KR920002714B1 - 터널굴삭공법과 그에 이용되는 지반경화제주입장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

터널굴삭공법과 그에 이용되는 지반경화제주입장치

제1도는 터널의 횡단면도.

제2도는 터널시공상태를 나타낸 터널종단면도.

제3도는 제2도의 X-X 단면으로 지반경화제주입장치의 실시예를 나타낸 정면도.

제4도는 분사노즐의 1실시예를 나타낸 주입관 요부의 종단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 굴삭예정지반 2 : 갱구주변지반

3 : 주입관 30 : 주입장치

31 : 굴삭날 32 : 측방분사노즐

33 : 스위벨 34 : 회전구동기구

35 : 베이스롯드 36 : 가동지지대

37 : 위치조정기구 38 : 유니버셜조인트

41, 42 : 유로 43 : 밸브

44 : 분출공 A, A' : 복공체

B : 원주체

본 발명은 터널이나 지하갱도 등을 굴삭하는 방법에 관한 것으로, 특히 연약지반이나 용수 또는 누수가 발생하기 쉬운 지반에서 유효하게 갱도를 굴삭하는 공법과 그에 이용되는 지반경화제주입장치에 관한 것이다.

종래에는 터널 등을 굴삭하는 경우 갱부(坑部)를 굴삭한 다음 가능한 한 빨리 지보복공(支保覆工)을 하여 붕괴가 일어나지 않도록 하면서 굴진하는 공법을 택하고 있는 바, 이때 굴삭예정지반에 별도로 토양의 붕괴나 용수(涌水)가 솟는 것을 방지하는 조치가 취해지고 있었다.

특수 용수의 용출이 심하거나 지반이 연약한 경우, 개별적인 대응으로써 굴삭지반전체를 얼린다던가 또는 경화제를 주입할 파이프를 박아 원통형상의 복공(일반적으로 파이프루우프라 함)을 형성시켜 용수의 용출을 막거나 연약지반을 보강하고 있었다.

그러나 이러한 종래의 공법들의 토류(土留)나 지수(止水)대책이 개별적으로 이루어지도록 되어 있기 때문에, 굴삭에서부터 지보복공까지의 시간을 가능한 한 단축시키는 방법 이외에는 안전성을 담보할 수가 없어, 심리적으로 불안감을 주게 됨은 물론 현실적으로 토양붕괴와 같은 사고가 일어나는 일이 많았다.

또 지반의 붕괴나 용수의 용출에 개별적으로 대응하는 경우에는 기히 누수나 붕괴사태가 발생하고 난 다음에야 대응책이 강구되기 때문에, 필요 이상의 시공이나 쓸데없는 작업을 행해야 하는 결과로 되고 만다.

한편 이러한 지수나 지보복공시공에 사용되는 장치에 있어서도, 주입관이 고정식으로 되어 있기 때문에, 이를 이동시킨다던가 주입각도를 변경하는데 많은 수고가 따르는 불편이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 발명된 것으로, 터널을 굴삭한 다음 천정이나 내벽을 구성하는 갱구주변지반의 주변토양에 굴진방향으로 길이가 긴 원기둥형상체를 굴삭예정지반의 가장자리를 따라 연속해서 형성시켜 경화층을 이루도록 함으로써, 이 경화층이 지보공(支保工)으로 되어 굴삭예정지반을 파낸 후의 벽면지보가 동시에 확보될 수 있도록 하는 터널굴삭공법을 제공함과 더불어, 주입관이 이동가능한 지지대위에 장착되어 그 위치나 각도를 자유로이 조정할 수 있게 되어 좁은 장소에서도 쉽게 경화제를 주입할 수 있도록 된 경화제주입장치를 제공함에 그 목적이 있다.

이하 본 발명을 첨부도면에 의거 상세히 설명한다.

제1도는 터널의 횡단면도인바, 도면에서 참조부호1은 터널굴삭예정지반으로서 이는 굴삭된 다음 갱도를 구성하는 부분이고, 2는 상기 굴삭예정지반의 주변지반으로서 이는 굴삭된 다음 터널의 내벽을 이루는 부분이다.

제2도는 터널의 시공상태를 터널의 종단면도상에 나타낸 도면으로서, 참조부호 30은 주입장치인바, 그 앞끝부위에는 굴삭날(31)과 측방분사노즐(32)이 갖춰지는 한편, 뒷끝부위에는 스위벨(33)이 설치되어 여기에 경화제라던가 윤활수를 공급하는 공급부와 연결되는 주입관(3)과 이 주입관(3)을 회전구동시키는 회전구동기구(34)가 설치되어 있다.

그리고 이 주입장치(30)는 유니버설조인트(38)를 지지축으로 상기 주입관(3)이 전후좌우로 경사져 작동할 수 있도록 하는 위치 조정기구(37)위에 가로방향으로 지지되어 있다. 한편 상기 위치조정기구(37)는 승강하고 회전할 수도 있는 베이스롯드(35)위에 설치되면서 캐터필러에 의해 자주이동(自走移動)할 수 있도록 된 가동지지대(36)에 탑재되어 있다.

이와 같이 구성된 주입장치(30)를 굴삭예정지반(1) 앞으로 주행시켜 베이스롯드(35)로 높이와 방향을 설정하고 나서 위치조정기구(37)로 앙각(仰角)과 좌우경사에 따른 대상지반의 벽면과의 위치를 확정한 다음, 주입관(3)에 윤활수를 저압으로 압송하면서 고속회전시켜 갱구주변지반(2)속으로 파고들게 한다. 이렇게하여 주입관(3)이 소정위치까지 들어갔을 윤활수를 지반경화제로 대체시켜 유로(41)의 압력을 높힘과 동시에 밸브(43)로 분출공(44)을 닫고나서, 주입관을 서서히 회전시키면서 분사노즐(32)로부터 고압분류로 지반경화제를 분사한다.

이때의 상기 분사압력은 지질이나 용수상황에 따라 다르기는 하지만 대체로 100∼1000kgf/㎠로 하여 주입관(3)을 조금씩 후퇴 방향으로 회전시키면서 후퇴시키는 바, 여기서 경화제분류(硬化劑噴流)는 상황에 따라 한쪽 유로(41)에 A액, 다른쪽 유로(42)에는 B액을 압송시켜 분사노즐(32)에서 합류되도록 해 놓았는데, 이 합류는 A, B양액을 선택함으로써 순간응결, 팽창, 발열, 냉각 등과 같은 효과를 병용할 수 있도록 되어 있다.

한편 경우에 따라서는 복합관을 쓰지 않고 단관으로 된 주입관으로 한가지 종류의 지반경화제를 주입하여도 좋음은 물론이다.

또 경화제분류는 그 도달거리범위내에서 주변토양을 절삭교반해서 분류궤적과 주입관의 이동에 따라 기둥 형상을 한 원주체(B)가 형성되게 된다.

이와 같이해서 조정되는 원주체(B)를 차례로 인접되게 병렬시켜 지반에 원통형상의 경화층으로 된 복공체(A)가 형성되도록 한 다음에는 굴삭예정지반(1)을 굴삭하여 복공체(A) 길이부근까지 굴진하게 되고, 이어 다시 갱구주변지반(2)에다 상기와 마찬가지 과정을 되풀이해서 복공체(A')를 형성시켜 나간다.

한편 상기 주입관(3)을 갱구주변지반(2)에 파고들게 하는 데에는 최초에는 터널굴진방향을 따라 수평으로 들어가게 하지만, 다음 단계에서부터는 복공체를 형성시키기 위한 주입관삽입부를 피해 약간 윗쪽을 향해 파고들게 한다.

또 필요에 따라서는 그물모양으로 교차시켜 교차주입층을 조성하게 된다.

이상과 같이 본 발명은, 미리 형성시켜 놓은 복공체(A, A'…)에 의해 토양붕괴나 벽면으로부터의 누수가 방지될 수 있어 터널굴삭 작업이 안전하게 행해질 수 있고, 또 가설공사로서의 지보공시공을 생략하고 직접 최종적인 복공공사가 이루어지게 됨으로써, 그 사이에 있을 수 있는 위험을 피할 수 있게 되어 불필요한 공정을 대폭 줄일 수가 있게 된다.

한편, 본 발명 지반경화제주입장치는 자주이동할 수 있는 지지대에 베이스롯드와 위치조정기구가 설치되어 있기 때문에, 주입관의 설치가 간편해짐은 물론 주입관의 위치와 각도를 자유로이 설정할 수 있게 됨으로써, 작업능률이 좋을 뿐만 아니라 여러 가지 형태로의 주입도 가능해지는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 터널굴삭공법에 있어서, 앞끝부위에 굴삭날(31)과 측방분사노즐(32)이 설치된 주입관(3)을 터널굴삭진행방향으로 굴삭예정지반의 주변가장자리인 갱구주변지반(2)을 파고들도록 해서, 주입관(3)이 소정위치까지 들어갔을 때 주입관(3)으로 지반경화제를 압송하여 그 측방분사노즐(32)로부터 고압분류로 분사되도록 하면서 주입관(3)을 회전후퇴시켜, 주입관(3)이 삽입된 갱구주변지반의 토양과 주입된 경화제가 혼합되어 원주체(B)가 형성되도록 하는 과정을, 굴삭예정지반(1)의 가장자리를 따라 인접되게 차례로 되풀이 함으로써 원통형상의 경화층으로 된 복공체(A, A'…)를 조성한 다음, 조성된 원통형상의 복공체(A, A'…) 내부의 굴삭예정지반(1)을 각복공체(A, A'…)가 조성되는 단계마다 그 길이만큼씩 파내어 지보복공을 시행하는 과정을 반복하면서 굴진하도록 된 것을 특징으로 하는 터널굴삭공법.
2. 앞끝부위에 굴삭날(31)과 측방분사노즐(32)이 설치되는 한편 뒷끝부위에는 스위벨(33)을 매개로 지반 경화제 등을 공급하는 지반경화제공급부로 연결되는 회전기구(34)가 갖추어진 공지의 주입관(3)을 가진 주입장치(3)가 자주이동할 수 있도록 된 가동지지대(36)위에 설치되어 이루어진 지반경화제 주입장치에 있어서, 상기 주입장치(30)가 유니버셜조인트(38)를 지지축으로 상기 주입관(3)이 전후좌우로 경사져 작동할 수 있도록 하는 위치조정기구(37)위에 가로방향으로 지지되면서 이 위치조정기구(37)가 상기 가동지지대(36)에 탑재된 승강과 회전할 수 있도록 된 베이스롯드(35)위에 설치된 것을 특징으로 하는 지반경화제 주입장치.

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