KR102591430B1 - 터널 수압 저감 장치 및 그 설치방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터널 수압 저감 장치 및 그 설치방법에 관한 것으로, 상기 터널 수압 저감 장치는 다수개의 배수공이 형성되는 외관, 상기 외관의 내부에 탈착 가능하게 삽입되어 설치되고 다수개의 배수공이 형성되는 내관, 및 상기 내관의 내면 또는 외면에 장착되어 상기 배수공들을 통해 토사유입을 방지하고 지반 유입수의 유입을 유도하기 위한 토사유입 방지 필터를 포함한다.

Description

터널 수압 저감 장치 및 그 설치방법{APPARATUS FOR REDUCING WATER PRESSURE ON TUNNEL AND INSTALLATION METHOD THEREOF}
본 발명은 터널 수압 저감 장치 및 그 설치방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 터널 주변의 수압을 저감하여 안정성을 확보할 수 있고 토사 유출에 따른 터널 주변 공동 생성을 방지할 수 있는 터널 수압 저감 장치 및 그 설치방법에 관한 것이다.
터널과 같은 지하구조물은 지상공간의 한계와 극심한 도심교통난을 해소하기 위한 대안으로써 그 활용도 및 중요성이 부각되고 있다. 터널들 대부분은 지하수위 아래 건설되기 때문에 지하수는 터널의 설계와 시공에 있어 매우 중요한 고려사항이다. 터널 붕괴 및 낙반, 라이닝 탈락 등과 같은 사고는 대부분 지하수의 거동과 관련이 있으며, 터널 운영 중에 나타나는 터널의 많은 문제들이 지하수의 누수 또는 수압작용과 밀접하게 연관되어 있다.
특히, 구조적으로 취약한 단층대 및 석회암 지반내 터널은 지상강우의 영향으로 지하수위가 증가하여 터널에 수압이 걸리기 쉽고, 그로 인해 터널 바닥부의 융기, 라이닝 균열 등의 변상을 초래하고, 또 경우에 따라서는 과다배수가 일어나 터널 주변의 토사유출을 초래하여 공동화에 따른 터널 구조물 및 인접 구조물의 안정성을 저하시킨다.
따라서 이러한 현상이 발생하지 않도록 배수계통을 설계하고 지속적으로 유지관리를 실시할 필요성이 있다.
한국 등록특허공보 제10-1063958(2011.09.02)호는 터널 작용수압 제어장치에 관한 것으로, 터널에 구비되어 터널에 가해지는 수압을 측정하는 수압측정센서와, 터널에 구비되어 터널 주변의 지하수를 배출시키는 배수유닛과, 수압측정센서에 의해 측정된 수압이 기설정된 수압을 초과하지 않도록 배수유닛의 개폐를 조절하는 제어유닛을 포함하고, 제어유닛에 의해 터널 각 지점의 수압을 제어동으로 제어할 수 있으므로, 터널의 구조적인 안정성이 증대되고 수압과다로 인한 터널의 하자 발생을 방지할 수 있으며, 터널 상부의 지하수위를 일정수준으로 유지하도록 함으로써 환경을 보호할 수 있는 터널 작용수압 제어장치를 제공한다.
한국 등록특허공보 제10-1957966(2019.03.07)호는 수압 저감 장치 및 이를 구비한 세그먼트 터널 시공 방법에 관한 것으로, 주입 개구에 수압 저감 장치가 설치된 복수개의 세그먼트 라이닝을 굴착방향으로 조립하는 단계와, 상기 수압 저감 장치를 이용하여 상기 복수개의 세그먼트 라이닝과 지반 사이에 그라우트를 주입하는 단계와, 주입된 상기 그라우트를 경화하는 단계 및 상기 세그먼트 라이닝의 외측의 수압이 기 설정된 압력 이상이면 개방되는 개폐 밸브를 상기 수압 저감 장치의 일측에 설치하는 단계를 포함하는 수압 저감 장치를 이용하여 안정성과 내구성이 향상된 세그먼트 터널을 시공할 수 있는 세그먼트 시공 방법을 제공한다.
한국 등록특허공보 제10-1063958(2011.09.02)호 한국 등록특허공보 제10-1957966(2019.03.07)호
본 발명의 일 실시예는 터널 주변의 수압을 저감하여 안정성을 확보할 수 있고 토사 유출에 따른 터널 주변 공동 생성을 방지할 수 있는 터널 수압 저감 장치 및 그 설치방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 터널의 바닥에 수직으로 필터가 부착된 배수관을 설치하여 지하 유입수의 원활한 외부 유출을 유도함으로써 수압 상승을 억제하여 터널 바닥부의 융기 현상을 방지함과 동시에 필터에 의해 토사 유출을 억제하여 터널 주변의 공동 생성을 방지할 수 있는 터널 수압 저감 장치 및 그 설치방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 외관과 내관의 이중으로 배수관을 형성하고 필터가 설치되는 내관을 외관에 탈착 가능하게 삽입하여 배수관 막힘 등의 수리열화에 대응하여 내관 및 필터를 쉽게 유지 보수할 수 있는 터널 수압 저감 장치 및 그 설치방법을 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 터널 수압 저감 장치는 다수개의 배수공이 형성되는 외관, 상기 외관의 내부에 탈착 가능하게 삽입되어 설치되고 다수개의 배수공이 형성되는 내관, 및 상기 내관의 내면 또는 외면에 장착되어 상기 배수공들을 통해 토사유입을 방지하고 지반 유입수의 유입을 유도하기 위한 토사유입 방지 필터를 포함한다.
상기 외관은 내부가 관통된 원형으로 형성되고 터널 바닥에 수직으로 매립되어 고정 설치될 수 있다.
상기 내관은 상기 외관의 내부에 교체 가능하게 삽입되어 설치되고 상기 다수개의 배수공의 직경이 상기 외관에 형성된 배수공의 직경 보다 작게 형성될 수 있다.
상기 내관은 복수개의 관부재들이 수직으로 연속 연결되도록 구성될 수 있다.
상기 내관은 일측에 상기 외관 내부로부터 탈착을 위한 작업용 고리가 마련되고 상기 작업용 고리를 통해 상기 내관이 상기 외관에 삽입되어 설치시 터널 바닥에 고정되어 지지될 수 있다.
상기 토사유입 방지 필터는 지반조건에 따라 상기 내관의 내면 또는 외면에 교체 가능하게 장착되고 투수성 재질로 이루어질 수 있다.
실시예들 중에서, 터널 수압 저감 장치 설치방법은 (a) 터널 바닥부를 천공하고 다공성 외관을 설치하는 단계, (b) 상기 터널의 지반조건을 기초로 토사유입 방지 필터를 다공성 내관의 내면 또는 외면에 장착하는 단계, 및 (c) 상기 토사유입 방지 필터가 장착된 상기 다공성 내관을 상기 다공성 외관의 내부에 삽입하여 설치하는 단계를 포함하여, 상기 터널 바닥부에 유입수의 외부 유출 경로를 확보할 수 있다.
상기 단계 (b)는 상기 터널의 지반이 입자가 작은 점성토인 경우에는 상기 내관의 외면에 상기 토사유입 방지 필터를 장착하여 상기 외관과 상기 내관 사이에 위치시켜 토사유입이 상기 내관 밖에서 사전 방지하도록 할 수 있다.
상기 유입수 외부 유출 경로는 상기 유입수의 횡방향 흐름으로 상기 외관과 상기 토사유입 방지 필터가 장착된 상기 내관에 형성되는 배수공을 차례로 경유하여 상기 내관 내부에 유입되고 상기 내관 내부에서 수직 흐름으로 외부 유출되어 상기 터널 바닥부의 수압을 저감시킬 수 있다.
실시예들 중에서, 터널 수압 저감 장치 설치방법은 상기 토사유입 방지 필터가 장착된 상기 내관을 상기 외관으로부터 분리하여 상기 토사유입 방지 필터 및 토사를 제거하고 신규 필터로 교체하여 상기 외관에 재설치하여 유지 보수하는 단계 (d)를 더 포함할 수 있다.
상기 단계 (d)는 주기적으로 또는 상기 내관 내부의 유입량을 기초로 수행될 수 있다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터널 수압 저감 장치 및 그 설치방법은 터널 주변의 수압을 저감하여 안정성을 확보할 수 있고 토사 유출에 따른 터널 주변 공동 생성을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터널 수압 저감 장치 및 그 설치방법은 터널의 바닥에 수직으로 필터가 부착된 배수관을 설치하여 지하 유입수의 원활한 외부 유출을 유도함으로써 수압 상승을 억제하여 터널 바닥부의 융기 현상을 방지함과 동시에 필터에 의해 토사 유출을 억제하여 터널 주변의 공동 생성을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터널 수압 저감 장치 및 그 설치방법은 외관과 내관의 이중으로 배수관을 형성하고 필터가 설치되는 내관을 외관에 탈착 가능하게 삽입하여 배수관 막힘 등의 수리열화에 대응하여 내관 및 필터를 쉽게 유지 보수할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 수압 저감 장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 있는 터널 수압 저감 장치를 나타내는 결합 사시도이다.
도 3은 도 2에 있는 터널 수압 저감 장치를 나타내는 A-A' 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 수압 저감 장치의 설치 과정을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 수압 저감 장치의 수압 저감 과정을 설명하는 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 터널 수압 저감 장치의 터널 설치 전후의 수압 분포를 나타내는 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 터널 수압 저감 장치의 필터 교체 과정을 설명하는 도면이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 수압 저감 장치를 나타내는 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 있는 터널 수압 저감 장치를 나타내는 결합 사시도이고, 도 3은 도 2에 있는 터널 수압 저감 장치를 나타내는 A-A' 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 터널 수압 저감 장치(100)는 외관(110), 내관(130) 및 토사유입 방지 필터(150)를 포함한다.
외관(110)은 내부가 관통된 원형의 파이프로 형성될 수 있다. 외관(110)은 토사의 압력에도 변형이 방지되고 지중에서의 부식이 방지될 수 있는 재질을 사용할 수 있다. 일 실시예에서, 외관(110)은 ABS(Arcylonitrile Butadien styrene)으로 제작될 수 있고, 이에 한정되지 않고 다양한 재질로 제작될 수 있다. 외관(110)에는 다수개의 배수공(111)이 소정 간격으로 형성될 수 있다.
내관(130)은 내부가 관통된 원형의 파이프로 형성되되 외관(110)의 내부에 탈착 가능하게 삽입 설치될 수 있도록 외관(110)의 내경 보다 작은 외경을 갖는다. 내관(130)은 외관(110)과 동일 재질 또는 이형 재질로 이루어질 수 있다. 내관(130)에는 외관(110)과 마찬가지로 다수개의 배수공(131)이 소정 간격으로 형성될 수 있다. 여기에서, 내관(130)의 공경(di)은 외관(110)의 공경(do) 보다 작게 형성되어 외관(110)의 배수공(111)을 경유하여 유입되는 물이 원활하게 내관(130) 측으로 유도되면서 토사가 유입되는 것은 방지할 수 있다.
일 실시예에서, 내관(130)은 복수개의 관부재들이 수직으로 연속 연결되도록 구성할 수 있다. 여기에서, 내관(130)은 설치장소에 따라 연결 사용할 수 있도록 복수개의 관부재들이 서로 끼움결합되거나 또는 이음커플링을 사용하여 결합할 수 있고 리벳을 사용하여 리벳팅 방법에 의하여 고정 사용토록 할 수 있다.
내관(130)은 일측에 작업용 고리(133)가 마련되어 작업용 고리(133)를 통해 내관(130)을 들어 외관(110) 내부에 삽입하거나 또는 외관(110) 내부로부터 삽출할 수 있다. 일 실시예에서, 작업용 고리(133)는 내관(130)이 외관(110)에 삽입되어 설치시 터널 바닥에 고정되어 내관(130)을 지지할 수 있다. 여기에서, 작업용 고리(133)는 내관(130)의 상부 둘레를 따라 외측으로 돌출되게 형성될 수 있고 이에 한정되지 않고 내관(130)의 상부 양측에 고리 모양으로 형성될 수도 있다.
토사유입 방지 필터(150)는 지반 조건에 따라 내관(130) 또는 내관(130)과 외관(110) 사이에 설치되어 배수공(111,131)을 통해 토사가 유입되는 것을 방지할 수 있도록 한다. 일 실시예에서, 토사유입 방지 필터(150)는 사질토 지반의 경우 내관(130)의 내주면에 설치되고 점성토 지반의 경우 내관(130)과 외관(110) 사이에 설치될 수 있다. 여기에서, 토사유입 방지 필터(150)는 투수성 재질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 토사유입 방지 필터(150)는 부직포로 제작될 수 있다.
토사유입 방지 필터(150)는 공경이 내관(130)의 배수공경 보다 작게 하여 내관(130) 내부로의 토사유입을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 수압 저감 장치의 설치 과정을 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 먼저 터널 인버트(invert) 부분에 터널 수압 저감 장치(100)의 설치 지점을 천공한다(①). 이때, 터널 수압 저감 장치(100)가 삽입될 수 있는 직경과 필요로 하는 깊이로 지하 굴착 작업을 수행하여 구멍을 형성한다. 터널 인버트는 터널 단면의 바닥부분에 설치되어 터널 단면을 폐합시키기 위하여 숏크리트 또는 콘크리트 등으로 설치한 지보재를 말한다.
천공 후 외벽붕괴 방지를 위해 외관(110)을 삽입하여 설치한다(②). 이때, 천공과 동시에 외관(110)을 설치할 수도 있다. 여기에서, 외관(110)은 터널 인버트의 천공에 수직의 방향으로 삽입되어 영구적으로 설치된다.
그런 다음, 토사유입 방지 필터(150)로 커버된 내관(130)을 터널 인버트에 기설치된 외관(110)의 내부에 삽입하여 설치한다(③). 이때, 토사퇴적 등에 따른 유입저항 등 수리열화에 대응하기 위하여 내관(130)을 탈착이 가능한 삽입식으로 설치하고, 토사유입 방지 필터(150)는 교체형으로 설치한다. 토사유입 방지 필터(150)는 부직포 등으로 이루어질 수 있고 지반조건에 따라 설치 위치가 유동적으로 변경될 수 있다. 사질토 지반에서는 (a)에 나타낸 바와 같이, 토사유입 방지 필터(150)가 내관(130)의 내면을 커버하게 된다. 지반입자가 매우 작은 점성토 지반에서는 (b)에 나타낸 바와 같이, 토사유입 방지 필터(150)가 내관(130)의 외면을 커버하여 내관(130)과 외관(150) 사이에 위치하게 되고 토사유입을 내관(130) 밖에서 사전 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 수압 저감 장치의 수압 저감 과정을 설명하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 터널 주변 수압이 증가하는 부분에 일 실시예에 따른 터널 수압 저감 장치(100)를 매설시켜 고정시킨 상태에서, 지반의 유입수가 방사형의 횡방향 흐름(Radial Flow)에 의해 배수공(111,131)을 통해 내관(130) 내부로 유입되면서 터널 주변의 수압을 저감하게 된다. 유입수는 외관(110)의 배수공(111)과 내관(130)의 배수공(131)을 차례로 경유하여 내관(130) 내부로 유입되고 이때 내관(130)의 내면 또는 외면에 형성된 토사유입 방지 필터(150)를 통과하면서 천공 외벽의 토사가 내관(130) 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 내관(130) 내부에 유입된 물은 내관(130) 내부에서 수직흐름(Vertical Flow)으로 터널 내 배수로로 외부 유출시킨다.
도 6은 일 실시예에 따른 터널 수압 저감 장치의 터널 설치 전후의 수압 분포를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, (가)는 터널 수압 저감 장치(100)를 설치하기 전의 터널 바닥부 수압 분포를 나타내고, (나)는 터널 수압 저감 장치(100)를 설치한 후의 터널 바닥부 수압 분포를 나타낸다.
일 실시예에 따른 터널 수압 저감 장치(100)를 설치하기 전에는 (가)에 나타낸 바와 같이, 터널 지반에 유입수가 증가하면서 수압이 걸리게 되면 터널 바닥부가 융기되어 파손된다.
일 실시예에 따른 터널 수압 저감 장치(100)를 터널 바닥부에 설치하면 (나)에 나타낸 바와 같이, 지반 내 유입수의 외부 유출 경로가 확보되게 된다. 이에 따라, 지반 내 유입수의 횡방향 흐름을 통해 터널 수압 저감 장치(100)의 외관(110)과 토사유출 방지 필터(150)가 설치된 내관(130)의 배수공들(111,131)을 경유하여 내관(130) 내부로 원활하게 유입되게 되고 내관(130) 내부에 유입된 유입수는 수직흐름을 통해 외부 유출되어 수압이 저하되게 된다.
도 7은 일 실시예에 따른 터널 수압 저감 장치의 필터 교체 과정을 설명하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 터널 인버트에 기설치된 터널 수압 저감 장치(100)는 지속적으로 유지 관리될 수 있다. 터널 수압 저감 장치(100)는 주기적으로 토사유입 방지 필터(150)가 설치된 내관(130)을 분리하여 필터 및 토사를 제거하고 신규 필터로 교체 설치한 후 외관(110)에 재설치할 수 있다. 여기에서 교체 주기는 미리 설정되거나 또는 유입량 변화에 따라 정해질 수 있다. 예컨대, 내관(130)의 배수공(131)이 토사에 의해 막혀 유입량이 임계치 이하인 경우에 교체 시기라고 정할 수 있다.
일 실시예에서, 터널 수압 저감 장치(100)는 내관(130)의 작업용 고리(133)를 통해 내관(130)을 외관(110)으로부터 분리해낼 수 있다(①). 이때, 토사유입 방지 필터(150)도 내관(130)을 따라 함께 분리되게 된다.
그런 다음, 내관(130)에서 토사유입 방지 필터(150)를 제거하고 내관(130)을 세척하여 배수공(133)을 막고 있는 토사를 제거한다(②).
그런 다음, 토사가 제거된 내관(130)에 신규 필터를 삽입 교체한다(③).
그런 다음, 신규 필터로 교체된 내관(130)을 외관(110)의 내부에 삽입하여 재설치한다(④).
일 실시예에 따른 터널 수압 저감 장치 및 그 설치방법은 터널 바닥부의 횡방향 흐름에서 유입수의 흐름을 원활하게 하여 토사 유입을 최대한 억제하면서 수압 상승을 억제함으로써 터널 바닥의 융기현상을 해소할 수 있고 터널 주변의 공동 생성을 방지하며 터널 운영 중 내관 필터의 교체가 가능하여 편리하게 유지 보수 할 수 있다.
상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 통상의 기술자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 터널 수압 저감 장치
110: 외관
111: 다수개의 배수공
130: 내관
131: 다수개의 배수공 133: 작업용 고리
150: 토사유입 방지 필터

Claims (11)

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  6. 삭제
  7. (a) 터널 바닥부를 천공하고 다공성 외관을 설치하는 단계;
    (b) 상기 터널의 지반조건을 기초로 토사유입 방지 필터를 다공성 내관의 내면 또는 외면에 장착하는 단계;
    (c) 상기 토사유입 방지 필터가 장착된 상기 다공성 내관을 상기 다공성 외관의 내부에 삽입하여 설치하는 단계; 및
    (d) 상기 토사유입 방지 필터가 장착된 상기 내관을 상기 외관으로부터 분리하여 상기 토사유입 방지 필터 및 토사를 제거하고 신규 필터로 교체하여 상기 외관에 재설치하여 유지 보수하는 단계를 포함하여,
    상기 터널 바닥부에 유입수의 외부 유출 경로를 확보하되,
    상기 단계 (b)는
    상기 터널의 지반이 사질토인 경우에는 상기 토사유입 방지 필터가 상기 내관의 내면을 커버하게 되고 상기 터널의 지반이 입자가 작은 점성토인 경우에는 상기 내관의 외면에 상기 토사유입 방지 필터를 장착하여 상기 외관과 상기 내관 사이에 위치시켜 토사유입이 상기 내관 밖에서 사전 방지하도록 하고,
    상기 단계 (d)는
    상기 내관의 배수공이 토사에 의해 막혀 상기 내관 내부의 유입량이 임계치 이하인 경우를 교체시기로 정하는 것을 특징으로 하는 터널 수압 저감 장치 설치방법.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서, 상기 유입수 외부 유출 경로는
    상기 유입수의 횡방향 흐름으로 상기 외관과 상기 토사유입 방지 필터가 장착된 상기 내관에 형성되는 배수공을 차례로 경유하여 상기 내관 내부에 유입되고 상기 내관 내부에서 수직 흐름으로 외부 유출되어 상기 터널 바닥부의 수압을 저감시키는 것을 특징으로 하는 터널 수압 저감 장치 설치방법.
  10. 삭제
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2663579B2 (ja) * 1988-11-17 1997-10-15 住友金属工業株式会社 液状化対策用孔あき管およびその製造方法
JP2014156689A (ja) * 2013-02-14 2014-08-28 Kumagai Gumi Co Ltd 管
JP2014206178A (ja) * 2013-04-10 2014-10-30 株式会社トーエネック 管体嵌挿具、及び、この管体嵌挿具と組み合わせるキャップ
KR101501453B1 (ko) * 2014-03-20 2015-03-12 건국대학교 산학협력단 터널용 앵커 겸용 배수시스템 및 이의 시공방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101063958B1 (ko) 2009-05-26 2011-09-14 건국대학교 산학협력단 터널 작용수압 제어장치
KR101957966B1 (ko) 2016-11-10 2019-03-13 건국대학교 산학협력단 수압 저감 장치 및 이를 구비한 세그먼트 터널 시공 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2663579B2 (ja) * 1988-11-17 1997-10-15 住友金属工業株式会社 液状化対策用孔あき管およびその製造方法
JP2014156689A (ja) * 2013-02-14 2014-08-28 Kumagai Gumi Co Ltd 管
JP2014206178A (ja) * 2013-04-10 2014-10-30 株式会社トーエネック 管体嵌挿具、及び、この管体嵌挿具と組み合わせるキャップ
KR101501453B1 (ko) * 2014-03-20 2015-03-12 건국대학교 산학협력단 터널용 앵커 겸용 배수시스템 및 이의 시공방법

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