KR101838663B1 - strengthening method of rock tunnel fault fractured zone - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 암반 TBM 터널의 단층파쇄구간 보강방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전방에 커터헤드가 구비된 터널보링머신(Tunnel Boring Machine)을 이용하여 암반을 굴착하는 과정에서 연약지반에 도달할 경우 스틸 세그먼트에 의해 연약지반에 대한 보강작업이 선행되도록 한 암반 TBM 터널의 단층파쇄구간 보강방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for reinforcing a single-bed fracture zone of a rock TBM tunnel, and more particularly, to a tunnel boring machine having a cutter head at the front, The present invention relates to a method for reinforcing a single-bed fracture zone of a rock TBM tunnel in which reinforcement work on a soft ground is preceded by a steel segment.
일반적으로 터널을 굴착하기 위한 공법은, 재래공법인 ASSM(American Steel Support Method)이 있고, 최신공법으로는 NATM(New Austrian Tunneling Method), TBM(Tunnel Boring Machine method) 또는 실드터널(Shield Tunnel) 공법이 있다.In general, there are the American Steel Support Method (ASSM) and the New Austrian Tunneling Method (NATM), the Tunnel Boring Machine method (TBM) or the Shield Tunnel method have.
이 중 재래공법인 ASSM 공법은 지반 이완으로 침하하는 암반을 목재나 철재 Arch지보, 콘크리트 라이닝을 주지보체로 활용하여 지지하는 방식으로서 안정성이 낮은 재래식 공법이다.Among them, the conventional ASSM method is a conventional method with low stability as a method of supporting the rocks that settle down due to the ground relaxation by using wood, iron Arch arch support, and concrete lining as main complement.
또한, NATM 공법은 터널을 구성하는 주변암반 자체를 지보체로 활용하고 숏크리트 또는 강지보, 록볼트(Rock Bolt)를 보조지보체로 사용하는 암반 역학적 개념을 도입한 공법으로 NATM 공법은 지반 변화에 적응성이 좋고, 적용단면의 범위가 넓어서 일반적 조건하에서는 경제성이 우수한 공법이다.In addition, the NATM method adopts a rock mechanics concept in which the surrounding rock bed itself constituting the tunnel is used as a supporting body and shotcrete, rock bolts and rock bolts are used as auxiliary supports. The NATM method is adaptable to the ground change It is good and has a wide range of application cross section, which is an economical method under general conditions.
또한, TBM 공법은 주로 암반 터널에서 전단면 터널굴착기로 암반을 압쇄 또는 절삭에 의해 굴착하는 기계식 굴착 공법으로 주변 암반 자체를 지보체로 활용하여 역학적으로 안정된 원형 구조를 형성하기 때문에, 숏크리트나 강지보,록볼트와 같은 지보재를 대폭 줄일 수 있다.In addition, the TBM method is a mechanical excavation method in which a rock is excavated by a crushing or cutting with a tunnel excavator in front of a rock tunnel in the main part, and the surrounding rock is used as a supporting body to form a mechanically stable circular structure. Support materials such as rock bolts can be greatly reduced.
또한, 실드터널공법은, 터널 외형단면보다 약간 큰 단면을 갖는 실드(Shield)라고 하는 튼튼한 강재 원통형 굴착기를 지반 중에 밀어 넣고, 이를 진행시켜 그 선단부 지반의 붕괴를 막으면서 굴착하고, 실드기계 후방부에서는 굴착단면을 지보하는 지보공 또는 복공(세그먼트)을 구축하며, 이러한 선단 굴착과 후방 지보공의 구축을 반복하면서 터널을 굴착해가는 공법을 말한다.Further, in the shield tunneling method, a durable steel cylindrical excavator called a shield having a section slightly larger than the cross-section of the external shape of the tunnel is pushed into the ground, and the excavator is advanced while preventing the collapse of the leading end ground, Is a method of constructing a guard or a hole (segment) that supports the excavated section, and excavating the tunnel while repeating the construction of the end excavation and the back guard.
이와 같은 터널공법은 공사현장 위치나 지질, 지반 형상, 주변 환경, 공사기간 등에 따라 각각 선택적으로 적용되고 있다.These tunneling methods are selectively applied according to location of construction site, geology, ground shape, surrounding environment, and construction period.
이와 같은 터널공법 중 단단한 암반을 뚫어 터널을 굴착하는 TBM의 경우 단단한 암반에 의해 터널보링머신에 의해 터널이 굴착되는 과정에서 암반의 이완 영역이 최소화 되기때문에 숏크리트나 강지보, 록볼트를 이용한 복공작업이 적게 소요되기 때문에 공사기간이 크게 되는 장점이 있다.In this type of TBM, TBM, which drills a tunnel through a hard rock, minimizes the relaxation area of the tunnel during tunnel excavation by the tunnel boring machine due to the hard rock. Therefore, It is advantageous that the construction period is increased.
한편, 암반터널 굴착공사시에도 구간에 따라 연약지반(단층파쇄구간)이 나타나게 되는 바, 이와 같은 연약지반을 통과하는 경우에는 굴착장치인 터널보링머신의 진행이 어렵기 때문에 굴착작업이 중단되며 연약지반에 대한 보강작업이 이루어진다.On the other hand, soft ground (single fracture zone) appears along the section even at the excavation work of rock tunnel, and when passing through such soft ground, it is difficult to proceed the tunnel boring machine, Reinforcement work is done on the ground.
기존 연약지반의 보강작업은, 작동중인 굴착장치를 중단시킨 후 작업자가 연약지반의 안전성을 확보하기 위해 종래 록볼트나 숏크리트, 강지보, 훠 폴링, 그라우팅 작업을 진행하여 연약지반에 대한 보강작업을 실시한 후 굴착장치를 재가동하고 있다.In order to secure the safety of the soft ground after the excavation device is stopped, the reinforcement work of the existing soft ground is performed by reinforcing the soft ground by proceeding with the conventional rock bolt, shotcrete, steel beam, polling and grouting. And then the excavation equipment is restarted.
이와 같이 작업자가 연약지반에 대한 보강작업을 진행하는 과정에서 연약지반 TBM 굴착시 커터헤드, 자켓 후방에서 낙반이나 붕락이 발생되기 때문에 작업자의 안전확보가 어렵고, 작업자의 안전이 확보되지 않은 상태에서 보강작업이 이루어짐에 따라 작업자의 안전이 매우 위험한 상황에 놓이게 되며, 좁은 공간에서의 보강작업이 어려워 보강작업에 따른 작업시간이 지연됨은 물론 이에 따른 작업효율성이 크게 떨어지는 문제점이 있다.In this way, in the process of reinforcing work on the soft ground, it is difficult to secure the safety of the worker because of the fallen or collapse from the cutter head and the jacket in the excavation of soft ground TBM. As the work is done, the safety of the worker is placed in a very dangerous condition, and it is difficult to perform the reinforcement work in a narrow space, so that the work time due to the reinforcement work is delayed and the work efficiency is greatly reduced.
더욱이, 암반터널의 굴착장치인 TBM의 경우 전방측의 커터헤드를 전진시키는 구조가 그리퍼를 인출하여 터널 벽면에 밀착하여 굴착장치의 몸체를 고정한 후 유압실린더를 이용하여 커터헤드를 전진시키기 때문에 연약지반의 경우 굴착장치를 몸체를 고정하기 위해 그리퍼를 연약지반의 터널 벽면에 밀착시킬 경우 밀착압력에 의해 연약지반이 그대로 무너져 붕괴됨은 물론 그리퍼의 지지력이 현저하게 저하되는 문제점이 있다.Further, in the case of the TBM, which is a drilling apparatus for rock tunnel, the structure for advancing the front side cutter head pulls out the gripper and closely contacts the wall surface of the tunnel to fix the body of the excavation apparatus, and then advances the cutter head by using the hydraulic cylinder. When the gripper is brought into close contact with the tunnel wall surface of the soft ground for fixing the body of the excavation apparatus, the soft ground is collapsed by the contact pressure and collapses and the supporting force of the gripper remarkably decreases.
또한, 종래 보강작업을 진행한 후 TBM을 이용하여 굴착을 진행하는 과정에서 그리퍼와 보강작업된 강지보재가 설계되어 있는 1~1.5m 간격으로 되어있지만 실제 2~30cm 간격으로 시공되는데 강지보와 낙반, 붕락된 뒷부분 여굴발생으로 원형을 유지하지 못하고 심한 변형으로 인해 TBM 굴착시 터널선형 유지에도 문제점이 발생한다.Also, in the process of excavation using TBM after the conventional reinforcement work, the grippers and reinforced steel supports are designed at intervals of 1 ~ 1.5m, but they are actually installed at intervals of 2 ~ 30cm. , It is not able to maintain the original shape due to the collapsed backside excavation.
또한, TBM 그리퍼와의 강지보사이 충분하지 못한 마찰력으로 미끄러짐이 발생되어 그리퍼에 의해 굴착장치의 몸체가 견고하게 지지되지 못하게 되는 문제점이 있다.In addition, there is a problem that the gripper with the TBM gripper causes slippage due to insufficient frictional force, and the gripper can not firmly support the body of the drill.
종래 기술을 살펴보면, 등록특허 10-0964205호인 터널용 라이닝 세그먼트가 안출된 바 있으며, 이는 서로 조립되어 터널의 내벽면을 복공하는 것으로, 터널의 내벽면 부분을 지지하는 스킨플레이트와, 스킨플레이트와 인접하는 다른 라이닝 세그먼트의 스킨플레이트를 서로 체결하는 체결수단과, 라이닝 세그먼트들의 체결부분을 기밀적으로 밀봉시키는 실링부재와, 스킨플레이트와 터널의 내벽면 사이에 콘크리트를 충전할 수 있도록 스킨플레이트에 형성되는 콘크리트 타설구멍을 포함하는 터널용 라이닝 세그먼트에 있어서, 체결수단은, 터널의 둘레방향을 따라 인접하는 스킨플레이트들의 양쪽 끝부분들을 서로 나사체결할 수 있도록 스킨플레이트의 양쪽 끝부분에 형성되는 제 1체결플레이트들과, 터널의 길이방향을 따라 인접하는 스킨플레이트들의 양쪽 측면부분들을 서로 나사 체결할 수 있도록 스킨플레이트의 양쪽 측면부분에 형성되는 제 2체결플레이트들로 이루어져 있다.A lining segment for a tunnel, which is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-0964205, has been proposed, which is assembled with each other to bite the inner wall surface of a tunnel, and comprises a skin plate for supporting an inner wall surface portion of the tunnel, A sealing member sealingly sealing the fastening portion of the lining segments; and a sealing member formed on the skin plate so as to fill the concrete between the skin plate and the inner wall surface of the tunnel The lining segment for a tunnel including a concrete pouring hole is characterized in that the fastening means comprises a first fastening member formed on both ends of the skin plate so that both ends of the skin plates adjacent to each other along the circumferential direction of the tunnel can be screwed to each other, Plates and adjacent skin plates along the longitudinal direction of the tunnel And second fastening plates formed on both side portions of the skin plate so that both side portions of the skin plate can be screwed to each other.
이러한 종래 기술은, 터널 내부로의 세그먼트 반입이 용이하고 세그먼트들에 대한 조립성을 향상시키도록 하고 있다.This prior art technique facilitates bringing a segment into a tunnel and improves the assemblability of the segment.
그러나, 종래 기술의 경우 그리퍼가 구비되지 않은 굴착장치 즉, 커터헤드의 둘레부에 붕괴보호체를 갖는 굴착장치를 이용한 실드터널공법에 적용되기 때문에 그리퍼에 의해 몸체가 지지된 상태에서 유압실린더에 의해 전진되고 커터헤드에 붕괴보호체가 구비되어 있지 않은 TBM 공법에 적용키 어려우며, 적용한다하더라도 그리퍼와 세그먼트와의 미끄러짐이 발생되는 문제점은 여전히 해결하지 못하고 있는 실정이다.
However, in the case of the conventional art, since the present invention is applied to a drilling apparatus not provided with a gripper, that is, to a shield tunneling method using a drilling apparatus having a collapsing protector at the periphery of a cutter head, It is difficult to apply to the TBM method in which the cutting head is advanced and the collapsing protective body is not provided on the cutter head. Even if applied, the problem of slippage between the gripper and the segment is still not solved.
본 발명은 그리퍼가 구비되고 유압실린더에 의해 커터헤드가 전진되는 터널보링머신(Tunnel Boring Machine)을 이용하여 암반터널을 굴착할 때 연약지반인 단층파쇄구간에 대한 보강작업이 신속하게 이루어지도록 하고 작업자의 안전을 확보할 수 있으며 그리퍼와 세그먼트와의 미끄러짐을 방지할 수 있도록 한 암반 TBM 터널의 단층파쇄구간 보강방법을 제공함에 그 목적이 있다.
The present invention provides a tunnel boring machine in which a gripper is provided and a cutter head is advanced by a hydraulic cylinder, so that reinforcement works for a single-layer crushing section, which is a soft ground, And to provide a method of reinforcing a single-layer fracture zone of a rock TBM tunnel to prevent slippage between a gripper and a segment.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 발명인 암반 TBM 터널의 단층파쇄구간 보강방법은, 회전커터헤드와 상기 회전커터헤드를 전진시키는 전진이동부를 갖는 굴착체와, 상기 굴착체가 전진이동할 때 암반터널면에 밀착되어 상기 굴착체를 지지하는 그리퍼체와, 상기 굴착체의 회전커터헤드와 상기 그리퍼체 사이에 구비되는 세그먼트이랙터를 갖는 암반터널 굴착장치를 이용하여 암반터널의 굴착작업 시 단층파쇄구간에 대한 보강작업에 있어서, 세그먼트이랙터에 세그먼트를 연결하는 제1공정; 세그먼트가 연결된 세그먼트이랙터를 회전시켜 단층파쇄구간에 위치되는 암반터널면에 밀착하는 제2공정; 암반터널면에 밀착된 세그먼트에 세트앙카를 체결하여 고정하는 제3공정; 상기 제1공정 내지 제3공정을 반복적으로 진행하여 단층파쇄구간에 위치되는 원형의 암반터널면에 대해 360도 방향으로 복수개의 세그먼트를 시공하는 세그먼트시공공정으로 이루어지고, 상기 세그먼트시공공정은, 상기 세그먼트가 연결되는 세그먼트이랙터를 회전시키는 것에 의해 상기 세그먼트가 회전되어 복수개의 세그먼트가 서로 겹쳐지지 않고 서로 측면이 밀착되어 조립설치되도록 이루어지며, 상기 세그먼트는, 복수개의 제1체결구멍이 통공된 상면판과; 복수개의 제2체결구멍이 통공된 하면판과; 복수개의 제3체결구멍이 통공된 좌면판과; 복수개의 제4체결구멍이 통공된 우면판과; 상기 상면판과 하면판, 좌면판 및 우면판을 연결하여 전방측에 위치되고 상기 제1체결구멍과 제2체결구멍, 제3체결구멍 및 제4체결구멍과 각각 대응되는 체결홈부가 각각 구비되는 전면판과; 상기 상면판과 하면판, 좌면판 및 우면판을 연결하여 후방측에 위치되는 후면판과; 상기 전면판과 후면판을 관통하고 단층파쇄구간에 밀착될 때 상기 세그먼트이랙터의 연결돌부가 연결되고 단층파쇄구간에 밀착된 후 세트앙카가 체결되는 체결부를 갖는 스틸재질로 이루어진다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a method of reinforcing a single-bed fracture zone of a rock TBM tunnel, which comprises a drilling body having a rotary cutter head and a forward moving portion for advancing the rotary cutter head; And a rocker tunnel provided between the rotary cutter head of the excavator and the gripper body for excavating the rock tunnel, the excavator is provided with a gripper body In the reinforcing operation, a first step of connecting the segments to the segment actuators; A second step of rotating the segmenter to which the segment is connected and bringing it into close contact with the rock surface of the rock tunnel located in the single fracture section; A third step of fastening a set anchor to a segment which is in close contact with a rock tunnel surface to fix the segment anchor; And a segment construction step of repeatedly performing the first to third steps to construct a plurality of segments in a direction of 360 degrees with respect to a circular rock tunnel surface located in a single fracture zone, Wherein the segment is rotated by rotating the segmenter to which the segment is connected so that the plurality of segments are not superimposed on each other but are attached to each other in a side surface close to each other, and; A lower plate having a plurality of second fastening holes formed therein; A seating surface plate having a plurality of third fastening holes formed therein; A right side plate having a plurality of fourth fastening holes formed therein; And a fastening groove portion corresponding to the first fastening hole, the second fastening hole, the third fastening hole and the fourth fastening hole, respectively, which are located on the front side by connecting the upper plate, the lower plate, the seat plate and the right plate, A front plate; A rear plate connected to the upper plate, the lower plate, the seat plate, and the right plate; And a fastening portion which passes through the front plate and the rear plate and is connected to the connecting stone portion of the segmenter when the single piece crushing portion is in close contact with the single layer crushing portion and is fastened to the single layer crushing portion and then fastened with the set anchor.
나아가, 상기 제3공정 전, 전방 상부에서 중/대규모의 붕락이 발생되어 상부에 일정간격으로 훠폴링(fore poling) 또는 프리그라우팅(pre-grouting) 보강작업이 필요할 경우, 프로브드릴(D)을 상기 세그먼트이랙터에 장착한 후 천공하여 단층파쇄구간에 대한 지질탐사를 진행한 후 훠폴링(fore poling) 또는 프리그라우팅(pre-grouting) 보강작업을 진행하는 보강작업공정이 더 구비되어 이루어진다.Further, when a large / medium scale collapse occurs at the front upper part before the third step and fore poling or pre-grouting reinforcement work is required at the upper part at a predetermined interval, the probe drill D A reinforcing work process for performing a fore-poling or a pre-grouting reinforcement work after performing the geological survey for a single-layer crushing section by perforating after attaching to the segmenter is further provided.
나아가, 상기 제1공정 전, 소규모의 낙반 발생 시, 몰탈 스프레이 노즐을 상기 세그먼트 이랙터에 연결한 후 숏패치 작업을 진행하여 낙반을 방지하는 숏패치(shot patch)공정이 더 구비되어 이루어진다.
In addition, a shot patch process may be further performed to prevent the fall-off by performing a short patch operation after connecting the mortar spray nozzle to the segment exciter in the event of a small-scale dropout occurring before the first process.
본 발명은 지하 암반터널굴착 시 단층파쇄구간을 세그먼트에 의해 보강하여 지지하도록 함에 따라 그리퍼에 의한 밀착 지지력에 의해 전진되는 TBM(Tunnel Boring Machine method)에 의한 암반터널굴착 공사가 용이하게 이루어지도록 할 뿐만 아니라, TBM을 이용한 암반터널굴착 공사시 단층파쇄구간에 따른 공사기간 단축은 물론 공사원가를 절감할 수 있으며 작업자의 안전사고를 방지할 수 있다.In the present invention, when the underground rock tunnel is excavated, the single-crushing section is reinforced and supported by the segment, so that the tunnel tunnel boring machine (TBM) In addition, in the tunneling of rock tunnel using TBM, not only the construction period can be shortened according to the fault fracture section, but the construction cost can be reduced and the safety accident of the worker can be prevented.
또한, 본 발명은 강재 세그먼트를 설치 보강함으로써 기존 설계 시공되는 락볼트, 강지보, 숏크리트와 같은 보강작업을 세그먼트로 대체가능하므로 공사 원가절감, 공기단축, 안전성을 확보할 수 있어 기존 설계방식으로 시공을 할 경우 보강작업에 따른 많은 시간이 소요되어 공기지연, 원가상승, 안전사고로 막대한 지장을 초래하게 문제점을 해결할 수 있다.
In addition, since the present invention can replace reinforcement works such as rock bolts, steel girders and shotcrete, which are conventionally designed, by installing and reinforcing steel segments, it is possible to reduce construction costs, shorten the length of air, It takes a lot of time to perform the reinforcement work, which can solve the problem by causing an enormous trouble due to air delay, cost increase, and safety accident.
도 1은 본 발명인 암반 TBM 터널의 단층파쇄구간 보강방법의 공정을 나타낸 공정도이다.
도 2는 본 발명인 암반 TBM 터널의 단층파쇄구간 보강방법의 다른 실시예를 나타낸 공정도이다.
도 3은 본 발명인 암반 TBM 터널의 단층파쇄구간 보강방법의 또 다른 실시예를 나타낸 공정도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명인 암반 TBM 터널의 단층파쇄구간 보강방법의 세그먼트를 각각 나타낸 사시도 및 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a process diagram showing a process of a method for reinforcing a single-bed fracture zone of a rock TBM tunnel according to the present invention.
2 is a process diagram showing another embodiment of a method for reinforcing a single-bed fracture zone of a rock TBM tunnel according to the present invention.
3 is a process diagram showing still another embodiment of a method for reinforcing a single-bed fracture zone of a rock TBM tunnel according to the present invention.
4 to 6 are a perspective view and a block diagram respectively showing segments of a method for reinforcing a single-bed fracture zone of a rock tunnel TBM tunnel according to the present invention.
이하, 상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.Hereinafter, other objects and features of the present invention will be apparent from the following description of embodiments with reference to the accompanying drawings.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be interpreted in an ideal or overly formal sense unless explicitly defined in the present application Do not.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 암반 TBM 터널의 단층파쇄구간 보강방법을 첨부된 도면을 참고하여 좀 더 구체적으로 설명한다.
Hereinafter, a method of reinforcing a single-bed fracture zone of a rock TBM tunnel according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도시된 바와 같이 본 발명인 암반 TBM 터널의 단층파쇄구간 보강방법은, 회전커터헤드와 상기 회전커터헤드를 전진시키는 전진이동부를 갖는 굴착체와, 상기 굴착체가 전진이동할 때 암반터널면에 밀착되어 상기 굴착체를 지지하는 그리퍼체와, 상기 굴착체의 회전커터헤드와 상기 그리퍼체 사이에 구비되는 세그먼트이랙터를 갖는 암반터널 굴착장치를 이용하여 암반터널의 굴착작업 시 단층파쇄구간에 대한 보강작업에 관한 것으로, 스틸재질의 세그먼트를 쉽고 간단하게 조립설치하여 단층파쇄구간을 보강함에 따라 작업자들이 안전사고를 방지할 수 있으며, 헤드자켓 상부 반단면이 루프 형태로 보호되며 좁은공간에서의 보강작업이 용이하도록 할 수 있다.As shown in the figure, the method for reinforcing a single-bed fracture zone of a rock TBM tunnel according to the present invention comprises a drilling body having a rotary cutter head and a forward movement portion for advancing the rotary cutter head, The present invention relates to a reinforcement work for a single-layer crushing section in an excavation work of a rock tunnel using a rocker tunnel excavator having a gripper body for supporting the excavator body and a segmenter lever provided between the rotary cutter head of the excavator body and the gripper body It is possible to prevent safety accidents by reinforcing the single-layer crushing section by assembling and installing steel segments easily and easily, and it is possible to protect the top half of the head jacket in the form of a loop and to facilitate the reinforcement work in a narrow space can do.
이를 위해 본 발명은, 세그먼트이랙터에 세그먼트를 연결하는 제1공정(S1)과, 세그먼트가 연결된 세그먼트이랙터를 회전시켜 단층파쇄구간에 위치되는 암반터널면에 밀착하는 제2공정(S2)과, 암반터널면에 밀착된 세그먼트에 세트앙카를 체결하여 고정하는 제3공정(S3)으로 이루어진다.To this end, the present invention comprises a first step (S1) of connecting a segment to a segmenter, a second step (S2) of bringing the segment into contact with the surface of the rock tunnel located in the single-layer crushing zone by rotating the segmenter to which the segment is connected, And a third step (S3) of fastening and fixing the set anchor to the segment closely attached to the tunnel surface.
상기 세그먼트이랙터는 360도 방향으로 회전이 가능한 것으로, 이에 따라 상기 세그먼트이랙터에 연결되는 세그먼트를 원형의 암반터널면에 대해 360도 방향으로 설치 시공한다.The segmenter is rotatable in the direction of 360 degrees so that the segment connected to the segmenter is installed in a direction of 360 degrees with respect to the circular rock tunnel surface.
즉, 상기 제1공정 내지 제3공정을 반복적으로 진행하여 단층파쇄구간에 위치되는 원형의 암반터널면에 대해 360도 방향으로 복수개의 세그먼트를 시공하는 세그먼트시공공정(S4)으로 이루어지고, 상기 세그먼트시공공정(S4)은, 상기 세그먼트가 연결되는 세그먼트이랙터를 회전시키는 것에 의해 상기 세그먼트가 회전되어 복수개의 세그먼트가 서로 겹쳐지지 않고 서로 측면이 밀착되어 조립설치되도록 이루어진다.That is, the first step to the third step are repeatedly performed to form a segment construction step (S4) for constructing a plurality of segments in a direction of 360 degrees with respect to a circular rock tunnel surface located in a single-layer crushing section, In the construction step S4, the segment is rotated by rotating the segmenter to which the segment is connected, so that the plurality of segments are not overlapped with each other, and the side surfaces are closely attached to each other.
이와 같이 복수개의 세그먼트를 단층파쇄구간에 위치되는 원형의 암반터널면에 대해 360도 방향으로 각각 밀착시켜 조립시공함에 따라 단층파쇄구간에 대한 보강작업이 신속하게 이루어지기 때문에 공사기간 단축은 물론, 원가절감 효과를 얻을 수 있으며 작업자의 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.Since the plurality of segments are closely contacted with each other in the direction of 360 degrees with respect to the circular rock tunnel surface located in the single-layer crushing section, the reinforcing work for the single-layer crushing section is performed promptly, It is possible to obtain a reduction effect and prevent a safety accident of the operator in advance.
상기 세그먼트시공공정(S4)은 한정하는 것은 물론 아니나, 원형의 암반터널면에 대해 하부에서부터 복수개의 세그먼트를 조립연결하여 시공하는 것이 바람직하며 터널의 크기에 따라 약 5 ~ 7개의 세그먼트가 시공된다.The segment construction step (S4) is not limited, but it is preferable that a plurality of segments are assembled and connected to a circular rock tunnel surface from the bottom, and about 5 to 7 segments are formed depending on the size of the tunnel.
또한, 상기 세그먼트시공공정(S4)에서의 복수개 연결되는 세그먼트들은 서로에 대해 볼트와 너트를 이용하여 체결함으로써 견고하게 연결된다.Further, the plurality of connected segments in the segment construction step S4 are firmly connected by fastening them to each other using bolts and nuts.
이를 위해 상기 세그먼트(400)는, 복수개의 제1체결구멍(411)이 통공된 상면판(410)과, 복수개의 제2체결구멍(421)이 통공된 하면판(420)과, 복수개의 제3체결구멍(431)이 통공된 좌면판(430)과, 복수개의 제4체결구멍(441)이 통공된 우면판(440)과, 상기 상면판(410)과 하면판(420), 좌면판(430) 및 우면판(440)을 연결하여 전방측에 위치되고 상기 제1체결구멍(411)과 제2체결구멍(421), 제3체결구멍(431) 및 제4체결구멍(441)과 각각 대응되는 체결홈부(451)가 각각 구비되고 상기 전진이동부(120)에 의해 상기 굴착체(100)가 전진이동할 때 상기 그리퍼체(200)가 밀착되는 전면판(450)과, 상기 상면판(410)과 하면판(420), 좌면판(430) 및 우면판(440)을 연결하여 후방측에 위치되는 후면판(460)과, 상기 전면판(450)과 후면판(460)을 관통하고 단층파쇄구간에 밀착될 때 상기 세그먼트이랙터(380)의 연결돌부(381)가 연결되고 단층파쇄구간에 밀착된 후 세트앙카(A)가 체결되는 체결부(470)를 갖는 스틸재질로 이루어진다.To this end, the
이 때, 상기 전면판(450)과 후면판(460)의 내측에 별도의 보강리브를 더 구비하여 본 발명의 세그먼트(400)에 대한 내구성 및 견고성을 더욱 향상시킬 수 있다.At this time, a separate reinforcing rib may be further provided inside the
이와 같이, 상기 세그먼트(400)가 스틸재질로 이루어지기 때문에 종래 콘크리트 재질로 이루어진 세그먼트에 비해 이동성 및 설치성은 물론 작업성이 크게 향상된다.As described above, since the
본 발명의 세그먼트(400)에 후면판(460)을 구비하는 이유는, 후면판(460)에 의해 단층파쇄구간의 암반터널면에 밀착성 및 암반터널면에 대한 막음면적이 향상되도록 하기 위함이다.The reason why the
또한, 전면판(450)을 구비한 이유는, 본 발명인 개량형 암반터널 굴착장치가 그리퍼체의 지지력에 의해 전진 이동하는 TBM(Tunnel Boring Machine)으로 이루어져 있기 때문에, 그리퍼체가 전면판(450)에 밀착되어 지지되도록 하기 위함이다.The reason why the
상기 복수개의 제1체결구멍(411), 제2체결구멍(421), 제3체결구멍(431), 제4체결구멍(441)은 복수개의 세그먼트(400)를 360도 방향으로 연결하여 설치 시공할 때 서로에 대해 대응되는 각각의 체결구멍을 통해 볼트와 너트를 이용하여 복수개의 세그먼트(400)를 고정하기 위함이다.The plurality of
또한, 상기 복수개의 제1체결구멍(411), 제2체결구멍(421), 제3체결구멍(431), 제4체결구멍(441)에 각각 대응되는 체결홈부(451)를 구비한 이유는, 상기 복수개의 제1체결구멍(411), 제2체결구멍(421), 제3체결구멍(431), 제4체결구멍(441)이 각각 상면판(410), 하면판(420), 좌면판(430), 우면판(440)과 같이 상기 전면판(450)과 후면판(460)의 측면에 위치되어 구비됨에 따라 복수개의 세그먼트(400)를 서로 연결하여 밀착시킨 상태에서 작업자가 볼트와 너트를 상기 체결홈부(451)를 통해 인입하여 서로 대응되는 체결구멍들을 통해 복수개의 세그먼트(400)를 고정하는 작업이 용이하도록 하기 위함이다.The reason for including the
상기 체결부(470)는, 상기 전면판(450)과 후면판(460)을 관통하여 구비되는 것으로, 이와 같이 체결부(470)를 전면판(450)과 후면판(460)에 관통되도록 구비한 이유는, 상기 세그먼트(400)에 의해 막힌 단층파쇄구간에 대한 숏패치작업(몰탈 스프레이작업) 또는 급결몰탈시멘트를 단층파쇄구간의 암반터널면측으로 주입하여 단층파쇄구간에 대한 안정성을 조기에 확보할 수 있도록 하기 위함이다.The fastening
또한, 복수개의 세그먼트(400)를 볼트와 너트를 이용하여 서로 연결하는 과정에서 상기 체결부(470)에 세트앙카(A)를 체결함에 따라 암반터널면과 세그먼트(400)와의 결착성 및 견고한 결속성을 향상시킬 수 있어 원형의 암반터널면을 따라 360도 방향으로 설치되는 세그먼트(400)가 붕괴되는 것을 미연에 방지할 수 있다.In addition, when the set anchors A are fastened to the fastening
본 발명은 상기 제3공정(S3) 전, 전방 상부에서 중/대규모의 붕락이 발생되어 상부에 일정간격으로 강지보, 락볼트, 숏크리트, 훠폴링(fore poling) 또는 프리그라우팅(pre-grouting) 보강작업이 필요할 경우, 프로브드릴(D)을 상기 세그먼트이랙터에 장착한 후 천공하여 단층파쇄구간에 대한 지질탐사를 진행한 후 훠폴링(fore poling) 또는 프리그라우팅(pre-grouting) 보강작업을 진행하는 보강작업공정(S5)이 더 구비되어 이루어진다.In the present invention, a middle / large-scale collapse occurs in the upper part of the upper part before the third step (S3), and the upper part of the upper part is subjected to preliminary grooving, rock bolt, shotcrete, fore- When a reinforcing operation is required, a probe drill (D) is attached to the segmenter and then drilled to perform a geological survey on a single-layer crushing section, followed by fore-poling or pre-grouting reinforcement work (S5) for reinforcement work.
이에 따라, 공간이 협소하여 천공이 어려운 구간에 대해 쉽고 용이하게 훠폴링(fore poling) 또는 프리그라우팅(pre-grouting)에 의한 보강작업이 가능하며, 회전커터헤드의 원주방향으로 천공 가이드 홀 파이프를 내장 구성하여 약 5 ~ 15도로 상향 천공할 수 있다.Accordingly, it is possible to easily and easily perform reinforcement work by fore poling or pre-grouting with respect to a section where the space is narrow and difficult to perforate, and a perforation guide hole pipe in the circumferential direction of the rotary cutter head It can be built up to about 5 ~ 15 degrees upward.
또한, 본 발명은 상기 제1공정(S1) 전, 소규모의 낙반 발생 시, 몰탈스프레이노즐을 상기 세그먼트이랙터에 연결한 후 숏배치작업을 진행하여 낙반을 방지하는 숏배치공정(S6)이 더 구비되어 이루어진다.In addition, the present invention further includes a short placement step (S6) for preventing the fall-off by performing a short placement operation after connecting the mortar spray nozzle to the segmental actuator at the time of occurrence of a small-scale fallout before the first step (S1) .
이에 따라, 스틸 재질의 세그먼트를 설치 시공하기 전, 몰탈스프레이를 이용하여 숏배치작업을 먼저 진행할 수 있기 때문에 낙반에 따른 작업자의 안전사고를 미연에 방지할 수 있으며, 360도 방향으로 회전되는 세그먼트이랙터에 몰탈스프레이노즐을 연결하여 숏배치작업을 진행하기 때문에 원형의 암반굴착터널면에 대해 고른 숏배치작업이 이루어질 수 있다.
Accordingly, since the short placement work can be carried out first by using the mortar spray before the installation of the segments made of the steel material, it is possible to prevent the safety accident of the worker due to the fall-off, And the mortar spray nozzles are connected to perform the short placement work, so that a short placement work can be performed on the circular rock excavation tunnel surface.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described with reference to particular embodiments, such as specific elements, and specific embodiments and drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the above- And various modifications and changes may be made thereto by those skilled in the art to which the present invention pertains.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다
Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention
S1 : 제1공정 S2 : 제2공정
S3 : 제3공정 S4 : 세그먼트시공공정
S5 : 보강작업공정 S6 : 숏배치공정
400 : 세그먼트 410 : 상면판
411 : 제1체결구멍 420 : 하면판
421 : 제2체결구멍 430 : 좌면판
431 : 제3체결구멍 440 : 우면판
441 : 제4체결구멍 450 : 전면판
451 : 체결홈부 460 : 후면판
470 : 체결부S1: first process S2: second process
S3: Third process S4: Segment construction process
S5: Reinforcement work step S6: Short placement step
400: segment 410: upper surface plate
411: first fastening hole 420: bottom plate
421: second fastening hole 430: seat face plate
431: third fastening hole 440: right side plate
441: fourth fastening hole 450: front plate
451: fastening groove portion 460: rear plate
470:
Claims (3)
세그먼트이랙터에 세그먼트를 연결하는 제1공정(S1);
세그먼트가 연결된 세그먼트이랙터를 회전시켜 단층파쇄구간에 위치되는 암반터널면에 밀착하는 제2공정(S2);
암반터널면에 밀착된 세그먼트에 세트앙카를 체결하여 고정하는 제3공정(S3)으로 이루어지며,
상기 제1공정 내지 제3공정을 반복적으로 진행하여 단층파쇄구간에 위치되는 원형의 암반터널면에 대해 360도 방향으로 복수개의 세그먼트를 시공하는 세그먼트시공공정(S4)으로 이루어지고,
상기 세그먼트시공공정(S4)은,
상기 세그먼트가 연결되는 세그먼트이랙터를 회전시키는 것에 의해 상기 세그먼트가 회전되어 복수개의 세그먼트가 서로 겹쳐지지 않고 서로 측면이 밀착되어 조립설치되도록 이루어지며,
상기 세그먼트(400)는,
복수개의 제1체결구멍(411)이 통공된 상면판(410)과;
복수개의 제2체결구멍(421)이 통공된 하면판(420)과;
복수개의 제3체결구멍(431)이 통공된 좌면판(430)과;
복수개의 제4체결구멍(441)이 통공된 우면판(440)과;
상기 상면판(410)과 하면판(420), 좌면판(430) 및 우면판(440)을 연결하여 전방측에 위치되고 상기 제1체결구멍(411)과 제2체결구멍(421), 제3체결구멍(431) 및 제4체결구멍(441)과 각각 대응되는 체결홈부(451)가 각각 구비되고 상기 전진이동부(120)에 의해 상기 굴착체(100)가 전진이동할 때 상기 그리퍼체(200)가 밀착되는 전면판(450)과;
상기 상면판(410)과 하면판(420), 좌면판(430) 및 우면판(440)을 연결하여 후방측에 위치되는 후면판(460)과;
상기 전면판(450)과 후면판(460)을 관통하고 단층파쇄구간에 밀착될 때 상기 세그먼트이랙터(380)의 연결돌부(381)가 연결되고 단층파쇄구간에 밀착된 후 세트앙카(A)가 체결되는 체결부(470)를 갖는 스틸재질로 이루어지며,
상기 제3공정(S3) 전,
전방 상부에서 중/대규모의 붕락이 발생되어 상부에 일정간격으로 훠폴링(fore poling) 또는 프리그라우팅(pre-grouting) 보강작업이 필요할 경우,
프로브드릴(D)을 상기 세그먼트이랙터에 장착한 후 천공하여 단층파쇄구간에 대한 지질탐사를 진행한 후 훠폴링(fore poling) 또는 프리그라우팅(pre-grouting) 보강작업을 진행하는 보강작업공정(S5)이 더 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 암반 TBM 터널의 단층파쇄구간 보강방법.
A gripper body having a rotary cutter head and a forward moving portion for advancing the rotary cutter head; a gripper body which is in close contact with a rock tunnel surface when the excavator moves forward and which supports the excavator; In a reinforcing operation for a single fracture section in an excavation work of a rock tunnel using a rock tunnel excavation apparatus having a segmenter provided between the gripper bodies,
A first step (S1) of connecting the segments to the segment actuators;
A second step (S2) in which the segmenter connected with the segment is rotated to come into close contact with the rock tunnel surface positioned in the single-layer crushing section;
And a third step (S3) of fastening and fixing the set anchor to a segment closely attached to the rock tunnel surface,
(S4) for repeatedly performing the first to third steps to construct a plurality of segments in the direction of 360 degrees with respect to the circular rock tunnel surface located in the single-crush zone,
The segment construction step (S4)
The segment is rotated by rotating the segmenter to which the segment is connected so that the plurality of segments are not overlapped with each other,
The segment (400)
A top plate 410 having a plurality of first fastening holes 411 formed therethrough;
A bottom plate 420 having a plurality of second fastening holes 421 formed therethrough;
A seat plate 430 having a plurality of third fastening holes 431 formed therethrough;
A right side plate 440 having a plurality of fourth fastening holes 441 formed therethrough;
The upper plate 410 is connected to the lower plate 420, the seat plate 430 and the right plate 440 and is located on the front side. The first and second fastening holes 411 and 421, And a fastening groove portion 451 corresponding to the fastening hole 431 and the fourth fastening hole 441 are respectively provided in the fastening portion 120. When the fastening portion 120 is moved forward by the fastening portion 120, 200) are closely contacted with each other;
A rear plate 460 disposed at the rear side of the upper plate 410 to connect the lower plate 420, the seating plate 430 and the right plate 440;
When the connecting protrusion 381 of the segmenter 380 is connected to the front plate 450 and the rear plate 460 and is in close contact with the single-layer crushing section, the set anchor A is closely contacted with the single- And is made of a steel material having a fastening portion 470 to be fastened,
Before the third step (S3)
If heavy / large scale collapse occurs at the upper part of the upper part and fore poleing or pre-grouting reinforcement work is required at the upper part at regular intervals,
A reinforcement work process S5 for carrying out a fore-poling or pre-grouting reinforcement work after the probe drill D is mounted on the segmenter and then drilled to perform a geological survey for a single-fracture section The method of reinforcing a single-bed fracture zone of a rock TBM tunnel.
상기 제1공정(S1) 전,
소규모의 낙반 발생 시, 몰탈스프레이노즐을 상기 세그먼트이랙터에 연결한 후 숏배치작업을 진행하여 낙반을 방지하는 숏배치공정(S6)이 더 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 암반 TBM 터널의 단층파쇄구간 보강방법.The method according to claim 1,
Before the first step (S1)
Further comprising a short placement step (S6) of preventing the fall-off by proceeding with a short placement operation after connecting the mortar spray nozzle to the segmental actuator when a small-scale fallout occurs, Way.
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