록 하고, 격간 추진시에는 이웃하는 강(각)관과의 사이에 데크강을 설치하되, 기존 비개착공사에서 강관은 물론 데크강까지 추출하는 시공방법에서 탈피하여 장거리 비개착공사에서의 마찰력 증대 및 시공오차로 인한 강(각)관 추출의 어려움을 해소하고자 강(각)관만 또는 강(각)관의 일부만을 추출하는 방식을 적용하여 시공의 효율성을 증대시키고 있다.
이는 강관과 데크강의 전량을 회수하는 기존의 공법에서 데크강은 강관과 함께 선 추진되었고 상부하중을 받쳐주는 구조를 적용하여 추진과 회수에 적잖은 애로가 되었던 점을 개선하고자 강관 및 데크강 전량 회수조건을 버리고 강(각)관만을 회수하거나 강(각)관의 상부측면과 데크강은 지중에 남겨두는 방식을 적용하여 한층 시공성이 개선되도록 한 점에서 그 특징의 차이를 찾아볼 수 있을 것이다.
즉, 그간의 강관 및 데크강의 역할은 터널 굴착시 함몰을 우려하여 이를 제어하기 위한 조치인데 그 설치 비용이 너무나 과도하였고, 시공오차 및 마찰력 증대로 인한 강관추출의 난이성으로 인하여 전량 추출식 비개착 터널 시공에서의 걸림돌로 작용하여 그 시공을 효과적으로 개선하고자 하는 것이다.
따라서 이를 해결하기 위해서는 강(각)관의 사용 갯수를 최소화하는 것은 물론 마찰력도 최소화 시키는 기법과 데크강 구조의 단순성 및 간단한 설치 기법이 적용되어 장거리 공사에서도 무난히 안전하고 비용이 저렴한 비개착 시공을 할 수 있는 기술이 절실했던 것이다.
다행히 본 제안 기술이 이를 뒷받침 할 수 있도록 고안 구성되고 있는데, 가벽 및 임시벽을 선 설치하고 상부슬래브 선도부 상측면을 일정 길이의 강판으로 도포하는 강판슈를 만들되, 강판슈가 ①번 세그먼트 상부슬래브에 고정되지 않고 전방으로 이동할 수 있는 구조를 적용토록 하는데,
①번 세그먼트 상부슬래브 선도부에 부착된 중압잭이 강판슈 선도부의 스트로크밀대를 밀면 강판슈가 전방으로 이동 추진되어 강(각)관의 절단부를 결합시킨 밀대강을 밀어내면서 전방으로 추진하는 공사1방식과, 강(각)관 후미에 H밀대강을 설치하고 상부슬래브 선도부에 설치한 중압잭에 의하여 강(각)관을 밀어내며 상부슬래브가 그 자리에 견인되도록 하는 공사2방식과, 강(각)관 후미에 중압잭을 설치하고 상부슬래브를 반력대로 하여 자주식으로 강(각)관을 추진하고 상부슬래브가 그 자리에 견인되도록 하는 공사3방식과, 단관을 이용하되 공사2방식을 적용하여 압출하는 공사4방식과,
그리고, 측벽부에도 수직강관과 수직데크강을 격간으로 추진한 후 강관후미에 중압잭을 설치하거나 라멘구조 세그먼트 선도부에 중압잭을 설치하여 수평 및 수직강관을 전방으로 밀어내면서 Potal라멘구조가 견인되도록 하는 공사5방식과, 상부슬래브 위치에 연접한 각관을 추진하고 밀대강과 중압잭에 의하여 각관을 밀어내면서 Box라멘구조(11)를 견인하는 공사6방식 중 현장조건에 따른 방식을 선정하여 공사를 하는 것이다.
한편, 상기의 공사1 내지 5방식 중 우선 첫번째에 해당되는 공사1방식에 대하여 대표적으로 설명하면, 강판슈는 지중에 남겨질 강(각)관의 상부피스를 지지하고 강판슈에 의하여 분할된 강(각)관의 하부피스를 회수하는데 안전한 울타리를 제공하는 구조적 역할을 하는 것이며, 재활용이 가능하도록 조립식으로 구성되어 확장과 축소를 할 수 있도록 제작이 가능하며, 단순 조립만으로 어떠한 규모의 구조물에도 조립 설치가 가능할 것이기 때문에 이 자체가 경쟁력인 것이다.
데크강 시공에 있어서는 선 추진된 강(각)관의 내부에서 인접하여 추진될 강(각)관의 상단까지 지반을 보강하는 그라우팅 시공이 필요한 것인데 이는 데크강을 설치하기 위하여 강(각)관 간 사이를 굴착할 때 토사가 낙반되지 않도록 하기 위함이며 굴착과 동시에 데크강을 설치하여야 하고, 이러한 데크강은 상부 고정하중 및 활하중과 토압을 견딜 수 있는 구조라야 한다.
한편, 강판슈가 전방으로 진입된 후 ①번 세그먼트 상부슬래브 이후 후속 세그먼트로 분할된 상부슬래브들이 순차적으로 전진할 것인데, 강판슈 내부의 토사를 굴착하면서 전진하는 것이다. 이러한 강판슈가 외력에 대한 안정성을 유지하기 위하여는 종방향 보강을 거쳐 시설되기에 구조적 안정성을 유지하는 것이며 강판슈 및 상부슬래브의 추진이 용이로와 지도록 구성하고 있는 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법에 관한 것이다.
일반적인 비개착 터널 시공방법으로 채택되는 것 중의 하나로 「강관자리를 PC구조체로 압출하여 대체하는 비개착 터널 시공방법」이 있는데, 본원 발명인에 의해 특허 등록된 제10-1573706호가 게시되고 있다.
상기 대한민국 특허 10-1573706호인 「강관자리를 PC구조체로 압출하여 대체하는 비개착 터널 시공방법」에서는,
터널의 일정높이에서 폭 방향으로 동일한 규격의 강관과 수평간격 조절장치인 강판틀이 격간으로 다수개 추진되는 수평부 강관 및 강판틀 추진단계(S10)와,
터널의 높이 방향에서 구조물의 두께를 조절하는 조정가이드틀과 구조물의 두께와 높이를 함께 조절하는 신축가이드틀로 보강된 동일한 규격의 강관이 다수개 추진되는 외측수직부 강관과 조정 및 신축가이드틀 추진단계(S20)와,
터널의 높이 방향에서 구조물의 두께를 조절하는 조정가이드틀과 구조물의 두께와 높이를 함께 조절하는 신축가이드틀로 보강된 동일한 규격의 강관이 다수개 추진되는 중앙수직부 강관과 조정 및 신축가이드틀 추진단계(S30)와
구조물을 견인하기 위한 발진기지와 측벽부 외측에 요철(凹凸) 구조물 제작, 강관 및 부속물품인 강판틀과 조정신축가이드틀을 회수하기 위한 부속물품 회수기지와 반력대 설치단계(S40)와
상기 측벽부 외측에 요철(凹凸) 구조물을 견인하며 이로 인하여 회수되는 강관 및 부속물품인 강판틀과 조정신축가이드틀 회수단계(S50)와,
상기 견인된 측벽부 외측에 요철(凹凸) 구조물의 내부를 상반·하반으로 분할하여 굴착하는 내부 굴착 및 내측 슬라이딩플레이트 회수단계(S60)와,
내부 굴착에 의해 잔존하는 내측 슬라이딩플레이트를 회수한 후 횡방향 변위를 방지하는 버팀대 설치와 하부슬래브를 설치하게 되는 버팀대 설치 및 하부슬래브 설치단계(S70)와,
하부슬래브 설치단계 후 각종 내부시설 및 아스콘 포장을 하는 마무리단계(S80)로 이루어지는 것을 특징으로 하여,
비개착식 터널 시공 과정에서 필요로 하는 각종 강관 및 구성부품의 완전한 회수가 가능하도록 하여 각종 구성부품의 재활용도를 높이고, 하부슬래브의 설치 작업없이 먼저 터널 구조체의 진입이 가능하도록 하여, 전체적인 터널 시공비용의 현저한 원가절감 효과를 이루도록 하고 있지만,
강관에 부착하는 부속자재가 많고, 이를 위한 제작비가 높아 경제성에서 효율적이지 못하고, 상부슬래브 두께 변화에 대한 대처가 부족하며, 특히 수직부강관간의 간격재 제작이 어려워 능률적이지 못 할 뿐 아니라 수평부강관간 강판틀의 추진이 어려워 시공성에서 효율적이지 못하다는 점으로 인하여 공기지연, 공사비의 증가, 시공성 저하 등의 문제점이 발생되고 있다.
특히, 수평부강관에서는 상부슬래브 두께에 맞출 수 있는 높낮이 조절장치가 없어 상부슬래브의 두께가 두꺼울 경우 공법적용이 불가하거나, 강제로 슬래브 두께를 줄이는 방법을 동원하고 있었으며, 수직부강관에서는 간격재로 사용하고 있는 조정가이드틀의 높이 조절이 불가하여 수직부강관 간 간격변화를 자유로이 조절할 수 없기 때문에 기 제작된 조정가이드틀을 규격이 다른 구조물에 활용치 못하므로 높이에 맞는 신규 간격재인 조정가이드틀을 별도로 제작하여야 하므로 자재 재활용이 어렵고 경제성이 떨어지는 문제점을 안고 있었으며,
또한, 장거리 비개착의 경우 선도구조물이 강관을 밀고 압입하는 방식으로 이루어져 마찰력 및 강관의 국부좌굴에 의한 저항이 커 선도 구조물로 강관을 압출 시공하는데 어려움이 지대하였고, 이로인한 견인력이 증대되어 유압잭의 소요본수가 증가하였으며, 연약지반에서의 기초보강이 어려워 침하발생을 억제할 수 없었고, 암반에서의 강관추진과 구조물 압입이 어려워 실행할 수 없었으며, 강관 추진시 인력굴착을 적용하여 시간과 공기가 소모되고, 공사비가 증가함에도 개선을 이루지 못하는 문제점으로 구성되어 있었다.
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 비개착 터널 시공시 터널을 이루는 강관프레임 구조를 최소화하여 경제성을 증진시키고, 가벽 및 임시벽을 사용하여 진벽 축조에 장애가 없도록 할 뿐만 아니라 가벽의 높이를 축소하여 막장 굴착시 붕괴사면이 안정성을 이루도록 비개착을 구성하며, 상부슬래브 선도부에 강판슈를 설치하여 상부슬래브 구조의 두께 및 폭원 제한 문제를 해소하고, 장거리 비개착시 마찰력이 증대되어 강관 인발이 어려워지는 그간의 단점을 소수강(각)관 추출, 데크강 매몰, 수직부강관 소수사용, 수직데크강 사용, 강(각)관분할 추출의 방법을 사용하여 보완하고 있으며,
연약지반에서의 기초보강 문제를 해소하고, 암반지층에서의 상부슬래브에 각관을 추진하므로 구조물 견인의 난이성을 해결하고 있으며, 공사기간 문제, 과다한 공사비 투입문제 등을 해결하는 복합적인 기술을 구현하는데 역점을 두고 있으므로 터널시공의 단순성 및 용이성과 비용의 대폭적인 절감이 함께 이루어지도록 하고 있는데, 특히 구조물의 가로, 세로, 길이 등 공간제약과 구조물 견인 및 강관추출의 한계를 극복하는데 역점을 두고 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법에 있어서,
발진기지와 도달기지 및 반력대 설치단계(S10)와,
수평부 강(각)관 추진과 데크강 설치, 가벽 및 임시벽부 기초강관 또는 벽체중간 수직부강관 및 기초강관 추진단계(S20)와,
가벽 및 임시벽부 내부굴착 및 수직데크강 설치와 기초강관 하부에 지반보강 및 마이크로파일 시설과 가벽 및 임시벽을 설치 또는 2단 수직부 내부굴착 및 수직데크강 설치와 벽체중간 수직부강관내 지지철물설치와 필요시 기초강관 하부에 지반보강을 하는 단계(S30)와,
세그먼트 상부슬래브와 강판슈 제작 및 압입, 굴착과 상부슬래브의 견인 및 추진 또는 선도부에 강판슈가 제작되어 부착된 세그먼트 Potal라멘구조 및 Box라멘구조의 견인 및 추진단계(S40)와,
가벽부와 상부슬래브 간 사보강재 설치와 가벽부 하단의 추가 지반보강 단계(S50)와,
상부슬래브에 지보공 설치와 중앙부 토공, 중앙기둥 및 벽체 시설단계(S60)와,
벽체측 굴착 및 내벽체, 하부슬래브 시설단계(S70)와,
조인트방수 및 내부시설의 마무리단계(S80) 공정의 흐름 과정으로 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 비개착 타입 터널의 시공시 데크강을 설치하므로 상부 토립자의 유출을 방지할 수 있으므로 노반의 안정화를 도모할 수 있는 제1의 효과와,
강판슈를 압입 추진하고 강(각)관을 분리하며 하측 강관피스를 제거하므로 구조물 추진시 마찰력에 의한 공사의 난이성을 해소시킬 수가 있는 제2의 효과와,
강판슈를 조립식으로 구성하여 확장과 축소가 가능토록 하고 구조물에 결속치 않으므로 이를 회수하여 재활용할 수 있도록 하는 제3의 효과와,
강(각)관을 격간으로 추진하여 강(각)관추진 수량을 줄이므로 공사비를 절감할 수 있으며, 공기를 단축할 수 있도록 하는 제4의 효과와,
격간의 굴착을 (각)강관 선도부 측면을 통하여 강(각)관과 동시굴착을 하므로 시공속도 및 공사비를 절감할 수 있는 제5의 효과와,
강(각)관추진을 위한 강(각)관의 외형 제작을 간소화하여 제작비용을 대폭 절감할 수 있도록 하는 제6의 효과와,
좌우 양측에 가벽을 설치하고 내측에 임시벽을 설치하여 상부슬래브 추진을 용이롭게 하고, 측벽부 지반보강으로 상부슬래브외 구조물을 현장타설로 시공하여 공사비를 절감할 수 있으며 외벽방수를 시공할 수 있는 제7의 효과와,
구조물의 폭원과 높이를 조절하는 장치등을 따로 구비할 필요가 없을 뿐 아니라 어떠한 비대칭 형태의 구조물도 추진을 가능케 하는 제8의 효과와,
가벽 및 임시벽을 설치할 강(각)관과 기초강관 사이를 수직으로 굴착하여 가벽의 철근 조립 시설물을 추진하고 현장타설을 하여 상부슬래브를 지지하고 안정성을 갖추도록 하는 제9의 효과와,
상부슬래브를 외부에서 제작하여 품질이 좋아지도록 하며, 가벽의 높이를 짧게 하므로 구조물 내부 굴착시 막장면의 안정을 유지할 수 있도록 하는 제10의 효과와,
내측 임시벽에는 강재로만 구성된 상부슬래브를 받치는 임시벽을 제작하여 사용하고 재활용할 수 있도록 구성함으로 공사비가 절감되도록 함과 아울러 시공이 간단해지도록 하는 제11의 효과와,
외측수평부강관에서 가벽부의 양측 지반을 그라우팅으로 강화시켜 붕락을 방지하고, 외측기초강관에서 그라우팅으로 시멘트 기둥체를 조성하여 가벽하면 기초를 보강토록 하여 가벽의 부등침하가 발생치 않도록 안정화시키고 그 내측인 내벽체측을 굴착하여 연약지반시 기초보강 말뚝을 시공할 수 있는 공간을 형성할 수 있도록 하는 제12의 효과와,
벽체측 수직부강(각)관과 수직데크강을 시설하여 Potal라멘구조를 PC로 제작하여 견인 및 추진토록 하므로 공기를 단축할 수 있도록 하는 제13의 효과와,
암반에서의 수평각관을 상부슬래브에만 추진하여 Box라멘구조를 제작하여 견인 및 추진하면서 각관 중 일부를 추출할 수 있도록 하여 경제성을 증진토록 하는 제14의 효과와 같이 터널시공의 단순성 및 용이성, 작업의 효율성을 두루 갖추도록 하여 공기 및 공사비, 시공성등 총 14개소의 효과를 기대할 수 있도록 하였다.
도 1 내지 도 38은 본 발명에 의한 실시예를 도시한 도면으로서,
상세 1은 가벽 및 임시벽을 이용한 본 발명의 작업과정에 의한 공정 흐름을 도시한 상세
도 2는 본 발명의 공정 흐름 중 터널의 상방 및 측방측에 수평부강(각)관과 기초강관이 일정한 간격을 유지하며 압입 추진된 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 3은 도 2에 의해 터널 수평측으로 수평부강(각)관과 기초강관을 추진한 후, 각 강관간 사이마다 지반보강을 하고 인접한 강(각)관을 추진하면서 데크강을 설치하며, 가벽 및 임시벽을 이루는 수직부강(각)관 사이를 굴착하며 양측으로 데크강을 설치하고 그 공간 내에서 기초강관의 지지력 보강을 위한 수직 지반보강 및 마이크로파일 시설을 한 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 4는 수직부의 굴착된 공간으로 가벽 철근 조립시설물 및 강재 임시벽을 선 추진하고 가벽부에 콘크리트를 타설하는 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 5는 상부슬래브 세그먼트 들을 제작하고 선도부에 강판슈를 장착하여 압입 추진 또는 견인 후 강판슈를 철거하는 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 6은 상부슬래브의 좌·우 양측을 굴착하여 상부슬래브와 가벽을 지지하는 사보강재를 설치하고, 가벽부 기초강관 저부를 추가지반보강 하는 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 7은 상부슬래브의 좌·우 양측에 동바리를 설치하여 상부슬래브를 받치고 있는 상태에서 중앙부 굴착을 하고 기둥을 시설하는 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 8은 마무리 굴착과 하부슬래브 및 내벽체를 현장타설의 방법으로 시공하는 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 9는 상부슬래브측에 도 16에서와 같이 각관을 연결부를 가지고 추진하고 그 외는 도 3 부터 도 8 까지의 개념도와 같이하는 상태의 개괄적 단면 및 상세단면을 도시한 도면
상세 9a는 가벽하단 기초강관에서 그 이하지반을 그라우팅에 의한 지반보강과 마이크로파일로 지지력 증진을 위한 시설을 함에 있어 마이크로파일 두부를 보강하는 상세를 개괄적으로 확대 도시한 상세
도 10은 가벽 및 임시벽이 없이 상부슬래브와 내벽체를 일체 구성한 Potal라아멘구조로 구성하여 강판슈와 더불어 추진하는 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
상세 10a는 도 10에서의 측벽부의 추출식 강관을 절단형 강관으로도 벽체 두께에 따라 대체할 수 있다는 상세를 개괄적으로 확대 도시한 상세
도 11은 상부 수평부강관이 온전히 추출되도록 구성한 형상의 단면을 격간으로 구성되도록 배치하고 격간에는 데크강을 설치한 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 12는 도 11 단면의 형상이 연속적으로 배치되도록 구성한 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
상세 12a는 일체 회수용 강관에 있어서 상측 우각부 외형의 상세를 개괄적으로 확대 도시한 상세
상세 12b는 일체 회수용 강관에 있어서 하측의 PC강연선과 강관의 분리를 용이롭게 하기 위한 상세를 개괄적으로 확대 도시한 상세
상세 12c는 일체 회수용 강관이 최소의 마찰 저항으로 전방으로 압출될 수 있도록 강관의 하부를 보강한 상세를 개괄적으로 확대 도시한 상세
상세 12d, 12e, 12f는 상부슬래브 하단부에 PC강연선이 배치되어 압축력이 가하여 질 때 PC강연선부 구조물을 보호하는 L형강을 설치한 상세를 개괄적으로 확대 도시한 정면 및 측면과 L형강 배치상세
도 13은 수평부강관의 규격보다 작은 두께의 상부슬래브를 추진할 때 강관을 4분할하여 상부슬래브가 분할된 강관의 측벽부를 밀고 추진될 수 있도록 구성하고 격간 사이마다 데크강을 설치한 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
상세 13a는 도 3에 있어서 상부슬래부 절단형 강관의 좌우측 피스를 구조물이 밀고 가기 위하여 절단 및 분리가 용이해질 수 있는 구조 상세를 개괄적으로 확대 도시한 상세
도 14는 도 13 단면의 형상이 연속적으로 배치되도록 구성한 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 15는 수평부강관의 간격을 이격시키고 강관의 규격보다 크거나 작은 두께의 상부슬래브를 추진할 때 강관을 2분할하여 상부슬래브가 분할된 강관의 하측 피스를 토공 굴착시 제거하면서 추진되도록 구성는 것과 강관 내부에 유압잭을 설치하고 도 30에서와 같이 전방으로 압출하되 강관간 사이는 데크강을 설치한 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 16은 수평부강관을 각관으로 대체하고 이를 연속적으로 배치하되 상부슬래브 전면에 유압잭을 설치하고 각관의 전면을 H형강으로 묶은 후 유압잭을 이용하여 각관의 H형강을 밀면서 전방으로 추진하고 상부슬래브는 각관이 밀려나간 자리로 견인되도록 구성한 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 17은 도 16에서와는 달리 상부슬래브가 각관보다 두께가 작을 때 각관을 도 16에서와 같이 연속적으로 배치하고 있는 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
상세 17a는 상부슬래브가 추진시 각관의 측벽부 피스를 압출시키면서 추출할 수 있도록 상하판 피스와 결석 및 해제할 수 있는 상세를 개괄적으로 도시한 상세
도 18은 도 17의 각관을 일정한 수평거리를 띠어 도 13에서와 같이 배치하고 있는 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 19는 도 10에서와 같이 강관의 규격보다 두께가 작은 포탈라아멘의 벽체부에 강관과 데크강이 설치된 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
상세 19a는 도 10에 있어서 측벽부 절단형 강관의 상하측 피스를 구조물이 밀고 가기 위하여 절단 및 분리가 용이해질 수 있는 구조 상세를 개괄적으로 확대 도시한 상세
도 20은 도 10에서와 같이 강관의 규격보다 두께가 큰 포탈라아멘의 벽체부에 강관과 데크강이 설치된 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 21는 강관 추진시 선도부 편측에 개구부를 두어 격간 추진시 격간부를 굴착할 수 있도록 구성한 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 22는 도 3에서 가벽의 기초강관의 상측피스가 구조물 설치에 의하여 Open 될 수 있도록 구성하고 이에 데크강이 안착될 수 있는 형상이 되도록 한 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 23은 도 10에서의 벽체부가 전방으로 용이하게 이동되도록 기초를 구성하고 있는 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 24는 상부슬래브와 가벽이 접속되는 코너부 강관을 절단 및 결합하는 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
상세 24a는 가벽 상단과 상부슬래브의 연결부로서 상부슬래브에는 2개소의 L형강을 설치하고 그 사이에 수팽창성지수제를 내입시킨 후 가벽 상단에 배치시킨 ㄷ형강 오목부에 내입시켜 추진하도록 구성하고 있는 상세를 개괄적으로 확대 도시한 상세
도 25는 데크강을 2분절로 구성하되 편측 철편내측에 철근을 용접하고 타측 철편이 상기 철근 틈에 끼워지도록 한 상태와 철근 대신에 개구된 강관을 용접하고 개구부에 타측 철편이 끼워지도록 한 상태와 상기 개구된 강관 내부에 타측 철편 끝에 용접된 강관을 내입시켜 회전되도록 한 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 26은 원형강관의 일부를 절단한 절편 양측에 고리를 용접하고 양단에 압축력을 가하여 강제로 휘어지게 한 후 턴버클로 걸어 벌어지지 않도록 고정시킨 후 데크강이 설치될 자리를 굴착하고 데크강을 설치하되 턴버클을 풀어주어 양측 강관 절단부 L형강에 안착될 수 있도록 구성한 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 27은 상부슬래브와 가벽을 사보강재로 버팀을 하되 해체를 용이하게 하기 위하여 상부슬래브 및 가벽에 강관을 매설하고 그 강관 내에 철근을 넣어 턴버클로 묶어주어 버팀 철근을 구성한 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 28은 도 13에서의 4분절 강관의 벽체측에 배치된 수직철근으로 브레이싱과 함께 구성한 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 29는 도 13에서 상부슬래브 상면에 도포된 강판에 4분절 강관의 상측 피스 양단을 리드할 L형강을 용접 배치한 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
상세 29a는 상부슬래브 상측라인에 방수재를 도포하고 몰탈보호층을 이룬 후 수평부강관 연단부와 접속되는 위치에 강판을 대고 L형강이 시설되어 있는 상태의 개괄적 단면을 도시한 상세
도 30은 도 11과 도 12에서 강관 후미부에 유압잭을 설치하고 상부슬래브 및 반력형강을 반력대로 하여 강관을 추진시키고 추진된 공간으로 상부슬래브가 채워지도록 한 상세를 개괄적으로 도시한 도면
도 31a는 도 15의 강관절단 양측 피스 연결부인 T밀대강을 강판슈가 추진하기전 강판슈의 좌굴 변위 발생을 방지하는 스티프너 보강재와 스트로크밀대 및 강판슈의 진입 및 진출이 용이해지도록 단계별로 구성하고 있는 상태의 개괄적 측면 및 평면을 도시한 도면
상세 31aa는 T형강이 강판슈를 상부슬래브 상측라인에서 들뜨지 않도록 잡아주고 있는 상태의 개괄적 단면을 도시한 상세
도 31b는 도 15의 강관절단 양측 피스 연결부인 T밀대강을 강판슈가 추진하고있는 상태의 개괄적 측면 및 평면을 도시한 도면
상세 31bb는 지지스티프강이 강판슈를 받치며 강판슈와 접속하는 위치 양측에 L형강을 대고 볼트너트로 체결하여 좌굴이 발생치 않도록 구성하는 상태의 개괄적 단면을 도시한 상세
도 32는 강관간 종방향 연결에 있어서 지중에 남겨질 강관피스의 연결은 용접으로 하고, 해체되거나 추출될 강관의 피스의 연결은 볼트로 하는 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 33은 수평부강관의 간격을 근접시키고 강관의 규격보다 크거나 작은 두께의 상부슬래브를 추진할 때 강관을 2분할하여 상부슬래브가 분할된 강관의 하측 피스를 토공 굴착시 제거하면서 추진되도록 구성하는 것과 강관 내부에 유압잭을 설치하고 도 30에서와 같이 전방으로 압출하되 강관간 사이는 데크강을 설치하지 않은 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도34는 도 16 내지 도 18까지의 후 추진각관 선단부의 속관을 선 추진 각관 후미부로로 진입하여 결합되고 있는 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 35는 상부슬래브 하면에 설치한 L형강을 가이더로 하여 임시벽의 두부가 결합될 수 있는 조건을 구비하고 있는 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 36은 가벽상에 상부슬래브를 견인 및 추진한 후 우각부 굴착과 사보강재를 설치한 다음 진벽 시설을 하는 과정 중 내벽체 1차 시공에 상부슬래브를 지지토록 하는 가기둥을 설치하는 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 37은 상부슬래브 ①세그먼트와 상부슬래브 ②세그먼트 사이 간격으로 토사가 유입되지 못하도록 차단할 수 있는 연결강을 설치하는 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 38은 암반지층에서 상부슬래브부의 암반을 깨면서 분리형 각관을 추진한 상태에서 상부측 피스와 하부측 피스를 지중에 남긴 상태로 측부측 피스를 추출하면서 Box라멘구조를 견인 및 추진하는 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
상세 1은 가벽 및 임시벽을 이용한 본 발명의 작업과정에 의한 공정 흐름을 도시한 상세
도 2는 본 발명의 공정 흐름 중 터널의 상방 및 측방측에 수평부강(각)관과 기초강관이 일정한 간격을 유지하며 압입 추진된 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 3은 도 2에 의해 터널 수평측으로 수평부강(각)관과 기초강관을 추진한 후, 각 강관간 사이마다 지반보강을 하고 인접한 강(각)관을 추진하면서 데크강을 설치하며, 가벽 및 임시벽을 이루는 수직부강(각)관 사이를 굴착하며 양측으로 데크강을 설치하고 그 공간 내에서 기초강관의 지지력 보강을 위한 수직 지반보강 및 마이크로파일 시설을 한 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 4는 수직부의 굴착된 공간으로 가벽 철근 조립시설물 및 강재 임시벽을 선 추진하고 가벽부에 콘크리트를 타설하는 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 5는 상부슬래브 세그먼트 들을 제작하고 선도부에 강판슈를 장착하여 압입 추진 또는 견인 후 강판슈를 철거하는 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 6은 상부슬래브의 좌·우 양측을 굴착하여 상부슬래브와 가벽을 지지하는 사보강재를 설치하고, 가벽부 기초강관 저부를 추가지반보강 하는 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 7은 상부슬래브의 좌·우 양측에 동바리를 설치하여 상부슬래브를 받치고 있는 상태에서 중앙부 굴착을 하고 기둥을 시설하는 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 8은 마무리 굴착과 하부슬래브 및 내벽체를 현장타설의 방법으로 시공하는 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 9는 상부슬래브측에 도 16에서와 같이 각관을 연결부를 가지고 추진하고 그 외는 도 3 부터 도 8 까지의 개념도와 같이하는 상태의 개괄적 단면 및 상세단면을 도시한 도면
상세 9a는 가벽하단 기초강관에서 그 이하지반을 그라우팅에 의한 지반보강과 마이크로파일로 지지력 증진을 위한 시설을 함에 있어 마이크로파일 두부를 보강하는 상세를 개괄적으로 확대 도시한 상세
도 10은 가벽 및 임시벽이 없이 상부슬래브와 내벽체를 일체 구성한 Potal라아멘구조로 구성하여 강판슈와 더불어 추진하는 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
상세 10a는 도 10에서의 측벽부의 추출식 강관을 절단형 강관으로도 벽체 두께에 따라 대체할 수 있다는 상세를 개괄적으로 확대 도시한 상세
도 11은 상부 수평부강관이 온전히 추출되도록 구성한 형상의 단면을 격간으로 구성되도록 배치하고 격간에는 데크강을 설치한 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 12는 도 11 단면의 형상이 연속적으로 배치되도록 구성한 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
상세 12a는 일체 회수용 강관에 있어서 상측 우각부 외형의 상세를 개괄적으로 확대 도시한 상세
상세 12b는 일체 회수용 강관에 있어서 하측의 PC강연선과 강관의 분리를 용이롭게 하기 위한 상세를 개괄적으로 확대 도시한 상세
상세 12c는 일체 회수용 강관이 최소의 마찰 저항으로 전방으로 압출될 수 있도록 강관의 하부를 보강한 상세를 개괄적으로 확대 도시한 상세
상세 12d, 12e, 12f는 상부슬래브 하단부에 PC강연선이 배치되어 압축력이 가하여 질 때 PC강연선부 구조물을 보호하는 L형강을 설치한 상세를 개괄적으로 확대 도시한 정면 및 측면과 L형강 배치상세
도 13은 수평부강관의 규격보다 작은 두께의 상부슬래브를 추진할 때 강관을 4분할하여 상부슬래브가 분할된 강관의 측벽부를 밀고 추진될 수 있도록 구성하고 격간 사이마다 데크강을 설치한 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
상세 13a는 도 3에 있어서 상부슬래부 절단형 강관의 좌우측 피스를 구조물이 밀고 가기 위하여 절단 및 분리가 용이해질 수 있는 구조 상세를 개괄적으로 확대 도시한 상세
도 14는 도 13 단면의 형상이 연속적으로 배치되도록 구성한 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 15는 수평부강관의 간격을 이격시키고 강관의 규격보다 크거나 작은 두께의 상부슬래브를 추진할 때 강관을 2분할하여 상부슬래브가 분할된 강관의 하측 피스를 토공 굴착시 제거하면서 추진되도록 구성는 것과 강관 내부에 유압잭을 설치하고 도 30에서와 같이 전방으로 압출하되 강관간 사이는 데크강을 설치한 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 16은 수평부강관을 각관으로 대체하고 이를 연속적으로 배치하되 상부슬래브 전면에 유압잭을 설치하고 각관의 전면을 H형강으로 묶은 후 유압잭을 이용하여 각관의 H형강을 밀면서 전방으로 추진하고 상부슬래브는 각관이 밀려나간 자리로 견인되도록 구성한 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 17은 도 16에서와는 달리 상부슬래브가 각관보다 두께가 작을 때 각관을 도 16에서와 같이 연속적으로 배치하고 있는 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
상세 17a는 상부슬래브가 추진시 각관의 측벽부 피스를 압출시키면서 추출할 수 있도록 상하판 피스와 결석 및 해제할 수 있는 상세를 개괄적으로 도시한 상세
도 18은 도 17의 각관을 일정한 수평거리를 띠어 도 13에서와 같이 배치하고 있는 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 19는 도 10에서와 같이 강관의 규격보다 두께가 작은 포탈라아멘의 벽체부에 강관과 데크강이 설치된 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
상세 19a는 도 10에 있어서 측벽부 절단형 강관의 상하측 피스를 구조물이 밀고 가기 위하여 절단 및 분리가 용이해질 수 있는 구조 상세를 개괄적으로 확대 도시한 상세
도 20은 도 10에서와 같이 강관의 규격보다 두께가 큰 포탈라아멘의 벽체부에 강관과 데크강이 설치된 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 21는 강관 추진시 선도부 편측에 개구부를 두어 격간 추진시 격간부를 굴착할 수 있도록 구성한 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 22는 도 3에서 가벽의 기초강관의 상측피스가 구조물 설치에 의하여 Open 될 수 있도록 구성하고 이에 데크강이 안착될 수 있는 형상이 되도록 한 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 23은 도 10에서의 벽체부가 전방으로 용이하게 이동되도록 기초를 구성하고 있는 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 24는 상부슬래브와 가벽이 접속되는 코너부 강관을 절단 및 결합하는 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
상세 24a는 가벽 상단과 상부슬래브의 연결부로서 상부슬래브에는 2개소의 L형강을 설치하고 그 사이에 수팽창성지수제를 내입시킨 후 가벽 상단에 배치시킨 ㄷ형강 오목부에 내입시켜 추진하도록 구성하고 있는 상세를 개괄적으로 확대 도시한 상세
도 25는 데크강을 2분절로 구성하되 편측 철편내측에 철근을 용접하고 타측 철편이 상기 철근 틈에 끼워지도록 한 상태와 철근 대신에 개구된 강관을 용접하고 개구부에 타측 철편이 끼워지도록 한 상태와 상기 개구된 강관 내부에 타측 철편 끝에 용접된 강관을 내입시켜 회전되도록 한 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 26은 원형강관의 일부를 절단한 절편 양측에 고리를 용접하고 양단에 압축력을 가하여 강제로 휘어지게 한 후 턴버클로 걸어 벌어지지 않도록 고정시킨 후 데크강이 설치될 자리를 굴착하고 데크강을 설치하되 턴버클을 풀어주어 양측 강관 절단부 L형강에 안착될 수 있도록 구성한 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 27은 상부슬래브와 가벽을 사보강재로 버팀을 하되 해체를 용이하게 하기 위하여 상부슬래브 및 가벽에 강관을 매설하고 그 강관 내에 철근을 넣어 턴버클로 묶어주어 버팀 철근을 구성한 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 28은 도 13에서의 4분절 강관의 벽체측에 배치된 수직철근으로 브레이싱과 함께 구성한 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 29는 도 13에서 상부슬래브 상면에 도포된 강판에 4분절 강관의 상측 피스 양단을 리드할 L형강을 용접 배치한 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
상세 29a는 상부슬래브 상측라인에 방수재를 도포하고 몰탈보호층을 이룬 후 수평부강관 연단부와 접속되는 위치에 강판을 대고 L형강이 시설되어 있는 상태의 개괄적 단면을 도시한 상세
도 30은 도 11과 도 12에서 강관 후미부에 유압잭을 설치하고 상부슬래브 및 반력형강을 반력대로 하여 강관을 추진시키고 추진된 공간으로 상부슬래브가 채워지도록 한 상세를 개괄적으로 도시한 도면
도 31a는 도 15의 강관절단 양측 피스 연결부인 T밀대강을 강판슈가 추진하기전 강판슈의 좌굴 변위 발생을 방지하는 스티프너 보강재와 스트로크밀대 및 강판슈의 진입 및 진출이 용이해지도록 단계별로 구성하고 있는 상태의 개괄적 측면 및 평면을 도시한 도면
상세 31aa는 T형강이 강판슈를 상부슬래브 상측라인에서 들뜨지 않도록 잡아주고 있는 상태의 개괄적 단면을 도시한 상세
도 31b는 도 15의 강관절단 양측 피스 연결부인 T밀대강을 강판슈가 추진하고있는 상태의 개괄적 측면 및 평면을 도시한 도면
상세 31bb는 지지스티프강이 강판슈를 받치며 강판슈와 접속하는 위치 양측에 L형강을 대고 볼트너트로 체결하여 좌굴이 발생치 않도록 구성하는 상태의 개괄적 단면을 도시한 상세
도 32는 강관간 종방향 연결에 있어서 지중에 남겨질 강관피스의 연결은 용접으로 하고, 해체되거나 추출될 강관의 피스의 연결은 볼트로 하는 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 33은 수평부강관의 간격을 근접시키고 강관의 규격보다 크거나 작은 두께의 상부슬래브를 추진할 때 강관을 2분할하여 상부슬래브가 분할된 강관의 하측 피스를 토공 굴착시 제거하면서 추진되도록 구성하는 것과 강관 내부에 유압잭을 설치하고 도 30에서와 같이 전방으로 압출하되 강관간 사이는 데크강을 설치하지 않은 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도34는 도 16 내지 도 18까지의 후 추진각관 선단부의 속관을 선 추진 각관 후미부로로 진입하여 결합되고 있는 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 35는 상부슬래브 하면에 설치한 L형강을 가이더로 하여 임시벽의 두부가 결합될 수 있는 조건을 구비하고 있는 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 36은 가벽상에 상부슬래브를 견인 및 추진한 후 우각부 굴착과 사보강재를 설치한 다음 진벽 시설을 하는 과정 중 내벽체 1차 시공에 상부슬래브를 지지토록 하는 가기둥을 설치하는 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 37은 상부슬래브 ①세그먼트와 상부슬래브 ②세그먼트 사이 간격으로 토사가 유입되지 못하도록 차단할 수 있는 연결강을 설치하는 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
도 38은 암반지층에서 상부슬래브부의 암반을 깨면서 분리형 각관을 추진한 상태에서 상부측 피스와 하부측 피스를 지중에 남긴 상태로 측부측 피스를 추출하면서 Box라멘구조를 견인 및 추진하는 상태의 개괄적 단면을 도시한 도면
본 발명에서는 상부슬래브의 두께 및 폭원 변화에 대한 대처가 가능하고, 수평부강(각)관 간의 토립자 유출을 차단하고 붕괴발생을 억제하기 위하여 지반을 강화시키고 데크강을 설치하여 상부 토립자의 이동을 억제하면서 상부하중을 지탱토록 하는 비개착구간 전후에 기지를 시설하는 방법과, 상부슬래브의 두께와 추진길이에 따라 달리하는 강(각)관의 형상에 따른 제작방법과, 상기 강(각)관의 추진방법과 구조물의 견인 및 추진에 따른 강(각)관의 처리방법과, 구조물을 견인 및 추진하는 방법과, 데크강의 제작 및 설치방법과, 강판슈가 지중으로 수월하게 압입되도록 하기 위한 강(각)관간 사이를 굴착하고 데크강을 용이하게 시설하는 방법과, 상부슬래브의 견인 및 추진 전 가벽 및 임시벽의 기초강관을 안정화 시키는 방법과, 가벽과 임시벽 제작 및 시설방법, 가벽의 횡변위와 상부슬래브의 처짐 및 이동을 구속시키는 방법, 상부슬래브의 규격에 따라 탄력적으로 재활용이 가능하도록 강판슈의 제작 및 보강방법과, 강판슈를 이용하여 본 발명의 안전성과 구조물의 효과적인 추진을 확보하는 시공방법과, 상부슬래브의 추진이 종료된 후 기초강관의 안정화를 위한 추가 지반강화와 상부슬래브의 처짐방지 및 차수가 유리해지도록 하는 방법과, 하부슬래브 바닥 지반을 보강하는 방법과, 중앙부 기둥을 시설하는 방법과, 마찰이 거의 없는 상태로 Potal라멘구조를 견인 및 추진하는 방법과, 암반지층에서의 Box라멘구조의 견인 및 추진하는 방법 등 다수의 기법을 고안하여 공사가 간단해지고, 경제적이며, 공기가 단축되도록 하는 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법을 제안하며,
이러한 본 발명에 의하여 제시되는 방법에 대하여는 현장여건에 따라 구조세목 각각의 바람직한 실시도면들을 첨부한다.
본 발명은 도 1 에서 보는 것과 같이 과제해결 수단의 터널 시공방법을 간략히 하여,
발진기지와 도달기지 및 반력대 설치단계(S10)와, 수평부 강(각)관 추진과 데크강 설치, 가벽 및 임시벽부 기초강관 또는 벽체중간 수직부강(각)관 및 기초강관 추진단계(S20)와, 가벽 및 임시벽부 내부굴착 및 수직데크강 설치와 기초강관 하부에 지반보강 및 마이크로파일 시설과 가벽 및 임시벽을 설치 또는 2단 수직부 내부굴착 및 수직데크강 설치와 벽체중간 수직부강(각)관내 지지철물설치와 필요시 기초강관 하부에 지반보강을 하는 단계(S30)와, 세그먼트 상부슬래브와 강판슈 제작 및 압입, 굴착과 상부슬래브의 견인 및 추진 또는 선도부에 강판슈가 제작되어 부착된 세그먼트 Potal라멘구조 및 Box라멘구조의 견인 및 추진단계(S40)와, 가벽부와 상부슬래브 간 사보강재 설치와 가벽부 하단의 추가 지반보강 단계(S50)와, 상부슬래브에 지보공 설치와 중앙부 토공, 중앙 기둥 및 벽체 시설단계(S60)와, 벽체측 굴착 및 내벽체, 하부슬래브 시설단계(S70)와, 조인트방수 및 내부시설의 마무리단계(S80) 공정의 흐름 과정으로 구성되어 이루어지는데,
각 과정별로 나누어 본 발명의 단계 흐름과 이에 따른 각 구성을 설명한다.
발진기지와 도달기지 및
반력대
설치단계(S10)
본 단계는 터널(1)을 이루기 위한 영역에서 견인 및 추진할 강판슈(109)와 상부슬래브(2)를 건조하기 위한 공간을 확보하기 위한 것과 견인을 위한 반력대(157) 및 강판슈(109)를 회수할 수 있는 공간인 도달기지(159)를 조성하고자 하는 단계를 의미하는 것으로, 굴착되어 질 터널(1)의 전·후방 지형조건과 터널(1)의 선형조건에 따라 발진기지(158)와 도달기지(159)의 위치를 결정함이 우선인데, 이러한 발진기지(158)는 견인 및 추진될 상부슬래브(2)의 길이와 폭원에 따라 약간의 여유공간을 두고 설치되어져야 한다.
이러한 발진기지(158)에서 본 발명의 가벽(4) 높이는 터널높이의 중간 정도 높이로 제작되고, 임시벽(7)의 높이는 가벽(6)에 사보강재(125)를 설치하기 위하여 굴착할 때 내측기초강관(103)이 노출되지 않을 정도의 높이로 제작되어 선 시공되고 향후 가벽(6) 내측으로 내벽체(4) 전 높이를 현장타설의 방법으로 시공하므로 1차로 발진기지(158) 및 도달기지(159), 반력대(157)등의 초기시설은 모두 선 시공될 임시벽(7)의 높이에 맞추어 토공 굴착되어져야 하는 것이고, 2차로 가벽(6) 철근조립시설물(6a)의 견인 및 추진을 위한 토공이 되어야 함은 물론이고, 3차로 내부 구조체 시공시 원활한 작업공정을 위한 최종굴착이 되어져야 하는 것이다.
또한, 발진기지(158)는 부등침하가 발생되지 않도록 다짐과 막돌, 콘크리트를 이용하여 잘 정돈되도록 하며, 가벽(6) 및 임시벽(7)의 수직구에 견인 및 추진될 가벽(6)의 철근조립시설물(6a)과 임시벽(7)을 용이하게 이동 설치하기 위하여 충분히 견실하게 설치되어야 하므로 각별한 주의가 필요하고 계획고에 맞추어 설치 되어져야 함은 물론, 상부슬래브(2)를 전방으로 견인하기 위한 유압잭(UJ) 설치를 위하여 도달기지(159) 가시설면에서 일정 거리를 띠어 반력대(157)를 설치하여야 한다.
또한, 도달기지(159) 반력대(157)의 견인력을 지원하기 위하여 발진기지(158) 후면 하방에 무근콘크리트를 타설하고 유압잭(UJ)을 시설하여 발진기지(158)에 축조된 구조물(가벽을 위한 철근조립시설물 및 임시벽, 상부슬래브)을 전방으로 추진할 수 있는 시설을 갖추어 이른바 Push & Full 방식의 견인 및 추진이 될 수 있는 조건을 갖추도록 하여야 한다.
그런데, 상기 Push & Full 방식 중, Push 방식에 의한 큰 수동토압이 발진기지(158) 배면의 토괴를 밀어내기 때문에 배면에 가스관, 송유관, 송수관, 전선관등 사회에 민감한 유틸리티들의 존재 여부를 반드시 파악하여 이들의 손상 발생 여부를 예측하고 이에 대한 대책을 수립하여야 하고,
도달기지(159)는 강판슈(109)와 상부슬래브(2)의 선도부가 회수되거나 돌출되어지는 기지로서 여타의 장애물이나 토사 등으로 가로막혀서는 아니되며,
반력대(157)는 직접적으로 상부슬래브(2)를 견인하기 위한 유압잭(UJ)이 시설되는 장소로서 큰 반력을 지탱하여야 하므로 견고한 강재 등으로 시설되어져야 하는데, 이처럼 도달기지(159) 및 반력대(157)는 발진기지(158) 반대편에 위치하고 있으며, 반력대(157)는 큰 수동토압과 버팀대(156)를 통하여 지탱되어져야 할 것이다.
다음으로 반력대(157)와 발진기지(158)를 이어주는 PC강연선(8)은 강(각)관 외부 하단 및 상부슬래브(2) 내부를 관통하여 연결하고 상부슬래브(2)에는 정착구(144)를 시설하고 반력대(157)에는 유압잭(UJ)을 시설토록 한다. 이렇게 하는 이유는 상부슬래브(2)를 세그먼트로 제작하여 반복적으로 견인 및 추진하기 때문에 유압잭(UJ)을 설치할 수 없을 뿐 더러 유압잭(UJ)의 설치장소를 고정하여야만 작업성이 효율적이기 때문이다.
한편, 가벽(6) 및 임시벽(7)에는 중압잭(JJ)을 시설할 수가 없으므로 세그먼트 연결부를 강결처리하여 일체로 구성한 후 반드시 Push & Full 방식의 견인 및 추진이 이루어져야 하는데, 이러한 상기의 발진기지(158)와 도달기지(159)는 현장조건에 따라 그 크기와 위치를 결정할 수 있는 것이다.
하지만, 현장여건에 따라 도달기지의 부지가 협소하거나 없는 경우가 있을 수 있는데, 이러한 경우에는 강관 및 각관을 밀어내는 방식이 아닌 해체하여 회수하는 방식을 적용할 수 있는 도 15와 33 형상의 단면을 적용하므로 도달기지(159) 부지의 애로사항을 해결할 수 있는 것이다.
수평부 강(각)관 추진과 수평데크강 설치, 가벽 및 임시벽부 기초강관 또는 벽체중간 수직부강(각)관 및 기초강관 추진단계(S20)
본 단계는 터널(1)을 이루기 위한 영역에서 상부측으로 수평부강(각)관(101, 102,117,129)과 가벽(6)과 임시벽(7)을 위한 기초강관(103,104)을 전 길이에 걸쳐 압입 추진하는 '경우1'과 외측수평부강(각)관(102)과 가벽(6)과 임시벽(7)을 위한 기초강관(103,104)은 전길이에 걸쳐 압입 추진하고 내측수평부강(각)관(101)은 도 16에서 보듯이 6~10m의 단관의 선 추진과 상부슬래브(2)의 후 추진을 교번 추진방식으로 비 개착구간 전 길이에 걸쳐 상부슬래브(2)를 시설하는 '경우2', 그리고 가벽(6)과 임시벽(7)을 위한 기초강관(103,104) 대신에 수직부강관(104a)을 수직데크강(136)과 함께 추진 및 설치하고 Potal라멘구조(10)로 이를 밀고가거나 해제하는 '경우3', 암반지반에서 수직부강관(104a)없이 수평부각관 만을 추진한 상태를 BOX라멘구조(11)로 밀고가는 '경우4'로 구분되어 질 수 있는데,
우선 수평부강(각)관에 있어서 '경우1'에 있어서는 수평부강(각)관(101,102,117,129)에서 분할되지 않은 강관 및 각관인 도 11,12,16,20의 단면 형상을 이용하는 방식인 '경우1a'와 분할된 강관 및 각관인 도 13 내지 15,17,18과 도 33의 단면 형상을 이용하는 방식인 '경우1b'로 나누어 살펴볼 수 있는 것이다.
따라서, '경우1a'에 속하는 단면의 형상과 구성 및 원리를 살펴보면,
도 11의 경우는 원형관 하측 내부에 L강(126)을 꼭지점이 위로 가도록 가로로 설치하고, 접속되는 위치의 강관 외면을 절단하여 PC강연선(8)이 설치될 수 있는 공간을 조성하며, 수평부강관(101,102)의 상면이 편평한 구조가 되도록 강판을 다각형의 형상으로 절곡한 귀때기강(114)을 제작하여 상측 좌·우에 고정시키고, 그 외측으로 상미끄럼강(118a)을 도포하여 강관의 상측 좌·우에 일정간격으로 뚫은 구멍(H1)을 통하여 귀때기강(114)과 상미끄럼강(118a)을 구속시키기 위하여 볼트너트(BN)로 결속하되, 상미끄럼강(118a) 양 연단에는 L형강(115)을 설치하여 수평데크강(110)이 안착될 수 있는 조건을 구성하고 있으며,
강관의 하측 절단면 좌·우 양측에는 L자강(124)을 설치하되 그 외측으로 하미끄럼강(118")을 배치하여 역시 L자강(124)과 하미끄럼강(118b)을 구속시키기 위하여 볼트너트(BN)로 결속하며 하미끄럼강(118") 양 연단에 토립자 유입을 방지하기 위하여 L형강(115)을 배치하는 구성을 이루고 있는 수평부강관(101,102)을 일정간격 이격된 격간 추진을 하되 이격된 수평부강관(101,102) 간 사이는 도 21에서 보듯이 강관의 선도부 편측을 개구(H3)하여 수평부강관(101,102)이 전방으로 추진시 선추진 강(각)관과의 측면을 동시 굴착하여 수평데크강(110)을 시설하도록 하는 구성을 이루고 있다.
한편, 수평데크강(110) 설치시에는 도 3에서 보듯이 먼저 선 추진한 수평부강관(101)에서 후 추진될 수평부강관(101,102) 상단측으로 지반보강 그라우팅(111)을 하여 지반을 강화한 후 수평데크강(110) 설치를 위한 굴착시 붕락이 발생되지 않도록 한다.
도 12는 도 11의 수평부강관(101,102) 형상 측부 중앙에 ㄷ형강(116)을 설치하여 연접되게 추진하되 상미끄럼강(108')은 커버강(123)을 이용하여 중첩되는 구성을 이루고 있으며, 이때는 가이더인 ㄷ형강(116)으로 인하여 전면적인 측면굴착이 어려울 수 있으므로 후 추진될 수평부강관(101,102) 선도부 편측의 개구부(H3)를 통하여 상부슬래브(2)가 진입되는 상부슬래브(2)의 하측라인(t2)의 지반만을 굴착하여 상부슬래브(2)가 용이하게 진입할 수 있도록 하는 것은 도 11과 같다.
한편, 도 20에서의 수직부강관(104a)의 형상은 도 11과는 달리 수직부에 배치되는 강관으로서 좌·우측면에서 흙과 접하므로 강관의 좌·우측면 4곳에 L자강(124)을 부착하고, 그 외측에 측미끄럼강(118c)을 시설하며 양단에 L형강(115)을 설치하여 토립자가 유입되지 못하도록 하고, 측미끄럼강(118c) 양단에도 L형강(115)을 설치하여 수직데크강(136)이 안착될 수 있는 조건을 갖추어 준다. 여기서, PC강연선(8)은 수직데크강(136) 양측 사이 굴착된 공간으로 배치하여 향후 이로 인하여 강관추출에 장애가 되지 않도록 구성하고 있다.
상기 수직부강관(104a)은 도 19에서 보듯이 도 13의 형상을 채택할 수도 있는데, 이는 측벽의 두께가 강관의 규격보다 작은 경우에 적용될 수 있는 것이고, 그 외는 도 20의 형상을 적용토록 하는데, 도 13의 형상을 채택시에는 수직부강관(104a) 지중에 남겨진 강관피스(106)인 측부피스 양측에 수개의 지지철물(160)을 시설하여 구조물 추진시 강관피스 간 결속된 볼트너트(BN)를 해제할 때 낙하되거나 변형되지 않도록 하기 위함이다.
또한, 이때 PC강연선(8)은 강관의 상면과 하면에 설치할 수 있는데, 이는 고정쇠(127)가 방해가 될 수 있으므로 고정쇠(127)를 절곡되게 설치하므로 이를 해소할 수 있을 것이다.
더불어, 절단된 4곳의 접합은 상세 19a에서 보듯이 절단면 양단에 L형강(115a)을 돌출부가 외측과는 반대인 내측으로 향하도록 배치하여 L형강(115a) 간을 볼트너트(BN)로 조여 원형의 형상을 재구성하는 방법을 적용할 수도 있는 것이다.
따라서, 도 11,12의 경우는 수평부강관(101,102)의 원형이 절단됨이 없는 온전 강관을 추출하는 것이므로 강관의 규격보다 큰 두께의 상부슬래브(2) 설치시에는 적용될 수 없으며 반드시 상부슬래브(2)의 두께가 수평부강관(101,102)보다 작아야 되는 특성을 갖고 있으며, 도 11의 경우는 수평부강관(101,102)을 비 개착 구간 전 길이에 걸쳐 추진할 때 적용하는 것이고, 도 12는 비 개착 구간의 길이가 아주 길 때 단관으로만 추진하고 상부슬래브(2)와 교번으로 추진할 때 적용하는 것인데, 이때는 상·하 미끄럼강(118a,118b)을 제외하고 수평부강관(101,102) 후미에 설치되는 방토강(131)만을 설치하여 적용할 수 있는 것이다.
하지만, 구조물의 폭원 규격에 따라 단면형상 도 11과 12는 혼합하여 적용할 수도 있다.
도 16은 기성각관(117) 상·하면에 미끄럼강(118',118")을 부착하되 종방향 결속은 도 34에서 보듯이 후 추진 기성각관(117) 내부에서 돌출되도록 속관(119)을 설치한 상태에서 선 추진 기성각관(117) 후미에 끼워 넣고 볼트너트(BN)로 결속하는 연결구성을 이루도록 하고 있으며, 미끄럼강(118',118")은 상호 용접을 하므로 연결상태를 유지토록 하되 하측 좌·우측에는 L형강(115)을 배치하여 토립자가 유입되지 않도록 하고 있으며, 상측에는 기성각관(117) 시점부에서만 볼트너트(BN) 결속과 용접 결속의 2중 체결 구성을 하고, 기성각관(117)간 사이에는 상미끄럼강(118') 편측에 커버강(123)을 배치하여 토립자가 절단되는 구성을 이루고 있다.
이러한 각관을 추진하는 데에는 각관 후미부 측면에 일정 깊이로 홈(120)을 내어 H밀대강(121)을 내입시키고 보강판(122)을 대어 추진력에 의한 측부 손상이 발생되지 않도록 하고 있으며 측부 중앙에는 ㄷ형강(116)을 배치하여 연접 추진할 수 있는 조건을 구비하는 구성을 이루고 있다.
이러한 도 11,12,16의 추진된 내·외측수평부강관(101,102) 및 기성각관(117)을 추출시에는 미끄럼강(118',118")과 결속된 볼트너트(BN)를 풀어 전방으로 추출시 마찰이 적어지도록 하므로 내·외측수평부강관(101,102) 및 기성각관(117)이 용이하게 추출될 수 있도록 하는 구성을 이루고 있는데, 상미끄럼강(118')은 지중에 남겨지게 되고 하미끄럼강(118")은 향후 내부 굴착시 회수될 수 있는 것이다.
또한, 도 11과 12에서 PC강연선(8)은 강관 외측에 가로로 부착된 L강(126)으로 이루어진 홈에 있으므로 강관이 추출된 후 강관 인양에 의하여 용이하게 분리될 수 있는 구성을 하고 있을 뿐만 아니라, 도 11은 도 30에서 보듯이 강관 후미 내부에 중압잭(JJ)을 설치하여 상부슬래브(2)를 반력대(157)로 하여 자주식으로 추출할 수 있는 조건을 갖추고 있다.
이와같은 구성은 종래에 강관 중앙부에 PC강연선(8)이 배치된 것에 비하면 월등히 시공이 간편해 진 것이며, 수평부강관(101,102) 내부공간에 장애물이 없음으로 수평부강관(101,102) 추출시 사람이 수평부강관(101,102) 내로 진입하기가 수월해져 볼트너트(BN) 해체작업 등이 한층 수월해지도록 구성되고 있는 것이다.
이제, '경우1b'에 속하는 도 13∼15,33,17,18의 단면 형상과 구성 및 원리에 대하여 살펴보면,
도 13은 수평부강관(101,102)이 상부슬래브(2)의 상·하측라인(t1,t2)과 만나는 4곳의 위치를 절단할 수 있는데. 절단시 곡면이 훼손될 것에 대비하여 도 28과 같이 고정쇠(127) 등으로 곡면이 유지될 수 있도록 잡아주고 이를 다시 브레이싱(128)한 후 절단하게 된다. 이때 밀고갈 강관피스(107)인 측부 절단면 양단에는 L형강(115a)을 부착하고 이 L형강(115a)과 상부 절단면인 남겨질 강관피스(106) 및 하부 절단면인 해체될 강관피스(105)를 볼트너트(BN)로 결속시킨 상태의 수평부강관(101,102)을 전방으로 추진하되, 추진은 수평부강관(101,102) 간 사이가 일정거리 이격되도록 추진하며 추진 시 도 21에서 보듯이 측부 개구부(H3)를 통하여 전방과 함께 강관간 사이를 동시굴착을 하고 수평데크강(110)을 설치토록 하는데,
수평데크강(110) 설치시에는 도 3에서 보듯이 먼저 선 추진된 수평부강관(101,102)에서 후 추진될 수평부강관(101,102) 상단측으로 지반보강 그라우팅(111)으로 지반을 강화하여 수평데크강(110) 설치를 위한 굴착시 붕락이 발생되지 않도록 한다.
도 14는 도 13의 수평부강관(101,102)을 측부 중앙측에 ㄷ형강(116)을 암수로 배치하여 가이더가 될 수 있도록 하고 연접하여 추진토록 하는데, 도 21에서와 같이 측부 개구부(H3)에서 굴착과 함께 수평데크강(110)을 시설하는 구성을 이루고 있으며, 더불어 상부슬래브(2)가 진입되는 상부슬래브(2) 하측라인(t2) 라인의 지반을 굴착하여 상부슬래브(2)가 용이하게 진입될 수 있도록 하는 것이다.
한편, 적용에 있어서 도 13의 경우는 상부슬래브(2)의 두께가 강관 규격보다 작은 경우와 추진 길이가 중거리 정도일 경우에 적용될 수 있으며, 도 14의 경우는 강관 간의 이격 거리를 둘 수 없는 경우에 적용할 수 있을 것이다. 또한, 구조물의 폭원 규격에 따라 단면형상 도 13과 14는 혼합하여 적용할 수도 있다.
도 15는 상부슬래브(2)의 상측라인(t1)과 만나는 강관의 2곳 위치를 절단하여 여기에 T밀대강(108)을 설치하고 남겨질 강관피스(106)인 상부 강관피스 절단면과 해체될 강관피스(105)인 하부 강관피스 절단면을 T밀대강(108) 플랜지와 볼트너트(BN)를 이용하여 결속한 상태의 수평부강관(101,102)을 전방으로 추진하되, 추진은 수평부강관(101,102) 간 사이가 일정거리 이격되도록 추진하며 추진 시 도 21에서 보듯이 측부 개구면(H3)에서 전방과 함께 동시굴착을 하여 수평데크강(110)을 설치토록 하는데,
수평데크강(110) 설치시에는 도 3에서 보듯이 먼저 선 추진된 수평부강관(101)에서 후 추진될 수평부강관(101,102) 상단측으로 지반보강 그라우팅(111)을 하여 지반을 강화한 후 수평데크강(110) 설치를 위한 굴착시 붕락이 발생되지 않도록 한다.
도 33은 도 15의 강관을 측부 중앙측에 ㄷ형강(116)을 암수로 배치하여 가이더가 될 수 있도록 하고 연접하여 추진토록 하는데, 선 추진된 강관에서 후 추진될 강관부 상단측으로 지반보강 그라우팅(111)을 하여 지반을 강화토록 하는 구성을 이루고 있으며 별도의 수평데크강(110)을 설치하지는 않는다.
상기 도 15,33 형상의 단면을 제작시에는 강관의 원형이 훼손될 수 있으므로 이를 방지하기 위하여 절단하기 전에 남겨질 강관피스(106)에는 고정쇠(127) 등으로 절단면 양단을 묶어주고 해체될 강관피스(105)에는 턴버클(134)을 시설함이 바람직하다.
도 17은 수평부 제작각관(129)으로서 남겨질 각관피스(106')인 상부 절단면과 해체될 각관피스(105')인 하부 절단면을 밀고갈 각관피스(107')인 측부 상·하측에 부착한 L형강(115b)과 볼트너트(BN)로 결속한 상태의 제작각관(129)을 전방으로 추진하되, 추진은 제작각관(129) 간 사이가 일정거리 이격되도록 추진하며 추진시 도 21에서 보듯이 측부 개구부(H3)에서 전방과 함께 동시굴착을 하고 수평데크강(110)을 설치토록 하는데,
수평데크강(110) 설치시에는 도 3에서 보듯이 먼저 선 추진된 제작각관(129)에서 후 추진될 제작각관(129)부 상단측으로 지반보강 그라우팅(111)을 하여 지반을 강화한 후 수평데크강(110) 설치를 위한 굴착시 붕락이 발생되지 않도록 한다.
한편, 상기의 제작각관(129)은 원형강관과 달리 외력에 의하여 변형이 일어나기 쉽기 때문에 상·하측 강판을 지지토록 하는 활지지대(130)가 필요한데 이는 편평철판 내측상면 2곳에 고리(143)를 설치하고 하면 2곳에는 구멍을 낸 상태에서 중앙부에 수직력을 걸면 편평철판이 포물선형으로 휘어지게 되는데 이때 긴장철근을 걸고 턴버클(134)로 조여 긴장한 상태로 설치할 장소에 위치한 후 턴버클(134)의 조정을 통하여 측부 내측에 설치한 L형강(115)에 지지토록 한 후 턴버클(134)을 해체토록 하는 것은 추진시 각관내 토공 등 작업을 위한 공간을 확보하기 위함이다.
이러한 활지지대(130)는 진행방향으로 불연속적 배치를하게 되는데, 이와같은 격간배치는 밀려갈 각관피스(107')의 좌굴방지를 위한 지지강(167)을 설치하기 위함이며 선도부에는 추진시 코너부에 유입된 토립자가 격간 배치 사이로 유출될 수 있도록 하기 위함이다. 이처럼 토압을 직접적으로 크게 받는 측부피스인 밀려갈 각관피스(107')의 중앙부에 위치한 지지강(167)에 볼트너트(BN)로 구속시키므로 변형이 발생되지 않도록 하여야 하는 것이며, 상부슬래브(2)가 추진완료 후 남겨질 각관피스(106')가 변형되어 상부 토사 노반층의 꺼짐현상이 발생되지 않도록 하기 위하여 상·하부 4개소에 배치된 상기 L형강(115)으로 발생한 공간에 향후 시멘트 밀크로 충진토록 하는 것으로 구성되고 있다.
도 18은 도 17의 각관 형상 측부 중앙에 ㄷ형강(116)을 설치하여 가이더로서 연접되게 추진하되 상미끄럼강(118')은 커버강(123)을 이용하여 지반이 절단되도록 하는 구성을 이루고 있다.
한편, 상부슬래브(2) 두께가 각관의 규격보다 큰 경우에는 수평부 제작각관(129) 상측 연결부의 L형강(115a)을 T밀대강(108)으로 대체하고 볼트너트(BN)로 구속시킨 후 도 15와 33에서와 같은 방법으로 먼저 진행방향 제작각관(129) 연결부의 볼트너트(BN)를 해제하여 상측피스로 남겨질 각관피스(106')와 하측피스인 해체될 각관피스(105')를 분리한 상태에서 강판슈(109)로 하여금 T밀대강(108)을 선 추진하여 강판슈(109)가 T밀대강(108) 위치에 내입된 후 하측의 해체될 각관피스(105')의 하면 토공을 굴착하여 해체될 각관피스(105')를 제거하므로 상부슬래브(2)가 견인 및 추진될 수 있는 공간을 확보할 수 있는 것이다.
이상으로 '경우1'의 단면형상을 살펴보았으며, '경우2'의 단면형상을 살펴보면,
'경우2'는 6∼10m 단변의 수평부강(각)관을 추진하여야 하는데, '경우1'과는 달리 상호 이격되게 추진되어서도 아니되고 분할되거나 미끄럼강(118',118")을 포함하여서도 아니되는 구성으로 추진되어야 한다. 즉, 도 12 또는 도 16 및 도 18의 형상으로 추진되어야 하는데, 그 구성에 있어서 상미끄럼강(118')이 설치될 위치에 도 12의 상세 12g에서 보듯이 방토강(131)을 강관 및 각관 후미측에 내어 설치하고 도 16에서와 같이 상부슬래브(2) 선단에 고정 정착된 강판슈(109)가 방토강(131) 하면에서 방토강(131)을 받치도록 하고 H밀대강(121)에 상부슬래브(2) 선단에 설치된 중압잭(JJ)의 스트로크가 접속되도록 하여 밀게 되면 수평부강(각)관은 전방으로 추진되고 추진된 자리에 상부슬래브(2)가 견인되게 되는 것인데,
이러한 추진방식은 강(각)관이 다발로 많은 관계로 선도부 강(각)관의 선단저항이 발생할 우려가 있으므로 이를 제거하기 위하여 강(각)관 선도부에서 인력으로 선굴을 지양하고 기계식 굴착을 하면서 느슨해진 지반에 강(각)관을 압입하고 내부로 유입된 토사를 제거하는 방법으로 추진함이 바람직할 것인데, 이는 여굴을 발생시키지 않게 하므로 노반이 침하되지 않도록 하기 위함이다.
한편, 수평부강(각)관(101) 추진시 절취되는 토사는 수평부강(각)관(101) 후미 하면에 뚫은 개구부(H4)를 통하여 배토할 수 있으며, 작업 인부들도 상기 개구부(H4)를 통하여 출입할 수 있는 것이다. 이와같은 추진방식은 추진길이가 장대할 경우 최소의 수평부강(각)관(101)을 사용하여 목적을 달성하므로 공사비가 적게 들 것이나 상부슬래브(2) 하면의 일부가 굴착되어지므로 안정을 위하여 도 2와 같은 기초강관(103,104)과 외측수평부강관(102)은 필수적으로 전 길이에 걸쳐 추진 설치되어져야 하는 것이다.
이같이 상기에서 설명하였듯이 각각의 단면 형상들로 도 2와 같이 강관 및 각관을 추진을 하는데 있어서 단면 형상의 선정과 추진방식은 현장조건에 따라 달라지게 될 것이다.
조금 더 구체적으로 설명하기 위하여 상기 '경우1'의 구성을 살펴보면, 수평부강(각)관(101,102)은 내측수평부강(각)관(101) 및 외측수평부강(각)관(102)으로 나뉘어질 수 있는데, 굴착되어 질 터널의 일정높이에서 상부측 폭 방향으로 도 2 에서 보듯이 내측수평부강(각)관(101)간 연결재없이 이격 배열되도록 구성하면서 외측수평부강(각)관(102)까지 차례로 추진되도록 하고, 기초강관(103,104)도 상기의 내·외측수평부강(각)관(102)에서 수직으로 이격되게 추진하는데, 가벽(6)의 수직부 외측기초강(각)관(104) 이 BOX 구조물 전 높이의 중간 정도 위치에 이르도록 구성하고 있다. 이는 강(각)관의 사용갯수를 줄여 공사비를 절감케 하고자 하는 목적과 가벽(6)없이 시공시 가벽(6) 수직부의 지반보강이 매우 난이하고 좌·우 외측수평부강(각)관(102) 연단부에서 토사층의 붕락이 우려될 수 있으므로 이를 해결하기 위하여 구성되고 있는 것이다.
'경우2'는 상기 전술한바와 같으며,
'경우3'은 수평부강관(101,102) 및 제작각관(129)을 격간으로 추진하고 '경우1' 또는 '경우2'와는 달리 벽체부 수직부강관(104a)과 외측기초강관(104)을 도 10에서와 같이 추진하며 격간부에 수직데크강(136)을 설치하여 Potal라멘구조(10) 형상을 이루는 구성을 하고 있는데, 이와같은 구성은 공사를 시급히 할 필요가 있는 경우에 적용될 수 있을 것이고, 충분한 인력의 발진기지부가 설치될 수 있는 공간이 확보되어야 할 것이나, 벽체를 이루는 수직부에 강관(104a)을 추진하여야 하기 때문에 지반이 풍화암 이상으로 단단한 경우에는 경제성이 떨어지기 때문에 지양되어야 할 것인바, 지층이 양질의 토사로 형성된 조건에서만이 가능하여 제한적인 기법이라고 할 수 있을 것이다.
따라서, 도 10의 경우에서 수평부강관(101,102) 및 제작각관(129)으로는 상부슬래브(2) 두께에 따라 도 11,13,15,17을 적용할 수 있을 것이고 수평데크강(110)은 도 26을 적용하는데, 수평부에 설치되는 수평데크강(110)은 앞서 전술한 바와같이 수평부강관(101,102) 및 제작각관(129) 추진시 선도부 측면의 개구부(H3)를 통하여 굴착과 설치를 병행할 수 있을 것이며, 폭원이 짧기 때문에 취급이 간편하고 절곡점이 없어 등분포하중을 받을 때 변곡점이 없어 안전할 것이기 때문이다.
수직부는 도 19와 도 20중 현장 여건에 따라 선택되어 질 수 있으며, 수직부강관(104a)으로는 변형된 도 11,13을 적용할 수 있을 것이고 1∼2개정도를 격간으로 추진하되 그 격간마다의 사이에는 도 25의 수직데크강(136)을 설치하는데, 수직부강관(104a) 하면의 전부를 열거나 부분적 Open을 하여 굴착과 함께 설치할 수 있을 것이며 폭원이 길기 때문에 변곡점에서 접어 짧게 사용할 수 있으므로 좁은공간에서의 취급이 용이할 것이기 때문이며 연직압보다는 측압을 받는 곳에 적합할 것이기 때문이다.
한편, 수직부강관(104a)은 수직데크강(136)이 설치가 종료된 후에는 아래방향으로 무게가 작용되어 아래 수직데크강(136)에 힘을 전달하게 되고 이 힘으로 아래 수직데크강(136)의 변형이 초래될 수 있는바 이를 해소하기 위하여 도 19에서는 강관 내부에서 횡방향 양측에 수개의 지지철물(160)을 시설토록 하여 강관의 무게 힘이 아래로 전달되지 않도록 방지하고 있으며 도 20에서는 수직부강관(104a)의 상·하측에서 수직데크강(136) 양측에 설치한 회전소강관(142)에 와이어(161)로 잡아매어 지지토록 하는 것으로 해소하고 있다.
하지만, 이와같은 '경우3'은 강관(101,102,104a,104) 주면이 굴착되어져 있는 공간이 많고 흙과 접하는 면에서는 미끄럼강(118a,118b,118c)이 마찰을 저감시키는 역할을 하기 때문에 강관을 추출하는데에는 큰 문제가 발생되지는 않을 것이므로 공기를 단축시키는 기여를 할 수 있을 것이다.
한편, 도 23에서 보듯이 도 10의 외측기초강관(104)에는 Potal라멘구조(10)의 벽체가 지지되고 이동되어야 할 것이기에 외측기초강관(104) 최하단에 H종강(162)을 배치하여 강관과 용접 구속하고 그 위로 H횡강(163)을 배치하여 H종강(162)과 볼트너트(BN)로 체결하며, H횡강(163) 간에는 철근을 수개소 용접하여 비틀림이 발생되지 않도록 한 후 그 상면에 볼록(凸) ㄷ형강(116)을 배치하여 Potal라멘구조(10)의 요(凹)에 내입시켜 견인 및 추진시 좌우 유격이 발생치 않으며 전방으로의 추진이 용이하게 이루어지는 구성을 하고 있다.
'경우4'는 도 38의 형상으로 상부슬래브(2)가 위치하는 면에만 수평부 제작각관(129)을 연이어 추진한 형상을 보여주고 있는데, 이는 비개착 구간 전 길이 및 깊이에 걸쳐 암반으로 지층이 형성되어 관을 추진할 수 없을 뿐 아니라 전면 막장이나 좌·우측에 방토공도 기반암으로 인하여 불필요할 것이기 때문이기도 하다. 따라서 본 '경우4'는 지층이 기반암인 경우에만 적용될 수 있는 것이다.
가벽
및
임시벽부
내부굴착 및
수직데크강
설치와 기초강관 하부에 지반보강 및 마이크로파일 시설과
가벽
및
임시벽을
설치 또는 2단 수직부 내부굴착 및 수직데크강 설치와 벽체 중간 수직부강관 내 지지철물설치와 필요시 기초강관 하부에 지반보강을
하는 단계(S30)
상기의 수평부강(각)관(101,102)과 데크강(110)의 추진과 기초강관(103,104)의 추진이 종료되면 가벽(6)부와 임시벽(7)부의 상·하 관통을 위하여 수직굴착을 하여야 하는데, 외측수평부강(각)관(102)과 외측기초강관(104) 사이인 가벽(6)부의 수직 굴착을 하기 전 우선 양 외측수평부강(각)관(102) 내에서 가벽(6) 양 외측으로 지반보강(111)을 선 시행하여 굴착시 가벽(6)부의 양 외측이 붕락되지 않도록 한 후 굴착을 하면서 수직데크강(136)을 설치하는 과정을 거친다. 그런다음, 굴착된 가벽(6)부 내에서 외측기초강관(104)의 침하방지를 위한 마이크로파일(112)을 시설하고, 향후 내벽체(4) 시설을 목적으로 내부굴착시 측벽부 지반의 붕락이 유발되지 않도록 지반보강(111)을 시행한다.
그런데, 수직굴착을 위해서는 도 24에서 보듯이 외측수평부(각)강관(102) 하측 절개면의 볼트너트(BN)를 풀어 하측의 해체될 강관피스(105)를 제거하여야 하는데, 제거시 횡토압에 의하여 절개면 양단이 내측으로 오므라들 수 있으므로 미리 이동식 턴버클(134)을 설치하여 이에 대비하여야 할 것이고, 아울러 상부슬래브(2)의 견인 및 추진시 측부의 해체될 강관피스(105) 또한 해체되어야 할 것이기에 이를 대비한 우각부의 이동식 턴버클(134)을 설치할 필요가 있는 것이다.
이러한 외측수평부강(각)관(102)외에 외측기초강관(104) 상측피스 또한 해체되어져야 할 것이기에 도 22에서 보듯이 절개면 양단에 지지시키는 이동식 턴버클(134)을 사전에 미리 설치하고 수직굴착시 해체될 강관피스(105)를 제거하여도 외측기초강(각)관(104)의 양 절단면이 오므라들지 않도록 하여야 할것이다.
한편, 가벽(6)부의 수직굴착은 깊이가 깊어 수직데크강(136) 설치가 어려울 수 있으므로 도 25의 분절방식과 도 26의 가압방식 중 택일하여 설치토록 하는데,
상기 분절방식에 대하여 살펴보면 2분절된 아치형으로 곡률을 이룬 상호 편절강1(137)과 편절강2(138)를 편절강1(137) 내측에 설치한 힌지에 편절강2(138)를 접속시키는 방식으로 구성되고 있는데, 구체적으로 힌지로 사용되는 지지강(140)은 편절강2(138)의 지지대로서의 역할을 하여 상부하중에 견딜수 있도록 구성되는 방식1과, 편개소강관(141)은 편절강1(138)의 편측 연단이 편개부 내로 내입되는 구성을 이루고 있는 방식2와, 회전소강관(142)은 편절강1(137) 내측에 편개소강관(141)을 설치하고 편절강2(138) 연단부에 설치한 소강관을 편개소강관(141) 내로 내입하여 회전이 될 수 있는 구성을 이루는 방식3으로 구성되고 있으며,
이러한 방식들 중 택1을 하여 선정 적용할 수 있을 것이되, 이와같은 분절방식은 제작과 설치가 간편하기 때문에 수직데크강(136)의 길이가 비교적 긴 수직굴착부측에 적용하기에 적합할 것이다.
반면에, 가압방식은 일정한 길이의 편평한 강판을 제작하고 양단 내측으로 고리(143)를 설치하여 중앙부에 수직력(P)을 가하면 처음의 편평한 형상에서 포물선형으로 형상이 변형되고 강판의 길이가 작아지면서 포물선 형상의 곡률반경이 작아지도록 한 후 양측 고리(143)에 턴버클(134)을 걸어 작아진 곡률이 유지되도록 긴장시킨 후 굴착된 면의 선 추진된 외측수평부강(각)관(102)과 외측기초강관(104)의 절개부에 설치된 L형강(115,115a)에 대고 턴버클(134)을 풀어 작아진 곡률에서 큰 곡률로 변화시킨 포물선형으로 변형되도록 하여 탄성면이 이루어지도록 하는 방식으로 구성되고 있으며, 이와같은 가압방식은 탄성력이 크기 때문에 상부하중을 지지하는 용도로 적합할 것이다.
하지만, 수평데크강(110)과 수직데크강(136)을 설치시에는 여굴이 발생될 것이기에 이를 충진토록 함이 바람직할 것이고, 이를 위하여 수평데크강(110)과 수직데크강(136) 면에 수개의 구멍(H5)을 내어 시멘트 풀을 충진하여 지반을 밀실히 하여야 할 것이다. 이는 노면 및 지반의 꺼짐현상을 막아주어 공사 안전에 직결되는 조치이기 때문이다.
한편, 임시벽(7)부에도 가벽(6)부와 같이 수직굴착을 한 후 내측기초강관(103)의 침하를 방지하기 위하여 굴착된 임시벽(7)부 내에서 지반보강(111)을 시행하여 내측기초강관(103)이 안정화될 수 있도록 하므로 임시벽(7)이 상부하중을 지지하도록 하고 있다.
이와같은 가벽(6)부와 임시벽(7)부에 가벽 철근조립시설물(6a) 및 임시벽(7)을 굴착된 가벽(6)부와 임시벽(7)부 내로 이동식 턴버클(134)을 전방으로 이동시키면서 진입할 수 있는데, 가벽(6) 및 임시벽(7)이 좌·우로 흔들릴 수 있으므로 도 24에서는 외측 및 내측수평부강(각)관(102,101)의 하측 절개면이 가벽(6) 및 임시벽(7) 폭원에 맞도록 절개되는 것이 바람직하며, 가벽(6) 및 임시벽(7)의 두께는 수평부강관(101,102)의 규격보다 크지 않도록 하여야 한다. 한편, 바른 진입을 위하여 도 27에서 보듯이 철근조립시설물(6a) 및 임시벽(7)의 하면에는 양측 L형강(115a)을 받침으로 하여 쉽게 이동할 수 있도록 구성되어야 하고 도 22에서 보듯이 기초강관(103,104)에서의 가벽(6) 및 임시벽(7)을 위한 철근조립시설물(6a) 및임시벽(7)의 가이더 역할을 할 수 있는 L형강(115b)이 상기 철근조립시설물(6a) 및 임시벽(7)의 하면에 설치된 양측 L형강(115a) 외측으로 고정 설치되어져야 하는 것이다.
여기서, 도 22와 도 24는 강관의 내면 2곳을 절단시 곡률변화에 대비한 고정쇠(127)와 이동식 턴버클(134)시설을 설치하고 가벽(6)이 만나는 2곳의 강관을 절단하여 상부피스 양단에 L형강(115a)를 설치한 후 이를 다시 볼트너트(BN)로 결합하여 강관 원래의 형상을 유지토록 하고 추진토록 하는 것이고, 가벽(6) 설치 및 내부굴착시 해체될 강관피스(105)를 해체토록 하는 것은 굴착된 내부에서 마이크로파일(112)과 지반보강(111)을 시행하여야 하기 때문이다.
한편, 가벽(6)과 임시벽(7)은 저부에 L형강(115a)을 받침으로서 설비하고 있는데 기초강관(103,104) 내부에 설치된 L형강(115b) 내측으로 인입되도록 하여 흔들리지 않도록 하여야 하며, 특히 임시벽(7)의 경우는 상부슬래브(2) 하면에 L형강(115c)을 임시벽 규격에 맞추어 설비하여 임시벽(7) 안정에 기여토록 하여야 한다.
가벽(6) 구조체 조성에는 철근조립시설물(6a)과 수직데크강(136)이 묶여지도록 하고 내벽체(4)측으로 거푸집을 설치한 후 현장타설의 방법으로 시공을 하여 건조하는데, 도 24의 상세 24a에서 보듯이 상면에는 요(凹)홈을 두고 상부슬래브(2) 단부 하면에는 철(凸)홈을 두되 이를 ㄷ형강(116)으로 설비하여 상호 맞물리도록 한 힌지구조를 이루어 상부하중과 토압력에 의한 모멘트가 발생치 않도록 하므로 가벽(6)이 안정되도록 하는 것이 바람직하다. 이는 내벽체(4) 조성을 위한 굴착시 급격히 외력의 작용에 의한 위험이 초래되는 것을 방지하기 위함이다.
또한 임시벽(7)에는 강재를 조립식으로 제작하고여 벽체를 구성하여 상부슬래브(2)를 받치는 역할을 하도록 하고 있으며, 가벽(6)과 같이 RC구조를 사용할 수 없는 것은 중앙기둥(3) 및 내벽체(4) 시설 후 해체하여 재사용을 할 수 있도록 구성하기 위함이기 때문이다. 이처럼 임시벽(7) 상측에는 도 35에서 보듯이 수직강(166)에 H종강(162)을 연결하고 수직강(166) 간에는 브레이싱을 하여 견고성이 유지되도록 하고 H종강(162)에는 플렌지가 변형되지 않도록 스티프너(165)를 대는 구성을 이루고 있는 것이다.
한편, 이처럼 가벽(6) 및 임시벽(7)을 시설하여 비 개착구조를 시공함은 공사비를 절감하고자 하는 기법이며, 더불어 수평데크강(110) 및 수직데크강(136) 사용과 강관 및 각관을 전량 회수하기 보다는 일부 매몰시키는 것은 간편한 시공성을 우선으로 할 경우 공사효과가 우수하기 때문에 부분회수 공사방식을 적용하게 되는 것이고, 경우에 따라서는 강관 및 각관의 전량을 회수하는 기법도 함께 연구되고 있는 것이다. 이는 종래에 추출하는 방식에서 마찰력을 최대한으로 감소시키므로 가능성을 이루고 있는 것이다.
세그먼트
상부슬래브와
강판슈
제작 및
압입
, 굴착과 상부슬래브의 견인 및 추진 또는 선도부에
강판슈
제작되어 부착된
세그먼트
Potal라멘구조
및
Box라멘구
조의 견인 및 추진단계(S40)
본 단계는 가벽(6) 및 임시벽(7)의 시설이 완료된 후 상부슬래브(2)와 강판슈(109)를 제작하고 강판슈(109)를 전방으로 압입시킨 후 일정한 높이의 내부굴착을 하고 상부슬래브를 견인 및 추진하는 공사1방식으로 하거나 상부슬래브(2) 선단에 중압잭(JJ)을 설치하고 선 추진된 수평부강(각)관(101,102,117,129) 후미부의 H밀대강(121)을 추진하므로 수평부강(각)관(101,102)이 전방으로 전진하게 되고 뒤에 남겨진 공간으로 상부슬래브(2)가 견인 및 추진되면서 내부굴착을 겸하는 공사2 방식으로 시행하거나, 수평부강관(101,102) 후미부에 중압잭(JJ)을 설치하고 상부슬래브(2)를 반력대로 하여 자주식으로 수평부강관(101,102)이 전방으로 전진하게 되고 뒤에 남겨진 공간으로 상부슬래브(2)가 견인 및 추진되면서 내부굴착을 겸하는 공사3방식으로 시행하거나, 단관을 이용하여 전 길이를 공사2방식으로 적용하면서 추진하는 공사4방식으로 시행하거나, 수평부강관(101,102) 및 수평데크강(110)과 더불어 측벽부에 수직부강관(104a)과 수직데크강(136)을 격간으로 추진한 후 강관후미에 중압잭(JJ)을 설치하거나 라멘구조 세그먼트 선도부에 중압잭(JJ)을 설치하여 수평(101,102) 및 수직강관(104a)을 전방으로 밀어내면서 Potal라멘구조(10)가 견인되도록 하는 공사5방식과, 암반층에 있어서 상부슬래브(2)부 위치에 연접한 각관을 추진하고 밀대강(145)과 중압잭(JJ)에 의하여 수평부각관(117,129)을 밀어내면서 Box라멘구조(11)를 견인하는 공사6방식 중 현장조건에 따른 방식을 선정하여 공사를 하는 단계를 의미하는 것으로서,
우선, 상부슬래브(2) 및 Potal라멘구조(10) 또는 Box라멘구조(11)의 제작은 비 개착구간 전 길이에 걸치는 필요길이를 적당한 길이로 분할한 세그먼트로 제작하여 점진적으로 전방을 향하여 압출하는데 있어서 ①번 세그먼트는 선도부에 강판슈(109)를 설비하여 압출하고 후미 약 1.0m를 남겨두고 ②번 세그먼트를 제작하여 순차적으로 압출하는 방식으로 진행하는 바, 양 세그먼트 사이에는 토사가 유입되지 못하도록 연결강(139)으로 도포하되 ①번 세그먼트 후미에 고정설치하고 ②번 세그먼트를 내입시키되 ②번 세그먼트 선도부 상면을 연결강(139) 두께만큼 깍어 연결강(139)이 상부슬래브 상측라인(t1)과 편평구조를 이루도록 구성하여야 하며 ①번 세그먼트 전방으로 견인 및 추진시에도 연결강(139)이 ②번 세그먼트를 충분히 덮고 있어야 할 것이다.
한편, 상기 상부슬래브(2) 및 Potal라멘구조(10) 또는 Box라멘구조(11)는 상측라인(t1)을 방수재로 도포하고 있으며 남겨질 강관피스(106)와 접속되는 부분만 L형강(115)으로 보강하여 방수재를 보호하고 있는데, 콘크리트 타설시에는 구체방수제를 혼화시켜 건조하는 이중의 방수막을 구현하므로 내구성이 유지될 수 있도록 하였다.
한편, 상부슬래브(2) 후미에는 도 12d,12e,12f와 같은 정착구(144) 설비를 갖추어 점진적 견인이 가능하도록 하고 있고, 상부슬래브(2)가 전방을 향하여 견인 및 추진될 수 있는 방법에는 4가지 방식으로 이룰 수 있는데, ①번 세그먼트 선도부 전면 및 상면에 강판슈(109)를 설비하는 공사1방식인 HS(Head Shoe)방식과 상부슬래브(2) 선도부에 중압잭(JJ)을 설비하는 공사2방식인 HJ(Head Jack)방식 그리고 강관 후미에 중압잭(JJ)을 설비하는 공사3방식인 TJ(Tail Jack)방식과 단관을 이용하여 자주적으로 추진하는 공사4방식인 SS(Short Sreelpipe)방식으로 대별될 수 있을 것이고, Potal라멘구조(10)가 전방으로 견인 및 추진될 수 있는 공사5방식으로는 공사2방식의 HJ방식이나 공사3방식의 TJ방식을 선택적으로 적용하는 것과 HJ방식을 적용하여 견인 및 추진하는 공사6방식으로 구별될 수 있을 것이다.
즉, 이미 S20 단계에서 설명하였던 각각 단면의 제작과 추진되었던 강관 및 각관에 대하여 상부슬래브(2) 및 Potal라멘구조(10)와 Box라멘구조(10)의 점진적인 견인 및 추진시 강관 및 각관의 추출 및 해체 방식에 대하여 구체적으로 살펴보면,
우선, 공사1방식인 HS(Head Shoe)방식은 도 15와 33에서 적용될 수 있을 것인데, 도 15,33 형상의 단면은 추진시 T밀대강(108)의 볼트너트(BN)를 풀고 이어서 종방향 연결부 속관(119) 볼트너트(BN)를 풀은 후 상부슬래브(2)에 이동식으로 설치한 강판슈(109)를 추진시키며 T밀대강(108)을 전방으로 밀어내면서 강판슈(109)가 상·하 분리되어 지중에 묻혀질 상측 강관피스인 남겨질 강관피스(106)와 하측 강관피스인 해체될 강관피스(105) 간 사이로 충분히 들어가게 되는데, 이는 해체될 강관피스(105)의 종방향 연결부 위치를 지난 지점까지 일 것이고, 이때 상부슬래브(2)의 두께로 인하여 더이상 진입이 불가하므로 내부굴착(㉠)을 통하여 상부슬래브(2)가 진입될 수 있는 공간을 확보한 후에 해체될 강관피스(105)를 제거하는 반복적인 작업이 가능할 것이다.
이때 내부굴착(㉠)은 막장의 안정을 고려하여 상부슬래브(2) 진입과 해체될 강관피스(105) 제거작업을 할 수 있는 최소의 높이로만 굴착되어져야 할 것이다. 따라서 도 15,33의 경우는 상부슬래브(2)의 두께 규격과는 무관한 작업을 할 수 있을 것이나 수평부강관(101,102)의 종방향 연결부를 남겨질 강관피스(106)의 경우에서는 6m∼10m 정도로 용접 결속을 할 수 있을 것이나, 해체될 강관피스(105)의 경우에서는 그렇게 길게할 경우 강판슈(109)의 길이도 그 이상으로 길어져야 할 것이기에 그보다는 조금 짧은 2m 또는 3m의 길이로 짧아져야 강판슈(109)의 길이도 따라서 축소되어 질 수 있는 것이고 이래야 안정적인 구조로 형성될 수 있는 것이다.
이러한 상기의 도 15,33은 추진길이가 긴 경우 마찰력이 커지게 되어 강관의 추출을 어렵게 하거나 상부슬래브(2)의 추진이 더뎌져 시공이 어려워지고 공기 및 공사비의 증가요인으로 발전할 수가 있으므로 이를 해소하고자 강관피스의 추출을 전량 밀고가는 방식과 측부만을 밀어내어 추출하는 방식과는 달리 단편이음으로 제작하여 해체하는 방식으로 회수될 수 있도록 구성하고 있는 것이다. 따라서 이 경우는 추진길이가 긴 경우에 가장 적합한 방식이 될 것이고 도 15와 도 33의 적용은 수평데크강(110)의 존치 여부이므로 현장조건에 따라 각기 달리 적용될 수 있을 것이다. 한편, 상기의 방식은 강관에만 국한되는 것은 아니고 각관에도 적용될 수 있을 것이다.
한편, 공사1방식인 HS(Head Shoe)방식에서 주요한 요건인 강판슈(109)에 대하여 상세한 설명을 하면 상부슬래브(2) 선도부 상측라인(t1)에 설비된 강판슈(109)는 해체될 강관의 하측피스 절단면 보다 긴 길이로 구성되어 추진되어야 하고 상부하중을 지지할 수 있는 받침이 구비되어야 하는 조건을 충족시키기 위하여 상부슬래브(2) 선도부 전면에 마구리강(148)을 구비하고 중압잭(JJ)을 시설하되 중압잭(JJ)의 스트로크가 위치하는 부분에 밀대강(145)을 강판슈(109) 하면에 부착하여 중압잭(JJ)에 의하여 강판슈(109)가 전진할 수 있는 주도적인 역할을 하도록 하고 있으며, 강판슈(109)가 전진되었을 때 취약부인 강판 우구러짐과 상부슬래브(2)와의 접속되는 위치의 취약부를 보강하기 위하여 중압잭(JJ) 설치지점 좌·우 일정간격에 강판슈(109)와는 분리하며 마구리강(148)에는 고정하는 지지스티프강(147)을 설치하므로 전체적인 강판슈(109)의 구조적 안정성을 구하고 있다.
이러한 상기 강판슈(109)가 전방으로 이동과 후방으로의 이동이 자유로울 수 있도록 상세 31aa에서 보듯이 상부슬래브(2) 상단라인(t1)측에 T형강(146)을 설비하고 강판슈(109)가 상기 T형강(146)의 복부에 끼워지며 플렌지에 의하여 들뜨지 못하도록 하므로 손쉽게 전·후로 이동할 수 있는 것이며, 공사종료 후 강판슈(109)를 인발하기 용이한 구성을 갖추고 있는 것이다. 상기 강판슈(109)를 지지하는 지지스티프강(147)은 길이가 긴 관계로 좌굴의 위험성이 있어 상세 31bb에서 보듯이 강판슈(109)와 접속되는 면에 L형강(115a)으로 지지스티프강(147)을 감싸도록 하고 볼트너트(BN)로 결속하여 좌굴 발생을 방지하는 것이 바람직하다.
이와같이 설비된 강판슈(109)가 강관의 절단면을 이어주는 T밀대강(108)의 볼트너트(BN)를 풀고 이어서 강관피스 종방향 연결부 하면의 속관(119)의 볼트너트(BN)를 풀어 준 상태에서 상부슬래브(2) 선도부 전면에 설치된 중압잭(JJ)을 작동시켜 밀대강(145)을 밀게되면 강판슈(109)가 전방으로 이동하면서 T밀대강(108)을 밀게되는 것이고 그 길이가 해체될 강관피스(105)의 연결부 속관(119)을 지난 지점까지 진행되었을 때 그 하면을 굴착하여 해체될 강관피스(105)를 회수하고 상부슬래브(2)가 추진되어 그 공간을 채우는 것이다. 이와같은 작업을 반복적으로 진행하므로 목적하는 상부슬래브(2) 시설이 완료될 수 있는 것이다.
제2의 방식인 HJ(Head Jack)방식은 도 12 내지 14와 도 16 내지 18에서 적용될 수 있을 것인데, 이러한 도 12,16의 추진된 내·외측수평부강관(101,102) 및 기성각관(117)을 추출시에는 미끄럼강(118',118")과 결속된 볼트너트(BN)를 풀어 전방으로의 추출시 마찰이 적어지도록 하므로 내·외측수평부강관(101,102) 및 기성각관(117)이 용이하게 추출될 수 있도록 하는 구성을 이루고 있는데, 상미끄럼강(118')은 지중에 남겨지게 되고 하미끄럼강(118")은 향후 내부 굴착시 회수될 수 있는 것이다. 이러한 구성을 복합적으로 표현하고 있는 것이 도 9이다.
또한, 도 13,14의 경우는 수평부강관(101,102)을 추진 후 분할되었다가 재결속한 위치의 볼트너트(BN)를 해제하여 측부 피스인 밀고갈 강관피스(107)를 상부슬래브(2)로 하여금 압출시키면서 추진토록 하는데, 상부 피스인 남겨질 강관피스(106)와 수평데크강(110)은 지중에 남게되고 하부 피스인 해체될 강관피스(105)는 회수되는 것이며, 상부슬래브(2)를 추진할 때 도 29에서 보듯이 상부슬래브(2) 상측라인(t1)과 하측라인(t2)에 L형강(115)을 배치하는 것은 상부슬래브(2)가 손상되지 않도록 할 뿐만 아니라 남겨질 강관피스(106)와 수평데크강(110)의 양단을 잡아주어 곡면이 훼손되지 않도록 하기 위함이다.
한편, 상부슬래브(2)의 상측라인(t1)에는 방수재와 강판과 L형강(115)으로 도포되고 있어 상부슬래브(2)를 보호하는 구성을 이루고 있으며, 상기 L형강(115)은 수평부강관(101,102)의 절단부로 인하여 상부슬래브(2)가 파여지는 것으로 부터 보호하는 구성을 이루고 있으며, 하측라인(t2)의 L형강(115)은 상부슬래브(2)의 추진이 종료된 후 제거하는 것이다.
상기 도 16의 경우에서는 기성각관(117)이 비교적 작은 규격이므로 상부슬래브(2)의 두께는 이보다는 두꺼운 규격을 사용할 수밖에 없는데 이를 위하여 상부슬래브(2) 선단부에 강판슈(109)를 고정 부착하고 중압잭(JJ)을 설치하되 강판슈(109) 내측으로 L형강(115)를 설치하여 중압잭(JJ)에 받쳐지도록 하며, 기성각관(117) 후미 홈(120)의 H밀대강(121)을 선 추진하면 상·하미끄럼강(118a,118b)만 남고 기성각관(117)은 전방으로 추진되는데 이때 발생되는 공간으로 상부슬래브(2)가 견인 및 추진되는 것이며 강판슈(109)가 상미끄럼강(118a) 내측으로 내입되며 상미끄럼강(118a)을 받쳐주게 되는 것이며 이러한 상기 단면을 적용하는 것은 추진 길이가 비교적 단거리이면서 토질이 양호한 경우에 적용할 수 있는 것이다.
도 17,18의 경우는 상부슬래브(2)의 두께가 각관의 규격보다 작은 경우에 적용될 수 있는 것이며 상부슬래브(2) 추진시 측부인 밀고갈 각관피스(107')와 활지지대(130)를 전방으로 밀어내면서 추진하는데, 상부의 남겨질 각관피스(106')는 남겨져 지중에 묻힐 것이고 하부의 해체될 각관피스(105')는 내부굴착시 회수되어 질 것인 바, 이러한 방식은 도 13,14와 같은 방식으로 관의 형상과 기성품과 제작품만 다르다고 할 수 있는 것이다.
이상과 같은 HJ(Head Jack)방식은 강(각)관 후미 일정깊이로 홈(120)을 내고 그 내부에 H밀대강(121)을 내입시키고 보강판(122)을 대어 상부슬래브(2) 선도부에 설치한 중압잭(JJ)으로 하여금 H밀대강(121)을 추진하면 강(각)관이 전방으로 추진되고 그 공간만큼 상부슬래브(2)가 전진 배치되도록 견인 및 추진되는 것이다.
또한, 도 12에서의 경우는 상세12d 내지2f에서 보듯이 상부슬래브(2) 후단 하면에 브라켓(132)과 앵커볼트(133)에 의한 반력대(157)를 설치하고 정착구(144)를 설치하여 상부슬래브(2)가 견인될 수 있는 구성을 하고 있는 것이다.
공사3방식인 TJ(Tail Jack)방식은 도 11에서 적용될 수 있을 것인데, 강관내 후미에 도 30과 같이 중압잭(JJ)을 시설하여 상부슬래브(2)를 반력대(157)로 하여 도 30에서 보듯이 자주식으로 추출할 수 있는데, 추진된 내·외측수평부강관(101,102)을 추출시에는 미끄럼강(118',118")과 결속된 볼트너트(BN)를 풀어 전방으로의 추출시 마찰이 적어지도록 하므로 내·외측수평부강관(101,102)이 용이하게 추출될 수 있도록 하는 구성을 이루고 있으며, 상미끄럼강(118')은 지중에 남겨지게 되고 하미끄럼강(118")은 향후 내부 굴착시 회수될 수 있는 것이다. 이와같은 방식은 도 10에도 적용하여 아주 용이하게 Potal라멘 구조를 추진 및 견인하게 할 수 있을 것이고 역시 제작각관에도 유용하게 쓰여질 수 있는 것이다.
여기서, 도 30을 자세히 살펴보면 수평부강관(101,102) 후미에 배치되는 중압잭(JJ)의 스트로크가 상부슬래브(2)와 맞닿지 않을 수 있으므로 상부슬래브(2) 전면 하면에 브라켓(132)과 앵커볼트(133)를 이용한 반력대(157)에 의하여 실현될 수 있는 것이다.
공사4방식인 SS(Short Steelpipe)방식은 도 12에서 적용될 수 있으며, 도 12의 상·하 미끄럼강(118',118")을 제외한 상태에서 6∼10m의 단관을 이용하여 상부슬래브(2)가 반력대(157)로 작용하고 상부슬래브(2) 선도부에 설비한 중압잭(JJ)과 강관에 설치된 H밀대강(121)에 의하여 강관을 전방으로 추진하고 남은 빈 공간에 상부슬래브(2)를 추진하는 점진적 굴착 진행방식으로 장거리 추진방식에 적합한 방식이며 공사효율성 측면에서 매우 유리한 방식인 것이다. 역시 상기방식에도 강관대신 각관을 적용할 수 가 있는 것이다.
한편, 공사5방식과 공사6방식은 전술한 HJ(Head Jack)방식과 TJ(Tail Jack)방식을 선택적으로 적용하는 것이기에 상부슬래브(2)의 견인 및 추진과 구조물의 규격만 다르기 때문에 설명은 생략하기로 한다.
가벽부와
상부슬래브 간
사보강재
설치와
가벽부
하단의 추가 지반보강 단계(S50)
상부슬래브(2)의 견인 및 추진이 종료된 후에는 상부슬래브(2)와 가벽(6)의 활절접합에 따른 우각부의 불균등 또는 큰 부재력으로 인한 상부슬래브(2)의 종변위 및 처짐, 토압에 의한 가벽(6)의 횡변위 등이 발생되지 않도록 하기 위하여 도 6에서 보듯이 사보강재(125)를 이용하여 상부슬래브(2)와 가벽(6)을 버팀하여야 할 것인데, 이러한 버팀은 내벽체(4) 시설시 철근배열 시공에 지장이 되지 않도록 하면서 충분한 강성을 가져야 하므로 굵은철근(150)을 사용토록 하되 가벽(6) 및 상부슬래브(2) 제작시 사전에 소구경강관(151)을 매입토록 하는데,
우각부 굴착과 내측 수직데크강(136)을 제거한 후에 도 27에서와 같이 소구경강관(151)간 사이를 굵은철근(150)과 턴버클(134)로 지지토록 하여 상기와 같은 부정형의 상황이 발생되지 않도록 하여야 한다.
또한, 상부슬래브(2)가 추진 완료되고 가벽(6)과 상부슬래브(2)의 사보강재(125)가 설치된 후에는 도 3에서 보듯이 사전에 외측기초강관(104) 하단을 수직지반보강(111,112) 하였다 하더라도 수직지반보강(111, 112)이 충분치 못하여 내벽체(4) 시공을 위한 굴착시 측벽부 토공 붕락이 올수도 있으므로 이를 추가 보강하여야 하는데, 도 6에서 보듯이 우각부를 굴착하여 사방향으로 추가지반보강(152)을 하므로 기초뿐만 아니라 내벽체 시공을 위한 굴착시 외벽부가 무너지지 않도록 조치하여야 하는데, 내벽체(4) 조성 시까지는 시간이 걸리게 되므로 굴착된 내벽체(4) 외벽부를 보호하기 위하여 숏크리트(168)를 타설하여야 한다.
한편, 우각부 굴착시 공간이 협소할 경우에는 도 6 상태에서 중앙부에 동바리(153)를 설치하고 내측기초강관(103)과 임시벽(7)을 철거하여 우각부 굴착폭을 확대하여 외벽부 및 외측기초강관(104) 하부를 추가지반보강(152) 한 후 동바리(153)를 설치하여 중앙기둥(3) 설치를 위한 굴착을 할 수 있는 여건을 조성토록 한다. 하지만, 현장여건에 따라서 외측기초강관(104) 하부를 추가지반보강(152)할 수 있는 여건이 여의치 못한 경우에는 중앙기둥을 우선 시공하여 상부슬래브(2)를 안정화시킨 후 확대굴착을 통하여 추가지반보강(152)을 할 수도 있는 것이다. 이러한 상기의 경우에서는 동바리(153)를 설치할 필요가 없으므로 공기단축과 경제적 효율을 더욱 기대할 수도 있으므로 현장여건과 구조물의 규모에 따라 선택되어져야 할 것이다.
상부슬래브에
지보공
설치와 중앙부 토공, 중앙 기둥 및 벽체 시설단계(S60)
구조물에 중앙기둥(3)이 있을 경우 좌ㆍ우측 외측기초강관(104) 하면과 외벽부에 추가지반보강(111,112)을 하고 도 7,9 또는 도 10에서 보듯이 우각부 굴착을 확장한 공간에 동바리(153)를 설치하여 상부슬래브(2)를 받쳐주도록 하며 중앙부를 굴착하되, 붕괴되지 않도록 사면의 안식각을 유지토록 하면서 사지보공(154)을 설치하고 계속적으로 굴착한 후 중앙기둥(3)과 상ㆍ하부 거더 및 중앙 하부슬래브(5)를 현장타설의 방법으로 설치한다. 이때 하부슬래브(5)에는 이어갈 철근을 빼어놓고 시설토록 하는데, 중앙기둥(3)은 기둥에 한정되지 않고 벽체(3')로도 시공될 수 있는 것이며, 필요시 연약지반층의 지내력 보강을 위하여 굴착부에 기초말뚝(155)을 별도로 시설할 수도 있는 것이다.
벽체측
굴착 및
내벽체
, 하부슬래브 시설단계(S70)
도 8에서 보듯이 상부슬래브(2) 좌ㆍ우를 받치는 동바리(153)를 철거하고 하부슬래브(5) 면까지 터파기를 하여 기둥(3)부 하부슬래브(5)에서 이어지는 방수시트를 연결하고 하부슬래브(5)를 시설하며, 가벽(6)의 외측기초강관(104)을 넘어서 가벽(6)부 내측에 파여진 홈에 시트방수가 끼워지도록 시설하여 가벽(6) 외측에서 외측기초강관(104) 하단으로 유입된 지하수가 내벽체(4)로 유입될 수 없도록 조치하고, 가벽(6) 내측에 내벽체(4)를 설치하여 도 8을 완성한다.
이러한 내벽체(4)를 시설하는 데에는 2가지 방법이 있는데, 도 36에서 보듯이 우선 사보강재(125)를 시설한 상태에서 내벽체(4) 철근조립을 하되 1차시공(4')시 가기둥(9)이 묻히도록 콘크리트를 타설하여 양생 후 상부슬래브(2)를 지지토록 하고 턴버클(134)과 굵은철근(150)을 철거한 후 2차시공(4")을 하는 방법1과, 다음으로 1차시공시 상부슬래브 하면까지 사보강재가 묻히도록 콘크리트를 타설하고 양생 후 굵은철근(150)을 절단하여 마무리를 하는 방법2로 구분지어 시공될 수 있을 것이다.
이렇게 하는 것은 내벽체(4) 시공을 용이롭게 하기 위함이며 시공중 가벽(6)의 횡변위 및 상부슬래브(2) 처짐등을 안전하게 제어할 수 있는 기법이기 때문인 것이다.
한편, 내벽체(4) 및 하부슬래브(5)는 세그먼트 상부슬래브(2)에 맞추어 분리하는 신축조인트 시공을 하여 하나의 세그먼트 Box구조를 이루도록 하므로 온도에 대한 팽창과 수축에 대비하여야 하는데, 상부슬래브(2) 및 내벽체(4)의 세그먼트 간에는 차수 및 도수시설을 겸하여 사용하므로 물 유입에 대비하여야 할 것이다.
조인트 방수 및 내부시설의 마무리단계(S80)
S70 단계까지 종료된 후에는 하부슬래브(5)의 세그먼트 간에는 집수정으로 유출될 수 있는 도수로를 설치하고 차량등에 의한 충격하중으로 인하여 도수로 시설이 손상되지 않도록 충격 흡수장치를 함께 도입하여야 할 것이다.
이후, 타 개착구조물과의 연결시공을 위하여 다웰바 등을 설치하여 이에 대비하여야 할 것이고, 남겨진 강관(106) 내부를 밀크로 충진하여 변형 및 지반침하가 발생되지 않도록 하며, 전기배관, 보도블럭, 그레이팅, 아스콘포장, 라인마킹등 공사를 마무리하는 공정을 하므로 모든 공사가 종료되는 것이다.
발진기지와 도달기지 및 반력대 설치단계(S10)
수평부 강(각)관 추진과 데크강 설치, 가벽 및 임시벽부 기초강관 또는 벽체중간 수직부 강(각)관 및 기초강관 추진단계(S20)
가벽 및 임시벽부 내부 굴착 및 수직데크강 설치와 기초강관 하부에 지반보강 및 마이크로파일 시설과 가벽 및 임시벽을 설치 또는 2단 수직부 내부굴착 및 수직데크강 설치와 벽체중간 수직부강(각)관 내 지지철물설치와 필요시 기초강관 하부에 지반보강을 하는 단계(S30)와,
세그먼트 상부슬래브와 강판슈 제작 및 압입, 굴착과 상부슬래브의 견인 및 추진 또는 선도부에 강판슈가 제작되어 부착된 세그먼트 Potal라멘구조 및 Box라멘구조의 견인 및 추진단계(S40)
가벽부와 상부슬래브 간 사보강재 설치와 가벽부 하단의 추가 지반보강 단계(S50)와
상부슬래브에 지보공 설치와 중앙부 토공, 중앙 기둥 및 벽체 시설단계(S60)
벽체측 굴착 및 내벽체, 하부슬래브 시설단계(S70)
조인트방수 및 내부시설의 마무리단계(S80)로 구성하는 공정의 흐름과정이다.
1; 터널 2; 상부슬래브
3; 중앙기둥 3'; 중앙벽체
4; 내벽체 4'; 내벽체 1차시공 4"; 내벽체 2차시공
5; 하부슬래브 6; 가벽
6a; 철근조립시설물 7; 임시벽
8; PC강연선 9; 가기둥
10; Potal라멘구조 11; Box라멘구조
S; 소켓 BN; 볼트너트
UJ; 유압잭 JJ; 중압잭
H,H5; 천공(구멍) H1,H2; 천공
H3,H4; 개구(부)
R; 잭반력대 P; 수직력
t1; 상부슬래브 상측라인 t2,t3; 상부슬래브 하측라인
t4; 토공라인
㉠; 상부슬래브 추진시 굴착범위 ㉡; 1차굴착 범위
㉢; 2차굴착 범위 ㉣; 3차굴착 범위
㉤; 4차굴착 범위
S-방식; 강판슈 설비방식 J-방식; 유압잭 설비방식
101; 내측수평부강관 102; 외측수평부강관
103; 내측기초강관
104; 외측기초강관 104a; 수직부강관
105; 해체될 강관피스 105'; 해체될 각관피스
106; 남겨질 강관피스 106';남겨질 각관피스
107; 밀고갈 강관피스 107'; 밀고갈 각관피스
108; T밀대강 109; 강판슈
110; 수평데크강 111; 지반보강
112; 마이크로파일 113; 레일
114; 귀때기강 115,115a,115b,115c; L형강
116; ㄷ형강 117; 기성각관
118a; 상미끄럼강 118b; 하미끄럼강 118c; 측미끄럼강
119; 속관 120; 홈
121; H밀대강 122; 보강판
123; 커버강 124; L자강
125; 사보강재 126; L강
127; 고정쇠 128; 브레이싱
129; 제작각관 130; 활지지대
131: 방토강 132; 브라켓
133; 앵커볼트 134; 턴버클
135; 원형철근 136; 수직데크강
137; 편절강1 138; 편절강2
139; 연결강 140; 지지강
141; 편개소강관 142; 회전소강관
143; 고리 144; 정착구
145; 밀대강 146: T형강
147; 지지스티프강 148; 마구리강
149; 보강판 150; 굵은철근
151; 소구경강관 152; 추가지반보강
153; 동바리 154; 사지보공
155; 기초말뚝 156; 버팀대
157; 반력대 158; 발진기지
159; 도달기지 160; 지지철물
161; 와이어 162; H종강
163; H횡강 164; 스터드
165; 스타프너 166; 수직강
167; 지지강 168; 쇼크리트
Claims (31)
- 발진기지와 도달기지 및 반력대를 설치하고, 터널공사가 이루어지는 위치에 다수 개의 강(각)관과 데크강을 형성한 후, 이들의 일부를 해체하거나 밀어내고 그 위치에 터널 구조물을 설치하는 비개착식 터널공사 시공방법에 있어서,
수평부강(각)관 추진과 데크강 설치, 가벽 및 임시벽부 기초강관 또는 벽체중간 수직부강관 및 기초강관 추진단계:
가벽 및 임시벽부 내부굴착 및 수직데크강 설치와 기초강관 하부에 지반보강 및 마이크로파일 시설과 가벽 및 임시벽을 설치 또는 2단 수직부 내부굴착 및 수직데크강 설치와 벽체중간 수직부강관내 지지철물설치와 필요시 기초강관 하부에 지반보강을 하는 단계;
세그먼트 상부슬래브와 강판슈 제작 및 압입, 굴착과 상부슬래브의 견인 및 추진 또는 선도부에 강판슈가 제작되어 부착된 세그먼트 Potal라멘구조 및 Box라멘구조의 견인 및 추진단계;
가벽부와 상부슬래브 간 사보강재 설치와 가벽부 하단의 추가 지반보강 단계와 상부슬래브에 지보공 설치와 중앙부 토공, 중앙기둥 및 벽체 시설단계와 벽체측 굴착 및 내벽체, 하부슬래브 시설단계와 조인트방수 및 내부시설의 마무리단계;로 진행되는 것을 특징으로 하는 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법
- 제 1 항에 있어서,
터널의 상부측으로 수평부강(각)관(101,102,117,129)과 가벽(6)과 임시벽(7)을 위한 기초강관(103,104)을 전 길이에 걸쳐 압입 추진하되, 분할되지 않은 강(각)관 단면형상을 이용하거나, 수평부강(각)관(101,102,117,129)에서 분할되는 강(각)관 단면형상을 이용하는 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법
- 제 2 항에 있어서,
터널의 상부측으로 추진되는 분할되지 않은 수평부강관(101,102)에 있어서, 강관 하측 내부에 L강(126)을 꼭지점이 위로 가도록 가로로 설치하고, 접속되는 위치의 강관 외면을 절단하며, 수평부강관(101,102)의 상면이 편평한 구조가 되도록 강판을 다각형의 형상으로 절곡한 귀때기강(114)을 제작하여 상측 좌·우에 고정시키고, 그 외측으로 상미끄럼강(118a)을 도포하여 강관의 상측 좌·우에 일정간격으로 뚫은 구멍(H1)을 통하여 귀때기강(114)과 상미끄럼강(118a)을 구속시키기 위하여 볼트너트(BN)로 결속하되, 상미끄럼강(118a) 양 연단에는 L형강(115)을 설치하여 수평데크강(110)이 안착될 수 있는 조건을 구성하고, 강관의 하측 절단면 좌·우 양측에는 L자강(124)을 설치하되 그 외측으로 하미끄럼강(118")을 배치하여 역시 L자강(124)과 하미끄럼강(118b)을 구속시키기 위하여 볼트너트(BN)로 결속하며 하미끄럼강(118") 양 연단에 토립자 유입을 방지하기 위하여 L형강(115)을 배치하는 구성을 이루고 있는 강관의 추진은 수평부강관(101,102) 간 사이가 일정거리 이격되는 격간배치 또는 측부 중앙에 ㄷ형강(116)을 암수로 설치하여 가이더가 될 수 있도록 하고 연접되는 병렬배치로 추진하는, 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법
- 제 2 항에 있어서,
터널의 상부측으로 수평부 기성각관(117) 상·하면에 미끄럼강(118',118")을 부착하되 종방향 결속은 후 추진 기성각관(117) 내부에서 돌출되도록 속관(119)을 설치한 상태에서 선 추진 기성각관(117) 후미에 끼워 넣고 볼트너트(BN)로 결속하는 연결구성을 이루도록 하고 있으며, 미끄럼강(118',118")은 상호 용접을 하므로 연결상태를 유지토록 하되 하측 좌·우측에는 L형강(115)을 배치하여 토립자가 유입되지 않도록 하고 있으며, 상측에는 기성각관(117) 시점부에서만 볼트너트(BN) 결속과 용접 결속의 2중 체결 구성을 하고, 기성각관(117)간 사이에는 상미끄럼강(118') 편측에 커버강(123)을 배치하여 토립자가 절단되는 구성을 이루고, 측부 중앙에 ㄷ형강(116)을 배치하여 연접 추진할 수 있는 조건을 구비하고 있는, 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법
- 제 2 항에 있어서,
터널의 상부측으로 수평부강관(101,102)이 상부슬래브(2)의 상·하측 라인(t1,t2)과 만나는 4곳의 위치를 절단하여 밀고갈 강관피스(107)인 측부 절단면 양단에는 L형강(115a)을 부착하고 이 L형강(115a)과 상부 절단면인 남겨질 강관피스(106) 및 하부 절단면인 해체될 강관피스(105)를 볼트너트(BN)로 결속시킨 상태의 수평부강관(101,102)을 전방으로 추진하되, 추진은 수평부강관(101,102) 간 사이가 일정거리 이격되는 격간배치 또는 측부 중앙에 ㄷ형강(116)을 암수로 설치하여 가이더가 될 수 있도록 하고 연접되는 병렬배치로 추진하는, 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법
- 제 2 항에 있어서,
터널의 상부측으로 상부슬래브(2)의 상측라인(t1)과 만나는 강관의 2곳 위치를 절단하여 여기에 T밀대강(108)을 설치하고 남겨질 강관피스(106)인 상부 강관피스 절단면과 해체될 강관피스(105)인 하부 강관피스 절단면을 T밀대강(108) 플랜지와 볼트너트(BN)를 이용하여 결속한 상태의 수평부강관(101,102)을 전방으로 추진하되, 추진은 수평부강관(101,102)간 사이가 일정거리 이격되는 격간배치 또는 측부 중앙에 ㄷ형강(116)을 암수로 설치하여 가이더가 될 수 있도록 하고 연접되는 병렬배치로 추진하는, 소수의 강관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법
- 제 5 항,제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
원형강관을 절단시 곡면이 훼손될 것에 대비하여 절단면 강관 내측 양단 오목부에 수개의 고정쇠(127) 또는 턴버클(134)을 고정 배치하여 절단시 곡면이 펴지지 않고 유지될 수 있도록 잡아주고 절단하는, 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법
- 제 2 항에 있어서,
터널의 상부측으로 상부슬래브(2) 두께가 각관의 규격보다 작은 경우에는 수평부 제작각관(129)으로서 남겨질 각관피스(106')인 상부 절단면과 해체될 각관피스(105')인 하부 절단면을 밀고갈 각관피스(107')인 측부 상·하측에 부착한 L형강(115b)과 볼트너트(BN)로 결속한 상태의 제작각관(129)에 대하여 외력에의한 변형 방지용 보강으로 남겨질 각관피스(106')와 해체될 각관피스(105') 각각에 2개소의 L형강(115)을 용접하고 여기에 곡면으로 휘어지고 턴버클(134)로 묶여진 활지지대(130)의 양단이 지지토록 하는데, 상기의 활지지대는(130)는 밀고갈 각관피스(107') 중앙부에 위치한 지지강(167)에 볼트너트(BN)로 결속하여 불연속적으로 일정간격 이격되게 설치하며, 이러한 제작각관(129)의 추진은 제작각관(129) 간 사이가 일정거리 이격되는 격간배치 또는 측부 중앙에 ㄷ형강(116)을 암수로 설치하여 가이더가 될 수 있도록 하고 각관 상면에는 커버강(123)을 이용하여 중첩시키면서 연접되는 병렬배치로 추진하는, 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법
- 제 8 항에 있어서,
터널의 상부측으로 상부슬래브(2) 두께가 각관의 규격보다 큰 경우에는 수평부 제작각관(129) 상측 연결부의 L형강(115a)을 T밀대강(108)으로 대체하고 남겨질 각관피스(106')인 상부 각관피스 절단면과 해체될 각관피스(105')인 하부 각관피스 절단면을 T밀대강 플랜지와 볼트너트(BN)로 구속시킨 후 추진하되, 제작각관(129)의 추진은 제작각관(129) 간 사이가 일정거리 이격되는 격간배치 또는 측부 중앙에 ㄷ형강(116)을 암수로 설치하여 가이더가 될 수 있도록 하고 각관상면에는 커버강(123)을 이용하여 중첩시키면서 연접되는 병렬배치로 추진하는, 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법
- 제 2 항에 있어서,
터널의 상부측으로 상·하미끄럼강(118',118")이 없는 6∼10m 단변의 수평부강(각)관(101)을 연접되도록 추진하되, 강관 또는 각관의 후미 상측에 방토강(131)을 내어 설치하고 상부슬래브(2) 선단에 고정 정착된 강판슈(109)가 방토강(131) 하면에서 방토강(131)을 받치도록 하고, 수평부강(각)관(101) 후미 하면에 뚫은 개구부(H4)를 통하여 배토와 작업 인부들이 진출입할 수 있도록 구성한 상태의 수평부강(각)관(101) 후미 H밀대강(121)에 상부슬래브(2) 선단에 설치된 중압잭(JJ)의 스트로크가 접속되도록 하여 밀어 수평부강(각)관(101)을 전방으로 추진시키고 추진된 자리에 상부슬래브(2)가 견인되게 하는, 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법
- 제 3 항,제 5 항,제 8 항,제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
터널의 상부측으로 수평부강(각)관(101,102,129)을 일정간격 이격된 격간추진을 할 때, 선 추진된 수평부강(각)관(101,102,129)과 후 추진하는 수평부강(각)관(101,102,129) 간 사이 이격부 굴착은 후 추진하는 수평부강(각)관(101,102,129)의 선도부 편측을 개구(H3)하여 전방으로 추진시 선 추진된 강(각)관과의 측면을 동시 굴착하여 수평데크강(110)을 설치하는, 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법
- 제 1 항에 있어서,
상기 가벽(6)부와 임시벽(7)부의 수직굴착을 위해서는 외측수평강(각)관(102,129)부 하측과 외측기초강관(104) 상측 절개면의 볼트너트(BN)를 풀어 하측의 해체될 강(각)관피스(105,105')와 외측기초강관(104) 상측의 해체될 강관피스(105,105')를 제거하여야 하는데, 제거시 강(각)관(102,104,129)의 변형을 방지하고 가벽의 철근조립시설물(6a)과와 임시벽(7) 추진을 위하여 이동식 턴버클(134)을 설치하는, 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법
- 제 217 항에 있어서,
터널의 상부측으로 수평부강관(101,102) 및 제작각관(129)을 격간으로 추진하고 벽체부 수직부강관(104a)과 외측기초강관(104)을 추진하며 격간부에 수직데크강(136)을 설치하여 Potal라멘구조(10) 형상을 이루는 구성을 하고 있는데,
상기 수직부강관(104a)은 수개정도를 격간으로 추진하되, 아래방향으로 무게가 작용되지 않도록 4곳에 L자강(124)이 부착된 수직부강관(104a)의 경우는 수직데크강(136)에 회전소강관(142)을 설치하고 여기에 와이어를 걸어 수직부강관(104a)을 상·하에서 잡아주고 받쳐주는 방식으로 지탱토록 하고 있으며, 4곳의 위치를 절단하였다가 다시 결합한 수직부강관(104a)의 경우는 지중에 남겨질 강관피스(106)인 측부피스 양측에 수개의 지지철물(160)을 설치하는 방식으로 지탱토록 하는, 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법
- 제 13 항에 있어서,
수직부강관(104a)의 형상은 수직부에 배치되는 강관으로서 좌·우측면에서 흙과 접하므로 강관의 좌·우측면 4곳에 L자강(124)을 부착하고, 그 외측에 측미끄럼강(118c)을 시설하며, 양단에 L형강(115)을 설치하여 토립자가 유입되지 못하도록 하고, 측미끄럼강(118c) 양단에도 L형강(115)을 설치하여 수직데크강(136)이 안착될 수 있는 조건을 갖추고 있는 형상이거나, 벽체 규격에 맞는 4곳의 위치를 절단하였다가 다시 결합한 형상을 선택적으로 채택할 수 있는, 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법
- 제 1 항에 있어서,
Potal라멘구조(10)의 벽체가 지지되고 이동되어야 할 외측기초강관(104)에는 최하단에 H종강(162)을 배치하여 강관과 용접 구속하고 그 위로 H횡강(163)을 배치하여 H종강(162)과 볼트너트(BN)로 체결하며, H횡강(163) 간에는 철근을 수개소 용접하여 비틀림이 발생되지 않도록 한 후 그 상면에 볼록(凸) ㄷ형강(116)을 배치하여 Potal라멘구조(10)의 요(凹)홈에 내입시켜 Potal라멘구조(10)의 전방 추진을 용이하게 하는, 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법
- 제 14 항에 있어서,
수평 및 수직데크강(110,136) 설치에 있어서 분절방식은 2분절된 아치형으로 곡률을 이룬 상호 편절강1(137)과 편절강2(138)를 편절강1(137) 내측에 설치한 힌지에 편절강2(138)를 접속시키는 방식으로 구성되고 있는데, 구체적으로 힌지로 사용되는 지지강(140)은 편절강2(138)의 지지대로서의 역할을 하여 상부하중에 견딜수 있도록 구성되는 방식1과, 편개소강관(141)은 편절강1(138)의 편측 연단이 편개부 내로 내입되는 구성을 이루고 있는 방식2와, 회전소강관(142)은 편절강1(137) 내측에 편개소강관(141)을 설치하고 편절강2(138) 연단부에 설치한 소강관을 편개소강관(141) 내로 내입하여 회전이 될 수 있는 구성을 이루는 방식3으로 구성되고 있는 방식중 택일하여 내·외측수평부강관(101,129) 간 사이 및 외측수평부강(각)관(102,129)과 외측기초강관(104) 사이에 설치하는, 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법
- 제 14 항에 있어서,
수평 및 수직데크강(110,136)에 있어서 가압방식은 일정한 길이의 편평한 강판을 제작하고 양단 내측으로 고리(143)를 설치하여 중앙부에 수직력(P)을 가하면 처음의 편평한 형상에서 포물선형으로 형상이 변형되고 강판의 길이가 작아지면서 포물선 형상의 곡률반경이 작아지도록 한 후 양측 고리(143)에 턴버클(134)을 걸어 작아진 곡률이 유지되도록 긴장시킨 후 굴착된 면의 내·외측수평부강관(101,129) 간 사이 및 외측수평부강(각)관(102,129)과 외측기초강관(104) 사이 절개부에 설치된 L형강(115,115a)에 대고 턴버클(134)을 풀어 작아진 곡률에서 큰 곡률로 변화시킨 포물선형으로 변형되도록 하여 탄성면이 이루어지도록 하는 방식으로 구성되고 있는, 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법
- 제 16 항,제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
수평데크강(110)과 수직데크강(136) 설치시 발생된 여굴을 충진하기 위하여 수평데크강(110)과 수직데크강(136) 면에 수개의 구멍(H5)을 내어 시멘트 풀을 충진하여 지반을 밀실히 하는, 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법
- 제 1 항에 있어서,
가벽(6) 구조체 조성에는 철근조립시설물(6a)과 수직데크강(136)이 묶여지도록 하고 내벽체(4)측으로 거푸집을 설치한 후 현장타설의 방법으로 시공을 하여 건조하는데, 가벽(6)과 상부슬래브(2)의 결합구조에 있어서 가벽(6)상면에는 요(凹)홈을 두고 상부슬래브(2) 단부 하면에는 철(凸)홈을 두되 이를 ㄷ형강(116)으로 설비하여 상호 맞물리도록 한 힌지구조를 이루도록 하여 상부하중과 토압력에 의한 모멘트가 발생치 않도록 하는, 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법
- 제 1 항에 있어서,
임시벽(7)에는 강재를 조립식으로 제작하여 벽체를 구성하여 상부슬래브(2)를 받치는 역할을 하도록 하고 있으며, 임시벽(7) 상측에는 수직강(166)에 H종강(162)을 연결하고 수직강(166) 간에는 브레이싱을 하여 견고성이 유지되도록 하고, H종강(162)에는 플렌지가 변형되지 않도록 스티프너(165)를 대는 구성을 이루고 있는, 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법
- 제 6 항에 있어서,
수평부강(각)관(101,102,117,129) 자리에 상부슬래브(2)를 설치하는 공사1방식인 HS(Head Shoe)방식에 있어서, 상부슬래브(2) 전면에 이동식 강판슈(109)를 제작 설치하고 수평부강(각)관(101,102,117,129)을 상·하의 남겨질 강관피스(106)와 해체될 강관피스(105)로 분할하고 있는 T밀대강(108)을 강판슈(109)로 추진하여 전방으로 충분히 압입시킨 후 남겨질 강관피스(106)는 지중에 매몰시키고 해체될 강관피스(105) 하 일정한 높이의 내부굴착을 하여, 해체될 강관피스(105)를 제거하여 생겨진 공간으로 상부슬래브(2)를 견인 및 추진하는, 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법
- 제 10 항에 있어서,
상기 수평부강(각)관(101,102,117,129)은 종방향 연결부에 있어서 밀대강(108) 상측의 남겨질 강관피스(106)의 연결은 6∼10m 기성강(각)관의 길이를 적용하여 용접으로 연결토록 하고, 밀대강(108) 하측의 해체될 강관피스(105)의 연결은 2∼3m의 단관으로 적용하되 속관(119)을 이용하여 볼트너트(BN)로 연결토록 하므로 강판슈(109)의 제작길이를 짧게 구성할 수 있으며, 해체될 강관피스(105)의 회수를 용이할 수 있도록 하는, 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법
- 제 21 항에 있어서,
강판슈(109)가 전방으로 이동과 후방으로의 이동이 자유로울 수 있도록 상부슬래브(2) 상단라인(t1)측에 T형강(146)을 설비하고 강판슈(109)가 상기 T형강(146)의 복부에 끼워지며 플렌지에 의하여 들뜨지 못하도록 하므로 손쉽게 전·후로 이동할 수 있도록 하고 있으며, 상기 강판슈(109)를 지지하는 지지스티프강(147)은 길이가 긴 관계로 좌굴의 위험성이 있어 강판슈(109)와 접속되는 면에 L형강(115a)으로 지지스티프강(147)을 감싸도록 하고 볼트너트(BN)로 결속하여 좌굴 발생을 방지하는, 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법
- 제 3 항,제 4 항,제 5 항,제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
수평부강(각)관(101,102,117,129) 자리에 상부슬래브(2)를 설치하는 공사2방식인 HJ(Head Jack)방식에 있어서, 선 추진된 수평부강(각)관(101,102,117,129) 후미부에 내입되어 설치된 H밀대강(121)을 설치하고 보강판(122)을 대어 추진력에 의한 측부손상이 발생되지 않도록 하고 상부슬래브(2) 선단에 설치한 중압잭(JJ)에 의하여 수평부강(각)관(101,102,117,129)을 밀어내며 뒤에 남겨진 공간으로 상부슬래브(2)가 견인 및 추진되면서 내부굴착을 겸하는, 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법
- 제 2 항에 있어서,
상부슬래브(2)를 설치하는 공사3방식인 TJ(Tail Jack)방식에 있어서, 수평부강관(101,102) 후미부에 중압잭(JJ)을 설치하고 상부슬래브(2)를 반력대(157)로 하여 자주식으로 수평부강관(101,102)이 전방으로 전진하게 되고 뒤에 남겨진 공간으로 상부슬래브(2)가 견인 및 추진되면서 내부굴착을 겸하는, 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법
- 제 24 항에 있어서,
수평부강(각)관(101,102,117,129) 자리에 상부슬래브(2)를 설치하는 공사4방식인 SS(Short Sreelpipe)방식에 있어서, 외측수평부강(각)관(102)과 가벽(6)과 임시벽(7)을 위한 기초강관(103, 104)은 전길이에 걸쳐 압입 추진하고 내측수평부강(각)관(101,117,129)을 6∼10m 단관으로 이용하여 상부슬래브(2)가 반력대(157)로 작용하고 상부슬래브(2) 선도부에 설비한 중압잭(JJ)과 강관에 설치된 H밀대강(121)에 의하여 강관을 전방으로 추진하고 남은 빈 공간에 상부슬래브(2)를 추진하는 교번 추진방식으로 비 개착구간 전 길이에 걸쳐 상부슬래브(2)를 시설하는, 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법
- 제 23 항, 제 24 항, 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
Potal라멘구조(10)를 설치하는 공사5방식에 있어서, 가벽(6)과 임시벽(7)을 위한 기초강관(103,104) 대신에 수평부강관(101,102) 및 수평데크강(110)과 더불어 측벽부에 수직부강관(104a)과 수직데크강(136)을 수개정도 격간으로 추진 및 설치한 후 강관후미에 중압잭(JJ)을 설치하거나 라멘구조 세그먼트 선도부에 중압잭(JJ)을 설치하여 수평(101,102) 및 수직강관(104a)을 전방으로 밀어내면서 Potal라멘구조(10)가 견인 및 추진되도록 하는, 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법
- 제 1 항에 있어서,
암반지반에서 수직부강관(104a)없이 수평부 제작각관(129) 만을 연접하여 추진한 상태를 BOX라멘구조(11)를 설치하여 견인 및 추진하는 공사6방식에 있어서 상기 수평부 제작각관(129)의 후미에 홈(120)을 내고 H밀대강(145)를 내입한 상태에서 BOX라멘구조(11)의 상부슬래브(2)부에 설치한 중압잭(JJ)에 의하여 수평부각관(129)을 밀어내면서 Box라멘구조(11)를 견인 및 추진하는, 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법
- 제 1 항에 있어서,
상기 상부슬래브(2) 및 Potal라멘구조(10) 또는 Box라멘구조(11)는 상측라인(t1)을 방수재로 도포하고 있으며 남겨질 강관피스(106)와 접속되는 부분만 L형강(115)으로 보강하여 방수재를 보호하고 있는데, 콘크리트 타설시에는 구체방수제를 혼화시켜 건조하는 이중의 방수막을 구현하므로 내구성이 유지될 수 있도록 하는, 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법
- 제 1 항에 있어서,
상부슬래브(2)와 가벽(6)의 활절접합에 따른 보강을 함에 있어서, 사보강재(125)를 이용하여 상부슬래브(2)와 가벽(6)을 버팀하여야 할 것인데, 내벽체(4) 시설시 철근배열 시공에 지장이 되지 않도록 하고 가벽(6) 및 상부슬래브(2) 제작시 사전에 소구경강관(151)을 매입토록 하는데,
소구경강관(151)간 사이를 굵은철근(150)과 턴버클(134)로 지지토록 하며, 우각부를 굴착하여 사방향으로 추가지반보강(152)을 하므로 기초뿐만 아니라 내벽체 시공을 위한 굴착시 외벽부가 무너지지 않도록 숏크리트(168)를 타설하는, 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법
- 제 1 항에 있어서,
구조물에 중앙기둥(3)이 있을 경우 동바리(153)를 설치하여 상부슬래브(2)를 받쳐주도록 하며 중앙부를 굴착하여 중앙기둥(3)과 상ㆍ하부 거더 및 중앙 하부슬래브(5)를 현장타설의 방법으로 설치하는데, 중앙기둥(3)은 기둥에 한정되지 않고 벽체(3')로도 시공될 수 있고, 필요시 연약지반층의 지내력 보강을 위하여 굴착부에 기초말뚝(155)을 시설할 수있는 것이며,
이어서, 하부슬래브(5)를 시설하며, 가벽(6)의 외측기초강관(104) 를 넘어서 가벽(6)부 내측에 파여진 홈에 시트방수가 끼워지도록 시설하여 가벽(6) 외측에서 외측기초강관(104) 하단으로 유입된 지하수가 내벽체(4)로 유입될 수 없도록 조치하고, 가벽(6) 내측에 내벽체(4)를 시설하는데 있어서 2가지 방법을 사용할 수 있으며, 우선 사보강재(125)를 시설한 상태에서 내벽체(4) 철근조립을 하되 1차시공(4')시 가기둥(9)이 묻히도록 콘크리트를 타설하여 양생 후 상부슬래브(2)를 지지토록 하고 턴버클(134)과 굵은철근(150)을 철거한 후 2차시공(4")을 하는 방법1과, 다음으로 1차시공시 상부슬래브 하면까지 사보강재가 묻히도록 콘크리트를 타설하고 양생 후 굵은철근(150)을 절단하여 마무리를 하는 방법2로 구분지어 시공되도록 하는, 소수의 강(각)관과 데크강에 의한 비개착 터널 시공방법
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| CN113602969A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-11-05 | 中国葛洲坝集团三峡建设工程有限公司 | 一种大型流道钢衬多管节连续吊装方法 |
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