KR20200016050A - 지중구조물의 슬랩 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지중에 길이방향을 따라 형성된 한 쌍의 공동(60,60a) 사이에 슬랩이 형성되도록, 다수의 슬랩 플레이트(110)를 추진부(10)로부터 도달부(20) 측으로 순차적으로 전진시킴과 아울러 상호 결합하여 슬랩 플레이트 결합체(100)를 형성하는 것을 특징으로 하는 지중구조물의 슬랩 시공방법을 제시함으로써, 공사기간 및 비용을 줄일 수 있도록 한다.

Description

지중구조물의 슬랩 시공방법{CONSTRUCTION METHOD FOR SLAB OF UNDERGROUD STRUCTURE}

본 발명은 건설 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 지중구조물 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로, 지중에 구조물을 축조하는 방식은 개착식과 비개착식으로 나누어 볼 수 있다.

후자인 비개착식 공법은 기존 도로 및 철도 하부를 횡단해서 하수암거나 지하차도, 터널구조물 등을 설치해야 하는 경우, 공사에 따른 지장물의 이전이 곤란하거나, 지장물 저촉, 차량 소통의 장애 등으로 개착이 불가능한 경우 등에 적용된다.

비개착에 의한 구조물 축조공법에는 횡단하는 도로나 지장물의 양측으로 작업구 개념의 전진기지와 도달기지가 필수적이며, 대표적인 종래의 비개착식 지하구조물 축조공법으로는 지중압입공법(강관압입공법, 강관루프공법이라고도 한다)을 들 수 있다.

그런데, 종래의 공법은 지중구조물의 천정, 벽체를 형성하기 위하여, 다수의 강관을 연속적으로 압입하거나, 상호 이격되도록 압입된 강관의 사이 영역을 인력에 의해 굴착하는 방식을 사용하였으므로, 공사기간 및 비용이 과도하다는 문제가 있었다.

한국등록특허 제10-0770202호(강관루프 구조체의 추진 가이드 장치) 한국공개특허 제10-2009-0122061호(강관루프 구조체의 추진 가이드 장치) 한국공개특허 제10-2010-0072303호(에이취형 가이드부가 형성된 강관을 이용한 비 개착식 지중구조물 시공방법)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 공사기간 및 비용을 줄일 수 있도록 하는 지중구조물 시공방법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 지중에 길이방향을 따라 형성된 한 쌍의 공동(60,60a) 사이에 슬랩이 형성되도록, 다수의 슬랩 플레이트(110)를 추진부(10)로부터 도달부(20) 측으로 순차적으로 전진시킴과 아울러 상호 결합하여 슬랩 플레이트 결합체(100)를 형성하는 것을 특징으로 하는 지중구조물의 슬랩 시공방법을 제시한다.

상기 한 쌍의 공동(60,60a) 중 일측 공동(60)의 타측벽을 길이방향을 따라 절개하여 형성된 일측 절개부(301)와, 상기 한 쌍의 공동(60,60a) 중 상기 타측 공동(60a)의 일측벽을 길이방향을 따라 절개하여 형성된 타측 절개부(301a)를 포함하는 슬랩 플레이트 압입용 가이드부(300)를 형성하는 슬랩 플레이트 압입용 가이드부(300) 형성단계; 상기 한 쌍의 공동(60,60a) 사이의 지반을 폭방향을 따라 굴착하도록 전방에 설치된 슬랩 굴착부(410)와, 상기 일측 절개부(301) 및 타측 절개부(301a)에 양단이 삽입되어 가이드되면서 전진하도록 상기 슬랩 굴착부(410)의 후방에 설치된 가이드 슬랩 플레이트(420)와, 상기 가이드 슬랩 플레이트(420)의 후단을 전방을 향하여 압입하거나, 또는 상기 가이드 슬랩 플레이트(420)의 후단에 결합한 상기 슬랩 플레이트(110)의 후단을 전방을 향하여 압입하도록 설치된 슬랩 플레이트 압입부(430)를 포함하는 슬랩 플레이트 압입장치(400)를 준비하는 슬랩 플레이트 압입장치(400) 준비단계; 상기 슬랩 굴착부(410)에 의해 지반을 굴착함과 아울러, 상기 슬랩 플레이트 압입부(430)에 의해 상기 가이드 슬랩 플레이트(420)를 전진시키는 1차 슬랩 굴착 및 전진단계; 상기 가이드 슬랩 플레이트(420)와 상기 슬랩 플레이트 압입부(430)의 결합을 해제하고, 상기 가이드 슬랩 플레이트(420)의 후단에 상기 슬랩 플레이트(110)를 결합하는 1차 슬랩 플레이트 결합단계; 상기 슬랩 굴착부(410)에 의해 지반을 굴착함과 아울러, 상기 슬랩 플레이트 압입부(430)에 의해 상기 가이드 슬랩 플레이트(420)와 상기 슬랩 플레이트(110)의 결합체를 전진시키는 2차 슬랩 굴착 및 전진단계;를 상기 슬랩 플레이트(110)와 상기 슬랩 플레이트 압입부(430)의 결합을 해제하고, 상기 슬랩 플레이트(110)의 후단에 또 다른 상기 슬랩 플레이트(110)를 결합하는 2차 슬랩 플레이트 결합단계;를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 슬랩 플레이트 압입용 가이드부(300)는, 상기 일측 절개부(301)의 내측 상하에 길이방향을 따라 각각 형성된 일측 상부 가이드레일(311) 및 일측 하부 가이드레일(312)과, 상기 타측 절개부(301a)의 내측 상하에 길이방향을 따라 각각 형성된 타측 상부 가이드레일(311a) 및 타측 하부 가이드레일(312a)을 포함하고, 상기 슬랩 굴착부(410)는, 상기 일측 공동(60)와 상기 타측 공동(60a) 사이의 지반을 폭방향을 따라 굴착하도록 설치됨과 아울러, 일측 단부가 상기 일측 절개부(301)를 통해 상기 일측 공동(60)의 내부에 노출되고, 타측 단부가 상기 타측 절개부(301a)를 통해 상기 타측 공동(60a)의 내부에 노출되도록 설치된 슬랩 체인톱 장치(411); 상기 일측 상부 가이드레일(311)에 접촉하여 길이방향을 따라 구동하도록 상기 슬랩 체인톱 장치(411)의 일측 단부의 상부에 설치된 일측 슬랩 체인톱 가이드부(510)와, 상기 일측 하부 가이드레일(312)에 접촉하여 길이방향을 따라 구동하도록 상기 슬랩 체인톱 장치(411)의 일측 단부의 하부에 설치된 일측 하부 슬랩 체인톱 가이드부(520)와, 상기 타측 상부 가이드레일(311a)에 접촉하여 길이방향을 따라 구동하도록 상기 슬랩 체인톱 장치(411)의 타측 단부의 상부에 설치된 타측 슬랩 체인톱 가이드부(510a)와, 상기 타측 하부 가이드레일(312a)에 접촉하여 길이방향을 따라 구동하도록 상기 슬랩 체인톱 장치(411)의 타측 단부의 하부에 설치된 타측 하부 슬랩 체인톱 가이드부(520a)를 포함하는 슬랩 체인톱 가이드부(500);를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 슬랩 플레이트 압입용 가이드부(300)는, 상기 일측 절개부(301)의 내측 상부에 상호 간격을 두고 설치된 다수의 일측 상부 브라켓(321); 상기 다수의 일측 상부 브라켓(321)에 의해 지지됨과 아울러, 트임부가 상측을 향해 형성된 "ㄷ"자형 채널 구조의 상기 일측 상부 가이드레일(311); 상기 일측 절개부(301)의 내측 하부에 상호 간격을 두고 설치된 다수의 일측 하부 브라켓(322); 상기 다수의 일측 하부 브라켓(322)에 의해 지지됨과 아울러, 트임부가 하측을 향해 형성된 "ㄷ"자형 채널 구조의 상기 일측 하부 가이드레일(312);을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 일측 슬랩 체인톱 가이드부(510)는, 상기 슬랩 체인톱 장치(411)의 일측 상부에 형성된 상부 돌출부(511); 상하방향 구동이 가능하도록 상기 상부 돌출부(511)에 설치된 상부 휠 지지부(512); 상기 일측 상부 가이드레일(311)에 삽입되어 구동하도록 상기 상부 휠 지지부(512)의 하단에 설치된 상부 휠(513);을 포함하고, 상기 일측 하부 슬랩 체인톱 가이드부(520)는, 상기 슬랩 체인톱 장치(411)의 일측 하부에 형성된 하부 돌출부(521); 상하방향 구동이 가능하도록 상기 하부 돌출부(521)에 설치된 하부 휠 지지부(522); 상기 일측 하부 가이드레일(312)에 삽입되어 구동하도록 상기 하부 휠 지지부(522)의 상단에 설치된 하부 휠(523);을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 가이드 슬랩 플레이트(420)에는, 상기 가이드 슬랩 플레이트(420)가 정지한 상태에서, 피스톤(441)의 전진에 의해 상기 슬랩 굴착부(410)를 전진시키도록 설치된 슬랩 굴착부 전진부(440)가 설치되고, 상기 1차 슬랩 굴착 및 전진단계는, 상기 가이드 슬랩 플레이트(420)가 정지한 상태에서, 상기 슬랩 굴착부(410)의 굴착구동과 아울러 상기 슬랩 굴착부 전진부(440)의 피스톤 전진구동에 의해 상기 슬랩 굴착부(410)를 전방을 향해 전진시키는 슬랩 굴착부(410) 전진단계; 상기 슬랩 굴착부 전진부(440)의 피스톤(441)을 후진구동시켜 상기 슬랩 굴착부(410)와 상기 가이드 슬랩 플레이트(420) 사이에 공간이 형성되도록 하는 피스톤(441) 후진단계; 상기 슬랩 플레이트 압입부(430)에 의해 상기 가이드 슬랩 플레이트(420)를 압입하여 전진시키는 가이드 슬랩 플레이트(420) 전진단계;를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 슬랩 굴착부(410)는, 상기 슬랩 굴착부 전진부(440)의 피스톤(441)의 전단이 접촉함과 아울러, 상기 슬랩 체인톱 장치(411)의 굴착구동을 방해하지 않도록, 상기 슬랩 체인톱 장치(411)의 단부 후방을 둘러 설치된 피스톤 접촉부(412);를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 슬랩 굴착부 전진부(440)는, 상기 가이드 슬랩 플레이트(420)의 전단에 형성된 설치홈에 설치된 소형 유압실린더(442); 상기 소형 유압실린더(442)에 삽입되어 전후진 구동하는 상기 피스톤(441);을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 슬랩 플레이트 압입부(430)는, 상기 가이드 슬랩 플레이트(420)의 후단 또는 상기 슬랩 플레이트(110)의 후단을 둘러싸 지지하도록, "ㄷ"자형 단면구조로 형성된 플레이트 파지부(431);를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 추진부(10)에는, 상기 한 쌍의 공동(60,60a)에 각각 형성된 상기 일측 절개부(301) 및 타측 절개부(301a)에 양단이 삽입되어 가이드되면서 전진하는 상기 가이드 슬랩 플레이트(420) 또는 상기 슬랩 플레이트(110)를 상측으로 지지하도록, 상기 한 쌍의 공동(60,60a)의 후단 사이에 플레이트 거치대(11)가 설치된 것이 바람직하다.

상기 추진부(10)에는, 압입되는 상기 가이드 슬랩 플레이트(420) 또는 상기 슬랩 플레이트(110)의 상면에 접촉하여 휨을 방지하기 위하여, 상기 플레이트 거치대(11)에서 상측으로 이격되도록 플레이트 상면 지지대(12)가 설치된 것이 바람직하다.

상기 한 쌍의 공동(60,60a)은 상방, 하방 또는 측방을 향해 만곡지도록 곡선형 구조로 형성되고, 상기 곡선형 구조로 형성된 상기 한 쌍의 공동(60,60a) 사이에 상기 슬랩 플레이트 결합체(100)가 상기 한 쌍의 공동(60,60a)과 동일한 방향을 향해 만곡지도록 곡선형 구조로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 슬랩 플레이트 결합체(100)가 상기 곡선형 구조를 이루도록 하기 위하여, 상기 다수의 슬랩 플레이트(110)는 일측의 전후방향 폭에 비해 타측의 전후방향 폭이 작게 형성된 것이 바람직하다.

상기 가이드 슬랩 플레이트(420)의 후단과 상기 슬랩 플레이트(110)의 전단 사이에는, 상기 가이드 슬랩 플레이트(420)와 상기 슬랩 플레이트(110)의 상호 힌지구동 또는 폭방향 슬라이딩 구동이 가능하도록 상대구동 허용부(450)가 형성되고, 상기 슬랩 플레이트(110)의 후단과 또 다른 상기 슬랩 플레이트(110)의 전단 사이에는, 상기 슬랩 플레이트(110)와 상기 또 다른 슬랩 플레이트(110)의 상호 힌지구동 또는 상호 폭방향 슬라이딩 구동이 가능하도록 상기 상대구동 허용부(450)가 형성된 것이 바람직하다.

상기 상대구동 허용부(450)는, "Ω"형 단면 구조의 만곡형 돌출부(451); 상기 만곡형 돌출부(451)를 둘러쌈과 아울러, 상기 상호 힌지구동 또는 상호 폭방향 슬라이딩 구동이 가능하도록 형성된 만곡형 함몰부(452);를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 상대구동 허용부(450)는 별도의 독립적인 부재로 제조되어 현장에 제공되고, 상기 1차 슬랩 플레이트 결합단계는, 상기 가이드 슬랩 플레이트(420)의 후단과 상기 슬랩 플레이트(110)의 전단 사이에 상기 상대구동 허용부(450)를 결합하는 단계를 포함하고, 상기 2차 슬랩 플레이트 결합단계는, 상기 슬랩 플레이트(110)의 후단과 상기 또 다른 슬랩 플레이트(110)의 전단 사이에 상기 상대구동 허용부(450)를 결합하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 슬랩 플레이트 압입용 가이드부(300)는, 상기 다수의 슬랩 플레이트(110)의 측방에 접촉하여 가이드하도록, 상기 일측 상부 브라켓(321)과 상기 타측 상부 브라켓 사이에 결합한 측방 가이드부(330);를 더 포함하고, 상기 측방 가이드부(330)는 상기 슬랩 굴착부(410)의 전진 후, 그 후방 영역에 설치하는 것이 바람직하다.

상기 측방 가이드부(330)에 접촉하여 구동하도록, 상기 다수의 슬랩 플레이트(110)의 양측에는 측방 휠(111)이 설치된 것이 바람직하다.

본 발명은 공사기간 및 비용을 줄일 수 있도록 하는 지중구조물 시공방법을 제시한다.

도 1 이하는 본 발명에 의한 지중구조물 시공방법의 실시예를 도시한 것으로서,
도 1 내지 6은 전체 개념에 관한 공정도.
도 7 내지 12는 한 쌍의 상부 강관 결합체 설치단계의 제1 실시예의 공정도.
도 13 내지 30은 상부 슬랩 플레이트 결합체 설치단계의 제1 실시예의 공정도.
도 31 내지 35는 한 쌍의 하부 강관 결합체 설치단계의 제1 실시예의 공정도.
도 36 내지 46은 하부 슬랩 플레이트 결합체 설치단계의 제1 실시예의 공정도.
도 47 내지 72은 벽체 플레이트 결합체 설치단계의 제1 실시예의 공정도.
도 73 내지 100은 내부 굴착단계 및 마감단계의 제1 실시예의 공정도.
도 101 내지 106은 슬랩 굴착부의 제1 실시예의 구성도.
도 107 내지 113는 벽체 굴착부의 제1 실시예의 구성도.
도 114 내지 118은 플레이트 양측 지지대의 구성도.
도 119 내지 123은 굴착용 지보공의 구성도.
도 124,125는 한 쌍의 상부 강관 결합체 설치단계의 제2 실시예의 공정도.
도 126 내지 137은 상부 슬랩 플레이트 결합체 설치단계의 제2 실시예의 공정도.
도 138 내지 146은 벽체 플레이트 결합체 설치단계의 제2 실시예의 공정도.
도 147 내지 151은 내부 굴착단계 및 마감단계의 제2 실시예의 공정도.
도 152,153은 슬랩 플레이트 결합체의 구성도.
도 154,155는 벽체 플레이트 결합체의 구성도.
도 156 내지 161은 슬랩 굴착부의 제2 실시예의 구성도.
도 162 내지 167은 벽체 굴착부의 제2 실시예의 구성도.
도 168 내지 173은 상대구동 허용부의 구성도.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 지중구조물의 슬랩 시공방법은 기본적으로, 지중에 길이방향을 따라 형성된 한 쌍의 공동(空洞)(60,60a) 사이에 슬랩이 형성되도록, 다수의 슬랩 플레이트(110)를 추진부(10)로부터 도달부(20) 측으로 순차적으로 전진시킴과 아울러 상호 결합하여 슬랩 플레이트 결합체(100)를 형성하는 구성을 취한다.

이는 지중구조물의 슬랩(천정 또는 바닥판)을 형성하기 위하여, 종래와 같이 다수의 강관을 연속적으로 압입하거나, 상호 이격되도록 압입된 강관의 사이 영역을 인력에 의해 굴착하는 방식을 사용하지 않고, 비교적 폭이 넓은 다수의 슬랩 플레이트(110)를 추진부(10)로부터 도달부(20) 측으로 순차적으로 전진시킴과 아울러 상호 결합하여 슬랩 플레이트 결합체(100)를 형성하는 구성을 취하므로, 공사기간 및 비용을 줄일 수 있다는 효과가 있다.

슬랩 플레이트(110)를 순차적으로 전진시킴과 아울러 상호 결합하여 슬랩 플레이트 결합체(100)를 형성하기 위해서는, 그 양측에 각각 공동(60,60a)이 형성되어 있을 것이 필요하다.

여기서, 공동(60,60a)은 기존에 형성된 지중구조물일 수도 있고, 강관 압입공법에 의해 형성된 강관 결합체일 수도 있다.

한편, 한 쌍의 공동(60,60a)이 상방, 하방 또는 측방을 향해 만곡지도록 곡선형 구조로 형성된 경우, 곡선형 구조로 형성된 한 쌍의 공동(60,60a) 사이에 슬랩 플레이트 결합체(100)가 한 쌍의 공동(60,60a)과 동일한 방향을 향해 만곡지도록 곡선형 구조로 형성함으로써, 곡선형 지중구조물을 형성할 수도 있다.

도 1 내지 6은 본 발명의 일실시예로서, 본 발명에 의한 지중구조물의 슬랩 시공방법을 이용한 지중구조물 시공방법의 공정도이다.

이는 공동(60,60a)으로서 강관 압입공법에 의한 강관 결합체를 적용하는 경우에 관한 것이다.

다수의 상부 강관을 추진부(10)로부터 도달부(20) 측으로 순차적으로 압입함과 아울러 상호 결합하여 공동(60,60a)을 형성하되, 상호 폭방향을 따라 간격을 두고 한 쌍의 공동(60,60a)을 형성한다(도 1,7 내지 12).

한 쌍의 공동(60,60a) 사이에 슬랩이 형성되도록, 다수의 슬랩 플레이트(110)를 추진부(10)로부터 도달부(20) 측으로 순차적으로 전진시킴과 아울러 상호 결합하여 슬랩 플레이트 결합체(100)를 형성한다(도 2,13 내지 30).

한 쌍의 공동(60,60a)으로부터 하측으로 이격되도록, 다수의 하부 강관을 추진부(10)로부터 도달부(20) 측으로 순차적으로 압입함과 아울러 상호 결합하여 하부 공동(70,70a)을 형성하되, 상호 폭방향을 따라 간격을 두고 한 쌍의 하부 공동(70,70a)을 형성한다(도 3,31 내지 35).

한 쌍의 하부 공동(70,70a) 사이에 하부 슬랩이 형성되도록, 다수의 하부 슬랩 플레이트(210)를 추진부(10)로부터 상기 도달부(20) 측으로 순차적으로 전진시킴과 아울러 상호 결합하여 하부 슬랩 플레이트 결합체(200)를 형성한다(도 4,36 내지 46).

한 쌍의 공동(60,60a) 중 일측 상부 공동(60)과, 한 쌍의 하부 공동(70,70a) 중 일측 하부 공동(70) 사이에 일측 벽체가 형성되도록, 다수의 일측 벽체 플레이트(610)를 추진부(10)로부터 도달부(20) 측으로 순차적으로 전진시킴과 아울러 상호 결합하여 일측 벽체 플레이트 결합체(600)를 형성한다(도 5,47 내지 72).

한 쌍의 공동(60,60a) 중 타측 상부 공동(60a)와, 한 쌍의 하부 공동(70,70a) 중 타측 하부 공동(70a) 사이에 타측 벽체가 형성되도록, 다수의 타측 벽체 플레이트(710)를 추진부(10)로부터 도달부(20) 측으로 순차적으로 전진시킴과 아울러 상호 결합하여 타측 벽체 플레이트 결합체(700)를 형성한다(도 5,47 내지 72).

한 쌍의 공동(60,60a), 슬랩 플레이트 결합체(100), 한 쌍의 하부 공동(70,70a), 하부 슬랩 플레이트 결합체(200), 일측 벽체 플레이트 결합체(600) 및 타측 벽체 플레이트 결합체(700)의 내부 영역을 굴착하여 터널을 형성한다(도 6,73 내지 100,149 내지 151).

즉, 기본적으로 강관의 압입에 의해 공동를 지중에 매설한다는 점은 종래와 동일하지만, 4개의 공동를 각각 상하좌우에 이격하여 위치하도록 하고, 그 사이의 슬랩 및 벽체는 판 구조의 슬랩 플레이트(100,200) 및 벽체 플레이트(600,700)의 압입에 의해 형성되도록 한 후, 그 내부 영역을 굴착하여 터널을 형성하도록 한 것이다.

나아가, 4개의 공동이 추진부(10)로부터 도달부(20)를 향하여, 상방, 하방 또는 측방을 향해 만곡지도록 곡선형 구조로 형성하고, 그 사이의 슬랩 및 벽체 또한 위 4개의 공동과 동일한 방향으로 만곡지도록 곡선형 구조로 형성함으로써, 터널이 전체적으로 상방, 하방 또는 측방을 향하는 곡선형 구조를 이루도록 한 것이다.

종래의 공법은 지중구조물의 천정, 벽체를 형성하기 위하여, 다수의 강관을 연속적으로 압입하거나, 상호 이격되도록 압입된 강관의 사이 영역을 인력에 의해 굴착하는 방식을 사용하였으므로, 공사기간 및 비용이 과도하다는 문제가 있었고, 곡선형 지중구조물의 경우에는 이러한 문제가 더욱 부각되었다.

이에 비해, 본 발명에 의한 공법은 강관 대신 플레이트 압입방식을 적용하므로, 적은 압입작업에 의해 넓은 면적에 대한 시공이 가능하고, 압입된 강관의 사이 영역을 장비에 의해 굴착하는 방식을 취하므로, 공사기간 및 비용을 줄일 수 있다는 효과가 있다.

이하, 상술한 본 발명에 의한 지중구조물의 슬랩 시공방법을 이용한 지중구조물 시공방법을 전제로 하여, 본 발명에 의한 시공방법의 주요공정 및 주요구성 별로 나누어 구체적 실시예에 대하여 설명한다.

1. 한 쌍의 공동(60,60a) 형성단계(도 1,7 내지 12,125)

여기서, 공동(60,60a)은 기존에 형성된 지중구조물일 수도 있고, 강관 압입공법에 의해 형성된 강관 결합체일 수도 있다.

후자의 경우, 압입장치(30)에 의한 다수의 강관(61)의 압입 및 강관(61)의 상호결합에 의해 지중에 강관 결합체를 설치하는 공법이면, 일반적인 강관 압입공법 중 어느 것을 사용해도 관계없다.

상방, 하방 또는 측방을 향해 만곡지도록 곡선형 구조로 기존에 형성된 지중구조물을 위 공동(60,60a)으로 이용할 수 있다.

또한, 한 쌍의 강관 결합체(60,60a)가 상방, 하방 또는 측방을 향해 만곡지도록 곡선형 구조로 형성하는 공정은 종래의 곡선형 강관 압입공법 중 어느 것을 사용해도 관계없다.

2. 슬랩 플레이트 결합체(100) 설치단계(도 2,13 내지 30,126 내지 137)

한 쌍의 공동(60,60a) 사이에 슬랩이 형성되도록, 다수의 슬랩 플레이트(110)를 추진부(10)로부터 도달부(20) 측으로 순차적으로 전진시킴과 아울러 상호 결합하여 슬랩 플레이트 결합체(100)를 형성한다.

한 쌍의 공동(60,60a)이 곡선형 구조로 형성된 경우, 곡선형 구조로 형성된 한 쌍의 공동(60,60a) 사이에 슬랩 플레이트 결합체(100)가 한 쌍의 공동(60,60a)과 동일한 방향을 향해 만곡지도록 곡선형 구조로 형성한다.

이는 구체적으로 다음과 같은 구성을 취한다.

(1) 슬랩 플레이트 압입용 가이드부(300)(도 13 내지 16)

이는 가이드 슬랩 플레이트(420) 및 다수의 슬랩 플레이트(110)의 전진 도중, 이들이 상하방향으로 유동하지 않도록, 그 양단을 가이드하는 역할을 한다.

이는 일측 상부 공동(60)의 타측벽을 길이방향을 따라 절개하여 형성된 일측 절개부(301)와, 타측 상부 공동(60a)의 일측벽을 길이방향을 따라 절개하여 형성된 타측 절개부(301a)를 포함하여 구성된다(도 13).

가이드 슬랩 플레이트(420) 및 다수의 슬랩 플레이트(110)의 양단이 위 일측 절개부(301)와 타측 절개부(301a)에 가이드되면서(삽입되어 상하방향 유동이 방지되면서) 전진하게 된다.

위 슬랩 플레이트 압입용 가이드부(300)는, 일측 절개부(301)의 내측 상하에 길이방향을 따라 각각 형성된 일측 상부 가이드레일(311) 및 일측 하부 가이드레일(312)과, 타측 절개부(301a)의 내측 상하에 길이방향을 따라 각각 형성된 타측 상부 가이드레일(311a) 및 타측 하부 가이드레일(312a)을 포함하여 구성된다.

더욱 구체적으로 위 슬랩 플레이트 압입용 가이드부(300)는, 일측 절개부(301)의 내측 상부에 상호 간격을 두고 설치된 다수의 일측 상부 브라켓(321); 다수의 일측 상부 브라켓(321)에 의해 지지됨과 아울러, 트임부가 상측을 향해 형성된 "ㄷ"자형 채널 구조의 일측 상부 가이드레일(311); 일측 절개부(301)의 내측 하부에 상호 간격을 두고 설치된 다수의 일측 하부 브라켓(322); 다수의 일측 하부 브라켓(322)에 의해 지지됨과 아울러, 트임부가 하측을 향해 형성된 "ㄷ"자형 채널 구조의 일측 하부 가이드레일(312);을 포함하여 구성된다(도 14 내지 16).

위 가이드레일(311,312)은 후술하는 슬랩 굴착부(410)의 슬랩 체인톱 가이드부(510,520)를 가이드함으로써, 슬랩 굴착부(410)가 상하방향 유동이 방지되면서 전진하도록 하는 역할을 한다(도 18,38).

곡선형 공법의 경우, 한 쌍의 공동(60,60a)이 곡선형 구조를 취하므로, 일측 절개부(301)와 타측 절개부(301a) 또한 당연히 곡선형 구조를 취하게 되고, 이에 설치되는 상부 가이드레일(311a) 및 타측 하부 가이드레일(312a) 또한 곡선형 구조를 취하게 된다(도 126).

다수의 슬랩 플레이트(110)가 자연스럽게 일정방향을 향하여 곡선형 구조로 가이드되면서 압입되도록 하기 위해서는, 다수의 슬랩 플레이트(110)의 측방에 접촉하여 가이드하도록, 일측 상부 브라켓(321)과 타측 상부 브라켓 사이에 판 구조 등에 의한 측방 가이드부(330)가 설치되는 것이 바람직하다(도 134,135).

이러한 측방 가이드부(330)는 후술하는 슬랩 굴착부(410)의 굴착구동을 방해하지 않도록, 슬랩 굴착부(410)의 전진 후, 그 후방 영역에 설치하는 것이 바람직하다.

다수의 슬랩 플레이트(110)와 측방 가이드부(330)가 직접 접촉하도록 할 수도 있으나, 측방 가이드부(330)에 접촉하여 구동하도록, 다수의 슬랩 플레이트(110)의 양측에 측방 휠(111)이 설치되는 경우, 위 가이드구동이 더욱 안정적으로 이루어질 수 있다(도 134,172).

(2) 슬랩 플레이트 압입장치(400)

이는 다수의 슬랩 플레이트(110)의 전방 지반을 굴착함과 아울러, 전방 지반을 향해 다수의 슬랩 플레이트(110)를 곡선형 구조로 압입하는 장치로서, 슬랩 굴착부(410), 가이드 슬랩 플레이트(420), 슬랩 플레이트 압입부(430)를 포함하여 구성된다.

(2-1) 슬랩 굴착부(410)(도 23 내지 25,101 내지 106,128 내지 133)

이는 다수의 슬랩 플레이트(110)가 전방을 향해 전진할 수 있도록, 한 쌍의 공동(60,60a) 사이의 지반을 폭방향을 따라 굴착하도록 전방에 설치된다.

이는 구체적으로 슬랩 체인톱 장치(411)와, 모터(413), 이를 가이드하는 슬랩 체인톱 가이드부(500) 등에 의해 구성된다.

슬랩 체인톱 장치(411)는 일측 상부 공동(60)과 타측 상부 공동(60a) 사이의 지반을 폭방향을 따라 굴착하도록 설치됨과 아울러, 일측 단부가 일측 절개부(301)를 통해 일측 상부 공동(60)의 내부에 노출되고, 타측 단부가 타측 절개부(301a)를 통해 타측 상부 공동(60a)의 내부에 노출되도록 설치된다.

이와 같이 공동(60)의 내부에 노출된 슬랩 체인톱 장치(411)의 단부에 모터(413)가 설치되므로, 모터(413)가 슬랩 체인톱 장치(411)의 지반 굴착을 방해하지 않게 된다.

슬랩 체인톱 가이드부(500)는 위 슬랩 체인톱 장치(411)가 지반을 굴착하면서 전진하는 도중, 상하방향이나 좌우방향으로 유동하지 않도록 하는 역할을 한다.

이는 구체적으로, 일측 상부 가이드레일(311)에 접촉하여 길이방향을 따라 구동하도록 슬랩 체인톱 장치(411)의 일측 단부의 상부에 설치된 일측 슬랩 체인톱 가이드부(510)와, 일측 하부 가이드레일(312)에 접촉하여 길이방향을 따라 구동하도록 슬랩 체인톱 장치(411)의 일측 단부의 하부에 설치된 일측 하부 슬랩 체인톱 가이드부(520)와, 타측 상부 가이드레일(311a)에 접촉하여 길이방향을 따라 구동하도록 상기 슬랩 체인톱 장치(411)의 타측 단부의 상부에 설치된 타측 슬랩 체인톱 가이드부(510a)와, 타측 하부 가이드레일(312a)에 접촉하여 길이방향을 따라 구동하도록 상기 슬랩 체인톱 장치(411)의 타측 단부의 하부에 설치된 타측 하부 슬랩 체인톱 가이드부(520a)를 포함하여 구성된다.

상술한 바와 같이, 일측 상부 공동(60)의 일측 절개부(301)의 내측 상하에는 길이방향을 따라 일측 상부 가이드레일(311) 및 일측 하부 가이드레일(312)이 설치되고, 타측 상부 공동(60a)의 타측 절개부(301a)의 내측 상하에는 길이방향을 따라 타측 상부 가이드레일(311a) 및 타측 하부 가이드레일(312a)설치되는데, 일측 슬랩 체인톱 가이드부(510) 및 일측 하부 슬랩 체인톱 가이드부(520)는 각각 위 일측 상부 가이드레일(311) 및 일측 하부 가이드레일(312)을 타고 가면서 가이드되고, 타측 슬랩 체인톱 가이드부(510a) 및 타측 하부 슬랩 체인톱 가이드부(520a)는 각각 위 타측 상부 가이드레일(311a) 및 타측 하부 가이드레일(312a)을 타고 가면서 가이드된다(도 38).

즉, 슬랩 체인톱 장치(411)의 일측 상하부에 설치된 일측 슬랩 체인톱 가이드부(510) 및 일측 하부 슬랩 체인톱 가이드부(520)가 각각 일측 상부 가이드레일(311) 및 일측 하부 가이드레일(312)을 상하에서 압착하는 구조가 되고, 타측 또한 이와 동일한 구조를 취하므로, 슬랩 체인톱 장치(411)의 양단은 전진 굴착 도중 안정적으로 지지될 수 있다.

더욱 구체적으로, 일측 슬랩 체인톱 가이드부(510)는, 슬랩 체인톱 장치(411)의 일측 상부에 형성된 상부 돌출부(511); 상하방향 구동이 가능하도록 상부 돌출부(511)에 설치된 상부 휠 지지부(512); 일측 상부 가이드레일(311)에 삽입되어 구동하도록 상부 휠 지지부(512)의 하단에 설치된 상부 휠(513);을 포함하여 구성된다(도 102,106).

일측 하부 슬랩 체인톱 가이드부(520)는, 슬랩 체인톱 장치(411)의 일측 하부에 형성된 하부 돌출부(521); 상하방향 구동이 가능하도록 하부 돌출부(521)에 설치된 하부 휠 지지부(522); 일측 하부 가이드레일(312)에 삽입되어 구동하도록 하부 휠 지지부(522)의 상단에 설치된 하부 휠(523);을 포함하여 구성된다.

따라서, 슬랩 체인톱 장치(411)의 준비시에는 상부 휠 지지부(512)를 상측으로 구동하고, 하부 휠 지지부(522)를 하측으로 구동하여, 상부 휠(513)과 하부 휠(523) 사이의 간격이 충분히 이격되도록 하고, 일측 상부 가이드레일(311) 및 일측 하부 가이드레일(312)에 대한 슬랩 체인톱 장치(411)의 설치시에는 상부 휠 지지부(512)를 하측으로 구동하고, 하부 휠 지지부(522)를 상측으로 구동하여, 상부 휠(513)과 하부 휠(523)이 각각 일측 상부 가이드레일(311) 및 일측 하부 가이드레일(312)에 안정적으로 안착(압착)되어 슬라이딩 구동하도록 할 수 있다.

곡선형 공법의 경우, 슬랩 체인톱 장치(411)가 설계된 방향으로 곡선구동하면서 지반을 굴착하도록 가이드해야 하고, 이 경우 슬랩 체인톱 장치(411)에는 더욱 큰 부하가 발생하므로, 이를 가이드하는 일측 슬랩 체인톱 가이드부(510) 및 일측 하부 슬랩 체인톱 가이드부(520)가 전후방향을 따라 복수 설치되는 것이 안정적인 가이드구동을 위하여 바람직하다.

복수의 슬랩 체인톱 가이드부가 상호 안정적인 이격거리를 갖도록 하기 위해서는, 추가되는 일측 슬랩 체인톱 가이드부(510) 및 일측 하부 슬랩 체인톱 가이드부(520)는 후술하는 가이드 슬랩 플레이트(420)에 설치되는 것이 바람직하다(도 128 내지 130,132,133,156 내지 161).

슬랩 체인톱 장치(411)의 설치 또는 해체 시, 체인 톱의 장력을 늘리거나 줄이기 위해 장력조절부(414)를 활용한다(도 26).

(2-2) 슬랩 플레이트(110)와 가이드 슬랩 플레이트(420)(도 23 내지 25,101 내지 106,152,153)

슬랩 플레이트 결합체(100)가 상방 또는 하방을 향하여 곡선형 구조를 취하는 경우는 관계없으나, 일측 또는 타측을 향하여 곡선형 구조를 취하는 경우에는, 결합체가 전체적으로 곡률을 갖도록 하기 위하여, 다수의 슬랩 플레이트(110)가 일측의 전후방향 폭에 비해 타측의 전후방향 폭이 작게 형성되는 것이 바람직하다(도 152).

슬랩 플레이트(110)의 후단과 또 다른 상기 슬랩 플레이트(110)의 전단 사이에는, 슬랩 플레이트(110)와 또 다른 슬랩 플레이트(110)의 상호 힌지구동 또는 상호 폭방향 슬라이딩 구동이 가능하도록 상대구동 허용부(450)가 형성된다(도 153,168 내지 173).

즉, 슬랩 플레이트 결합체(100)가 상방 또는 하방을 향하여 곡선형 구조를 취하는 경우에는 위 상대구동 허용부(450)가 힌지구동을 하게 되고, 슬랩 플레이트 결합체(100)가 일측 또는 타측을 향하여 곡선형 구조를 취하는 경우에는 위 상대구동 허용부(450)가 폭방향 슬라이딩 구동을 함으로써 안정적인 곡선형 지중구조물이 이루어지도록 한다.

구체적으로 상대구동 허용부(450)는, "Ω"형 단면 구조의 만곡형 돌출부(451); 만곡형 돌출부(451)를 둘러쌈과 아울러, 상호 힌지구동 또는 상호 폭방향 슬라이딩 구동이 가능하도록 형성된 만곡형 함몰부(452)를 포함하는 것이 바람직하다(도 169,173).

이러한 구조는 슬랩 플레이트(110)와 또 다른 슬랩 플레이트(110)의 견고한 결합을 가능하게 하고, 시공완료 후 차수기능을 갖도록 한다는 장점이 있다.

전방의 슬랩 플레이트(110)의 후단에 만곡형 돌출부(451)가 형성되고, 그에 결합하는 후방의 슬랩 플레이트(110)의 전단에 만곡형 함몰부(452)가 형성되도록 하고, 이들을 현장에서 조립하는 방식을 취할 수도 있으나, 이는 슬랩 플레이트(110)의 폭에 비해 상대적으로 좁은 공간인 추진부(10)에서 위 조립작업을 해야 한다는 번거로움이 있다.

따라서, 상대구동 허용부(450)는 별도의 독립적인 부재(만곡형 돌출부(451)와 만곡형 함몰부(452)가 미리 조립된 구조)로 제조되어 현장에 제공되고, 현장에서 슬랩 플레이트(110)의 후단과 또 다른 슬랩 플레이트(110)의 전단 사이에 상대구동 허용부(450)를 용접 등에 의해 결합하는 것이 시공성 측면에서 바람직하다(도 168 내지 171).

가이드 슬랩 플레이트(420)는 슬랩 플레이트(110)와 동일한 판 구조로서, 위 슬랩 체인톱 장치(411)의 후방에 설치되어, 후술하는 슬랩 굴착부 전진부(440)에 의해 슬랩 체인톱 장치(411)를 전방으로 압입하는 역할을 한다.

이는 양단이 상기 일측 절개부(301) 및 타측 절개부(301a)에 삽입되어 가이드되면서 전진하므로, 상하방향 유동이 방지된다.

가이드 슬랩 플레이트(420)의 후단과 슬랩 플레이트(110)의 전단 사이에는, 가이드 슬랩 플레이트(420)와 슬랩 플레이트(110)의 상호 힌지구동 또는 폭방향 슬라이딩 구동이 가능하도록 상대구동 허용부(450)가 형성되며, 그 이유는 상술한 바와 같다(도 128,130).

가이드 슬랩 플레이트(420)의 후단과 슬랩 플레이트(110)의 전단 사이에 미리 제조되어 현장에 제공된 상대구동 허용부(450)를 용접결합하는 것이 바람직함은 상술한 이유와 같다.

(2-3) 슬랩 플레이트 압입부(430)(도 18 내지 22)

이는 슬랩 체인톱 장치(411)와 결합한 가이드 슬랩 플레이트(420)의 후단을 전방을 향하여 압입하거나, 또는 가이드 슬랩 플레이트(420)의 후단에 결합한 슬랩 플레이트(110)의 후단을 전방을 향하여 압입하도록 추진부(10)에 설치된다.

이는 일반적인 강관 압입공법에 사용되는 대형 유압실린더 등에 의해 구현될 수 있다.

다만, 이는 상대적으로 얇은 판 구조를 압입해야 하므로, 가이드 슬랩 플레이트(420)의 후단 또는 슬랩 플레이트(110)의 후단을 둘러싸 지지하도록, "ㄷ"자형 단면구조로 형성된 플레이트 파지부(431)를 포함하는 것이 바람직하다.

(2-4) 슬랩 굴착부 전진부(440)(도 18 내지 24,)

슬랩 체인톱 장치(411)에 의한 지반 굴착 시, 이에 결합한 가이드 슬랩 플레이트(420)를 슬랩 플레이트 압입부(430)에 의해 통째로 압입하는 방식을 취할 수도 있으나, 이 경우 굴착대상 지반에 암반 기타 예기치 못한 매장물의 존재, 슬랩 체인톱 장치(411)에 대한 슬랩 플레이트 압입부(430)의 과도한 압력 인가 등을 이유로 하여 슬랩 체인톱 장치(411)의 손상이 발생할 수 있다.

이를 방지하기 위해서는, 가이드 슬랩 플레이트(420)가 정지한 상태에서, 피스톤(441)의 전진에 의해 슬랩 굴착부(410)를 전진시키도록 가이드 슬랩 플레이트(420)에 별도의 슬랩 굴착부 전진부(440)가 설치되는 것이 바람직하다.

위 슬랩 굴착부 전진부(440)는, 가이드 슬랩 플레이트(420)의 전단에 형성된 설치홈에 설치된 소형 유압실린더(442)(위 슬랩 플레이트 압입부(430)에 사용되는 대형 유압실린더에 대한 상대적 개념이다); 소형 유압실린더(442)에 삽입되어 전후진 구동하는 피스톤(441);을 포함하여 구성된다.

위 피스톤(441)과 슬랩 체인톱 장치(411)의 체인톱의 직접 접촉을 방지하기 위하여, 피스톤(441)의 전단이 접촉함과 아울러, 슬랩 체인톱 장치(411)의 굴착구동을 방해하지 않도록, 슬랩 체인톱 장치(411)의 단부 후방을 둘러 피스톤 접촉부(412)가 설치되는 것이 바람직하다.

(3) 슬랩 플레이트 결합체(100) 설치단계의 구체적 공정(도 2,13 내지 30)

기본적으로, 슬랩 굴착부(410)에 의해 지반을 굴착함과 아울러, 슬랩 플레이트 압입부(430)에 의해 가이드 슬랩 플레이트(420)를 1차로 전진시킨다.

구체적으로, 가이드 슬랩 플레이트(420)가 정지한 상태에서, 슬랩 굴착부(410)의 굴착구동과 아울러 슬랩 굴착부 전진부(440)의 피스톤 전진구동에 의해 슬랩 굴착부(410)를 전방을 향해 전진시킨다(도 18,19,23).

슬랩 굴착부 전진부(440)의 피스톤(441)을 후진구동시켜 슬랩 굴착부(410)와 가이드 슬랩 플레이트(420) 사이에 공간이 형성되도록 한다(도 20,21,24).

슬랩 플레이트 압입부(430)에 의해 가이드 슬랩 플레이트(420)를 압입하여 전진시킴으로써, 다시 피스톤(441)의 전단이 슬랩 굴착부(410)의 피스톤 접촉부(412)에 접촉하도록 한다(도 22).

이 과정을 반복하여, 가이드 슬랩 플레이트(420)가 충분히 전진한 후, 가이드 슬랩 플레이트(420)와 슬랩 플레이트 압입부(430)의 결합을 해제하고, 가이드 슬랩 플레이트(420)의 후단에 슬랩 플레이트(110)를 결합하되, 그 사이에 위 상대구동 허용부(450)가 삽입되도록 한다.

가이드 슬랩 플레이트(420), 상대구동 허용부(450) 및 슬랩 플레이트(110) 사이의 결합은 용접에 의하는 것이 안정적인 시공 및 시공 후 구조물의 안정성을 위하여 바람직하다.

슬랩 굴착부(410)에 의해 지반을 굴착함과 아울러, 슬랩 플레이트 압입부(430)에 의해 가이드 슬랩 플레이트(420)와 슬랩 플레이트(110)의 결합체를 2차로 전진시키는데, 구체적으로는 상술한 슬랩 굴착부 전진부(440)에 의한 압입방식을 적용한다.

여기서, 슬랩 플레이트(110)의 측방을 더욱 안정적으로 지지하고 가이드하기 위하여, 슬랩 굴착부(410)가 지나간 자리에 상술한 측방 가이드부(330)를 설치하는 것이 바람직하다.

즉, 슬랩 플레이트(110)의 측방이 위 측방 가이드부(330)에 의해 가이드되는 상태에서, 슬랩 플레이트 압입부(430)에 의해 가이드 슬랩 플레이트(420)를 압입하여 전진시키는 것이 바람직한 것이다(도 134 내지 136).

가이드 슬랩 플레이트(420)와 슬랩 플레이트(110)의 결합체가 충분히 전진한 후, 슬랩 플레이트(110)와 슬랩 플레이트 압입부(430)의 결합을 해제하고, 슬랩 플레이트(110)의 후단에 또 다른 상기 슬랩 플레이트(110)를 용접결합하되, 그 사이에 위 상대구동 허용부(450)가 삽입되도록 한다.

이러한 과정의 반복에 의해, 슬랩 굴착부(410)가 도달부(20)까지 도달하도록 함으로써, 슬랩 플레이트 결합체(100)를 형성한다(도 29,30).

(4) 기타

추진부(10)에는, 한 쌍의 공동(60,60a)에 각각 형성된 일측 절개부(301) 및 타측 절개부(301a)에 양단이 삽입되어 가이드되면서 전진하는 가이드 슬랩 플레이트(420) 또는 슬랩 플레이트(110)를 상측으로 지지하도록, 한 쌍의 공동(60,60a)의 후단 사이에 플레이트 거치대(11)가 설치되는 것이 바람직하다(도 17 내지 20).

또한, 압입되는 가이드 슬랩 플레이트(420) 또는 슬랩 플레이트(110)의 상면에 접촉하여 압입작업 도중 발생할 수 있는 휨을 방지하기 위하여, 플레이트 거치대(11)에서 플레이트의 두께 만큼 상측으로 이격되도록 플레이트 상면 지지대(12)가 설치되는 것이 바람직하다(도 17 내지 20).

3. 한 쌍의 하부 공동(70,70a) 형성단계(도 3,31 내지 35)

하부 공동(70,70a)의 경우도 위 상부 공동(60,60a)의 경우와 마찬가지로, 기존에 형성된 지중구조물일 수도 있고, 강관 압입공법에 의해 형성된 강관 결합체일 수도 있다.

다만, 후자의 경우, 시공될 지중구조물의 높이에 맞추어, 한 쌍의 상부 강관 결합체(60,60a)보다 하측으로 이격되어 한 쌍의 하부 강관 결합체(70,70a)가 설치되어야 하므로, 추진부(10)를 추가 굴착하여 작업공간을 하측으로 확대한다(도 31,32,138,139).

이후, 압입장치(30)에 의해 다수의 하부 강관(71)을 압입하고 상호 결합하여 하부 강관 결합체(70,70a)를 형성한다.

그 밖의 공정은 상술한 한 쌍의 상부 공동(상부 강관 결합체)(60,60a)의 경우와 동일하다.

4. 하부 슬랩 플레이트 결합체(200) 설치단계(도 4,36 내지 46,138)

한 쌍의 하부 공동(70,70a) 사이에 하부 슬랩이 형성되도록, 다수의 하부 슬랩 플레이트(210)를 추진부(10)로부터 도달부(20) 측으로 순차적으로 전진시킴과 아울러 상호 결합하여 하부 슬랩 플레이트 결합체(200)를 형성하는 공정으로서, 구체적으로는 상술한 슬랩 플레이트 결합체(100) 설치단계의 경우와 동일하다.

5. 일측 벽체 플레이트 결합체(600) 설치단계(도 5,47 내지 71,138 내지 145)

한 쌍의 공동(60,60a) 중 일측 상부 공동(60)과, 한 쌍의 하부 공동(70,70a) 중 일측 하부 공동(70) 사이에 일측 벽체가 형성되도록, 다수의 일측 벽체 플레이트(610)를 추진부(10)로부터 도달부(20) 측으로 순차적으로 전진시킴과 아울러 상호 결합하여 일측 벽체 플레이트 결합체(600)를 형성한다.

여기서, 곡선형 구조로 형성된 일측 상부 공동(60)과 일측 하부 공동(70) 사이에 일측 벽체 플레이트 결합체(600)가 일측 상부 공동(60) 및 일측 하부 공동(70)와 동일한 방향을 향해 만곡지도록 곡선형 구조로 형성한다.

이는 구체적으로 다음과 같은 구성을 취한다.

(1) 벽체 플레이트 압입용 가이드부(800)(도 47 내지 52)

이는 가이드 벽체 플레이트(920) 및 다수의 일측 벽체 플레이트(610)의 전진 도중, 이들이 측방향으로 유동하지 않도록, 그 양측을 가이드하는 역할을 한다.

이는 일측 상부 공동(60)의 하측벽을 길이방향을 따라 절개하여 형성된 상측 절개부(801)와, 일측 하부 공동(70)의 상측벽을 길이방향을 따라 절개하여 형성된 하측 절개부(802)를 포함하여 구성된다(도 47 내지 52).

가이드 벽체 플레이트(920) 및 다수의 일측 벽체 플레이트(610)의 상하단이 각각 위 상측 절개부(801)와 하측 절개부(802)에 가이드되면서(삽입되어 측방향 유동이 방지되면서) 전진하게 된다.

위 벽체 플레이트 압입용 가이드부(800)는, 상측 절개부(801)의 내측 좌우에 길이방향을 따라 각각 형성된 벽체 상부 가이드레일(811)과, 하측 절개부(802)의 내측 좌우에 길이방향을 따라 각각 형성된 벽체 하부 가이드레일(812)을 포함하여 구성된다(도 50 내지 52).

더욱 구체적으로 위 벽체 플레이트 압입용 가이드부(800)는, 상측 절개부(801)의 내측 좌우에 상호 간격을 두고 설치된 다수의 상부 레일 지지부(821); 다수의 상부 레일 지지부(821)에 의해 지지됨과 아울러, 트임부가 상측을 향해 형성된 "ㄷ"자형 채널 구조의 상기 벽체 상부 가이드레일(811); 하측 절개부(802)의 내측 좌우에 상호 간격을 두고 설치된 다수의 하부 레일 지지부(822); 다수의 하부 레일 지지부(822)에 의해 지지됨과 아울러, 트임부가 하측을 향해 형성된 "ㄷ"자형 채널 구조의 벽체 하부 가이드레일(812);을 포함하여 구성된다(도 50 내지 52).

위 가이드레일(811,812)은 후술하는 벽체 굴착부(910)의 벽체 체인톱 가이드부(1010,1020)를 가이드함으로써, 벽체 굴착부(910)가 폭방향 유동이 방지되면서 전진하도록 하는 역할을 한다(도 18,38).

곡선형 공법의 경우, 일측 상부 공동(60) 및 일측 하부 공동(70)가 곡선형 구조를 취하므로, 상측 절개부(801)와 하측 절개부(802) 또한 당연히 곡선형 구조를 취하게 되고, 이에 설치되는 벽체 상부 가이드레일(811) 및 벽체 하부 가이드레일(812) 또한 곡선형 구조를 취하게 된다(도 146,147).

(2) 벽체 플레이트 압입장치(900)

이는 다수의 일측 벽체 플레이트(610)의 전방 지반을 굴착함과 아울러, 전방 지반을 향해 다수의 일측 벽체 플레이트(610)를 압입하는 장치로서, 벽체 굴착부(910), 가이드 벽체 플레이트(920), 벽체 플레이트 압입부(930)를 포함하여 구성된다.

(2-1) 벽체 굴착부(910)(도 62 내지 69,107 내지 113,162 내지 167)

이는 다수의 일측 벽체 플레이트(610)가 전방을 향해 전진할 수 있도록, 일측 상부 공동(60)과 일측 하부 공동(70) 사이의 지반을 높이방향을 따라 굴착하도록 전방에 설치된다.

이는 구체적으로 벽체 체인톱 장치(911)와, 모터(913), 이를 가이드하는 벽체 체인톱 가이드부(1000) 등에 의해 구성된다.

벽체 체인톱 장치(911)는 일측 상부 공동(60)과 일측 하부 공동(70) 사이의 지반을 높이방향을 따라 굴착하도록 설치됨과 아울러, 상측 단부가 상측 절개부(801)를 통해 일측 상부 공동(60)의 내부에 노출되고, 하측 단부가 하측 절개부(802)를 통해 일측 하부 공동(70)의 내부에 노출되도록 설치된다.

이와 같이 공동(60,60a)의 내부에 노출된 벽체 체인톱 장치(911)의 상단 또는 하단에 모터(913)가 설치되므로, 모터(913)가 벽체 체인톱 장치(911)의 지반 굴착을 방해하지 않게 된다.

벽체 체인톱 가이드부(1000)는 위 벽체 체인톱 장치(911)가 지반을 굴착하면서 전진하는 도중, 상하방향이나 좌우방향으로 유동하지 않도록 하는 역할을 한다.

이는 구체적으로, 벽체 상부 가이드레일(811)에 접촉하여 길이방향을 따라 구동하도록 벽체 체인톱 장치(911)의 상측 단부의 측방에 설치된 상부 벽체 체인톱 가이드부(1010)와, 벽체 하부 가이드레일(812)에 접촉하여 길이방향을 따라 구동하도록 벽체 체인톱 장치(911)의 하측 단부의 측방에 설치된 하부 벽체 체인톱 가이드부(1020)를 포함하여 구성된다.

상술한 바와 같이, 일측 상부 공동(60)의 상측 절개부(801)의 내측 좌우에는 길이방향을 따라 벽체 상부 가이드레일(811)이 설치되고, 일측 상부 공동(60)의 하측 절개부(802)의 내측 좌우에는 길이방향을 따라 벽체 하부 가이드레일(812)이 설치되는데, 상부 벽체 체인톱 가이드부(1010) 및 하부 벽체 체인톱 가이드부(1020)는 각각 위 벽체 상부 가이드레일(811) 및 벽체 하부 가이드레일(812)을 타고 가면서 가이드된다(도 65 내지 69).

즉, 벽체 체인톱 장치(911)의 상하부에 설치된 상부 벽체 체인톱 가이드부(1010) 및 하부 벽체 체인톱 가이드부(1020)가 벽체 상부 가이드레일(811) 및 벽체 하부 가이드레일(812)을 상하에서 압착하는 구조를 취하므로, 벽체 체인톱 장치(911)의 상하단은 전진 굴착 도중 안정적으로 지지될 수 있다.

더욱 구체적으로, 상부 벽체 체인톱 가이드부(1010)는, 벽체 체인톱 장치(911)의 상측 단부의 측방에 형성된 상부 측방 돌출부(1011); 상하방향 구동이 가능하도록 상부 측방 돌출부(1011)에 설치된 상부 측방 휠 지지부(1012); 벽체 상부 가이드레일(811)에 삽입되어 구동하도록 상부 측방 휠 지지부(1012)의 하단에 설치된 상부 측방 휠(1013);을 포함하여 구성된다(도 107 내지 113).

하부 벽체 체인톱 가이드부(1020)는, 벽체 체인톱 장치(911)의 하측 단부의 측방에 형성된 하부 측방 돌출부(1021); 상하방향 구동이 가능하도록 하부 측방 돌출부(1021)에 설치된 하부 측방 휠 지지부(1022); 벽체 하부 가이드레일(812)에 삽입되어 구동하도록 하부 측방 휠 지지부(1022)의 상단에 설치된 하부 측방 휠(1023);을 포함하여 구성된다(도 107 내지 113).

따라서, 벽체 체인톱 장치(911)의 준비시에는 상부 측방 휠 지지부(1012)를 상측으로 구동하고, 하부 측방 휠 지지부(1022)를 하측으로 구동하여, 상부 측방 휠(1013)과 하부 측방 휠(1023) 사이의 간격이 충분히 이격되도록 하고, 벽체 상부 가이드레일(811) 및 벽체 하부 가이드레일(812)에 대한 벽체 체인톱 장치(911)의 설치시에는 상부 측방 휠 지지부(1012)를 하측으로 구동하고, 하부 측방 휠 지지부(1022)를 상측으로 구동하여, 상부 측방 휠(1013)과 하부 측방 휠(1023)이 각각 벽체 상부 가이드레일(811) 및 벽체 하부 가이드레일(812)에 안정적으로 안착(압착)되어 슬라이딩 구동하도록 할 수 있다.

곡선형 공법의 경우, 벽체 체인톱 장치(911)가 설계된 방향으로 곡선구동하면서 지반을 굴착하도록 가이드해야 하고, 이 경우 벽체 체인톱 장치(911)에는 더욱 큰 부하가 발생하므로, 이를 가이드하는 상부 벽체 체인톱 가이드부(1010) 및 하부 벽체 체인톱 가이드부(1020)가 전후방향을 따라 복수 설치되는 것이 안정적인 가이드구동을 위하여 바람직하다.

복수의 벽체 체인톱 가이드부가 상호 안정적인 이격거리를 갖도록 하기 위해서는, 추가되는 상부 벽체 체인톱 가이드부(1010) 및 하부 벽체 체인톱 가이드부(1020)는 후술하는 가이드 벽체 플레이트(920)에 설치되는 것이 바람직하다(도 143,144,164,166).

(2-2) 일측 벽체 플레이트(610)와 가이드 벽체 플레이트(920)(도 62 내지 69,107 내지 113,142 내지 144,154,155)

일측 벽체 플레이트(610)의 후단과 또 다른 일측 벽체 플레이트(610)의 전단 사이에는, 일측 벽체 플레이트(610)와 또 다른 일측 벽체 플레이트(610)의 상호 힌지구동 또는 상호 높이방향 슬라이딩 구동이 가능하도록 상대구동 허용부(950)가 형성된다(도 140,150,151).

즉, 일측 벽체 플레이트 결합체(600)가 일측 또는 타측을 향하여 곡선형 일측 벽체 플레이트 결합체(600)가 구조를 취하는 경우에는 위 상대구동 허용부(450)가 힌지구동을 하게 되고, 일측 벽체 플레이트 결합체(600)가 상방 또는 하방을 향하여 곡선형 구조를 취하는 경우에는 위 상대구동 허용부(450)가 높이방향 슬라이딩 구동을 함으로써 안정적인 곡선형 지중구조물이 이루어지도록 한다.

이 경우, 상술한 슬랩 플레이트 결합체(100)의 경우와 마찬가지로, 결합체가 전체적으로 곡률을 갖도록 하기 위하여, 다수의 일측 벽체 플레이트(610)는 상측의 전후방향 폭과 하측의 전후방향 폭이 다르게 형성되는 것이 바람직하다.

구체적으로 상기 상대구동 허용부(950)는, "Ω"형 단면 구조의 만곡형 돌출부(951); 만곡형 돌출부(951)를 둘러쌈과 아울러, 상호 힌지구동 또는 상호 폭방향 슬라이딩 구동이 가능하도록 형성된 만곡형 함몰부(952);를 포함하는 것이 바람직하다(도 154,155).

이러한 구조는 일측 벽체 플레이트(610)와 또 다른 일측 벽체 플레이트(610)의 견고한 결합을 가능하게 하고, 시공완료 후 차수기능을 갖도록 한다는 장점이 있다.

전방의 일측 벽체 플레이트(610)의 후단에 만곡형 돌출부(451)가 형성되고, 그에 결합하는 후방의 일측 벽체 플레이트(610)의 전단에 만곡형 함몰부(452)가 형성되도록 하고, 이들을 현장에서 조립하는 방식을 취할 수도 있으나, 이는 일측 벽체 플레이트(610)의 높이에 비해 상대적으로 좁은 공간인 추진부(10)에서 위 조립작업을 해야 한다는 번거로움이 있다.

따라서, 상대구동 허용부(950)는 별도의 독립적인 부재(만곡형 돌출부(951)와 만곡형 함몰부(952)가 미리 조립된 구조)로 제조되어 현장에 제공되고, 현장에서 일측 벽체 플레이트(610)의 후단과 또 다른 일측 벽체 플레이트(610)의 전단 사이에 상대구동 허용부(950)를 용접 등에 의해 결합하는 것이 시공성 측면에서 바람직하다.

가이드 벽체 플레이트(920)는 기본적으로 일측 벽체 플레이트(610)와 동일한 판 구조로서, 위 벽체 체인톱 장치(911)의 후방에 설치되어, 후술하는 벽체 굴착부 전진부(940)에 의해 벽체 체인톱 장치(911)를 전방으로 압입하는 역할을 한다.

이는 상하단이 각각 상측 절개부(801) 및 하측 절개부(802)에 삽입되어 가이드되면서 전진하므로, 측방향 유동이 방지된다.

상술한 가이드 슬랩 플레이트(420) 및 슬랩 플레이트(110)의 경우와 달리, 가이드 벽체 플레이트(920) 및 일측 벽체 플레이트(610)는 기립구조로 전진하도록 설치되므로, 그 하단이 일측 하부 공동(70)의 내부 바닥면에 접촉하여 슬라이딩 구동하도록 하는 것이 바람직하다.

이를 위하여, 가이드 벽체 플레이트(920)의 하단 및 일측 벽체 플레이트(610)의 하단에는 벽체 하단 휠(611)이 설치된다(도 64,70).

가이드 벽체 플레이트(920)의 후단과 일측 벽체 플레이트(610)의 전단 사이에는, 가이드 벽체 플레이트(920)와 일측 벽체 플레이트(610)의 상호 힌지구동 또는 상호 높이방향 슬라이딩 구동이 가능하도록 상대구동 허용부(950)가 형성되며, 그 이유는 상술한 바와 같다.

가이드 벽체 플레이트(920)의 후단과 일측 벽체 플레이트(610)의 전단 사이에 미리 제조되어 현장에 제공된 상대구동 허용부(950)를 용접결합하는 것이 바람직하며, 그 이유는 상술한 바와 같다.

(2-3) 벽체 플레이트 압입부(930)(도 53 내지 64)

이는 벽체 체인톱 장치(911)와 결합한 가이드 벽체 플레이트(920)의 후단을 전방을 향하여 압입하거나, 또는 가이드 벽체 플레이트(920)의 후단에 결합한 상기 일측 벽체 플레이트(610)의 후단을 전방을 향하여 압입하도록 추진부(10)에 설치된다.

이는 일반적인 강관 압입공법에 사용되는 대형 유압실린더 등에 의해 구현될 수 있는데, 그 대형 유압실린더를 지지하기 위하여 추진부(10)에 콘크리트 재질 등에 의한 반력대(932)가 설치된다(도 53,54).

다만, 이는 상대적으로 얇은 판 구조를 압입해야 하므로, 가이드 벽체 플레이트(920)의 후단 또는 일측 벽체 플레이트(610)의 후단을 둘러싸 지지하도록, "ㄷ"자형 단면구조로 형성된 플레이트 파지부(931)를 포함하는 것이 바람직하다(도 58,60).

(2-4) 벽체 굴착부 전진부(940)(도 62 내지 68)

벽체 체인톱 장치(911)에 의한 지반 굴착 시, 이에 결합한 가이드 벽체 플레이트(920)를 벽체 플레이트 압입부(930)에 의해 통째로 압입하는 방식을 취할 수도 있으나, 이 경우 굴착대상 지반에 암반 기타 예기치 못한 매장물의 존재, 벽체 체인톱 장치(911)에 대한 벽체 플레이트 압입부(930)의 과도한 압력 인가 등을 이유로 하여 벽체 체인톱 장치(911)의 손상이 발생할 수 있다.

이를 방지하기 위해서는, 가이드 벽체 플레이트(920)가 정지한 상태에서, 피스톤(941)의 전진에 의해 벽체 굴착부(910)를 전진시키도록 가이드 벽체 플레이트(920)에 별도의 벽체 굴착부 전진부(940)가 설치되는 것이 바람직하다.

위 벽체 굴착부 전진부(940)는, 가이드 벽체 플레이트(920)의 전단에 형성된 설치홈에 설치된 소형 유압실린더(942)(위 벽체 플레이트 압입부(930)에 사용되는 대형 유압실린더에 대한 상대적 개념이다); 소형 유압실린더(942)에 삽입되어 전후진 구동하는 피스톤(941);을 포함하여 구성된다.

위 피스톤(941)과 벽체 체인톱 장치(911)의 체인톱의 직접 접촉을 방지하기 위하여, 피스톤(941)의 전단이 접촉함과 아울러, 벽체 체인톱 장치(911)의 굴착구동을 방해하지 않도록, 벽체 체인톱 장치(911)의 단부 후방을 둘러 피스톤 접촉부(912)가 설치되는 것이 바람직하다.

(3) 일측 벽체 플레이트 결합체(600) 설치단계의 구체적 공정(도 5,55 내지 71)

기본적으로, 벽체 굴착부(910)에 의해 지반을 굴착함과 아울러, 벽체 플레이트 압입부(930)에 의해 가이드 벽체 플레이트(920)를 1차로 전진시킨다.

구체적으로, 가이드 벽체 플레이트(920)가 정지한 상태에서, 벽체 굴착부(910)의 굴착구동과 아울러 벽체 굴착부 전진부(940)의 피스톤 전진구동에 의해 벽체 굴착부(910)를 전방을 향해 전진시킨다(도 65,66).

벽체 굴착부 전진부(940)의 피스톤(941)을 후진구동시켜 벽체 굴착부(910)와 가이드 벽체 플레이트(920) 사이에 공간이 형성되도록 한다(도 67).

벽체 플레이트 압입부(930)에 의해 가이드 벽체 플레이트(920)를 압입하여 전진시킴으로써, 다시 피스톤(941)의 전단이 벽체 굴착부(910)의 피스톤 접촉부(912)에 접촉하도록 한다(도 63,68).

이 과정을 반복하여, 가이드 벽체 플레이트(920)가 충분히 전진한 후, 가이드 벽체 플레이트(920)와 벽체 플레이트 압입부(930)의 결합을 해제하고, 가이드 벽체 플레이트(920)의 후단에 일측 벽체 플레이트(610)를 결합하되, 그 사이에 위 상대구동 허용부(950)가 삽입되도록 한다.

가이드 벽체 플레이트(920), 상대구동 허용부(950) 및 일측 벽체 플레이트(610) 사이의 결합은 용접에 의하는 것이 안정적인 시공 및 시공 후 구조물의 안정성을 위하여 바람직하다.

벽체 굴착부(910)에 의해 지반을 굴착함과 아울러, 벽체 플레이트 압입부(930)에 의해 가이드 벽체 플레이트(920)와 일측 벽체 플레이트(610)의 결합체를 2차로 전진시키는데, 구체적으로는 상술한 벽체 굴착부 전진부(940)에 의한 압입방식을 적용한다.

가이드 벽체 플레이트(920)와 일측 벽체 플레이트(610)의 결합체가 충분히 전진한 후, 일측 벽체 플레이트(610)와 벽체 플레이트 압입부(930)의 결합을 해제하고, 일측 벽체 플레이트(610)의 후단에 또 다른 상기 일측 벽체 플레이트(610)를 용접결합하되, 그 사이에 위 상대구동 허용부(950)가 삽입되도록 한다.

이러한 과정의 반복에 의해,벽체 굴착부(910)가 도달부(20)까지 도달하도록 함으로써, 일측 벽체 플레이트 결합체(600)를 형성한다(도 71).

(4) 기타

추진부(10)에는, 일측 상부 공동(60)에 형성된 상측 절개부(801)와 일측 하부 공동(70)에 형성된 하측 절개부(802)에 상하단이 각각 삽입되어 가이드되면서 전진하는 가이드 벽체 플레이트(920) 또는 상부 벽체 플레이트(610)를 양측에서 지지하도록, 일측 상부 공동(60)의 후단과 일측 하부 공동(70)의 후단 사이에 플레이트 양측 지지대(13)가 설치되는 것이 바람직하다(도 55 내지 61,114 내지 118).

플레이트 양측 지지대(13)는 H 빔에 의한 철골구조로 형성되어, 추진부(10)에 설치됨으로써, 벽체 플레이트 압입부(930)에 의한 압입구동 시 추진부(10)나 상부 벽체 플레이트(610)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

6. 타측 벽체 플레이트 결합체(700) 설치단계(도 5,47 내지 72)

한 쌍의 공동(60,60a) 중 타측 상부 공동(60a)와, 한 쌍의 하부 공동(70,70a) 중 타측 하부 공동(70a) 사이에 타측 벽체가 형성되도록, 다수의 타측 벽체 플레이트(710)를 추진부(10)로부터 도달부(20) 측으로 순차적으로 전진시킴과 아울러 상호 결합하여 타측 벽체 플레이트 결합체(700)를 형성하는 공정으로서, 구체적으로는 상술한 일측 벽체 플레이트 결합체(600) 설치단계의 경우와 동일하다.

7. 내부 굴착단계 및 마감단계(도 73 내지 100)

슬랩 플레이트 결합체(100,200) 및 벽체 플레이트 결합체(600,700)에 의해 형성된 박스형 폐합구조(도 72 참조)의 내부 지반을 굴착하여 터널을 형성하고, 라이닝 콘크리트를 타설하여 마감한다.

공동(60,60a,70,70a)이 기존에 사용 중인 지중구조물인 경우에는 이를 손상시킬 수 없으므로, 그 구조를 유지한 채로 위 공정을 진행한다.

그러나 공동(60,60a,70,70a)이 강관 결합체에 의해 형성되고, 그 강관 결합체 자체에 대한 별도의 용도가 없는 경우에는, 후술하는 바와 같이 강관 결합체의 일부를 절개하여 시공될 지중구조물의 단면적을 확대하고, 강관 결합체의 내부를 콘크리트로 충전하여 지중구조물의 구조적 안정성을 증대시키는 것이 바람직하다.

이하에서는, 공동(60,60a,70,70a)이 강관 결합체에 의해 형성되는 경우를 전제로 하여 설명한다.

(1) 강관 결합체 내부의 폐합구조 및 콘크리트 타설(도 73 내지 79)

각각의 공동이 강관 결합체에 의해 형성된 경우, 그 각각의 강관 결합체(60,60a,70,70a)의 내부는 철근 콘크리트에 의해 충전하는 것이 지중구조물의 구조적 안정성을 위하여 바람직하다.

또한, 각각의 강관 결합체(60,60a,70,70a) 중 슬랩 플레이트 결합체(100,200) 및 벽체 플레이트 결합체(600,700)에 의해 형성된 박스형 폐합구조(도 72 참조)와 중첩되는 영역은 강관 결합체의 일부를 제거하는 것이 지중구조물의 단면적 확대를 위하여 바람직하다.

이를 위하여, 각각의 강관 결합체(60,60a,70,70a) 내부에서 슬랩 플레이트 결합체(100,200) 및 벽체 플레이트 결합체(600,700)는 다음과 같은 폐합구조를 취하도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 일측 상부 강관 결합체(60)의 일측 절개부(301)를 통해 일측 상부 강관 결합체(60)의 내부로 노출된 슬랩 플레이트 결합체(100)의 일측 단부와, 일측 상부 강관 결합체(60)의 상측 절개부(801)를 통해 일측 상부 강관 결합체(60)의 내부로 노출된 일측 벽체 플레이트 결합체(600)의 상측 단부 사이에는 일측 경사판(160)이 설치되어 상호 폐합구조를 형성하도록 설치된다(도 148).

슬랩 플레이트 결합체(100)와 일측 벽체 플레이트 결합체(600)는 모두 곡선형 구조를 취하므로, 직접 접촉하여 폐합구조를 이루기가 어렵다.

위 일측 경사판(160)는 경사지게 설치됨과 아울러 일측 상부 강관 결합체(60)과 동일한 방향으로 만곡진 구조를 취할 수 있으므로, 상호 이격되어 설치된 슬랩 플레이트 결합체(100)와 일측 벽체 플레이트 결합체(600)의 사이에 결합하여 폐합구조를 용이하게 이룰 수 있다.

일측 경사판(160)의 상단과 슬랩 플레이트 결합체(100)의 일측 단부는 직접 용접결합하는 것이 바람직하므로, 측방 가이드부(330)를 제거한 후, 일측 경사판(160)의 상단과 슬랩 플레이트 결합체(100)의 일측 단부를 결합한다(도 147,148).

이후, 이와 같이 형성된 일측 상부 강관 결합체(60)의 내부 영역 중, 슬랩 플레이트 결합체(100)와 일측 벽체 플레이트 결합체(600)의 폐합구조의 외측영역에 철근(62)을 배근하고 콘크리트(C)를 타설한다(도 149).

나머지 강관 결합체(60a,70,70a)의 내부영역의 경우도 위와 같은 구조를 취하는 것이 바람직하다.

즉, 타측 상부 강관 결합체(60a)의 타측 절개부(301a)를 통해 타측 상부 강관 결합체(60a)의 내부로 노출된 슬랩 플레이트 결합체(100)의 타측 단부와, 타측 상부 강관 결합체(60a)의 상측 절개부(801)를 통해 타측 상부 강관 결합체(60a)의 내부로 노출된 타측 벽체 플레이트 결합체(700)의 상측 단부는 사이에는 타측 경사판(160a)이 설치되어 상호 폐합구조를 형성하도록 설치된다(도 149).

일측 하부 강관 결합체(70)의 일측 절개부(301)를 통해 일측 하부 강관 결합체(70)의 내부로 노출된 하부 슬랩 플레이트 결합체(200)의 일측 단부와, 일측 하부 강관 결합체(70)의 하측 절개부(802)를 통해 일측 하부 강관 결합체(70)의 내부로 노출된 일측 벽체 플레이트 결합체(600)의 하부는 상호 폐합구조를 형성하도록 설치된다.

절곡구조로 인하여, 하부 슬랩 플레이트 결합체(200)의 일측 단부와 일측 벽체 플레이트 결합체(600)의 직접 접촉이 어려운 경우, 별도의 연장 플레이트(220)를 설치하여, 상호 폐합구조를 형성할 수 있다(도 146).

타측 하부 강관 결합체(70a)의 타측 절개부(301a)를 통해 타측 하부 강관 결합체(70a)의 내부로 노출된 하부 슬랩 플레이트 결합체(200)의 타측 단부와, 타측 하부 강관 결합체(70a)의 하측 절개부(802)를 통해 타측 하부 강관 결합체(70a)의 내부로 노출된 타측 벽체 플레이트 결합체(700)의 하부는 상호 폐합구조를 형성된다.

이후, 이와 같이 형성된 강관 결합체(60a,70,70a)의 내부 영역 중, 슬랩 플레이트 결합체(100,200)와 벽체 플레이트 결합체(600,700)의 폐합구조의 외측영역에 철근(62)을 배근하고 콘크리트(C)를 타설한다(도 150).

(2) 굴착용 지보공(1100)(도 82 내지 92,119 내지 123)

슬랩 플레이트 결합체(100,200) 및 벽체 플레이트 결합체(600,700)의 내부 영역을 굴착하는데, 굴착장비(1300)에 의한 지반의 굴착 도중 지반의 붕괴를 방지하기 위하여, 굴착장비(1300)의 설치위치를 둘러 굴착용 지보공(1100)이 설치된다.

즉, 굴착용 지보공(1100)은 슬랩 플레이트 결합체(100)를 상측으로 지지하도록 하는 구조로서, 그 내부에 굴착장비가 위치할 수 있는 구조로 형성되고, 굴착의 진행과 함께 전방으로 위치가 이동한다.

굴착용 지보공(1100)은 구체적으로, 슬랩 플레이트 결합체(100)를 상측으로 지지하는 상부 프레임(1110)과, 하부 슬랩 플레이트 결합체(200)에 의해 상측으로 지지되는 하부 프레임(1120)과, 상부 프레임(1110)과 하부 프레임(1120)의 사이에 설치되는 측방 프레임(1130)과, 측방 프레임(1130)의 높이를 조절하도록 설치된 높이 조절부(1140)를 구비하고, 그 내부에 굴착장비의 설치공간이 형성된다.

굴착용 지보공(1100)의 전방 하부에는 토사 유입 방지판(1121)이 기립구조로 설치되므로, 굴착작업 도중 토사가 굴착용 지보공(1100) 측으로 과도하게 유입되는 것을 방지할 수 있다.

(3) 내부 굴착작업 및 마감작업(도 81 내지 96)

굴착장비(1300) 및 굴착용 지보공(1100)을 이용하여, 한 쌍의 강관 결합체(60,60a), 슬랩 플레이트 결합체(100), 한 쌍의 하부 강관 결합체(70,70a), 하부 슬랩 플레이트 결합체(200), 일측 벽체 플레이트 결합체(600) 및 타측 벽체 플레이트 결합체(700)의 내부 영역을 굴착하여 터널을 형성한다.

먼저, 하부 슬랩 플레이트 결합체(200)와 동일한 높이를 갖도록, 추진부(10)에 작업대(1150)를 설치한다(도 81).

작업대(1150) 위에 굴착장비(1300) 및 굴착용 지보공(1100)을 위치시키고, 내부 굴착영역을 굴착한다(도 82).

높이 조절부(1140)에 의해 상부 프레임(1110)의 높이를 낮춘 상태에서 굴착용 지보공(1100)을 전진하고, 높이 조절부(1140)에 의해 상부 프레임(1110)의 높이를 높여서 상부 프레임(1110)이 슬랩 플레이트 결합체(100)를 상측으로 지지한 상태에서 내부 굴착영역을 굴착하고, 이를 반복한다(도 83 내지 92).

상술한 바와 같이, 위 굴착작업과 함께. 내부 굴착영역의 굴착에 의해 내측으로 노출된 일측 상부 강관 결합체(60)의 타측 하부, 타측 상부 강관 결합체(60a)의 일측 하부, 일측 하부 강관 결합체(70)의 타측 상부 및 타측 하부 강관 결합체(70a)의 일측 상부를 제거하여 지중구조물의 단면적을 확대한다(도 86).

굴착작업이 완료된 영역에 대하여, 슬랩 플레이트 결합체(100), 하부 슬랩 플레이트 결합체(200), 일측 벽체 플레이트 결합체(600) 및 타측 벽체 플레이트 결합체(700)의 내면에 접촉하여 지지하도록 영구 지보공(1200)을 설치한다(도 87 내지 94,150,151).

영구 지보공(1200)은 H 빔에 의한 철골구조를 취하는 것이 구조적 안정성을 위하여 바람직하다.

굴착장비(1300)에 의해 굴착한 흙을 운반장비(1400)에 의해 터널 밖으로 날라야 하는데, 위 영구 지보공(1200)에 의해 운반장비(1400)의 운행이 방해받지 않도록, 위 영구 지보공(1200)의 바닥 상부에 받침판(1310)을 설치하는 것이 바람직하다(도 89 내지 92).

내부 굴착작업의 완료 후, 영구 지보공(1200)이 매설되도록, 슬랩 플레이트 결합체(100), 하부 슬랩 플레이트 결합체(200), 일측 벽체 플레이트 결합체(600) 및 타측 벽체 플레이트 결합체(700)의 내면에 철근(1201)을 배근하고 라이닝 콘크리트(C)를 타설한다(도 97 내지 100).

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

10 : 추진부 11 : 플레이트 거치대
12 : 플레이트 상면 지지대 13 : 플레이트 양측 지지대
20 : 도달부 60,60a : 공동, 강관 결합체
70,70a : 공동, 하부 강관 결합체 100 : 슬랩 플레이트 결합체
110 : 슬랩 플레이트 111 : 측방 휠
160 : 일측 경사판 160a : 타측 경사판
200 : 하부 슬랩 플레이트 결합체 210 : 하부 슬랩 플레이트
300 : 슬랩 플레이트 압입용 가이드부 301 : 일측 절개부
301a : 타측 절개부 311 : 일측 상부 가이드레일
311a : 타측 상부 가이드레일 312 : 일측 하부 가이드레일
312a : 타측 하부 가이드레일 321 : 일측 상부 브라켓
322 : 일측 하부 브라켓 330 : 측방 가이드부
400 : 슬랩 플레이트 압입장치 410 : 슬랩 굴착부
411 : 슬랩 체인톱 장치 412 : 피스톤 접촉부
413 : 모터 420 : 가이드 슬랩 플레이트
430 : 슬랩 플레이트 압입부 431 : 플레이트 파지부
440 : 슬랩 굴착부 전진부 441 : 피스톤
442 : 소형 유압실린더 450 : 상대구동 허용부
451 : 만곡형 돌출부 452 : 만곡형 함몰부
500 : 슬랩 체인톱 가이드부
510 : 일측 상부 슬랩 체인톱 가이드부
510a : 타측 상부 슬랩 체인톱 가이드부
511 : 상부 돌출부 512 : 상부 휠 지지부
513 : 상부 휠
520 : 일측 하부 슬랩 체인톱 가이드부
520a : 타측 하부 슬랩 체인톱 가이드부
521 : 하부 돌출부 522 :하부 휠 지지부
523 : 하부 휠 600 : 일측 벽체 플레이트 결합체
610 : 일측 벽체 플레이트 611 : 벽체 하단 휠
700 : 타측 벽체 플레이트 결합체 710 : 타측 벽체 플레이트
800 : 벽체 플레이트 압입용 가이드부 801 : 상측 절개부
802 : 하측 절개부 811 : 벽체 상부 가이드레일
812 : 벽체 하부 가이드레일 821 : 상부 레일 지지부
822 : 하부 레일 지지부 900 : 벽체 플레이트 압입장치
910 : 벽체 굴착부 911 : 벽체 체인톱 장치
912 : 피스톤 접촉부 913 : 모터
920 : 가이드 벽체 플레이트 930 : 벽체 플레이트 압입부
931 : 플레이트 파지부 940 : 벽체 굴착부 전진부
941 : 피스톤 942 : 소형 유압실린더
950 : 상대구동 허용부 951 : 만곡형 돌출부
952 : 만곡형 함몰부 1000 : 벽체 체인톱 가이드부
1010 : 상부 벽체 체인톱 가이드부 1011 : 상부 측방 돌출부
1012 : 상부 측방 휠 지지부 1013 : 상부 측방 휠
1020 : 하부 벽체 체인톱 가이드부 1021 : 하부 측방 돌출부
1022 : 하부 측방 휠 지지부 1023 : 하부 측방 휠
1100 : 굴착용 지보공 1110 : 상부 프레임
1120 : 하부 프레임 1121 : 토사 유입 방지판
1130 : 측방 프레임 1140 : 높이 조절부
1150 : 작업대 1200 : 영구 지보공

Claims (18)

1. 지중에 길이방향을 따라 형성된 한 쌍의 공동(60,60a) 사이에 슬랩이 형성되도록, 다수의 슬랩 플레이트(110)를 추진부(10)로부터 도달부(20) 측으로 순차적으로 전진시킴과 아울러 상호 결합하여 슬랩 플레이트 결합체(100)를 형성하는 것을 특징으로 하는 지중구조물의 슬랩 시공방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 한 쌍의 공동(60,60a) 중 일측 공동(60)의 타측벽을 길이방향을 따라 절개하여 형성된 일측 절개부(301)와, 상기 한 쌍의 공동(60,60a) 중 상기 타측 공동(60a)의 일측벽을 길이방향을 따라 절개하여 형성된 타측 절개부(301a)를 포함하는 슬랩 플레이트 압입용 가이드부(300)를 형성하는 슬랩 플레이트 압입용 가이드부(300) 형성단계;
   상기 한 쌍의 공동(60,60a) 사이의 지반을 폭방향을 따라 굴착하도록 전방에 설치된 슬랩 굴착부(410)와, 상기 일측 절개부(301) 및 타측 절개부(301a)에 양단이 삽입되어 가이드되면서 전진하도록 상기 슬랩 굴착부(410)의 후방에 설치된 가이드 슬랩 플레이트(420)와, 상기 가이드 슬랩 플레이트(420)의 후단을 전방을 향하여 압입하거나, 또는 상기 가이드 슬랩 플레이트(420)의 후단에 결합한 상기 슬랩 플레이트(110)의 후단을 전방을 향하여 압입하도록 설치된 슬랩 플레이트 압입부(430)를 포함하는 슬랩 플레이트 압입장치(400)를 준비하는 슬랩 플레이트 압입장치(400) 준비단계;
   상기 슬랩 굴착부(410)에 의해 지반을 굴착함과 아울러, 상기 슬랩 플레이트 압입부(430)에 의해 상기 가이드 슬랩 플레이트(420)를 전진시키는 1차 슬랩 굴착 및 전진단계;
   상기 가이드 슬랩 플레이트(420)와 상기 슬랩 플레이트 압입부(430)의 결합을 해제하고, 상기 가이드 슬랩 플레이트(420)의 후단에 상기 슬랩 플레이트(110)를 결합하는 1차 슬랩 플레이트 결합단계;
   상기 슬랩 굴착부(410)에 의해 지반을 굴착함과 아울러, 상기 슬랩 플레이트 압입부(430)에 의해 상기 가이드 슬랩 플레이트(420)와 상기 슬랩 플레이트(110)의 결합체를 전진시키는 2차 슬랩 굴착 및 전진단계;를
   상기 슬랩 플레이트(110)와 상기 슬랩 플레이트 압입부(430)의 결합을 해제하고, 상기 슬랩 플레이트(110)의 후단에 또 다른 상기 슬랩 플레이트(110)를 결합하는 2차 슬랩 플레이트 결합단계;를
   포함하는 것을 특징으로 하는 지중구조물의 슬랩 시공방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 슬랩 플레이트 압입용 가이드부(300)는,
   상기 일측 절개부(301)의 내측 상하에 길이방향을 따라 각각 형성된 일측 상부 가이드레일(311) 및 일측 하부 가이드레일(312)과, 상기 타측 절개부(301a)의 내측 상하에 길이방향을 따라 각각 형성된 타측 상부 가이드레일(311a) 및 타측 하부 가이드레일(312a)을 포함하고,
   상기 슬랩 굴착부(410)는,
   상기 일측 공동(60)와 상기 타측 공동(60a) 사이의 지반을 폭방향을 따라 굴착하도록 설치됨과 아울러, 일측 단부가 상기 일측 절개부(301)를 통해 상기 일측 공동(60)의 내부에 노출되고, 타측 단부가 상기 타측 절개부(301a)를 통해 상기 타측 공동(60a)의 내부에 노출되도록 설치된 슬랩 체인톱 장치(411);
   상기 일측 상부 가이드레일(311)에 접촉하여 길이방향을 따라 구동하도록 상기 슬랩 체인톱 장치(411)의 일측 단부의 상부에 설치된 일측 슬랩 체인톱 가이드부(510)와, 상기 일측 하부 가이드레일(312)에 접촉하여 길이방향을 따라 구동하도록 상기 슬랩 체인톱 장치(411)의 일측 단부의 하부에 설치된 일측 하부 슬랩 체인톱 가이드부(520)와, 상기 타측 상부 가이드레일(311a)에 접촉하여 길이방향을 따라 구동하도록 상기 슬랩 체인톱 장치(411)의 타측 단부의 상부에 설치된 타측 슬랩 체인톱 가이드부(510a)와, 상기 타측 하부 가이드레일(312a)에 접촉하여 길이방향을 따라 구동하도록 상기 슬랩 체인톱 장치(411)의 타측 단부의 하부에 설치된 타측 하부 슬랩 체인톱 가이드부(520a)를 포함하는 슬랩 체인톱 가이드부(500);를
   포함하는 것을 특징으로 하는 지중구조물의 슬랩 시공방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 슬랩 플레이트 압입용 가이드부(300)는,
   상기 일측 절개부(301)의 내측 상부에 상호 간격을 두고 설치된 다수의 일측 상부 브라켓(321);
   상기 다수의 일측 상부 브라켓(321)에 의해 지지됨과 아울러, 트임부가 상측을 향해 형성된 "ㄷ"자형 채널 구조의 상기 일측 상부 가이드레일(311);
   상기 일측 절개부(301)의 내측 하부에 상호 간격을 두고 설치된 다수의 일측 하부 브라켓(322);
   상기 다수의 일측 하부 브라켓(322)에 의해 지지됨과 아울러, 트임부가 하측을 향해 형성된 "ㄷ"자형 채널 구조의 상기 일측 하부 가이드레일(312);을
   포함하는 것을 특징으로 하는 지중구조물의 슬랩 시공방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 일측 슬랩 체인톱 가이드부(510)는,
   상기 슬랩 체인톱 장치(411)의 일측 상부에 형성된 상부 돌출부(511);
   상하방향 구동이 가능하도록 상기 상부 돌출부(511)에 설치된 상부 휠 지지부(512);
   상기 일측 상부 가이드레일(311)에 삽입되어 구동하도록 상기 상부 휠 지지부(512)의 하단에 설치된 상부 휠(513);을 포함하고,
   상기 일측 하부 슬랩 체인톱 가이드부(520)는,
   상기 슬랩 체인톱 장치(411)의 일측 하부에 형성된 하부 돌출부(521);
   상하방향 구동이 가능하도록 상기 하부 돌출부(521)에 설치된 하부 휠 지지부(522);
   상기 일측 하부 가이드레일(312)에 삽입되어 구동하도록 상기 하부 휠 지지부(522)의 상단에 설치된 하부 휠(523);을
   포함하는 것을 특징으로 하는 지중구조물의 슬랩 시공방법.
6. 제2항에 있어서,
   상기 가이드 슬랩 플레이트(420)에는,
   상기 가이드 슬랩 플레이트(420)가 정지한 상태에서, 피스톤(441)의 전진에 의해 상기 슬랩 굴착부(410)를 전진시키도록 설치된 슬랩 굴착부 전진부(440)가 설치되고,
   상기 1차 슬랩 굴착 및 전진단계는,
   상기 가이드 슬랩 플레이트(420)가 정지한 상태에서, 상기 슬랩 굴착부(410)의 굴착구동과 아울러 상기 슬랩 굴착부 전진부(440)의 피스톤 전진구동에 의해 상기 슬랩 굴착부(410)를 전방을 향해 전진시키는 슬랩 굴착부(410) 전진단계;
   상기 슬랩 굴착부 전진부(440)의 피스톤(441)을 후진구동시켜 상기 슬랩 굴착부(410)와 상기 가이드 슬랩 플레이트(420) 사이에 공간이 형성되도록 하는 피스톤(441) 후진단계;
   상기 슬랩 플레이트 압입부(430)에 의해 상기 가이드 슬랩 플레이트(420)를 압입하여 전진시키는 가이드 슬랩 플레이트(420) 전진단계;를
   포함하는 것을 특징으로 하는 지중구조물의 슬랩 시공방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 슬랩 굴착부(410)는,
   상기 슬랩 굴착부 전진부(440)의 피스톤(441)의 전단이 접촉함과 아울러, 상기 슬랩 체인톱 장치(411)의 굴착구동을 방해하지 않도록, 상기 슬랩 체인톱 장치(411)의 단부 후방을 둘러 설치된 피스톤 접촉부(412);를
   더 포함하는 것을 특징으로 하는 지중구조물의 슬랩 시공방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 슬랩 굴착부 전진부(440)는,
   상기 가이드 슬랩 플레이트(420)의 전단에 형성된 설치홈에 설치된 소형 유압실린더(442);
   상기 소형 유압실린더(442)에 삽입되어 전후진 구동하는 상기 피스톤(441);을
   포함하는 것을 특징으로 하는 지중구조물의 슬랩 시공방법.
9. 제2항에 있어서,
   상기 슬랩 플레이트 압입부(430)는,
   상기 가이드 슬랩 플레이트(420)의 후단 또는 상기 슬랩 플레이트(110)의 후단을 둘러싸 지지하도록, "ㄷ"자형 단면구조로 형성된 플레이트 파지부(431);를
   포함하는 것을 특징으로 하는 지중구조물의 슬랩 시공방법.
10. 제2항에 있어서,
    상기 추진부(10)에는,
    상기 한 쌍의 공동(60,60a)에 각각 형성된 상기 일측 절개부(301) 및 타측 절개부(301a)에 양단이 삽입되어 가이드되면서 전진하는 상기 가이드 슬랩 플레이트(420) 또는 상기 슬랩 플레이트(110)를 상측으로 지지하도록, 상기 한 쌍의 공동(60,60a)의 후단 사이에 플레이트 거치대(11)가 설치된 것을 특징으로 하는 지중구조물의 슬랩 시공방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 추진부(10)에는,
    압입되는 상기 가이드 슬랩 플레이트(420) 또는 상기 슬랩 플레이트(110)의 상면에 접촉하여 휨을 방지하기 위하여, 상기 플레이트 거치대(11)에서 상측으로 이격되도록 플레이트 상면 지지대(12)가 설치된 것을 특징으로 하는 지중구조물의 슬랩 시공방법.
12. 제5항에 있어서,
    상기 한 쌍의 공동(60,60a)은 상방, 하방 또는 측방을 향해 만곡지도록 곡선형 구조로 형성되고,
    상기 곡선형 구조로 형성된 상기 한 쌍의 공동(60,60a) 사이에 상기 슬랩 플레이트 결합체(100)가 상기 한 쌍의 공동(60,60a)과 동일한 방향을 향해 만곡지도록 곡선형 구조로 형성하는 것을 특징으로 하는 지중구조물의 슬랩 시공방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 슬랩 플레이트 결합체(100)가 상기 곡선형 구조를 이루도록 하기 위하여, 상기 다수의 슬랩 플레이트(110)는 일측의 전후방향 폭에 비해 타측의 전후방향 폭이 작게 형성된 것을 특징으로 하는 지중구조물의 슬랩 시공방법.
14. 제12항에 있어서,
    상기 가이드 슬랩 플레이트(420)의 후단과 상기 슬랩 플레이트(110)의 전단 사이에는, 상기 가이드 슬랩 플레이트(420)와 상기 슬랩 플레이트(110)의 상호 힌지구동 또는 폭방향 슬라이딩 구동이 가능하도록 상대구동 허용부(450)가 형성되고,
    상기 슬랩 플레이트(110)의 후단과 또 다른 상기 슬랩 플레이트(110)의 전단 사이에는, 상기 슬랩 플레이트(110)와 상기 또 다른 슬랩 플레이트(110)의 상호 힌지구동 또는 상호 폭방향 슬라이딩 구동이 가능하도록 상기 상대구동 허용부(450)가 형성된 것을 특징으로 하는 지중구조물의 슬랩 시공방법.
15. 제14항에 있어서,
    상기 상대구동 허용부(450)는,
    "Ω"형 단면 구조의 만곡형 돌출부(451);
    상기 만곡형 돌출부(451)를 둘러쌈과 아울러, 상기 상호 힌지구동 또는 상호 폭방향 슬라이딩 구동이 가능하도록 형성된 만곡형 함몰부(452);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 지중구조물의 슬랩 시공방법.
16. 제15항에 있어서,
    상기 상대구동 허용부(450)는 별도의 독립적인 부재로 제조되어 현장에 제공되고,
    상기 1차 슬랩 플레이트 결합단계는,
    상기 가이드 슬랩 플레이트(420)의 후단과 상기 슬랩 플레이트(110)의 전단 사이에 상기 상대구동 허용부(450)를 결합하는 단계를 포함하고,
    상기 2차 슬랩 플레이트 결합단계는,
    상기 슬랩 플레이트(110)의 후단과 상기 또 다른 슬랩 플레이트(110)의 전단 사이에 상기 상대구동 허용부(450)를 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지중구조물의 슬랩 시공방법.
17. 제12항에 있어서,
    상기 슬랩 플레이트 압입용 가이드부(300)는,
    상기 다수의 슬랩 플레이트(110)의 측방에 접촉하여 가이드하도록, 상기 일측 상부 브라켓(321)과 상기 타측 상부 브라켓 사이에 결합한 측방 가이드부(330);를 더 포함하고,
    상기 측방 가이드부(330)는 상기 슬랩 굴착부(410)의 전진 후, 그 후방 영역에 설치하는 것을 특징으로 하는 지중구조물의 슬랩 시공방법.
18. 제17항에 있어서,
    상기 측방 가이드부(330)에 접촉하여 구동하도록, 상기 다수의 슬랩 플레이트(110)의 양측에는 측방 휠(111)이 설치된 것을 특징으로 하는 지중구조물의 슬랩 시공방법.

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