KR102305424B1 - 폐합형 중간지지대를 이용한 비개착지중구조물 시공방법 및 이를 이용하여 제작된 비개착지중구조물 - Google Patents

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Abstract

비개착지중구조물을 시공하기 위한 수평강관을 폐합형으로 시공하여 지중폐합체를 시공하고, 상기 지중폐합체 내측면에 하중 지지를 위한 폐합형 중간지지대를 쐐기형 압입구를 이용하여 안정적으로 설치하고, 지중폐합체 내측면을 마감하는 것만으로 비개착구조물을 지중에 비개착 방식으로 시공할 수 있는 폐합형 지보재를 이용한 비개착지중구조물 시공방법 및 이를 이용하여 제작된 비개착지중구조물이 개시된다.

Description

폐합형 중간지지대를 이용한 비개착지중구조물 시공방법 및 이를 이용하여 제작된 비개착지중구조물{CONSTRUCTION MEYHOD FOR UNDERGROUND STRUCTURE BY NON-EXCAVATION USING CLOSED SECTION REINFORCING MEMBER AND UNDERGROUND STRUCTURE THEREWITH}
본 발명은 폐합형 중간지지대를 이용한 비개착지중구조물 시공방법 및 이를 이용하여 제작된 비개착지중구조물에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 비개착지중구조물을 시공하기 위한 수평강관을 폐합형으로 시공하여 지중폐합체(A)를 시공하고, 상기 지중폐합체(A) 내측면에 하중 지지를 위한 폐합형 중간지지대를 쐐기형 압입구를 이용하여 안정적으로 설치하고, 지중폐합체(A) 내측면을 마감하는 것만으로 비개착구조물을 지중에 비개착 방식으로 시공할 수 있는 폐합형 지보재를 이용한 비개착지중구조물 시공방법 및 이를 이용하여 제작된 비개착지중구조물에 관한 것이다.
도 1a는 종래 지하통로의 비개착식 시공도를 도시한 것이다.
즉, 지반을 개착시켜 형성시킨 지중에 지하차도등과 지중구조물을 시공하지 않고, 지표면에서 하방으로 일정한 심도를 가지면서, 지중에서 지중구조물의 길이방향으로 지반을 전방 굴착하고, 굴착된 공간을 지중구조물로 시공하기 위하여,
먼저, 4 모서리에는 다면관체(12)를 전방으로 관입 시공하고, 다면관체(12) 사이사에는 호형관체(11)를 연결하면서 전방으로 관입시공하고, 호형관체(11)와 다면관체(12)의 측면등을 절개하여 형성시킨 개구에 철근조립체(30)를 설치하고,
상기 철근조립체(30)가 매립되도록 호형관체(11)와 다면관체(12) 내부에 콘크리트(40)를 타설하여, 호형관체(11)와 다면관체(12)에 의한 사각단면의 지중구조물을 콘크리트(40)로 시공하고 있음을 알 수 있다.
이에 콘크리트(40)가 강재로 제작된 관 형태의 호형관체(11)와 다면관체(12)와 일체로 합성되어 지중에서 발생하는 토압을 지지하도록 하고 있음을 알 수 있다.
하지만 이러한 방식은 호형관체(11)와 다면관체(12)의 측면등을 절개하는 작업의 어려움이 발생하게 되고, 이로서 공기지연 및 공사비 증가요인이 될 수 밖에 없다는 한계가 있게 된다. 또한 철근조립체(30)를 일체로 호형관체(11)와 다면관체(12)의 개구에 설치하는 작업을 위한 별도의 장치가 필요하기 때문에 시공성은 낮아질 수 밖에 없게 된다.
도 1b는 종래 터널갱구부에 시공되는 수평관과 지보재 시공도를 도시한 것이다.
상기 터널갱구부는 터널용 막장이 형성되기 전에 작업차량, 굴착장치등을 반입하기 위한 터널 구조물로서 터널 초입 외부로부터 전방으로 일정한 길이로 연장된 수평강관(52)을 반원형 형태로 삽입 연결 시공하고, 내측면에 역시 반원형 지보재(50)를 설치하여 상기 수평강관이 터널 초입 형성에 따른 붕괴를 방지할 수 있도록 하고 최종 철거된다.
하지만 이러한 터널갱구부에 설치되는 수평관과 지보재는 기본적으로 터널 시공에 있어 터널갱구부 보강을 위한 것으로서 터널갱구부 굴착에 따른 붕괴를 방지하기 위한 용도로 사용되는 것이지 지중구조물 시공을 위한 것은 아니라는 한계가 있게 된다.
대한민국 특허 제10-1665515호(발명의 명칭: 원지반 절취 없는 직천공 강관다단 터널 시공방법 및 구조, 공개일자: 2016년10월24일) 대한민국 특허 제10-1834847호(발명의 명칭: 미니 파이프루프를 이용한 친환경 터널 갱구부 시공방법, 공개일자: 2018년03월06일) 대한민국 특허 제10-1800582호(발명의 명칭: 지하통로의 비개착식 시공방법, 공개일자: 2017년12월20일)
이에 본 발명은 지반을 개착하지 않는 비개착방법으로 지중구조물을 시공함에 있어, 지중에 지중구조물의 단면형태로 폐합되도록 연결 시공된 수평강관을 시공하여 지중폐합체(A)를 먼저 시공하고, 지중폐합체(A)에 전달되는 토압을 효과적으로 저항할 수 있도록 폐합형 중간지지대 를 설치하되, 하중 전달의 효율성과 안정적인 설치를 위한 강관용쐐기구를 이용하고, 지중폐합체(A)와 폐합형 중간지지대를 마감후 그대로 지중구조물로 이용할 수 있는 폐합형 중간지지대를 이용한 비개착지중구조물 시공방법 및 이를 이용하여 제작된 비개착지중구조물 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 본 발명의 폐합형 중간지지대를 이용한 비개착지중구조물 시공방법 및 이를 이용하여 제작된 비개착지중구조물을 제공하기 위하여,
(a) 지중(G)에 수평강관을 지중에서 전방에 수평 삽입 하여 지중폐합체(A)를 시공하는 단계; (b) 폐합형 중간지지대를 굴착되어 노출된 지중폐합체(A) 내측면에 다수를 이격 설치하는 단계; 및 (c) 쐐기형 압입구를 이용하여 폐합형 중간지지대가 지중폐합체(A)에 서로 강접되도록 시공하는 단계;를 포함하며, 상기 (c) 단계의 쐐기형 압입구는 쐐기 기능을 가지도록 하면서, 곡면으로 형성된 수평강관과 접하는 부위는 이에 대응하는 곡면으로 형성되도록 하고, 수평면으로 형성된 폐합형 중간지지대과 접하는 부위는 이에 대응하는 수평면으로 형성되도록 하고, 폐합형 중간지지대와 수평강관과 접하는 부위의 양 측방으로부터 2개의 쐐기형 압입구를 수평강관과 폐합형 중간지지대이 접하는 부위의 틈새공간에 삽입시켜 폐합형 중간지지대가 지중폐합체(A)에 서로 용접하지 않고 강접되어 면접상태가 되도록 시공하게 된다.
본 발명의 폐합형 중간지지대를 이용한 비개착지중구조물 시공방법 및 이를 이용하여 제작된 비개착지중구조물에 의하면, 비개착지중구조물의 상판, 저판 및 양 측벽시공을 위해 콘크리트 타설등의 작업이 필요없기 때문에 신속하고 경제적인 비개착지중구조물 시공이 가능하게 된다.
또한 폐합형 중간지지대와 수평강관에 의한 지중폐합체(A)는 지중폐합체에 작용하는 토압을 지지하기 위하여 폐합형 중간지지대와 지중폐합쳬 쐐기형 압입구를 이용하여 서로 강접 시키기 때문에 토압지지 효과를 증진시킬 수 있게 된다.
또한 폐합형 중간지지대와 수평강관에 의한 지중폐합체는 방사형으로 작용하는 토압을 저항할 수 있도록 하기 위하여 앵커등을 사용하지 않기 때문에 보다 경제적인 비개착지중구조물 시공이 가능하게 된다.
도 1a는 종래 지하통로의 비개착식 시공도,
도 1b는 종래 터널갱구부에 시공되는 수평관과 지보재 시공도,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 폐합형 중간지지대를 이용한 비개착지중구조물 시공순서도 및 구성사시도,
도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d는 본 발명의 폐합형 중간지지대를 이용한 비개착지중구조물의 구성사시도,
도 3e는 본 발명의 폐합형 중간지지대를 이용한 비개착지중구조물 시공방법을 이용하여 제작된 비개착지중구조물의 시공도를 도시한 것이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
[ 본 발명의 폐합형 중간지지대(120)를 이용한 비개착지중구조물(100) 시공방법]
도 2a는 본 발명의 폐합형 중간지지대(120)를 이용한 비개착지중구조물(100) 시공순서도, 도 2b는 폐합형 중간지지대(120)를 이용한 비개착지중구조물(100) 구성사시도를 도시한 것이고, 도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d는 본 발명의 폐합형 중간지지대를 이용한 비개착지중구조물의 구성사시도를 도시한 것이다.
상기 비개착지중구조물(100)은 도 3a와 도 3e와 같이, 도로, 철도 등을 지중에서 횡단하도록 연장시공되는 폐합형 박스형태의 지중구조물이다.
즉, 도로, 철로 하부의 지반에 최소한의 토피고를 가지면서 도로, 철로의 운행을 방지하지 않도록 도로, 철로와 그 주변의 지반을 전부 또는 일부 개착을 하지 않도록 시공(비개착)되며, 상기 지중구조물의 시점부와 종점부등 사이의 지중에 지반을 굴착 하면서 시공하게 된다.
이에 상기 지중에 지반을 굴착하는 경우, 굴착 내측은 토압에 의한 붕괴가 발생할 수 있기 때문에 토압을 효과적으로 지지하는 것으로서 도 2b와 같이, 수평강관(110)을 전방압입하여 연결하여 지중폐합체(A)를 먼저 시공하고, 지중폐합체(A)에 작용하는 토압을 지지하기 위하여 폐합형 중간지지대(120)와 쐐기형 압입구(130)를 이용하게 된다.
즉, 종래에는 수평강관(110)과 같은 루프형태의 압입체를 비개착지중구조물의 일부로 이용하기 위해서 측면을 절개하여 형성시킨 개구에 철근을 조립 설치하고, 콘크리트를 타설하는 방식을 채택하여 시공성이 낮아질 수 밖에 없다는 한계가 있게 된다.
이에 본 발명은 수평강관(110)을 서로 연결시켜 시공된 지중폐합체(A)에 작용하는 토압에 대한 휨 강성 확보를 위해, 폐합형 중간지지대(120)와 쐐기형 압입구(130)를 이용하여 수평강관의 측면을 개구시키고 철근을 배근하는 작업을 배제시키게 된다.
구체적으로 살펴보면, 도 2b와 같이, 폐합 단면의 형상으로 지중에 수평 삽입된 수평강관(110)에 의한 지중폐합체(A) 내측면을 따라 링 형태의 폐합형 중간지지대(120)를 다수 이격 설치하되, 쐐기형 압입구(130)를 이용하여 폐합형 중간지지대(120)와 수평강관(110)을 강접시켜 하중 전달의 효율성을 확보하여 바로 지중구조물로서 그대로 이용할 수 있도록 하되, 미관상 마감작업으로 지중폐합체(A)와 폐합형 중간지지대(120) 내측면을 마감처리함으로서 신속하면서도 안정적으로 시공할 수 있도록 하게 된다.
이에 먼저 도 2a 및 도 2b와 같이, 지중(G)에 수평강관(110)을 지중에서 전방에 수평 삽입 하여 지중폐합체(A)를 시공하게 된다(s110).
비개착지중구조물(100)은 연장길이에 따라 지중구조물(비개착지중구조물을 포함하는 전체 시공대상)의 시점부, 종점부등에 수직갱을 시공하여 수평강관(110)을 지중에서 전방에 수평 삽입 할 수 있는 시공공간을 미리 형성시키게 되며, 수평강관(110)의 내부를 굴착하면서 전방으로 압입시켜 지중에 수평 삽입시키게 된다.
상기 수평강관(110)은 원형강관을 이용하면 되는데, 일정한 직경을 가지고 있어 내부로 회전굴착기를 수용할 수 있는 것을 이용하여 수평강관 내부의 지반을 굴착 배토하면서 전방으로 압입시켜 삽입시키게 된다.
1회에 최대 100m 정도는 삽입시킬 수 있으며, 지반에 따라 회전굴착기의 드릴비트를 변경해가면서 시공할 수 있으며, 지중폐합체(A)는 수평강관(110)을 서로 연결시공하여 완성된 수평강관체를 의미하며, 폐합되어 내측공간을 굴착하여도 붕괴되지 않도록 하는 역할을 하게 된다.
이때 상기 지중폐합체(A)를 구성하는 수평강관(110)의 시공도와 연결구성도 도시한 것이 도 3a, 도 3b, 도 3c이다.
즉, 수평강관(110)은 도 3a 및 도 3b와 같이,
측면에 가이드연결부가 형성된 것을 이용하여 서로 연결되면서 이격되어 시공할 수 있음을 알 수 있다.
이때 수평강관(110) 측면이 서로 접하거나 겹쳐지도록 시공하는 경우 차수성 확보에는 유리하지만 그만큼 소요되는 수평강관(110)이 개수는 증가되고, 절개 해야 하는등의 부수적인 작업이 필요하게 된다.
이에 본 발명은 도 3b와 같이, 수평강관(110)의 측면에 가이드연결부로서 암연결구(111), 수연결구(112)를 이용하고 있음을 알 수 있다.
도 3b에 의하면 상기 암연결구(111)는 수평강관(110) 측면에 이격 되어 일측에 측면슬릿(111b)이 형성된 수평연결관(111a)으로 형성되고,
상기 수연결구(112)는 수평연결관(111a) 보다 작은 직경을 가진 내측연결관(112a)과 상기 내측연결관(112a) 측면에 일체로 형성된 삽입연결판(112b)을 이용하고 있음을 알 수 있다.
이에 상기 수평강관(110)의 연결부위에 위치한 서로 연결된 암연결구(111), 수연결구(112)는 차수성 확보를 위하여 가이드연결부 주위에 차수파일(113)을 더 시공하는 것도 가능하며, 상기 서로 연결된 암연결구(111), 수연결구(112)의 내부를 그라우팅재로 마감시켜도 된다.
이로서 본 발명은 수평강관(110)의 측면에 가이드연결부로서 암연결구(111), 수연결구(112)를 이용해도 되지만 도 3c와 같이, 호형연결판(114)을 이용할 수 있음을 알 수 있다.
즉, 이 경우에는 차수파일(113)을 이용하지 않아도 되지만 함께 사용할 수 있으며, 서로 이격된 수평강관(110) 사이사이를 내부굴착 하면서 호형연결판(114)을 이용하여 서로 연결시키고 있음을 알 수 있다.
이때, 도 3a와 같이 상기 지중폐합체(A)는 비개착지중구조물(100)의 단면 형태에 대응하여 사각 폐합단면으로 연결 시공하고 있음을 알 수 있다.
즉, 상기 지중폐합체(A)의 수평강관(110)은 상부수평강관(110a), 양 측방수평강관(110b), 하부수평강관(110c)로서 폐합형 사각단면 형태로 시공되고 있음을 알 수 있으며, 암연결구(111), 수연결구(112)에 의한 가이드연결부 또는 호형연결판(114)으로 서로 연결되어 있음을 알 수 있다.
다음으로는 도 2a 및 도 2b와 같이, 폐합형 중간지지대(120)를 굴착되어 노출된 지중폐합체(A) 내측면에 다수를 이격 설치하게 된다(s120).
즉, 지중폐합체(A)이 수평강관(110)을 구성하는 상부수평강관(110a), 양 측방수평강관(110b), 하부수평강관(110c)로서 폐합형 사각단면 전체에 토압이 발생하게 되는데 이를 효과적으로 저항하기 위하여 폐합형 중간지지대(120)를 사용하게 된다.
즉, 상기 폐합형 중간지지대(120)는 도 3a와 같이, 지중폐합체(A)의 수평강관(110)을 구성하는 상부수평강관(110a), 양 측방수평강관(110b), 하부수평강관(110c)로서 폐합형 사각단면 내측면에 연속적으로 접하도록 제작된 강재, 프리캐스트 부재로서 지중폐합체(A)의 연장방향으로 다수가 서로 이격되어 설치되어 있음을 알 수 있다.
즉, 지중폐합체(A)의 수평강관(110)에 작용하는 토압은 수평강관(110)의 연장방향으로 연속하여 방사형으로 작용하게 되므로 수평강관(110) 내측면에 링 형태로 폐합시킨 폐합형 중간지지대(120)는 전달되는 토압을 지지하는 다수의 지점부로서 작용하게 되고, 폐합형 중간지지대(120)과 폐합형 중간지지대(120) 사이의 위치하는 수평강관(110)은 작용 토압에 대하여 폐합형 중간지지대(120)에 의하여 양 단부가 지지되는 지지부재로 작용하게 되므로, 보다 효과적인 토압 지지성능을 가질 수 있게 된다.
이러한 폐합형 중간지지대(120)는 도 2a 및 도 2b와 같이, 강재의 경우 철골부재를 이용할 수 있지만 본 발명은 블록부재인 철근콘크리트 부재를 이용하여 설치할 수도 있다.
이때 상기 지중폐합체(A)의 수평강관(110) 내측면은 곡면인 반면, 폐합형 중간지지대(120)는 강재, 프리캐스트 부재의 표면은 통상 수평면으로서 서로 접하도록 시공해도 면접되지 않게 된다.
즉, 서로 접하는 부분이 선접되는 경우가 많아지게 된다. 또한 시공오차 때문에 지중폐합체(A)의 수평강관(110) 내측면과 폐합형 중간지지대(120)와 밀착되지 않는 경우가 발생할 수 밖에 없게 된다.
이에 본 발명은 폐합형 중간지지대(120)가 지중폐합체(A)의 수평강관(110) 내측면에 단순히 접하는 형태로 설치하는 것이 아니라 토압을 완전히 전달받아 폐합된 형태로 저항하기 때문에 강접시키기 위하여 쐐기형 압입구(130)를 이용하게 된다.
다음으로는 도 2a 및 도 2b와 같이, 쐐기형 압입구(130)를 이용하여 폐합형 중간지지대(120)가 지중폐합체(A)에 서로 강접되도록 시공하게 된다(s130).
도 3d는 본 발명의 쐐기형 압입구(130)의 설치도를 도시한 것이다.
상기 쐐기형 압입구(130)는 쐐기 기능을 가지도록 하면서 곡면으로 형성된 수평강관(110)과 접하는 부위는 이에 대응하는 곡면으로 형성되도록 하고, 수평면으로 형성된 폐합형 중간지지대(120)과 접하는 부위는 이에 대응하는 수평면으로 형성되도록 하고, 간단한 작업으로 설치가 가능하도록 폐합형 중간지지대(120)와 수평강관(110)와 접하는 부위의 양 측방으로부터 2개의 쐐기형 압입구(130)를 삽입시키는 방식으로 수평강관(110)과 폐합형 중간지지대(120)이 접하는 부위의 틈새공간에 삽입시켜 끼워 설치하게 된다.
이로서 수평강관(110)으로 부터의 하중이 쐐기형 압입구(130)에 의하여 폐합형 중간지지대(120)에 분산되면서 보다 안정적으로 전달될 수 있어 본 발명은 이를 쐐기형 압입구(130)에 의한 강접(면접 상태)이라 지칭하게 된다.
이때 지중폐합체(A)이 먼저 시공된 상태이고, 폐합형 중간지지대(120)가 지중폐합체(A) 내측면을 따라 링 형태로 설치되기 때문에 접하는 부위를 용접하게 되면 작업도 어렵고, 위험하지만 본 발명의 지중폐합체(A)는 설치도 용이하고, ㄷ자형 클램프와 같은 압착잭을 보조적으로 이용할 경우 끼워넣는 작업 및 위치 세팅이 용이하게 된다.
이러한 쐐기형 압입구(130)는 지중폐합체(A)과 폐합형 중간지지대(120)이 접하는 모든 부위를 할 필요는 없고, 하중전달이 가능한 범위에서 다수를 설치하면 되기 때문에 경제성도 확보할 수 있게 된다.
이로서 작용하는 토압을 수평강관(110)이 폐합된 상태로 방사형으로 저항할 수 있게 되고, 이러한 토압을 모두 지중폐합체(A)이 저항하도록 하게 되면 지중폐합체(A)의 단면 크기가 커지기 때문에 비효율적이게 된다.
쐐기형 압입구(130)를 사용하여 폐합형 중간지지대(120)와 수평강관(110)이 강접되도록 하게 되면 폐합형 중간지지대(120)가 토압에 의한 휨 모멘트에 대한 지지점 역할을 하도록 하고, 쐐기형 압입구(130)를 이용하여 하중 전달의 안정성을 확보할 수 있게 된다.
이때 곡면으로 형성된 지중폐합체(A)과 접하는 곡면에는 도 3d와 같이, 마찰패드(131)를 더 설치하여 파손 및 마찰력 확보가 가능하도록 하게 된다.
또한 상기 지중폐합체(A)의 수평강관(110) 내부에는 콘크리트와 같은 충전재(C)를 충전시킬 경우 토압 지지에 보다 매우 효과적이게 된다.
다음으로는 도 2a 및 도 2b와 같이, 폐합형 중간지지대(120), 지중폐합체(A)의 콘크리트(C)가 충전된 수평강관(110), 쐐기형 압입구(130)를 마감하게 된다(s140).
즉, 쐐기형 압입구(130)와, 폐합형 중간지지대(120)가 콘크리트가 충전된 지중폐합체(A)의 수평강관(110)을 안정적으로 지지하고 있어 자체로서 지중구조물로 기능하게 되며, 수평강관(110), 쐐기형 압입구(130)와, 폐합형 중간지지대(120)가 노출되어 있어, 마감용으로 콘크리트를 도포하는 등이 작업으로 간단하게 미관을 확보하여 최종 비개착지중구조물(100)을 완성시키게 된다.
[ 본 발명의 폐합형 중간지지대를 이용한 비개착지중구조물 시공방법을 이용하여 제작된 비개착지중구조물(100)]
도 3a와, 도 3e는 본 발명의 폐합형 중간지지대를 이용한 비개착지중구조물 시공방법을 이용하여 제작된 비개착지중구조물(100)의 시공도를 도시한 것이다.
즉, 상기 비개착지중구조물(100)은
도 2b와 같이, 지중(G)에 수평강관(110)을 지중에서 전방에 수평 삽입 시공하여 지중폐합체(A)를 시공하고, 폐합형 중간지지대(120)를 굴착되어 노출된 지중폐합체(A) 내측면에 다수를 이격 설치하고, 쐐기형 압입구(130)를 이용하여 폐합형 중간지지대(120)가 지중폐합체(A)에 서로 강접되도록 시공한 후, 폐합형 중간지지대(120)가 지중폐합체(A)의 콘크리트가 충전된 수평강관(110), 쐐기형 압입구(130)를 마감하여 시공하게 된다.
이러한 비개착지중구조물(100)은 도 3a와 같이, 직사각형 단면의 폐합형 비개착구조물로 형성시킬 수 있는데 지중구조물 대부분은 이러한 단면 형태로 시공되기 때문에 콘크리트가 채워진 지중폐합체(A)의 수평강관(110) 주위에 차수파일(113)과 호형연결판(114)으로 시공하고 있음을 알 수 있다.
차수파일(113)은 강관 다단 그라우팅 방식으로 시공하도록 하면서 내부에 보강심재(115)를 더 삽입하여 차수효과와 강성확보도 가능하도록 하게 된다.
또한 폐합형 중간지지대(120)는 지중구조물 그대로 이용하도록 공장에서 제작된 프리캐스트 모듈, 철골부재를 현장에서 용접, 볼트체결등을 통해 조립 설치하게 되며 지중폐합체(A)의 내측공간을 전방으로 굴착하면서 다수를 서로 이격시켜 설치하게 된다. 이에 굴착면은 막장으로서 계속으로 전방굴착하게 된다.
이때 도 3a에 의하면, 횡방향 폭이 길게 연장되는 경우, 내부 중간지지대(121)을 더 설치하고 있음을 알 수 있다.
이때 상기 내부 중간지지대(121)는 수직서포트부재(122)의 상단을 지중폐합체(A)연장방향으로 배치된 상부지지대(123)으로 폐합형 중간지지대(120) 저면에 지지되도록 하고, 하단을 잭서포트(125)를 이용하여 길이조정과 텐션을 유지하면서 역시 상부지지대(123)과 설치된 하부지지대(124)로 최종 지지되도록 하고 지중구조물의 중앙벽체로 마감시킬 수 있음을 알 수 있다.
이때 잭서포트(125)는 수직서포트부재(122)의 하단 또는 상단에 각각 교번하여 설치하여 지지성능을 확보할 수 있도록 하게 된다.
또한, 폐합형 중간지지대(120)와 폐합형 중간지지대(120) 사이는 마감패널(126)로 마감시키고 있음을 알 수 있다.
다음으로 비개착지중구조물(100)은 도 3e와 같이, 말굽형 단면의 폐합형 비개착구조물로 형성시킬 수도 있음을 알 수 있는데 역시 콘크리트가 채워진 수평강관(110) 주위에 차수파일(113)과 호형연결판(114)으로 시공하고 있음을 알 수 있다.
이에 역시 차수파일은 강관 다단 그라우팅 방식으로 시공하도록 하면서 내부에 보강심재(115)를 더 삽입하여 차수효과와 강성확보도 가능하도록 하게 됨은 동일하다.
또한 폐합형 중간지지대(120)도 말굽형으로 최종 설치되도록 하고, 역시 지중구조물 그대로 이용하도록 공장에서 제작된 프리캐스트 모듈, 철골부재를 현장에서 용접, 볼트체결등을 통해 조립 설치하게 되며 수평강관(110)의 내측공간을 전방으로 굴착하면서 다수를 서로 이격시켜 설치하게 된다. 이에 굴착면은 막장으로서 계속으로 전방굴착하게 된다.
이때 도 3a와는 달리 내부 중간지지대(121)는 설치하지 않고 있으나 당연히 설치 가능하다.
역시 폐합형 중간지지대(120)와 폐합형 중간지지대(120) 사이는 마감패널(126)로 마감시키고 있음을 알 수 있다.
이에 지중폐합체(A)은 막장 형성을 위해 시점부와 종점부를 거쳐 먼저 완성시키고, 지중폐합체(A) 내부공간을 굴착하여 막장을 형성시켜 가면서 폐합형 중간지지대(120)를 쐐기형 압입구(130)를 이용하여 강접시키는 작업을 반복하여 연장길이에 따른 본 발명의 비개착지중구조물(100)이 완성된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 비개착지중구조물
110: 수평강관 110a:상부수평강관
110b: 양 측방수평강관 110c: 하부수평강관
111: 암연결구 111a: 수평연결관
111b: 측면슬릿 112: 수연결구
112a: 내측연결관 112b: 삽입연결판
113: 차수파일 114: 호형연결판
115: 보강심재 120: 폐합형 중간지지대
121: 내부 중간지지대 122: 수직서포트부재
123: 상부지지대 124: 하부지지대
125: 잭서포트 126: 마감패널
130: 쐐기형 압입구 131: 마찰패드
A: 지중폐합체

Claims (10)

  1. (a) 지중(G)에 수평강관(110)을 지중에서 전방에 수평 삽입 하여 지중폐합체(A)를 시공하는 단계;
    (b) 폐합형 중간지지대(120)를 굴착되어 노출된 지중폐합체(A) 내측면에 다수를 이격 설치하는 단계; 및
    (c) 쐐기형 압입구(130)를 이용하여 폐합형 중간지지대(120)가 지중폐합체(A)에 서로 강접되도록 시공하는 단계;를 포함하며,
    상기 (c) 단계의 쐐기형 압입구(130)는 쐐기 기능을 가지도록 하면서, 곡면으로 형성된 수평강관(110)과 접하는 부위는 이에 대응하는 곡면으로 형성되도록 하고, 수평면으로 형성된 폐합형 중간지지대(120)과 접하는 부위는 이에 대응하는 수평면으로 형성되도록 하고, 폐합형 중간지지대(120)와 수평강관(110)와 접하는 부위의 양 측방으로부터 2개의 쐐기형 압입구(130)를 수평강관(110)과 폐합형 중간지지대(120)이 접하는 부위의 틈새공간에 삽입시켜 폐합형 중간지지대(120)가 지중폐합체(A)에 서로 용접하지 않고 강접되어 면접상태가 되도록 시공하는 폐합형 중간지지대를 이용한 비개착지중구조물 시공방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 (a) 단계의 지중폐합체(A)는
    수평강관(110)의 측면에 가이드연결부로서 암연결구(111), 수연결구(112)를 이용하여 서로 연결된 수평강관(110)에 의해서 폐합된 형태로 형성되도록 하는 폐합형 중간지지대를 이용한 비개착지중구조물 시공방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 가이드연결부는
    일측에 측면슬릿(111b)이 형성된 수평연결관(111a)으로 형성된 암연결구(111)가 수평강관(110) 측면에 이격 되어 설치되고,
    수평연결관(111a) 보다 작은 직경을 가진 내측연결관(112a)과 상기 내측연결관(112a) 측면에 일체로 형성된 삽입연결판(112b)을 포함하는 수연결구(112)가 설치되고,
    상기 서로 연결된 암연결구(111), 수연결구(112)의 내부를 그라우팅재로 마감시켜 이루어지도록 하는 폐합형 중간지지대를 이용한 비개착지중구조물 시공방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 암연결구(111), 수연결구(112)로 구성되는 가이드연결부 주위에 보강심재(115)가 형성되도록 시공된 차수파일(113)을 더 시공하여 차수성능을 확보하도록 하는 폐합형 중간지지대를 이용한 비개착지중구조물 시공방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 (a) 단계의 지중폐합체(A)는
    서로 이격된 수평강관(110) 사이사이를 내부굴착 하면서 호형연결판을 이용하여 서로 연결된 수평강관(110)에 의해서 폐합된 형태로 형성되도록 하는 폐합형 중간지지대를 이용한 비개착지중구조물 시공방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 (b) 단계의 폐합형 중간지지대(120)는
    폐합 단면의 형상으로 지중에 수평 삽입된 수평강관(110)에 의한 지중폐합체(A) 내측면을 따라 링 형태로 형성되어 다수가 서로 이격 설치되도록 하는 폐합형 중간지지대를 이용한 비개착지중구조물 시공방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 폐합형 중간지지대(120)는 지중구조물 그대로 이용하도록프리캐스트 모듈 또는 철골부재를 현장에서 조립 설치하게 되며 지중폐합체(A)의 내측공간을 전방으로 굴착하면서 다수를 서로 이격시켜 설치하는 폐합형 중간지지대를 이용한 비개착지중구조물 시공방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    횡방향 폭이 길게 연장되는 폐합형 중간지지대(120) 내부 중간지지대(121)을 더 설치하고, 상기 내부 중간지지대(121)는
    수직서포트부재(122)의 상단을 지중폐합체(A)연장방향으로 배치된 상부지지대(123)으로 폐합형 중간지지대(120) 저면에 지지되도록 하고, 하단을 잭서포트(125)를 이용하여 길이조정과 텐션을 유지하면서 상부지지대(123)과 설치된 하부지지대(124)로 최종 지지되도록 하고 지중구조물의 중앙벽체로 마감시키는 폐합형 중간지지대를 이용한 비개착지중구조물 시공방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 잭서포트(125)는 수직서포트부재(122)의 하단 또는 상단에 각각 교번하여 설치하여 지지성능을 확보할 수 있도록 하며, 폐합형 중간지지대(120)와 폐합형 중간지지대(120) 사이는 마감패널(126)로 마감시키는 폐합형 중간지지대를 이용한 비개착지중구조물 시공방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 지중폐합체(A)는 사각형 단면 또는 말굽형 단면으로 형성되며,
    지중폐합체(A)의 수평강관(110) 내부에는 콘크리트를 포함하는 충전제가 더 형성되도록 하고,
    곡면으로 형성된 지중폐합체(A)과 접하는 곡면에는 마찰패드(131)를 더 설치하여 파손 및 마찰력 확보가 가능하도록 하는 폐합형 중간지지대를 이용한 비개착지중구조물 시공방법.
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