KR101407965B1 - Reinforced Upper Tunnel Using Pre-support Structure and its Construction Method - Google Patents
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Abstract
터널 상부 선행지보 구조체 및 그 시공방법을 개시한다. 본 실시예에 따른 터널 상부 선행지보 구조체는, 굴착될 본터널의 상부에 측량된 깊이 만큼 복수 개 형성된 천공홀의 내부에는 제1보강재가 삽입되어 연결쇠에 결속되며, 상기 연결쇠를 에워싸 밀폐하는 깨지는 재질의 빈보강재가 구비되고, 상기 제1보강재는 그라우팅 호스체와 결합되되, 상기 그라우팅 호스체가 관통되도록 코킹수단이 구비되어 상기 천공홀의 개방구를 밀폐시키고, 굴착된 본터널의 굴착단면에 노출된 빈보강재의 일측 단부가 개방된 상태에서 일측 단부에 나사산이 형성된 제2보강재가 상기 빈보강재에 삽입되어 상기 연결쇠에 결속되고, 상기 제2보강재가 관통하는 지압판이 굴착단면에 압착되어 고정헤드에 의하여 고정되도록 한 것을 발명의 요지로 한다.A tunnel top leading guard structure and method of constructing the same are disclosed. In the upper tunnel supporter structure according to the present embodiment, a first reinforcing material is inserted into a plurality of perforated holes formed by a depth measured on the upper part of the main tunnel to be excavated to be bound to a hinge, The first reinforcing member is connected to the grouting hose body. The first reinforcing member is provided with a caulking unit to pass through the grouting hose body to seal the opening of the hole and to expose the excavated cross section of the tunnel. A second reinforcing member having a screw thread at one end thereof is inserted into the hollow stiffener to be coupled to the hinge, and a piercing plate through which the second reinforcing member passes is pressed on the excavating end face, In the present invention,
Description
본 발명은 터널 상부 선행지보 구조체 및 그 시공방법에 관한 것으로, 상세하게는 터널 상부에 연약지반이 존재할 때 본터널 굴착전 선행지보 구조체를 설치하여 연약지반이 구조적 안정을 확보할 수 있도록 한 터널 상부 선행지보 구조체 및 그 시공방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a tunnel top leading support structure and a method of constructing the same, and more particularly, to a tunnel top structure for providing structural stability when a soft ground is present on an upper part of a tunnel, And a method of constructing the same.
터널 상부의 지반이 풍화암이나 풍화토와 같은 연약한 지반으로 구성된 경우 지반의 하중에 의하여 굴착단면이 쉽게 붕괴될 우려가 있다.When the ground on the upper part of the tunnel is composed of soft ground such as weathered rock or weathered soil, the excavation section can easily collapse due to the ground load.
이에 종래의 NATM(New Austria Tunneling Method) 터널 공법에서는 본터널의 굴착에 선행하여 터널 상부의 지표면에서 하향으로 터널 굴착단면 상부의 일정 높이까지 지보재를 설치하거나, 본터널의 위치에 보다 작은 사이즈의 선진도갱을 하고 선진도갱 속에서 상향으로 터널 굴착단면 상부의 일정 높이까지 지보재를 설치하고 이후에 선진도갱을 바탕으로 본터널을 굴착하여 상기 NATM터널이 안정적으로 굴착되도록 하였다.Therefore, in the conventional tunnel method of NATM (New Austria Tunneling Method), prior to excavation of this tunnel, it is necessary to install the support material from the surface of the upper part of the tunnel downward to a certain height of the upper part of the tunnel excavation section, The tunnel was installed up to a certain height on the upper part of the tunnel excavation section upward from the advanced gang, and then the tunnel was excavated based on the advanced gang to enable stable excavation of the NATM tunnel.
대한민국 등록특허 제10-0740200호 '선지보 터널 공법 및 이에 적합한 장치'는 상기한 선행지보의 설치와 그라우팅 방법에 대한 구체적인 실시예를 설명하고 있다.Korean Patent No. 10-0740200, 'Sunji Beam Tunnel Construction Method and Apparatus therefor', discloses concrete examples of the installation and grouting method of the above-mentioned prior art support.
하지만, 상기한 종래의 발명은 선행지보를 설치함에 있어서, 본터널 굴착시 선행지보 보강재가 본터널 굴착면보다 하향으로 길게 돌출되어야 했다. 이는 선행지보 보강재가 굴착단면에 압착되는 지압판에 의하여 압착되어야만 하기 때문이다. However, in the above-described prior art, the preceding support should be protruded downward from the main tunnel excavation surface when the main support is installed. This is because the preceding supporting stiffener has to be pressed by a press plate pressed against the excavation section.
따라서, 상기 선행지보 보강재는 발파장약 설치를 위한 천공시나 라인드릴링을 위한 천공시 형성되는 천공비트와 상호 간섭하게 되고, 천공비트가 파손됨은 물론, 보강재에도 심각한 문제가 발생하였다. Therefore, the preceding-stay stiffener interferes with the perforated bits formed at the time of perforation for installation of blasting equipment or perforation for line drilling, and the perforated bits are damaged as well as the stiffener has a serious problem.
구체적으로 선행지보 보강재가 파손되거나 꺽여져 강성이 저하되고, 천공비트와 선행지보 보강재가 교차되는 경우 상당기간 진동을 받게 되므로 그라우트가 떨어져 파괴되며, 굴착을 위한 발파시 보강재가 꺽이거나 절단되는 문제점이 있었다.In particular, if the pre-support stiffener is broken or bent to reduce the stiffness, and if the pre-support stiffener intersects with the perforated bit, the grout is damaged due to vibration for a considerable period of time and the stiffener is broken or cut at the time of excavation there was.
한편, 그라우팅을 위한 호스가 하나만 이용되어 보강구간 전체에 균등하게 가압 그라우팅이 이루어지지 않는 문제점도 있었다.On the other hand, there is a problem that only one hose for grouting is used, so that the pressure grouting is not uniformly applied to the entire reinforcing section.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 본터널 굴착시 선행지보의 보강재와 간섭되지 않으면서 터널 상부 연약지반을 효과적으로 보강하고, 보강재가 장기피로에 파손되지 않으며, 보강구간 전체에 균등하게 그라우팅 할 수 있는 터널 상부 선행지보 구조체 및 그 시공방법을 제공하고자 하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to effectively reinforce the soft ground of the tunnel without interfering with the reinforcement of the preceding support when the tunnel is excavated and to prevent the reinforcement from being damaged by the fatigue of the long term, And a method of constructing the same.
본 발명에 따른 터널 상부 선행지보 구조체의 일 측면에 따르면, 굴착될 본터널(1)의 상부에 측량된 깊이 만큼 복수 개 형성된 천공홀(H)의 내부에는 제1보강재(11)가 삽입되어 연결쇠(20)에 결속되며, 상기 연결쇠(20)를 에워싸 밀폐하는 깨지는 재질의 빈보강재(30)가 구비되고, 상기 제1보강재(11)는 그라우팅 호스체(40)와 결합되되, 상기 그라우팅 호스체(40)가 관통되도록 코킹수단(50)이 구비되어 상기 천공홀(H)의 개방구를 밀폐시키고, 굴착된 본터널(1)의 굴착단면(10)에 노출된 빈보강재(30)의 일측 단부가 개방된 상태에서 일측 단부에 나사산(12a)이 형성된 제2보강재(12)가 상기 빈보강재(30)에 삽입되어 상기 연결쇠(20)에 결속되고, 상기 제2보강재(12)가 관통하는 지압판(60)이 굴착단면(10)에 압착되어 고정헤드(70)에 의하여 고정되는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, a first reinforcing member (11) is inserted into a plurality of perforation holes (H) formed by a depth measured on an upper portion of a main tunnel (1) to be excavated, A hollow stiffener (30) that is bound to a metal (20) and surrounds and hermetically seals the hinge (20) is provided. The first stiffener (11) is coupled to the grouting hose A caulking means 50 is provided to penetrate the grouting
또한, 상기 그라우팅 호스체(40)는 길이를 달리하는 복수 개의 그라우팅 호스(41)로 구성될 수 있다.In addition, the
또한, 상기 그라우팅 호스체(40)는 코킹수단(50)에 의해 밀폐된 천공홀(H)의 공기를 제거하기 위한 에어분출 호스(42)를 포함할 수 있다.The grouting
또한, 상기 연결쇠(20)의 일측 후방에는 제1보강재(11)가 관통되는 적어도 하나 이상의 걸림쇠(21)가 상기 천공홀(H)의 표면에 고정되도록 구비될 수 있다.At least one of the
또한, 상기 연결쇠(20)의 타측에는 제2보강재(12)가 용이하게 삽입되도록 삽입가이드부(22)가 형성될 수 있다.The
또한, 상기 빈보강재(30)의 외주면에 강성이 증가되도록 돌출부(31)가 형성되고, 일측 단부에는 천공홀(H)에 삽입이 용이하도록 첨단부(32)가 형성될 수 있다.The
또한, 상기 지압판(60)과 고정헤드(70) 사이에는 상기 제2보강재(12)가 관통하되, 일측을 향하여 두꺼워지는 형상의 쇄기(80)가 구비될 수 있다.The second reinforcing
그리고 상기 제1보강재(11)의 타측 단부에 인장 보강재(90)를 연결하여 지표면에 고정시킬 수 있다.A
한편, 본 발명에 따른 터널 상부 선행지보 구조체 시공방법의 일 측면에 따르면, 굴착될 본터널(1)의 상부에 측량된 깊이 만큼 복수 개의 천공홀(H)을 형성하는 천공 단계(S10); 그라우팅 호스체(40)가 결합된 제1보강재(11)에 연결쇠(20)를 결속하고, 상기 연결쇠(20)를 에워싸도록 빈보강재(30)를 구비하여 상기 천공홀(H)에 삽입하는 제1보강재 삽입 단계(S20); 상기 그라우팅 호스체(40)가 관통되는 코킹수단(50)으로 상기 천공홀(H)의 개방구를 밀폐시키는 코킹 단계(S30); 상기 천공홀(H)을 상기 그라우팅 호스체(40)를 이용하여 그라우팅 하는 그라우팅 단계(S40); 상기 본터널(1)을 굴착하는 본터널 굴착 단계(S50); 굴착단면(10)에 노출된 빈보강재(30)의 일측 단부가 개방된 상태에서 제2보강재(12)를 빈보강재(30)에 삽입하여 상기 연결쇠(20)와 결속하는 제2보강재 결속 단계(S60); 지압판(60)을 제2보강재(11)에 관통되도록 굴착단면(10)에 압착하고 고정헤드(70)로 고정하는 제2보강재 인장 단계(S70); 및 상기 빈보강재(30)의 내부를 그라우팅 하는 빈보강재 채움 단계(S80);를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of constructing a tunnel upper preceding-stage support structure, comprising: drilling (S10) a plurality of perforation holes (H) by a measured depth on a main tunnel (1) to be excavated; A
또한, 상기 천공 단계(S10) 이후에 상기 천공홀(H)의 내부에 보강관(13)을 삽입하여, 상기 보강관(13)의 내부에 제1보강재(11)가 삽입되도록 하는 보강관 삽입 단계(S11);를 포함할 수 있다.The reinforcing
또한, 상기 제1보강재 삽입 단계(S20) 이후에 제1보강재(11)의 타측 단부를 지표면에 노출하여 구조물에 고정시키는 제1보강재 고정 단계(S21);를 포함할 수 있다.The method may further include a first stiffener fixing step (S21) of exposing the other end of the first stiffener (11) to the ground surface after the first stiffener insertion step (S20) and fixing the other end of the first stiffener (11) to the structure.
그리고 상기 제1보강재 삽입 단계(S20) 이후에 제1보강재(11)의 타측 단부에 인장 보강재(90)를 연결하는 인장 보강재 연결 단계(S22); 및 상기 그라우팅 단계(S40) 이후에 상기 인장 보강재(90)를 지표면에 노출하여 구조물에 고정시키는 인장 보강재 고정 단계(S41);를 포함할 수 있다.And a tensile stiffener connecting step (S22) for connecting the tensile stiffener (90) to the other end of the first stiffener (11) after the first stiffener inserting step (S20); And a tensile stiffener fixing step (S41) of exposing the tensile stiffener (90) to an earth surface and then fixing the tensile stiffener (90) to the structure after the grouting step (S40).
본 발명의 실시예에 의한 터널 상부 선행지보 구조체 및 그 시공방법에 의하면, 본터널 외부에서 제1보강재를 설치하고 본터널 굴착 후 제1보강재에 제2보강재를 연결쇠를 이용하여 결합하기 때문에 본터널 굴착에 따른 선행지보 보강재의 파손이나 그라우트가 떨어져 나가는 문제점을 해소할 수 있으며, 제2보강재로 인장하여 구조적으로굴착단면을 보다 안정화할 수 있다.According to the present invention, since the first reinforcing member is installed outside the tunnel and the second reinforcing member is coupled to the first reinforcing member using the hinge after the tunnel is excavated, It is possible to solve the problem of the breakage of the preceding support stiffener due to the tunnel excavation or the problem of the grout being broken off, and the excavation section can be structurally stabilized by being pulled by the second stiffener.
또한, 본터널 천공비트와의 간섭이 이루어지지 않아 천공비트가 파손되는 것을 방지할 수 있다.In addition, it is possible to prevent the puncturing bits from being damaged due to no interference with the tunnel bit.
또한, 그라우팅 호스를 복수 개로 구비하여 보강구간 전체에 균등하게 그라우팅 할 수 있다.In addition, a plurality of grouting hoses can be provided so as to evenly grout the entire reinforcing section.
한편, 쇄기를 구비하여 굴착단면의 곡률에도 불구하고 보강재가 장기피로에 파손되지 않는 이점이 있다. On the other hand, there is an advantage that the reinforcing material is not damaged by the long-term fatigue despite the curvature of the excavated cross section.
도 1a은 종래의 선행지보 설치 방법 중 지표면에서 보강하는 방법을 도시한 단면도.
도 1b는 종래의 선행지보 설치 방법 중 선진도갱에서 보강하는 방법을 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 터널 상부 선행지보 구조체의 분해도.
도 3a는 본 발명에 따른 일 실시예의 본터널 굴착 전의 지표면에서 설치한 선행지보 구조체를 도시한 단면도.
도 3b는 본 발명에 따른 일 실시예의 본터널 굴착 후의 선행지보 구조체를 도시한 단면도.
도 3c는 본 발명에 따른 일 실시예의 본터널 굴착 전의 선진도갱에서 설치한 선행지보 구조체를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 일 실시예의 그라우팅 시의 선진도갱에서 설치한 선행지보 구조체를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 일 실시예의 터널 상부 선행지보 구조체의 시공 후의 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 터널 상부 선행지보 구조체 시공방법의 블록도.
도 7 내지 도 13은 본 발명에 따른 일 실시예의 터널 상부 선행지보 구조체 시공방법의 단계별 상세도.
FIG. 1A is a cross-sectional view showing a method of reinforcing on the ground surface among conventional prior art support installation methods. FIG.
FIG. 1B is a cross-sectional view showing a method of reinforcing a conventional leading guard installation method in an advanced gang. FIG.
2 is an exploded view of the uppermost supporter structure of a tunnel according to the present invention.
FIG. 3A is a cross-sectional view of a preceding support structure provided on a ground surface before tunneling according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 3B is a sectional view showing a preceding support structure after tunnel tunneling according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 3c is a cross-sectional view showing a preceding guard structure provided in the advanced gang before the tunnel excavation according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 4 is a sectional view showing a preceding guard structure installed in an advanced gang during grouting according to an embodiment of the present invention. FIG.
5 is a cross-sectional view of the uppermost supporter structure of a tunnel according to an embodiment of the present invention after construction.
FIG. 6 is a block diagram of a method for constructing a supersonic tunnel top support structure according to the present invention. FIG.
FIGS. 7 to 13 are detailed views of a method of constructing the uppermost supporter structure of a tunnel according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성 및 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 소지가 있는 구성에 대해서도 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known configurations and configurations that may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted. The same reference numerals are given to the same constituent elements.
도 1a 및 도 1b는 각각 종래의 선행지보 설치 방법 중 지표면에서 보강하는 방법과 선진도갱에서 보강하는 방법을 도시한 단면도이다. FIGS. 1A and 1B are cross-sectional views showing a method of reinforcing on the ground surface and a method of reinforcing in the advanced gang, respectively, among conventional prior art support methods.
종래의 선행지보 설치 방법은 터널 굴착 전에 선행지보 보강재를 터널 굴착단면 보다 돌출되도록 설치하여야 했는바, 상기 선행지보 보강재가 본터널 천공비트와 간섭되어 천공비트나 선행지보 보강재가 파손되고 그라우트가 떨어져 나가는 등의 문제점이 있었다.In the conventional prior art support method, the preceding support stiffener is required to protrude from the tunnel excavation section before tunnel excavation. The preceding support stiffener is interfered with the main tunnel boring bit to break the perforated bead or the preceding support stiffener, .
상기한 문제점을 해결하기 위해 도출된 본 발명의 터널 상부 선행지보 구조체의 분해도는 도 2에 도시된 바와 같다.FIG. 2 is an exploded view of the uppermost supporter structure according to the present invention.
한편, 도 3a 내지 도 5를 바탕으로 본 발명의 터널 상부 선행지보 구조체에 대해 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.3A to 5, the uppermost supporter structure of the tunnel according to the present invention will be described in more detail.
본 발명의 실시예에 따르면, 굴착될 본터널(1)의 상부에 측량된 깊이 만큼 복수 개 형성된 천공홀(H)의 내부에는 일측 단부에 나사산(11a)이 형성된 제1보강재(11)가 삽입되어 상기 나사산(11a)에 연결쇠(20)가 결속된다.According to an embodiment of the present invention, a first reinforcing
도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이 상기 천공홀(H)은 지표면에서 형성하거나 선진도갱으로부터 형성할 수 있다.As shown in FIGS. 3A to 3C, the perforation holes H may be formed on the surface of the ground or may be formed from advanced gangways.
한편, 상기 제1보강재(11)는 막대모양으로 형성되고, 일측 단부에는 나사산(11a)이 형성된다. 상기 나사산(11a)은 연결쇠(20)에 결속하기 위한 구성으로 클립이나 끼움쇠 등의 구성으로 대체할 수 있으며, 상기 제1보강재(11)의 타측 단부는 절단된 상태로 있어도 무방하다.On the other hand, the
또한, 상기 제1보강재(11)는 인장재로서 강성을 유지할 수 있는 재질이면 무방하나 강관, 강봉, 강연선, 토목섬유 등을 사용하는 것이 바람직하다.The first reinforcing
상기 제1보강재(11)는 본터널(1)의 굴착단면(10) 보다 돌출되지 않도록 상부에 설치되며, 지표면에서 천공홀(H)을 형성하는 경우에는 지표면 외부로 상기 제1보강재(11)가 돌출되지 않도록 구성할 수도 있으나, 제1보강재(11)의 타측 단부를 지표면에 노출하여 구조물에 고정시키는 것도 가능하다.The first reinforcing
또한, 상기 제1보강재(11)의 타측 단부에 인장 보강재(90)를 연결하여 지표면에 고정시킬 수도 있다.The
상기 연결쇠(20)는 제1보강재(11)와 후술할 제2보강재(12)를 결속하는 구성으로, 결속이 용이하면서도 충분한 강도를 확보할 수 있어야 한다.The
상기 연결쇠(20)는 나사산을 형성하여 상기 제1,2보강재(11,12)와 결속하는 것이 바람직하나, 끼움쇠나 클립으로 결속하는 것도 가능하다. 또한, 상기 제1,2보강재(11,12)의 일측 단부에 각각 암나사 및 수나사를 형성하여 결속하는 방식도 가능하다.The
또한, 상기 연결쇠(20)의 일측 후방에는 제1보강재(11)가 관통되는 적어도 하나 이상의 걸림쇠(21)가 상기 천공홀(H)의 표면에 고정되도록 구비될 수 있다.At least one of the
즉, 제1보강재(11)를 통하여 연결쇠(20)가 인장력을 받더라도, 상기 걸림쇠(21)가 인장력의 일부를 부담하도록 하여 연결쇠(20)가 인장력에 의하여 이탈되는 것을 방지하게 된다.That is, even if the
또한, 상기 연결쇠(20)의 타측에는 제2보강재(12)가 용이하게 삽입되도록 삽입가이드부(22)가 형성될 수 있다. 상기 삽입가이드부(22)는 제2보강재(12)가 삽입되는 방향으로 단면이 좁아지도록 하여 자연스럽게 삽입이 유도되도록 한다.The
한편, 본 발명의 터널 상부 선행지보 구조체는 연결쇠(20)를 에워싸도록 빈보강재(30)가 구비되고, 상기 제1보강재(11)는 그라우팅 호스체(40)와 결합되며, 상기 그라우팅 호스체(40)가 관통되도록 코킹수단(50)이 구비되어 상기 천공홀(H)의 개방구를 밀폐시킨다.In the meantime, the tunnel top leading edge support structure of the present invention is provided with a
상기 빈보강재(30)는 연결쇠(20)를 결속한 제1보강재(11)가 천공홀(H)에 용이하게 삽입되도록 함과 동시에 상기 연결쇠(20)와 제1보강재(11)를 보호하는 기능을 수행한다.The
따라서, 상기 빈보강재(30)의 일측 단부에는 천공홀(H)에 삽입이 용이하도록 첨단부(32)가 형성될 수 있으며, 외주면에 강성이 증가되도록 돌출부(31)가 형성될 수 있다. 상기 돌출부(31)는 굴곡이나 돌기를 구성하는 방식으로 형성할 수 있으며, 이는 강성 뿐만 아니라 그라우팅 시 접착강도를 증가시키는 역할도 수행한다.Therefore, at one end of the
한편, 본터널 굴착시 빈보강재(30)의 일측 단부가 파손되어 개방되어야 하는바, 잘 깨질 수 있는 재질의 합성수지재로 재작하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 빈보강재(30)의 재질은 다르게 구성하여 굴착단면(10)을 기준으로 일측은 합성수지재와 같은 잘 깨지는 재질로 구성하고, 타측은 강관과 같이 강성이 있는 재질로 구성하는 것도 가능하다.On the other hand, at the time of excavating the tunnel, one side end of the
다만, 본터널 굴착 이전에는 상기 빈보강재(30)의 내부로 그라우트 액이 유입되는 것을 방지하기 위하여 상기 빈보강재(30)의 타측은 밀폐되어야 한다.However, before the tunnel is excavated, the other side of the
상기 그라우팅 호스체(40)는 길이를 달리하는 복수 개의 그라우팅 호스(41)로 구성될 수 있으며, 상기 그라우팅 호스(41)는 2 내지 3m의 간격이 되도록 설치하는 것이 바람직하다.The
또한, 상기 그라우팅 호스체(40)는 코킹수단(50)에 의해 밀폐된 천공홀(H)의 공기를 제거하기 위한 에어분출 호스(42)를 포함할 수 있다.The
상기 코킹수단(50)은 압력 그라우팅을 하기 위하여 구비되는 구성으로, 도 3a에 도시된 바와 같이 선행지보 구조체를 지표면에서 설치하는 경우에는 제1보강재(11)와 지표면 사이에 상기 코킹수단(50)을 구비하여야 하며, 도 3b에 도시된 바와 같이 선행지보 구조체를 선진도갱에서 설치하는 경우에는 빈보강재(30)와 선진도갱의 굴착단면 사이에 상기 코킹수단(50)을 구비하여야 한다.3A, when the preceding support structure is installed on the ground surface, the caulking means 50 is provided between the
또한, 제1보강재(11)의 타측 단부를 지표면에 노출하여 구조물에 고정시키는 경우에는 지표면에서 근접한 깊이에 코킹수단을 구비하고 그라우팅하는 것이 바람직하다.When the other end of the first reinforcing
그리고 도 4에 도시된 바와 같이 선행지보 구조체를 선진도갱에서 설치하는 경우에는 일회용의 제1코킹수단(51)과 반복 사용이 가능한 제2코킹수단(52)을 병행하여 사용할 경우 압력 그라우팅을 더 효과적으로 수행할 수 있다.As shown in FIG. 4, when the preceding support structure is installed in the advanced gang, the first caulking means 51 for disposing and the second caulking means 52 for repeated use are used in parallel. Can be effectively performed.
상기 제1코킹수단(51)은 천 등으로 이루어진 주머니의 양 끝단이 고정클립(51a)으로 밀폐되고, 그라우팅 호스(41)를 이용하여 발포우레탄이나 시멘트 등의 충진재를 주입하여 주머니를 부풀려 천공홀(H)이 밀폐되도록 구성할 수 있다.The first caulking means 51 is constructed such that both ends of a bag made of cloth or the like are sealed by a fixing clip 51a and a filling material such as foamed urethane or cement is injected by using the
한편, 제2코킹수단(52)은 고무패커로 구성되어 압력이나 공기를 이용하여 부풀리는 방식으로 구성하되, 상기 제1코킹수단과 인접하여 설치하는 것이 바람직하다. 상기 제2코킹수단(52)은 회수하여 반복적으로 사용할 수 있는바, 그라우팅 호스체(40)가 관통되도록 구성하여야 한다.On the other hand, the second caulking means 52 is composed of a rubber packer and is configured to inflate using pressure or air, and is preferably installed adjacent to the first caulking means. The second caulking means (52) can be recovered and used repeatedly, and the grouting hose body (40) is to pass through the second caulking means (52).
또한, 선행지보 구조체를 선진도갱에서 설치하는 경우에는 상기 그라우팅 호스체(40)가 빈보강재(30)를 관통하도록 구성하는 것이 바람직하다.When the preceding guard structure is installed in the advanced gangway, it is preferable that the
한편, 본 발명의 터널 상부 선행지보 구조체는 굴착된 본터널(1)의 굴착단면(10)에 노출된 빈보강재(30)의 일측 단부가 개방된 상태에서 일측 단부에 나사산(12a)이 형성된 제2보강재(12)가 상기 빈보강재(30)에 삽입되어 상기 연결쇠(20)에 결속된다.In the meantime, according to the present invention, the uppermost supporter structure of a tunnel is provided with a
상술한 바와 같이 상기 제2보강재(12)는 제1보강재(11)가 설치된 후 본터널(1)을 굴착한 후에 제1보강재(11)와 결속하게 된다.The
상기 제2보강재(12)는 제1보강재(11)와 같은 재질과 형상으로 제작하는 것이 바람직하나, 그 길이는 제1보강재보다 현저히 짧더라도 연결쇠(20)에 결속된 후에 후술할 지압판(60)과 결합시킬 수 있는 정도의 길이만 확보되면 무방하다.Although the second reinforcing
이때, 제2보강재(12)를 본터널(1) 굴착 후에 설치하지 않고, 상기 제1보강재(11)와 미리 결속시켜 제1보강재 삽입시에 함께 삽입하여 굴착 후에 제2보강재를 결속하는 시간을 줄이는 것도 가능하다.At this time, the
구체적으로 빈보강재(30) 내부에 상기 제2보강재(12)를 감아서 삽입하는 방식으로 구비하여, 본터널(1)의 굴착시에 개방되어진 빈보강재(30)의 일측 단부로 상기 제2보강재를 노출시켜 고정할 수 있다.The second reinforcing
또한, 상기 제2보강재(12)를 연결쇠(20)와 결속하는 과정에서 미리 인장력을 가하여 결속하거나 스프링과 같은 탄성수단을 이용하여 굴착단면(10)에 지압판(60)이 지속적으로 압축력을 가하도록 구성할 수 있다. In the process of coupling the
한편, 상기 천공홀(H)의 내부에 보강관(13)을 삽입하여, 상기 보강관(13)의 내부에 제1보강재(11)가 삽입되도록 하여 본터널(1) 굴착시 보강 효과가 증진되도록 꾀할 수 있다. The reinforcing
상기 보강관(13)은 본터널(1)의 굴착단면(10) 보다 돌출되지 않도록 하여 천공비트와의 간섭을 방지하여야 하며, 그라우팅 시 접착강도를 높일 수 있어 제2보강재(12)가 결속되기 전까지 일정부분 구조적 안정성을 확보할 수 있게 된다.The
한편, 상기 제2보강재(12)가 관통하는 지압판(60)은 굴착단면(10)에 압착되어 고정헤드(70)에 의하여 고정된다.Meanwhile, the
상기 고정헤드(70)는 제2보강재(12)를 인장하여 체결할 수도 있고, 상기 지압판(60)을 굴착단면(10)에 압착시킬 수도 있는 것으로 사용 용도에 따라 그 형상이 변경될 수 있다.The fixing
또한, 상기 지압판(60)과 고정헤드(70) 사이에는 상기 제2보강재(12)가 관통하되, 일측을 향하여 두꺼워지는 형상의 쇄기(80)가 구비될 수 있다.The second reinforcing
상기 쇄기(80)는 제2보강재(12)가 꺽임없이 일직선으로 인장되도록 굴착단면(10)에 따라 그 두께가 다르도록 구비되어지며, 이로써, 상기 고정헤드(70)도 인장력이 작용되는 방향과 수직으로 구비될 수 있다. The
한편, 도 5에 도시된 바와 같이 조립식 블록(B)을 굴착단면(10)에 설치하고 지압판(60)과 함께 결합시켜 굴착면을 더욱 안정적으로 형성할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 5, the assembled block B may be installed on the
또한, 숏크리트 타설 전 또는 타설 후에 지압판(60)과 함께 결합시켜 더욱 안정적인 선행지보 구조체를 형성할 수도 있다.Further, it may be combined with the
한편, 도 6은 본 발명의 터널 상부 선행지보 구조체 시공방법에 관한 블록도로 천공 단계(S10), 제1보강재 삽입 단계(S20), 코킹 단계(S30), 그라우팅 단계(S40), 본터널 굴착 단계(S50), 제2보강재 결속 단계(S60), 제2보강재 인장 단계(S70) 및 빈보강재 채움 단계(S80)를 포함한다.FIG. 6 is a block diagram of a method of constructing a tunnel top prior art support structure according to the present invention, which includes a block road piercing step S10, a first stiffener insertion step S20, a caulking step S30, a grouting step S40, (S50), a second reinforcing material binding step (S60), a second reinforcing material tensioning step (S70), and an empty stiffener filling step (S80).
도 7 내지 도 13을 바탕으로 본 발명의 터널 상부 선행지보 구조체 시공방법에 대해 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.7 to 13, a method of constructing the uppermost supporter structure of a tunnel according to the present invention will be described in more detail.
상기 천공 단계(S10)는 굴착될 본터널(1)의 상부에 측량된 깊이 만큼 복수 개의 천공홀(H)을 형성하는 단계이다.The perforating step S10 is a step of forming a plurality of perforation holes H by a depth measured on the
이때, 상기 천공홀(H)은 본터널(1)의 굴착단면(10) 보다 돌출되도록 굴착한다. 이는 빈보강재(30)가 굴착단면(10) 보다 돌출되어야 하기 때문이며, 나아가 천공 단계(S10)에서 발생되는 토사 및 후술할 그라우팅 단계(S40)에서 상기 토사와 섞인 그라우트 액이 쌓일 수 있는 공간이 요구되기 때문이다.At this time, the perforation hole (H) is excavated so as to protrude from the excavation end face (10) of the main tunnel (1). This is because the
한편, 상기 천공 단계(S10) 이후에 상기 천공홀(H)의 내부에 보강관(13)을 삽입하여, 상기 보강관(13)의 내부에 제1보강재(11)가 삽입되도록 하는 보강관 삽입 단계(S11)를 포함할 수 있다.The reinforcing
상기 제1보강재 삽입 단계(S20)는 그라우팅 호스체(40)가 결합된 제1보강재(11)에 연결쇠(20)를 결속하고, 상기 연결쇠(20)를 에워싸도록 빈보강재(30)를 구비하여 상기 천공홀(H)에 삽입하는 단계이다.The first reinforcing material inserting step S20 includes joining the
한편, 상기 제1보강재 삽입 단계(S20) 이후에 제1보강재(11)의 타측 단부를 지표면에 노출하여 구조물에 고정시키는 제1보강재 고정 단계(S21)를 포함할 수 있다.The first reinforcing material fixing step S21 may include exposing the other end of the first reinforcing
또한, 상기 제1보강재 삽입 단계(S20) 이후에 제1보강재(11)의 타측 단부에 인장 보강재(90)를 연결하는 인장 보강재 연결 단계(S22)를 포함할 수도 있다.The method may further include a tensile stiffener connecting step (S22) for connecting the tensile stiffener (90) to the other end of the first stiffener (11) after the first stiffener inserting step (S20).
또한, 상기 코킹 단계(S30)는 상기 그라우팅 호스체(40)가 관통되는 코킹수단(50)으로 상기 천공홀(H)의 개방구를 밀폐시키는 단계이다.The caulking step S30 is a step of sealing the opening of the perforation hole H with the caulking means 50 through which the
이때, 상기 코킹수단(50)을 부풀리는 방법은 상술한 바와 같다.At this time, the method of inflating the caulking means 50 is as described above.
상기 그라우팅 단계(S40)는 상기 천공홀(H)을 상기 그라우팅 호스체(40)를 이용하여 그라우팅 하는 단계이다. The grouting step S40 is a step of grouting the perforation hole H using the
상기 그라우팅 호스체(40)는 길이를 달리하는 복수 개의 그라우팅 호스(41)를 이용하는 바, 다단으로 가압 그라우팅을 하게 되며, 가압 그라우팅이 끝나면 노출된 그라우팅 호스(41)를 제거하고, 가압 그라우팅이 이루어진 구간을 제외한 나머지 천공홀(H)을 토사나 시멘트로 채움한다.The
이때, 가압 그라우팅 전에 코킹수단(50)을 이용하여 천공홀(H)을 밀폐시키고, 코킹수단(50) 상부의 천공홀(H)을 토사나 시멘트로 채움한 후 제1보강재(11)가 삽입된 구간을 가압 그라우팅할 수도 있다.The perforation hole H is filled with the caulking means 50 before the press grouting and the perforation hole H in the upper part of the caulking means 50 is filled with the cement or cement and then the
또한, 인장 보강재 연결 단계(S22)를 포함하는 경우, 상기 그라우팅 단계(S40) 이후에 상기 인장 보강재(90)를 지표면에 노출하여 구조물에 고정시키는 인장 보강재 고정 단계(S41)를 포함할 수도 있다.The method may further include a tensile stiffener fixing step (S41) of exposing the tensile stiffener (90) to an earth surface and fixing the tensile stiffener (90) to the structure after the grouting step (S40) when the tensile stiffener connecting step (S22) is included.
상기 본터널 굴착 단계(S50)는 상기 그라우팅 단계(S40) 이후에 상기 본터널(1)을 굴착하는 단계이다.The main tunnel excavation step S50 is a step of excavating the
한편, 제2보강재 결속 단계(S60)는 굴착단면(10)에 노출된 빈보강재(30)의 일측 단부가 개방된 상태에서 제2보강재(12)를 빈보강재(30)에 삽입하여 상기 연결쇠(20)와 결속하는 단계이다.The second reinforcing material binding step S60 is a step of inserting the second reinforcing
상기 제2보강재 인장 단계(S70)는 지압판(60)을 제2보강재(11)에 관통되도록 굴착단면(10)에 압착하고 고정헤드(70)로 고정하는 단계이다. The second reinforcing material tensioning step S70 is a step of pressing the
마지막으로 빈보강재 채움 단계(S80)는 상기 빈보강재(30)의 내부를 그라우팅하는 단계이다. 이때, 굴착단면(10) 까지 그라우팅하는 것이 바람직하다.Finally, the empty stiffener filling step (S80) is a step of grouting the inside of the empty stiffener (30). At this time, it is preferable to grout to the
한편, 상술한 바와 같이 선행지보 구조체를 지표면에서 설치하는 경우에는 제1보강재(11)와 지표면 사이에 상기 코킹수단(50)을 구비하여야 하며, 선행지보 구조체를 선진도갱에서 설치하는 경우에는 빈보강재(30)와 선진도갱의 굴착단면 사이에 상기 코킹수단(50)을 구비하여야 한다.When the preceding guard structure is installed on the ground surface as described above, the caulking means 50 must be provided between the
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
In the foregoing detailed description of the present invention, only specific embodiments thereof have been described. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific forms thereof, which are to be considered as being limited to the specific embodiments, but on the contrary, the intention is to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. .
1: 본터널 H:천공홀
10:굴착단면 11:제1보강재
11a,12a:나사산 12:제2보강재
13:보강관 20:연결쇠
21:걸림쇠 22:삽입가이드부
30:빈보강재 31:돌출부
32:첨단부 40:그라우팅 호스체
41:그라우팅 호스 50:코킹수단
60:지압판 70:고정헤드
80:쇄기 90:인장 보강재
S10:천공 단계 S11:보강관 삽입단계
S20:제1보강재 삽입 단계 S21:제1보강재 고정 단계
S22:인장 보강재 연결 단계 S30:코킹 단계
S40:그라우팅 단계 S41:인장 보강재 고정 단계
S50:본터널 굴착 단계 S60:제2보강재 결속 단계
S70:제2보강재 인장 단계 S80:빈보강재 채움 단계1: Tunnel H: Perforated hole
10: Excavation Section 11: First stiffener
11a, 12a: thread 12: second stiffener
13: reinforcement tube 20: hinge
21: Catch 22: Insertion guide part
30: Empty stiffener 31: Projection
32: tip end portion 40: grouting hose body
41: grouting hose 50: caulking means
60: Platen 70: Fixing head
80: Shrinkage 90: Tensile stiffener
S10: Drilling step S11: Insertion step of reinforcing tube
S20: first stiffener inserting step S21: first stiffener fixing step
S22: Tensile stiffener connecting step S30: Calking step
S40: grouting step S41: tensile stiffener fixing step
S50: tunnel excavation step S60: second reinforcing material binding step
S70: Second Stiffener Tension Step S80: Empty Stiffener Fill Step
Claims (12)
굴착된 본터널(1)의 굴착단면(10)에 노출된 빈보강재(30)의 일측 단부가 개방된 상태에서 일측 단부에 나사산(12a)이 형성된 제2보강재(12)가 상기 빈보강재(30)에 삽입되어 상기 연결쇠(20)에 결속되고, 상기 제2보강재(12)가 관통하는 지압판(60)이 굴착단면(10)에 압착되어 고정헤드(70)에 의하여 고정되는 것을 특징으로 하는 터널 상부 선행지보 구조체.
A first reinforcing member 11 is inserted into the perforation holes H formed in the upper portion of the main tunnel 1 to be excavated by a depth measured and bound to the hinges 20, The first reinforcing member 11 is coupled to the grouting hose member 40 so that the caulking member 50 is inserted into the grouting hose member 40 so that the grouting hose member 40 can pass therethrough. And the opening of the perforation hole (H) is closed,
A second reinforcing member 12 having a thread 12a formed at one end of the hollow stiffener 30 exposed at the excavation end face 10 of the excavated main tunnel 1 in an open state is inserted into the hollow stiffener 30 And the piercing plate 60 engaged with the hinge 20 and passing through the second reinforcing member 12 is pressed on the excavation end face 10 and fixed by the fixed head 70. [ Support structure at the top of the tunnel.
상기 그라우팅 호스체(40)는 길이를 달리하는 복수 개의 그라우팅 호스(41)로 구성되는 것을 특징으로 하는 터널 상부 선행지보 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the grouting hose body (40) comprises a plurality of grouting hoses (41) having different lengths.
상기 그라우팅 호스체(40)는 코킹수단(50)에 의해 밀폐된 천공홀(H)의 공기를 제거하기 위한 에어분출 호스(42)를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 상부 선행지보 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the grouting hose body (40) comprises an air ejection hose (42) for removing air in the perforation hole (H) sealed by the caulking means (50).
상기 연결쇠(20)의 일측 후방에는 제1보강재(11)가 관통되는 적어도 하나 이상의 걸림쇠(21)가 상기 천공홀(H)의 표면에 고정되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 터널 상부 선행지보 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein at least one brace (21) through which the first stiffener (11) passes is fixed to the surface of the perforation hole (H) on the rear side of the hinge (20).
상기 연결쇠(20)의 타측에는 제2보강재(12)가 용이하게 삽입되도록 삽입가이드부(22)가 형성된 것을 특징으로 하는 터널 상부 선행지보 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the insertion guide portion (22) is formed on the other side of the hinge (20) so that the second stiffener (12) can be easily inserted.
상기 빈보강재(30)의 외주면에 강성이 증가되도록 돌출부(31)가 형성되고, 일측 단부에는 천공홀(H)에 삽입이 용이하도록 첨단부(32)가 형성된 것을 특징으로 하는 터널 상부 선행지보 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein a protrusion (31) is formed on an outer circumferential surface of the hollow stiffener (30) to increase rigidity and a tip portion (32) is formed at one end of the hollow supporter (30) .
상기 지압판(60)과 고정헤드(70) 사이에는 상기 제2보강재(12)가 관통하되, 일측을 향하여 두꺼워지는 형상의 쇄기(80)가 구비되는 것을 특징으로 하는 터널 상부 선행지보 구조체.
The method according to claim 1,
Wherein the second supporter (12) penetrates through between the support plate (60) and the fixed head (70), and a wedge (80) having a shape thicker toward one side is provided.
상기 제1보강재(11)의 타측 단부에 인장 보강재(90)를 연결하여 지표면에 고정시키는 것을 특징으로 하는 터널 상부 선행지보 구조체.
The method according to claim 1,
And a tensile stiffener (90) is connected to the other end of the first stiffener (11) and fixed to the ground surface.
그라우팅 호스체(40)가 결합된 제1보강재(11)에 연결쇠(20)를 결속하고, 상기 연결쇠(20)를 에워싸도록 빈보강재(30)를 구비하여 상기 천공홀(H)에 삽입하는 제1보강재 삽입 단계(S20);
상기 그라우팅 호스체(40)가 관통되는 코킹수단(50)으로 상기 천공홀(H)의 개방구를 밀폐시키는 코킹 단계(S30);
상기 천공홀(H)을 상기 그라우팅 호스체(40)를 이용하여 그라우팅 하는 그라우팅 단계(S40);
상기 본터널(1)을 굴착하는 본터널 굴착 단계(S50);
굴착단면(10)에 노출된 빈보강재(30)의 일측 단부가 개방된 상태에서 제2보강재(12)를 빈보강재(30)에 삽입하여 상기 연결쇠(20)와 결속하는 제2보강재 결속 단계(S60);
지압판(60)을 제2보강재(11)에 관통되도록 굴착단면(10)에 압착하고 고정헤드(70)로 고정하는 제2보강재 인장 단계(S70); 및
상기 빈보강재(30)의 내부를 그라우팅 하는 빈보강재 채움 단계(S80);를
포함하는 것을 특징으로 하는 터널 상부 선행지보 구조체 시공방법.
A drilling step (S10) of forming a plurality of perforation holes (H) at a depth measured on the upper part of the main tunnel (1) to be excavated;
A hollow stiffener 30 is attached to the first reinforcing member 11 to which the grouting hose member 40 is coupled and has a hollow stiffener 30 to surround the hinge 20, A first stiffener inserting step (S20) for inserting the first stiffener;
A caulking step (S30) of sealing the opening of the perforation hole (H) with a caulking means (50) through which the grouting hose body (40) penetrates;
A grouting step (S40) of grouting the perforation hole (H) using the grouting hose body (40);
A main tunnel excavation step (S50) of excavating the main tunnel (1);
A second reinforcing member binding step of inserting the second reinforcing member 12 into the empty stiffener 30 and bonding the second reinforcing member 12 to the hinge 20 in a state that one end of the vacant stiffener 30 exposed to the excavating end face 10 is opened (S60);
A second stiffener tensioning step S70 of pressing the platen 60 against the excavating end face 10 so as to penetrate the second stiffener 11 and fixing the platen 60 with the fixing head 70; And
An empty stiffener filling step (S80) for grouting the inside of the empty stiffener (30);
Wherein the uppermost support structure of the tunnel top is supported by the upper support structure.
상기 천공 단계(S10) 이후에 상기 천공홀(H)의 내부에 보강관(13)을 삽입하여, 상기 보강관(13)의 내부에 제1보강재(11)가 삽입되도록 하는 보강관 삽입 단계(S11);를
포함하는 것을 특징으로 하는 터널 상부 선행지보 구조체 시공방법.
10. The method of claim 9,
A reinforcing pipe inserting step of inserting a reinforcing pipe 13 into the perforation hole H after the perforating step S10 so that the first reinforcing member 11 is inserted into the reinforcing pipe 13 S11);
Wherein the uppermost support structure of the tunnel top is supported by the upper support structure.
상기 제1보강재 삽입 단계(S20) 이후에 제1보강재(11)의 타측 단부를 지표면에 노출하여 구조물에 고정시키는 제1보강재 고정 단계(S21);를
포함하는 것을 특징으로 하는 터널 상부 선행지보 구조체 시공방법.
10. The method of claim 9,
And a first stiffener fixing step (S21) of fixing the other end of the first stiffener (11) to the structure by exposing the other end of the first stiffener (11) after the first stiffener insertion step (S20)
Wherein the uppermost support structure of the tunnel top is supported by the upper support structure.
상기 제1보강재 삽입 단계(S20) 이후에 제1보강재(11)의 타측 단부에 인장 보강재(90)를 연결하는 인장 보강재 연결 단계(S22); 및
상기 그라우팅 단계(S40) 이후에 상기 인장 보강재(90)를 지표면에 노출하여 구조물에 고정시키는 인장 보강재 고정 단계(S41);를
포함하는 것을 특징으로 하는 터널 상부 선행지보 구조체 시공방법.
10. The method of claim 9,
A tensile stiffener connecting step (S22) for connecting the tensile stiffener (90) to the other end of the first stiffener (11) after the first stiffener inserting step (S20); And
A tensile stiffener fixing step (S41) of exposing the tensile stiffener (90) to an earth surface and fixing the tensile stiffener (90) to the structure after the grouting step (S40);
Wherein the uppermost support structure of the tunnel top is supported by the upper support structure.
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