KR101234401B1

KR101234401B1 - 비철거형 터널 갱구부의 보호구조물

Info

Publication number: KR101234401B1
Application number: KR1020110067144A
Authority: KR
Inventors: 김재현
Original assignee: 김재현
Priority date: 2011-07-07
Filing date: 2011-07-07
Publication date: 2013-02-18
Also published as: WO2013005944A2; WO2013005944A3; KR20130005633A

Abstract

본 발명은 터널의 굴착과 함께 터널 갱구부에 낙석이나 토사로부터 작업자 및 건설장비를 보호하기 위해 설치되는 가시설물인 보호구조물을 터널 개착터널 시공시에 철거하지 않고 그대로 갱구부를 이루는 구조체에 포함되도록 함과 동시에 개착터널을 구축하기 위한 외측 거푸집으로 활용하도록 하는 비철거형 터널 갱구부의 보호구조물에 관한 것이다.
이에 따른 본 발명은, 터널의 갱구부에 법면의 낙석이나 토사붕락으로부터 보호하고 개착터널을 구축하기 위한 외측 거푸집으로 활용하기 위한 터널 갱구부의 보호구조물을 구성함에 있어서,
터널 갱구부의 개착터널(10)에 갱내(12)의 터널과 동심원을 이룸과 동시에 NATM시점부터 개착부 콘크리트 라이닝(16) 설계선보다 큰 폭을 가진 강지보재(20)를 등간격으로 입설하고, 상기 강지보재(20)의 상부로 1차 숏크리트(22)를 타설하며, 상기 1차 숏크리트(22)의 상부로 소정 두께의 2차 숏크리트(24)를 타설하되, 갱내(12)의 숏크리트 라이닝(14)으로부터 개착터널(10)의 1차 숏크리트(22)에 걸쳐 방수재(30)가 이어져 도포되는 한편, 상기 개착터널(10)의 1차 숏크리트(22)면이 거푸집으로 활용되면서 개착터널 콘크리트 라이닝(16)이 구축되도록 함을 특징으로 한다.

Description

비철거형 터널 갱구부의 보호구조물{Protective structure for a tunnel entrance}

본 발명은 비철거형 터널 갱구부의 보호구조물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 터널의 굴착과 함께 터널 갱구부에 낙석이나 토사로부터 작업자 및 건설장비를 보호하기 위해 설치되는 가시설물인 보호구조물을 개착터널 시공시에 철거하지 않고 그대로 갱구부를 이루는 구조체에 포함되도록 함과 동시에 개착터널을 구축하기 위한 외측 거푸집으로 활용하도록 하는 비철거형 터널 갱구부의 보호구조물에 관한 것이다.

일반적으로 터널을 시공할 때 터널의 입구측에서 암반 및 토사를 굴진시키면서 지보재를 순차적으로 입설시키고, 그 지보재를 지지하기 위해 다수의 간격지지구를 각 지보재 사이에 개재하여 지지시키며, 터널 굴진공사가 완료되면 간격지지구인 지보재에 숏크리트를 타설시켜 일차적인 터널 굴진작업을 하게 된다.

이러한 터널 시공방법으로는 강지보재와 콘크리트 라이닝이 주지보재로 고려된 ASSM(American Steel Support Method)공법, 지반 자체가 주요한 지보재로 고려됨과 동시에 숏크리트, 록-볼트, 강재지보 등이 보강되는 NATM(New Austrian Tunneling Method)공법 및 암반을 압쇄 굴착하는 기기를 이용하는 TBM(Tunnel Boring Machine Method)공법 등이 있으나 현재 국내에는 NATM공법이 가장 보편화되어 있고 시공경험도 풍부하며 기술이 많이 축적되어 있다.

이러한 터널은 굴착된 면에 숏크리트를 타설한 다음 그 면 위로 부직포 또는 방수시트 등을 이용하여 배수로와 연결된 방수막 시공을 한 후 콘크리트 라이닝을 타설하여 터널 벽면을 형성하고, 그 터널 벽면에 내장재를 마무리함으로써 이루어진다.

한편, 터널의 갱구부에는 도 1a 내지 도1d 에 도시된 바와 같이 낙석 또는 토사붕락으로부터 작업자와 건설장비들을 보호하기 위해 터널의 갱구부로부터 일정거리 돌출되는 형태로 가시설물을 설치하게 되는데, 그 가시설물에 대해 설명하면 다음과 같다.

터널의 입구 즉, NATM시점을 경계로 하여 법면(200) 형성 후 갱구부의 상단 및 좌우측에 록-볼트(110) 설치, 강관 다단 그라우팅(120), 와이어메쉬(130), 숏크리트 타설(140) 등 사면 보강을 먼저 한 다음 기초 바닥 하부 양쪽에 가시설물을 설치하기 위한 터파기를 한 다음 거푸집을 대고 강지보재(150) 고정을 위한 앵커볼트(160) 설치 후 기초콘크리트(170)를 타설한다. 이 후 강재지보(150)를 향해 숏크리트(180)를 타설한 다음 양생이 끝난 숏크리트(180) 외측으로 통나무(190)와 가마니(191)를 면접되게 쌓아 가시설물을 보호한다.

그 후 갱내 콘크리트 라이닝 시공시 사용한 강재거푸집을 갱구부의 개착터널에 설치하고 철근조립, 콘크리트 라이닝 외측 합판거푸집을 설치하기 위해서는 상기의 가시설물을 철거해야만 한다.

갱구부의 개착터널을 형성하기 위해 설치 후 철거해야 하는 종래의 가시설물은 다음과 같은 문제점을 초래한다.

낙석 또는 토사붕락으로부터 작업자와 건설장비들을 보호하기 위해 임시적으로 설치되는 가시설물과 개착터널 콘크리트 라이닝을 타설하기 위한 거푸집은 반드시 개착터널을 구축하기 위해 필수적인 준비과정이지만, 그 가시설물과 거푸집의 설치 및 해체에 들어가는 비용 및 시간이 많이 소요된다.

또한, 상기 가시설물을 해체한 상태에서는 개착터널의 철근조립을 하고 난 후 합판 거푸집을 설치하기 전까지 아무런 보호조치가 없는 상태가 되어 법면에서 토사나 암석 등의 이물질이 떨어져 콘크리트 시공이음부의 품질이 저하되는 문제점이 발생될 수 있다.

또한, NATM시점에서의 콘크리트 라이닝과 개착터널 콘크리트 라이닝과는 수평높이가 다른 단차가 발생할 뿐만 아니라 방수막시공을 갱내터널과 개착터널에 두 가지의 재료로 각각 시공하게 되는데, 이때 방수막의 접착성이 저하되어 품질을 확신할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서 그 과제는,

터널의 굴착과 함께 터널 갱구부에 낙석이나 토사로부터 작업자 및 건설장비를 보호하기 위해 설치되는 가시설물인 보호구조물을 개착터널 시공시에 철거하지 않고 그대로 갱구부를 이루는 구조체에 포함되도록 함과 동시에 개착터널을 구축하기 위한 외측 거푸집으로 활용하도록 하는 비철거형 터널 갱구부의 보호구조물을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명은 갱내의 터널과 개착터널 간의 방수막 시공을 재료의 차이를 두지 않고 한 가지의 재료를 연속적으로 시공함으로써 방수막의 접착성을 동일하게 유지하여 방수품질향상을 꾀하도록 하는 비철거형 터널 갱구부의 보호구조물을 제공하는 데 있다.

이와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명은,

터널의 갱구부에 법면의 낙석이나 토사붕락으로부터 보호하고 개착터널을 구축하기 위한 외측 거푸집으로 활용하기 위한 터널 갱구부의 보호구조물을 구성함에 있어서,

터널 갱구부의 개착터널(10)에 갱내의 터널(12)과 동심원을 이룸과 동시에 NATM시점부터 개착부 콘크리트 라이닝(16) 설계선보다 큰 폭을 가진 강지보재(20)를 등간격으로 입설하고,

상기 강지보재(20)의 상부로 1차 숏크리트를 타설하며,

상기 1차 숏크리트의 상부로 소정 두께의 2차 숏크리트를 타설하되,

갱내의 숏크리트 라이닝으로부터 개착터널의 1차 숏크리트에 걸쳐 방수재가 이어져 도포되는 한편,

상기 개착터널의 1차 숏크리트면이 거푸집으로 활용되면서 개착터널 콘크리트 라이닝이 구축되도록 한 특징을 갖는다.

또한, 본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해,

상기 방수재는 갱내의 숏크리트 라이닝으로부터 단차를 지나 개착터널의 1차 숏크리트의 단부에 걸쳐 연속적으로 도포 시공되도록 한 특징을 갖는다.

이상에서와 같은 본 발명을 터널 갱구부의 개착터널에 적용하게 되면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명의 보호구조물은 낙석 또는 토사붕락으로부터 작업자와 건설장비들을 보호하기 위한 역할은 물론 종래와 같은 가시설물이 아니라 개착터널을 이루기 위한 거푸집의 역할을 동시에 수행하는 구조물이기 때문에 해체과정이 필요없을 뿐만 아니라 소요비용 및 시간을 종래에 비해 훨씬 절감할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 보호구조물은 개착터널이 구축될 때까지 거푸집 역할을 하기 때문에 개착터널의 철근조립 후 법면에서 낙석이나 토사 등의 이물질이 떨어지는 것을 차단함으로써 종래 콘크리트 시공이음부의 품질이 저하되는 문제점을 개선할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 보호구조물에 따르면 방수막시공을 갱내터널과 개착터널에 재료의 차이를 두지 않고 갱내의 방수재 한 가지 재료를 연속적으로 시공할 수 있기 때문에 방수막의 접착성이 종래에 비해 현저하게 향상되어 좋은 방수품질을 기대할 수 있다.

도 1a은 터널의 갱구부의 가시설물의 구축상태를 보인 측단면 구성도.
도 1b는 도 1a의 'A' 확대 상세도.
도 1c는 도 1a의 'B' 확대 상세도.
도 1d는 도 1b의 C - C선 확대 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 비철거형 터널 갱구부의 보호구조물의 구축상태를 보인 측단면 구성도로서, 도 1b의 대응도면.
도 3은 도 2의 D - D선 확대 단면도.
도 4는 갱구부의 개착터널에 콘크리트 라이닝이 타설된 상태의 정단면도.
도 5는 도 4의 E - E선 단면도.
도 6은 도 5의 'F' 확대 상세도.

본 발명에 따른 비철거형 터널 갱구부의 보호구조물은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 터널 갱구부인 개착터널(10)과 터널 갱내(12)의 경계인 NATM시점으로 상기 개착터널(10)의 구조체가 되는 강지보재(20)의 입설위치에 특징이 있다.

즉, 상기 강지보재(20)는 갱내(12)의 터널과 동심원을 이룸과 동시에 그 갱내(12)의 폭(굴착설계선)보다 크게 하고, NATM 시점에서 단자(13)가 형성되며, 개착부 콘크리트 라이닝 설계선보다 큰 폭이 되도록 하여 터널 하부에 고정 설치된다.

또한, 고정 설치된 강지보재(20)의 상부로 개착터널 콘크리트 라이닝(16) 외측 계획선에 맞추어 1차 숏크리트(22)를 타설하여 양생한다.

상기 1차 숏크리트(22)의 양생이 완료되면 그 1차 숏크리트(22)의 상부로 2차 숏크리트(24)를 낙석이나 토사 등으로부터 충분히 견딜 수 있는 설계상의 두께로 타설함으로써 본 발명에 따른 보호구조물이 구축된다.

또한, 본 발명에 따른 터널 갱구부 보호구조물은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 갱내(12)의 숏크리트 라이닝(14)로부터 개착터널(10)의 1차 숏크리트(22)에 걸쳐 부직포 및 방수시트로 이루어지는 방수재(30)가 도포되는데, 이 방수재(30)는 끊김 없이 연속적으로 도포시공하여 일률적인 접착성이 유지되도록 함이 바람직하다.

또한, 이러한 본 발명에 따른 터널 갱구부 보호구조물은 종래와 달리 비철거형으로 시공되기 때문에 1차 숏크리트(22)의 내측면이 개착터널 콘크리트 라이닝(16)이 타설될 때 외부 거푸집으로 활용되는 장점이 있다.

한편, 상기 개착터널(10)에 설치되는 강지보재(20)가 NATM시점으로 단차(13)를 두는 이유는 앞서 설명한 바와 같이 방수재(30)의 시공 및 개착터널 콘크리트 라이닝(16) 구축을 위한 철근배근의 여유공간확보 및 상기 개착터널 콘크리트 라이닝(16)의 충분한 두께 확보를 보장하기 위함이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 시공순서를 보다 상세하게 기술하면 다음과 같다.

NATM시점을 경계로 하여 법면 형성 후 갱구부의 상단 및 좌우측에 록-볼트 설치, 강관 다단 그라우팅, 와이어메쉬, 숏크리트 타설 등 사면 보강을 한다(이에 대한 설명은 종래의 그것과 동일하기 때문에 번호의 부여는 생략한다).

또한, 앵커볼트를 설치하기 위한 기초콘크리트 구축 및 그 앵커볼트를 통해 강지보재(20)를 연결하여 입설하는 과정도 종래와 동일하다. 단 본 발명에서의 강지보재(20)는 NATM시점을 기준으로 개착부 콘크리트 라이닝(16) 설계선 보다 큰 폭을 가지고 일정 등간격으로 다수 설치한다.

개착터널(10)의 강지보재(20)의 설치가 완료되면 상기 강지보재(20)의 외측으로 합판 거푸집(도시 안됨)을 대고 철선으로 고정 설치한다.

이 후 1차 숏크리트(22)를 상부로 타설하고 양생이 끝나면 합판 거푸집을 철거하고 연이어 그 1차 숏크리트(22) 위로 2차 숏크리트(24)를 타설한다.

또한, 굴착이 완료된 갱내(12)의 숏크리트 라이닝(14)면으로부터 단차(13)를 거쳐 개착터널(10)의 1차 숏크리트(22)면에 걸쳐 부직포 및 방수시트로 이루어진 방수재(30)를 끊김 없이 연속적으로 도포하여 일률적인 접착성이 유지되도록 한다.

상기와 같은 방수시공이 완료되면 개착터널 콘크리트 라이닝(16) 타설을 위한 철근(도시 안됨)을 배근 조립하고, 갱내(12)의 강재거푸집(도시 안됨)을 철근이 배근된 개착터널(10)쪽으로 옮겨 설치한 다음 개착터널 콘크리트 라이닝(16)을 타설한다.

마지막으로 상기 개착터널 콘크리트 라이닝(16)의 양생이 완료되어 강재거푸집을 철거하게 되면, 본 발명의 비철거형 갱구부 터널 보호구조물은 완성된다.

10 : 개착터널 12 : 터널 갱내
13 : 단차 14 : 숏크리트 라이닝
16 : 개착터널 콘크리트 라이닝 18 : 갱내 콘크리트 라이닝
20 : 강지보재 22 : 1차 숏크리트 라이닝
24 : 2차 숏크리트 라이닝 30 : 방수재
110 : 록 볼트 120 : 강관 다단 그라우팅
130 : 와이어메쉬 140 : 숏크리트
150 : 강지보재 160 : 앵커볼트
170 : 기초 콘크리트

Claims

터널의 갱구부에 법면의 낙석이나 토사붕락으로부터 보호하고 개착터널(10)을 구축하기 위한 외측 거푸집으로 활용되는 터널 갱구부의 보호구조물을 구성함에 있어서,
터널 갱구부의 개착터널(10)에 터널 갱내(12)와 동심원을 이룸과 동시에 NATM시점부터 개착부 콘크리트 라이닝(16) 설계선보다 큰 폭을 가진 강지보재(20)를 등간격으로 입설하고,
상기 개착터널(10)의 강지보재(20)는 갱내(12)의 숏크리트 라이닝(14)과 상기 NATM시점에서 단차(13)를 형성하며,
상기 강지보재(20)의 상부로 1차 숏크리트(22)를 타설하고,
상기 1차 숏크리트(22)의 상부로 소정 두께의 2차 숏크리트(24)를 타설하며,
상기 갱내(12)의 숏크리트 라이닝(14)으로부터 개착터널(10)의 1차 숏크리트(22)에 걸쳐 방수재(30)를 이어서 도포하고,
상기 개착터널(10)의 1차 숏크리트(22)면을 거푸집으로 활용하면서 개착터널 콘크리트 라이닝(16)을 구축하며,
상기 방수재(30)는 부직포와 방수시트로 이루어지고,
상기 방수재(30)를 갱내(12)의 숏크리트 라이닝(14)으로부터 단차(13)를 지나 개착터널(10)의 1차 숏크리트(22)의 단부에 걸쳐 연속적으로 도포 시공하는 것을 특징으로 하는 비철거형 터널 갱구부의 보호구조물.
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