KR970007349B1 - Method for making tunnels - Google Patents

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Abstract

To be able to excavate a tunnel stably and in a short period of time, three processes are implemented. A mine excavating process ; a mine ahead is excavated to a side wall mine, in a width exceeding the side wall part of the tunnel, herein a concrete wall body is installed, an installation process ; a steel rib(10b) having an arching correction means(16) which is supported by the concrete wall body(4) is arranged to be integrally connected with the steel rib which is adjusted to be neared to the inner periphery face of the tunnel by changing the curvature of the steel ribs so the initial transition of the ground is controlled, then a reinforcing process ; plural steel pipes(18) are buried along the outer periphery face to be radially arranged, and treated with grouting to stabilize the inner periphery of the tunnel.

Description

시가지 연약지반의 터널 굴착공법Tunnel excavation method of soft ground in urban area

제 1 도는 본 발명에 따른 터널의 굴착예를 나타내는 정면도.1 is a front view showing an example of excavation of a tunnel according to the present invention.

제 2 도는 제 1 도에 나타낸 선진도갱의 단면을 발췌하여 묘사하는 부분 확대 단면도.FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view showing an extract of the cross section of the advanced shaft shown in FIG. 1. FIG.

제 3 도는 제 1 도의 터널 정상부에 관련된 굴착예를 나타내기 위한 부분 확대 단면도.3 is a partially enlarged cross-sectional view for illustrating an excavation example related to the top of the tunnel of FIG.

제 4 도는 제 1 도의 터널 환형부에 설치되는 스틸 리브의 구조를 묘사하기 위한 도면.4 is a view for describing the structure of the steel ribs installed in the tunnel annular portion of FIG.

제 5 도는 제 4 도의 "Z" 부분 확대도.5 is an enlarged view of portion “Z” of FIG.

제 6 도는 제 1 도의 Y-Y선 측단면도.6 is a side cross-sectional view taken along the line Y-Y of FIG.

제 7 도는 스틸 리브의 상방으로 매설되는 강 파이프의 배치예를 나타내기 위한 터널의 측단면도.7 is a side cross-sectional view of a tunnel for showing an example of the arrangement of steel pipes buried above the steel ribs.

제 8 도는 인접하여 배열된 스틸 리브끼리 터널의 진행방향으로 연결시켜 주기 위한 링크부재의 예를 도시하는 개략도.8 is a schematic view showing an example of a link member for connecting adjacently arranged steel ribs in a traveling direction of a tunnel.

제 9 도는 본 발명과 종래방식에 의한 지지압력과 터널 변형의 상관관계를 나타내는 그래프.9 is a graph showing the correlation between the support pressure and the tunnel deformation according to the present invention and the conventional method.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

2 : 선진도갱 4 : 콘크리트 벽체2: advanced construction 4: concrete wall

8 : 정상부 10a,10b : 스틸 립8: top 10a, 10b: steel lip

12 : 환형부 16 : 아아칭 보정수단12: annular portion 16: arching correction means

18 : 강파이프 14 : 서포오트18: steel pipe 14: support

22 : 링크부재(22)22: link member 22

본 발명은 터널 굴착공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건물 등과 같은 대형 하중물이 지표면에 분포되어 있는 연약지반의 땅속을 안전하게 굴착할 수 있는 시가지 연약지반의 터널 굴착공법에 관한 것이다.The present invention relates to a tunnel excavation method, and more particularly, to a tunnel excavation method of a soft ground in the urban area that can safely excavate the ground of the soft ground in which a large load such as a building is distributed on the ground surface.

터널의 굴착공사는 측량 및 지질조사를 통하여 얻어진 지질조건에 따라 터널의 형상, 지보형태 등을 미리 선정하고 시공에 들어간다.Tunnel excavation works are selected in advance according to the geological conditions obtained through surveying and geological surveys.

연약지반에서의 터널의 굴착순서는 터널의 단면 일부를 파내서 선진도갱을 만들고, 그 주변부를 차차 넓혀 나가는 순서로 행함이 일반적인 하나의 순서이다.The excavation procedure of the tunnel in the soft ground is to dig a part of the tunnel in order to make an advanced mine, and to gradually expand the periphery thereof.

한편, 선진도갱은 굴착부위에 따라 터널의 중앙 정상부를 파는 정실도갱(頂設導坑), 중앙 바닥부를 파는 저설도갱(底設導坑), 양 측벽에 2개로 형성하는 측벽도갱(側壁導坑), 중앙을 파는 중심도갱(中心導坑), 중앙의 바닥부를 굴착범위 이상으로 깊게 파는 저하도갱(低下導坑), 터널의 굴착범위 외측에서 터널과 별도로 평행하게 파는 평행도갱(平行導坑) 등이 있다.On the other hand, according to the excavation site, the advanced pit is a true chamber pit that digs the central top of the tunnel, a low snow pit that digs the bottom of the center, and two side walls which are formed on both side walls. (側壁 導 坑), central digging ditches, lower digging ditches digging the central bottom deeper than the excavation range, and parallelism digging parallel to the tunnel outside the excavation range of the tunnel Gang (平 行 導 坑) and the like.

터널의 굴착시에 터널주변의 지반은 변형과 함께 전단저항에 의하여 원위치로 유지하려 하는 아칭(Arching) 효과가 발생하여 안정된다.During the excavation of the tunnel, the ground around the tunnel is deformed and stabilized due to the arching effect that tries to maintain the original position by shear resistance.

그러나 지반의 전단 저항이 작은 연약지반의 경우 및 터널상부의 토피가 너무 작아(여기서 토피의 두께는 터널직경과의 비-H/D의 비로 표현되며 이를 토층비라 한다. H는 토피두께 D는 터널직경) 상부토피의 상단부분이 이완영역내에 있는 경우는 상기 아칭효과를 기대할 수 없으며, 이러한 조건하에서 터널을 굴착하는 경우에는 토사의 붕괴 문제에 대하여 각별히 유의해야 한다.However, in soft ground where the ground shear resistance is small and the toffee in the upper part of the tunnel is too small (where the thickness of the toffee is expressed as the ratio of non-H / D to the tunnel diameter, which is called the soil layer ratio. Diameter) When the upper part of the upper toffee is in the relaxation region, the arching effect cannot be expected, and when the tunnel is excavated under such conditions, special attention should be paid to the problem of soil collapse.

종래에 잘 알려져 있는 공법으로서, 연약지반과 같이 불안정한 지반에서 터널을 굴착할 수 있는 공법중의 하나로 NATM 공법이 있다.As a well-known method in the related art, one of the methods that can excavate a tunnel in unstable ground such as soft ground is the NATM method.

이 NATM 공법은 터널의 굴착과 병행하여 굴착된 내주면에 숏크리트(Shotcrete)와 록크볼트(Rock Bolt)를 단독 또는 병행 설치하여, 터널주변 지반의 변형을 다소 허용하면서 큰 응력을 해방시킴에 따라 작은지보로 터널을 안정시키는 방법이다.In this NATM method, shotcrete and rock bolts are installed alone or in parallel to the excavated inner circumferential surface in parallel with the excavation of the tunnel, allowing small deformation of the ground around the tunnel and releasing large stresses. This is how to stabilize the tunnel.

그렇지만 NATM 공법도 지표면에 건물 등의 대형 하중물이 널리 분포되어 있는 연약지반이나 토층비가 작은 지반조건(예로서 H/D<1)에서는 별효과를 나타내지 못한다.However, the NATM method also has no effect in soft ground or small soil conditions (for example, H / D <1) where large loads such as buildings are widely distributed on the earth's surface.

대형 하중물이 분포된 연약지반으로서 시가지에서의 터널 굴착시에는 지표면에 분포된 건조물의 지하매립부에 의하여 터널의 정상면 상측에 존재하는 저반의 두께가 극히 얇아지게 되는 때가 있다.When the tunnel is excavated in the urban area as the soft ground where large loads are distributed, the thickness of the bottom plate existing on the top surface of the tunnel is extremely thin due to the underground buried portion of the building distributed on the ground surface.

이 경우에 지반의 두께는 최소 3미터 이내로 제한될 수도 있고, 이와 같이 지반의 두께가 얇으면, 록크볼트의 설치가 불가능하고 지표면에 분포된 건물의 중량 자체가 하중으로 작용하여 숏크리트만으로 과다한 변형 및 붕괴에 충분히 대처할 수 없기 때문에 NATM 공법은 시가지 연약지반의 터널 굴착공법으로서 적당치 못하게 된다.In this case, the thickness of the ground may be limited to at least 3 meters. If the thickness of the ground is thin, the installation of the lock bolt is impossible and the weight itself of the building distributed on the ground acts as a load, causing excessive deformation and only shotcrete. The NATM method is not suitable as a tunnel excavation method for urban soft ground because it cannot cope with the collapse sufficiently.

본 발명의 목적은 건물 등이 세워진 연약지반에서 얕은 깊이에서 터널을 굴착할 때에 지표면을 통해 가해지는 건물의 하중 둥에 의한 지반의 과다변위가 발생되지 않도록 완벽하게 보강 조치하면서 단기간에 시공을 종료할 수 있도록 한 시가지 연약지반의 터널 굴착공법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to complete the construction in a short time while completely reinforcing measures to prevent excessive displacement of the ground due to the load load of the building applied through the ground surface when excavating the tunnel at a shallow depth in the soft ground on which the building is erected. It is to provide tunnel excavation method of soft ground in the urban area.

상기의 목적에 따라, 본 발명은 선진도갱을 측벽도갱으로 굴착하되, 터널의 측벽부를 초과하는 넓이로 굴착하고 여기에 콘크리트 벽체를 타설하는 도갱 굴착공정과;터널의 셴터측 경상부(頂上部)와 그 양측의 환형부(丸形部)를 굴착한 다음, 선진도갱의 콘크리트 벽체 사이로 아아칭 보정수단이 달린 스틸 리브를 가설하고, 상기한 아아칭 보점수단에 의해 스틸 리브가 터널의 내주면과 밀착되게 조정하여 지반 변위의 증가를 억제시키는 동바리 설치공정과; 반원상으로 설치된 스틸 리브의 외주면을 따라 다수의 강 파이프를 매설해서 터널의 굴착방향에 평행한 방사상으로 배열되게 한 다음, 그라우팅하여 터널의 내주면을 안정화시키는 굴착면 보강공정의 순으로 행해짐을 특징으로 한다.In accordance with the above object, the present invention is a mining excavation process of excavating the advanced mining with a side wall, but excavating to an area exceeding the side wall of the tunnel and placing a concrete wall therein; Section and the annular sections on both sides, and then install a steel rib with arching correction means between the concrete walls of the advanced pit, and by using the arching point means described above, A copper bar installation process for adjusting the contact with the inner circumferential surface to suppress an increase in ground displacement; A plurality of steel pipes are embedded along the outer circumference of the semi-circular steel ribs, arranged in a radial direction parallel to the excavation direction of the tunnel, and then grouted to stabilize the inner circumferential surface of the tunnel. do.

상술한 바와 같은 본 발명에서 스틸 리브가 터널 내주면에 밀착되게 하는 아아칭 보정수단은 유압 잭이나 스크류 잭 또는 전동 잭을 적용할 수 있다.In the present invention as described above, the arching correction means for allowing the steel ribs to be in close contact with the inner circumferential surface of the tunnel may use a hydraulic jack, a screw jack, or an electric jack.

그리고 터널의 천정 중심측에 자리하는 스틸 리브는 터널의 환형부가 굴착될 때까지 미리 준비된 서포오트에 의해 지지될 수 있다.And the steel ribs located on the ceiling center side of the tunnel can be supported by the prepared support until the annular portion of the tunnel is excavated.

이 경우에 상기한 서포오트는 길이 조절이 가능한 것을 사용해야 시공이 간편해진다.In this case, the support is easy to use the length adjustable ones.

스틸 리브의 외주면에 다수 배열되는 강 파이프는 자체 전공방식으로 지반의 소정부위에 매설되는 것이 좋고, 매설에 있어서는 터널의 진행방향에 따른 강 파이프의 배치각도가 수평으로 되게 하는 것이 가장 좋다. 그렇지만 현실적으로 강 파이프의 수평 배열은 어려움이 있으므로 그 배치각도는 거의 수평 배열과 동등한 효과를 내도록 1도 내지 6도의 범위로 한정되는 것이 바람직하다.Steel pipes arranged on the outer circumferential surface of the steel ribs are preferably buried in a predetermined portion of the ground by their own major method, and in the case of embedding, it is best to make the arrangement angle of the steel pipes along the traveling direction of the tunnel horizontal. However, in reality, the horizontal arrangement of the steel pipe is difficult, so the arrangement angle is preferably limited to the range of 1 to 6 degrees to have an effect almost equivalent to the horizontal arrangement.

또한, 상기의 강 파이프는 외주면에 다수의 구멍이 뚫려져 있는 것을 사용하는 것이 좋으며, 이것은 지반에 강 파이프를 매설한 뒤에 그 외주면의 구멍을 통하여 그라우팅재를 저반속으로 압측 분사시켜 콤팩션그라우팅(Comp∞don Grouting)의 역할을 부가하기 때문이다.In addition, it is preferable to use a steel pipe having a plurality of holes drilled in the outer circumferential surface, which is a compact grouting process by embedding the steel pipe in the ground and then spraying the grouting material at low speed through the hole in the outer circumferential surface thereof. Comp∞don Grouting).

또한, 터널의 내주면에 밀착되는 스틸 리브는 보강의 강고성을 향상시키기 위하여 상호 인접하는 것끼리 별도의 링크부재로 연결될 수 있다.In addition, the steel ribs in close contact with the inner circumferential surface of the tunnel may be connected to each other adjacent to each other by a separate link member in order to improve the rigidity of the reinforcement.

이와 같이 본 발명은 완성될 터널의 직경 및 상부토피 두께의 비(토출비)가 상당히 낮아 터널 막장에서의 그라운드 아치(Ground Arch) 효과를 기대할 수 없는 경우에As described above, the present invention has a considerably low ratio (discharge ratio) between the diameter of the tunnel to be completed and the thickness of the upper toffee, and when the ground arch effect at the tunnel face cannot be expected.

1) 터널 측벽부에 작은 직경의 선진도갱을 수행하여 이완영역올 최소화하고,1) Minimize relaxation area by performing advanced diameter of small diameter on tunnel side wall,

2) 선진도갱의 측벽부에 콘크리트 벽체를 타설하여, 터널 측벽부를 구속함과 동시에 스틸 리브를 지지하는 지지대로 활용하며,2) Concrete wall is placed on the side wall of advanced pit, constraining tunnel side wall part and utilizing as a support for supporting steel rib,

3) 본 터널의 천단부의 굴착면적을 최소로 하는 단면으로 굴착하여 스틸 리브를 설치하고,3) Excavate the cross section to minimize the excavation area of the top end of the tunnel and install the steel ribs.

4) 스틸 리브 상단의 외주면에 훠포올(Forepole)을 설치하여,4) Install Forepole on the outer circumferential surface of the top of the steel rib,

5) 스틸 리브의 한 끝단을 잭킹하여, 스틸 리브와 훠포올을 밀착시키고 충분한 크기의 내압이 작용할 수 있게 하는 것이므로 그에 따른 효과는,5) By jacking one end of the steel ribs, the steel ribs and the sulfool are brought into close contact with each other so that a sufficient internal pressure can be applied.

1) 본 터널 주변지반의 이완영역을 최소화하고,1) Minimize the relaxation area of the ground around this tunnel,

2) 내압을 가함으로서 과다한 변형을 억제하여 터널을 안정시키고,2) Stabilize the tunnel by suppressing excessive deformation by applying internal pressure,

3) 최악의 경우라도 훠포올, 스틸 리브 및 측벽 콘크리트로서 상부하중을 과다한 변형없이 지지토록하여 터널의 붕괴 및 상부구조물의 지나친 변형을 억제할 수 있다.3) Even in the worst case, as the topol, steel ribs and sidewall concrete, the top load can be supported without excessive deformation, thereby preventing the collapse of the tunnel and excessive deformation of the superstructure.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

[실시예]EXAMPLE

(도갱 굴착공정)(Pit excavation process)

제 1 도를 참조하면, 본 발명의 터널 굴착은 측벽 도갱형식에 유사하게 터널의 양 측벽부 하측을 파내어 2개의 선진도갱(2)을 형성하는 것에서 시작된다.Referring to FIG. 1, the tunnel excavation of the present invention begins by digging the lower sidewall portions of both tunnels similarly to the sidewall robing form to form two advanced shafts 2.

상기한 선진도갱(2)은 그 굴착 단면이 터널의 외곽을 초과하는 넓이로 설정되는 점에서 일반화된 측벽도갱형식과 구별될 수 있다.The advanced mine 2 can be distinguished from the generalized sidewall mine type in that the excavation cross section is set to an area exceeding the outside of the tunnel.

선진도갱(2)이 터널의 진행방향에 따라 어느 정도 연장되면, 형성된 공간을 숏크리트 처리하고, 터널의 외곽에 근사하게 일치하는 콘크리트 벽체(4)를 타설한다.When the advanced pit 2 extends to a certain extent along the traveling direction of the tunnel, the formed space is shotcrete-treated and a concrete wall 4 that is roughly matched to the outside of the tunnel is poured.

상기한 콘크리트 벽체(4)의 타설공정에서 필요하다면 터널의 내주변을 향하여 방사상으로 다수의 길고짧은 록크블트(6)를 매설시켜서 지반의 안정화를 꾀할 수도 있다.If necessary in the process of placing the concrete wall (4), the ground can be stabilized by embedding a plurality of long and short lockblets (6) radially toward the inner periphery of the tunnel.

(동바리 설치공정)(Dongbari installation process)

다시 제 1 도를 참조하여, 콘크리트 벽체(4)의 타설이 끝난 다음에는 굴착코자 하는 터널의 외곽을 따라 정상부(8)를 파낸다.Referring back to FIG. 1, after finishing the concrete wall 4, the top 8 is dug along the periphery of the tunnel to be excavated.

정상부(8)에 해당하는 일정의 공간이 형성되면, 제 3 도의 도시와 같이 터널의 상측 내주면에 스틸 리브(10a)를 가설한다.When a predetermined space corresponding to the top 8 is formed, steel ribs 10a are installed on the upper inner circumferential surface of the tunnel as shown in FIG.

이 스틸 리브(10)는 양측방의 환형부(l2)가 굴착될 때까지는 통상의 서포오트(14)에 의해 임시로 지지되는 것이다. 상기한 서포오트(14)는 길이 조절이 가능한 것을 사용하면 손쉽게 시공할 수 있다.This steel rib 10 is temporarily supported by the ordinary support 14 until the annular portions l2 on both sides are excavated. The support 14 may be easily constructed by using a length adjustable one.

정상부(8)의 굴착과 스틸 리브(10a)의 설치를 마치고 난 다음에는 양측의 환형부(12)를 굴착한다.After the excavation of the top 8 and the installation of the steel rib 10a are completed, the annular portions 12 on both sides are excavated.

굴착된 환형부(12)에는 제 4 도를 통해 묘사된 스틸 리브(10b)가 설치되어서 중간의 스틸 리브(10a)와 일체로 연결된다.The excavated annular portion 12 is provided with a steel rib 10b depicted in FIG. 4 so as to be integrally connected with the intermediate steel rib 10a.

상기한 스틸 리브(10b)는 정상부(8)의 스틸 리브(10a)와 거의 같은 곡률로 만곡된 형태이나, 콘크리트 벽체(4)에 지지되는 쪽으로 아아칭 보정수단(16)을 갖추고 있다.The steel ribs 10b described above are curved to have almost the same curvature as the steel ribs 10a of the top 8, but are provided with arching correction means 16 on the side supported by the concrete wall 4.

아아칭 보정수단(16)은 콘크리트 벽체(4)에 지지되어서 상기한 스틸 리브(10a)(10b)의 연결로 형성되는 반원상의 포옴이 갖게 되는 곡률을 변화시켜 줄 수 있다.The arching correction means 16 may be supported by the concrete wall 4 to change the curvature of the semicircular foam formed by the connection of the steel ribs 10a and 10b.

스틸 리브(10a)(10b)는 아아칭 보정수단(16)에 의해 부여되는 곡률변화로 인하여 터널의 굴착면(내주면)에 밀착하게 되고, 그 결과로 지반의 초기과다변위는 억제된다.The steel ribs 10a and 10b are brought into close contact with the excavation surface (inner circumferential surface) of the tunnel due to the change in curvature provided by the arching correction means 16, and as a result, the initial overdisplacement of the ground is suppressed.

아아칭 보정수단(16)의 구체적인 예가 제 5 도에 묘사되어 있다.A specific example of the arching correction means 16 is depicted in FIG.

묘사된 예에서, 아아칭 보정수단(16)은 노브(160)에 의해 회전 조작되는 스크류(161)가 일측이 고정단(162)에 지지되고, 타측은 가동단(163)과 나사 맞춤된 전형적인 스크류 잭으로 되어 있음을 보여주고 있다.In the depicted example, the arching correction means 16 is a screw 161, which is rotated by the knob 160, is supported by a fixed end 162 on one side and a screw-fit with the movable end 163 on the other side. It shows a screw jack.

묘사된 스크류 잭방식의 아아칭 보정수단(16)에 의한 스틸 리브(l0a)(10b)의 곡률 변화는, 더 구체적으로 작업자가 노브(160)를 회전 조작하여 고정단(162)과 가동단(163) 사이의 간격이 제 5 도의 화살표 X방향으로 늘어나게 됨에 따라 나타나고, 스틸 리브(10a)(10b)는 곡률의 증대로 인하여 터널의 내주면에 밀착되어 지반을 강고하게 지지시켜 줌으로써 지반의 초기변위를 억제하게 되는 것이다.The change in the curvature of the steel ribs 10a and 10b by the depicted screw jacking arching correction means 16 is more specifically defined by the operator by rotating the knob 160 to the fixed end 162 and the movable end ( 163 is shown as the distance between the arrows in FIG. 5 increases in the X direction, and the steel ribs 10a and 10b closely adhere to the inner circumferential surface of the tunnel due to the increase in curvature, thereby firmly supporting the ground, thereby improving the initial displacement of the ground. It will be suppressed.

본 발명에서 상기한 아아칭 보정수단(16)은 스크류 잭 방식에 국한되는 것은 아니며, 예를 들면 전동 잭이나 유압잭이 적용되어도 무방하다.In the present invention, the arcing correction means 16 is not limited to the screw jack method, and for example, an electric jack or a hydraulic jack may be applied.

(굴착면 보강공정)(Excavation Surface Reinforcement Process)

상술한 공정을 반복할수록 스틸 리브(10a)(10b)는 터널의 깊이에 등간격으로 무수히 배열된다. 그런데 이들 스틸 리브(10a)(10b) 중에서 터널의 정상부(8)에 배치되는 스틸 리브(10a)의 높이는 터널의 진행방향에 비수평으로 배열된다.As the above-described process is repeated, the steel ribs 10a and 10b are arranged innumerably at equal intervals in the depth of the tunnel. However, among these steel ribs 10a and 10b, the heights of the steel ribs 10a disposed at the top 8 of the tunnel are arranged non-horizontally in the traveling direction of the tunnel.

제 6 도는 제 1 도의 Y-Y선 방향으로 절단하여 터널의 진행방향에 따른 스틸 리브(12a)의 높이 변화패턴을 나타내는 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing the height change pattern of the steel rib 12a along the traveling direction of the tunnel by cutting in the Y-Y line direction of FIG.

다수의 스틸 리브(10a)는 터널의 내측으로 일정거리 들어 갈수록 점차 높아지다가 다시 처음의 높이로 되돌아 오게 배열되어서 톱니형상을 이루게 된다.The plurality of steel ribs 10a are arranged to return gradually to the initial height as the distance goes into the tunnel at a predetermined distance, thereby forming a sawtooth shape.

하나의 톱니형상에 상당하는 갯수의 스틸 리브(10a)(10b)가 배열되어서 일정의 경사를 이루는 초기단계에서, 그 경사면을 따라 제 7 도의 도시와 같이 강 파이프(18)가 매설된다.In an initial stage in which a number of steel ribs 10a and 10b corresponding to one tooth shape are arranged to form a constant slope, steel pipes 18 are embedded along the slope as shown in FIG.

이 강 파이프(18)는 스틸 리브(10a)(10b)의 만곡면을 따라 등간격으로 무수히 지반중에 매설되는 것이며,그 배치각도는 터널의 진행방향에 대하여 수평으로 되는 것이 가장 좋으나, 시공상 어려움이 있기 때문에 다소 상방으로 올라가는 경사각(θ)을 갖는다. 이 경사각(θ)은 본 발명에서의 거의 수평 배치의 효과를 갖는 1 도 내지 6 도의 범위로 제한된다.The steel pipe 18 is embedded in the ground innumerable at equal intervals along the curved surface of the steel ribs (10a) (10b), the arrangement angle is best to be horizontal to the direction of the tunnel, but the construction difficulty Because of this, the angle of inclination? Rises slightly upward. This inclination angle [theta] is limited to the range of 1 to 6 degrees having the effect of a substantially horizontal arrangement in the present invention.

매설된 강 파이프(18)를 통하여 그라우팅재를 압축 공급하여 타널 의주부의 지반을 강화시킨다.The grouting material is compressed and supplied through the embedded steel pipe 18 to reinforce the ground of the main part of the channel.

상기한 강 파이프(18)의 외주면에 다수의 구멍을 뚫어 놓을 경우에, 압축 공급되는 그라우팅재는 구멍을 통해 지반의 틈새로 골고루 분출 혼입되는 콤팩션 그라우팅 효과에 의해 지반 보강효과가 뛰어나게 된다.In the case where a plurality of holes are drilled on the outer circumferential surface of the steel pipe 18, the grouting material supplied with compression is excellent in the ground reinforcing effect by the compact grouting effect that is evenly mixed into the gaps of the ground through the holes.

터널의 내주면을 따라 반원상으로 배치되는 스틸 리브(10a)(10b)는 인접하는 것꺼리 상호 터널의 진행방향으로 연결될 수 있다.The steel ribs 10a and 10b arranged in a semicircular shape along the inner circumferential surface of the tunnel may be connected to each other in the advancing direction of the tunnel.

제 8 도는 인접하는 스틸 리브(10a)(10b)끼리 터널의 진행방향으로 연결되게 하기 위한 링크부재의 예를 도시하고 있다.FIG. 8 shows an example of a link member for allowing adjacent steel ribs 10a and 10b to be connected in a traveling direction of a tunnel.

제 8 도 (a)는 스틸 리브(10a)(10b)에 로드(20)를 개재하여 링크부재(22)의 일단부를 용접 연결시킨 예를 나타내고, 또 제 8 도 (b)는 스틸 리브(10a)(10b)에 브라케트(24)를 설치하여서 링크부재(22)의 갈고리상 종단부가 걸려져 연결되게 하는 방식을 보여 주고 있다.FIG. 8 (a) shows an example in which one end of the link member 22 is welded to the steel ribs 10a and 10b via the rod 20, and FIG. 8 (b) shows the steel ribs 10a. The bracket (24) in the (10b) has been shown how to hook the hook-shaped end of the link member 22 is connected.

이와 같이 링크부재(22)에 의한 스틸 리브(10a)(10b)의 연결방식은 본 발명에서 적절히 혼용하여 사용될수 있다.As such, the connection method of the steel ribs 10a and 10b by the link member 22 may be appropriately used in the present invention.

또한, 링크부재(22)는 지반의 단층구조가 수평으로 연장되는 절리면을 갖고 있어서 터널의 굴착방향에 따른 지층의 불안정요소가 존재하고 있는 경우에 특히 효과적으로 실시될 수 있다.In addition, the link member 22 has a joint surface in which the ground monolayer structure extends horizontally, so that the link member 22 may be particularly effective when there is an instability of the ground layer along the excavation direction of the tunnel.

굴착면 보강공정이 끝난 후에는 제 1 도에 도시한 중배부(中背部; 26)와 대배부(大背部;28)를 굴착하여 터널의 대강 윤곽을 형성한 다음, 종래의 일반적 굴착 공법에서와 동일하게 바닥면을 고르고 그 위로 레일을 부설해 놓고, 이 레일 위로 터널의 외곽에 일치하는 슬라이딩 폼을 운송시키면서 터널의 내주면 미장공사를 행함으로써 터널의 굴착이 종료된다.After the excavation surface reinforcement process is completed, the middle back part 26 and the large back part 28 shown in FIG. 1 are excavated to form a rough outline of the tunnel. In the same way, the excavation of the tunnel is terminated by selecting the floor and laying the rail on it, carrying out the plastering of the inner circumferential surface of the tunnel while transporting the sliding form corresponding to the outside of the tunnel over the rail.

이상과 같은 본 발명에 의해 시공된 터널의 변형을 종래의 방법과 비교하여 측정한 결과는 제 9 도의 그래프와 같이 나타났다.As a result of measuring the deformation of the tunnel constructed by the present invention as described above compared with the conventional method, it is shown as a graph of FIG.

제 9 도에서, 교차선(A)는 본 발명, 또 교차선(B)는 2인치 두께의 숏크리트에 의한 보강의 경우이고, 교차선(C)는 직경 1인치, 길이 10피크의 록크볼트를 굴착면의 10피트 이내로 중심에서 5피트마다 기계적으로 매설하여 보강시킨 경우를, 그리고 교차선(D)는 스틸리브로만 보강한 경우를 각각 표시하며, 교차선(E)는 직경 l인치, 길이 10피트의 록크볼트를 굴착면의 30피트 정도로 중심에서 5피트마다 기계적으로 매설하여 보강시킨 경우를 나타낸다. 마지막으로 교차선(F)는 스틸 리브의 브로킹 상태가 허술한 경우의 측정치이다.In FIG. 9, the intersection line (A) is the present invention, and the intersection line (B) is the case of reinforcement by shotcrete of 2 inches thick, and the intersection line (C) is a lock bolt of 1 inch diameter and 10 peak length. The case of reinforcing and reinforcing mechanically every 5 feet from the center within 10 feet of the excavation surface, and the cross line (D) indicates reinforcing only with steel ribs, and the cross line (E) is 1 inch in diameter and 10 in length. It shows the case where the rock bolt of the pit is mechanically buried and reinforced every 5 feet from the center about 30 feet of the excavation surface. Finally, the intersection line F is a measure when the breaking state of the steel rib is poor.

제 9 도 그래프로 알 수 있듯이, 본 발명의 공법이 지보재 압력에 대한 터널 변형도가 천정부, 측벽, 바닥의 모든 부위에 걸쳐 종래 방법보다 우수한 효과를 가지고 있다.As can be seen from the graph of Fig. 9, the method of the present invention has a superior effect of the tunnel strain on the supporting material pressure over the conventional method in all parts of the ceiling, sidewall, and bottom.

상술한 바와 같이 본 발명의 터널 굴착공법은 선진도갱을 굴착하여 터널의 정상부 굴착에 필요한 자재, 장비의 출입을 원활히 할 수 있고, 또 터널의 정상부 굴착이 종료되면 그 즉시로 스틸 리브를 가설하고 서포오트에 의해 임시로 지지되게 하여 지반의 침하가 생기지 않게 하면서 양측의 환형부를 굴착하고, 이어서 양측의 환형부에 스틸 리브를 가설하여 정상부의 스틸 리브와 연결시킴과 동시에 아아칭 보정수단을 통해 스틸 리브의 곡률을 변화시켜 이들 스틸 리브가 터널의 내주면에 밀착되게 함으로써 지반의 과다변위가 생기지 않게 한 다음, 강 파이프를 스틸 리브의 만곡면에 따라 매설하여 행하는 그라우팅처리로 지반의 보강을 꾀한 후에, 터널의 중배부 및 대배부를 굴착하여 대강의 터널 윤곽을 형성한 다음 통상의 방법으로 터널의 바닥면을 고르고 슬라이딩 홈 등을 이용하여 내주면 미장공사를 행하는 것이므로 지표면에 대형 하중물이 존재하는 연약지반일지라도 대단히 안정되고 신속하게 터널 굴착을 행할 수 있는 이점이 있다.As described above, the tunnel excavation method of the present invention can excavate advanced prongs to facilitate the entrance and exit of materials and equipment required for excavation of the top of the tunnel, and when the excavation of the top of the tunnel is completed, the steel ribs are immediately installed. Excavate the annular parts on both sides while temporarily supporting it by the support to prevent subsidence of the ground, and then install the steel ribs on the annular parts on both sides and connect them with the steel ribs on the top, and at the same time, By changing the curvature of the ribs so that these steel ribs are in close contact with the inner circumferential surface of the tunnel, the ground is not excessively displaced. Then, after reinforcing the ground by the grouting process, the steel pipe is buried along the curved surface of the steel rib. Excavate the middle and large back of the to form a rough tunnel contour, and then the bottom of the tunnel in the usual way. A pick there is an advantage capable of performing tunnel to very stable, even soft ground, which is a large load, because the water present in the earth's surface for performing plasterwork inner circumferential surface by using a sliding groove is fast.

Claims (7)

선진도갱(2)을 측벽도갱으로 굴착하되, 터널의 측벽부를 초과하는 넓이로 굴착하고 여기에 콘크리트벽체(4)를 타설하는 도갱 굴착공정과; 터널의 센터측 정상부(8)를 굴착하고 여기에 스틸 리브(l0a)를 가설한 다음, 다시 그 양측의 환형부(12)를 굴착해서 선진도갱(2)의 콘크리트 벽체(4)에 의해 지지되는 아아칭보정수단(16)이 달린 스틸 리브(10b)를 가설하여 상기한 스틸 리브(10a)와 일체로 연결시키고, 상기한 아아칭 보정수단(16)으로 스틸 리브(10a)(10b)의 곡률을 변화시켜서 터널의 내주면과 밀착되게 조정함으로써 지반의 초기변위가 억제되게 하는 동바리 설치공정과; 반원상으로 설치된 스틸 리브(10a)(10b)의 외주면을 따라 다수의 강 파이프(18)를 매설해서 터널의 굴착방향에 평행한 방사상으로 배열되게 한 다음, 그라우팅하여 터널의 내주면을 안정화시키는 굴착면 보강공정의 순으로 행해짐을 특징으로 하는 시가지 연약지반의 터널 굴착공법.A mining excavation process of digging the advanced mining (2) by sidewall mining, digging to an area exceeding the sidewall of the tunnel, and placing the concrete wall (4) thereon; The center-side top 8 of the tunnel is excavated and steel ribs 10a are hypothesized therein, and then the annular portions 12 on both sides are excavated and supported by the concrete wall 4 of the advanced mine 2. A steel rib 10b having an arching correction means 16 is installed to be integrally connected to the steel rib 10a, and the steel ribs 10a and 10b are formed by the arching correction means 16. A copper bar installation step of changing the curvature so as to be in close contact with the inner circumferential surface of the tunnel to suppress initial displacement of the ground; A plurality of steel pipes 18 are embedded along the outer circumference of the semi-circular steel ribs 10a and 10b to be arranged in a radial direction parallel to the excavation direction of the tunnel, and then grouted to stabilize the inner circumferential surface of the tunnel. Tunnel excavation method for soft ground in the city, characterized in that the reinforcing process is performed in order. 제 1 항에 있어서, 상기한 아아칭 보정수단(16)은 유압 잭이나 스크류잭 또는 전동 잭중의 어느 하나로 되어 있음을 특징으로 하는 시가지 연약지반의 터널 굴착공법.The method of claim 1, wherein the arcing correction means (16) is a tunnel excavation method for the soft ground of the urban area, characterized in that any one of a hydraulic jack, a screw jack or an electric jack. 제 1 항에 있어서, 터널의 내주면 중심측에 자리하는 스틸 리브(10a)는 터널의 환형부(12)가 굴착될 때까지 미리 준비된 서포오트(14)에 의해 지지되는 것임을 특징으로 하는 시가지 연약지반의 터널 굴착공법.The soft ground of claim 1, wherein the steel ribs 10a positioned at the center of the inner circumferential surface of the tunnel are supported by a support port 14 prepared in advance until the annular portion 12 of the tunnel is excavated. Tunnel excavation method. 제 3 항에 있어서, 상기한 서포오트(14)는 길이 조절이 가능한 것임을 특징으로 하는 시가지 연약지반의 터널 굴착공법.The tunnel excavation method of the soft ground of the urban area, characterized in that the length of the support (14) is adjustable. 제 1 항에 있어서, 상기한 스틸 리브(10a)(10b)의 만곡면을 따라 다수 배열되는 강 파이프(18)는 외주면에 다수의 구멍이 뚫려져 있는 것임을 특징으로 하는 시가지 연약지반의 터널 굴착공법.The method of claim 1, wherein the steel pipe (18) arranged in a plurality along the curved surface of the steel rib (10a) (10b) is a tunnel excavation method of the soft ground in the urban area, characterized in that a plurality of holes are drilled in the outer peripheral surface. . 제 1 항에 있어서, 상기한 강 파이프(18)는 터널의 진행방향에 따른 배치 경사각(θ)이 1도 내지 6도의 범위로 상향 경사되어지도록 자체 매설됨을 특징으로 하는 시가지 연약지반의 터널 굴착공법.The tunnel excavation method of the soft ground of claim 1, wherein the steel pipe 18 is embedded so that the inclination angle θ according to the tunnel traveling direction is inclined upward in a range of 1 to 6 degrees. . 제 1 항에 있어서, 상기한 스틸 리브(10a)(10b)는 터널의 진행방향에 따라 상호 인접하는 것끼리 별도의 링크부재(22)에 의해 상호 연결되어지는 것임을 특징으로 하는 시가지 연약지반의 터널 굴착공법.The tunnel of claim 1, wherein the steel ribs 10a and 10b are interconnected by separate link members 22, which are adjacent to each other according to the traveling direction of the tunnel. Excavation method.
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