KR20130058193A - Method for constructing largesection tunnel and largesection tunnel - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 다양한 지층 조건에서 대단면의 터널을 안전하고 효율적으로 시공하는 공법과 이 공법으로 시공한 대단면 터널 굴착 구조체에 관한 것이다.
The present invention relates to a construction method for safely and efficiently constructing a large cross section tunnel under various stratum conditions, and a large cross section tunnel excavating structure constructed with the construction method.
최근 고속도로는 물론이지만 일반도로나 고속철도에서 터널을 뚫는 작업으로 공사를 많이 하는 추세이며, 이러한 터널을 더욱 안전하고 원활히 시공할 수 있는 다양한 공법들이 끊임없이 개발되고 있고, 이러한 새로운 공법을 적용한 터널의 시공이 활발하게 추진되고 있다. Recently, a lot of construction work is being done by drilling tunnels on general roads or high-speed railways as well as on highways, and various construction methods are being developed to make these tunnels safer and smoother. It is actively promoted.
지하에 터널과 같은 구조물을 만들기 위한 공법으로는 개착식 터널 공법이나 비개착식 터널 공법 등이 있으며, 비개착식 터널 공법으로는 암반에 시공되는 NATM(New Austrian Tunneling Method) 공법과 TBM(Tunnel Boring Machine) 공법이 대표적으로 알려져 있다. Construction methods such as tunnels in the basement include an open-end tunnel method or a non-open-type tunnel method, and the non-open-type tunnel method includes NATM (New Austrian Tunneling Method) method and TBM (Tunnel Boring) method which are installed on rock. Machine method is representatively known.
상기 NATM 공법은 터널을 구성하는 주변 암반 자체를 지보재로 활용하고 숏크리트(Shotcrete)나 락 볼트(Rockbolt)를 보조 지보재로 사용하는 암반 역학적 개념을 적용한 공법이다. The NATM method is a method using a rock mechanics concept using the surrounding rock which constitutes the tunnel as a support material and using shotcrete or rockbolt as an auxiliary support material.
상기 TBM 공법은 암질의 터널에서 화약발파에 의존하지 않고 터널 굴착기로 암을 압쇄 또는 절삭하여 굴착하는 기계식 굴착 공법으로서, 해저터널이나 지반이 약한 지역, 특히 산악지형이 많은 곳에서 터널 시공하기에 알맞는 공법이다. The TBM method is a mechanical excavation method that squeezes or cuts an arm with a tunnel excavator without relying on gunpowder blasting in a rocky tunnel, and it is known to be used in tunnel construction in areas where there are many undersea tunnels or soils, especially in mountainous terrain. That's right.
한편, 터널 공사는 지반조건, 터널 단면의 크기 및 형상, 터널 연장 등 제반조건과 경제성, 시공성, 안정성, 공사기간 등을 고려하여 결정하는데, 일반적으로 굴착할 때에는 터널 전단면을 굴착하는 것이 경제적이지만 지반상태가 불량하거나 대단위 굴착인 경우 굴착 단면을 나누어 분할 시공하기도 한다.Meanwhile, the tunnel construction is decided in consideration of various conditions such as ground conditions, size and shape of tunnel section, tunnel extension, economic feasibility, constructability, stability, and construction period. In case of poor ground condition or large excavation, the excavation section may be divided and divided.
근래에 고속화 전철의 등장으로 철도터널 굴착단면이 대형화되고, 도로터널 또한 종래에는 2차선이 대부분을 차지하고 있었지만, 교통량의 증가로 인해 3차선 및 4차선 등으로 대형화되는 추세이다. In recent years, with the advent of high-speed trains, rail tunnel excavation sections have become larger, and road tunnels have been largely occupied by two lanes in the past.
이렇게 대형화 추세에 있는 대단면의 터널 시공을 위한 공법의 일 예로서, 상단과 하단의 분리시공이 주류를 이루고 있으며, 실제 시공도 장대 터널에서는 상단 일정구간을 굴착한 후 상단작업을 중지하고, 하단굴착과 교통로 설치작업을 진행한 다음에 이후 다시 상단의 굴착을 진행하는 작업이 교대로 이루어지는 분할굴착시공방법이 사용되고 있다. As an example of the construction method for the tunnel construction of the large section in the trend of large size, the separation construction of the top and bottom is the mainstream, and in the actual construction road, the top work stops after excavating the upper end section, After the excavation and traffic road installation work, the excavation of the upper part of the excavation is carried out alternately construction method is used.
그러나, 현재의 대단면 터널 시공의 경우, 토사가 적은 저토피 구간, 연약지반, 토사지층, 물이 많은 지층 등과 같은 조건에서는 안전을 확보하기가 어렵고, 시공 길이 및 토질에 제한을 받으며, 보강 공정으로 인해 공사비가 높으면서 공사시간의 장기화 및 예측의 어려움이 있는 등 예상치 않은 요소에 의한 공기의 지연으로 공사비가 증가되어 경제성이 현저히 저하되는 심각한 문제가 있다.
However, in the case of the current large cross-section tunnel construction, it is difficult to secure safety under conditions such as low toe soil section with low soils, soft ground, soil layers, and watery layers, and are limited in construction length and soil quality, and reinforcement process. Due to the high cost of construction, there is a serious problem that the economic cost is significantly reduced due to the delay of air due to unexpected factors such as prolonged construction time and difficulty in forecasting.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 토사와 암반이 겹쳐져 있는 불규칙한 토질 조건, 고심도 연약지반 조건, 물이 많은 지층 조건 등의 다양한 지층 조건에 대해 대단면의 터널을 안전하고 원활하게 시공할 수 있는 새로운 터널 공법을 구현함으로써, 지반의 변상 및 지표면의 침하에 능동적으로 대처하면서 안전성을 확보하고, 또 공사기간을 대폭 단축할 수 있으며, 시공품질의 확보는 물론 경제적으로 시공할 수 있는 대단면 터널 굴착 공법과 터널 굴착 구조체를 제공하는데 그 목적이 있다.
Therefore, the present invention has been devised in view of the above, and secures tunnels of large cross-section for various stratum conditions such as irregular soil conditions, high depth soft ground conditions, and water-rich stratum conditions where soil and rock overlap. By implementing a new tunnel construction method that can be constructed smoothly, it is possible to proactively cope with ground damage and subsidence of the ground, ensuring safety, significantly shortening the construction period, and ensuring construction quality and economic construction. It is an object of the present invention to provide a large-scale tunnel excavation method and a tunnel excavation structure.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 대단면 터널 굴착 공법은 다음과 같은 특징이 있다. In order to achieve the above object, the large-area tunnel excavation method provided by the present invention has the following features.
상기 대단면 터널 굴착 공법은 시공하고자 하는 대단면 터널의 좌우 측면 영역을 일정깊이 굴착한 후에 양쪽의 굴착면을 따라 콘크리트 구조물로 이루어진 좌우 측면 벽체를 각각 시공하는 단계와, 대단면 터널의 남아 있는 가운데 중앙 영역을 일정깊이 굴착한 후에 터널의 루프 시공위치에 루프 구조물을 시공하되, 상기 루프 구조물의 좌우 양단부가 좌우 측면 벽체의 상단부에 일체로 연결되도록 시공하는 단계와, 상기 좌우 측면 벽체와 루프 구조물의 내측 영역을 굴착하여 터널을 시공하는 단계를 포함하는 공법으로 이루어진다. The large section tunnel excavation method is to excavate the left and right side regions of the large section tunnel to be installed in a predetermined depth, and then to construct the left and right side walls of the concrete structure along the two excavation surfaces, respectively, and in the middle of the large cross section tunnel After excavating the central region to a certain depth, construct the loop structure at the loop construction position of the tunnel, and constructing the left and right ends of the roof structure integrally connected to the upper ends of the left and right side walls, and the left and right side walls and the roof structure Excavation of the inner region is made of a method comprising the step of constructing a tunnel.
여기서, 상기 루프 구조물을 시공하는 단계의 경우, 터널의 루프 시공위치에서 터널 경로를 따라 일정간격으로 아치형의 빔을 설치하되, 상기 빔의 양단부를 좌우 측면위치에 있는 좌우 측면 벽체의 상단부에 연결하여 설치하는 과정으로 시공하는 것이 바람직하다. In the case of constructing the roof structure, an arcuate beam is installed at a predetermined interval along the tunnel path at the loop construction position of the tunnel, and both ends of the beam are connected to upper ends of the left and right side walls at left and right side positions. It is preferable to install by the process of installation.
그리고, 상기 빔의 설치시, 좌우 측면 벽체의 상단부에 설치되어 있는 앵커판 위에 빔의 단부를 지지시켜 고정하되, 좌우 측면 벽체의 콘크리트 속에 매립된 앵커핀을 갖는 앵커판을 설치하는 동시에 상기 앵커판에 빔의 단부를 용접하여 고정하고, 이어 빔의 단부를 포함하여 좌우 측면 벽체의 앵커판이 완전 매립될 수 있도록 콘크리트를 타설하여, 상기 빔의 단부를 좌우 측면 벽체에 구조적으로 연결하는 방법으로 시공하는 것이 바람직하다. When the beam is installed, the anchor plate is fixed by supporting the end of the beam on the anchor plate provided at the upper end of the left and right side walls, and at the same time installing the anchor plate having anchor pins embedded in the concrete of the left and right side walls. By welding the end of the beam to the end, and then placing concrete so that the anchor plate of the left and right side walls, including the end of the beam, can be completely embedded, and constructing the structure by connecting the end of the beam to the left and right side walls. It is preferable.
특히, 상기 빔을 설치하는 과정에서, 좌측 측면 벽체 또는 우측 측면 벽체와 접하는 빔의 단부에 실린더나 유압잭 등과 같은 선행하중장치를 설치하고, 상기 선행하중장치가 발휘하는 힘을 통해 빔이 좌우 측면 벽체 사이에서 팽팽한 긴장상태를 유지하도록 한 상태에서 빔의 단부를 좌우 측면 벽체의 상단부에 연결 설치하는 것이 바람직하다. In particular, in the process of installing the beam, a preceding load device such as a cylinder or a hydraulic jack is installed at the end of the beam contacting the left side wall or the right side wall, and the beam is left and right side walls through the force exerted by the preceding load device. It is preferable to connect the ends of the beams to the upper ends of the left and right side walls in a state in which tension is maintained between them.
한편, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 대단면 터널 굴착 구조체는 다음과 같은 특징이 있다. On the other hand, the large-section tunnel excavation structure provided by the present invention in order to achieve the above object has the following features.
상기 대단면 터널 굴착 구조체는 터널의 좌우 측면 위치를 따라 콘크리트를 타설하여 연속된 형태로 시공되는 좌우 측면 벽체와, 터널의 루프 위치에 시공되되, 좌우 양단부가 좌우 측면 벽체의 상단부에 일체로 연결되도록 시공되는 루프 구조물을 포함하며, 상기 좌우 측면 벽체와 루프 구조물이 일체형을 이루면서 터널을 조성하는 구조로 이루어진 것이 특징이다. The large cross-section tunnel excavation structure is constructed in a continuous form by placing concrete along the left and right side positions of the tunnel, and is installed in the loop position of the tunnel, so that the left and right ends are integrally connected to the upper end of the left and right side walls. It includes a roof structure to be constructed, characterized in that the left and right side wall and the roof structure is made of a structure forming a tunnel.
여기서, 상기 루프 구조물의 경우, 터널 경로를 따라 일정간격으로 설치되는 아치형의 빔과, 상기 좌우 측면 벽체측과 연결되는 빔 단부를 포함하여 빔 전체가 완전히 매립되도록 콘크리트가 타설되어 이루어진 루프체로 구성하는 것이 바람직하다. Here, in the case of the loop structure, including an arcuate beam that is installed at a predetermined interval along the tunnel path, and the end of the beam connected to the left and right side wall side is composed of a roof body made of concrete so that the entire beam is completely embedded It is preferable.
그리고, 상기 루프 구조물의 빔의 단부는 좌우 측면 벽체의 상단부에 연결 설치할 때, 빔 단부를 앵커판 위에 고정시키고, 이때의 빔 단부를 포함한 좌우 측면 벽체의 앵커판이 완전 매립되도록 콘크리트를 타설하여, 빔의 단부가 좌우 측면 벽체에 구조적으로 연결되도록 하는 것이 바람직하다.
When the end of the beam of the roof structure is connected to the upper end of the left and right side walls, the beam end is fixed on the anchor plate, and the concrete is poured so that the anchor plate of the left and right side walls including the beam end is completely embedded. It is desirable for the ends of the to be structurally connected to the left and right side walls.
본 발명에서 제공하는 대단면 터널 굴착 공법과 대단면 터널 굴착 구조체는 다음과 같은 장점이 있다. The large-section tunnel excavation method and the large-section tunnel excavation structure provided by the present invention have the following advantages.
터널의 루프 시공위치에 빔 구조물을 설치하면서 터널 내부를 굴착하는 방식으로 터널을 시공함으로써, 시공의 안전성 확보, 공사기간의 단축, 경제적인 시공, 시공품질의 확보는 물론, 특히 터널의 장단과 선형에 제약을 받지 않고 간편하게 시공할 수 있고, 특히 대단면의 터널을 효율적으로 시공할 수 있는 장점이 있다. By constructing the tunnel by excavating the inside of the tunnel while installing the beam structure at the loop construction position of the tunnel, it is possible to secure construction safety, shorten the construction period, secure economical construction and construction quality, and in particular, the length and length of the tunnel. There is an advantage that can be easily constructed without being restricted, especially the large-section tunnel can be efficiently constructed.
도 1a 내지 1f는 본 발명의 일 실시예에 따른 대단면 터널 굴착 공법의 시공순서를 나타내는 개략도
도 2a 내지 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 대단면 터널 굴착 공법에서 선행하중장치의 사용 예를 나타내는 개략도
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 대단면 터널 굴착 구조체를 나타내는 사시도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 대단면 터널 굴착 구조체를 나타내는 단면도Figure 1a to 1f is a schematic diagram showing the construction sequence of a large cross-section tunnel excavation method according to an embodiment of the present invention
Figure 2a to 2d is a schematic diagram showing an example of the use of the preceding load device in a large-section tunnel excavation method according to an embodiment of the present invention
3A and 3B are perspective views showing a large cross-section tunnel excavation structure according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a cross-sectional view showing a large cross-section tunnel excavation structure according to an embodiment of the present invention
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1a 내지 1f는 본 발명의 일 실시예에 따른 대단면 터널 굴착 공법의 시공순서를 나타내는 개략도이다. Figure 1a to 1f is a schematic diagram showing the construction sequence of a large-section tunnel excavation method according to an embodiment of the present invention.
도 1a 내지 1f에 도시한 바와 같이, 먼저 제1단계 시공으로서, 대단면 터널의 좌우 측면 소정의 영역(10a,10b)을 공지의 방법으로 일정깊이 굴착하고, 보강 및 시공하는 단계로 굴착 벽면에 숏크리트 타설, 록볼트 설치 등의 작업을 진행하면서 굴착한다. As shown in Figs. 1A to 1F, first, as a first step construction, excavating a
그리고, 위와 같이 굴착한 좌우 측면 영역(10a,10b)의 양쪽 굴착면을 따라 콘크리트를 타설하여 좌우 측면 벽체(11a,11b)를 각각 시공한다. Then, concrete is poured along both excavation surfaces of the left and
물론, 콘크리트 구조물로 이루어진 좌우 측면 벽체(11a,11b)는 내부에 철근 보강재나 빔 보강재 등이 매설되어 있는 구조를 가질 수 있게 된다. Of course, the left and right side walls (11a, 11b) made of a concrete structure can have a structure in which reinforcing bars or beam reinforcement is embedded therein.
상기와 같이 좌우 측면 벽체(11a,11b)의 시공이 모두 완료되고 나면, 시공하고자 하는 터널의 상부 루프(Roof) 위치에 대략 아치형으로 배치되는 루프 구조물(13)을 시공하는 과정을 진행하며, 이때 루프 구조물(13)의 좌우 양단부가 선 시공된 좌우 측면 벽체(11a,11b)의 상단부에 구조적으로 연결되어 지지될 수 있게 시공한다. After completing the construction of the left and right side walls (11a, 11b) as described above, proceeds to the process of constructing a
이때, 터널 시공의 시작점 위치에서 터널 경로(터널 길이방향 경로)를 따라 연속된 형태의 루프 구조물(13)을 시공한다. At this time, the
이를 위하여, 위와 같이 좌우 측면 벽체(11a,11b)의 시공이 완료되면, 제2단계 시공으로서, 대단면 터널의 남아 있는 가운데의 중앙 영역(12)을 안쪽으로 일정깊이, 예를 들면 약 1∼2m 정도의 깊이로 굴착한 다음, 터널의 루프 시공위치에 루프 구조물(13)을 시공한다. To this end, when the construction of the left and right side walls (11a, 11b) is completed as described above, as the second stage construction, the
즉, 터널의 루프 단면 형상에 매칭되는 아치형의 빔 등으로 이루어진 루프 구조물(13)을 준비하고, 이렇게 준비한 루프 구조물(13)의 양쪽 단부를 좌우 측면 벽체(11a,11b)의 상단부에 연결 시공한다. That is, a
예를 들면, 아치형 빔의 양단부를 터널의 좌우 측면 위치에 시공되어 있는 좌우 측면 벽체(11a,11b)의 상단부에 연결 설치한다. For example, both ends of the arcuate beam are connected to the upper ends of the left and
여기서, 상기 아치형 빔은 터널 시공에 널리 사용되고 있는 링 빔을 아치형으로 절단하여 사용할 수 있는데, 보통 링 빔은 통상의 H-빔과 유사하게 H 단면 형상의 빔 구조체로 제작되며, 따라서 루프 구조물은 H-빔을 아치 모양으로 벤딩한 것과 같은 부재가 된다. Here, the arcuate beam may be used by cutting the ring beam which is widely used in tunnel construction in an arcuate shape. In general, the ring beam is made of a beam structure having an H cross-sectional shape similarly to a conventional H-beam, and thus the loop structure is H It is the same member as the beam bent in an arch shape.
이러한 아치형 빔은 터널 경로를 따라가면서 1∼2m 간격으로 설치하는 것이 바람직하다. Such arcuate beams are preferably installed at intervals of 1 to 2 m along the tunnel path.
즉, 대단면 터널의 가운데의 중앙 영역(12)을 1∼2m 정도 굴착한 후에 하나의 아치형 빔을 설치하고, 또 중앙 영역(12)을 1∼2m 정도 굴착한 후에 또 하나의 아치형 빔을 설치하는 작업을 순차적으로 반복수행하면서 아치형 빔을 1∼2m 간격으로 설치하는 것이 바람직하다. That is, after excavating the
이러한 빔의 설치단계에서 빔의 양단을 좌우 측면 벽체(11a,11b)의 상단부에 연결할 때, 좌우 측면 벽체(11a,11b)의 상단부에 앵커판(14)을 마련하고, 이때의 앵커판(14) 위에 빔의 단부를 고정시킨다. When connecting both ends of the beam at the upper end of the left and right side wall (11a, 11b) in the installation step of the beam, the
여기서, 상기 앵커판(14)은 좌우 측면 벽체(11a,11b)의 구축시 앵커핀(15)을 이용하여 상단부에 일체 매립시켜 놓을 수 있으며, 즉 콘크리트 타설을 통해 벽체를 구축할 때 앵커핀(15)이 콘크리트 속으로 매립됨과 더불어 앵커판(14)은 노출시킬 수 있으며, 이에 따라 벽체 상단측으로 노출되어 있는 앵커판(14)에 빔의 단부를 용접하는 방법 등으로 고정시킬 수 있다. Here, the
그리고, 빔이 설치된 후, 빔의 단부를 포함하여 벽체측과의 연결부위가 완전 매립될 수 있도록 콘크리트를 추가 타설하여 좌우 측면 벽체(11a,11b)의 내면을 기준으로 루프 구간을 마감할 경우, 빔 전체가 콘크리트 속에 매립된 상태에서 시공이 이루어질 수 있게 되며, 빔의 단부 역시 벽체에 매립된 상태로 완전히 고정될 수 있게 된다. After the beam is installed, when the concrete is additionally poured so that the connection part with the wall side including the end of the beam is completely embedded, the roof section is finished based on the inner surface of the left and
상술한 바와 같이 빔 등의 루프 구조물을 사용하여 터널 상부 토압을 좌우 측면의 벽체에 전달하는 방식은 고속철도 등의 터널, 3차선 및 4차선 도로터널 등과 같이 대단면을 가지는 터널을 시공하는데 유용하게 적용할 수 있다. As described above, the method of transmitting the earth pressure of the upper part of the tunnel to the walls on the left and right sides using a loop structure such as a beam is useful for constructing a tunnel having a large cross section such as a tunnel such as a high-speed railway and a three-lane and four-lane road tunnel. can do.
한편, 본 발명에서 제공하는 대단면 터널 공법은 터널 루프에 시공되는 루프 구조물의 구조적인 안전성 및 벽체측과의 긴밀한 결속 구조를 확보할 수 있는 시공 방식을 포함한다. On the other hand, the large-area tunnel method provided by the present invention includes a construction method that can ensure the structural safety of the loop structure to be constructed in the tunnel loop and a tight binding structure with the wall side.
도 2a 내지 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 대단면 터널 굴착 공법에서 선행하중장치의 사용 예를 나타내는 개략도이다. Figure 2a to 2d is a schematic diagram showing an example of the use of the preceding load device in a large-section tunnel excavation method according to an embodiment of the present invention.
도 2a 내지 2d에 도시한 바와 같이, 루프 시공 위치에 루프 구조물(13), 예를 들면 아치형 빔을 시공하기 위해 좌우 측면 벽체(11a,11b)측과 연결할 때, 아치형 빔에 적당한 장력을 부여함으로써, 아치형 빔의 구조적인 안정성을 확보할 수 있고, 또 벽체측과의 긴밀한 결속 관계를 유지할 수 있다. As shown in Figs. 2A to 2D, when connecting with the left and
즉, 루프 구조물(13)을 설치하기에 앞서 루프 구조물(13)에 미리 압력(프리스트레스)를 부여함으로써, 변형량을 줄일 수 있고, 결국 상부 막장의 변이(침하) 등을 효과적으로 막을 수 있게 된다. In other words, by applying pressure (prestress) to the
이를 위하여, 상기 루프 구조물(13)의 단부에 선행하중장치(16)를 설치하고, 루프 구조물(13)을 좌우 측면 벽체(11a,11b) 사이에 거치할 때 상기 선행하중장치(16)를 사용하여 루프 구조물(13)이 적당한 긴장력을 가진 상태로 연결될 수 있도록 한다.To this end, the
즉, 상기 선행하중장치(16)의 작동에 의해 조성되는 미는 힘에 의해 빔에 적당한 긴장력이 작용하게 되고, 결국 빔은 터널 루프 시공 위치를 따라 안정적인 자세를 유지하면서 그 양단부가 벽체측에 고정될 수 있게 된다. That is, a proper tension force acts on the beam by the pushing force generated by the operation of the
따라서, 상기 빔측에 고정되어 있는 선행하중장치(15), 예를 들면 실린더가 작동하게 되면, 그 로드측이 좌우 측면 벽체(11a,11b)의 상단부에 접하면서 상대적으로 실린더를 포함하는 빔 전체가 반대쪽으로 밀리게 되면서 적당한 장력이 작용하게 되고, 이 상태에서 빔 단부와 벽체측 간에 조성되는 갭 내 스페이서(17)를 끼운 다음에 빔측과 벽체측 간에 접하는 스페이서(17)의 양단을 용접하게 되면, 빔이 견고히 고정될 수 있게 된다. Therefore, when the preceding
물론, 상기 선행하중장치(16)는 루프 구조물(13)의 한쪽 단부 또는 양쪽 단부 모두에 설치될 수 있으며, 한쪽 단부에는 선행하중장치(16)가 설치되는 경우 빔 반대쪽은 움직이지 않도록 적당히 거치시킨 상태에서 선행하중장치(16)를 사용할 수 있게 된다.Of course, the preceding
이때, 상기 선행하중장치(16)로는 실린더, 유압잭, S-잭 등을 사용할 수 있으며, 빔측에 설치되어 있는 브라켓상에 착탈가능한 구조로 설치함으로써, 굴착이 진행되는 동안에 계속해서 반복 사용할 수 있게 된다. At this time, the preceding
그리고, 상기 선행하중장치(16)는 빔의 제작오차, 벽체의 시공오차 등에 의해 만들어질 수 있는 빔과 벽체 간의 갭을 커버하는 용도로도 사용할 수 있다. In addition, the preceding
다른 예로서, 대단면 터널 시공시 루프 구조물에 큰 하중이 작용하는 경우에는 루프 구조물과 좌우 측면 벽체 사이에 좌우측 2개의 보강용 빔(미도시)을 덧대는 형태로 시공이 이루어질 수 있으며, 이때의 보강용 빔은 루프 구조물(13)의 아치 중앙, 예를 들면 빔의 아치 중앙에서 좌우 측면 벽체(11a,11b)쪽으로 각각 이어지면서 연결되는 구조, 다시 말해 빔의 아치 중앙과 좌우 측면 벽체의 상단 부분 사이에 경사진 상태로 연결되는 구조로 설치할 수 있다. As another example, when a large load is applied to the roof structure during the construction of the large-section tunnel, the construction may be performed by padding two reinforcing beams (not shown) between the roof structure and the left and right side walls. The reinforcing beam is connected to each other from the center of the arch of the
따라서, 상기와 같이 루프 구조물(13)의 시공이 모두 완료되고 나면, 터널 루프면에 숏크리트 타설 후에 루프 구조물이 매립될 수 있도록 콘크리트로 마감하여 터널 루프체(18)를 시공하는 공정, 그리고 기타 락 볼트 및 솔더 파일의 시공과 같은 통상적인 보강 공정 등을 진행하여 터널 시공을 완료하게 된다. Accordingly, after the construction of the
이와 같이 본 발명에서는 터널의 좌우 측면 위치를 따라 선 굴착 및 선 시공되는 좌우 측면 벽체를 구축하고, 좌우 측면 벽체와 루프 구조물의 내측 영역, 즉 중앙 영역을 1∼2m씩 굴착해가면서 터널 상부 토압을 좌우 측면 벽체에 전달하는 루프 구조물을 단계적으로 시공하여 터널을 완성하는 바, 소구경 단면의 좌우측 터널 영역을 굴착한 다음에 나머지 터널 중앙 영역을 소정의 깊이씩 굴착해가면서 터널을 시공함으로써, 대단면을 가지는 터널 구조체를 안전하게 또 신속하게, 그리고 경제적으로 시공할 수 있는 이점이 있다. As described above, the present invention constructs the left and right side walls which are excavated and pre-installed along the left and right side positions of the tunnel, and excavates the upper and lower earth pressures by 1 to 2 m by digging the left and right side walls and the inner region of the roof structure by 1 to 2 m. The tunnel structure is completed by constructing the roof structure delivered to the left and right side walls step by step, and excavating the left and right tunnel areas of the small-diameter cross section, and then drilling the remaining tunnel center areas by a predetermined depth, There is an advantage that can safely and quickly and economically construct a tunnel structure having a.
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 대단면 터널 굴착 구조체를 나타내는 사시도이다. 3A and 3B are perspective views illustrating a large cross-section tunnel excavation structure according to an embodiment of the present invention.
도 3a 및 3b에 도시한 바와 같이, 상기 대단면 터널 굴착 구조체는 터널의 좌우 측면 위치를 따라 콘크리트를 타설하여 터널 진행 방향으로 연속된 형태로 시공되는 좌우 측면 벽체(11a,11b)를 포함한다. As shown in Figures 3a and 3b, the large cross-section tunnel excavation structure includes the left and right side walls (11a, 11b) are constructed in a continuous form in the tunnel progress direction by pouring concrete along the left and right side position of the tunnel.
이때의 좌우 측면 벽체(11a,11b)는 공지의 터널 벽체를 시공하는 방법 및 구조와 동일한 방법 및 구조로 시공될 수 있게 된다. At this time, the left and right side walls (11a, 11b) can be constructed in the same method and structure as the method and structure of the known tunnel wall.
단, 상기 좌우 측면 벽체(11a,11b)의 상단부에는 후술하는 루프 구조물(13)측과의 연결을 위한 수단으로 앵커판(14)이 일체 설치된다. However, the
그리고, 터널의 루프 위치에는 아치형 빔 등과 같은 루프 구조물(13)이 시공되는데, 이때의 루프 구조물(13)의 좌우 양단부는 좌우 측면 벽체(11a,11b)의 상단부에 일체로 연결되는 구조로 시공된다. In addition, a
즉, 상기 루프 구조물(13)의 양쪽 단부가 좌우 측면 벽체(11a,11b)의 상단부에 설치되어 있는 앵커판(14) 위에 용접 등으로 고정되고, 결국 루프 구조물의 단부가 좌우 측면 벽체에 구조적으로 연결되면서 상기 좌우 측면 벽체(11a,11b)와 루프 구조물(13)은 일체형을 이루면서 터널을 조성할 수 있게 된다. That is, both ends of the
특히, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 루프 구조물(13)은 터널 경로를 따라 일정간격, 예를 들면 1∼2m 정도의 간격을 두고 설치되며, 숏크리트(19)의 타설 후, 위와 같이 설치되는 루프 구조물(13)은 좌우 측면 벽체측(11a,11b)과 연결되는 루프 구조물 단부를 포함하여 루프 구조물 전체가 완전히 매립되도록 콘크리트가 타설되어 이루어진 터널 루프체(18) 속에 일체 매설되고, 결국 루프 구조물(13)과 터널 루프체(18)에 의해 터널의 루프를 만들어질 수 있게 된다. In particular, as shown in Figure 4, the
따라서, 본 발명의 대단면 터널 굴착 구조체는 터널의 좌우 측면 위치에 시공되는 좌우 측면 벽체(11a,11b)와 이 좌우 측면 벽체(11a,11b) 사이를 일체 연결하고 있는 루프 구조물(13)을 포함하는 터널 루프체(18)를 조합한 형태로 시공됨으로써, 상당한 토압이 작용하는 대단면의 터널에 적합한 구조를 이룰 수 있게 된다. Accordingly, the large-section tunnel excavation structure of the present invention includes a
이와 같이, 본 발명에 따른 대단면 터널 굴착 공법은 다양한 지층 조건에서 터널의 시공 단면 및 깊이, 그리고 길이 등을 고려하여 간단한 시공 과정과 저렴한 공사비용으로 더욱 짧은 공사기간 내에 완벽한 토압 지지 성능을 가지는 안전한 터널 구조물, 특히 대단면의 터널 구조믈을 시공할 수 있는 이점이 있다. As described above, the large-area tunnel excavation method according to the present invention is a safe construction having a perfect earth pressure support performance within a shorter construction period with a simple construction process and low construction cost in consideration of the construction section, depth, and length of the tunnel under various stratum conditions There is an advantage that can be constructed in tunnel structures, especially tunnel structures of large cross-section.
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였는 바, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
The embodiments of the present invention have been described in detail above, but the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are provided. Also included in the scope of the present invention.
10a : 좌측 측면 영역 10b : 우측 측면 영역
11a : 좌측 측면 벽체 11b : 우측 측면 벽체
12 : 중앙 영역 13 : 루프 구조물
14 : 앵커판 15 : 앵커핀
16 : 선행하중장치 17 : 스페이서
18 : 터널 루프체 19 : 숏크리트10a:
11a:
12: central region 13: roof structure
14: anchor plate 15: anchor pin
16: preceding load device 17: spacer
18: tunnel roof body 19: shotcrete
Claims (10)
시공하고자 하는 대단면 터널의 좌우 측면 영역을 일정깊이 굴착한 후에 양쪽의 굴착면을 따라 콘크리트 구조물로 이루어진 좌우 측면 벽체를 각각 시공하는 단계;
대단면 터널의 남아 있는 가운데 중앙 영역을 일정깊이 굴착한 후에 터널의 루프 시공위치에 루프 구조물을 시공하되, 상기 루프 구조물의 좌우 양단부가 좌우 측면 벽체의 상단부에 일체로 연결되도록 시공하는 단계;
상기 좌우 측면 벽체와 루프 구조물의 내측 영역을 굴착하여 터널을 시공하는 단계;
로 이루어진 것을 특징으로 하는 대단면 터널 굴착 공법.
In the large-section tunnel excavation method,
Excavating the left and right side regions of the large-area tunnel to be constructed in a predetermined depth, and then constructing the left and right side walls each made of a concrete structure along the excavation surfaces on both sides;
Constructing the loop structure at the loop construction position of the tunnel after excavating a central area in the middle of the remaining large cross section tunnel, and constructing the left and right ends of the roof structure integrally connected to the upper ends of the left and right side walls;
Constructing a tunnel by excavating an inner region of the left and right side walls and the roof structure;
Large section tunnel excavation method characterized in that consisting of.
The method of claim 1, wherein the step of constructing the roof structure is to install an arc-shaped beam at regular intervals along the tunnel path at the loop construction position of the tunnel, connecting both ends of the beam to the upper end of the left and right side walls in the left and right side position Large-sized tunnel excavation method comprising the step of installing by.
The method according to claim 1 or 2, wherein, when the beam is installed, the end of the beam is fixed on the anchor plate provided on the upper end of the left and right side walls, and the anchor plate of the left and right side walls, including the end of the beam, is completely embedded. Large-area tunnel excavation method characterized in that by placing concrete so as to be able to structurally connect the ends of the beam to the left and right side walls.
The large cross section of claim 1 or 2, wherein, when the beam is installed, an anchor plate having anchor pins embedded in concrete of the left and right side walls is installed, and an end of the beam is welded and fixed to the anchor plate. Tunnel excavation method.
The method according to claim 1 or 2, wherein in the installation of the beam, the preload device is installed at the end of the beam in contact with the left side wall or the right side wall, and the beam between the left and right side walls through the force exerted by the preceding load device. A large cross-section tunnel excavating method, characterized in that the end of the beam is connected to the upper end of the left and right side walls in a state of maintaining a tension state in the.
The method according to claim 5, wherein the preceding load device is applied to a cylinder or a hydraulic jack, large cross-section tunnel excavation method, characterized in that can be installed and used in a structure that can be detached from the beam side.
The method of excavating a large-area tunnel according to claim 1 or 2, wherein, when the beam is installed, both reinforcing beams each having a structure connected to each other from the center of the arch toward the left and right side walls are further installed.
터널의 좌우 측면 위치를 따라 콘크리트를 타설하여 연속된 형태로 시공되는 좌우 측면 벽체와, 터널의 루프 위치에 시공되되, 좌우 양단부가 좌우 측면 벽체의 상단부에 일체로 연결되도록 시공되는 루프 구조물을 포함하며, 상기 좌우 측면 벽체와 루프 구조물이 일체형을 이루면서 터널을 조성하는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 대단면 터널 굴착 구조체.
In the large-section tunnel excavation structure,
It includes a left and right side wall which is constructed in a continuous form by pouring concrete along the left and right side positions of the tunnel, and a loop structure which is constructed at the loop position of the tunnel, and the left and right ends are integrally connected to the upper end of the left and right side walls. The large cross-section tunnel excavation structure, characterized in that the left and right side wall and the loop structure is made of a structure forming a tunnel.
The method of claim 8, wherein the loop structure is an arcuate beam installed at regular intervals along the tunnel path, including a beam end connected to the left and right side wall side is embedded in the roof body made of concrete so that the entire beam is completely embedded Large-sized tunnel excavation structure, characterized in that.
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