KR101077821B1 - Tunnel conctruction method using arch pre-cast segmental structural body - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수의 제1 및 제2 세그멘트를 제작하고, 이들을 상호 조립으로 설치하여 터널 구조물을 쉽게 구축할 수 있도록 된 아치형 프리캐스트 콘크리트 세그멘트 구조체를 이용한 터널 시공방법에 관한 것이다.The present invention relates to a tunnel construction method using an arcuate precast concrete segment structure in which a plurality of first and second segments are fabricated, and these are installed by mutual assembly to easily construct a tunnel structure.

본 발명은, 철근이 내장된 콘크리트 재료로 이루어지고, 터널 단면의 1/2 원호에 해당하는 길이와 터널 길이 방향으로 폭을 형성하는 아치형 몸체부를 갖추며, 상기 몸체부의 하단 모서리는 기초 콘크리트에 지지되고, 상단 모서리는 복수의 반원구형으로 오목한 키홈과 연결키를 각각 형성한 제1 및 제2 세그멘트를 구비하며, 상기 제1 세그멘트와 제2 세그멘트의 아치형 몸체부 상단 모서리를 체결시키는 연결수단을 구비한다. The present invention is made of a concrete material with a built-in reinforcement, and has an arcuate body portion that forms a width corresponding to a half arc of the tunnel cross section and a width in the tunnel length direction, and the lower edge of the body portion is supported by the foundation concrete The upper edge includes a plurality of semi-circular concave key grooves and first and second segments respectively formed with connection keys, and a connecting means for engaging the upper edges of the arcuate body portions of the first segment and the second segment. .

본 발명에 의하면 세그멘트 죠인트부의 균열 및 누수를 최소화하고, 안정된 세그멘트 간의 체결 및 안정된 지지력을 갖출 수 있으며, 현장 조립식으로 쉽고 안전하게 터널을 구축할 수 있는 우수한 효과가 얻어진다.According to the present invention, it is possible to minimize the crack and leakage of the segment joint portion, to have a stable fastening and stable support between segments, and to obtain an excellent effect of easily and safely constructing a tunnel by field assembly.

아치형 프리캐스트 콘크리트 세그멘트 구조체, 조립식 터널 시공방법, 반구형 키홈, 연결키, 성토 Arch precast concrete segment structure, prefabricated tunnel construction method, hemispherical keyway, connecting key, fill

Description

아치형 프리캐스트 콘크리트 세그멘트 구조체를 이용한 터널 시공방법{TUNNEL CONCTRUCTION METHOD USING ARCH PRE-CAST SEGMENTAL STRUCTURAL BODY}Tunnel construction method using arched precast concrete segment structure {TUNNEL CONCTRUCTION METHOD USING ARCH PRE-CAST SEGMENTAL STRUCTURAL BODY}

본 발명은 아치형 프리캐스트 콘크리트 세그멘트 구조체를 이용한 터널 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 프리캐스트 세그멘트를 소요 반경에 맞도록 아치형으로 제작하여 두 조각(2 Piece)의 복수의 제1 및 제2 세그멘트를 제작하고 이들을 상호 지지하여 볼트 조립으로 설치한 후, 연결부(Joint)에는 방수처리 및 보강공법으로 콘크리트를 현장 타설하여 구조 체를 완성하고, 외측에 순차적으로 성토하여 터널 구조물을 조립식으로 쉽게 구축할 수 있도록 된 아치형 프리캐스트 콘크리트 세그멘트 구조체를 이용한 터널 시공방법에 관한 것이다.The present invention relates to a tunnel construction method using an arcuate precast concrete segment structure, and more particularly, to fabricate a precast segment in an arc shape to fit a required radius to form a plurality of first and second segments of two pieces. After fabricating and supporting them mutually and installing them by bolt assembly, joints can be constructed on site by waterproofing and reinforcing method to complete the structure, and then they can be built on the outside to build the tunnel structure prefabricated easily. The tunnel construction method using the arched precast concrete segment structure.

일반적으로 종래에는 거푸집 및 동바리에 의한 현장타설 콘크리트에 의해 터널을 구축한다. 그러나 이와 같이 현장타설 콘크리트 방식으로 터널을 구축할 경우는, 동바리 및 아치형 거푸집 설치 및 양생시간등으로 인해 교통장해가 발생되고 양생의 품질관리가 어려워 고강도 콘크리트의 구조물 구축에 한계가 있다.In general, the tunnel is conventionally built by the cast-in-place concrete by the formwork and the grouping. However, in the case of constructing the tunnel using the cast-in-place concrete method, traffic obstacles occur due to the installation of the bridge and the arch formwork and the curing time, and it is difficult to control the quality of curing.

이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 기존의 강재 거푸집에 의한 반복적인 현장 콘크리트 타설을 대신하여 제작 운반된 경량화 프리캐스트 콘크리트 패널을 조립함으로써 공기 단축과 공사비 절감 및 유지 보수가 용이하고, 친환경적인 구축물을 제작하고자 제안된 바 있다.In order to solve this problem, instead of repetitive on-site concrete casting by existing steel formwork, assembling lightweight precast concrete panels manufactured and transported, it is possible to shorten the air, reduce construction cost, and make maintenance-friendly construction. It has been proposed.

그러나 이와 같은 종래의 기술은 세그멘트 단부를 오목볼록하게 요철면 처리하여 조립식으로 터널을 구축하였으나, 이 경우 세그멘트의 단부를 정확한 위치에 설치하기가 곤란하고, 조립 설치시 세그멘트 간의 미끄럼 발생의 우려가 있고, 단차가 발생되어 누수 및 파손의 우려가 있다.However, such a conventional technique is to construct the tunnel by the concave-convex concave and convex surface of the segment end, but in this case it is difficult to install the end of the segment in the correct position, there is a fear of slip between the segments during assembly installation There is a risk of water leakage and damage due to a step difference.

또한 이와는 다른 종래의 기술로서 공개특허 10-2007-0034411호의 "구조물용 조립식 프리캐스트 패널"이 제안된 바가 있다. 이와 같은 종래의 기술은 구조물용 조립식 프리케스트 패널에 관한 것으로서, 사각 패널 형태로 형성되고, 설계 하중에 대응되는 두께를 가지며, 양측면에 제 1결합턱이 형성되고, 상단 측면에 제 2결합턱이 형성되며, 기초 콘크리트 상에 거치되고, 이의 제 1결합턱과 제 1결합턱간의 상호 결합에 의해 이웃하는 패널과 결합되는 좌, 우 벽체용 프리케스트 패널들을 갖는다.In addition, as another conventional technology, "Prefabricated panel for structures" of Patent Publication No. 10-2007-0034411 has been proposed. Such a conventional technology relates to a prefabricated panel for a structure, which is formed in the form of a square panel, has a thickness corresponding to a design load, first coupling jaws are formed on both sides, and a second coupling jaw is formed on the upper side. And precast panels for the left and right walls, which are formed on the foundation concrete and are joined to the neighboring panel by mutual coupling between the first coupling jaw and the first coupling jaw.

그리고 상단부가 양측으로 분기된 Y자 형태의 사각 패널로 형성되고, 설계 하중에 대응되는 두께를 가지며, 상단 양측면에 제 3결합턱이 형성되며, 상단에 결합 레일이 형성되어 기초 콘크리트 상에 거치되는 중앙 벽체용 프리케스트 패널을 구비한다. And the upper end is formed of a rectangular panel of the Y-shaped branched to both sides, has a thickness corresponding to the design load, the third coupling jaw is formed on both sides of the top, the coupling rail is formed on the top is mounted on the foundation concrete A precast panel for the central wall is provided.

또한 사각 형태로 형성되고, 설계 곡률과 설계 하중에 대응되는 두께를 가지 며, 양측면에 제 4결합턱이 형성되고, 하단 양측에 제 5결합턱이 형성되며, 이의 제 5결합턱과 상기 좌, 우 벽체용 프리케스트 패널의 제 2결합턱 및 중앙 벽체용 프리케스트 패널의 제 3결합턱간의 상호 결합에 의해 상기 좌, 우 벽체용 프리케스트 패널 및 중앙 벽체용 프리케스트 패널의 상단에 거치되고, 이의 제 4결합턱과 제 4결합턱간의 상호 결합에 의해 이웃하는 패널과 결합되는 첨단용 프리케스트 패널로 이루어지는 구조이다. In addition, it is formed in a rectangular shape, has a thickness corresponding to the design curvature and the design load, and the fourth coupling jaw is formed on both sides, the fifth coupling jaw is formed on both sides of the lower, its fifth coupling jaw and the left, It is mounted on the upper end of the left and right wall precast panels and the central wall precast panel by mutual coupling between the second joining jaw of the right wall precast panel and the third joining jaw of the central wall precast panel, It is a structure consisting of a precast panel for the tip coupled to the neighboring panel by mutual coupling between the fourth coupling jaw and the fourth coupling jaw.

뿐만 아니라 이와 같은 종래의 기술은 T자 형태로 형성되고, 상단부가 상기 첨단용 프리케스트 패널의 곡률과 결합 가능한 곡률과 설계 하중에 대응되는 두께를 가지며, 하단부에 상기 중앙 벽체용 프리케스트 패널의 결합 레일에 삽입되도록 결합판이 형성되고, 배수로를 형성하도록 상기 결합판의 양끝단과 상단부의 내측 양끝단을 잇는 보가 형성되고, 상단 양측에 배수홀이 일정 간격으로 설치되며, 상기 중앙 벽체용 프리케스트 패널의 결합 레일과 상기 결합판이 몰탈에 의해 접합 고정되는 보조 첨단용 프리케스트 패널을 더 포함하는 구조이다. In addition, such a conventional technology is formed in a T-shape, the upper end has a curvature that can be combined with the curvature of the high-tech precast panel and the thickness corresponding to the design load, the lower end of the combination of the precast panel for the wall A coupling plate is formed to be inserted into the rail, and beams are connected between both ends of the coupling plate and the inner both ends of the upper end to form a drainage path, and drain holes are installed at both ends of the upper wall at regular intervals. The joining rail and the joining plate is a structure further comprising a pre-tip panel for the auxiliary tip to be bonded and fixed by mortar.

따라서 이와 같은 종래의 기술은 프리캐스트 패널의 구조가 복잡하여 제작하기 어렵고, 제작한 후에 현장에서 설치하기에 많은 추가적인 공정이 필요하여 신속한 터널 구축이 곤란한 문제점을 갖는다.Therefore, such a conventional technology has a problem in that the structure of the precast panel is complicated and difficult to manufacture, and it requires a lot of additional processes to be installed in the field after manufacturing, making it difficult to quickly construct a tunnel.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 프리캐스트 콘크리트 세그멘트를 조립 설치하여 터널을 구축하고, 이 구조체 상부에 순차적으로 성토(盛土)하여 구조물을 완성해 가되, 이 세그멘트의 과정에서 발생되는 세그멘트 죠인트부의 균열 및 누수를 최소화하고, 안정된 세그멘트 간의 체결 및 세그멘트 단부의 안정된 지지력을 갖도록 하는 아치형 프리캐스트 콘크리트 세그멘트 구조체를 이용한 터널 시공방법을 제공하는 데에 있다.The present invention is to solve the conventional problems as described above, the purpose is to build a tunnel by assembling and installing precast concrete segment, and the earth is completed by sequentially filling the structure, the segment It is to provide a tunnel construction method using an arc-shaped precast concrete segment structure to minimize the cracks and leakage of the segment joint portion generated in the process of the process, and to have a stable interlock between the segments and the stable support of the segment ends.

그리고 본 발명의 다른 목적은 아치형 프리캐스트 콘크리트 세그멘트의 설치시 및 그 외측의 성토작업시, 세그멘트 상부 죠인트부에서 향상된 지지력과 인장력 모멘트 및 전단력을 갖게 하여 안전하게 터널을 구축할 수 있도록 된 아치형 프리캐스트 콘크리트 세그멘트 구조체를 이용한 터널 시공방법을 제공하는 데에 있다.And another object of the present invention is to install the arcuate precast concrete segment and during the filling of the outside, the arched precast concrete to secure the tunnel construction by having an improved support force and tensile moment and shear force in the upper joint portion of the segment The present invention provides a tunnel construction method using a segment structure.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 터널 구축에 사용되는 프리캐스트 콘크리트 세그멘트에 있어서, 철근이 내장된 콘크리트 재료로 이루어지고, 터널 단면의 1/2 원호에 해당하는 길이와 터널 길이 방향으로 폭을 형성하는 아치형 몸체부를 갖추며, 상기 몸체부의 하단 모서리는 기초 콘크리트에 지지되며, 상단 모서리는 복수의 오목한 키홈을 형성한 제1 세그멘트; 철근이 내장된 콘크리트 재료로 이루어지고, 터널 단면의 1/2 원호에 해당하는 길이와 터널 길이 방향으로 폭을 형성하는 아치형 몸체부를 갖추며, 상기 몸체부의 하단 모서리는 기초 콘크리트에 지지되며, 상단 모서리는 상기 제1 세그멘트의 오목한 키홈으로 일치하여 결합하는 볼록한 연결키를 형성한 제2 세그멘트; 및 상기 제1 세그멘트와 제2 세그멘트의 아치형 몸체부 각각 상단 모서리에 매설된 연결박스들을 포함하고, 상기 연결박스들을 서로 연결하는 고장력볼트와 너트들을 포함하는 체결구를 구비한 연결수단;을 포함하여 상기 제1 및 제2 세그멘트의 하단 모서리가 기초 콘크리트에 지지된 상태에서 상단 모서리들이 결합되어 터널의 단면을 형성하고, 터널의 길이방향으로 다수 인접 배치되어 터널을 조립식으로 구축하도록 사용되는 것이다.In order to achieve the above object, the present invention is a precast concrete segment used in the construction of the tunnel, made of a concrete material embedded with reinforcing bar, the length corresponding to the half arc of the tunnel cross section and the width in the tunnel length direction It has an arched body portion to form a, the lower edge of the body portion is supported on the base concrete, the upper edge is a first segment formed a plurality of concave key groove; It is made of concrete material with built-in steel reinforcement, and has an arcuate body part that forms the length corresponding to 1/2 arc of tunnel section and the width in the tunnel length direction, and the lower edge of the body part is supported by the foundation concrete, and the upper edge is A second segment having a convex connection key formed to coincide with and concave with the concave key groove of the first segment; And connecting means including connection boxes embedded at upper corners of the arcuate body portions of the first segment and the second segment, respectively, and a fastener including high tension bolts and nuts connecting the connection boxes to each other. In the state where the lower edges of the first and second segments are supported by the foundation concrete, the upper edges are combined to form a cross section of the tunnel, and a plurality of adjacently disposed in the longitudinal direction of the tunnel is used to prefabricate the tunnel.

이와 같이 본 발명은 아치형 프리캐스트 콘크리트로 구축된 제1 및 제2 세그멘트를 통하여 현장 조립식으로 터널을 구축할 수 있고, 그 외측의 성토작업시, 세그멘트 상부 죠인트부에서 향상된 지지력과 인장력 모멘트 및 전단력을 갖게 하여 안전하게 구조물을 구축할 수 있게 된다.As described above, the present invention can construct a tunnel by field assembly through the first and second segments constructed of arcuate precast concrete, and improve the supporting force and tensile moment and shear force in the upper joint part of the segment during the filling work. It is possible to build the structure safely.

그리고 본 발명은 바람직하게는, 상기 오목한 키홈은 반원형의 요홈으로 형성되고, 상기 볼록한 연결키는 이에 일치하는 반원형의 돌기로 형성되어 상호간의 결합시 힌지와 같이 거동하여 제1 및 제2 세그멘트간에 미끄럼과 뒤틀림을 방지하는 것이다. 따라서 제1 및 제2 세그멘트 간의 조립작업이 정확하게 이루어지고 위치 변형이 방지된다.And the present invention preferably, the concave key groove is formed of a semi-circular groove, the convex connection key is formed of a semi-circular projection corresponding to this behaves like a hinge when engaged with each other to slip between the first and second segments And to prevent warping. Therefore, the assembly work between the first and second segments is made accurately and the positional deformation is prevented.

또한 본 발명은 바람직하게는, 상기 연결수단은 연결박스들이 각각 제1 세그멘트와 제2 세그멘트의 아치형 몸체부에 앵커를 통해서 매설되고, 각각 아치형 몸체부의 폭방향을 따라서 일정한 간격으로 다수 설치되며, 상기 오목한 키홈과 연결 키들은 상기 연결박스의 중간에 각각 설치된 것이다. 이와 같은 구조를 통하여 제1 및 제2 세그멘트의 상단부를 안정되고 견고하게 연결시킬 수 있다.In addition, the present invention preferably, the connecting means is connected to each of the connecting box is an arcuate body portion of the first segment and the second segment through the anchor, each of which is installed in a plurality at regular intervals along the width direction of the arcuate body portion, Concave key grooves and connection keys are respectively installed in the middle of the connection box. Through such a structure, the upper ends of the first and second segments can be stably and firmly connected.

그리고 본 발명은 바람직하게는, 상기 오목한 키홈과 연결키들은 제1 및 제2 세그멘트들의 양측 모서리로부터 제1 및 제2 세그멘트의 1/4폭 지점에 각각 설치되고, 각각 제1 및 제2 세그멘트의 1/3 두께에 해당하는 직경을 가지며, 제1 및 제2 세그멘트의 두께 방향 중심에 각각 형성된 것이다. 따라서 제1 및 제2 세그멘트들을 터널 구조물의 길이방향으로 지그재그방식으로 배치하여도 제1 및 제2 세그멘트들의 키홈과 연결키들은 서로 정확하게 이치하여 들어맞게 되고 정확한 조립이 가능하게 된다.And the present invention preferably, the concave key groove and the connecting keys are respectively installed at the quarter-width point of the first and second segments from both edges of the first and second segments, respectively of the first and second segments It has a diameter corresponding to 1/3 thickness, and formed in the center of the thickness direction of the first and second segments, respectively. Accordingly, even when the first and second segments are arranged in a zigzag manner in the longitudinal direction of the tunnel structure, the key grooves and the connection keys of the first and second segments are precisely displaced from each other, and the assembly is possible.

또한 본 발명은 바람직하게는, 상기 제1 및 제2 세그멘트들은 각각의 아치형 몸체부의 상부면에 상부 모서리를 따라서 종방향 보강철근을 돌출 형성하고, 그 양측모서리를 따라서 횡방향 보강철근을 돌출 형성한 것이다. 이를 통하여 현장에서 종횡방향 보가 빔 콘크리트를 타설하게 되고, 더욱 구조적으로 안정되게 한다. In addition, the present invention preferably, the first and second segments protruding longitudinal reinforcing bars along the upper edge on the upper surface of each arcuate body portion, and protruding transverse reinforcing bars along both edges thereof. will be. This makes the longitudinal beams beam concrete at the site and makes them more structurally stable.

그리고 본 발명은 바람직하게는, 상기 제1 및 제2 세그멘트들은 각각의 아치형 몸체부의 상부면에 크레인에 줄걸이 하기 위한 볼트가 고정되는 너트를 다수 내장한 것이다. 따라서 제1 및 제2 세그멘트들의 설치 작업이 보다 쉽게 현장에서 이루어질 수 있다.And the present invention preferably, the first and second segments are a plurality of built-in nuts for fixing the rope to the hook to the crane on the upper surface of each arcuate body portion. Therefore, the installation work of the first and second segments can be made in the field more easily.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 프리캐스트 콘크리트 세그멘트를 이용하여 현장조립식으로 터널을 시공하는 방법에 있어서, 콘크리트로 형성되고, 상부면에는 터널 길이방향으로 연장되는 오목한 복수의 걸림홈을 터널의 하단 폭에 맞춰서 각각 형성한 제1 및 제2 기초를 형성하고; 상기 제1 기초의 일측 걸림홈에는 철근이 내장된 콘크리트 재료로 이루어지고, 터널 단면의 1/2 원호에 해당하는 길이와 터널 길이 방향으로 폭을 형성하는 아치형 몸체부를 갖추며, 상기 몸체부의 상단 모서리는 복수의 오목한 키홈을 형성한 제1 세그멘트의 하단 모서리를 끼워서 거치하며; 상기 제1 세그멘트에 대향하도록 철근이 내장된 콘크리트 재료로 이루어지고, 터널 단면의 1/2 원호에 해당하는 길이와 터널 길이 방향으로 폭을 형성하는 아치형 몸체부를 갖추며, 상기 몸체부의 상단 모서리는 볼록한 연결키를 형성하여 상기 제1 세그멘트의 오목한 키홈으로 일치하여 결합시키고, 하단 모서리는 제2 기초의 타측 걸림홈에 끼워서 거치하며, 연결박스와 체결구를 갖는 연결수단을 통해서 상기 제1 세그멘트와 제2 세그멘트들의 상단 모서리를 연결시켜 터널 단면을 형성하고; 상기 제1 세그멘트와 제2 세그멘트들을 터널의 길이방향으로 다수 인접설치하며; 상기 제1 세그멘트와 제2 세그멘트들의 상단 모서리와 인접한 측방 보서리에 형성된 보강철근들이 매설되도록 종횡방향 보강 빔 콘크리트를 타설하고; 그리고 상기 종횡방향 보강 빔 콘크리트의 양생완료 후, 그 상부를 성토하는 단계;들을 포함하여 순차적으로 터널을 구축하는 것이다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for constructing a tunnel in the field assembly using precast concrete segments, formed of concrete, the upper surface of the tunnel concave a plurality of recessed grooves extending in the longitudinal direction of the tunnel Forming first and second foundations respectively formed in accordance with the lower width of the substrate; One locking groove of the first foundation is made of a concrete material with a reinforcing bar, and has an arcuate body portion that forms a width corresponding to a half arc of the tunnel cross section and a width in the tunnel length direction, and an upper edge of the body portion is A lower edge of the first segment having a plurality of concave key grooves is inserted thereinto; It is made of a concrete material with a reinforcing bar to face the first segment, and has an arcuate body portion that forms a width corresponding to a half arc of the tunnel cross section and a width in the tunnel length direction, and the upper edge of the body portion is convex. Forming a key to match the concave key groove of the first segment to be coupled, the lower edge is fitted into the other locking groove of the second base, the first segment and the second through the connecting means having a connection box and fasteners Joining the top edges of the segments to form a tunnel cross section; A plurality of the first segment and the second segment are adjacently installed in the longitudinal direction of the tunnel; Placing longitudinal reinforcement beam concrete so that reinforcing bars formed in the side bosses adjacent to the top edges of the first and second segments are embedded; And after completion of curing of the longitudinally reinforcing beam concrete, filling the upper portion thereof to sequentially build the tunnel.

이를 통하여 본 발명은 현장 조립식으로 터널 구조물을 구축할 수 있고, 제1 및 제2 세그멘트의 상부 죠인트부에서 향상된 지지력과 인장력 모멘트 및 전단력을 갖게 하여 안전하게 구조물을 구축할 수 있게 된다.Through this, the present invention can construct the tunnel structure in the field assembly, and have the improved support force and tensile moment and shear force in the upper joint portion of the first and second segments to be able to build the structure safely.

그리고 본 발명은 바람직하게는, 상기 제1 및 제2 기초를 형성한 다음에는 제1 세그멘트를 지지하기 위한 가시설빔을 설치하는 것이다. 따라서 이와 같은 가 시설빔에 제1 세그멘트를 거치하고 크레인을 통하여 제2 세그멘트를 연결시킬 수 잇게 된다.The present invention preferably provides a temporary beam for supporting the first segment after the first and second foundations are formed. Therefore, the first segment is mounted on the temporary beam and the second segment can be connected through the crane.

또한 본 발명은 바람직하게는, 상기 제1 및 제2 세그멘트들은 터널의 길이방향으로 그 폭이 서로 어긋나도록 결합되고, 상기 횡방향 보강 빔 콘크리트들은 종방향 보강 빔 콘크리트를 중심으로 터널의 길이방향을 따라 서로 어긋나도록 형성된 것이다. 이를 통하여 제1 및 제2 세그멘트들 간의 이음부를 어긋나게 배치하고 더욱 외력에 대해 안정적으로 유지되는 터널 구조물을 구축할 수 있게 된다.In addition, the present invention preferably, the first and second segments are coupled so that their widths are shifted from each other in the longitudinal direction of the tunnel, and the transverse reinforcement beam concretes are arranged in the longitudinal direction of the tunnel with respect to the longitudinal reinforcement beam concrete. It is formed so as to deviate from each other. Through this, it is possible to construct a tunnel structure in which the joints between the first and second segments are displaced and more stably maintained against external force.

그리고 본 발명은 바람직하게는, 상기 연결수단은 제1 세그멘트와 제2 세그멘트들의 연결박스들을 체결구로 연결하여 제1 세그멘트와 제2 세그멘트들의 상단 모서리를 연결시킨 후에는 체결구가 녹이 스는 것을 방지하기 위해 무수축 몰탈을 채우고, 제1 세그멘트와 제2 세그멘트들의 접촉면 캠버(Camber)에는 누수를 방지하기 위해 방수재로 코킹 처리하는 것이다. 따라서 제1 및 제2 세그멘트들의 연결부에서 내구성이 향상되고, 누수와 같은 품질 불량이 원천적으로 방지된다. And preferably, the connecting means is connected to the connecting box of the first segment and the second segment with a fastener to connect the upper edge of the first segment and the second segment to prevent the fastener from rusting The non-shrink mortar is filled and the contact surface camber of the first segment and the second segment is caulked with a waterproof material to prevent leakage. Therefore, durability is improved at the connecting portion of the first and second segments, and quality defects such as leakage are prevented at the source.

또한 본 발명은 바람직하게는, 상기 보강철근들은 제1 세그멘트와 제2 세그멘트들을 잇도록 추가적인 연결철근들을 부가한 후에 종횡방향 보강 빔 콘크리트를 타설하는 것이다. 이를 통하여 제1 및 제2 세그멘트의 연결부에서 더욱 구조적으로 견고하고 안정되게 구축된다. The present invention is also preferred to cast longitudinal reinforcement beam concrete after the additional reinforcing bars are added to join the first and second segments. This makes it more structurally robust and stable at the connections of the first and second segments.

본 발명에 따른 아치형 프리캐스트 콘크리트 세그멘트 구조체 및 이를 이용한 터널 시공방법은 아래와 같은 같은 장점이 있다.Arched precast concrete segment structure and a tunnel construction method using the same according to the present invention has the following advantages.

첫째, 아치형 제1 및 제2 세그멘트의 단부에 반원형 오목한 키홈과 볼록한 돌기로 이루어진 연결키(Joint Key)가 결합하기 때문에, 오차 없이 완벽하게 결합된 구조체가 만들어지며. 블록한 연결키가 오목한 키홈 내에 일치하여 삽입됨으로써 제1 및 제2 세그멘트간에 미끄럼과 뒤틀림을 방지하며 문제점인 단차가 발생하지 않는다. 또한 제1 세그멘트와 제2 세그멘트가 연결키와 오목한 키홈의 결합에 의해 상호 힌지와 같은 거동을 함으로써 제1 및 제2 세그멘트의 단부 균열을 방지하고, 안정적으로 설치가 가능하다.First, since the join key consisting of semi-circular concave key grooves and convex protrusions is coupled to the ends of the arcuate first and second segments, a perfectly combined structure is created without errors. The blocked connection key is inserted into the concave key groove to prevent slippage and distortion between the first and second segments and does not cause a step. In addition, the first segment and the second segment behave like a mutual hinge by the coupling of the connecting key and the concave key groove, thereby preventing end cracking of the first and second segments, and stably installing the segment.

둘째, 제1 세그멘트와 제2 세그멘트들을 결합시, 볼트로 체결함으로써 그 결합부에서 전단력 모멘트와 인장력에 대해 완벽하게 대응할 수 있는 구조체가 된다.Second, when joining the first segment and the second segment, by fastening with a bolt it becomes a structure that can perfectly correspond to the shear force moment and the tensile force at the coupling portion.

셋째, 제1 세그멘트와 제2 세그멘트들을 아치형 구조로 공장 제작함으로써 고강도의 품질을 갖는 구조물이 가능하며, 현장 설치시 동바리가 없어도 설치가 가능함으로써 차량이 운행 중에도 통행을 중지하지 않고도 시공이 가능하다.Third, the structure of the high-strength quality is possible by factory manufacturing the first segment and the second segment in an arcuate structure, and the construction can be performed without stopping the traffic while the vehicle is installed, since the installation can be performed without the need for a clubbage.

넷째, 제1 세그멘트와 제2 세그멘트들을 공장제작으로 설치하기 때문에 공기가 단축되며 현장관리가 용이하다.Fourth, because the first segment and the second segment is installed in the factory production, the air is shortened and easy on-site management.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 발명에 따른 아치형 프리캐스트 콘크리트 세그멘트 구조체(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 아치형 터널 구조물을 형성하기 위하여 아치형의 제1 세그멘트(110) 및 제2 세그멘트(130)들을 구비한다.The arcuate precast concrete segment structure 100 according to the present invention has an arcuate first segment 110 and second segments 130 to form an arcuate tunnel structure, as shown in FIG. 1.

이와 같은 제1 세그멘트(110)와 제2 세그멘트(130)들은 도 2에 도시된 바와 같이, 하단 모서리가 콘크리트 재료의 제1 기초(105a) 및 제2 기초(105b)에 지지된 상태에서 그 상단 모서리들이 결합되어 터널 구조물을 형성하고, 터널(T)의 길이방향(P)으로 다수 인접 배치되어 터널(T)을 현장에서 조립식으로 구축하도록 사용된다.As shown in FIG. 2, the first segment 110 and the second segment 130 as described above have their upper ends with their lower edges supported on the first foundation 105a and the second foundation 105b of the concrete material. The corners are combined to form a tunnel structure, and a plurality of adjacently disposed in the longitudinal direction P of the tunnel T is used to prefabricate the tunnel T in the field.

상기 제1 세그멘트(110)는 철근이 내장된 콘크리트 재료로 이루어지고, 터널구조체의 1/2 원호에 해당하는 길이(L)와, 터널 길이방향(P)으로 일정 크기의 폭(W)을 형성하는 아치형 몸체부(112)를 갖추며, 상기 몸체부(112)의 하단 모서리는 제1 기초(105a)에 지지되며, 상단 모서리는 복수의 오목한 키홈(115)을 형성한 구조이다.The first segment 110 is made of a concrete material in which rebar is embedded, and has a length L corresponding to a half arc of the tunnel structure, and a width W having a predetermined size in the tunnel length direction P. And having an arcuate body portion 112, the lower edge of the body portion 112 is supported on the first base 105a, the upper edge is a structure forming a plurality of concave key grooves 115.

상기 오목한 키홈(115)은 도 3a 및 도 3b에 상세히 도시된 바와 같이, 반원형의 요홈으로 형성되고, 상기 제1 세그멘트(110)의 양측 모서리로부터 제1 세그멘트(110)의 1/4폭(W) 지점에 각각 설치되고, 각각 제1 세그멘트(110)의 1/3 두께(T)에 해당하는 직경(d)을 가지며, 제1 세그멘트(110)의 두께 방향(P1) 중심에 각각 형성된 것이다. The concave key groove 115 is formed as a semicircular groove, as shown in detail in FIGS. 3A and 3B, and a quarter width W of the first segment 110 from both edges of the first segment 110. Are respectively installed at the points, each having a diameter d corresponding to 1/3 thickness T of the first segment 110, and formed at the center of the thickness direction P1 of the first segment 110.

그리고 상기 제2 세그멘트(130)는 철근이 내장된 콘크리트 재료로 이루어지고, 터널구조체의 1/2 원호에 해당하는 길이(L)와 터널 길이방향(P)으로 폭(W)을 형성하는 아치형 몸체부(132)를 갖추며, 상기 몸체부(132)의 하단 모서리는 제2 기초(105b)에 지지되며, 상단 모서리는 상기 제1 세그멘트(110)의 오목한 키홈(115)으로 일치하여 결합하는 볼록한 연결키(135)를 형성한 구조이다.In addition, the second segment 130 is made of a concrete material in which rebar is embedded, and an arc-shaped body forming a width L corresponding to a half arc of the tunnel structure and a width W in the tunnel length direction P. Convex connection having a portion 132, the lower edge of the body portion 132 is supported on the second base 105b, the upper edge coincides and engages with the concave keyway 115 of the first segment 110. The key 135 is formed.

상기 볼록한 연결키(135)는 키홈(115)의 형상에 일치하는 반원형의 돌기로 형성되어 상호간의 결합시, 힌지와 같이 거동하여 제1 및 제2 세그멘트(110)(130)간에 미끄럼과 뒤틀림을 방지하는 것으로서, 상기 연결키(135)들은 제2 세그멘트(130)들의 양측 모서리로부터 제2 세그멘트(130)의 1/4폭(W) 지점에 각각 설치되고, 제2 세그멘트(130)의 1/3 두께(T)에 해당하는 직경(d)을 가지며, 제2 세그멘트(130)의 두께 방향(P1) 중심에 각각 형성된 것이다.The convex connection key 135 is formed of semi-circular protrusions that match the shape of the key groove 115, and when coupled to each other, the convex connection key 135 behaves like a hinge to slide and twist between the first and second segments 110 and 130. As a preventive measure, the connection keys 135 are respectively installed at the quarter-width (W) points of the second segment 130 from both edges of the second segments 130, and the 1 / th of the second segment 130. It has diameter d corresponding to 3 thickness T, and is formed in the center of the thickness direction P1 of the 2nd segment 130, respectively.

이와 같은 제1 세그멘트(110)와 제2 세그멘트(130)들은 연결수단(150)을 통해서 그 상단 모서리가 연결되는데, 상기 연결수단(150)은 제1 세그멘트(110)와 제2 세그멘트(130)들의 아치형 몸체부(112)(132) 각각 상단 모서리에 매설된 연결박스(152)들을 포함하고, 상기 연결박스(152)들을 서로 연결하는 고장력볼트(154a)와 너트(154b)들을 포함하는 체결구(154)를 구비한 구조이다.The first segment 110 and the second segment 130 are connected to the upper edge thereof through the connecting means 150, and the connecting means 150 is the first segment 110 and the second segment 130. Fasteners including high tension bolts 154a and nuts 154b that include connection boxes 152 buried in the upper corners of the arcuate body portions 112 and 132, respectively, which connect the connection boxes 152 to each other. It is a structure provided with 154.

도 3a 및 도 3b는 제1 세그멘트(110)와 제2 세그멘트(130)를 결합할시 오차 없이 연결하기 위한 연결박스(BoltBox)(152)의 배치도를 도시한 것이며, 일반적으로 세그멘트의 폭이 2~3m 임으로 한 세그멘트에 3개소 정도가 설치된다. 연결박스(152)는 금속재(철판)로 제작되어 타설 전에 정위치에 고정한 후, 공장 제작시 매입타설 한다.3A and 3B illustrate a layout view of a connection box 152 for connecting the first segment 110 and the second segment 130 without error when connecting the first segment 110 and the second segment 130. About 3m are installed in one segment with ~ 3m. The connection box 152 is made of a metal material (iron plate) is fixed in place before pouring, and then poured in when manufacturing the factory.

이와 같은 연결박스(152)는 앙카바(Anchor Bar)(156)를 통해서 제1 세그멘트(110)와 제2 세그멘트(130)에 매설되며, 연결박스(152)가 프리캐스트(Pre-cast) 세그멘트(Segment) 제작시 견고하게 설치됨으로써, 볼트(154a) 체결시 인장력에 대해 안정적으로 응력이 발현될 수 있다. 이때 체결구(154)로서 사용되는 볼트(154a) 는 M22-M30 정도를 사용한다. The connection box 152 is buried in the first segment 110 and the second segment 130 through an anchor bar 156, and the connection box 152 is a pre-cast segment. (Segment) By being firmly installed at the time of manufacture, the stress can be expressed stably with respect to the tensile force when the bolt 154a is fastened. At this time, the bolt 154a used as the fastener 154 uses about M22-M30.

그리고 연결박스(152)들은 제1 세그멘트(110)와 제2 세그멘트(130)의 아치형 몸체부(112)(132) 폭방향을 따라서 일정한 간격으로 다수 설치되며, 상기 오목한 키홈(115)과 연결키(135)들은 상기 연결박스(152)의 중간에 각각 설치된 것이다.In addition, the connection boxes 152 are installed at regular intervals along the width direction of the arcuate body parts 112 and 132 of the first segment 110 and the second segment 130, and the concave key groove 115 and the connection key. 135 are respectively installed in the middle of the connection box 152.

또한 상기 제1 및 제2 세그멘트(110)(130)들은 도 4a에 도시된 바와 같이, 각각의 아치형 몸체부(112)(132)의 상부면에 상부 모서리를 따라서 종방향 보강철근(170a)을 돌출 형성하고, 그 양측모서리를 따라서 횡방향 보강철근(170b)을 돌출 형성한 구조이다. 이와 같은 보강철근(170a)(170b)들을 통해서 이후에 설명되는 바와 같이, 종횡방향 보강 빔 콘크리트(180a)(180b)를 타설하여 제1 및 제2 세그멘트(110)(130)들을 연결시킬 수 있다.In addition, the first and second segments 110 and 130 may extend the longitudinal rebar 170a along the upper edge of the upper surface of each of the arcuate body parts 112 and 132, as shown in FIG. 4A. Protrudingly formed, the transverse reinforcing bar 170b is formed protrudingly along both edges thereof. As described later, through the rebars 170a and 170b, the longitudinal and reinforcing beam concrete 180a and 180b may be poured to connect the first and second segments 110 and 130. .

그리고 본 발명은 상기 제1 및 제2 세그멘트(110)(130)들은 도 4b에 도시된 바와 같이, 각각의 아치형 몸체부(112)(132)의 상부면에 크레인(190)에 줄걸이 하기 위한 볼트(192)가 고정되는 너트(192a)를 다수 내장한 것이다. 이를 통하여 제1 및 제2 세그멘트(110)(130)들을 설치하는 경우, 쉽게 크레인(190)을 활용하여 운반하고 들어서 설치할 수 있다.And the present invention is the first and second segments 110, 130 as shown in Figure 4b, for the hooking to the crane 190 on the upper surface of each arcuate body 112,132 (132) A plurality of nuts 192a to which the bolt 192 is fixed are built. In this case, when installing the first and second segments 110 and 130, the crane 190 may be easily transported and lifted and installed.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 아치형 프리캐스트 콘크리트 세그멘트 구조체(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 기초(105a)에 아치형 제1 세그멘트(110)를 세우고, 제2 기초(105b)에 아치형 제2 세그멘트(130)를 세워서 상호 마주하는 제1 및 제2 세그멘트(110)(130)의 상단 모서리가 상호 지지되도록 하고, 연결키(Joint Key)(135)에 의해 안정적으로 조립되도록 한다. 이때, 연결키(135)는 반원형의 오목한 키홈(115)으로 정확하게 결합되도록 설치한다.As shown in FIG. 2, the arcuate precast concrete segment structure 100 according to the present invention configured as described above stands an arcuate first segment 110 on the first foundation 105a and an arch form on the second foundation 105b. The second segment 130 is erected so that the upper edges of the first and second segments 110 and 130 facing each other are mutually supported, and are stably assembled by a joint key 135. At this time, the connection key 135 is installed to be accurately coupled to the semi-circular concave key groove 115.

그리고 연결수단(150)에 구비된 연결박스(152) 내에 체결구(154)인 볼트(154a)를 끼워서 고정시키는 과정을 반복하여 터널구조체를 구축한다. 상기 연결수단(150)의 연결박스(152)는 금속으로 구성되고, 볼트홀(Bolt Hall)이 정확하게 일치되어야 볼트(154a)의 체결이 가능하다.Then, the tunnel structure is repeated by inserting and fixing the bolt 154a, which is the fastener 154, in the connection box 152 provided in the connection means 150. The connection box 152 of the connection means 150 is made of metal, and the bolt 154a can be fastened when the bolt hole is exactly matched.

또한 상기 연결박스(152)들을 체결구(154)로 연결하여 제1 세그멘트(110)와 제2 세그멘트(130)들의 상단 모서리를 연결시킨 후에는 체결구(154)가 녹이 스는 것을 방지하기 위해 도 3b에 도시된 바와 같이, 무수축 몰탈(158)을 채우고, 이와 같이 상기 제1 세그멘트(110)와 제2 세그멘트(130)의 결합을 완료하여 고정되면, 제1 세그멘트(110)와 제2 세그멘트(130)의 접촉면에서 캠버(Camber)로 면기 처리되어 있는 부분에 방수를 위해 방수재(160)로 실링(Sealing)하여 우수 및 지하수 유입을 방지한다.In addition, after connecting the connection boxes 152 with the fastener 154 to connect the upper edges of the first segment 110 and the second segment 130 to prevent the fastener 154 from rusting. As shown in 3b, when the non-shrink mortar 158 is filled, and the fixing of the first segment 110 and the second segment 130 is completed and fixed, the first segment 110 and the second segment 130 are fixed. Sealing with the waterproofing material 160 for waterproofing the portion of the contact surface 130 is treated with a camber (Camber) to prevent rainwater and groundwater inflow.

그리고 상기 제1 세그멘트(110) 및 제2 세그멘트(130)의 단부 외면 가장자리에 돌출된 보강철근(170a)(170b)에 추가로 철근을 보강 조립하고 도 8a에 도시된 바와 같이, 거푸집(196)을 설치한 다음, 보강철근(170a)(170b)이 매설되도록 보강 빔 콘크리트(180a)(180b)를 타설하여 완성한다. And reinforcing the reinforcing bars in addition to the reinforcing bars (170a, 170b) protruding on the outer edges of the end of the first segment 110 and the second segment 130, as shown in Figure 8a, the formwork 196 After the installation, reinforcement beam concrete (180a, 180b) is completed so that the reinforcing bar (170a) (170b) is embedded.

상기 보강 빔 콘크리트(180a)(180b)는 상기 제1 세그멘트(110) 및 제2 세그멘트(130)의 연결부 보강과 외부방수막을 형성하는 것을 목적으로 하며, 그 후 순차적으로 제1 세그멘트(110) 및 제2 세그멘트(130)의 외부에 성토(230)를 하면서 완성한다.The reinforcing beam concrete (180a, 180b) is to reinforce the connection of the first segment 110 and the second segment 130 and to form an outer waterproof film, and then sequentially the first segment 110 and Complete while filling the 230 on the outside of the second segment (130).

이와 같이 터널(T)을 축조하는 데에 사용되는 본 발명에 따른 아치형 프리캐스트 콘크리트 세그멘트 구조체(100)는 제1 세그멘트(110)와 제2 세그멘트(130)의 접속부에 연결박스(152) 설치 및 볼트(154a) 체결과. 반원형 요철 연결키(Joint Key)(135)를 통해서 터널 축조시, 구조적 안정과 연결부 손상을 예방할 수 있는 장점이 있다.As such, the arcuate precast concrete segment structure 100 according to the present invention, which is used to construct the tunnel T, has a connection box 152 installed at the connection portion of the first segment 110 and the second segment 130. With bolts 154a. Through semi-circular uneven connection key (Joint Key) 135 when constructing the tunnel, there is an advantage to prevent structural stability and damage to the connection.

이하, 본 발명에 따른 아치형 프리캐스트 콘크리트 세그멘트 구조체(100)를 이용한 터널 시공방법(200)에 대해서 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a tunnel construction method 200 using the arcuate precast concrete segment structure 100 according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

먼저 도 5a에 도시된 바와 같이, 콘크리트로 형성되고, 상부면에는 터널 길이방향(P)으로 연장되는 오목한 복수의 걸림 홈(107a)(107b)을 터널(T)의 하단 폭에 맞춰서 각각 형성한 제1 및 제2 기초(105a)(105b)를 터널 구축 현장에 형성한다. 또한 터널 구축현장에서는 상기 제1 및 제2 기초(105a)(105b)를 형성한 다음에 상기 제1 세그멘트(110)를 지지하기 위한 가시설빔(210)을 설치하게 된다. 상기 가시설빔(210)은 도 5a와 같이 제 1기초(105a)의 내측면에 일단이 접하는 수평빔(211)과 상기 수평빔(211)의 타단에 상방으로 연장되어 제 1 세그먼트(110)의 상단 저면에 접하도록 설치되는 수직빔(212)으로 구성되도록 하고,First, as shown in FIG. 5A, a plurality of concave engaging grooves 107a and 107b formed of concrete and extending in the tunnel length direction P are formed on the upper surface of the tunnel T, respectively, in accordance with the lower width of the tunnel T. First and second foundations 105a and 105b are formed at the tunnel building site. In addition, in the tunnel construction site, the first and second foundations 105a and 105b are formed, and then a temporary beam 210 for supporting the first segment 110 is installed. As shown in FIG. 5A, the temporary beam 210 extends upwardly to the other end of the horizontal beam 211 and the horizontal beam 211, the one end of which is in contact with the inner surface of the first foundation 105a, and thus, of the first segment 110. To be composed of a vertical beam (212) installed to contact the upper bottom,

그리고 터널 구축 현장과는 별도의 제작장에서는 도 1에 도시된 바와 같은 제1 세그멘트(110)와 제2 세그멘트(130)를 제작하는데, 제1 세그멘트(110)와 제2 세그멘트(130)용 몰드(미 도시)를 제작하고, 몰드에 구조용 철근(미 도시), 보강철근(170a)(170b) 및 연결박스(152)와 너트(192a)들을 설치한 다음, 콘크리트 타설하여 제1 세그멘트(110)와 제2 세그멘트(130)를 제작한다. 이와 같이 제작된 제1 세그멘트(110)와 제2 세그멘트(130)들은 철근(미 도시)이 내장된 콘크리트 재료로 이루어지고, 터널구조체의 1/2 원호에 해당하는 길이(L)와 터널 길이방향(P)으로 폭(W)을 형성하는 아치형 몸체부(112)(132)를 갖추며, 상기 몸체부(112)(132)의 상단 모서리는 복수의 오목한 키홈(115)과 연결키(135)들을 각각 형성한 구조이다. In addition, in a manufacturing site separate from the tunnel construction site, the first segment 110 and the second segment 130 are manufactured as shown in FIG. 1, and the mold for the first segment 110 and the second segment 130 is formed. (Not shown), and then install the structural reinforcing bar (not shown), reinforcing bar (170a) (170b) and the connection box 152 and nuts (192a) in the mold, and then cast concrete first segment (110) And a second segment 130 is prepared. The first segment 110 and the second segment 130 manufactured as described above are made of a concrete material in which reinforcing bars (not shown) are embedded, and a length L corresponding to a half arc of the tunnel structure and a tunnel length direction are provided. (P) has an arcuate body portion 112, 132 to form a width (W), the upper edge of the body portion 112, 132 is a plurality of concave key grooves 115 and connection keys 135 Each is a structure formed.

그리고 이와 같이 제작된 제1 세그멘트(110)와 제2 세그멘트(130)들을 터널 구축 현장으로 운반한 다음, 도 5b에 도시된 바와 같이 상기 제1 기초(105a)의 일측 걸림 홈(107a)에는 제1 세그멘트(110)의 하단 모서리를 끼워서 거치하고, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 제1 세그멘트(110)에 대향하도록 제1 세그멘트(110)의 오목한 키홈(115)으로 연결키(135)를 일치하여 결합시키며, 하단 모서리는 제2 기초(105b)의 타측 걸림 홈(107b)에 끼워서 제2 세그멘트(130)를 거치한다.Then, the first segment 110 and the second segment 130 manufactured as described above are transported to the tunnel construction site, and then, as illustrated in FIG. 5B, the one side locking groove 107a of the first foundation 105a is formed in the tunnel. The lower edge of the first segment 110 is inserted and mounted, and as shown in FIGS. 6A and 6B, the connecting key is connected to the concave key groove 115 of the first segment 110 so as to face the first segment 110. 135 is coincidentally coupled, and the bottom edge is fitted into the other locking groove 107b of the second foundation 105b to mount the second segment 130.

이와 같이 아치형으로 제작된 제1 세그멘트(110)와 제2 세그멘트(130)를 순차적으로 조립 설치하면, 상호 마주하는 제1 및 제2 세그멘트(110)(130)의 상부의 단부에는 키홈(115)의 내측에 연결키(135)가 반원구형상으로 서로 결합되어 외압에 의한 미끄럼을 방지하고 정확한 위치에서 결합하게 된다.Thus, when the first segment 110 and the second segment 130 manufactured in an arc shape are sequentially assembled and installed, the key groove 115 is formed at the end portions of the upper portions of the first and second segments 110 and 130 facing each other. The connection key 135 is coupled to each other in a semi-spherical shape on the inside thereof to prevent sliding due to external pressure and to be coupled at the correct position.

또한 상기 제1 세그멘트(110)와 제2 세그멘트(130)들의 상단 모서리의 연결박스(152)들을 연결수단(150)의 체결구(154)를 통해서 결합시켜 터널구조체를 형성하고, 이와 같이 상기 제1 세그멘트(110)와 제2 세그멘트(130)들을 터널(T)의 길이방향(P)으로 다수 인접설치하여 도 7a에 도시된 바와 같은 터널구조체를 형성한다.In addition, the connection boxes 152 of the upper edges of the first segment 110 and the second segment 130 are coupled through the fasteners 154 of the connection means 150 to form a tunnel structure. A plurality of first segments 110 and second segments 130 are installed adjacent to each other in the longitudinal direction P of the tunnel T to form a tunnel structure as shown in FIG. 7A.

이와 같이 제1 및 제2 세그멘트(110)(130)의 상단 모서리에 매설된 다수의 연결박스(152)들을 볼트(154a)와 같은 체결구(154)를 통하여 서로 연결시키면 성토(230)과정에서 발생되는 토압(하중)에 대응 할 수 있는 응력을 갖게 되어 구조물의 안정이 유지된다.As such, when the plurality of connection boxes 152 embedded in the upper edges of the first and second segments 110 and 130 are connected to each other through fasteners 154 such as bolts 154a, in the filling process 230 It has a stress that can cope with the generated earth pressure (load) to maintain stability of the structure.

그리고 제1 세그멘트(110)와 제2 세그멘트(130)들의 연결박스(152)들을 체결구(154)로 연결하여 제1 세그멘트(110)와 제2 세그멘트(130)들의 상단 모서리를 연결시킨 후에는 도 3b에 도시된 바와 같이, 체결구(154)가 녹이 스는 것을 방지하기 위해 무수축 몰탈(158)을 채우고, 제1 세그멘트(110)와 제2 세그멘트(130)들의 접촉면 캠버(Camber)에는 누수를 방지하기 위해 방수재(160)로 코킹 처리한다. After connecting the upper edges of the first segment 110 and the second segment 130 by connecting the connection boxes 152 of the first segment 110 and the second segment 130 with the fastener 154. As shown in FIG. 3B, the non-contraction mortar 158 is filled to prevent the fastener 154 from rusting, and the contact surface camber of the first segment 110 and the second segment 130 leaks. Caulking treatment with the waterproof material 160 to prevent.

또한 상기 제1 세그멘트(110)와 제2 세그멘트(130)들의 상단 모서리와 인접한 측방 보서리에 형성된 보강철근(170a)(170b)들에는 도 7b에 도시된 바와 같이, 제1 세그멘트(110)와 제2 세그멘트(130)들을 잇도록 추가적인 연결철근(미 도시)들을 부가하고, 거푸집(196)을 설치한 다음, 도 8a에 도시된 바와 같이 보강철근(170a)(170b)들이 매설되도록 종횡방향 보강 빔 콘크리트(180a)(180b)를 타설한다.Also, as shown in FIG. 7B, the reinforcing bars 170a and 170b formed at the side edges adjacent to the upper edges of the first segment 110 and the second segment 130 are the first segment 110 and the first segment 110 and the second segment 130. Add additional connecting bars (not shown) to join the second segments 130, install formwork 196, and then reinforce longitudinally so that reinforcing bars 170a and 170b are embedded as shown in FIG. 8A. Beam concrete 180a (180b) is poured.

이와 같은 경우, 상기 제1 및 제2 세그멘트(110)(130)들은 도 8b에 도시된 바와 같이, 터널(T)의 길이방향(P)으로 그 폭이 서로 어긋나도록 결합되고, 상기 횡방향 보강 빔 콘크리트(180a)(180b)들은 종방향 보강 빔 콘크리트(180a)(180b)를 중심으로 터널(T)의 길이방향(P)을 따라 서로 어긋나도록 형성된 구조로 형성될 수 있는 것이다. 그리고 상기 종횡방향 보강 빔 콘크리트(180a)(180b)의 양생완료 후에는 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 세그멘트(110)(130)들의 상부에 성토(230)하는 과정을 거쳐서 순차적으로 터널(T)을 구축하게 된다.In this case, as shown in FIG. 8B, the first and second segments 110 and 130 are coupled so that their widths are shifted from each other in the longitudinal direction P of the tunnel T, and the transverse reinforcement is performed. The beam concretes 180a and 180b may be formed in a structure formed to be shifted from each other along the longitudinal direction P of the tunnel T with respect to the longitudinal reinforcement beam concrete 180a and 180b. After completion of curing of the longitudinal reinforcement beam concrete 180a, 180b, as shown in FIG. 9, the first and second segments 110, 130 are sequentially disposed through the process of filling the soil 230. To build the tunnel (T).

상기와 같이 본 발명에 따른 아치형 프리캐스트 콘크리트 세그멘트 구조체(100) 및 이를 이용한 터널 시공방법(200)은 현장 타설방식의 콘크리트 터널에서 공사기간 단축과, 고강도 아치형 터널(T)을 구축할 수 있는 장점이 있고, 또한 종래의 프리캐스트 세그멘트들은 그 설치과정과 성토 과정에서 접촉면의 손상이 있어 구조적으로 문제가 있었으나, 본 발명은 정밀한 공장 제작과 연결키(Joint Key)(135)에 의해 완벽하게 서로 조립식으로 결합되고, 제1 및 제2 세그멘트(110)(130)들이 마주하여 인접하는 부분은 평면 접합과 연결키(135)를 이용한 결합이 병행되면서 체결구(154)로 견고하게 결합함으로써 성토(230)시 토압에 의한 전단방향의 외력이 제1 및 제2 세그멘트(110)(130)에 작용할시 전단력에 구조적으로 안정하게 대응할 수 있다.As described above, the arcuate precast concrete segment structure 100 and the tunnel construction method 200 using the same according to the present invention have advantages of shortening the construction period and building a high-strength arcuate tunnel (T) in a concrete place tunnel. In addition, the conventional precast segments have a structural problem because of the damage of the contact surface during the installation process and the filling process, the present invention is perfectly assembled with each other by precise factory manufacturing and joint key (Joint Key) 135 The first and second segments 110 and 130 are coupled to each other, and the adjacent portions are coupled to each other by using a fastener 154 while being coupled to each other using a planar joint and a connection key 135 in parallel. When the external force in the shear direction due to earth pressure is applied to the first and second segments 110 and 130, the shear force may structurally correspond to the shear force.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.An embodiment of the present invention described above and shown in the drawings should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The protection scope of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art can change and change the technical idea of the present invention in various forms. Accordingly, such improvements and modifications are within the scope of the present invention as long as they are obvious to those skilled in the art.

도 1은 본 발명에 따른 아치형 프리캐스트 콘크리트 세그멘트 구조체에서 제1 및 제2 세그멘트를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view illustrating first and second segments in an arcuate precast concrete segment structure according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 아치형 프리캐스트 콘크리트 세그멘트 구조체를 이용하여 터널 구조물을 구축하는 상태를 도시한 사시도이다.2 is a perspective view illustrating a state in which a tunnel structure is constructed using an arcuate precast concrete segment structure according to the present invention.

도 3a는 본 발명에 따른 아치형 프리캐스트 콘크리트 세그멘트 구조체에 구비된 연결수단의 배치 구조를 도시한 평면도이다.Figure 3a is a plan view showing the arrangement of the connection means provided in the arcuate precast concrete segment structure according to the present invention.

도 3b는 본 발명에 따른 아치형 프리캐스트 콘크리트 세그멘트 구조체에 구비된 연결수단과 연결키를 도시한 종단면도이다Figure 3b is a longitudinal cross-sectional view showing a connecting means and a connection key provided in the arcuate precast concrete segment structure according to the present invention.

도 4a는 본 발명에 따른 아치형 프리캐스트 콘크리트 세그멘트 구조체에 보강철근이 돌출된 상태를 도시한 사시도이다.Figure 4a is a perspective view showing a state in which the reinforcing bar is projected to the arch-shaped precast concrete segment structure according to the present invention.

도 4b는 본 발명에 따른 아치형 프리캐스트 콘크리트 세그멘트 구조체를 크레인으로 줄걸이한 구조를 도시한 사시도이다.Figure 4b is a perspective view showing the structure of a rope hooked arched precast concrete segment structure according to the present invention.

도 5a는 본 발명에 따른 아치형 프리캐스트 콘크리트 세그멘트 구조체를 설치하기 위한 가시설빔을 도시한 사시도이다.Figure 5a is a perspective view showing a resilient beam for installing the arcuate precast concrete segment structure according to the present invention.

도 5b는 본 발명에 구비된 제1 세그멘트를 크레인으로 줄걸이하여 제1 기초에 설치하는 공정을 설명한 사시도이다.5B is a perspective view illustrating a step of installing the first segment provided in the present invention on a first foundation by hooking a crane;

도 6a는 본 발명에 구비된 제2 세그멘트를 크레인으로 줄걸이하여 설치하는 공정을 설명한 사시도이다.Figure 6a is a perspective view illustrating a step of installing the second segment provided by the present invention with a crane hook.

도 6b는 본 발명에 구비된 제2 세그멘트를 크레인으로 줄걸이하여 제2 기초 에 설치하는 공정을 설명한 단면도이다.6B is a cross-sectional view illustrating a step of installing the second segment provided in the present invention on a second foundation by hooking a crane.

도 7a는 본 발명에 따른 아치형 프리캐스트 콘크리트 세그멘트 구조체를 이용하여 터널 구조물을 구축하는 상태를 도시한 사시도이다.7A is a perspective view showing a state in which a tunnel structure is constructed using an arcuate precast concrete segment structure according to the present invention.

도 7b는 본 발명에 구비된 제1 세그멘트와 제2 세그멘트를 설치하고, 그 연결부분의 보강철근상에 거푸집을 설치한 상태를 도시한 설명도이다. 7B is an explanatory view showing a state in which the first segment and the second segment provided in the present invention are installed, and a formwork is installed on the reinforcing bars of the connecting portion.

도 8a는 본 발명에 구비된 제1 세그멘트와 제2 세그멘트를 설치하고, 그 연결부분에 종힝방향 보강 빔 콘크리트를 타설한 구조를 도시한 설명도이다. FIG. 8A is an explanatory view showing a structure in which the first segment and the second segment provided in the present invention are installed, and the longitudinally reinforced beam concrete is poured on the connection portion thereof.

도 8b는 본 발명에 구비된 제1 세그멘트와 제2 세그멘트를 설치하고, 그 연결부분에 종힝방향 보강 빔 콘크리트를 타설하되 종힝방향 보강 빔 콘크리트들이 터널 길이방향으로 지그재로 형성되는 구조를 도시한 설명도이다. FIG. 8B illustrates a structure in which the first segment and the second segment provided in the present invention are installed, and the longitudinal reinforcement beam concrete is placed in the connection portion thereof, but the longitudinal reinforcement beam concrete is formed of a zigzag member in the tunnel length direction. It is explanatory drawing.

도 9는 본 발명에 따르 아치형 프리캐스트 콘크리트 세그멘트 구조체를 이용한 터널 시공방법으로 구축된 터널을 도시한 단면도이다.9 is a cross-sectional view showing a tunnel constructed by the tunnel construction method using the arcuate precast concrete segment structure according to the present invention.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >Description of the Related Art

100.... 아치형 프리캐스트 콘크리트 세그멘트 구조체100 .... Arched Precast Concrete Segment Structure

105a... 제1 기초 105b.... 제2 기초105a ... First Foundation 105b .... Second Foundation

107a,107b.... 결합홈 110... 제1 세그멘트107a, 107b .... Coupling groove 110 ... First segment

112,132.... 몸체부 130.... 제2 세그멘트112,132 ... Body 130 .. Second segment

115.... 키홈 135.... 연결키 115 .... Keyway 135 ....

150.... 연결수단 152.... 연결박스150 .... Connection means 152 .... Connection box

154.... 체결구 154a... 고장력볼트 154 .... Fasteners 154a ... High-strength bolt

154b.... 너트 156.... 앙카바(Anchor Bar)154b .... Nuts 156 .... Anchor Bar

158.... 무수축 몰탈 160.... 방수재 158 .... Non-shrink mortar 160 .... Waterproof

170a.... 종방향 보강철근 170b.... 횡방향 보강철근170a .... longitudinal rebar 170b .... transverse rebar

180a... 종방향 보강 빔 콘크리트 180b.... 횡방향 보강 빔 콘크리트180a ... longitudinal reinforcement beam concrete 180b .... transverse reinforcement beam concrete

190.... 크레인 192.... 볼트190 .... Crane 192 .... Bolt

192a... 너트 196.... 거푸집192a ... nuts 196 ....

200.... 아치형 프리캐스트 콘크리트 세그멘트 구조체를 이용한 터널 시공방법200 .... Tunnel construction method using arched precast concrete segment structure

210.... 가시설빔 230.... 성토210 .... Removable Beam 230 .... Fill

d..... 키홈 직경 L..... 터널구조체의 길이 d ..... Keyway diameter L ..... Length of tunnel structure

P..... 터널 길이방향 P1.... 세그멘트 두께 방향P ..... Tunnel longitudinal direction P1 .... Segment thickness direction

T..... 터널 W..... 터널구조체 폭T ..... Tunnel W ..... Tunnel Structure Width

Claims (11)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 프리캐스트 콘크리트 세그멘트를 이용하여 현장조립식으로 터널(T)을 시공하는 방법에 있어서,In the method of constructing the tunnel (T) in the field assembly using precast concrete segment, 콘크리트로 형성되고, 상부면에는 터널 길이방향(P)으로 연장되는 오목한 복수의 걸림 홈(107a)(107b)을 터널(T)의 하단 폭에 맞춰서 각각 형성한 제1 및 제2 기초(105a)(105b)를 형성하고; First and second foundations 105a formed of concrete and having a plurality of concave engaging grooves 107a and 107b extending in the tunnel longitudinal direction P on the upper surface thereof, respectively, in accordance with the lower width of the tunnel T. Forming 105b; 상기 제1 기초(105a)의 일측 걸림 홈(107a)에는 철근이 내장된 콘크리트 재료로 이루어지고, 터널구조체의 1/2 원호에 해당하는 길이(L)와 터널 길이방향(P)으로 폭(W)을 형성하는 아치형 몸체부(112)를 갖추며, 상기 몸체부(112)의 상단 모서리는 복수의 오목한 키홈(115)을 형성한 제1 세그멘트(110)의 하단 모서리를 끼워서 거치하며; One side locking groove 107a of the first foundation 105a is made of a concrete material in which reinforcing bars are embedded, and a width W in a length L and a tunnel length direction P corresponding to a half arc of the tunnel structure. And an arcuate body portion (112) forming the upper and lower edges of the body portion (112) by fitting the lower edges of the first segment (110) forming a plurality of concave key grooves (115); 상기 제1 세그멘트(110)에 대향하도록 철근이 내장된 콘크리트 재료로 이루어지고, 터널구조체의 1/2 원호에 해당하는 길이(L)와 터널 길이방향(P)으로 폭(W)을 형성하는 아치형 몸체부(132)를 갖추며, 상기 몸체부(132)의 상단 모서리는 볼록한 연결키(135)를 형성하여 상기 제1 세그멘트(110)의 오목한 키홈(115)으로 일치하여 결합시키고, 하단 모서리는 제2 기초(105b)의 타측 걸림 홈(107b)에 끼워서 거치하며, 연결박스(152)와 체결구(154)를 갖는 연결수단(150)을 통해서 상기 제1 세그멘트(110)와 제2 세그멘트(130)들의 상단 모서리를 연결시켜 터널구조체를 형성하고; An arch is formed of a concrete material in which reinforcing bars are built to face the first segment 110 and forms a width L corresponding to a half arc of the tunnel structure and a width W in the tunnel length direction P. The body 132 is provided, and the upper edge of the body 132 forms a convex connection key 135 so as to coincide with the concave key groove 115 of the first segment 110 and the lower edge is formed of the first key. 2 and the first segment 110 and the second segment 130 through the connecting means 150 having the connection box 152 and the fastener 154, and inserted into the other locking groove 107b of the base 105b. Connecting the upper edges of the shells to form a tunnel structure; 상기 제1 세그멘트(110)와 제2 세그멘트(130)들을 터널(T)의 길이방향(P)으로 다수 인접설치하며; A plurality of the first segment 110 and the second segment 130 are adjacently installed in the longitudinal direction P of the tunnel T; 상기 제1 세그멘트(110)와 제2 세그멘트(130)들의 상단 모서리와 인접한 측방 보서리에 형성된 보강철근(170a)(170b)들이 매설되도록 종횡방향 보강 빔 콘크리트(180a)(180b)를 타설하고; Placing longitudinal reinforcement beam concrete (180a) (180b) so that reinforcing bars (170a) (170b) formed in the side bosses adjacent to the upper edges of the first segment (110) and the second segment (130) are embedded; 그리고 상기 종횡방향 보강 빔 콘크리트(180a)(180b)의 양생완료 후, 그 상부를 성토(230)하는 단계;들을 포함하여 순차적으로 터널(T)을 구축하며,And after completion of the curing of the longitudinal reinforcement beam concrete (180a, 180b), filling the upper portion 230; including to build a tunnel (T) sequentially, 상기 제1 및 제2 기초(105a)(105b)를 형성한 다음에는 제1 세그멘트(110)를 지지하기 위한 가시설빔(210)을 설치하되, 상기 가시설빔(210)은 제 1기초(105a)의 내측면에 일단이 접하는 수평빔(211)과 상기 수평빔(211)의 타단에 상방으로 연장되어 제 1 세그먼트(110)의 상단 저면에 접하도록 설치되는 수직빔(212)으로 구성되도록 하고,After forming the first and second foundations 105a and 105b, a provisional beam 210 for supporting the first segment 110 is installed, and the provisional beam 210 is provided as a first foundation 105a. A horizontal beam 211 having one end in contact with an inner surface of the vertical beam and a vertical beam 212 extending upwardly at the other end of the horizontal beam 211 to be in contact with the bottom surface of the upper end of the first segment 110. 상기 연결수단(150)은 연결박스(152)들을 각각 제1 세그멘트(110)와 제2 세그멘트(130)의 아치형 몸체부(112)(132)에 앵커바(156)를 통해서 매설하고,The connection means 150 embeds the connection boxes 152 through the anchor bar 156 in the arcuate body portions 112 and 132 of the first segment 110 and the second segment 130, respectively, 제1 세그멘트(110)와 제2 세그멘트(130)들의 연결박스(152)들을 체결구(154)로 연결하여 제1 세그멘트(110)와 제2 세그멘트(130)들의 상단 모서리를 연결시킨 후에는 체결구(154)가 녹이 스는 것을 방지하기 위해 무수축 몰탈(158)을 채우고, 제1 세그멘트(110)와 제2 세그멘트(130)들의 접촉면 캠버(Camber)에는 누수를 방지하기 위해 방수재(160)로 코킹 처리하는 것임을 특징으로 하는 아치형 프리캐스트 콘크리트 세그멘트 구조체(100)를 이용한 터널 시공방법.After connecting the upper edges of the first segment 110 and the second segment 130 by connecting the connection boxes 152 of the first segment 110 and the second segment 130 with the fastener 154 Fill the non-contraction mortar 158 to prevent the sphere 154 from rusting, and the contact surface camber of the first segment 110 and the second segment 130 with a waterproof material 160 to prevent leakage. Tunnel construction method using an arched precast concrete segment structure 100, characterized in that the caulking process. 삭제delete 제7항에 있어서, 상기 제1 및 제2 세그멘트(110)(130)들은 터널(T)의 길이방향(P)으로 그 폭이 서로 어긋나도록 지그재그(zigzag)로 결합되고, 상기 횡방향 보강 빔 콘크리트(180b)들은 종방향 보강 빔 콘크리트(180a)를 중심으로 터널(T)의 길이방향(P)을 따라 서로 어긋나도록 지그재그(zigzag)로 형성된 것임을 특징으로 하는 아치형 프리캐스트 콘크리트 세그멘트 구조체(100)를 이용한 터널 시공방법.According to claim 7, The first and second segments 110, 130 are coupled in a zigzag (zigzag) so as to shift the width in the longitudinal direction (P) of the tunnel (T), the transverse reinforcement beam Concrete 180b is an arcuate precast concrete segment structure 100, characterized in that formed in a zigzag to deviate from each other along the longitudinal direction (P) of the tunnel (T) around the longitudinal reinforcement beam concrete (180a) Tunnel construction method using 삭제delete 제7항에 있어서, 상기 보강철근(170a)(170b)들은 제1 세그멘트(110)와 제2 세그멘트(130)들을 잇도록 추가적인 연결철근들을 부가한 후에 종횡방향 보강 빔 콘크리트(180a)(180b)를 타설하는 것임을 특징으로 하는 아치형 프리캐스트 콘크리트 세그멘트 구조체(100)를 이용한 터널 시공방법.8. The longitudinally reinforcing beam concrete (180a) (180b) of claim 7, wherein the reinforcing bars (170a) (170b) are added after adding additional connecting bars to join the first segment (110) and the second segment (130). Tunnel construction method using an arched precast concrete segment structure (100), characterized in that to cast.
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