KR101069705B1 - 강관압입식 지하터널 구조물 형성공법에 있어서의 강관연결용 방수철판의 설치방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지하터널 형성용 구조물 설치방법에 있어서, 특히 구조물을 형성하기 위한 강관을 압입한 후 그 강관의 좌우 및 상하를 연결하는 방수철판을 설치하는 방법에 관한 것으로,

지하터널 예정면에 지하터널 구조물을 형성키 위해 예전면을 따라 일정한 간격으로 유압잭 및 추진보조관을 이용하여 다수의 강관을 압입시키고, 각각의 강관의 사이를 방수키 위해 용접 설치되는 방수철판을 설치하는 설치방법에 있어서, 상기 압입된 강관의 내측 토사를 굴착하고 절개를 하기 위한 강관 보강용 임시 토압지지대를 설치하는 공정과, 강관의 상측부를 절개하여 상부 방수철판을 압입하기 위한 절개홈을 형성하는 공정과, 강관의 전면에 가이드빔을 설치 후 상기 가이드빔에 상부 방수철판을 위치시키고 유압잭에 의해 강관의 절개홈을 따라 상부 방수철판을 압입 추진시키고, 추진되어 발생한 후측공간에 다시 새로운 방수철판을 위치시켜 전후 방수철판을 용접 후 전기한 방법으로 다시 압입 추진시켜 이미 압입된 방수철판과 동시에 추진하는 방법을 반복 설치 후 강관과 압입된 상부 방수철판을 용접하는 상부 방수철판 설치공정과, 강관 하측부를 절개하고 상부 방수철판 하측의 측면토사를 굴착 후, 절개 굴착된 강관의 하측부에 하부 지지판을 강관과 용접하는 하부 지지판 설치공정과, 상부 방수철판과 하부 지지판의 사이에 토압지지대를 설치하고 강관내에 설치된 임시 토압지지대를 제거하는 공정으로 이루어짐으로,

일부 부분적 설치 후 여타 나머지 부분을 2차 설치하므로서 토사유실과 공사기간 지연 등 문제점이 발생하던 종래 방식과는 달리 상부 방수판의 완전 연결 설치 후 하부 방수판의 설치로 토사 유실이 없고 공정의 단순화와 공사기간의 단축으로 원가가 절감되는 효과가 있을 뿐 아니라 방수철판의 폭을 넓힐 수 있어 강관 간의 거리를 멀리 할 수 있어 비교적 원가 및 시공단가가 비싼 강관의 갯수를 줄일 수 있어 이에 의한 원가 절감의 효과도 있다.

강관압입, 지하터널, 방수철판

Description

강관압입식 지하터널 구조물 형성공법에 있어서의 강관연결용 방수철판의 설치방법{Method for installing waterproofing steel plate in construction of undergound tunnel}

본 발명은 터널 굴착부의 토사를 미리 파내지 않고 먼저 지중에 터널형성용 구조물을 설치하여 사전에 충분히 응력에 견디도록 한 다음 구조물 내측을 굴착하여 지하터널을 형성하도록 하는 지하터널 형성용 구조물 설치방법에 있어서, 특히 구조물을 형성하기 위한 강관을 압입한 후 그 강관의 좌우 및 상하를 연결하는 방수철판을 설치하는 방법에 관한 것이다.

기존의 지하터널 형성용 구조물 설치방법은, 공사의 종류에 따라 약간의 공정의 차이는 있으나 대부분 터널시공 예정면을 따라 정확한 위치를 측량하여 강관 압입준비를 완료하는 강관 압입 위치 측량 및 선로관 설치공정과,

강관을 압입할 위치에 강관을 위치시키고 유압잭과 추진보조관 등을 이용하여 강관을 단계적으로 압입시키는 강관압입 공정과,

강관압입공정에서 선도관에 형성된 토류방지판 투입구를 통하여 흙을 파내고 토류방지판을 설치하는 공정과,

토류방지판 주변에 시멘트 그라우팅을 하여 토사유출을 방지하는 갱외 그라우팅 공정과,

강관의 측면을 소정폭으로 절개하여 강관과 강관 사이를 철판으로 연결하는 강관연결 공정과,

측벽 형성이 필요한 경우 측벽 형성용 토류판을 설치하면서 토류판을 설치하는 공정과,

강관 등의 공간내 거푸집을 설치하는 공정과,

강관 및 거푸집내에 철근을 배근하는 공정과,

강관 및 거푸집내에 콘크리트를 타설하는 공정과,

콘크리트 양생 후 구조물 내측의 터널면을 굴착하는 공정으로 지하터널 형성용 구조물을 설치하였다.

그 공정 중에서 강관과 강관을 이어주는 강관 연결공정을 더욱 자세히 보면,

압입된 강관내에서 강관측벽을 토압에 견딜 수 있도록 일정 간격으로 절개하여 부분적으로 강관의 일부를 남긴 상태에서 절개된 절개부위의 상측과 하측을 각각 토압받침용 상하 철판을 용접 등으로 서로 연결하고 상하의 토압으로부터 받치는 보강지지대를 설치한 후, 부분적으로 남겨진 나머지 부분을 다시 절개하여 그 절개부분에 상기와 동일한 방법으로 상하철판을 설치하므로서 상하 철판이 연속적으로 설치되어 좌우강관을 서로 연결되게 하였다.

이러한 철판의 연결방식은 부분적인 절개와 설치의 반복으로 시공 시간이 많이 소요되어 공사기간의 연장으로 공사비용이 증가되는 문제가 야기될 뿐 아니라 부분적 시공과정에서 토압의 유실이 잦은 문제가 있고, 연결할 수 있는 강판길이의 한정으로 좌우 강관의 이격 거리가 한정되므로서 강관의 시공 갯수가 늘어나 이로 인한 공사비용이 증가되는 문제도 있다.

본 발명은 강관압입식 지하터널 구조물 형성공법에 있어서 강관의 좌우를 연결하는 방수철판을 설치할시에 전기한 바와 같은 문제점을 제거코저 강관의 측면에 절개홈을 전체적으로 연속형성하여 이에 방수철판을 압입 또는 견인에 의해 연속 압입되게 하여 토압 유실을 막고 공정의 단순화로 공기를 단축하여 공사비용을 줄입과 함께 압입 강관수를 최소화하는 방수철판 설치방법을 제공함에 발명의 목적이 있다.

전기한 발명의 목적을 이루기 위한 기술적 수단으로서는,
지하터널 예정면에 지하터널 구조물을 형성키 위해 예전면을 따라 일정한 간격으로 유압잭 및 추진보조관을 이용하여 다수의 강관을 압입시키고, 각각의 강관의 사이를 방수키 위해 용접 설치되는 방수철판을 설치하는 설치방법에 있어서,
상기 압입된 강관의 내측 토사를 굴착하고 절개를 하기 위한 강관 보강용 임시 토압지지대를 설치하는 공정과,
강관의 상측부를 절개하여 상부 방수철판을 압입하기 위한 절개홈을 형성하는 공정과,
강관의 전면에 가이드빔을 설치 후 상기 가이드빔에 상부 방수철판을 위치시키고 유압잭에 의해 강관의 절개홈을 따라 상부 방수철판을 압입 추진시키고, 추진되어 발생한 후측공간에 다시 새로운 방수철판을 위치시켜 전후 방수철판을 용접 후 전기한 방법으로 다시 압입 추진시켜 이미 압입된 방수철판과 동시에 추진하는 방법을 반복 설치 후 강관과 압입된 상부 방수철판을 용접하는 상부 방수철판 설치공정과,
강관 하측부를 절개하고 상부 방수철판 하측의 측면토사를 굴착 후, 절개 굴착된 강관의 하측부에 하부 지지판을 강관과 용접하는 하부 지지판 설치공정과,

상부 방수철판과 하부 지지판의 사이에 토압지지대를 설치하고 강관내에 설치된 임시 토압지지대를 제거하는 공정으로 이루어진다.

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본원발명에 의한 연속압입 방식의 방수철판 설치방법은, 일부 부분적 설치 후 여타 나머지 부분을 2차 설치하므로서 토사유실과 공사기간 지연 등 문제점이 발생하던 종래 방식과는 달리 상부 방수판의 완전 연결 설치 후 하부 지지판의 설치로 토사 유실이 없고 공정의 단순화와 공사기간의 단축으로 원가가 절감되는 효과가 있을 뿐 아니라 방수철판의 폭을 넓힐 수 있어 강관 간의 거리를 멀리 할 수 있어 비교적 원가 및 시공단가가 비싼 강관의 갯수를 줄일 수 있어 이에 의한 원가 절감의 효과도 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면에 의하여 상세히 설명한다.

도 1a 내지 도 1f는 본 발명 강관 연결용 방수철판의 설치방법의 공정별 설명도이다.

강관의 압입은 기존 지하터널 형성용 구조물의 설치 방법시와 동일한 즉 터널 시공 예정면을 따라 정확한 위치에 강관을 위치시키고 유압잭과 추진보조관 등을 이용하여 강관을 단계적으로 연속 압입하여 도 1a와 같이 강관(1)(1')을 압입하 고 강관 내부를 굴착한다.

여기서 강관은 설계사항에 따라 단면상 원형관이나 4각관을 선택 사용할 수 있다.

굴착된 강관 내부에 도 1b의 도시와 같이 강관 보강용 임시 토압 지지대(2)(2')를 수직방향으로 설치하여 강관에 미치는 토압에 대하여 내력을 갖게 한다.

임시 토압지지대(2)(2')가 설치된 강관(1)(1')의 내측에서 도 1c의 도시와 같이 상부 방수철판이 위치할 부분에 해당하는 강관의 상측부를 절개하여 전후 방향으로 연속 형성되게 한 절개홈(3)을 형성한다.

절개홈(3)이 형성된 강관(1)(1')의 전면부에서 도 1d의 도시와 같이 절개홈(3)을 따라 상부 방수철판(4)(4')을 절개홈(3)에 압입한다.

여기서 상부 방수철판(4)(4')을 압입할 시에는 강관의 절개홈(3) 전면에 가이드빔(5)를 설치하되, 설치된 가이드빔(5)에 상부 방수철판(4)을 위치시키고 그 후측에 캡(6)을 씌워서 유압잭(7)에 의해 앞쪽으로 압입하여 추진시키고 추진되어 발생된 후측 공간에 다시 새로운 상부 방수철판(4')을 위치시켜 전후 방수철판(4)(4')을 서로 용접한 후 전기한 방법으로 다시 압입 추진시켜 이미 압입된 방수판과 동시에 추진되는 방법을 반복하여 상부 방수철판(4)(4')의 연속적인 압입이 가능한 것이며,

또한 최선단의 방수철판(4)에 견인 및 방향조정 기능을 갖는 견인홀(8)(8')을 천공하여 윈치(도면 미도시)와 같은 견인수단의 와이어(9)를 연결 및 그 와이어(9)에 의해 견인하면 견인력과 압입력이 동시에 작용하여 효율적인 추진력을 얻을 수 있으며 굴곡터널에서도 방향 조정이 가능하다.

이와 같이 절개홈(3)에 연속으로 압입완료된 상부 방수철판(4)(4')은 강관(1)(1')과의 이음부를 용접처리하므로서 강관(1)(1')과 상부 방수철판(4)(4')이 일체로 결합되어 상부면의 완전 방수가 이루어진다.

이와 같이 상부 방수철판(4)(4')이 용접된 강관(1)(1')의 상부 방수철판(4)(4') 하측부를 전후 방향으로 연속 절개하여 제거하고 깅관(1)(1') 내부 공간을 통하여 그 상부 방수철판(4)(4') 하측 토사를 제거하는 굴착공정을 실시한다.

또한 터널 형성 부분이 암석층이거나 부분 암석층의 경우에는 전기한 방수철판의 연속 압입공정과 토사 굴착공정을 함께 실시하여 암반을 제거하면서 방수철판의 압입을 동시에 할 수도 있다. 예컨데 강관(1)과 강관(1')의 사이 암석층을 굴착하고 난 후 상부 방수철판(4)을 압입하고 압입된 방수철판(4)의 하부 공간을 이용하여 다시 선도 방수철판 추진방향 전면측의 암반층을 제거 굴착하고 다시 방수철판(4')을 압입하는 방법을 반복하는 방법으로 방수철판의 압입과 굴착을 동시에 실시하므로서 암반층에 있어서도 그 시공이 가능한 것이다.

이와 같이 토사가 제거되고 난 공간의 바닥면에 도 1e의 도시와 같이 하부 지지판(10)(10')을 설치하고 모든 이음부를 용접처리하여 완전 방수가 이루어지게 하고 상부 방수판과 하부 지지판(4)(4')(10)(10')의 사이에 토압지지대(11)(11')를 설치한 후,

도 1f의 도시와 같이 강관내의 임시 토압지지대(2)(2')를 제거하므로서 본 발명의 강관 연결용 방수철판의 설치공정은 완료되는 것이다.

이와 같이 방수철판이 완료된 강관에 대하여 기존의 방식대로 철근 배근공정, 콘크리트 타설공정, 굴착공정 등을 실시하므로서 도 2의 도시와 같은 최종적인 지하터널 형성용 구조물이 설치되는 것이다.

이와 같은 연속압입 방식의 방수철판 설치방법은,

일부 부분적 설치 후 여타 나머지 부분을 2차 설치하므로서 토사유실과 공사기간 지연 등 문제점이 발생하던 종래 방식과는 달리 상부 방수판의 완전 연결 설치 후 하부 방수판의 설치로 토사 유실이 없고 공정의 단순화와 공사기간의 단축으로 원가가 절감되는 효과가 있을 뿐 아니라 방수철판의 폭을 넓힐 수 있어 강관 간의 거리를 멀리 할 수 있어 비교적 원가 및 시공단가가 비싼 강관의 갯수를 줄일 수 있어 이에 의한 원가 절감의 효과도 있다.

도 1a ~ 도 1f는 본 발명의 강관 연결용 방수철판의 설치공정별 설명도로서,

도 1a는 원형 및 각강관의 압입설명도

도 1b는 강관 내부에 임시 토압 지지대를 설치한 설명도

도 1c는 강관의 상측부에 절개홈을 형성한 상태의 설명도 및 일부 상세도

도 1d는 절개홈에 대한 상부 방수철판의 압입 설명도 및 일부 상세도

도 1e는 상하 방수철판의 설치 후 토압지지대를 설치한 상태의 설명도

도 1f는 강관내의 임시 토압지지대를 제거한 상태의 설명도

도 2는 본 발명 강관 연결용 방수철판이 설치된 상태의 지하터널 구조물 예시도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1,1' : 강관 2,2' : 임시 토압 지지대

3 : 절개홈 4,4' : 상부 방수철판

5 : 가이드빔 6 : 캡

7 : 유압잭 8,8' : 견인홈

9 : 와이어 10,10' : 하부 지지판

11,11' : 토압지지대

Claims (6)

1. 지하터널 예정면에 지하터널 구조물을 형성키 위해 예전면을 따라 일정한 간격으로 유압잭 및 추진보조관을 이용하여 다수의 강관을 압입시키고, 각각의 강관을 연결 및 방수키 위해 용접 설치되는 방수철판을 설치하는 설치방법에 있어서,

   상기 압입된 강관의 내측 토사를 굴착하고 절개를 하기 위한 강관 보강용 임시 토압지지대를 설치하는 공정과,

   강관의 상측부를 절개하여 상부 방수철판을 압입하기 위한 절개홈을 형성하는 공정과,

   강관의 전면에 가이드빔을 설치 후 상기 가이드빔에 상부 방수철판을 위치시키고 캡을 씌운 후 유압잭에 의해 강관의 절개홈을 따라 상부 방수철판을 압입 추진시키고, 추진되어 발생한 후측공간에 다시 새로운 방수철판을 위치시켜 전후 방수철판을 용접 후 전기한 방법으로 다시 압입 추진시켜 이미 압입된 방수철판과 동시에 추진하는 방법을 반복 설치 후 강관과 압입된 상부 방수철판을 용접하는 상부 방수철판 설치공정과,

   강관 하측부를 절개하고 상부 방수철판 하측의 측면토사를 굴착 후, 절개 굴착된 강관의 하측부에 하부 지지판을 강관과 용접하는 하부 지지판 설치공정과,

   상부 방수철판과 하부 지지판의 사이에 토압지지대를 설치하고 강관내에 설치된 임시 토압지지대를 제거하는 공정으로 이루어짐을 특징으로 하는 강관압입식 지하터널 구조물 형성공법에 있어서의 강관연결용 방수철판의 설치방법.
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6. 제 1항에 있어서,

   최선단의 상부 방수철판에 견인 및 방향조정 기능을 갖는 견인홀을 형성하고, 견인수단에 연결된 와이어를 견인홀에 연결하여 견인 및 추진되는 상부 방수철판에 견인력과 압입력이 동시에 작용되게 하면서 방향조정이 가능하게 함을 특징으로 하는 강관압입식 지하터널 구조물 형성공법에 있어서의 강관연결용 방수철판의 설치방법.

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