WO2016021854A1 - 이동가설지지체를 이용한 지하구조물의 구축방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터널이나 지하차도 등의 지하구조물을 비개착식으로 구축하는 방법에 관한 것으로서, 함체가 설치되는 작업구간의 전후에 발진기지와 도달기지를 구축하고, 상기 작업구간중 함체의 외벽과 슬래브가 설치되어야 할 위치의 외측에 강관을 타입 내지 압입하여 강관루프를 형성시킨 후, 함체를 견인하여 지하구조물을 구축하되; 상기 함체의 선단에는 함체와 함께 이동이 가능한 이동가설지지체를 설치하고; 함체의 견인은, 상기 이동가설지지체를 작업구간의 지중에 일정 단위거리만큼 먼저 진입시켜, 진입된 이동가설지지체가 강관루프의 상부토압과 측면의 배면토압을 지지하게 한 상태에서 이동가설지지체의 내부공간을 굴착완료시킨 후 함체를 진입시키는 방법을 반복함으로써 이루어지고; 함체의 견인이 완료되면, 상기 이동가설지지체를 함체로부터 분리시키는 것을 특징으로 한다.

Description

이동가설지지체를 이용한 지하구조물의 구축방법

본 발명은 터널이나 지하차도 등의 지하구조물을 비개착식으로 구축하는 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 함체를 견인 내지 추진시키되 함체와 함께 이동하는 가설지지체를 이용하여 지반의 변형을 방지하면서 안전하게 단시간 내에 지하구조물을 구축할 수 있는 방법에 관한 것이다.

터널 등의 지하구조물을 구축하고자 하는 방법에는 개착식과 비개착식이 있으나, 이미 설치되어 있는 철도나 도로를 횡단해야 하는 경우에는 개착식이 불가능하므로 최근에는 비개착식에 의한 지하구조물을 시공하는 사례가 증가하고 있다.

이러한 비개착식의 지하구조물 구축방법은 다양하게 연구되고 있으나, 그중 대표적인 것으로는 강관루프공법(파이프루프공법)과 프론트잭킹공법을 들 수 있다.

강관루프공법은, 도로나 철로 등의 하부에 강관으로 지붕을 형성하고 상기 지붕을 지지하기 위한 서포트 등의 가설지지대를 설치하면서 작업구간 내부를 굴착하고, 굴착이 완료되면 그 내부에 거푸집을 설치하고 콘크리트를 타설하여 지하구조물을 완성시키는 방법이다.

상기한 강관루프공법은 지하구조물의 정확한 시공이 가능하나 가설부재 등으로 인한 작업공간의 협소로 시공이 번잡하게 되고, 상부의 철로나 도로의 이용과 관련하여 지하구조물의 구축이 완료될 때까지 굴착부분을 서포트와 버팀대 등의 가설부재가 지지하고 있어 장시간 동안 연속하여 불안정 상태를 가지게 되며, 더욱이 지하수위가 높거나 연약지반으로 인한 지반 이완영역이 큰 경우에는 그 적용이 용이하지 않게 된다.

프론트잭킹공법은, 작업구간 밖에서 지하구조물인 함체를 제작하고, 상기 함체의 전면에 선단슈를 설치한 후, 선단슈를 이용하여 전면을 굴착하면서 유압 프론트 잭 등을 이용하여 상기 함체를 철로 하부 등의 소정의 위치에 견인시키는 방법으로, 강관루프공법과는 달리 작업이 번잡하지 않으면서 장시간 불안정 상태가 연속되지도 않고, 지상교통에 영향을 주지 않으며, 특히 모든 토질에 대하여 적용이 가능한 장점이 있다.

그러나 상기한 프론트잭킹공법에서는 선단슈의 전면에 암반이 있는 경우에는 이를 그대로 통과할 수 없기 때문에 수작업을 통해 암반을 제거한 후 선단슈의 굴진이 진행되나, 암반이 제거되는 시점과 함체가 진입되는 시점의 사이에서 불가피하게 발생되는 시간적 갭은 상부토사의 침하를 불러 일으키게 되어 선로 등의 안정적 이용을 방해하게 된다.

이와 함께 함체의 이동은 마찰에 의해 그 상면에 접한 토사를 함께 이동시키기 때문에 이로 인한 함체 상부의 토사가 침하되는 문제점이 발생하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 도 1에 도시된 바와 같이 함체(20)의 상부에 강관루프(10)의 밑면을 따라 슬라이딩되는 롤러(23)를 설치하고, 상기 롤러(23)를 이용하여 함체(20)를 용이하게 견인시킬 수 있게 한다는 특허 제0959413호의 '프론트 잭킹공법을 이용한 터널 및 이의 구축방법'이 제안된 바 있다.

상기 특허 제0959413호의 구축방법은 함체의 진입을 용이하게 함으로써 앞서 설명한 암반 제거와 함체 진입 사이의 시간적인 갭을 다소 줄여주고, 함체진입에 의한 마찰을 줄여줄 수는 있으나, 그렇다고 하여 상기의 시간적인 갭 자체를 없앨 수 없는 한계가 있을 뿐 아니라, 함체에 설치된 롤러가 제역할을 할 수 있도록 한다는 것은 지중에 압입되는 강관루프가 정확한 높이에 위치하도록 정밀시공될 수 있음을 전제로 하는 것이나, 이는 현실적으로 용이한 것이 아니기 때문에 함체에 설치되는 롤러의 효과를 그다지 기대할 수 없게 된다.

본 발명은 강관루프공법과 프론트잭킹공법들의 종래기술이 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 함체의 진입을 위한 굴착면의 상부를 상시 지지하는 구조를 가지게 함으로써 암반의 존재여부와 관계없이 모든 토질에 대하여 상부토사가 침하될 수 있는 여지를 완벽히 제거할 수 있는 지하구조물의 시공방법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 강관루프를 안정적으로 지지하면서 굴착를 위한 작업공간을 충분히 확보할 수 있도록 하고, 함체의 이동을 용이하게 함으로써 시공성을 향상시키고 공기를 단축시킬 수 있는 지하구조물의 시공방법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 의하면, 함체가 설치되는 작업구간의 전후에 발진기지와 도달기지를 구축하고, 상기 작업구간중 함체의 외벽과 슬래브가 설치되어야 할 위치의 외측에 강관을 타입 내지 압입하여 강관루프를 형성시킨 후, 함체를 견인하여 지하구조물을 구축하되; 상기 함체의 선단에는 함체와 함께 이동이 가능한 이동가설지지체를 설치하고; 함체의 견인은, 상기 이동가설지지체를 작업구간의 지중에 일정 단위거리만큼 먼저 진입시켜, 진입된 이동가설지지체가 강관루프의 상부토압과 측면의 배면토압을 지지하게 한 상태에서 이동가설지지체의 내부공간을 굴착완료시킨 후 함체를 진입시키는 방법을 반복함으로써 이루어지고; 함체의 견인이 완료되면, 상기 이동가설지지체를 함체로부터 분리시키는 것을 특징으로 하는 이동가설지지체를 이용한 지하구조물의 구축방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 강관루프의 외면중 굴착면이 위치한 내측에는 적어도 하나 이상의 가이드용 롤러가 설치되고, 함체의 진입시 상기 이동가설지지체의 외면은 상기 가이드용 롤러를 타고 가면서 이동되도록 하는 것을 특징으로 하는 이동가설지지체를 이용한 지하구조물의 구축방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 강관을 작업구간내에 타입 내지 압입시켜 강관루프를 형성시키는 단계에서 적어도 하나 이상의 강관에 대하여는 내부토사를 제거한 후 임시수평보강재를 삽입시키고; 함체의 견인이 완료되면 상기 임시수평보강재를 제거하고, 이로 인하여 빈 공간이 형성된 강관 내부에 충진물을 충진시키는 것을 특징으로 하는 이동가설지지체를 이용한 지하구조물의 구축방법이 제공된다.

본 발명은 강관루프의 상부 토압과 측면의 배면토압을 지지시킨 상태에서 내부의 굴착이 이루어지므로, 안정되고 신속한 굴착작업과 용이한 함체의 견인작업을 도모하게 하여 공기를 단축시킬 수 있게 하며, 상부에 위치한 철로나 도로의 이용에 불편을 주지 않는 효과를 발휘하게 한다.

또한 본 발명은 암반의 유무, 토질 및 지하수위 등의 지반여건과 무관하게 실시할 수 있어 범용적이며, 이동가설지지체 및 가설수평보강체를 이용하여 상부토사의 침하를 완벽하게 방지하고, 가이드용 롤러를 이용하여 작은 견인력만으로 견인할 수 있게 하는 등 시공을 용이하게 하면서 정밀한 시공을 가능하게 한다.

도 1은 종래기술에 의한 지하구조물의 구축방법을 설명하는 단면도이다.

도 2는 본 발명에 의한 지하구조물의 구축방법 중 작업기지를 구축하는 단계를 설명하는 단면도이다.

도 3은 본 발명에 의한 지하구조물의 구축방법 중 강관루프를 형성시키는 단계를 설명하는 단면도이다.

도 4 내지 6은 본 발명에 의한 강관루프에 대하여 휨보강을 실시한 예를 각 도시한 단면도이다.

도 7은 본 발명에 의한 강관루프를 구성하는 강관에 가이드용 롤러를 설치하는 방법을 설명하기 위한 각 단면도이다.

도 8은 본 발명에 의한 이동가설지지체를 함체의 선단에 설치한 일 실시예를 도시한 사시도이다.

도 9는 본 발명에 의한 지하구조물의 구축방법 중 함체를 견인하는 단계를 설명하기 위한 사시도이다.

본 발명은 터널이나 지하차도 등의 지하구조물을 비개착식으로 구축하는 방법에 관한 것으로서, 함체가 설치되는 작업구간의 전후에 발진기지와 도달기지를 구축하고, 상기 작업구간중 함체의 외벽과 슬래브가 설치되어야 할 위치의 외측에 강관을 타입 내지 압입하여 강관루프를 형성시킨 후, 함체를 견인하여 지하구조물을 구축하되; 상기 함체의 선단에는 함체와 함께 이동이 가능한 이동가설지지체를 설치하고; 함체의 견인은, 상기 이동가설지지체를 작업구간의 지중에 일정 단위거리만큼 먼저 진입시켜, 진입된 이동가설지지체가 강관루프의 상부토압과 측면의 배면토압을 지지하게 한 상태에서 이동가설지지체의 내부공간을 굴착완료시킨 후 함체를 진입시키는 방법을 반복함으로써 이루어지고; 함체의 견인이 완료되면, 상기 이동가설지지체를 함체로부터 분리시키는 것을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명을 설명함에 있어 공지의 구성을 구체적으로 설명함으로 인하여 본 발명의 기술적 사상을 흐리게 하거나 불명료하게 하는 경우에는 위 공지의 구성에 관한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명은 함체를 견인 내지 추진(이하에서는 편의상 '견인'이라 한다)하여 비개착식으로 터널이나 지하차도 등의 지하구조물을 구축하는 프론트잭킹공법과 유사한 함체 견인공법이라고 할 수 있으나, 여기에 현타식으로 지하구조물을 구축하는 강관루프공법의 지지수단을 변형하여 접목시킴으로써 함체 견인공법에 의한 장점과 강관루프공법의 장점을 취함과 더불어, 이들에서 야기되었던 문제점을 해결함으로써 구조적인 안정성 및 시공의 용이성을 향상시키고, 공기의 단축 및 경제성을 도모할 수 있게 한다.

이러한 본 발명에 의한 지하구조물의 구축방법은 일반적인 프론트잭킹공법과 같은 함체 견인공법과 마찬가지로 대별하면, a) 작업기지를 구축하는 단계, b) 강관루프(200)를 형성시키는 단계, c) 함체(100)를 견인하는 단계로 이루어지나, 그 세부적인 공정은 전혀 다른 기술적 수단으로 이루어진다. 이에 대하여 상기한 각 단계에 따라 구체적으로 설명한다.

a) 작업기지를 구축하는 단계(도 2 참조);

함체(100)가 설치되는 작업구간(R)의 전, 후에 작업기지인 발진기지(SP)와 도달기지(AP)를 구축하는 단계이다.

작업구간(R)의 전, 후면에 파일 및 토류판을 설치하여 지지벽체를 구축하면서 지반을 굴착하여 상기한 작업기지를 구축하게 되는데, 지반의 상태에 따라서는 지반보강이 추가적으로 이루어질 수 있다.

작업기지중 발진기지(SP)에서는 지하구조물인 함체(100)가 제작되는 바, 바닥면에는 발진대가 더 설치될 수 있다. 이와 함께 도달기지(AP)에서는 함체(100)의 진입방식에 따라 반력대가 설치될 수 있다.

b) 강관루프(200)를 형성시키는 단계(도 3 참조);

작업구간(R)중 함체(100)의 외벽과 슬래브가 설치되어야 할 위치의 외측에 강관(210)을 타입 내지 압입하여 강관루프(200)를 형성시키는 단계이다.

상기한 강관루프(200)는 그 하부의 굴착시 상부토사가 침하되는 것을 방지하거나 배면토압을 지지하기 위한 흙막이 지붕 내지 벽체의 역할을 하는 1차적인 구조재로서, 강관(210)을 연속적으로 지중에 타입 내지 압입하여 구축한다.

여기에서의 강관(210)이라 함은 하나의 강관으로 이루어진 단관일 수도 있고, 다수의 강관이 일체화된 복합관일 수도 있으며, 원형강관일 수도 있고 사각강관일 수도 있다.

일반적으로 강관루프(200) 형성작업의 전후 또는 동시에 견인용 케이블의 설치, 함체의 진행방향 안내, 함체의 비틀림 방지 내지 수평도 유지 등을 위하여 도 3의 (a)에서와 같이 함체의 진행방향에 맞추어 작업구간(R)의 하부에 도갱공(T)을 설치한다.

따라서 본 단계에서 상기와 같은 도갱공(T)이 설치될 수도 있으나, 본 발명의 다른 실시예에 의하면 상기 도갱공(T)을 설치하는 대신 작업구간(R)의 하부, 즉 함체(100)의 바닥이 위치하는 저면에 대하여도 강관(210)을 연속 압입시켜 도 3의 (b)에서와 같이 강관루프(200)를 ㅁ자형상으로 형성시킬 수도 있다.

이러한 ㅁ자형상의 강관루프(200)중 하부에 위치에 강관(210)은, 후속하는 함체(100)의 견인을 위하여 이동가설지지체(300)의 내부를 굴착할 때 굴착저면이 부풀어 오르는 히빙현상과, 이와 상반되게 침하되는 현상을 방지하는 등 도갱공(T)에서는 기대할 수 없는 또 다른 효과를 발휘하게 한다.

물론 ㅁ자형상의 강관루프(200)를 형성시키는 경우에는 함체(100)의 제작 및 이동을 위한 발진대는 함체가 하부의 강관(210)의 상면을 타고 이동될 수 있는 높이로 설치되어야 할 것이다.

다른 한편으로, 함체(100)의 진입을 위한 굴착작업중 토질의 상태에 따라 안식각이 유지되지 못할 정도로 토사가 무너져 내리면서 후술하는 이동가설지지체(300)가 미처 지지하지 못한 강관부분의 하부토사까지 무너져 내릴 수가 있는데, 이때에는 강관루프(200) 자체의 휨강성만으로 상부토사를 지지하게 된다.

이러한 문제점을 방지하기 위하여 작업구간(R)의 지중에 대한 강관(210)의 연속 압입으로 강관루프(200)의 형성이 완료되면, 강관루프(200)의 종방향에 대한 휨보강을 위한 수단이 더 부가될 수 있다.

도 4 내지 6은 강관루프(200)에 대한 휨보강을 실시한 예를 각 도시한 것이다.

상기한 휨보강은 반드시 강관루프(200)를 구성하는 각 강관(210) 모두에 대하여 실시할 필요는 없고, 특히 후술하는 가이드용 롤러(220)를 강관(210)의 내부에서 설치하게 되는 경우에는 휨보강의 수단에 따라 가이드용 롤러(220)가 설치되지 않는 부분에 대하여만 휨보강을 실시할 수도 있다.

이러한 휨보강은, 도 4에서와 같이 영구재로 이루어질 수도 있고, 도 5에서와 같이 휨보강이 요구되는 단계가 완료되면 제거되어 재활용될 수 있는 가설재로 이루어질 수도 있다.

도 4에 도시된 제1실시예에 의하면, 강관루프(200)의 형성이 완료되고 각 강관(210) 내부의 토사가 제거되면, 함체(100)의 진입에 앞서 상기 강관(210)내부에 콘크리트(211)를 타설, 양생시킴으로써 콘크리트 충진 강관구조를 형성시키게 된다.

상기한 콘크리트 충진 강관구조는 강관(210)으로 하여금 그 내부 콘크리트(211)의 터짐을 방지하는 구속효과를 발휘하게 함으로서 매우 큰 강성을 가지게 한다.

도 5에 각 도시된 제2실시예에 의하면, 강관루프(200)의 형성이 완료되고 각 강관(210) 내부의 토사가 제거되면, 빈 강관(210) 내부에 상기한 제1실시예와는 달리 가설수평보강체(212)를 삽입함으로써 강관루프(200)의 휨보강을 하게 된다.

상기한 가설수평보강체(212)는 형강(212a)으로 이루어지는 길이부재의 가설재로서, 함체(100)의 견인작업이 완료되면 제거되어 또 다른 작업장소에서 재활용된다.

또 강관(210) 내부에 대한 가설수평보강체(212)의 보다 신속한 삽입 및 제거를 위하여 도 6에 각 도시된 바와 같이, 상기 형강(212a)에 강관(210)의 내면에 접촉하여 회동하는 이동용 롤러(212b)를 더 설치할 수 있다.

강관루프(200)에 대한 휨보강을, 제1실시예에서와 같이, 강관(210)을 콘크리트 충진 강관구조로 형성시키는 경우에는 콘크리트(211)를 타설한 후 양생이 완료되어 요구되는 휨강도가 발현될 때까지 함체(100)의 견인작업을 실시할 수 없게 되나, 이를 제2실시예의 가설수평보강체(212)를 이용하는 경우에는 휨보강 작업이 짧은 시간내에 이루어지게 때문에 후속 공정의 중단없이 연속 작업을 실시할 수 있다는 점에서 공기단축이라는 또 다른 효과를 발휘하게 한다.

다른 한편으로 강관루프(200)의 형성단계가 완료되면, 후속하여 함체(100)의 견인단계가 이루어지게 되는데, 함체(100)의 진입이 용이하도록 미리 강관루프(200)의 외면중 굴착면이 위치한 내측에는 적어도 하나 이상의 가이드용 롤러(220)를 더 설치할 수 있다.

도 7은 강관의 단면 형태 내지는 가이드용 롤러(220)의 설치방법에 따른 각 실시예를 도시한 것으로서, (a)는 강관(210)의 내부에서 가이드용 롤러(220)를 설치한 경우의 예이고, (b)와 (c)는 강관(210)의 외부에서 가이드용 롤러(220)를 설치한 경우의 예이다.

도 7의 (a)에서와 같이 강관(210)의 내부에서 가이드용 롤러(220)를 설치하는 경우에는, 강관(210) 내부의 토사를 제거한 후 슬래브 부분에서는 강관(210)의 하면의 일부를, 외벽 부분에서는 강관(210)의 측면의 일부를 절개하고, 절개된 부분의 토사를 제거하여 강관루프(200)의 외부로 돌출되도록 가이드용 롤러(220)를 용접 설치한다.

이와 같이 강관(210)의 내부에서 가이드용 롤러(220)를 설치하는 경우로서, 앞서 설명한 강관루프(200)의 휨보강 수단을 더 부가시키는 경우에는, 휨보강 수단을 부가하기 전에 먼저 가이드용 롤러(220)를 설치하거나, 특히 제2실시예의 가설수평보강체(212)에 의해 휨보강이 이루어지도록 하는 경우에는 상기 가설수평보강체(212)와 가이드용 롤러(220)를 강관(210)마다 교대로 설치할 수도 있다. 물론 제1실시예의 경우에서도 콘크리트(211)와 가이드용 롤러(220)를 강관(210)마다 교대로 타설 및 설치할 수도 있다.

도 7의 (b)나 (c)에서와 같이 강관(210)의 외부에서 가이드용 롤러(220)를 설치하는 경우에는 함체(100)를 견인하는 단계에서 함께 이루어진다. 이에 관하여는 다음의 함체(100)를 견인하는 단계에서 설명하기로 한다.

c) 함체(100)를 견인하는 단계(도 9 참조);

강관루프(200)의 형성이 완료되면, 작업구간(R) 내에 설치되는 지하구조물용 함체(100)를 견인하는 단계가 후속하게 된다.

이때 본 발명에서는 함체(100)를 지중에 진입시키기 전에 앞서, 이동이 가능한 이동가설지지체(300)를 도 9에 도시된 바와 같이, 강관루프(200)의 외면 중 굴착면이 위치한 내측의 지중에 진입시켜 강관루프(200)의 상부와 측면을 지지하게 하고, 이를 통해 상부토압과 측면의 배면토압을 안정되게 지지한 상태에서 이동가설지지체(300)의 내부공간을 굴착할 수 있게 하여, 안정된 굴착 작업과 함체(100)의 용이한 진입을 도모하는 것을 중요한 기술적 특징의 하나로 한다.

도 8은 이동가설지지체(300)를 선단에 설치한 함체(100)의 일 실시예를 도시하고 있다.

함체(100)는 발진기지(SP)에서 제작하게 되는데, 이때 이동가설지지체(300)를 함체(100)의 선단에 설치함으로써 이동가설지지체(300)가 함체(100)의 견인에 따라 함께 이동하게 된다. 이러한 이동가설지지체(300)는 함체(100)의 제작시 이와 일체가 되도록 구성시킬 수도 있으나, 바람직하게는 도 8에서와 같이 향후 함체(100)로부터의 분리가 용이하도록 앵커볼트 등의 체결수단을 이용하여 함체(100)의 선단에 설치한다.

이와 같이 이동가설지지체(300)를 함체(100)와 일체화시키거나 또는 함체(100)에 설치는 것은, 이동가설지지체(300)에 대한 별도의 이동수단을 구비시킬 필요를 없게 할 뿐 아니라, 이동가설지지체(300)에 의해 전달된 토압 등의 하중을 콘크리트 구조체인 함체(100)가 함께 지지하게 하여 이동가설지지체(300)의 하부공간을 크게 할 수 있고, 이는 향후 굴착을 위한 작업공간을 넓히게 되는 바, 굴착장비를 이용한 신속한 굴착을 가능하게 한다.

함체(100) 제작과 함체(100) 선단에 대한 이동가설지지체(300)의 설치 작업이 완료되면, 본격적인 함체(100)의 견인작업이 시작된다.

함체(100)의 견인작업은 이동가설지지체(300)가 먼저 지중에 진입하면서 이루어지게 되는데, 강관루프(200)의 외면이 노출되도록 강관루프(200)의 내측 일부를 선굴하고, 상기 이동가설지지체(300)의 선단이 노출된 강관루프(200)의 하면과 측면을 지지하도록 하면서 이동가설지지체(300)를 진입시킨다.

이때 강관루프(200)의 형성단계에서 가이드용 롤러(220)를 미리 설치한 경우에는 상기 이동가설지지체(300)의 외면이 가이드용 롤러(220)를 타고 가면서 진입될 수 있도록 한다.

상기한 가이드용 롤러(220)는 보다 작은 견인력으로도 이동가설지지체(300) 및 함체(100)의 견인을 용이하게 할 뿐 아니라, 함체(100)의 정확한 진입을 유도한다.

또 강관루프(200)의 형성단계에서 가이드용 롤러(220)가 설치되지 아니한 경우에는, 이동가설지지체(300)의 외면이 강관루프(200)의 내측 외면에 직접 면하도록 하면서 진입시킬 수도 있으나, 상기 강관루프(200)의 내측 외면에 가이드용 롤러(220)를 설치함으로써 상기한 가이드용 롤러(220)에 의한 효과를 발휘하게 하는 것이 바람직하다. 따라서 이 경우에는 이동가설지지체(300)의 선단 진입을 위해 내측을 선굴하여 노출되도록 한 강관루프(200)의 외면에, 가이드용 롤러(220)를 먼저 부착 설치하고 상기 가이드용 롤러(220)의 하면으로 이동가설지지체(300) 및 함체(100)가 이동 되도록 한다.

상기한 방식들에 의해 이동가설지지체(300)가 작업구간(R)의 지중에서 일정 단위거리를 진입하게 되면, 이동가설지지체(300)에 의해 지지되고 있는 강관루프(200)의 내측에 대한 본격적인 굴착 작업을 실시한다. 상기한 굴착작업은 이동가설지지체(300)가 강관루프(200)의 상부토압 및 배면토압을 지지한 상태에서 이루어지므로 보다 안전하게 효율적이고 신속하게 진행될 수 있게 된다.

이동가설지지체(300)의 내부 공간에 대한 굴착이 완료되면, 또 다시 이동가설지지체(300)를 진입시키면서 함체(100)를 상기 굴착완료된 부분으로 진입시키고, 이러한 굴착 및 진입의 각 단계를 반복 진행하여 함체(100)의 견인작업을 완료시킨다.

함체(100)의 견인이 완료되면, 도달기지(AP)에 위치해 있는 이동가설지지체(300)를 함체(100)로부터 분리시킨다.

이와 함께 강관루프(200)의 휨보강을 위하여 가설수평보강체(212)를 강관(210) 내부에 설치하였던 경우에는 상기 가설수평보강체(212)를 제거하고, 이로 인하여 빈 공간이 형성된 강관(210) 내부에는 공간충진용 충진물(213)을 충진시킴으로써 향후 강관(210)이 부식되거나 변형에 의해 침하를 유발하는 공극이 발생되지 않도록 한다.

상기한 휨보강을 강관(210) 내부에 대한 콘크리트 충진에 의하면서 가이드용 롤러(220)의 설치 등을 이유로 콘크리트를 충진시키지 아니하고 속이 빈 상태로 내버려 둔 강관(210)에 대하여도 충진물(213)을 충진시켜야 할 것임은 물론이다.

이 단계에서의 충진물(213) 충진은 강관루프(200)의 휨강성을 위한 것이 아니고, 토사의 침하를 유발하는 공극의 발생을 방지하고자 하는 것이므로, 상기 충진물(213)은 콘크리트일 수도 있으나, 토사나 골재를 사용하여도 무방하다.

이와 같이 함체(100)의 견인, 이동가설지지체(300) 및 가설수평보강체(212)의 제거, 속이 빈 강관(210)에 대한 충진작업, 함체와 기이드용 롤러 주변 사이의 그라우팅 작업 등이 완료되면, 함체(100)의 내 외부를 마감하여 지하구조물의 구축을 완료한다.

이상에서 본 발명은 구체적인 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였으나, 상기 실시 예는 본 발명을 이해하기 쉽도록 하기 위한 예시에 불과한 것이므로, 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이를 다양하게 변형하여 실시할 수 있을 것임은 자명한 것이다. 따라서 그러한 변형 예들은 청구범위에 기재된 바에 의해 본 발명의 권리범위에 속한다고 할 것이다.

본 발명은 터널이나 지하차도 등의 지하구조물을 비개착식으로 구축하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 함체를 견인 내지 추진시키되 함체와 함께 이동하는 가설지지체를 이용하여 지반의 변형을 방지하면서 안전하게 단시간 내에 지하구조물을 구축할 수 있는 방법에 관한 것으로서 산업상 이용가능성이 있는 발명이라 할 수 있다.

Claims (4)

1. 지하구조물의 구축방법에 있어서,

   함체(100)가 설치되는 작업구간(R)의 전후에 발진기지(SP)와 도달기지(AP)를 구축하고, 상기 작업구간(R)중 함체(100)의 외벽과 슬래브가 설치되어야 할 위치의 외측에 강관(210)을 타입 내지 압입하여 강관루프(200)를 형성시키고, 상기 강관(210) 내부의 토사를 제거한 후 빈 강관(210) 내부에 콘크리트(211)를 타설·양생시켜 콘크리트 충진 강관구조를 형성시키거나, 상기의 빈 강관(210) 내부에 함체(100)의 견인후 제거되는 것으로써 강관(210)의 내면에 접촉하여 회동하는 이동용 롤러(212b)와 형강(212a)으로 구성되는 가설수평보강체(212)를 삽입하여 강관루프(200)에 대한 휨보강을 한 후, 함체(100)를 견인하여 지하구조물을 구축하되,

   상기 함체(100)의 선단에는 함체(100)와 함께 이동이 가능한 이동가설지지체(300)를 설치하고,

   함체(100)의 견인은, 함체(100)의 선단에 미리 설치된 상기 이동가설지지체(300)를 작업구간(R)의 지중에 일정 단위거리만큼 먼저 진입시키되 강관루프(200)의 외면 중 굴착면이 위치한 내측의 지중에 진입시켜, 진입된 이동가설지지체(300)가 강관루프(200)의 상부토압과 측면의 배면토압을 지지하게 한 상태에서 이동가설지지체(300)의 내부공간을 굴착완료시킨 후 함체(100)를 진입시키는 방법을 반복함으로써 이루어지고,

   함체(100)의 견인이 완료되면, 상기 이동가설지지체(300)를 함체(100)로부터 분리시키는 것을 특징으로 하는 이동가설지지체를 이용한 지하구조물의 구축방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 강관루프(200)의 외면중 굴착면이 위치한 내측에는 적어도 하나 이상의 가이드용 롤러(220)가 설치되고, 함체(100)의 진입시 상기 이동가설지지체(300)의 외면은 상기 가이드용 롤러(220)를 타고 가면서 이동되도록 하는 것을 특징으로 하는 이동가설지지체를 이용한 지하구조물의 구축방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 가이드용 롤러(220)는, 강관(210)을 작업구간(R)내에 압입시켜 강관루프(200)를 형성시키는 단계에서 강관(210) 내부의 토사를 제거한 후 강관(210)의 내부에서 강관(210)의 일부를 절개하여 강관루프(200)의 외부로 돌출되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 이동가설지지체를 이용한 지하구조물의 구축방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 가이드용 롤러(220)는, 함체(100)를 강관루프(200)의 내측으로 견인시키는 단계에서 이동가설지지체(300)의 전면에 위치한 강관루프(200)의 내측 일부를 굴착하여 강관루프(200)의 외면을 노출시키고, 상기 노출된 외면에 부착시켜 설치되는 것을 특징으로 하는 이동가설지지체를 이용한 지하구조물의 구축방법.

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