KR20220003846A

KR20220003846A - 에어패커를 이용한 변위 제어 굴착 방법

Info

Publication number: KR20220003846A
Application number: KR1020200081593A
Authority: KR
Inventors: 유일형
Original assignee: 주식회사 에스지오텍
Priority date: 2020-07-02
Filing date: 2020-07-02
Publication date: 2022-01-11
Also published as: KR102392166B1

Abstract

본 발명은 지중 굴착선을 따라 중소구경의 지지강관을 수평 삽입하여 지반 굴착시 신속한 대응이 가능하고, 지지강관 하부의 지보재 상면에 구비되는 가압패커 내 그라우트재 경화 전까지 초기 변위를 안정적으로 지지할 수 있는 에어패커를 이용한 변위 제어 굴착 방법에 대한 것이다.
본 발명은 (a) 지중 굴착선을 따라 복수의 지지강관을 수평 천공하여 삽입하고 지지강관의 내부에 그라우트재를 주입하는 단계; (b) 상기 지지강관의 하부를 굴착하면서 순차적으로 지지강관과 직교하는 방향으로 지지강관의 하부에 복수의 지보재를 상호 이격되게 설치하는 단계; (c) 에어패커 또는 그라우트패커인 가압패커를 에어패커와 그라우트패커가 조합되도록 상기 지보재의 상면에 지지강관과 직교하는 방향으로 설치하는 단계; (d) 상기 에어패커의 내부에 공기를 주입하여 에어패커를 팽창시킴으로써 지지강관을 가압 지지하는 한편, 상기 그라우트패커의 내부에 그라우트재를 주입하여 그라우트패커를 팽창시킴으로써 지지강관을 가압 지지하는 단계; 및 (e) 상기 지보재 사이의 굴착면에 숏크리트를 타설하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

에어패커를 이용한 변위 제어 굴착 방법{Excavation method of controlling displacement using air-packer}

본 발명은 지중 굴착선을 따라 중소구경의 지지강관을 수평 삽입하여 지반 굴착시 초기 변위에 대한 신속한 대응이 가능하고, 지지강관 하부의 지보재 상면에 구비되는 가압패커 내 그라우트재 경화 전까지 초기 변위를 안정적으로 지지할 수 있는 에어패커를 이용한 변위 제어 굴착 방법에 대한 것이다.

지하 구조물 시공 방법은 크게 개착 공법과 비개착 공법으로 구분할 수 있다.

개착 공법은 굴착면의 안정을 유지하며 지표면에서 수직으로 필요한 깊이만큼 파내려가 구조물을 축조하고, 구조물 상부를 다시 메우는 공법이다.

그러나 개착 공법은 교통체증을 유발하고, 지장물 이설 비용이 발생하는 등의 문제점이 있어, 최근에는 비개착 공법의 적용이 증가하고 있다.

상기 비개착 공법의 하나인 파이프루프 공법은 지반 굴착에 앞서 굴착 단면의 외곽을 따라 대구경 강관 파이프를 삽입하여 루프구조체를 형성하고, 루프구조체 하부 지반을 굴착하면서 지보재로 지지하는 공법이다.

그리고 종래 파이프루프 공법을 개선한 PRS 공법은 굴착 단면의 외곽을 따라 대구경 강관을 상호 중첩되게 압입한 후, 강관 내부 강관을 연통시켜 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 강관 루프 자체로 본구조물을 형성한다.

이러한 비개착식 공법은 고속도로나 철로 하부 통과 구간 등의 굴착에 적합하다.

그러나 대구경 파이프 압입을 위한 추진 반력벽 및 굴진 장비 등 부대시설이 과다하게 소요된다. 또한, 대구경 파이프 압입시, 전석, 풍화암 또는 연암 등을 조우하면 선형 확보에 어려움이 있다. 아울러 곡선부 시공이 곤란하고, 초저토피 현장이나 굴착면 상부에 각종 지장물이 존재하는 경우 적용에 한계가 있다.

뿐만 아니라 종래 비개착식 공법들은 강관 파이프 하부 공간 지반을 굴착하여 제거시 침하가 발생할 수 있고, 이로 인해 지반 침하가 발생하는 문제가 있다.

이에 등록특허 제10-1041262호, 제10-1041264호 등에서와 같이, 지반의 원래 강도를 활용하여 종래 대구경 강관 파일 대신 상대적으로 직경이 작은 강관을 터널 길이 방향으로 삽입한 후 강관과 강관 하부의 강지보재 사이에 가압백을 설치하고, 가압백에 시멘트 밀크를 주입하여 보강재를 상향 가압함으로써 굴착면 내부로 발생하는 변위를 억제하고, 지반을 원상 복귀시키는 가압지보 터널 공법이 개발되었다.

상기 가압지보 터널 공법은 시공 속도가 매우 빠르고, 곡선부나 초저토피 또는 장거리 구간 시공이 가능한 장점이 있다. 또한, 직천공 강관 설치시 지반 침하가 없고, 순차 굴착시 미소 지반 침하 회복이 가능하여 변위 제어가 탁월하다.

상기 기술은 가압백 내부의 시멘트 밀크가 경화되어야 안정적으로 보강재를 지지할 수 있다. 그러나 시멘트 밀크가 채워진 가압백은 상재 하중에 의한 가압 상태에서 수축 발생이 불가피하고, 시멘트 밀크가 주입되어 팽창된 상태에서 경화 전까지 압력을 유지하는 것이 어려워 초기 변위에 대한 신속한 대응에 한계가 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 중소규모 강관을 사용하여 지반 굴착시 신속한 대응이 가능하고, 가압패커 내 그라우트재의 경화 전까지 초기 변위를 안정적으로 지지할 수 있는 에어패커를 이용한 변위 제어 굴착 방법을 제공하고자 한다.

바람직한 실시예에 따른 본 발명은 (a) 지중 굴착선을 따라 복수의 지지강관을 수평 천공하여 삽입하고 지지강관의 내부에 그라우트재를 주입하는 단계; (b) 상기 지지강관의 하부를 굴착하면서 순차적으로 지지강관과 직교하는 방향으로 지지강관의 하부에 복수의 지보재를 상호 이격되게 설치하는 단계; (c) 에어패커 또는 그라우트패커인 가압패커를 에어패커와 그라우트패커가 조합되도록 상기 지보재의 상면에 설치하는 단계; (d) 상기 에어패커의 내부에 공기를 주입하여 에어패커를 팽창시킴으로써 지지강관을 가압 지지하는 한편, 상기 그라우트패커의 내부에 그라우트재를 주입하여 그라우트패커를 팽창시킴으로써 지지강관을 가압 지지하는 단계; 및 (e) 상기 지보재 사이의 굴착면에 숏크리트를 타설하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에어패커를 이용한 변위 제어 굴착 방법을 제공한다.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 (e) 단계에서, 상기 그라우트패커의 그라우트재 경화 후 에어패커를 제거하는 것을 특징으로 하는 에어패커를 이용한 변위 제어 굴착 방법을 제공한다.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 (e) 단계에서, 에어패커가 제거된 위치에는 그라우트패커를 설치하고, 교체된 그라우트패커의 내부에 그라우트재를 주입하여 그라우트패커를 팽창시킴으로써 지지강관을 가압 지지하는 것을 특징으로 하는 에어패커를 이용한 변위 제어 굴착 방법을 제공한다.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 (b) 단계에서, 상기 지보재의 중간에는 수직지지대가 구비되는 것을 특징으로 하는 에어패커를 이용한 변위 제어 굴착 방법을 제공한다.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 (c) 단계에서, 상기 가압패커의 상부에는 하부가 개방된 역 U자 형상으로 형성되어 팽창 전 상태에서 지보재의 양측면에 걸리는 캡바가 구비되는 것을 특징으로 하는 에어패커를 이용한 변위 제어 굴착 방법을 제공한다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 지중 굴착선을 따라 수평 삽입되는 지지강관으로 중소구경의 강관을 사용 가능하므로, 강관 추진을 위한 반력벽, 굴진 장비 등 부대시설이 불필요하다. 따라서 장비가 간단하고, 지반 굴착시 신속한 대응이 가능하다.

둘째, 지지강관 삽입 후 지지강관 내부에 주입되는 그라우트재에 의하여 지지강관의 강성 및 원지반 강도를 높일 수 있다. 아울러 상재 하중에 의한 지지강관의 변형에 따라 발생하는 침하를 방지할 수 있다.

셋째, 지지강관 하부에 구비되는 지보재 상면에 에어패커와 그라우트패커를 조합하여 가압패커를 설치함으로써, 그라우트패커 내 그라우트재의 경화 전까지 에어패커로 지지강관을 가지지할 수 있다. 따라서 그라우트패커에 작용하는 초기 가압을 방지하여 초기 변위를 신속하고 안정적으로 지지할 수 있다.

도 1 내지 도 5는 본 발명 에어패커를 이용한 변위 제어 굴착 방법의 단계별 공정을 도시하는 도면.
도 6은 본 발명에 의한 지중 구조물의 설치 상태를 도시하는 도면.
도 7은 다른 실시예에 의한 지중 구조물의 설치 상태를 도시하는 도면.
도 8은 가압패커의 설치 과정을 도시하는 도면.
도 9는 수직지지대가 구비된 지보재를 도시하는 도면.
도 10은 캡바에 의한 가압패커의 위치 고정 상태를 도시하는 사시도.
도 11은 캡바의 다른 실시예를 도시하는 단면도.

이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 5는 본 발명 에어패커를 이용한 변위 제어 굴착 방법의 단계별 공정을 도시하는 도면이고, 도 6은 본 발명에 의한 지중 구조물의 설치 상태를 도시하는 도면이다.

본 발명 에어패커를 이용한 변위 제어 굴착 방법은 (a) 지중 굴착선을 따라 복수의 지지강관(2)을 수평 천공하여 삽입하고 지지강관(2)의 내부에 그라우트재(G)를 주입하는 단계; (b) 상기 지지강관(2)의 하부를 굴착하면서 순차적으로 지지강관(2)과 직교하는 방향으로 지지강관(2)의 하부에 복수의 지보재(3)를 상호 이격되게 설치하는 단계; (c) 에어패커(4a) 또는 그라우트패커(4b)인 가압패커를 에어패커(4a)와 그라우트패커(4b)가 조합되도록 상기 지보재(3)의 상면에 설치하는 단계; (d) 상기 에어패커(4a)의 내부에 공기(A)를 주입하여 에어패커(4a)를 팽창시킴으로써 지지강관(2)을 가압 지지하는 한편, 상기 그라우트패커(4b)의 내부에 그라우트재(G)를 주입하여 그라우트패커(4b)를 팽창시킴으로써 지지강관(2)을 가압 지지하는 단계; 및 (e) 상기 지보재(3) 사이의 굴착면에 숏크리트(5)를 타설하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 직경이 대략 300㎜ 이하인 중소규모 강관을 사용하여 지반을 굴착할 때 신속한 대응이 가능하고, 가압패커 내 그라우트재의 경화 전까지 초기 변위를 안정적으로 지지할 수 있는 에어패커를 이용한 변위 제어 굴착 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명 에어패커를 이용한 변위 제어 굴착 방법에서는 먼저 (a) 지중 굴착선을 따라 복수의 지지강관(2)을 수평 천공하여 삽입하고 지지강관(2)의 내부에 그라우트재(G)를 주입한다(도 1).

상기 (a) 단계에서는 지중 굴착선, 즉 굴착 단면의 외곽을 따라 지지강관(2)을 삽입한다. 상기 지지강관(2)은 직천공 삽입되는 것이 바람직하다.

이를 위해 지지강관(2)은 지름 114~300㎜의 강관 파이프를 사용할 수 있다.

상기 지지강관(2)은 폭 방향으로 서로 이격되게 복수 개 배치되고, 인접하는 지지강관(2)의 사이에는 그라우트재(G)를 주입하여 토사 내 침투시킴으로써 굴착면을 1차로 보호 가능하다.

상기 지지강관(2)은 상대적으로 지름이 작은 중소구경의 강관을 사용 가능하므로, 강관 추진을 위한 반력벽, 굴진 장비 등 부대시설 설치가 필요 없다.

상기 지지강관(2)을 수평 방향으로 삽입한 후에는 지지강관(2) 내부에 그라우트재(G)를 주입한다.

상기 그라우트재(G)는 지지강관(2)의 강성을 높이고, 상재 하중에 의해 지지강관(2)에 변형이 발생하여 침하가 일어나는 것을 방지한다.

상기 지지강관(2)의 내부에 주입되는 그라우트재(G)는 시멘트 밀크 등일 수 있다.

이때, 상기 지지강관(2)에는 토출공(미도시) 형성되어 지지강관(2) 내부에 주입된 그라우트재(G)가 토출공을 통해 지반으로 토출되어 지지강관(2) 주변에 구근을 형성하도록 함으로써 원지반의 강도를 증가시킬 수 있다.

그리고 (b) 상기 지지강관(2)의 하부를 굴착하면서 순차적으로 지지강관(2)과 직교하는 방향으로 지지강관(2)의 하부에 복수의 지보재(3)를 상호 이격되게 설치한다(도 2).

상기 지보재(3)는 H형강재인 수평지보재(31)와 한 쌍의 수직지보재(32)로 구성할 수 있으며(도 6, 도 9), 굴착 단면에 따라 다양하게 변경 가능하다.

상기 지보재(3)는 지지강관(2)과 직교하는 방향으로 배치되어 종방향으로 배치되는 복수의 지지강관(2) 하부를 횡방향으로 지지한다(도 6).

상기 지보재(3)의 설치 단계에서는 지보재(3)와 지지강관(2) 사이가 일정 간격 이격되게 설치된다.

다음으로, (c) 에어패커(4a) 또는 그라우트패커(4b)인 가압패커를 에어패커(4a)와 그라우트패커(4b)가 조합되도록 상기 지보재(3)의 상면에 설치한다(도 3).

즉, 상기 지보재(3)의 설치 후에는 지보재(3)의 상면에 가압패커를 설치한다.

상기 가압패커는 에어패커(4a) 또는 그라우트패커(4b)이다.

상기 에어패커(4a)는 내구성과 기밀성 확보를 위해 가황고무로 코팅된 아라미드 섬유 보강재로 구성할 수 있다.

상기 그라우트패커(4b)는 토목섬유나 합성수지재로 구성할 수 있다.

상기 지보재(3)의 상부에 설치되는 가압패커 중 일부는 그라우트패커(4b)로 구성하고, 인접하는 그라우트패커(4b)의 사이에는 에어패커(4a)를 설치할 수 있다.

도 3 등에는 에어패커(4a)와 그라우트패커(4b)가 교호적으로 번갈아 설치되는 것으로 도시되었으나 상재 하중의 크기, 지보재(3)의 간격 등에 따라 에어패커(4a)의 위치 또는 간격은 변경될 수도 있다.

상기 가압패커는 수평지보재(31)의 상부에 설치될 수 있다. 아울러 측압에 대한 수직지보재(32)의 변위가 예상되는 경우, 수직지보재(32)의 외측에도 가압패커를 설치 가능하다.

이후, (d) 상기 에어패커(4a)의 내부에 공기(A)를 주입하여 에어패커(4a)를 팽창시킴으로써 지지강관(2)을 가압 지지하는 한편, 상기 그라우트패커(4b)의 내부에 그라우트재(G)를 주입하여 그라우트패커(4b)를 팽창시킴으로써 지지강관(2)을 가압 지지한다(도 4).

즉, 가압패커 중 에어패커(4a)의 내부에는 공기(A)를 주입하여 팽창시키고, 그라우트패커(4b)의 내부에는 그라우트재(G)를 주입하여 팽창시킨다.

상기 그라우트재(G)는 시멘트 밀크 등일 수 있다.

상기 그라우트패커(4b)는 팽창 후 그라우트재(G)의 경화 전까지 압력을 일정하게 유지하는 것이 곤란하나 에어패커(4a)는 팽창 후 압력 유지가 훨씬 용이하다.

또한, 그라우트패커(4b)는 별도의 교반기, 이송펌프, 주입펌프 등 다수의 장비가 필요하나 에어패커(4a)는 콤프레셔만으로 팽창 가능하여 운영 장비가 배우 단순하다.

특히, 상기 그라우트패커(4b)는 경화 시간이 3일 정도 소요되는데, 경화 전에 지지강관(2)에 의한 가압 상태에서 수축이 발생하여 변위가 발생할 수 있다. 따라서 상기 에어패커(4a)로 지지강관(2)을 가지지함으로써, 그라우트패커(4b)에 초기 가압이 작용하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 초기 변위 발생을 제어 가능하다.

상기 그라우트패커(4b) 내부의 그라우트재(G)는 에어패커(4a)의 팽창 후에 주입하여 그라우트패커(4b)의 초기 가압을 방지하는 것이 바람직하다. 그러나 경우에 따라 에어패커(4a)에 주입되는 공기(A)와 동시에 주입하거나 에어패커(4a)의 팽창 전에 주입하는 것도 가능하다.

마지막으로 (e) 상기 지보재(3) 사이의 굴착면에 숏크리트(5)를 타설한다(도 5, 도 6).

상기 가압패커를 팽창시켜 변위를 제어한 후에는 지보재(3) 사이의 지지강관(2) 하부에 와어어메쉬 등을 설치하고 숏크리트(5)를 타설하여 공벽을 보호한다.

상기 (b) 단계 내지 (e) 단계를 수회 반복하여 시공한다.

상기 숏크리트(5) 타설 후 PC 또는 RC 조의 콘크리트 라이닝(미도시)을 설치하여 지하 구조물 완성한다.

도 7은 다른 실시예에 의한 지중 구조물의 설치 상태를 도시하는 도면이다.

에어패커(4a)와 그라우트패커(4b)는 지보재(3)의 상면에 횡방향으로 교호적으로 설치되는 것이 바람직하나 경우에 따라 도 7에 도시된 바와 같이 지보재(3) 상면에 지지강관(2)과 직교하는 방향으로 연속되도록 에어패커(4a) 또는 그라우트패커(4b) 중 어나 하나를 설치하고, 이웃하는 지보재(3)에 에어패커(4a)와 그라우트패커(4b)가 종방향으로 교호되도록 설치할 수도 있다.

도 8은 가압패커의 설치 과정을 도시하는 도면이다.

상기 (e) 단계에서, 상기 그라우트패커(4b)의 그라우트재(G) 경화 후 에어패커(4a)를 제거할 수 있다.

상기 에어패커(4a)는 그라우트패커(4b)의 초기 가압을 방지하는 것으로서, 그라우트패커(4b) 내 그라우트재(G)의 경화가 완료된 후에는 그라우트패커(4b)가 지지강관(2)의 하중을 온전히 지지할 수 있다.

따라서 상기 그라우트패커(4b) 내 그라우트재(G)가 경화한 후에는 에어패커(4a) 내부의 공기(A)를 배출시켜 에어패커(4a)를 축소한 후 에어패커(4a)를 제거할 수 있다.

제거된 에어패커(4a)는 반복 사용 가능하므로 공사비 절감에 기여할 수 있다.

상기 (e) 단계에서, 에어패커(4a)가 제거된 위치에는 그라우트패커(4b')를 설치하고, 교체된 그라우트패커(4b')의 내부에 그라우트재(G)를 주입하여 그라우트패커(4b')를 팽창시킴으로써 지지강관(2)을 가압 지지하도록 구성할 수 있다.

상기 에어패커(4a)가 제거된 위치에서는 지지강관(2)과 지보재(3)가 서로 이격되어 있으므로, 지보재(3)가 지지강관(2)의 하중을 지지할 수 없다.

따라서 상기 에어패커(4a)가 제거된 위치에 그라우트패커(4b')를 설치하고 그라우트재(G)를 주입하여 그라우트패커(4b')를 팽창시킬 수 있다.

이때, 먼저 설치된 인접하는 그라우트패커(4b)들은 이미 내부의 그라우트재(G)가 경화되어 지지강관(2)의 하중을 지지한다. 그러므로 새로 대체된 그라우트패커(4b')에 초기 가압이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 대체된 그라우트패커(4b')는 추가적인 변위를 제어하고, 지지강관(2)의 하중을 지보재(3)로 전달하여 지지한다.

도 8의 (a) 내지 (d)를 참고하여 가압패커의 설치 과정을 설명하면 다음과 같다.

상기 (d) 단계에 의하여 도 8의 (a)에서와 같이 에어패커(4a)와 그라우트패커(4b)를 팽창시킨 후, 그라우트패커(4b)의 그라우트재(G)가 경화하면 도 8의 (b)에서와 같이 에어패커(4a) 내 공기(A)를 배출할 수 있다.

이후, 에어패커(4a)를 제거하고, 도 8의 (c)에서와 같이 새로운 그라우트패커(4b')로 교체할 수 있다.

그리고 도 8의 (d)와 같이, 교체된 그라우트패커(4b') 내에 그라우트재(G)를 주입하여 팽창시킨 후 경화함으로써 지지강관(2)을 가압 지지하도록 구성 가능하다.

도 9는 수직지지대가 구비된 지보재를 도시하는 도면이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 (b) 단계에서, 상기 지보재(3)의 중간에는 수직지지대(33)가 구비될 수 있다.

상기 가압패커를 팽창시켜 가압시킬 경우, 가압력은 상부뿐 아니라 하부 측으로도 작용하여 지보재(3)의 수평지보재(31)를 하향 가압한다. 이 경우 가압패커에 의한 변위 제어량이 감소한다.

그러므로 상기 지보재(3)의 중간에 수직지지대(33)를 설치하여 수평지보재(31)가 하향 변형되는 것을 방지하도록 할 수 있다. 이로써 가압패커에 의한 가압력이 상향으로만 작용하므로, 변위 제어 효율을 높일 수 있다.

상기 수직지지대(33)는 수평지보재(31)의 중간에 1열로 설치될 수 있다.

또는, 상기 수직지지대(33)는 수평지보재(31)의 간격에 따라 복수 열로 구비될 수도 있다.

도 10은 캡바에 의한 가압패커의 위치 고정 상태를 도시하는 사시도이고, 도 11은 캡바의 다른 실시예를 도시하는 단면도이다.

도 10, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 (c) 단계에서, 상기 가압패커의 상부에는 하부가 개방된 역 U자 형상으로 형성되어 팽창 전 상태에서 지보재(3)의 양측면에 걸리는 캡바(6)가 구비될 수 있다.

상기 지보재(3)의 상부에 거치되는 가압패커는 현장에서 예기치 못한 외력이 작용하거나 팽창 작업 중 지보재(3)의 상부에서 이탈할 수 있다.

특히, 그라우트패커(4b)는 영구 매립되므로 지보재(3)의 상부에 고정할 수 있으나, 에어패커(4a)는 나중에 제거될 수도 있는 것이므로 지보재(3)의 상부에 고정하지 않을 수 있다.

따라서 상기 가압패커, 특히 에어패커(4a)의 위치를 가고정할 수 있도록 가압패커의 상부에 역 U자형 캡바(6)를 설치할 수 있다.

상기 캡바(6)는 상부의 수평부(61)와 양측의 수직부(62)로 구성 가능하다.

상기 캡바(6)의 수평부(61)는 가압패커의 상면에 거치되고, 양측 수직부(62)는 가압패커와 지보재(3)의 측면에 걸려 가압패커의 이탈을 방지한다.

상기 캡바(6)는 평철이나 철근 등을 절곡하여 형성 가능하다.

도 10에 도시된 바와 같이, 상기 수직부(62)의 하단에는 내측으로 절곡된 걸림편(63)이 구비될 수 있다. 상기 걸림편(63)은 지보재(3)의 플랜지에 탄성 걸림되도록 구성 가능하다.

1: 굴착 지반
2: 지지강관
3: 지보재
31: 수평지보재
32: 수직지보재
33: 수직지지대
4a: 에어패커
4b: 그라우트패커
5: 숏크리트
6: 캡바
61: 수평부
62: 수직부
63: 걸림편
A: 공기
G: 그라우트재

Claims

(a) 지중 굴착선을 따라 복수의 지지강관(2)을 수평 천공하여 삽입하고 지지강관(2)의 내부에 그라우트재(G)를 주입하는 단계;
(b) 상기 지지강관(2)의 하부를 굴착하면서 순차적으로 지지강관(2)과 직교하는 방향으로 지지강관(2)의 하부에 복수의 지보재(3)를 상호 이격되게 설치하는 단계;
(c) 에어패커(4a) 또는 그라우트패커(4b)인 가압패커를 에어패커(4a)와 그라우트패커(4b)가 조합되도록 상기 지보재(3)의 상면에 설치하는 단계;
(d) 상기 에어패커(4a)의 내부에 공기(A)를 주입하여 에어패커(4a)를 팽창시킴으로써 지지강관(2)을 가압 지지하는 한편, 상기 그라우트패커(4b)의 내부에 그라우트재(G)를 주입하여 그라우트패커(4b)를 팽창시킴으로써 지지강관(2)을 가압 지지하는 단계; 및
(e) 상기 지보재(3) 사이의 굴착면에 숏크리트(5)를 타설하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에어패커를 이용한 변위 제어 굴착 방법.
제1항에서,
상기 (e) 단계에서, 상기 그라우트패커(4b)의 그라우트재(G) 경화 후 에어패커(4a)를 제거하는 것을 특징으로 하는 에어패커를 이용한 변위 제어 굴착 방법.
제2항에서,
상기 (e) 단계에서, 에어패커(4a)가 제거된 위치에는 그라우트패커(4b')를 설치하고, 교체된 그라우트패커(4b')의 내부에 그라우트재(G)를 주입하여 그라우트패커(4b')를 팽창시킴으로써 지지강관(2)을 가압 지지하는 것을 특징으로 하는 에어패커를 이용한 변위 제어 굴착 방법.
제1항에서,
상기 (b) 단계에서, 상기 지보재(3)의 중간에는 수직지지대(33)가 구비되는 것을 특징으로 하는 에어패커를 이용한 변위 제어 굴착 방법.
제1항에서,
상기 (c) 단계에서, 상기 가압패커의 상부에는 하부가 개방된 역 U자 형상으로 형성되어 팽창 전 상태에서 지보재(3)의 양측면에 걸리는 캡바(6)가 구비되는 것을 특징으로 하는 에어패커를 이용한 변위 제어 굴착 방법.