KR20190079588A - Construction Method of Duplex Tunnel - Google Patents

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KR20190079588A KR1020190074023A KR20190074023A KR20190079588A KR 20190079588 A KR20190079588 A KR 20190079588A KR 1020190074023 A KR1020190074023 A KR 1020190074023A KR 20190074023 A KR20190074023 A KR 20190074023A KR 20190079588 A KR20190079588 A KR 20190079588A
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Abstract

The present invention relates to a multistage tunnel construction method capable of enabling a tunnel to be overlapped vertically. In existing tunnel construction methods such as a parallel tunnel, a 2-arch tunnel and a proximity parallel tunnel, an upward tunnel and a downward tunnel are horizontally arranged with a predetermined space therebetween, and if a tunnel has to be added to an outer tunnel which has already been built, every new tunnel at a predetermined distance from the existing tunnel has to be parallel. However, according to the present invention, since in the multistage tunnel construction method an existing tunnel and an expanding tunnel are constructed in the upper and lower parts if a tunnel has to be newly constructed or expanded, the method is capable of minimizing costs for the construction of a parallel tunnel, expropriation issues and environmental pollution and smoothening traffic flows during construction, thereby improving constructability, stability, and environmental and economic effects.

Description

복층 터널 공법{Construction Method of Duplex Tunnel}{Construction Method of Duplex Tunnel}

본 발명은 일반 터널을 상하로 구성시키는 복층 터널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상부 터널 굴착시 상부 터널 포장층 하부에서 하부 터널의 상부에 철근 콘크리트 슬래브가 시공되는 단면 만큼 추가 굴착하고 추가 굴착된 부분에 거푸집 및 동바리, 시스템 거푸집 및 동바리, 강재 거푸집 및 강재 동바리, 발포 스티롤(EPS)이나 토사 또는 모래 등의 재료 중 어느 한가지의 재료로 상부 터널의 하부에 아치부를 성형한 다음 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브를 시공한 다음 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브의 소요 강도가 발현된 후에 하부 터널을 굴착하는 복층 터널 공법에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-layer tunnel for constructing a general tunnel up and down. More particularly, the present invention relates to a multi-layer tunnel in which a reinforced concrete slab is installed on an upper portion of a lower tunnel, The arch part is formed in the lower part of the upper tunnel with a material such as a formwork and a dyke, a system form and a dyke, a steel form and a steel material, and a material such as foamed styrol (EPS) or soil or sand, and then a crown arch reinforced concrete slab And then the lower tunnel is excavated after the required strength of the crown arch reinforced concrete slab is developed.

크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브의 시공을 위해 설치된 거푸집 및 동바리, 시스템 거푸집 및 동바리, 강재 거푸집 및 강재 동바리, 발포 스티롤(EPS), 모래 또는 토사 등의 재료 중 어느 한가지의 재료로 설치된 재료를 제거한다.Materials installed with any one of materials such as formwork and dams, system formwork and dams, steel formwork and steel shovels, EPS, sand or soil for installation of Crown Arch reinforced concrete slabs are removed.

거푸집 및 동바리, 시스템 거푸집 및 동바리, 강재 거푸집 및 강재 동바리, 발포 스티롤(EPS), 모래 또는 토사 등의 재료 중 어느 한가지의 재료로 설치된 재료가 제거된 공간은 하부 터널 자유 공간으로 역할을 하게 된다.The space in which the material is removed from any one of materials such as formwork and sidewall, system formwork and sidewalk, steel formwork and steel sidewall, EPS, sand or soil, serves as a lower tunnel free space.

하부 터널의 굴착 시공시 이 공간이 굴착을 위한 여유 공간이 확보되어 하부 터널의 굴착 시공 효율을 더욱 증가시킨다. 특히, 이 자유 공간은 발파 굴착시 발생되는 소음과 진동을 감쇄시키는 역할을 하게 되어 하부 터널의 굴착 시공 효율을 높여준다.When the lower tunnel is excavated, the clearance for excavation is secured in this space, which further increases the excavation efficiency of the lower tunnel. In particular, this free space serves to attenuate the noise and vibration generated during blasting excavation, thereby enhancing the excavation efficiency of the lower tunnel.

일반적인 터널의 형식을 살펴보면, 두 개의 터널이 수평으로 나란히 배치되는 병렬 터널(도 1 참조), 2아치 터널(도 2, 도 3 참조), 근접 병렬 터널(도 4 참조)등이 있으며 이러한 터널들은 터널 계획 단계부터 터널의 폭원과 터널간 이격되는 거리 만큼 편입되는 토지는 토지 보상 및 환경 훼손으로 발생되는 민원과 보상비 증가와 지형 지세의 조건에 많은 제한을 받는다.Typical tunnels include a parallel tunnel (see FIG. 1), two arch tunnels (see FIGS. 2 and 3) and a close parallel tunnel (see FIG. 4) in which two tunnels are arranged horizontally side by side From the planning phase of the tunnel, the land that is separated by the distance between the tunnel width and the tunnel width is subject to a lot of civil and compensation costs and terrain topology conditions caused by land compensation and environmental damage.

험준한 산지 등에 이미 설치된 단터널을 병렬 터널로 증설(도 7 참조)할 경우, 기술적 한계로 과다한 산림 훼손과 과다한 구조물 설치 등으로 막대한 예산이 소요되고 도시 지역에서의 병렬 터널 설치는 주로 기존 도로의 하부에 설치되는데 기존 도로의 협소한 폭과 지하 지장물, 지상 구조물 및 교통 통행량 등 여러가지 제약 조건으로 터널의 설치 여부가 제한되어 병렬 터널의 설치가 계획 단계부터 많은 어려운 난관에 부딪치게 된다.In the case of installing a double tunnels already installed in a rugged mountain area with parallel tunnels (see Fig. 7), a huge budget is required due to excessive deforestation and excessive structure installation due to technical limitations. The installation of tunnels is limited due to various constraints such as the narrow width of existing roads, underground obstacles, ground structures and traffic traffic, and the installation of parallel tunnels will face many difficult difficulties from the planning stage.

도 1은 현재까지 제일 많이 시공된 일반적인 병렬 터널로 상행 터널(10)과 하행 터널(20)이 일정한 간격으로 이격되게 시공되는 터널로 시공성은 우수하나 편입 토지 및 환경 훼손이 과다하게 발생되는 공법이다.FIG. 1 is a general parallel tunnel which is constructed in the most common way to date and is constructed so that the up tunnel 10 and the down tunnel 20 are spaced apart from each other by a predetermined distance, which is excellent in workability, but the built-in land and environmental damage are excessively generated .

도 2는 상행 터널(10)과 하행 터널(20)의 간격을 줄이기 위하여 중앙 터널(4)을 먼저 굴착하고 중앙 벽체(3)를 시공 후 상행 터널과 하행 터널인 본선 터널을 굴착하여 시공되는 2아치 터널로 터널 간 이격 거리를 축소하기 위하여 중앙 터널 및 중앙 벽체를 먼저 시공하고 본선 터널을 시공하는 터널 시공법으로 시공이 복잡하고 공사 기간이 길며 공사비가 고가인 공법으로 시공성, 경제성에서 불리한 터널 시공법이다.FIG. 2 is a schematic view showing the construction of a tunnel 2 in which the center tunnel 4 is first drilled to reduce the distance between the uphill tunnel 10 and the downhill tunnel 20, In order to reduce the distance between tunnels by arch tunnel, it is a tunnel construction method in which a central tunnel and a central wall are first constructed and a main tunnel is constructed. This construction method is complicated in construction, has a long construction period and is expensive. .

도 3은 상기 2아치 터널과 같은 공법으로 터널 이격 거리를 상기 설명된 병렬 터널보다 축소한 형태로 중앙 터널 및 중앙 벽체의 시공이 복잡하고 공사 기간도 길며 공사비가 고가인 공법으로 시공성, 경제성에 불리한 터널 시공법이다.FIG. 3 is a view showing the construction of the center tunnel and the center wall in a construction in which the distance between the tunnels is smaller than the above-described parallel tunnels by the same method as the two-arch tunnel described above, and the construction period is long and the construction cost is high. Tunnel construction method.

도 4는 상기 병렬 터널의 터널간 이격된 거리를 좁히기 위하여 터널과 터널 사이를 타이 볼트 또는 타이 강연선 등으로 보강하여 시공되는 근접 터널로 지질 조건에 따른 보강 공사비가 고가이고 터널의 안정성을 확보하기 위해서는 터널간 간격을 일정 거리 이상의 확보해야 하는 등으로 시공이 복잡하고 공사 기간이 길며 공사비가 고가인 공법으로 시공성, 경제성에 불리한 터널 시공법이다.4 is a close-up tunnel constructed by reinforcing a tunnel or a tunnel between a tunnel and a tunnel in order to narrow the distance between the tunnels of the parallel tunnels. In order to secure the stability of the tunnels, Tunnel constructions are disadvantageous to constructability and economical efficiency because construction is complicated, construction period is long, and construction cost is high.

도 5는 상행선과 하행선을 가로 슬래브로 분리하는 일체형 1아치 복층 터널 공법으로 굴착 단면이 크고 분리 슬래브 등의 시공으로 터널 단면이 복잡하여 안정성, 시공성 및 경제성에 문제점이 많은 터널 공법으로 아직까지 시공 사례가 없는 개념상의 터널 시공법이다.FIG. 5 is a one-arch double-layer tunnel method for separating an up-line and a down-line into a horizontal slab. The tunnel construction method has a large excavation section and a complicated tunnel section due to the construction of a separation slab. Is a conceptual tunnel construction method.

도 6은 TBM 굴착 기계로 원형 터널로 굴착하여 외벽은 미리 제작된 철근 콘크리트 블럭으로 조립하는 방식으로 시공되고 상행선과 하행선을 가로 슬래브로 분리하여 일체형 복층 터널로 시공 중 지층 변화에 대한 시공 안정성은 양호하나 일반적인 터널 공법 대비 경제성이 불리한 공법이다.FIG. 6 is a view showing an example in which TBM excavating machine is excavated with a circular tunnel, the outer wall is assembled by a prefabricated reinforced concrete block, and the upper and lower lines are separated into a horizontal slab, One is the unfavorable construction method compared with the general tunnel method.

도 7은 기존 단터널을 확장할 경우 주로 사용되는 확장 터널 공법으로 기존 터널의 안정성을 확보하기 위하여 기존 터널과 일정한 거리를 이격하여 확장하는 기존 터널 확장 공법이다.FIG. 7 is an enlarged tunnel method mainly used to extend an existing single tunnel. In order to secure the stability of the existing tunnel, the existing tunnel expansion method is extended to a certain distance apart from the existing tunnel.

상기에서 설명한 바와 같이 터널간의 이격 거리를 2아치 터널 및 근접 터널로 어느 정도 좁힐 수는 있으나 본 발명과 같이 근본적으로 터널간 이격 거리를 축소할 수 없음이 명백하다.As described above, although the distance between the tunnels can be narrowed to a two-arch tunnel and a close tunnel to some extent, it is obvious that the distance between the tunnels can not be reduced fundamentally as in the present invention.

따라서, 본 발명은 상술된 종래의 병렬 터널 시공 방법으로는 해결하기 어려운 지형 지세의 자연 조건과 도시 지역에서의 제한 조건 등을 해결하여 효과적으로 터널을 설치하는데 있다.Accordingly, the present invention is to effectively install a tunnel by solving the natural conditions of the terrain topography and the restriction conditions in the urban area, which are difficult to solve with the conventional parallel tunnel construction method described above.

본 발명의 목적은 기존 터널 형식인 병렬 터널의 시공으로 도시 지역에서 지하 터널과 험준한 지형에 이미 시공된 단터널을 병렬 터널로 확장시 기존 병렬 터널의 시공 방법에서 공통적으로 발생되는 공사비, 토지 편입, 자연 환경 훼손, 교통 통행 방해 및 각종 민원 등에 능동적으로 대처하고 터널 시공을 가능하게 하여 경제성, 시공성 및 환경성에서 효과를 거두고 공사 기간을 단축하고자 하는 데 있다.The object of the present invention is to provide a method and apparatus for constructing a parallel tunnel, which is an existing tunnel type, in which an underground tunnel in a city area and an already constructed tunnel in a rugged terrain are expanded to a parallel tunnel, It is to actively cope with damage to natural environment, obstruction of traffic passage and civil complaints, and to enable construction of tunnels so as to improve efficiency, workability and environment and shorten the construction period.

기존의 병렬 터널 시공 방법으로 터널 공사가 불가능하거나 막대한 예산이 소요되거나 심각한 환경 훼손이 예상될 경우, 본 발명에 따라 도 11 및 도 12과 같이 상부 터널(1)을 굴착하는 단계; 굴착된 상부 터널의 하부 측벽 방향으로 소정의 깊이로 복수의 천공 홀에 상부 터널 측벽 지지력 보강을 위한 록볼트 설치 또는 강관이나 H빔 삽입 후 그라우팅을 하거나 마이크로 파일 등으로 측벽을 보강(81)하는 단계; 하부 터널(2)의 상부 아치부(80)를 고려한 공간에 거푸집 및 동바리(190), 시스템 거푸집 및 동바리(190), 강재 거푸집 및 강재 동바리(190), 발포 스티롤(EPS)이나 토사 또는 모래 등의 재료 중, 어느 한가지의 재료로 성형하는 단계; 상부 터널의 하부에 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브(80)를 타설하는 단계; 하부 터널을 굴착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.11 and 12, according to the present invention, when a tunnel construction is impossible or a huge budget is required or a severe environmental damage is expected by the existing parallel tunnel construction method, the upper tunnel 1 is excavated according to the present invention. A rock bolt is installed in a plurality of holes at a predetermined depth in the direction of the lower side wall of the excavated upper tunnel to reinforce the supporting force of the side wall of the upper tunnel or grouting is performed after inserting a steel pipe or H beam or a side wall is reinforced ; The system formwork and the shoreline 190, the steel formwork and the steel shoreline 190, the foamed styrol (EPS), the soil or the sand, etc., in the space considering the upper arch portion 80 of the lower tunnel 2 , The method comprising: a step of: Placing a crown arch reinforced concrete slab (80) at the bottom of the upper tunnel; And a step of excavating the lower tunnel.

도 13과 같이 기존 단터널(100)의 확장을 위하여, 기존 터널의 포장층을 제거하고 소정의 깊이까지 굴착하는 단계(110); 굴착된 하부 측벽 방향으로 소정의 깊이의 복수의 천공 홀에 지지력 보강을 위한 록볼트 시공, 강관이나 H빔 삽입 후 그라우팅을 하거나 마이크로 파일 등으로 측벽을 보강(81)하는 단계; 하부 터널(200)의 상부 아치부를 감안한 공간에 거푸집 및 동바리(190), 시스템 거푸집 및 동바리(190), 강재 거푸집 및 강재 동바리(190), 발포 스티롤(EPS)이나 토사 또는 모래 등의 재료 중 어느 한가지의 재료로 성형(90)하는 단계; 상부 터널의 하부에 콘크리트 슬래브를 타설하는 단계; 하부 터널을 굴착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 13, in order to extend the existing single tunnel 100, a step 110 of removing a packing layer of an existing tunnel and excavating it to a predetermined depth; A rock bolt construction for reinforcing a supporting force in a plurality of perforation holes having a predetermined depth in the direction of the lower side wall excavated, grouting after inserting a steel pipe or H beam, or reinforcing (81) a side wall with a micro pile or the like; A system formwork and a shovel 190, a steel formwork and a steel shovel 190, and a material such as foamed styrol (EPS) or sand or sand in a space considering the upper arch portion of the lower tunnel 200 Molding (90) with one material; Placing a concrete slab in the lower part of the upper tunnel; And a step of excavating the lower tunnel.

도 14는 터널의 공사 기간을 더욱 단축하기 위하여 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브를 프리 캐스트 콘크리트 슬래브 또는 프리 캐스트 콘크리트 빔(300)으로 제작하여 본 발명에 사용할 경우, 본 발명에 따라 상부 터널(1)을 굴착하는 단계; 굴착된 상부 터널의 하부 측벽 방향으로 소정의 깊이로 복수의 천공 홀에 상부 터널 측벽 지지력 보강을 위한 록볼트 설치 또는 강관이나 H빔 삽입 후 그라우팅을 하거나 마이크로 파일 등으로 측벽을 보강(81)하는 단계; 하부 터널(2)의 상부 아치부(80)를 고려한 공간에 프리 캐스트 콘크리트 슬래브 또는 프리 캐스트 콘크리트 빔을 상부 터널의 하부에 설치하는 단계; 하부 터널을 굴착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to further shorten the tunnel construction period, FIG. 14 shows a case where the crown arch reinforced concrete slab is made of a precast concrete slab or precast concrete beam 300 and is used in the present invention, the upper tunnel 1 is excavated ; A rock bolt is installed in a plurality of holes at a predetermined depth in the direction of the lower side wall of the excavated upper tunnel to reinforce the supporting force of the side wall of the upper tunnel or grouting is performed after inserting a steel pipe or H beam or a side wall is reinforced ; Installing a precast concrete slab or precast concrete beam at a lower portion of the upper tunnel in a space in consideration of the upper arch 80 of the lower tunnel 2; And a step of excavating the lower tunnel.

도 15는 TBM터널과 복층 터널 시공시 TBM터널 굴착 단계(61); 굴착된 하부 측벽 방향으로 소정의 깊이의 복수의 천공 홀에 지지력 보강을 위한 록볼트 시공, 강관이나 H빔 삽입 후 그라우팅을 하거나 마이크로 파일 등으로 측벽을 보강(81)하는 단계; 하부 터널(200)의 상부 아치부를 감안한 공간에 거푸집 및 동바리(190), 시스템 거푸집 및 동바리(190), 강재 거푸집 및 강재 동바리(190), 발포 스티롤(EPS)이나 토사 또는 모래 등의 재료 중 어느 한가지의 재료로 성형(90)하는 단계; 상부 터널의 하부에 콘크리트 슬래브를 타설하는 단계; 하부 터널을 굴착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.15 is a TBM tunnel excavation step (61) when constructing a TBM tunnel and a multi-layer tunnel; A rock bolt construction for reinforcing a supporting force in a plurality of perforation holes having a predetermined depth in the direction of the lower side wall excavated, grouting after inserting a steel pipe or H beam, or reinforcing (81) a side wall with a micro pile or the like; A system formwork and a shovel 190, a steel formwork and a steel shovel 190, and a material such as foamed styrol (EPS) or sand or sand in a space considering the upper arch portion of the lower tunnel 200 Molding (90) with one material; Placing a concrete slab in the lower part of the upper tunnel; And a step of excavating the lower tunnel.

또, 공사 기간을 단축하기 위하여 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브를 프리 캐스트 콘크리트 슬래브 또는 프리 캐스트 콘크리트 빔(300)으로 제작하여 시공할 경우, 본 발명에 따라 상부 터널을 TBM터널 굴착 단계(61); 굴착된 상부 터널의 하부 측벽 방향으로 소정의 깊이로 복수의 천공 홀에 상부 터널 측벽 지지력 보강을 위한 록볼트 설치 또는 강관이나 H빔 삽입 후 그라우팅을 하거나 마이크로 파일 등으로 측벽을 보강(81)하는 단계; 하부 터널(2)의 상부 아치부(80)를 고려한 공간에 프리 캐스트 콘크리트 슬래브 또는 프리 캐스트 콘크리트 빔을 상부 터널의 하부에 설치하는 단계; 하부 터널을 굴착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.When the crown arch reinforced concrete slab is constructed as a precast concrete slab or a precast concrete beam 300 in order to shorten a construction period, the upper tunnel according to the present invention is installed in a TBM tunnel excavation step 61; A rock bolt is installed in a plurality of holes at a predetermined depth in the direction of the lower side wall of the excavated upper tunnel to reinforce the supporting force of the side wall of the upper tunnel or grouting is performed after inserting a steel pipe or H beam or a side wall is reinforced ; Installing a precast concrete slab or precast concrete beam at a lower portion of the upper tunnel in a space in consideration of the upper arch 80 of the lower tunnel 2; And a step of excavating the lower tunnel.

본 발명의 또 다른 하나의 태양으로서, 복층 터널 공법에 있어서, 상부 터널 굴착시 하부 터널 상부의 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브가 시공되는 단면만큼 터널 굴착 방향으로 상부 터널 하부를 추가 굴착하고, 상기 추가 굴착된 부분에 거푸집 및 동바리, 시스템 거푸집 및 동바리, 강재 거푸집 및 강재 동바리, 발포 스티롤(EPS), 토사 또는 모래 등의 재료 중 어느 한가지의 재료로 크라운 아치 성형부를 형성하고, 상기 크라운 아치 성형부 위에 철근 배근 조립 후 콘크리트를 상부 터널의 계획 포장면 하부에 일정 두께로 타설하여 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브를 형성하고, 상기 상부 터널 하부에 시공된 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브가 일정 강도가 발현된 후 하부 터널을 굴착하기 전에 상기 아치 성형부를 제거하고 제거된 아치 성형부 공간을 활용하여 하부 터널을 굴착하는 것을 특징으로 한다.As another embodiment of the present invention, in the multi-layer tunnel construction method, the lower portion of the upper tunnel is further excavated in the tunnel excavation direction by the cross section in which the crown arch reinforced concrete slab above the lower tunnel is excavated at the time of excavating the upper tunnel, A crown-arc forming part is formed of a material such as a form and a tile, a system form and a tile, a steel form and a steel material, a material such as EPS, soil or sand, After assembling, the concrete is placed at a certain thickness below the planned packing surface of the upper tunnel to form a crown arch reinforced concrete slab, and the crown arch reinforced concrete slab installed under the upper tunnel is excavated after a certain strength is developed. The arch forming part is removed before the removed arch forming part Characterized in that the leverage between the excavation of the tunnel bottom.

본 발명의 또 다른 하나의 태양으로서, 상기 추가 굴착하는 단계에서 굴착된 터널의 측벽 하부에 록볼트, 강관, H 빔 또는 마이크로 파일 중 어느 하나 또는 다수의 측벽 보강 파일을 시공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for constructing a tunnel, comprising the steps of: installing one or more sidewall reinforcement piles of a rock bolt, a steel pipe, an H beam, or a micro pile under the side wall of a tunnel excavated in the additional excavating step .

본 발명의 또 다른 하나의 태양으로서, 상기 추가 굴착된 부분에 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브를 시공하는 대신에 상부 터널의 하부에 프리 캐스트 콘크리트 슬래브 또는 프리 캐스트 콘크리트 빔을 터널 굴착 방향으로 시공하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, a precast concrete slab or a precast concrete beam is installed in a tunnel excavation direction at the lower part of the upper tunnel instead of installing the crown arch reinforced concrete slab at the further excavated part do.

본 발명의 또 다른 하나의 태양으로서, 확장 복층 터널 공법에 있어서, 기 시공된 기존 터널의 하부에 하부 터널 상부의 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브가 시공되는 단면만큼 터널 굴착 방향으로 상부 터널 하부를 추가 굴착하고, 상기 추가 굴착된 부분에 거푸집 및 동바리, 시스템 거푸집 및 동바리, 강재 거푸집 및 강재 동바리, 발포 스티롤(EPS), 토사 또는 모래 등의 재료 중 어느 한가지의 재료로 크라운 아치 성형부를 형성하고, 상기 크라운 아치 성형부위에 철근 배근 조립 후 콘크리트를 상부 터널의 계획 포장면 하부에 일정 두께로 타설하여 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브를 형성하고, 상기 상부 터널 하부에 시공된 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브가 일정 강도가 발현된 후 하부 터널을 굴착하기 전에 상기 아치 성형부를 제거하고 제거된 아치 성형부 공간을 활용하여 하부 터널을 굴착하는 것을 특징으로 한다.As another embodiment of the present invention, in the extended multi-layer tunneling method, the lower portion of the upper tunnel is further excavated in the tunnel excavation direction by the cross section in which the crown arch reinforced concrete slab above the lower tunnel is installed at the lower portion of the existing tunnel Forming a crown-arch forming part from any one of a material such as a formwork and a tile, a system form and a tile, a steel form and a steel material, an EPS, a soil or sand, and the like in the further excavated part, After the rebar reinforcement is assembled at the forming site, the concrete is placed at a certain thickness below the planned packing surface of the upper tunnel to form the crown arch reinforced concrete slab, and the crown arch reinforced concrete slab installed at the lower portion of the upper tunnel exhibits a certain strength Before excavating the lower tunnel, the arch formation is removed and removed And the lower tunnel is excavated by utilizing the formed arch forming space.

본 발명의 또 다른 하나의 태양으로서, 상기 추가 굴착하는 단계에서 굴착된 터널의 측벽 하부에 록볼트, 강관, H 빔 또는 마이크로 파일 중 어느 하나 또는 다수의 측벽 보강 파일을 시공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for constructing a tunnel, comprising the steps of: installing one or more sidewall reinforcement piles of a rock bolt, a steel pipe, an H beam, or a micro pile under the side wall of a tunnel excavated in the additional excavating step .

본 발명의 또 다른 하나의 태양으로서, TBM터널 조합 복층 터널 공법에 있어서, TBM공법으로 상부 터널을 굴착하고, 상기 TBM 상부 터널의 하부에 하부 터널 상부의 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브가 시공되는 단면만큼 터널 굴착 방향으로 추가 굴착하고, 상기 추가 굴착된 부분에 거푸집 및 동바리, 시스템 거푸집 및 동바리, 강재 거푸집 및 강재 동바리, 발포 스티롤(EPS), 토사 또는 모래 등의 재료 중 어느 한가지의 재료로 크라운 아치 성형부를 형성하고, 상기 크라운 아치 성형부 위에 철근 배근 조립 후 콘크리트를 상부 터널의 계획 포장면 하부에 일정 두께로 타설하여 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브를 형성하고, 상기 상부 터널 하부에 시공된 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브가 일정 강도가 발현된 후 하부 터널을 굴착하기 전에 상기 아치 성형부를 제거하고 제거된 아치 성형부 공간을 활용하여 하부 터널을 굴착하는 것을 특징으로 한다.As another embodiment of the present invention, in the TBM tunnel combination multi-layer tunneling method, the upper tunnel is excavated by the TBM method, and the tunnel arch reinforced concrete slab at the upper part of the lower tunnel is installed in the lower part of the tunnel above the TBM. And a crown arch forming part is formed of the material of any one of materials such as formwork and sidewalk, system formwork and sidewalks, steel formwork and steel material, EPS, soil and sand on the additional excavated part A crown arch reinforced concrete slab is formed by pouring the concrete to a predetermined thickness below the planned pavement surface of the upper tunnel to form a crown arch reinforced concrete slab, and a crown arch reinforced concrete slab installed at the lower part of the upper tunnel, After the constant intensity is developed, before the lower tunnel is excavated, Characterized in that by removing the male part and take advantage of removing the arch forming part of the lower space excavated tunnel.

본 발명의 또 다른 하나의 태양으로서, 상기 TBM 상부 터널의 하부를 하부 터널 상부의 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브가 시공되는 단면만큼 터널 굴착 방향으로 추가 굴착된 TBM 상부 터널의 측벽 하부에 강관, H 빔 또는 마이크로 파일 중 어느 하나 또는 다수의 측벽 보강 파일을 시공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In another embodiment of the present invention, the lower part of the upper tunnel is formed by a steel pipe, an H beam or a steel pipe on the lower side of the side wall of the TBM upper tunnel, which is further excavated in the tunnel excavation direction by the cross section of the crown arch reinforced concrete slab at the upper part of the lower tunnel And installing the one or more side wall reinforcement files among the micro files.

본 발명의 또 다른 하나의 태양으로서, 상기 추가 굴착된 부분에 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브를 시공하는 대신에 상부 터널의 하부에 프리 캐스트 콘크리트 슬래브 또는 프리 캐스트 콘크리트 빔을 터널 굴착 방향으로 시공하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, a precast concrete slab or a precast concrete beam is installed in a tunnel excavation direction at the lower part of the upper tunnel instead of installing the crown arch reinforced concrete slab at the further excavated part do.

본 발명의 또 다른 하나의 태양으로서, 상기 추가 굴착된 부분에 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브를 시공하는 대신에 상부 터널의 하부에 프리 캐스트 콘크리트 슬래브 또는 프리 캐스트 콘크리트 빔을 터널 굴착 방향으로 시공하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, a precast concrete slab or a precast concrete beam is installed in a tunnel excavation direction at the lower part of the upper tunnel instead of installing the crown arch reinforced concrete slab at the further excavated part do.

본 발명에 따른 복층 터널 공법의 효과는 다음과 같다.The effect of the multi-layer tunneling method according to the present invention is as follows.

첫째, 터널 공사로 토지 편입과 환경 훼손을 최소화하는 친환경적인 공법을 제공하는 효과가 있다.First, it is effective to provide eco - friendly construction method to minimize land inclusion and environmental damage by tunnel construction.

둘째, 상부 터널(1)과 하부 터널(2) 사이에 측벽 보강(81)과 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브(80) 또는 프리 캐스트 콘크리트 슬래브 또는 프리 캐스트 콘크리트 빔(300)에 의한 터널의 구조적인 안정성을 확보하여 터널을 굴착하는 시공법으로 본 발명의 효과를 더욱 증진시켜 준다.Secondly, the structural stability of the tunnel by the sidewall reinforcement 81, the crown arch reinforced concrete slab 80, the precast concrete slab or the precast concrete beam 300 between the upper tunnel 1 and the lower tunnel 2 And the tunnel is excavated, thereby further enhancing the effect of the present invention.

셋째, 도시 지역에서 지하 터널 건설시에는 터널 위에 있는 상부 도로의 제한된 도로 폭과 각종 지하 지장물 저촉, 지상 구조물 저촉 및 통행하는 차량들의 저촉을 최소화하여 경제적이고 각종 민원에 대처가 용이하다는 효과가 있다.Third, in the construction of underground tunnels in urban areas, it is effective to cope with various complaints economically by minimizing the limited road width of the upper road above the tunnel, the interference of various underground obstacles, .

넷째, 상부 터널(1)을 TBM터널(61)로 시공하고 상부 터널(1)과 하부 터널(2) 사이에 측벽 보강(81)과 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브를 프리 캐스트 콘크리트 슬래브 또는 프리 캐스트 콘크리트 빔(300)으로 제작하여 터널의 구조적인 안정성을 확보와 공사 중 소음과 진동을 최소화하고 공사 기간을 단축하는 효과가 있다.Fourth, the upper tunnel 1 is constructed as the TBM tunnel 61, and the sidewall reinforcement 81 and the crown arch reinforced concrete slab are sandwiched between the upper tunnel 1 and the lower tunnel 2 as a precast concrete slab or precast concrete beam (300) to ensure the structural stability of the tunnel, minimize noise and vibration during construction, and shorten construction period.

다섯째, 이미 시공된 단터널(100) 확장시 기존 터널의 옆에 일정 간격을 유지하여 확장 방식에 비하여 본 발명으로 확장할 경우 추가 토지 편입과 환경 훼손을 최소화하는 친환경적 공법으로 공사 기간의 단축이 가능하며 공사 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.Fifth, it is possible to shorten the construction period by using eco-friendly construction method that minimizes the inclusion of additional land and environmental damage when expanding to the present invention as compared with the expansion method by maintaining a constant interval next to the existing tunnel when the already constructed tunnel And the construction cost can be reduced.

도 1은 종래 기술에 따른 병렬 터널의 시공 예시도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 직벽 2아치 터널의 시공 예시도이다.
도 3은 종래 기술에 따른 곡벽 2아치 터널의 시공 예시도이다.
도 4는 종래 기술에 따른 근접 터널의 시공 예시도이다.
도 5는 종래 기술에 따른 1아치 NATM 복층 터널의 예시도이다.
도 6은 종래 기술에 따른 TBM 복층 터널의 시공 예시도이다.
도 7은 종래 기술에 따른 터널 확장의 시공 예시도이다.
도 8은 본 발명의 배수형 복층 터널 공법에 따른 복층 터널의 시공 예시도이다.
도 9는 본 발명의 비배수형 복층 터널 공법에 따른 복층 터널의 시공 예시도이다.
도 10은 본 발명의 TBM터널과 배수형 터널 및 비배수형 터널과 조합하는 복층 터널의 시공 방법에 의한 터널의 예시도이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 발포 스티롤(EPS)이나 토사, 모래 등의 재료 중, 어느 한가지의 재료를 이용한 복층 터널의 시공 예시도이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 일반 거푸집 또는 시스템 거푸집 등의 재료 중 어느 한가지의 거푸집을 이용한 복층 터널의 시공 예시도이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 확장형 복층 터널의 시공 예시도이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브(80)를 프리 캐스트 콘크리트 슬래브 또는 프리 캐스트 콘크리트 빔(300)을 이용한 복층 터널의 시공 예시도이다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 TBM 터널과 조합하는 복층 터널의 시공 예시도이다.
도 16은 본 발명의 배수형 복층 터널의 각종 시공 방법에 의한 터널의 예시도이다.
도 17은 본 발명의 비배수형 복층 터널의 각종 시공 방법에 의한 터널의 예시도이다.
도 18은 본 발명의 복층 터널과 터널 입구 및 출구 구간에 도로와 연결을 위한 지하BOX 차도 구간을 연결하는 방법을 보여주는 종단 및 평면 선형과 구간별 횡단면 예시도이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a view showing an example of construction of a parallel tunnel according to the prior art.
2 is a view showing an example of construction of a straight wall 2 arch tunnel according to the prior art.
3 is a view showing an example of construction of a curved wall 2 arch tunnel according to the related art.
4 is a view showing an example of construction of a nearby tunnel according to the prior art.
5 is an exemplary view of a 1-ARCH NATM multi-layer tunnel according to the prior art.
6 is a view showing a construction example of a TBM multi-layer tunnel according to the prior art.
7 is a view showing an example of construction of a tunnel extension according to the prior art.
8 is a view showing a construction example of a multi-layer tunnel according to the drainage type multi-layer tunneling method of the present invention.
9 is a view showing a construction example of a multi-layer tunnel according to the non-distributed multi-layer tunnel construction of the present invention.
10 is an exemplary view of a tunnel according to the TBM tunnel of the present invention, a drainage type tunnel, and a tunnel construction method of a multi-layer tunnel combined with a non-drainage tunnel.
11 is a view showing an example of construction of a multi-layer tunnel using any one of materials such as EPS, soil, and sand according to an embodiment of the present invention.
12 is a view illustrating an example of construction of a multi-layer tunnel using any one of materials such as a general formwork or a system formwork according to an embodiment of the present invention.
13 is a view showing an example of construction of an expandable multi-layer tunnel according to an embodiment of the present invention.
14 is a view showing an example of construction of a multi-layer tunnel using a precast concrete slab or precast concrete beam 300 of a crown arch reinforced concrete slab 80 according to an embodiment of the present invention.
15 is a view showing an example of construction of a multi-layer tunnel to be combined with a TBM tunnel according to an embodiment of the present invention.
16 is an exemplary view of a tunnel by various construction methods of a drainage type multi-layer tunnel according to the present invention.
17 is an exemplary view of a tunnel by various construction methods of a non-distributed-type multi-layer tunnel according to the present invention.
FIG. 18 is a cross-sectional view of a terminal, a plane line, and a cross section showing a method of connecting a subway BOX road section for connection to a road at a tunnel entrance and an exit section according to the present invention.

본 발명에 대한 구체적인 실시 예를 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 복층 터널 공법으로 복층 터널의 시공에 대하여 추가적인 목적과 특징 그리고 장점들을 상세히 설명하면 다음과 같다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view showing a construction of a multi-layer tunnel according to an embodiment of the present invention; FIG.

본 발명의 실시 예를 이하에서 첨부된 도면들에 동일한 번호를 부여하여 제1실시 예 : 일반적인 복층 터널 공법(도 11 참조)과; 제2실시 예 : 기존 터널 확장형 복층 터널 공법(도 13 참조)과; 제3실시 예 : 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브를 프리 캐스트 콘크리트 슬래브 또는 프리 캐스트 콘크리트 빔(300)으로 이용한 복층 터널 공법(도 14 참조)과; 제4실시 예 : TBM터널 조합 복층 터널 공법(도 15 참조)으로 보다 상세하게 설명하기로 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment of the present invention; FIG. Second Embodiment: Existing tunnel expansion type multi-layer tunneling method (refer to FIG. 13); Third Embodiment: A multi-layer tunneling method (refer to FIG. 14) using a crown arch reinforced concrete slab as a precast concrete slab or precast concrete beam 300; Fourth Embodiment: The TBM tunnel combination multi-layer tunneling method (refer to FIG. 15) will be described in more detail.

제1실시 예: 일반적인 복층 터널 공법First Embodiment: General Double Layer Tunneling Method

도 11은 본 발명의 제1실시 예인 일반적인 복층 터널 공법을 시공 순서에 따른 터널의 시공 과정을 단계별로 나타낸 시공 순서도이다.FIG. 11 is a construction flowchart showing a construction process of a tunnel according to a construction sequence in a general duplex tunnel construction method according to a first embodiment of the present invention.

본 발명은 계획된 두 개의 본선 터널을 상하로 배열하는 복층 터널 공법으로 상부 터널(1)의 계획된 굴착선을 따라 일정 깊이까지 목적 연장까지 굴착하여 상부 터널(1)의 굴착을 완료한 후, 상부 터널(1)과 하부 터널(2)의 단면이 겹치는 부분인 하부 터널(2)의 크라운 아치(Crown Arch)부분(80)을 보강하는 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브(80)를 이 슬래브(80)가 시공되는 단면 만큼 굴착한 부분에 시공한 후, 하부 터널(2)을 굴착하는 모든 과정을 포함한다.In the present invention, the tunnel is constructed by vertically arranging two planned main tunnels up and down, and the excavation of the upper tunnel 1 is completed up to a predetermined depth along the planned excavation line of the upper tunnel 1 to complete the excavation of the upper tunnel 1, The crown arch reinforced concrete slab 80 reinforcing the crown arch portion 80 of the lower tunnel 2 where the cross section of the lower tunnel 2 is overlapped with the crown arch reinforced concrete slab 80, And then excavating the lower tunnel 2, as shown in FIG.

계획된 상부 터널의 굴착선을 따라 굴착한 후, 터널 측벽부 하부에 지지력을 확보하기 위하여 록볼트, 강관, H빔 및 마이크로 파일 등 현장 여건에 알맞은 측벽 파일(81)로 보강한다.After the tunnel is excavated along the excavation line of the planned upper tunnel, it is reinforced with side wall piles (81) suitable for the site conditions such as rock bolts, steel pipes, H beams and micro piles to secure the supporting force at the lower part of the side wall of the tunnel.

측벽 보강 파일은 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브와 일체화됨으로서 측벽 보강 기능뿐만 아니라 하부 터널의 굴착시 하부 터널의 상부 지반을 보강하는 기능도 한다.The sidewall reinforcement pile is integrated with the crown arch reinforced concrete slab to reinforce not only the sidewall reinforcement function but also the upper ground of the lower tunnel when excavating the lower tunnel.

하부 터널의 상부를 보강하기 위한 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브를 타설하기 위하여, 거푸집 및 동바리(190), 시스템 거푸집 및 동바리(190), 강재 거푸집 및 강재 동바리(190), 발포 스티롤(EPS), 토사 또는 모래 등의 재료 중 어느 한가지의 재료로 아치 성형부(90)를 설치한 후, 그 위에 방수 비닐로 덮고 철근 배근 후 콘크리트를 타설하여 하부 터널의 상부 보강 구조물(80)을 상부 터널의 하부와 동시에 시공한다.The formwork and dams 190, the system dams and shovels 190, the steel formwork and the steel shovels 190, the EPS, the gravels or the earth, etc., are used to install the crown arch reinforced concrete slabs to reinforce the upper part of the lower tunnel. Sand, and the like, the arch forming part 90 is installed, and the concrete is covered with waterproof vinyl. After reinforcing steel is laid and concrete is laid, the upper reinforcing structure 80 of the lower tunnel is moved simultaneously with the lower part of the upper tunnel Construction.

하부 터널의 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브가 소요 강도에 도달되면 하부 터널을 굴착하기 전에 상부 터널 굴착 후에 설치된 거푸집 및 동바리, 시스템 거푸집 및 동바리, 강재 거푸집 및 강재 동바리, 발포 스티롤(EPS), 토사 또는 모래 등의 재료 중 어느 한가지의 재료로 형성된 아치 성형부를 제거한다. 이렇게 제거하면 아치 성형부의 체적만큼 공간이 남는다.When the crown arch reinforced concrete slab of the lower tunnel reaches the required strength, the formwork and the shore, the system form and the shore, the steel form and the steel shore, the EPS, the soil or the sand etc. installed after the upper tunnel excavation before the lower tunnel is excavated The arch forming portion formed of any one of the materials of the above-mentioned portions is removed. This removes space as much as the volume of the arch forming section.

이러한 공간은 하부 터널의 굴착시 굴착면 상부의 자유면 공간부(10)로, 특히 발파 굴착시 발파로 발생되는 진동과 소음을 흡수하는 기능을 함으로서 지표면에 전달되는 진동과 소음을 최소화하는 장점이 있어 도시 지역의 지하 터널 건설시 유용한 공법이다.This space has the advantage of minimizing the vibration and noise transmitted to the ground surface by functioning to absorb the vibration and noise generated by the blasting when the excavation surface of the lower tunnel is excavated, This is a useful method for constructing underground tunnels in urban areas.

또한, 상기 자유면 공간부는 소음과 진동의 발생을 최소화하기 위한 암반 파쇄 방식의 굴착시에도 암반 파쇄 장비를 투입할 수 있는 유용한 공간이 된다.In addition, the free surface space portion is a useful space for loading the rock crushing equipment even in the excavation of the rock crushing type in order to minimize the generation of noise and vibration.

본 발명은 굴착, 지보 작업, 숏크리트 등의 일련의 터널 시공 작업을 연속, 반복 작업으로 하부 터널(2)의 굴착을 완료함으로서 최종적으로 복층 터널의 전체가 굴착된다. In the present invention, a series of tunnel construction work such as excavation, support work, shotcrete, etc. is completed by continuous and repetitive works to excavate the lower tunnel 2, and finally the entire tunnel is excavated.

제2실시 예: 확장 복층 터널 공법Second Embodiment: Extended Double Layer Tunneling Method

도 13은 제2실시 예인 기존 터널을 확장 복층 터널 공법으로 시공 방법에 따른 터널의 시공 과정을 단계별로 나타낸 시공 순서도이다.FIG. 13 is a construction flowchart showing the construction process of the tunnel according to the construction method by using the expanded double tunnel construction method of the existing tunnel, which is the second embodiment.

본 발명은 도 7과 같이 기존 터널(70)에 확장 터널(71)을 병렬 터널 방식의 터널로 확장할 경우, 지형 여건으로 인한 과다한 환경 훼손 및 구조물 설치와 높은 지가로 인한 과다한 토지 보상비 등 여러가지 불리한 조건으로 인하여 수평으로 확장되는 병렬 터널 방법의 확장이 불가능 할 경우에 유용한 복층 터널 공법이다.7, when the extension tunnel 71 is extended to a tunnel of a parallel tunnel type in the existing tunnel 70 as shown in FIG. 7, the present invention is not suitable for various disadvantages such as excessive environmental damage due to the terrain condition, excessive land compensation cost due to installation of structures, It is a useful multi-layer tunneling method when it is impossible to expand the horizontal parallel tunnel method because of the condition.

본 발명은 기존 터널(100)을 기준으로 기존 터널 하부에 확장 터널(200)로 신설하여 두 개의 터널을 상하로 배열하는 복층 터널 공법으로 기존 터널의 포장을 제거하고 계획된 굴착선을 따라 철근 콘크리트 슬래브 또는 프리 캐스트 콘크리트 슬래브 또는 프리 캐스트 콘크리트 빔이 시공되는 단면 만큼의 깊이까지 굴착한 후, 하부 터널(200)의 크라운 아치(Crown Arch)부분을 보강하는 철근 콘크리트 슬래브(80) 또는 프리 캐스트 콘크리트 슬래브 또는 프리 캐스트 콘크리트 빔으로 시공한 후, 확장 하부 터널 굴착하는 모든 과정을 포함한다.The present invention is based on the existing tunnel 100 as an extension tunnel 200 under the existing tunnel, and a two-layer tunnel construction method in which two tunnels are arranged vertically, the existing tunnel is removed and the reinforced concrete slab A reinforced concrete slab 80 or a precast concrete slab or a reinforced concrete slab reinforced with a crown arch portion of the lower tunnel 200 after excavation to a depth equal to the cross section of the precast concrete slab or precast concrete beam, And all the processes of excavating the expanded lower tunnel after constructing with the precast concrete beam.

기존 터널의 하부 굴착선(110)을 따라 굴착한 후, 터널 측벽부 하부에 지지력을 확보하기 위하여 록볼트, 강관, H빔 및 마이크로 파일 등 현장 여건에 알맞은 측벽 파일(81)로 보강한다.After the tunnel is excavated along the lower excavation line 110 of the existing tunnel, it is reinforced with side wall piles 81 suitable for the site conditions such as rock bolts, steel pipes, H beams and micro files in order to secure the supporting force at the lower part of the side wall of the tunnel.

측벽 보강 파일은 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브 또는 프리 캐스트 콘크리트 슬래브 또는 프리 캐스트 콘크리트 빔으로 일체화됨으로서 측벽 보강 기능뿐만 아니라 확장 터널 굴착시 확장 터널의 상부 암반을 보강하는 기능도 한다.The sidewall reinforcement file is integrated with Crown Arch Reinforced Concrete Slab or Precast Concrete Slab or Precast Concrete Beam, thus reinforcing the sidewall reinforcement function as well as reinforcing the upper rock mass of the extension tunnel during the extended tunnel excavation.

확장 터널(200)의 상부를 보강하기 위한 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브(80)를 타설하기 위하여 거푸집 및 동바리(190), 시스템 거푸집 및 동바리(190), 강재 거푸집 및 강재 동바리(190), 발포 스티롤(EPS), 토사 또는 모래 등의 재료 중 어느 한가지의 재료로 아치 성형부(90)를 설치한 후, 그 위에 방수 비닐로 덮고 철근 배근 후 콘크리트를 타설하여 확장 터널의 상부 보강 구조물로 기존 터널(100) 하부를 동시에 형성한다.A system mold and a trowel 190, a steel mold and a steel trowel 190, a foamed styrofoam (not shown) for installing a crown arch reinforced concrete slab 80 for reinforcing the upper part of the expansion tunnel 200, EPS), earth, sand, etc., and then the arch forming part 90 is covered with waterproof vinyl, and reinforced concrete is placed thereon to pour concrete into the upper reinforcement structure of the expansion tunnel to form an existing tunnel 100 ) Are simultaneously formed.

크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브가 소요 강도에 도달되면 하부 터널을 굴착하기 전에 기존 터널에 설치된 거푸집 및 동바리, 시스템 거푸집 및 동바리, 강재 거푸집 및 강재 동바리, 발포 스티롤(EPS), 토사 또는 모래 등의 재료 중 어느 한가지의 재료로 형성된 아치 성형부를 제거하면 아치 성형부의 체적만큼 공간이 남는다.When the Crown Arch Reinforced Concrete Slab reaches the required strength, it is required that any of the materials such as formwork and tramway, system formwork and tramway, steel formwork and steel tramway, EPS, soil or sand installed in the existing tunnel before excavating the lower tunnel When the arch forming part formed of one material is removed, a space is left as much as the volume of the arch forming part.

이 공간(10)은 굴착 자유단으로써 기능하여 발파 굴착시 발파로 발생되는 진동과 소음을 흡수하는 기능을 함으로서 기존 터널과 지표면에 전달되는 진동과 소음을 최소화하는 장점이 있어 터널 확장 건설시 유용한 공법이다.This space 10 functions as a free end of excavation to absorb vibration and noise generated by blasting when blasting excavation. Therefore, it is advantageous to minimize vibration and noise transmitted to the existing tunnel and the ground surface, to be.

또한, 상기 자유면 공간부(10)는 소음과 진동의 발생을 최소화하기 위한 암반 파쇄 방식의 굴착시에도 유용한 공간으로 활용할 수 있다.In addition, the free surface space portion 10 can be utilized as a useful space in excavation of a rock fracture type in order to minimize generation of noise and vibration.

이와 같은 굴착, 지보 작업, 숏크리트 등의 일련의 작업을 연속, 반복 작업으로 확장 터널의 굴착을 완료함으로서 최종적으로 확장 복층 터널의 전부가 굴착된다.The excavation of the extension tunnel is completed by successive and repeated operations such as excavation, support work, shotcrete, and the like, and finally, the entire extended double-layer tunnel is excavated.

제3실시 예: 프리 캐스트 콘크리트 슬래브 또는 프리 캐스트 콘크리트 빔을 이용하는 복층 터널 공법Third Embodiment: Multi-layer tunnel method using precast concrete slab or precast concrete beam

도 14는 본 발명의 제3실시 예인 프리 캐스트 슬래브를 이용하는 복층 터널 공법을 시공 순서에 따른 터널의 시공 과정을 단계별로 나타낸 시공 순서도이다.FIG. 14 is a construction flowchart showing a construction process of a tunnel according to a construction sequence in a multi-layer tunnel construction method using a precast slab according to a third embodiment of the present invention.

본 발명은 계획된 두 개의 본선 터널을 상하로 배열하는 복층 터널 공법으로 상부 터널(1)의 계획된 굴착선을 따라 일정 깊이까지 목적 연장까지 굴착하여 상부 터널(1)의 굴착을 완료한 후 상부 터널(1)과 하부 터널(2)의 단면이 겹치는 부분인 하부 터널(2)의 크라운 아치(Crown Arch)부분(80)을 보강하는 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브(80)가 설치되는 단면 만큼 추가 굴착하고, 이 추가 굴착된 부분에 미리 제작된 프리 캐스트 콘크리트 슬래브 또는 프리 캐스트 콘크리트 빔으로 시공한 후, 하부 터널(2)을 굴착하는 모든 과정을 포함한다.The present invention excavates the upper tunnel 1 up to a predetermined depth along a planned excavation line of the upper tunnel 1 by a double layer tunnel method in which two planned main tunnels are arranged vertically and completes the excavation of the upper tunnel 1, Reinforced concrete slab 80 reinforcing the crown arch portion 80 of the lower tunnel 2 which is a portion where the lower tunnel 2 and the lower tunnel 2 overlap with each other, The pre-cast concrete slab or the precast concrete beam, and then the lower tunnel 2 is excavated.

계획된 상부 터널의 굴착선을 따라 굴착한 후, 터널 측벽부 하부에 지지력을 확보하기 위하여 록볼트, 강관, H빔 및 마이크로 파일 등 현장 여건에 알맞은 측벽 파일(81)로 보강한다.After the tunnel is excavated along the excavation line of the planned upper tunnel, it is reinforced with side wall piles (81) suitable for the site conditions such as rock bolts, steel pipes, H beams and micro piles to secure the supporting force at the lower part of the side wall of the tunnel.

측벽 보강 파일은 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브(80)를 미리 제작된 프리 캐스트 콘크리트 슬래브 또는 프리 캐스트 콘크리트 빔과 일체화됨으로서 측벽보강 기능뿐만 아니라 하부 터널 굴착시 하부 터널의 상부 지반을 보강하는 기능도 한다.The sidewall reinforcement file is integrated with the pre-cast concrete slab or the precast concrete beam in the crown arch reinforced concrete slab 80 so as to reinforce the upper ground of the lower tunnel in the lower tunnel excavation as well as the sidewall reinforcement function.

하부 터널의 상부를 보강하기 위한 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브(80)를 미리 제작된 프리 캐스트 콘크리트 슬래브 또는 프리 캐스트 콘크리트 빔을 설치한다. 하부 터널 상부에 남아 있는 공간은 하부 터널의 굴착시 굴착면 상부의 자유면 공간부는 발파 굴착시 발파로 발생되는 진동과 소음을 흡수하는 기능을 함으로서 지표면에 전달되는 진동과 소음을 최소화하는 장점이 있어 터널 건설시 유용한 공법이다.A pre-cast concrete slab or a pre-cast concrete beam is prepared as a crown arch reinforced concrete slab 80 for reinforcing the upper part of the lower tunnel. The space left above the lower tunnel has the advantage of minimizing the vibration and noise transmitted to the ground surface because the free surface space above the excavation surface when excavating the lower tunnel absorbs vibration and noise generated by blasting when blasting excavation It is a useful method for tunnel construction.

또한, 자유면 공간부는 소음과 진동의 발생을 최소화하기 위한 암반 파쇄 방식의 굴착시에도 암반 파쇄 장비를 투입할 수 있는 유용한 공간이다.In addition, the free surface space is a useful space for loading the rock crushing equipment even in the excavation of the rock crushing type in order to minimize the occurrence of noise and vibration.

본 발명은 굴착, 지보 작업, 숏크리트 등의 일련의 터널 시공 작업을 연속, 반복 작업으로 하부 터널(2)의 굴착을 완료함으로서 최종적으로 복층 터널의 전체가 굴착된다.In the present invention, a series of tunnel construction work such as excavation, support work, shotcrete, etc. is completed by continuous and repetitive works to excavate the lower tunnel 2, and finally the entire tunnel is excavated.

제4실시 예: TBM 터널 조합 복층 터널 공법Fourth Embodiment: TBM tunnel combination multi-layer tunnel method

도 15는 TBM터널(61) 조합 복층 터널 공법으로 상부 터널(1)을 TBM으로 터널을 굴착한 다음 상부 터널 하부에 하부 터널(2)을 굴착하는 복층 터널 공법이다.15 is a multi-layer tunneling method in which a tunnel is excavated from the upper tunnel 1 to the TBM by using the combination tunneling method of the TBM tunnel 61 and then the lower tunnel 2 is excavated below the upper tunnel.

굴착 속도가 뛰어난 TBM으로 굴착한 후, 하부 터널의 크라운 아치(Crown Arch)부분을 보강하는 철근 콘크리트 슬래브(80) 또는 프리 캐스트 콘크리트 슬래브 또는 프리 캐스트 콘크리트 빔이 시공되는 단면 만큼 추가 굴착하고 추가 굴착된 부분에 철근 콘크리트 슬래브(80) 또는 프리 캐스트 콘크리트 슬래브 또는 프리 캐스트 콘크리트 빔을 시공한 후, 하부 터널(2)을 굴착하는 모든 과정을 포함한다.A reinforced concrete slab 80 reinforcing a crown arch portion of a lower tunnel after excavation with a TBM having a high excavation speed or a reinforced concrete slab 80 reinforced by a further excavated and additional excavated concrete The concrete slab 80 or the precast concrete slab or the precast concrete beam and then the lower tunnel 2 is excavated.

상부 터널의 측벽부 하부에 지지력을 확보하기 위하여 록볼트, 강관, H빔 및 마이크로 파일 등 현장 여건에 알맞은 측벽 보강 파일(81)로 보강하고 측벽 보강 파일은 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브(80)와 일체화됨으로서 측벽 보강 기능뿐만 아니라 하부 터널(2) 굴착시 하부 터널의 상부 지반을 보강하는 기능도 한다.Reinforced piles 81 suitable for the site conditions such as rock bolts, steel pipes, H beams and micro piles to secure a supporting force to the lower portion of the side wall of the upper tunnel, and the side wall reinforcing piles are integrated with the crown arch reinforced concrete slab 80 Thereby reinforcing not only the sidewall reinforcement function but also the upper ground of the lower tunnel at the time of excavating the lower tunnel 2.

하부 터널의 상부를 보강하기 위한 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브를 타설하기 위하여 거푸집 및 동바리, 시스템 거푸집 및 동바리, 강재 거푸집 및 강재 동바리, 발포 스티롤(EPS), 토사 또는 모래 등의 재료 중 어느 한가지의 재료로 아치 성형부(80)를 설치한 후 그 위에 방수 비닐로 덮고 철근 배근 후 콘크리트를 타설하여 하부 터널의 상부 보강 구조물로 TBM터널(61)하부를 동시에 형성된다.In order to install the crown arch reinforced concrete slab to reinforce the upper part of the lower tunnel, a material such as formwork and sidewalks, system formwork and sidewalks, steel formwork and steel sidewalks, EPS, soil or sand After the arch forming part 80 is installed, it is covered with waterproof vinyl, and the concrete is laid after reinforcing steel is laid, so that the lower part of the TBM tunnel 61 is simultaneously formed as an upper reinforcing structure of the lower tunnel.

하부 터널의 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브가 소요 강도에 도달되면 하부 터널을 굴착하기 전에 TBM터널(61) 하부에 설치된 발포 스티롤(EPS), 토사 또는 모래 등의 재료 중 어느 한가지의 재료로 형성된 아치 성형부(90)를 제거하면 아치 성형부의 체적 만큼 공간이 남는다.When the crown-arch reinforced concrete slab of the lower tunnel reaches the required strength, the arch forming portion 60 is formed of any material such as foamed styrol (EPS), soil, sand or the like, which is installed under the TBM tunnel 61 before excavating the lower tunnel. (90) is removed, a space is left as much as the volume of the arch forming portion.

이 공간은 굴착 자유단으로써 역할하여 발파 굴착시 발파로 발생되는 진동과 소음을 흡수하는 기능을 함으로서 상부 터널과 지표면에 전달되는 진동과 소음을 최소화하는 장점이 있어 도시 지역의 지하 터널 건설시 유용한 공법이다.This space serves as a free end of excavation and absorbs vibrations and noise generated by blasting during blasting excavation. It has the advantage of minimizing the vibration and noise transmitted to the upper tunnel and the ground surface, to be.

또한, 상기 자유면 공간부는 소음과 진동의 발생을 최소화하기 위한 암반 파쇄 방식의 굴착시에도 유용한 공간으로 활용할 수 있다.In addition, the free surface space portion can be utilized as a useful space also in excavation of a rock fracture type in order to minimize occurrence of noise and vibration.

굴착, 지보 작업, 숏크리트 등의 일련의 작업을 연속, 반복 작업으로 하부 터널의 굴착을 완료함으로서 최종적으로 TBM터널 조합 복층 터널의 전체가 굴착된다.The entire tunnel of the TBM tunnel combination tunnel is finally excavated by completing excavation of the lower tunnel by continuous and repetitive works such as excavation, support work and shotcrete.

이와 같이 본 발명에서는 복층 터널 공법을 완성하기 위해서는 상부 터널(1) 또는 기존 터널(100) 또는 TBM 터널(61)의 계획된 하부를 굴착하고 터널 하부의 지지력을 확보하기 위하여 록볼트, 강관, H빔 및 마이크로 파일 등 현장 여건에 알맞은 측벽부를 보강한 다음 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브(80)를 타설하기 위하여 거푸집 및 동바리, 시스템 거푸집 및 동바리, 강재 거푸집 및 강재 동바리, 발포 스티롤(EPS), 토사 또는 모래 등의 재료 중 어느 한가지의 재료로 아치 성형부(90)를 설치한 후, 그 위에 방수 비닐을 덮고 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브 또는 프리 캐스트 콘크리트 슬래브 또는 프리 캐스트 콘크리트 빔을 설치하는 일련의 과정은 본 발명의 중요한 복층 터널 공법의 공정이다.In order to complete the multi-layer tunneling method according to the present invention, it is necessary to excavate a planned lower portion of the upper tunnel 1, the existing tunnel 100, or the TBM tunnel 61, And a microfiber, the reinforced concrete slab 80 is reinforced with a side wall suitable for the site conditions, and then the concrete arch, the concrete form and the shore, the steel formwork and the steel shovel, the EPS, the soil or the sand A series of steps of installing a crown arch reinforced concrete slab or a precast concrete slab or a precast concrete beam by covering the waterproof vinyl on the arch forming part 90 with any one of the materials of the present invention It is a significant two-layer tunneling process.

본 발명의 실시 예는 본 발명의 대표되는 실시의 예를 개략적이고 간단한 단면도를 참조로 설명되는데 실시 예의 단면이나 형상의 다른 실시예들은 예상될 수 있는 것들로 실시 예에 한정된 것이 아니라 이러한 다른 실시예들을 포함하고 있는 것으로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 변형 가능하나 이러한 변형은 본 발명의 권리 범위에 속한다.Embodiments of the present invention will now be described, by way of example only, with reference to schematic and simplified cross-sectional views, in which representative embodiments of the present invention are illustrated by way of example and not by way of limitation, Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.

예를 들면, 도 16과 도 17에 도시된 바와 같이, 완성된 복층 터널의 단면이나 형태가 변화되어 있고 여러 형태의 다른 실시예를 포함하고 있는 복층 터널 공법의 전체 시공 공정은 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 변형이 가능함을 잘 보여주고 있는데 이러한 것들은 모두 본 발명의 권리 범위에 속한다.For example, as shown in FIG. 16 and FIG. 17, the entire construction process of the multi-layer tunnel construction method in which the cross section or shape of the completed multi-layer tunnel is changed and the various other embodiments are included, And that the present invention can be modified without departing from the scope of the present invention.

1: 상부 터널 2: 하부 터널
3: 중앙 벽체 4: 중앙 터널
10: 상행 터널 20: 하행 터널
40: 타이 볼트 또는 강연선61: TBM터널
70: 기존 터널 71: 확장 터널
80: 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브 또는 프리 캐스트 콘크리트 빔
81: 측벽 파일 82: 터널 포장면
83: 터널 라이닝 84: 록볼트
90: 아치 성형부 100: 기존 단터널
110: 기존 터널 굴착부 190: 거푸집 및 동바리
200: 확장 터널 300: 프리 캐스트 콘크리트 슬래브1: upper tunnel 2: lower tunnel
3: central wall 4: central tunnel
10: Upper Tunnel 20: Lower Tunnel
40: Tie bolt or strand 61: TBM tunnel
70: Existing tunnel 71: Extension tunnel
80: Crown Arch Reinforced Concrete Slab or Precast Concrete Beam
81: Side wall file 82: Tunnel pavement side
83: Tunnel lining 84: Rock bolt
90: arch forming part 100: existing stage tunnel
110: Existing tunnel excavating unit 190: Formwork &
200: Expansion tunnel 300: Precast concrete slab

Claims (6)

복층 터널 공법에 있어서,
상부 터널 굴착 시 하부 터널 상부의 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브가 시공되는 단면만큼 터널 굴착 방향으로 상부 터널 하부를 추가 굴착하고,
상기 추가 굴착하는 단계에서 굴착된 터널의 측벽 하부에 록볼트, 강관, H 빔 또는 마이크로 파일 중 어느 하나 또는 다수의 측벽 보강 파일을 시공하여 보강하고,
상기 추가 굴착된 부분에 거푸집 및 동바리, 시스템 거푸집 및 동바리, 강재 거푸집 및 강재 동바리, 발포 스티롤(EPS), 토사 또는 모래 등의 재료 중 어느 한가지의 재료로 크라운 아치 성형부를 형성하고,
상기 크라운 아치 성형부 위에 철근 배근 조립 후 콘크리트를 상부 터널의 계획 포장면 하부에 일정 두께로 타설하여 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브를 형성하고,
상기 상부 터널 하부에 시공된 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브가 일정 강도가 발현된 후 하부 터널을 굴착하기 전에 상기 아치 성형부를 제거하고 제거된 아치 성형부 공간을 활용하여 하부 터널을 굴착하는 복층 터널 공법.In the multi-layer tunneling method,
The upper tunnel is drilled in the direction of the tunnel excavation by the cross section where the crown arch reinforced concrete slab at the upper part of the lower tunnel is excavated at the upper tunnel excavation,
The reinforcing piles are reinforced by constructing one or more sidewall reinforcing piles of a rock bolt, a steel pipe, an H beam or a micro pile on the lower side of the side wall of the tunnel excavated in the additional excavating step,
A crown arch forming part is formed of any one of materials such as formwork and sidewall, system formwork and sidewall, steel formwork and steel sidewall, EPS, soil or sand on the further excavated part,
After assembling the reinforcement on the crown arch forming part, the concrete is poured to a predetermined thickness below the planned packing surface of the upper tunnel to form a crown arch reinforced concrete slab,
Wherein the crown arch reinforced concrete slab installed at the lower part of the upper tunnel has a predetermined strength and then the arch forming part is removed before the lower tunnel is excavated and the lower tunnel is excavated using the removed arch forming part space. 제1항에 있어서,
상기 추가 굴착된 부분에 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브를 시공하는 대신에 상부 터널의 하부에 프리 캐스트 콘크리트 슬래브 또는 프리 캐스트 콘크리트 빔을 터널 굴착 방향으로 시공하는 복층 터널 공법.The method according to claim 1,
And a precast concrete slab or a precast concrete beam is installed in the lower part of the upper tunnel in the direction of the tunnel excavation instead of constructing the crown arch reinforced concrete slab at the further excavated part. 확장 복층 터널 공법에 있어서,
기 시공된 기존 터널의 하부에 하부 터널 상부의 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브가 시공되는 단면만큼 터널 굴착 방향으로 상부 터널 하부를 추가 굴착하고,
상기 추가 굴착하는 단계에서 굴착된 터널의 측벽 하부에 록볼트, 강관, H 빔 또는 마이크로 파일 중 어느 하나 또는 다수의 측벽 보강 파일을 시공하여 보강하고,
상기 추가 굴착된 부분에 거푸집 및 동바리, 시스템 거푸집 및 동바리, 강재 거푸집 및 강재 동바리, 발포 스티롤(EPS), 토사 또는 모래 등의 재료 중 어느 한가지의 재료로 크라운 아치 성형부를 형성하고,
상기 크라운 아치 성형부위에 철근 배근 조립 후 콘크리트를 상부 터널의 계획 포장면 하부에 일정 두께로 타설하여 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브를 형성하고,
상기 상부 터널 하부에 시공된 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브가 일정 강도가 발현된 후 하부 터널을 굴착하기 전에 상기 아치 성형부를 제거하고 제거된 아치 성형부 공간을 활용하여 하부 터널을 굴착하는 확장 복층 터널 공법.In the extended multi-layer tunneling method,
The lower part of the upper tunnel is further excavated in the tunnel excavation direction by the cross section of the crown arch reinforced concrete slab at the upper part of the lower tunnel,
The reinforcing piles are reinforced by constructing one or more sidewall reinforcing piles of a rock bolt, a steel pipe, an H beam or a micro pile on the lower side of the side wall of the tunnel excavated in the additional excavating step,
A crown arch forming part is formed of any one of materials such as formwork and sidewall, system formwork and sidewall, steel formwork and steel sidewall, EPS, soil or sand on the further excavated part,
The crown arch reinforced concrete slab is formed by placing the concrete at a predetermined thickness below the planned packing surface of the upper tunnel after assembling the reinforcing bars to the crown arch forming site,
Wherein the crown arch reinforced concrete slab installed in the lower part of the upper tunnel has a predetermined strength and then the arch forming part is removed before the lower tunnel is excavated and the lower tunnel is excavated using the removed arch forming part space. 제3항에 있어서,
상기 추가 굴착된 부분에 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브를 시공하는 대신에 상부 터널의 하부에 프리 캐스트 콘크리트 슬래브 또는 프리 캐스트 콘크리트 빔을 터널 굴착 방향으로 시공하는 확장 복층 터널 공법.The method of claim 3,
Wherein a precast concrete slab or a precast concrete beam is installed in the lower part of the upper tunnel in the tunnel excavation direction instead of constructing the crown arch reinforced concrete slab at the further excavated part. TBM터널 조합 복층 터널 공법에 있어서,
TBM공법으로 상부 터널을 굴착하고,
상기 TBM 상부 터널의 하부에 하부 터널 상부의 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브가 시공되는 단면만큼 터널 굴착 방향으로 추가 굴착하고,
상기 추가 굴착된 부분에 거푸집 및 동바리, 시스템 거푸집 및 동바리, 강재 거푸집 및 강재 동바리, 발포 스티롤(EPS), 토사 또는 모래 등의 재료 중 어느 한가지의 재료로 크라운 아치 성형부를 형성하고,
상기 크라운 아치 성형부 위에 철근 배근 조립 후 콘크리트를 상부 터널의 계획 포장면 하부에 일정 두께로 타설하여 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브를 형성하고,
상기 상부 터널 하부에 시공된 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브가 일정 강도가 발현된 후 하부 터널을 굴착하기 전에 상기 아치 성형부를 제거하고 제거된 아치 성형부 공간을 활용하여 하부 터널을 굴착하는 TBM터널 조합 복층 터널 공법.TBM Tunnel Combination In a multi-layer tunneling method,
The upper tunnel is excavated by the TBM method,
The TBM upper tunnel is further excavated in a tunnel excavation direction by a section in which the crown arch reinforced concrete slab at the upper part of the lower tunnel is installed,
A crown arch forming part is formed of any one of materials such as formwork and sidewall, system formwork and sidewall, steel formwork and steel sidewall, EPS, soil or sand on the further excavated part,
After assembling the reinforcement on the crown arch forming part, the concrete is poured to a predetermined thickness below the planned packing surface of the upper tunnel to form a crown arch reinforced concrete slab,
A TBM tunnel combination multi-layer tunnel in which a crown-arch reinforced concrete slab installed in the lower part of the upper tunnel is excavated by removing the arch forming part and excavating a lower tunnel after excavating a lower tunnel after a predetermined strength is developed, Method. 제5항에 있어서,
상기 추가 굴착된 부분에 크라운 아치 철근 콘크리트 슬래브를 시공하는 대신에 상부 터널의 하부에 프리 캐스트 콘크리트 슬래브 또는 프리 캐스트 콘크리트 빔을 터널 굴착 방향으로 시공하는 확장 복층 터널 공법.6. The method of claim 5,
Wherein a precast concrete slab or a precast concrete beam is installed in the lower part of the upper tunnel in the tunnel excavation direction instead of constructing the crown arch reinforced concrete slab at the further excavated part.
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