KR20190110880A - 파형강판을 이용한 터널구조 및 이의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파형강판을 이용한 터널구조 및 이의 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시공 중 및 시공 후 파형강판 구조물의 변형을 방지할 수 있는 파형강판을 이용한 터널구조 및 이의 시공방법에 관한 것이다.
본 발명의 파형강판을 이용한 터널 구조와 이의 시공방법은 시공 중 제1보강수단에 의해 아치형 구조물의 변형을 방지하며, 시공이 완료되어 제1보강수단이 제거된 후에도 제2보강수단에 의해 제1 또는 제2로프부재의 길이방향에 연장선상으로 지지력이 제공되므로 토압에 의한 변형을 지속적으로 방지할 수 있어 내하력을 유지할 수 있다.

Description

파형강판을 이용한 터널구조 및 이의 시공방법{The tunnel structure using corrugated multi plate and the construction method using the same}

본 발명은 파형강판을 이용한 터널구조 및 이의 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시공 중 및 시공 후 파형강판 구조물의 변형을 방지할 수 있는 파형강판을 이용한 터널구조 및 이의 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 상대적으로 큰 하중을 받지 않은 아치형 교량, 터널, 통수로 암거 등을 콘크리트 구조물을 이용하여 제조하는 경우 거푸집, 배근, 콘크리트 타설 등 많은 작업공수가 소요되고 시공기간이 길어진다. 이러한 점을 감안하여 현장에서 콘트리트 타설 공법을 배제하고, 파형강판을 이용한 터널의 라이닝 시공방법과, 브릿지 플레이트 시공방법이 제안되었다.

대한 민국 공개 특허 제 2004-034292호에는 브릿지 플레이트 시공방법의 일예로서 파형강판을 이중공법으로 시공한 터널구조가 개시되어 있다.

개시된 터널구조는 기초 콘크리트 구조물과 연계하여 파형강판을 이용한 아치형 파형강판 구조물을 이중으로 설치하고, 상부를 뒷채움하고 내측면을 옹벽처리한 구조가 개시되어 있다.

그리고 등록 특허 제 0407760호에는 파형강판을 이용한 통수로 암거 시공방법 및 그 구조가 개시되어 있다. 이 암거 시공 방법은 옹벽 기초 터파기 시공단계와, 철근 콘크리트 기초면 시공단계와, 측면을 옹벽처리하여 내부를 높이도록 기초면에서 소정의 높이로 철근 콘크리트 구조물 시공단계와, 벽체 구조물의 상단면에 아연도금 강판에 골을 갖는 파형강판을 반원형으로 조립하여 아치의 역학적 구조를 최대한 활용한 파형강판 조립시공단계와, 파형강판 구조물의 입, 출구부에 철근 콘크리트 날개벽 시공단계와, 파형강판 상부면을 흙으로 뒷채움하는 단계를 구비한다.

그리고 등록 실용신안 제 0296004호에는 다중 파형강관 구조물 교량이 개시되어 있다. 개시된 교량은 다수의 파형강판을 조립하여 하방이 개방된 반원통형의 파형강판 구조물을 하천의 바닥에 일정간격으로 다수 개 시공하고, 상기 다수의 파형강판 구조물의 위에 토사를 다지며, 상기 토사의 위에 도로를 포장한 구조를 가진다.

상술한 바와 같은 실시예에 있어서, 파형강판을 이용하여 아치형으로 제조된 구조물을 덮는 토사의 뒷채움 과정에서 구조물의 양측이 동시에 균일한 토압을 받도록 복토하지 않은 경우 토압의 불균일로 인하여 구조물이 변형되는 문제점이 있다.

특히 아치형의 구조물의 경우 각 부위에서 균일한 토압을 받을 때에 구조물이 구조적 강도를 높일 수 있는데, 상기와 같이 구조물이 찌그러지는 경우 상대적으로 구조물의 강도가 약화된다.

그리고 파형강판으로 이루어진 구조물에 균일한 토압을 받도록 복토하기 위해서는 작업이 번거롭고 많은 작업공수가 소요된다.

대한민국 등록특허공보 제10-0641355호에는 외압에 의한 변형을 방지하기 위하여 파형강판 터널 구조의 양단에 콘크리트 격벽설치하며 와이어와 턴버클을 이용하여 양측의 격벽을 상호 연결하고 있으나 격벽 사이의 파형강판에 수직방향으로 전달되는 외압에는 취약한 단점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-0641355호 : 파형강판 구조물의 시공방법

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 뒷채움을 위한 복토 작업의 시공성을 향상 시킬 수 있으며 시공 완료 후 파형강판 터널구조의 구조적 강도를 유지할 수 있는 파형강판을 이용한 터널구조 및 이의 시공방법을 제공하고자 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 파형강판을 이용한 터널구조 시공방법은 기초 터파기 시공단계와; 상기 기초 터파기가 완성된 영역에 기부들을 가지는 베이스면을 시공하는 베이스면 시공단계와; 상기 각 기부로부터 파형강판들을 아치형 구조물로 조립하는 파형강판 조립단계와; 상기 아치형 구조물의 내부에 외압에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있도록, 상기 아치형구조물의 외주면에 상기 아치형 구조물의 길이방향으로 연장되는 다수의 보강찬넬을 원주방향으로 동일간격 이격되게 설치하고, 상기 기부와 적어도 하나의 보강찬넬을 제1로프부재로 연결하며, 하나의 상기 보강찬넬에 대해 적어도 다른 하나 이상의 보강찬넬을 제2로프부재로 연결하며, 각 상기 제1 또는 제2로프부재들에 설치된 턴버클을 이용하여 각 로프의 인장력을 조절하는 제1보강수단설치단계와; 상기 아치형 구조물의 측면과 상부측에 토사를 뒷채움하는 되메우기 단계를 포함하며, 상기 되메우기 단계는 상기 토사 뒷 채움 시 상기 아치형 구조물의 외측에 상기 제1 또는 제2로프부재의 길이방향에 나란하게 지지력이 제공하는 제2보강수단을 설치하는 제2보강수단설치단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2보강수단설치단계는 상기 제1 또는 제2로프부재와 연결된 상기 보강찬넬의 일측에 대응되는 타측에 형성된 제1고리부에 밴드의 일측을 연결하는 밴드연결단계와, 상기 밴드 연결 후 상기 제1 또는 제2로프부재의 길이방향의 연장선상으로 상기 보강찬넬을 지지하는 힘이 발생될 수 있도록 뒷 채움되는 토사 내로 상기 밴드의 타측이 상기 아치형구조물에 대해 멀어지도록 상기 밴드를 펼치는 밴드펼침단계를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제2보강수단설치단계는 상기 아치형구조물에 대해 이격되게 외측에 위치되게 뒷채움되는 토사 내에 설치되는 지지블록에 상기 밴드의 단부를 고정하는 밴드고정단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 파형강판을 이용한 터널구조는 다수의 파형강판들이 조립되어 이루어지는 아치형 구조물과; 상기 아치형구조물의 길이방향으로 상기 아치형구조물의 최하단부의 파형강판들을 지지하기 위한 지지찬넬이 설치된 기부들과; 상기 아치형구조물에 설치되어 외압에 의해 상기 아치형 구조물이 변형되는 것을 방지하는 제1 및 제2보강수단;을 구비하며, 상기 제1보강수단은 상기 아치형 구조물의 외주면에 길이 방향으로 설치되며 상기 아치구조물의 외주면을 따라 원주방향으로 동일간격 상호 이격되는 다수의 보강찬넬과, 상기 기부와 적어도 하나의 상기 보강찬넬을 연결하는 제 1로프부재와, 하나의 상기 보강찬넬에 대해 적어도 다른 하나 이상의 상기 보강찬넬을 연결하는 제 2로프부재와, 상기 각 제1 및 제2로프부재들에 설치되어 제1 및 제2로프부재들의 인장력을 조절하는 턴버클을 구비하고, 상기 제2보강수단은 상기 보강찬넬에 연결된 상기 제1로프부재 또는 제2로프부재에 대응되는 상기 보강찬넬의 외측 방향에 형성된 제1고리부와, 상기 제1고리부에 고정되며 상기 아치형 구조물에 대해 멀어지는 방향으로 연장되어 상기 제1 또는 제2로프부재의 길이방향의 연장선상으로 상기 보강찬넬을 지지하는 힘을 제공하는 밴드와, 상기 아치형 구조물에 대해 멀어지는 방향으로 연장된 상기 밴드의 단부를 고정하는 지지블록을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 밴드는 상기 제1고리부를 관통하여 중심측이 상기 고리부에 지지되고 양단부가 상기 로프의 길이방향에 연장선상에 대해 동일거리로 이격되게 상기 아치구조물에 대해 멀어지게 연장되며, 상기 제2보강수단은 상기 제1고리부에서 연장되는 상기 밴드의 양측이 함께 관통되게 내측에 중공이 형성되며 상기 밴드의 중심측이 상기 제1고리부에 고정될 수 있도록 상기 제1 또는 제2로프부재의 길이방향에 연장선상에 대해 동일거리로 이격되게 벌어지는 상기 밴드의 양측에 의해 상기 제1 고리부 측으로 가압되는 보조고정부재를 더 구비한다.

본 발명의 파형강판을 이용한 터널 구조와 이의 시공방법은 시공 중 제1보강수단에 의해 아치형 구조물의 변형을 방지하며, 시공이 완료되어 제1보강수단이 제거된 후에도 제2보강수단에 의해 제1 또는 제2로프부재의 길이방향에 연장선상으로 지지력이 제공되므로 토압에 의한 변형을 지속적으로 방지할 수 있어 내하력을 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 파형강판을 이용한 터널구조에 대한 일부 사시도이고,
도 2는 도 1의 파형강판을 이용한 터널구조에 대한 정면도이고,
도 3은 도 1의 제2보강수단에 대한 일부 사시도이고,
도 4는 도 1의 파형강판을 이용한 터널구조의 시공방법에 대한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시 예에 따른 파형강판 터널구조의 제2보강수단에 대한 일부 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 파형강판을 이용한 터널구조와 이의 시공방법을 더욱 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 파형강판을 이용한 터널구조(1)가 도시되어 있다. 본 발명의 제1 실시 예에 따른 파형강판을 이용한 터널구조(1)는 교량, 터널, 지하공동구, 암거 통수로 등에 적용될 수 있는 것으로, 상호 나란하게 연장되는 기부(11,12)들과, 기부(11,12)들의 상단에 각각 설치된 지지찬넬(13,14)에 지지되며 다수의 파형강판(21)들이 조립되어 이루어지는 아치형구조물(20)과, 아치형구조물(20)에 설치되어 외압에 의해 아치형구조물(20)이 변형되는 것을 방지하는 제1 및 제2보강수단을 구비한다.

다수의 파형강판(21)들은 하이텐션 볼트들에 의하여 상호 연결되는데, 아치형 구조물(20)의 형상에 따라 각각 소정의 곡율로 밴딩된 구조를 가진다. 아치형 구조물(20)을 이루는 파형강판(21)들은 코러게이트 형상을 가지나 이에 한정되지 않고 구조적 강도 및 구조물의 특성에 따라 다양한 형태로 이루어질 수 있다.

제1보강수단은 파형강판을 이용한 터널 구조(1) 시공완료 후, 설치 제거되는 것으로서, 파형강판을 이용한 터널 구조(1) 시공 중 아치형구조물(20)을 덮는 토압에 의해 아치형구조물(20)이 변형되는 것을 방지한다.

제1보강수단은 아치형구조물(20)의 외측, 즉, 토사(100)가 덮히는 측에 아치형구조물(20)의 길이방향으로 연장되며 아치형구조물(20)의 원주방향으로 동일 간격 이격되게 설치되는 다수의 보강찬넬(31)과, 기부(11,12)와 적어도 하나의 보강찬넬을 연결하는 제 1로프부재(33)와, 하나의 보강찬넬(31)과 적어도 다른 하나 이상의 보강찬넬(31)을 연결하는 제 2로프부재(35)와, 각 제1 및 제2로프(33,35)들에 설치되어 제1 및 제2로프부재(33,35)들의 인장력을 조절하는 턴버클(37)을 구비한다.

보강찬넬(31)은 개방된 측이 상방을 향하도록 아치형구조물의 외주면에 장착되며, 내측에 후술되는 제2보강수단의 밴드(53)가 결속되는 제1고리부(51)가 형성된다.

보강찬넬(31)은 아치형구조물(20)과 보강찬넬(31)을 관통하는 볼트(41)와, 아치형 구조물의 터널 공간(S)으로 연장된 볼트의 단부와 결합되는 너트(미도시)에 의해 아치형구조물(20)에 고정된다.

그리고, 제1보강수단은 보간찬넬(31)과 제1 및 제2로프부재(33,35)을 연결하기 위해 도 2 및 도3에 도시된 바와 같이, 아치형구조물(20)의 터널공간(S) 측에 제1 및 제2로프부재(33,35)와 연결을 위한 제2고리부(28)를 구비한다.

제2고리부(28)는 터널공간(S) 측에 위치하며 고리가 형성된 고리본체부(28a)와, 고리본체부(28a)에서 파형강판(21)을 관통하고 아치형구조물(20)에 접하는 보강찬넬(31)로 관통하여 너트(43) 결합하는 고리고정결합부(28b)를 구비한다.

도시된 바와 다르게, 보간찬넬(31)과 연결되는 제1 및 제2로프부재(33,35)는 아치형구조물(20)과 보강찬넬(31)을 결합하는 볼트(41)와 연결되게 적용될 수 있을 것이다.

다수의 보강찬넬(31)은 도 2를 참고하면, 아치형구조물(20)의 상단에 설치되는 상단보강찬넬(31a)과, 상단보강찬넬(31a)의 좌우측으로 상단보강찬넬(31a)에 대해 동일 간격 이격되는 좌측 및 우측보강찬넬(31b,31c)로 구분할 수 있다.

좌측 및 우측보강찬넬(31b,31c)은 상단보강찬넬(31a)을 향하는 각 일측이 아치형구조물(20)의 외주면에 이격되게 보조프레임(29)에 지지되어 각 제1고리부(51)가 제1로프부재(33)의 연장선산에 나란하도록 설치되는 것이 바람직하다.

보조프레임(29)은 아치형구조물(20)의 길이방향으로 연장되며 길이방향에 직교하는 방향의 일측에서 타측으로 갈수록 횡단면 폭이 감소하는 삼각형상의 단면을 갖도록 형성된다. 보조프레임(29)의 보강찬넬(31)과 접하는 면은 평면으로 형성되고, 보조프레임(29)의 아치형구조물(20)의 외주면에 접하는 면은 아치형구조물(20)의 호형곡률에 대응되는 곡면으로 형성된다.

하지만, 도시된 바와 다르게 보조프레임(29) 없이 좌측 및 우측 보강찬넬(31b,31c)은 아치형구조물(20)에 직접 접하게 설치될 수도 있을 것이다.

제2보강수단은 파형강판을 이용한 터널 구조 시공 완료 후 제1보강수단 제거 시에도 아치형구조물(20)에 가해지는 토압의 하중이 균일한게 분배될 수 있도록 아치형 구조물(20)을 지지하는 것으로서, 제1고리부(51)와, 밴드(53)와, 다수의 지지블록(55)과, 상판블록(58)을 구비한다.

제1고리부(51)는 보강찬넬(31)의 일측에 연결된 제1로프부재 또는 제2로프부재(33,35)에 대응되는 보강찬넬(31)의 타측에 형성된 것으로서, 도 3을 참고하면, 상방으로 개방된 내부공간의 저면에서 상방으로 돌출형성된다. 제1고리부(51)는 보강찬넬(31)의 길이방향으로 이격되어 다수 형성된다.

밴드(53)는 제1 또는 제2로프부재(33,35)의 길이방향의 연장선상으로 보강찬넬(31)을 지지하는 힘을 제공하는 것으로서, 제1고리부(51)에 고정되며 아치형 구조물(20)에 대해 멀어지는 방향으로 연장된다. 밴드(53)는 구부러짐이 가능한 소재로 형성되는데, 아치형 구조물에 지지력을 제공할 수 있도록 금속 소재나 고강도 합성수지가 적용될 수 있다.

도 3을 참고하면, 밴드(53)는 제1고리부(51)를 관통하여 중심측이 제1고리부(51)에 지지되고 양단부가 제1 또는 제2로프부재(33,35)의 길이방향에 나란한 연장선상에 대해 동일거리로 이격되게 상기 아치구조물에 대해 멀어지게 연장된다. 또는 밴드(53)는 도시된 바와 다르게 일측이 제1고리부(51)에 결속되고 타측이 제1 또는 제2로프부재(33,35)의 길이방향에 연장선상으로 연장되게 적용될 수도 있다.

지지블록(55)은 아치형 구조물을 덮는 토사 내에 설치되어 아치형 구조물(20)에 대해 멀어지는 방향으로 연장된 밴드(53)의 단부를 각각 고정한다.

다수의 지지블록(55)은 중심이 제1고리부(51)에 고정되고 아치형구조물(20)에 대해 멀어지는 방향으로 연장된 밴드(53)의 양측 단부에 각각 연결되어 제1 또는 제2로프부재(33,35)의 길이방향에 나란한 연장선상(a,b)에 대해 동일거리 이격되는 위치에 설치되는 것이 바람직하다.

지지블록(55)은 토사 내에 안정적으로 위치고정될 수 있도록 하부로 갈수록 직경이 확장되는 중량본체(56)와, 중량본체(56)의 측부에 아치형구조물(20) 방향으로 형성되어 밴드(53)와 연결되는 제3고리부(57)를 구비한다.

상판블록(58)은 아치형구조물(20)의 상방에 위치되게 토사의 상부측에 설치된 판상으로서 아치형구조물의 길이방향으로 연장되며 토사 내에 수평하게 매립된다. 상판블록(58)은 하면에 아치형구조물(20)에 대해 상방으로 연장된 밴드(53)의 단부를 고정하는 제4고리부(59)가 형성된다.

제3고리부(57) 또는 제4고리부(59)에 연결되는 밴드(53)의 단부에는 결속이 용이하도록 후크(hook)(미도시)가 적용되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 파형강판을 이용한 터널구조는 제2보강수단에 의해 제1보강수단이 제거되어도 토압에 대하여 각 부위에서 균일한 분배에 따른 내력을 가지므로 시공 후에도 큰 내하력을 유지할 수 있다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 파형강판을 이용한 터널구조의 시공방법은 도 4를 참고하면, 파형강판을 이용한 터널구조가 설치될 장소에 기초공사를 위하여 터파기 하는 터파 기 시공단계(S1)와; 기초 터파기가 완성된 영역에 콘크리트 철 구조물을 이하여 상호 평행한 기부(11)(12)들을 가지는 베이스 면을 시공하는 베이스면 시공단계(S2)와; 기부(11)(12)를 가지는 베이스면의 시공이 완료되면 각 기부(12)로부터 다수의 파형강판(21)들을 조립하여 아치형 구조물(20)을 형성하는 파형강판 조립단계(S3)과; 아치형 구조물(20)이 아치형 구조물에 가해지는 외압에 의해 변형되는 것을 방지하는 제1보강수단(30)을 설치하는 제1보강수단 설치단계(S4)를 수행한다.

베이스면 시공단계(S2)에서 기부(11)(12)의 상부에는 길이 방향으로 구조물의 최 하단부의 파형강판(21)들을 지지하기 위한 찬넬(13)(14)이 설치되는데, 이 찬넬(13)(14)은 콘크리트 구조물인 기부(11) (12)에 앙카볼트에 의해 지지되거나 기부(11)(12)에 매립될 수 있다. 아치형구조물(20) 최하단부의 파형강판(21)들을 지지하는 기부 (11)(12)는 상술한 실시 예에 의해 한정되지 않고, 아치형 구조물(20)의 단부를 지지할 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능 한 구조를 가질 수 있다.

제1보강수단설치단계(S4)는 파형강판 조립단계(S3) 또는 파형강판(21)의 조립으로 아치형 구조물(20)이 완성된 상태에서, 외압에 대한 상기 아치형 구조물(20)의 구조적 강도를 향상시키기 위한 제1보강수단(30)을 설치하는 단계이다.

제1보강수단 설치단계(S4)는 파형강판 구조물(20)의 외주면에 길이 방향으로 보강찬넬(31)들을 설치하는 보강찬넬 설치단계와, 파형강판 구조물(20)의 기부(11)(12)와 적어도 하나의 보강찬넬(31)을 제1로프부재(33)에 연결하는 제 1로 프부재 설치단계와, 하나의 보강찬넬(31)에 대해 다른 적어도 하나의 이상의 보강찬넬(31)을 제2로프부재(35)로 연결하는 제 2 로프부재 설치단계와, 각 제1 및 제2로프부재(33)(35)들에 설치된 턴버클(37,38)을 이용하여 각 제2로프부재(33)(35)의 인장력을 조절하는 인장력 조절단계를 포함한다.

보강찬넬 설치단계는 다수의 보강찬넬(31)을 아치구조물(20)의 길이방향에 나란하며 외주면에 동일 간격 원주방향으로 동일 간격 이격되게 설치하는 단계이다.

보강찬넬(31)은 아치형 구조물(20)의 길이 방향으로 설치되어, 보강찬넬(31)이 설치된 방향으로 각 파형강판(21)에 로프들의 균일한 인장력이 작용된다. 보강찬넬(31)에는 제1 및 제2로프부재(33)(35) 들의 단부를 연결하기 위해 파형강판을 관통하는 제2고리부(28) 또는 훅이 설치될 수 있다.

제1보강수단 설치단계는 보강찬넬 설치단계 전, 아치구조물(20)의 상단에서 길이방향에 직교하는 방향으로 동일 간격 이격된 위치에 횡단면이 직각삼각형상인 보조프레임(29)의 일면이 기부(13,14)의 제2고리부(28)에서 연장된 연장선상(a)에 대해 직교되게 아치형구조물(20)에 설치되는 보조프레임 설치단계를 포함할 수 있다. 그리고, 보강찬넬 설치단계는 보강찬넬(31)을 보조프레임(29)에 고정하는 제1보강찬넬 설치단계와, 아치형구조물(20)의 외주면 상단에 보강찬넬을 설치하는 제2보강찬넬 설치단계를 포함할 수 있다.

제1보강수단 설치단계(S4)가 완성되면 아치형 구조물(20)의 측부와 상부에 토사를 되메우는 되메우기 단계(S5)를 수행한다.

되메우기 시공은 아치형 구조물(20)의 양측에 토사를 되메움과 아울러 다져서 시공 후 침하 또는 부등침강이 일어나지 않도록 함이 바람직하다.

되메우기 단계(S5)는 토사 뒷 채움 시 아치형 구조물(20) 외측에 제1또는 제2로프부재(33,35)의 길이방향에 나란하게 지지력을 제공하는 제2보강수단을 설치하는 제2보강수단설치단계를 포함한다.

제2보강수단설치단계(S6)는 밴드연결단계(S7)와, 밴드펼침단계(S8)를 구비한다.

밴드연결단계(S7)는 토사를 되메우기 전 제1 또는 제2로프부재(33,35)와 연결된 보강찬넬(31)의 일측에 대응되는 타측에 형성된 제1고리부(51)에 밴드(53)의 일측을 연결하는 단계이다.

밴드펼침단계(S8)는 토사를 되메우는 중에 병행하여 이루어지는 것으로서, 밴드(53)를 제1고리부(51)에 연결 후 제1 또는 제2로프부재(33,35)의 길이방향의 연장선상으로 보강찬넬(31) 및 아치형구조물(20)을 지지하는 힘이 발생될 수 있도록 뒷 채움되는 토사 내로 밴드(53)의 단부가 아치형구조물(20)에 대해 멀어지도록 밴드(53)를 펼치는 단계이다. 즉, 밴드가 토사 내에 매립 시 펼쳐진 상태가 유지되게 밴드를 당긴 상태에서 토자를 되메운다.

제2보강수단설치단계(S6)는 아치형구조물(20)에 대해 멀어지는 방향으로 펼쳐진 밴드(53)의 단부를 고정하는 밴드고정단계(S9)를 더 포함할 수 있다.

밴드고정단계(S9)는 뒷채움되는 토사 내에 아치형구조물(20)에 대해 측방으로 이격된 지지블록(55)의 제3고리부(57)와, 토사 내에 아치형구조물(20)의 상방에 위치되는 상판블록(58)의 제4고리부(59)에 대응되는 방향으로 연장된 각 밴드(53)의 단부를 고정하는 단계이다.

다수의 지지블록(55)과 상판블록(58)은 토사를 되메우기 하면서 아래에서 위 방향으로 순차적으로 토사 내에 설치되는데, 밴드펼침단계(S8)를 통해 팽팽하게 펼쳐진 밴드(53)의 단부의 위치에 제3고리부(57) 또는 제4고리부(59)가 위치되도록 설치된다.

상기와 같이 되메우기 시공이 완료되면, 기부(11)(12)와 보강찬넬(31)들을 연결하는 제1보강수단(30)을 제거하는 제1보강 수단 제거 단계(S9)를 구비한다.

제 1보강수단 제거단계(S9)는 되메우기 시공이 완료되는 시점에서 수행되거나 되메우기 작업 후 되메운 부위가 분히 침하 및 다짐이 이루어진 후 제거할 수 있다.

상기와 같이 본 발명에 따른 파형강판을 이용한 터널 구조와 이의 시공방법은 시공이 간편하고, 토사의 되메우기 작업시에 아치형 구조물의 양측으로부터 가하여지는 토압의 불균일에 의해 아치형 구조물(20)이 찌그러지거나 변형되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 파형강판을 이용한 터널 구조와 이의 시공방법은 시공 중 및 시공 후에 아치형 구조물이 변형되는 것을 근본적으로 방지할 수 있는데, 제2보강수단(50)에 의해 제1 또는 제2로프부재(33,35)의 길이방향에 연장선상(a,b)으로 지지력이 제공되므로 제1보강수단이 제거된 후에도 토압에 의한 변형을 방지할 수 있다.

한편, 도 5에는 본 발명의 제2실시 예에 따른 파형강판을 이용한 터널구조의 제2보강수단이 도시되어 있다.

본 발명의 제2실시 예에 따른 제2보강수단은 본 발명의 제1실시 예에 따른 제2보강수단에 보조고정부재(160)를 더 구비한다.

보조고정부재(160)는 제1고리부(51)에서 연장되는 밴드(53)의 양측이 관통되는 중공이 형성된 중량물체이다. 보조고정부재(160)는 도시된 것에 한정되지 않고 밴드(53)의 좌우 폭 또는 두께에 따라 관통크기가 달라질 수 있으며, 원기둥 외에 사각기둥 등 다각 기둥형상으로 형성될 수 있다.

보조고정부재(160)는 아치형구조물(20)에 대해 멀어지는 방향으로 연장된 밴드(53)의 양단이 제1 또는 제2로프부재(33,35)의 길이방향의 연장선상(a)에 대해 동일거리로 이격되게 벌어짐에 따라 제1고리부(51) 측으로 이동되면서 밴드(53)의 중심측을 가압하여 제1고리부(51)에서 이동되지 않게 고정한다.

본 발명의 제2실시 예에 따른 파형강판을 이용한 터널구조는 제1고리부(51)와 밴드(53)의 상호 결속력이 강화됨에 따라 토압에 의한 아치형구조물의 변형을 방지하는 지지력이 상대적으로 안정적으로 제공할 수 있는 이점이 있다.

이상에서 본 발명에 따른 파형강판을 이용한 터널구조 및 이의 시공방법은 도면에 도시된 일 예를 참조로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.

1 : 파형강판을 이용한 터널구조
11,12 : 기부 13,14 : 지지찬넬
20 : 아치형구조물 21 : 파형강판
28 : 제2고리부 31 : 보강찬넬
33 : 제1로프부재 35 : 제2로프부재
37 : 턴버클 51 : 제1고리부
53 : 밴드 55 : 지지블록
58 : 상판블록 100 : 토사
S1 : 터파기 시공단계 S2 : 베이스면 시공단계
S3 : 파형강판 조립단계 S4 : 제1보강수단 설치단계
S5 : 되메우기 단계 S6 : 제2보강수단 설치단계
S10 : 제1보강수단 제거단계

Claims (5)

1. 기초 터파기 시공단계와;
   상기 기초 터파기가 완성된 영역에 기부들을 가지는 베이스면을 시공하는 베이스면 시공단계와;
   상기 각 기부로부터 파형강판들을 아치형 구조물로 조립하는 파형강판 조립단계와;
   상기 아치형 구조물의 내부에 외압에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있도록, 상기 아치형구조물의 외주면에 상기 아치형 구조물의 길이방향으로 연장되는 다수의 보강찬넬을 원주방향으로 동일간격 이격되게 설치하고, 상기 기부와 적어도 하나의 보강찬넬을 제1로프부재로 연결하며, 하나의 상기 보강찬넬에 대해 적어도 다른 하나 이상의 보강찬넬을 제2로프부재로 연결하며, 각 상기 제1 또는 제2로프부재들에 설치된 턴버클을 이용하여 각 로프의 인장력을 조절하는 제1보강수단설치단계와;
   상기 아치형 구조물의 측면과 상부측에 토사를 뒷채움하는 되메우기 단계를 포함하며,
   상기 되메우기 단계는
   상기 토사 뒷 채움 시 상기 아치형 구조물의 외측에 상기 제1 또는 제2로프부재의 길이방향에 나란하게 지지력이 제공하는 제2보강수단을 설치하는 제2보강수단설치단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파형강판을 이용한 터널구조의 시공방법
2. 제 1항에 있어서, 상기 제2보강수단설치단계는
   상기 제1 또는 제2로프부재와 연결된 상기 보강찬넬의 일측에 대응되는 타측에 형성된 제1고리부에 밴드의 일측을 연결하는 밴드연결단계와,
   상기 밴드 연결 후 상기 제1 또는 제2로프부재의 길이방향의 연장선상으로 상기 보강찬넬을 지지하는 힘이 발생될 수 있도록 뒷 채움되는 토사 내로 상기 밴드의 타측이 상기 아치형구조물에 대해 멀어지도록 상기 밴드를 펼치는 밴드펼침단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파형강판을 이용한 터널구조의 시공방법.
3. 제 2항에 있어서,상기 제2보강수단설치단계는
   상기 아치형구조물에 대해 이격되게 외측에 위치되게 뒷채움되는 토사 내에 설치되는 지지블록에 상기 밴드의 단부를 고정하는 밴드고정단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파형강판을 이용한 터널구조의 시공방법.
4. 다수의 파형강판들이 조립되어 이루어지는 아치형 구조물과;
   상기 아치형구조물의 길이방향으로 상기 아치형구조물의 최하단부의 파형강판들을 지지하기 위한 지지찬넬이 설치된 기부들과;
   상기 아치형구조물에 설치되어 외압에 의해 상기 아치형 구조물이 변형되는 것을 방지하는 제1 및 제2보강수단;을 구비하며,
   상기 제1보강수단은
   상기 아치형 구조물의 외주면에 길이 방향으로 설치되며 상기 아치구조물의 외주면을 따라 원주방향으로 동일간격 상호 이격되는 다수의 보강찬넬과, 상기 기부와 적어도 하나의 상기 보강찬넬을 연결하는 제 1로프부재와, 하나의 상기 보강찬넬에 대해 적어도 다른 하나 이상의 상기 보강찬넬을 연결하는 제 2로프부재와, 상기 각 제1 및 제2로프부재들에 설치되어 제1 및 제2로프부재들의 인장력을 조절하는 턴버클을 구비하고,
   상기 제2보강수단은
   상기 보강찬넬에 연결된 상기 제1로프부재 또는 상기 제2로프부재에 대응되는 상기 보강찬넬의 외측 방향에 형성된 제1고리부와,
   상기 제1고리부에 고정되며 상기 아치형 구조물에 대해 멀어지는 방향으로 연장되어 상기 제1 또는 제2로프부재의 길이방향의 연장선상으로 상기 보강찬넬을 지지하는 힘을 제공하는 밴드와,
   상기 아치형 구조물에 대해 멀어지는 방향으로 연장된 상기 밴드의 단부를 고정하는 지지블록을 구비하는 것을 특징으로 하는 파형강판을 이용한 터널구조
5. 제 4항에 있어서, 상기 밴드는
   상기 제1고리부를 관통하여 중심측이 상기 고리부에 지지되고 양단부가 상기 로프의 길이방향에 연장선상에 대해 동일거리로 이격되게 상기 아치구조물에 대해 멀어지게 연장되며,
   상기 제2보강수단은
   상기 제1고리부에서 연장되는 상기 밴드의 양측이 함께 관통되게 내측에 중공이 형성되며 상기 밴드의 중심측이 상기 제1고리부에 고정될 수 있도록 상기 제1 또는 제2로프부재의 길이방향에 연장선상에 대해 동일거리로 이격되게 벌어지는 상기 밴드의 양측에 의해 상기 제1 고리부 측으로 가압되는 보조고정부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 파형강판을 이용한 터널구조.

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