KR100463715B1 - 비개착식 선로 횡단 지하통로 구축장치와 이를 이용한노선 횡단 지하통로 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기설 도로나 철도 등의 선로를 횡단하는 지하통로를 개설할 때 그 선로를 개착하지 않고 신속 간편하고 경제적으로 구축할 수 있는 비개착식 선로 횡단 지하통로 구축장치와 그 시공방법을 제공하기 위한 것으로서, 바닥과 벽 및 천장 일체형으로서 선단면에는 굴착챙 부착용 너트(5)를 설치한 통로거(1)와; 노반 굴진시 토사무너짐 방지용으로서 밑이 측벽(21)의 선단이 빗면(23)이고, 후단에는 통로거(1)의 너트(5)와 동수의 부착공(25)이 천공된 굴착챙(2)과; 굴착챙(2)의 천장(22)과 하부(11)의 선단에 부착되고 굴진각도조절구(6)로 굴진각도를 조절하도록 된 굴착날(3)과; 유압장치로 이루어진 통로거 압입장치(4)로 이루어진 비개착식 선로 횡단 지하통로 구축장치를 지하통로 개설지에 설치하고 점진적으로 노반을 굴착하면서 통로거를 압입하며, 관통된 통로공에 통로거를 정위치시킨 후에 주변정리하여 마감하는 순서에 따라 비개착식으로 기설 선로를 횡단하는 지하통로를 구축하는 방법이다.

Description

비개착식 선로 횡단 지하통로 구축장치와 이를 이용한 노선 횡단 지하통로 시공방법 {apparatus for constructing unexcavated underground tunnel for railroad traverse and method for constructing underground tunnel for railroad traverse using the same}

본 발명은 기설 도로나 철도 등의 선로를 횡단하는 지하통로를 개설함에 있어서 기존 선로를 개착하지 않고 시공하는 장치와, 이 장치를 사용하여 짧은 공기에 경제적 효과적으로 선로 횡단 지하통로를 개설하는 방법에 관한 것이다.

기설 고속도로, 국도, 지방 도로나 철도 밑에 그 선로를 횡단하는 지하통로를 개설하던 보편적인 공법은 계획구간의 경계에 선로에 대해 직교방향을 따라 촘촘히 파일을 박아 토류벽을 설치하고, 선로 방향의 양쪽 파일 간에 받침빔을 가설한 다음 그 위에 복공판을 깔아 기존 선로의 통행을 유지하는 가운데 복공판 밑 도로를 설계지면까지 굴착하여 바닥 철근 콘크리트 기초를 구축하고, 바닥 콘크리트기초 위에 철근 콘크리트 벽 세우기와 철근 콘크리트 천장 구축의 순으로 지하통로를 구축하고, 복공판과 파일을 철거한 후 쇄석과 아스콘을 사용한 노면 복구의 순으로 진행하는 개착식이 다.

그러나 개착식 선로 횡단 지하통로 시공방법은 파일 박기에서부터 복공판을 까는 데 소요되는 지하통로 개설 준비기간과 지하통로 구축 후 노면 복구기간만큼 공기가 길고, 그 비용도 추가돼 지하통로 개설비의 상승이 불가피하다. 또, 개설준비기간과 노면 복구기간 동안 선로 통행 차량과 보행자는 통행 불편을 감수해야 되고, 안전사고의 위험도 다분하다.

본 발명의 목적은 선로를 횡단하는 지하통로를 비개착식으로 신속 간편하게 또한 경제적으로 개설할 수 있는 시공장치와, 이 장치를 이용하여 저비용으로 신속 간편하게 지하통로를 구축할 수 있는 선로 횡단 지하통로 시공방법을 제공하는 것이다.

상기의 제1 과제는 통로거와 굴착챙, 굴착날, 및 통로거 압입장치로 구성된 비개착식 선로 횡단 지하통로 구축장치로 달성할 수 있다.

제2 과제는 기설 선로에 대한 횡단 지하통로 개설위치의 외곽 지반을 정리하여 통로거와 통로거 압입장치를 수용할 기초 콘크리트를 타설하여 양생시키는 단계와; 상기 기초 콘크리트 위에 미끄럼 마찰저항의 감소를 위하여 시트(예를 들어: P.F. Film등)를 여러겹 깔고 그 위에 통로거를 바르게 올려놓는 단계와; 상기 통로거의 선단에 굴착챙의 후단을 대고 그 부착공을 통하여 너트에 보울트를 체결하여 고정하는 단계와; 상기 통로거의 뒤쪽 기초 콘크리트 상에 유압장치로 이루어진 통로거 압입장치를 설치하여 고정하고 그 유압장치로 통로거의 후단에 밀착시켜 유압장치에 유압을 가하여 통로거의 선단이 노반에 닿을 때까지 밀어서 이동시키는 단계와; 통로거의 후단으로 들어가 굴착챙 안과 그 전방의 노반을 굴착하여 통로공을 형성하고 그 바닥을 상기 기초 콘크리트의 상면과 같게 조정하는 단계와; 상기 통로거 유압장치를 재가동하여 통로거의 바닥 선단이 상기 통로공의 바닥끝에 가 닿도록 압입하고 통로공 앞쪽의 노반을 굴착하여 통로공을 개통하는 단계와; 통로거 압입장치로 통로거를 개통된 통로공에 관통시켜 정위치시키는 단계와; 통로거에서는 굴착챙을 그리고 기초 콘크리트상에서는 통로거 압입장치를 철거하고 주변을 정리하는 단계로 진행하여 비개착식으로 선로를 횡단하는 지하통로를 구축하는 시공방법에 의해 달성할 수 있다.

도 1은 비개착식 노선 횡단 지하통로 구축장치의 분해도

도 2는 조립상태의 부분절개 측면도

도 3은 지하통로를 굴진하기 위한 준비상태의 단면도

도 4는 초기 노반 굴착단계의 단면도

도 5는 중간 노반 굴진단계의 단면도

도 6은 통로거의 설치에 의하여 선로 횡단 지하통로가 구축된 상태의 단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 통로거 2 : 굴착챙

3 : 굴착날 4 : 통로거 압입장치

5 : 너트 6 : 고무판

7 : 굴진각도조절구 8 : 시트

11 : 하부 12 : 수직구획판

21 : 측벽 23 : 빗면

24 : 답판 25 : 부착공

41 : 기판

42 : 기둥 43 : 유압장치

a : 기초 콘크리트 b : 노반

c : 통로공 d : (통로공의) 바닥

비개착식 선로 횡단 지하통로 시공장치는 크게 통로거(1)와 굴착챙(2), 굴착날(3), 통로거용 압입장치(4)로 구분된다.

도 1에서, 통로거(1)는 선로 밑에 비개착식으로 지하통로를 개설할 때 천공작업의 안전을 도모하고, 지하통로를 개설한 후에는 그 지하통로의 바닥과 벽 및 천장 일체형 통로벽을 이루게 되는 것으로, 철근 콘크리트 또는 PC제, 충분한 강도를 지닌 내식성 후강판제, 후강판의 내외 전면에 철근을 배하고 숏크리트를 쳐 굳힌 것 등이 있다. 이러한 통로거(1)는 보행자, 농기구는 물론 규모에 따라서는 차량통행도 가능하다. 아치형과 사각관의 형태가 바람직하고, 길이는 기설 선로의 노폭에 맞춰 설계하여 제작한다.

통로거(1)의 선단 상변과 양 측변에는 등간격마다 너트(5)를 심어 굴착챙(2)의 후단을 대고 보울트로 고정하게 하고, 후단의 모퉁이에는 완충용 고무판(6)을 부착하여 통로거 압입장치로 뒤를 밀어 굴진방향으로 나아가게 할 때 유압장치와 접촉해도 파손되지 않도록 보호하고 또한 유압장치의 선단이 미끄러지지 않도록 한다.

굴착챙(2)은 통로거(1)의 선단에 장착하여 선로 밑을 굴진해 들어갈 때 천장측 토사와 벽쪽 토사가 무너지지 않게 받치면서 지하통로 영역에 대한 굴착작업과 지반에 통로거(1)의 바닥을 고정하는 작업을 안전하게 수행하고 굴착날을 지지하는 것으로, 천장(22)과 하부(11)의 선단에 장착된 굴착날이 굴진한 후라야 통로공의 측면에 대한 굴착작업이 수월한 점에 착안하여 천장(22)의 선단에서 통로거(1)의 선단쪽 바닥을 향해 경사진 빗면(23)으로 형성한다. 이때, 빗면(23)은 흙의 안식각과 동일한 경사각을 갖게 한다.

이 같은 굴착챙(2)의 외곽은 통로거(1)의 외곽과 동일하게 하여 굴착챙(2)과 굴착날(3)을 사용하여 통로공을 천공하면서 통로거(1)를 압입하기 쉽게 하고, 또한 통로거(1)를 설치한 후에는 통로공과 통로거(1) 사이에 되도록 틈이 남지 않게 하여 지하통로 개설 후 노반의 침하 가능성을 낮춘다.

통로공을 굴착할 때 손이 닿지 않는 높은 곳의 노반 토사를 파내려면 사다리같은 별도의 기구가 필요하다. 굴착챙(2) 내에서 사다리를 사용하는 것은 통로거(1)를 설치하기 위하여 진행하는 후속 작업에 장애물이 될 수 있고 거추장스럽기도 하다. 이 점을 고려하여 굴착챙(2) 내에 답판(24)을 설치하여 작업자가 올라가 높은 곳의 노반에 대한 굴착작업을 수월하게 진행할 수 있게 한다. 답판(24)은 앞이 뒤쪽보다 약간 높게 경사지게 하여 굴착된 토사를 뒤쪽으로 밀어내기 쉽게 한다. 또한, 굴착챙(2)내를 다수부분으로 구획분할 하는 수직구획판(12)을 답판(24)과 직각으로 설치하여 토사가 무너지는 것을 방지한다. 이때, 국착챙내를 분할 하는 구획개수는 굴진하고자하는 토사의 종류 및 굴착챙의 크기등에 따라 결정한다.

굴착챙(2)의 후단에서 상기 너트(5)와 같은 자리마다 부착공(25)을 천공하여 통로거(1)의 선단에 대고 보울트로 너트(5)에 고정시키기 쉽게 한다. 답판(24)의 후단에는 슈트(미도시)를 부착하여 굴착토사를 운반차량에 적재하기 쉽게 한다.

굴착날(3)은 통로거(1)가 들어 갈 통로거공의 천장쪽을 먼저 파고 들어가 노반의 굴착작업과 통로거(1)의 굴진작업이 수월하게 이뤄지게 하는 것으로, 굴착챙(2)의 천장(22)과 하부(11)의 선단에 힌지식으로 부착하고, 굴진각도조절구(7)로 굴착챙(2)에서의 굴착날(3)의 각도를 조절할 수 있게 하거나 통로거(1)의 굴진 높낮이를 조절한다. 굴진각도조절구(7)의 양쪽 나사봉(71,72)은 굴착챙(2)의 빗면(23)과 굴착날(3)의 양측단 저면에 부착된 돌쩌귀(27,31)에 힌지식으로 설치한다. 굴착날(3)의 각도조절은 굴진각도 또는 통로거의 높낮이가 어긋났을 때 실시한다.

도 3에서 통로거 압입장치(4)는 굴착챙(2)이 결합된 통로거(1)를 통로공의 굴진방향으로 뒤를 밀어 강제 진출시키는 것으로서 유압을 이용한 유압장치이다.

다음으로, 상기 비개착식 선로 횡단 지하통로 구축장치를 사용하는 지하통로 시공방법에 대하여 설명한다.

도 3에서, 도로, 철도 등의 기설 선로를 횡단하는 지하통로가 개설될 곳의 외곽에 그 횡단방향의 연장선상에 있는 지반을 정리하고 통로거(1)의 바닥폭 보다도 넓고 통로거(1)와 유압식 통로거 압입장치(4)를 한꺼번에 올려 놓을 만한 길이로 기초 콘크리트(a)를 타설한 다음에 그 바닥을 반듯하게 정리하여 양생시킨다.

기초 콘크리트(a) 위에 굴진방향으로 풀려나가도록 롤형 시트(8)(예를들면;P.F.Film등)를 여러겹 깔고, 시트(8) 위에 통로거(1)를 바르게 올려놓는다. 시트(8)는 기초 콘크리트(a)의 상면과 굴착된 통로공의 바닥에서 통로거(1)를 굴진방향으로 밀 때 마찰저항을 줄여 이동하기 쉽게 하는 것으로, 표면이 매끈하고 얇은 합성수지 필름 등이다.

통로거(1)의 선단에 굴착챙(2)의 후단을 대고 그 부착공(25)의 중심을 너트(5)의 중심에 일치시킨 다음에 부착공(25) 쪽에서 보울트(9)를 체결하여 고정한다.

그리고 통로거(1)의 뒤쪽에 통로거 압입장치(4)를 설치하여 뒤쪽으로 미끄러지지 않게 고정하고, 유압장치(43)의 선단은 통로거(1)의 고무판(6)에 닿도록 조정한다.

도 4에서, 유압장치(43)에 유압을 가하여 통로거(1)를 민다. 밀리는 통로거(1)는 바닥(11)의 선단이 여러겹의 시트(8)를 풀어 깔면서 타고 미끄러져 나아간다. 이때, 굴착날(3)은 통로공의 천장과 바닥쪽을 파고든다. 이 작업은 통로거(1)의 바닥(11) 선단이 노반(b)의 측면 하단에 닿을 때까지 진행한다. 그리하면 굴착챙(2)도 노반(b)에 박힌다.

굴착 작업자는 통로거(1)의 후단을 통해 들어가서 굴착챙(2) 안의 노반(b)을 굴착하고, 굴착된 토사는 통로거(1)의 후단 쪽으로 배출한다. 노반(b)에 대한 굴착은 굴착된 통로공(c)이 바닥(d)이 기초 콘크리트(a)의 상면과 높이가 같게 하여 통로거(1)를 밀어 넣기 쉽게 하고, 바닥도 평탄하게 조정한다. 그리고 통로거(1)의 후속 압입이 가능하도록 깊숙이 굴착한다. 빗면 노반(b)을 굴착하는 동안 굴착챙(2)과 굴착챙(2)내를 다수부분으로 구획분할 하는 수직구획판(12)을 답판(24)과 직각으로 설치하여 굴착되지 아니한 노반 토사가 무너지는 것을 방지해 준다. 이때, 국착챙내를 분할 하는 구획개수는 굴진하고자하는 토사의 종류 및 굴착챙의 크기등에 따라 결정한다.

도 5에서, 유압장치(43)에 2차 유압을 가하여 바닥(11)의 선단이 굴착된 통로공(c)의 바닥(d) 끝에 가 닿을 때까지 압입한다. 이때도 그 바닥(11)의 선단은 여러겹의 시트(8)를 밀어서 풀고, 통로거(1)는 깔린 시트(8)를 미끄럼타고 압입된다. 그 위치에서 상기와 같은 요령으로 재차 노반(b)을 굴착한다. 이 작업은 통로공(c)이 완전 개통시까지 반복한다. 굴진각도와 통로거의 높낮이가 어긋나면 굴진각도조절구(7)를 조작하여 바로 잡는다.

도 6에서, 개통된 통로공(c)에 통로거(1)를 완전히 압입하여 정위치시켜 통로거(1)를 안정시킨 후에 통로거(1)에서 굴착챙(2)을 철거하고, 기초 콘크리트(a)의 통로거 압입장치(4)를 철거한 다음에 주변을 정리한다. 이로써 선로를 개착하지 않고도 노선을 횡단하는 지하통로가 감쪽같이 구축되는 것이다.

이상 설명한대로 본 발명의 비개착식 선로 횡단 지하통로 구축장치를 사용하여 선로를 횡단하는 지하통로를 개설하면 그 개설작업이 대단히 신속 간편하고, 또한 경제적 시공이 가능하다.

Claims (7)

1. 바닥과 벽 및 천장 일체형으로서 선단면에는 굴착챙 부착용 너트(5)를 설치한 통로거(1)와; 노반 굴진시 토사무너짐 방지용으로서 밑이 측벽(21)의 선단이 빗면(23)이고, 후단에는 통로거(1)의 너트(5)와 동수의 부착공(25)이 천공된 굴착챙(2)과; 굴착챙(2)의 천장(22)과 하부(11)의 선단에 부착하는 굴착날(3)과; 유압장치를 구비한 통로거 압입장치(4)로 이루어진 비개착식 선로 횡단 지하통로 구축장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 통로거(1)는 후단 모퉁이에 완충용 고무판(6)이 부착된 비개착식 선로 횡단 지하통로 구축장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 굴착챙(2)은 내부에 답판(24)이 설치된 비개착식 선로 횡단 지하통로 구축장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 굴착챙(2) 내부를 다수부분으로 구획분할 하는 수직구획판(12)을 답판(24)과 직각으로 설치된 비개착식 선로 횡단 지하통로 구축장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 답판(24)은 후단에 슈트가 설치된 비개착식 선로 횡단 지하통로 구축장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 굴착날(3)은 굴진각도 및 통로거 높낮이 조절구(7)로 굴진각도 및 통로거 높낮이를 수정하도록 된 비개착식 선로 횡단 지하통로 구축장치.
7. 선로 횡단 지하통로 개설위치에서 굴진방향의 외곽 지반을 정리하여 통로거와 통로거 압입장치를 수용하는 기초 콘크리트를 타설하여 양생시키는 단계와; 상기 기초 콘크리트 위에 미끄럼 마찰저항 감소를 위한 시트를 여러겹 깔고 그 위에 통로거를 바르게 올려놓는 단계와; 상기 통로거의 선단에 굴착챙의 후단을 대고 그 부착공을 통하여 너트에 보울트를 체결하여 고정하는 단계와; 상기 통로거의 뒤쪽 기초 콘크리트 상에 유압장치로 이루어진 통로거 압입장치를 설치하여 고정하고 그 유압장치의 선단을 통로거의 후단에 밀착시키는 단계와; 유압장치에 유압을 가하여 통로거의 선단이 노반에 닿을 때까지 밀어서 이동시키는 단계와; 통로거의 후단으로 들어가 굴착챙 안과 그 전방의 노반을 굴착하여 통로공을 형성하고 그 바닥을 상기 기초 콘크리트의 상면과 같게 조정하는 단계와; 상기 통로거 유압장치를 재가동하여 통로거의 바닥 선단이 상기 통로공의 바닥끝에 가 닿도록 압입하고 통로공 앞쪽의 노반을 굴착하여 통로공을 개통하는 단계와; 통로거 압입장치로 통로거를 개통된 통로공에 관통시켜 정위치시키는 단계와; 통로거에서는 굴착챙을 그리고 기초 콘크리트상에서는 통로거 압입장치를 철거하고 주변을 정리하는 단계로 진행하는 것을 특징으로 하는 비개착식 선로 횡단 지하통로 시공방법.