(19) 대한민국특허청(KR) (12) 공개특허공보(A) (51) Int. Cl. E21D 9/00 (2006.01) E21D 11/00 (2006.01) E21D 11/18 (2006.01) (21) 출원번호 10-2010-0080286 (22) 출원일자 2010년08월19일 심사청구일자 2010년08월19일 (11) 공개번호 (43) 공개일자 10-2012-0017594 2012년02월29일 (71) 출원인 쌍용건설 주식회사 서울특별시 송파구 올림픽로 299 (신천동) 주식회사 건화 경기도 안양시 동안구 흥안대로427번길 38 (관양 동) (72) 발명자 피태희 서울특별시 송파구 신천동 20-4 진주아파트 15동 105호 조현 서울특별시 강남구 도곡2동 467 타워팰리스 E동 1505호 (뒷면에 계속) (74) 대리인 허성원 전체 청구항 수 : 총 6 항 (54) 보강벽체를 이용한 터널시공방법 (57) 요 약 본 발명은 저토피 토사구간의 터널을 시공하는 방법으로 별도의 보강벽체(수직연속벽체)를 설치하는 것을 특징으 로 한다. 이를 통해, 종래의 터널시공방법에서 요구되는 엘리펀트 풋, 레그파일 및 측벽파일 등을 설치하는 터널 내 보강공정을 삭제하여 공기를 단축하며 기존 터널시공방법에 비해 안정성과 효율성을 증가시키는 데 특징이 있 다. 대 표 도 - 도2-1-
(72) 발명자 임재승 경기도안양시동안구평촌동인덕원대우아파트 104 동 401 호 박동인 경기도남양주시와부읍도곡리 1117 건영리버파크 108 동 1303 호 오석원 서울특별시관악구봉천 5 동관악드림타운 140 동 303 호 김남석 경기도용인시수지구상현로 42 번길 46, 동일스위트 265 동 502 호 ( 상현동 ) - 2 -
특허청구의범위청구항 1 비개착식터널시공방법에있어서, 터널의굴착방향을따라상기터널굴착방향을기준으로적어도일측에소정깊이까지상기굴착될터널의상부지반하중을지탱하기위한복수의보강벽체를설치하는단계를포함하는비개착식터널시공방법. 청구항 2 제1항에있어서, 상기보강벽체를설치하는단계는, 상기터널굴착방향을따라상기터널굴착방향에대해교차하는방향으로소정깊이의복수의천공홀을생성하는단계 ; 및상기복수의천공홀각각에콘크리트를타설하는단계 ; 를포함하는비개착식터널시공방법. 청구항 3 제1항에있어서, 상기보강벽체를설치하는단계는, 상기터널굴착방향을따라상기터널굴착방향에대해교차하는방향으로소정깊이의복수의천공홀을생성하는단계 ; 및상기복수의천공홀각각에상기보강벽체를삽입하는단계를포함하는비개착식터널시공방법. 청구항 4 제1항에있어서, 상기보강벽체를설치하는단계는, 상기보강벽체를상기소정깊이까지강제로타격하여설치하는단계를더포함하는것을특징으로하는비개착식터널시공방법. 청구항 5 제1항에있어서, 상기터널의천단보강을위해강지보재를설치하는단계 ; 상기강지보재와상기보강벽체를결합시키는단계를더포함하는것을특징으로하는비개착식터널시공방법. 청구항 6 제5항에있어서, 상기강지보재와상기보강벽체를결합시키는단계는, 상기강지보재의측단부가거치될수있도록상기보강벽체의측면일부를절삭하는단계 ; 상기보강벽체의상기절삭부분과상기강지보재의상기측단부를체결구를이용하여결합하는단계를포함하는것을특징으로하는비개착식터널시공방법. 명세서 기술분야 - 3 -
[0001] [0002] 본발명은비개착식터널시공방법 (Modified-CAM) 에관한것으로, 특히, 저토피 ( 低土皮 ) 토사구간과같이지반이얕고터널주변의지반이견고하지않은경우에안정적이고효과적으로터널을시공하는방법에관한것이다. Modified-CAM( 이하 M-CAM) 공법은 Cellular Arch Method( 이하 CAM) 공법의하중전달메카니즘을응용하여저토피토사구간에서터널을공기지연이나환경민원없이안전하게시공할수있는방법이다. [0003] [0004] [0005] [0006] 배경기술저토피토사구간에서의구조물시공을위한굴착공법은상부지반을개착한후시공되는개착공법을적용하는경우가많았는데지상에도심지가있는경우긴시간동안교통을통제해야하는불편을초래하였다. 따라서, 종래에는터널의상부지반을개착하지않고시공하기위해일반적으로, 터널갱내에서레그파일, 엘리펀트풋, 측벽보강등을적용하여터널을완성하는방법이사용되고있다. 종래의저토피토사구간의터널시공과정은터널굴착전아치 (arch) 형태의대구경강관 (110) 을터널의진행방향 (X축방향 ) 을따라압입하는단계, 강지보재 (108) 또는격자지보재 ( 이하강지보재로통칭함 ) 를설치하고엘리펀트풋을형성하는단계, 숏크리트타설, 록볼트시공단계및레그파일시공, 측벽보강단계를포함하여시공되어왔다. 종래공법에따라갱내를보강하려면강지보재 (108) 의지지력및침하에대한안정성확보를위하여엘리펀트풋 (elephant foot), 레그파일 (leg pile) 을추가로설치하는작업이필요하며, 굴착중상부하중및측벽부하중에대한안정성확보를위하여측벽파일및가인버트등을설치하는공정이필요하여공사기간이길어지며, 터널구조물의변위가크게발생되는문제점을가지고있다. 따라서, 본발명은상술한종래기술의문제점을제거하여저토피토사구간에서터널을효과적으로시공하고자한다. 발명의내용 [0007] 해결하려는과제본발명의목적은, 저토피토사구간의터널시공에있어서, 기존의갱내보강공법에비해지표침하, 천단변위, 내공변위, 막장변위및지보재응력등을감소하여안정성을증대하는것이다. 본발명의또다른목적은, 보강벽체 ( 수직연속벽체 ) 를선시공함에따라, 터널내의보강공정을단순화하여시공성을개선하고공기를단축하며, 환경민원등을줄이는것이다. [0008] [0009] [0010] [0011] [0012] 과제의해결수단상기목적은, 본발명에따라, 터널의굴착방향을따라상기터널굴착방향을기준으로적어도일측에소정깊이까지상기굴착될터널의상부지반하중을지탱하기위한복수의보강벽체를설치하는단계를포함하는비개착식터널시공방법으로달성된다. 상기보강벽체를설치하는단계는, 상기터널굴착방향을따라상기터널굴착방향에대해교차하는방향으로소정깊이의복수의천공홀을생성하는단계 ; 및상기복수의천공홀각각에콘크리트를타설하는단계 ; 를포함할수있으며, 상기천공홀에콘크리트를타설하는단계를생략하고미리만들어진보강벽체를상기복수의천공홀각각에삽입하는단계를포함할수도있다. 또한, 상기천공홀을형성하는단계와콘크리트를타설하는단계를생략하고상기보강벽체를상기소정깊이까지강제로타격하는단계를포함할수도있다. 본발명은, 상기터널의천단보강을위해강지보재를설치하는단계 ; 상기강지보재와상기보강벽체를결합시키는단계를더포함할수있다. 또한, 상기강지보재와상기보강벽체를결합시키는단계는, 상기강지보재의측단부가거치될수있도록상기보강벽체의측면일부를절삭하는단계 ; 상기보강벽체의상기절삭부분과상기강지보재의상기측단부를체결구를이용하여결합하는단계를포함할수있으며이를통해본발명의목적은달성된다. 발명의효과 - 4 -
[0013] [0014] [0015] 이상에서설명한본발명에따르면, 다음과같은효과가있다. 첫째, 저토피토사구간에서터널을안전하게시공할수있다. 둘째, 기존의터널시공방법에비해공기가단축되고비용을절감할수있다. [0016] 도면의간단한설명 도 1 은종래갱내보강공법에의한터널의횡단면도, 도 2는본발명의터널시공방법에의한터널의횡단면도, 도 3은본발명의제1실시예에따른보강벽체를설치하는단계에관한순서도, 도 4는본발명의제2실시예에따른보강벽체를설치하는단계에관한순서도, 도 5는본발명의터널시공방법에대한순서도, 도 6A는도 2의 A-A선에대한개략단면도, 도 6B는도 6A의 B-B선에대한개략단면도, 도 7은보강벽체와강지보재의연결과정에대한순서도, 도 8은본발명에의한보강벽체평면도, 도 9는본발명과종래시공방법을비교한절차흐름도, 도 10은본발명과종래시공방법에따른효과를비교한그래프이다. [0017] [0018] [0019] [0020] [0021] [0022] [0023] [0024] [0025] [0026] 발명을실시하기위한구체적인내용본발명이적용될수있는다양한터널의시공방법에대해먼저살펴보면다음과같다. 지하에구조물을형성하거나일정한공간을만드는방법은지반의견고함, 지반의종류및지상의여건에따라지반을개착하는개착식공법과지반을개착하지않는비개착식 ( 터널 ) 공법으로나뉜다. 개착식공법은, 토류벽식개착이일반적이며줄파기, 천공및항타단계, 노면복공, 지장물을보호하는단계, 굴착및가설재를설치하는단계, 구조물을시공하고방수하는단계, 되메우기및가설재를철거하는단계및포장복구하는단계를포함한다. 개착식공법은굴착심도가비교적얕고, 교통장애, 지장물간섭및소음진동등의환경문제가없는경우에주로사용되며, 특히토피가얕은저토피구간이나지반의견고함이부족한토사구간에서주로사용되는공법이다. 비개착식공법에는, NATM공법, 쉴드 TBM공법, CAM 공법, TRCM 공법등이있으며, 본발명은상술한비개착식공법가운데 NATM 공법을개량한지하구조물의시공방법이다. NATM공법 (New Austrain Tunneling Method) 은상부반단면을굴착하는단계, 상부락볼트및숏크리트를타설하는단계, 하부반단면을굴착하는단계, 하부락볼트및숏크리트를타설하는단계, 방수단계및라이닝콘크리트를타설하는단계를포함한다. NATM공법은지반자체가암반과같이견고하여지반자체가주지보재의역할을할수있는경우에효과적이다. 이상에서설명한, 본발명에대한구체적인실시예를도면을참조하여상세하게설명한다. 도 1은종래의갱내보강공법에따라시공된터널의횡단면도 (Y축방향 ) 이다. 도 2는본발명에따라시공된터널의횡단면도 (Y축방향 ) 단면도이다. 본발명에따른비개착식터널시공방법은, 도 2에도시된바와같이, 굴착될터널의양측에보강벽체 (100) 를형성하는단계, 상기보강벽체 (100) 사이에터널의루프를형성하는단계, 터널의루프와상기보강벽체 (100) 를연결하는단계및터널내부를마감하는단계를포함한다. 터널의양측에보강벽체 (100) 를형성하는단계는, 터널의굴착방향 (X축방향 ) 을따라상기터널굴착방향을기준으로적어도일측에소정깊이까지상기굴착될터널의상부지반하중을지탱하기위한복수의보강벽체 (100) 를설치하는단계를포함한다. - 5 -
[0027] [0028] [0029] [0030] [0031] [0032] [0033] [0034] [0035] [0036] [0037] [0038] [0039] [0040] [0041] [0042] [0043] [0044] [0045] [0046] 터널의루프를형성하는단계는, 터널의작업구에서수평방향 (X방향) 으로대구경강관 (110) 을압입하고상기대구경강관 (110) 내부를그라우팅한후, 터널상반을굴착하여강지보재 (108) 를설치하는단계를포함한다. 상기루프와상기보강벽체 (100) 를연결하는단계는, 상기루프의상기강지보재 (108) 를상기보강벽체 (100) 와고정및연결하여상기루프에작용하는하중을상기보강벽체 (100) 로전달하는단계를포함한다. 터널내부를마감하는단계는, 상기보강벽체 (100) 와상기강지보재 (108) 를고정및연결한후터널내부숏크리트타설단계를포함한다. 따라서, 본발명은보강벽체 (100) 를선시공한후상기강지보재 (108) 와고정하여연결함으로써터널상부의하중을상기보강벽체 (100) 가전달받을수있게하는것이다. 상기강지보재 (108) 로부터하중을전달받기위해상기보강벽체 (100) 와상기강지보재 (108) 는서로연접하여마련된다. 물론상기보강벽체 (100) 와상기강지보재 (108) 가일정한유격을두고연결될수도있으며이경우상기보강벽체 (100) 와상기강지보재 (108) 사이에는별도의연결부재 ( 미도시 ) 가마련될수있다. 상기보강벽체 (100) 는다양한방법및다양한형상으로설치될수있으며, 도 2에도시된바와같이수직의연속벽체 (CPW, Continuous Pile Wall) 를이룰수있다. 도 2에도시된본발명은종래의갱내보강공법과달리상기보강벽체 (100) 를설치하는단계를포함하며, 측벽파일, 레그파일, 엘리펀트풋의설치가필요하지않다는점에서종래갱내보강공법을개량한공법이라할수있다. 물론상기보강벽체 (100) 를설치하는단계는다양한시공방법에포함될수있다물론, 본발명의기술적특징은상술한용어들의해석에한정되지않을수있으며, 당업자의기술수준에서다양하게해석될수있다. 경우에따라서본발명은상기보강벽체 (100) 의설치단계와터널내의시공단계가병행하여진행될수도있다. 도 2는상기대구경강관 (110) 을이열로배치하였으나상기대구경강관 (110) 의개수와배열에는한정이없으며필요에따라서, 다양하게변형실시가능하다. 상기보강벽체 (100) 의설치에관한제1실시예 (300) 는도 3에도시되어있다. 본발명의제1실시예 (300) 에따른비개착식터널시공방법은굴착될터널의양측에보강벽체 (100) 를형성하는단계, 상기보강벽체 (100) 사이에터널의루프를형성하는단계, 터널의루프와상기보강벽체 (100) 를연결하는단계및터널내부를마감하는단계를포함한다. 여기서, 상기보강벽체 (100) 를형성하는단계는도 3에도시된바와같이소정의깊이까지천공홀 (310) 을생성하는단계, 상기천공홀 (310) 에철근을배근하고콘크리트를타설하는단계를포함한다. 경우에따라서, 상기보강벽체 (100) 는철근을배근하지않고콘크리트만을타설하여마련될수있다. 물론, 상기천공홀 (310) 을생성하는단계에서지장물 ( 支障物 ) 즉, 지하의매설물, 배관, 전선및각종장애물을확인하고안전하게천공을진행하기위해일정깊이 (H1) 의기초파기를진행할수있다. 이경우, 상기기초파기를한후천공을하게되므로상기천공홀 (310) 내의콘크리트타설은일정깊이 (H1) 이하에서진행되며상기보강벽체 (100) 는일정깊이 (H1) 이하에서부터소정의깊이 (H1+H2) 까지 H2의높이로형성된다. 또한, 상기지장물등이없거나도심지가아닌경우라면, 상기기초파기를생략하고지표에서곧바로천공및콘크리트타설을할수있으므로상기보강벽체 (100) 는지면에서부터소정의깊이까지형성될수도있다. 상기천공홀 (310) 을생성함에있어천공을용이하도록하기위해가이드케이싱 ( 미도시 ) 이더마련될수있다. 상기천공홀 (310) 에콘크리트를타설하기전에철근 (331) 을배근할수있으며, 지상에서미리보강벽체 (100) 의형상에맞는철근 (331) 을조립하여천공홀 (310) 에삽입한후콘크리트를타설할수도있다. 경우에따라서는철근을배근하지않고콘크리트만을타설할수도있다. 또한, 상기천공홀 (310) 에콘크리트를타설한후경화가이루어지고나면, 상기천공홀 (310) 의상부를마감처리할수있다. 이때, 상기천공홀 (310) 로우수나지하수가유입되면추후터널의부식이나하자발생의원인이될수도있기때문에별도의방수처리를할수도있다. 본발명의제2실시예에따른비개착식터널시공방법은굴착될터널의양측에보강벽체 (100) 를형성하는단계, - 6 -
상기보강벽체 (100) 사이에터널의루프를형성하는단계, 터널의루프와상기보강벽체 (100) 를연결하는단계 및터널내부를마감하는단계를포함한다. [0047] [0048] [0049] [0050] [0051] [0052] [0053] [0054] [0055] [0056] [0057] [0058] [0059] [0060] [0061] [0062] [0063] [0064] 여기서상기보강벽체 (100) 를형성하는단계는제1실시예와동일하게천공홀을마련하는단계를포함하나, 상기천공홀내에철근을배근한후콘크리트를타설하거나경우에따라서콘크리트만을타설하는단계를생략할수있다. 따라서, 제1실시예 (300) 에비해공사기간이더욱단축될수있다. 제2실시예에따른상기보강벽체 (410) 를형성하는단계는프리캐스트 (Precast) 콘크리트로보강벽체 (410) 를별도로제작하는단계, 상기프리캐스트콘크리트로제작된보강벽체 (410) 를상기천공홀 (310) 에삽입하는단계를포함한다. 상기보강벽체 (410) 를상기천공홀 (310) 에삽입한후상기천공홀 (310) 과상기보강벽체 (410) 사이의유격을없애기위해콘크리트를타설할수도있으며, 모르타르를이용하여유격을없앨수도있다. 물론, 제2실시예 (400) 에따른상기보강벽체 (410) 는프리캐스트콘크리트로한정되는것은아니며, 금속재질의강관및터널내의하중을견딜수있는다양한재질로마련될수있다. 제1실시예 (300) 및제2실시예 (400) 의상기천공홀 (310) 은다양한방법으로마련될수있으며, 나사 (screw) 형상의드릴머쉰 (320) 을이용하여, 천공과정에서굴착과함께토사를천공홀 (310) 내부로부터제거할수있다. 상기천공홀 (310) 은항타기 (pile driver, 미도시 ) 를이용하여마련될수있다. 본발명의제3실시예 ( 미도시 ) 에따른비개착식터널시공방법은상기보강벽체를형성하는단계가생략될수있다. 즉, 천공을하는단계및철근배근또는콘크리트를타설하는단계가생략되어, 천공홀이존재하지않을수있다. 제3실시예에따른보강벽체는별도로제작하여터널이형성될위치의지면에서타격하거나압입하여소정의깊이까지설치하는것이다. 상기보강벽체는콘크리트또는금속과같이소정치이상의강성을갖는다양한재질로마련될수있다. 상기보강벽체의타격에는항타기가사용될수있으며, 그밖에다양한수단으로상기보강벽체를압입할수있다. 상기보강벽체는타격및압입하여지하에설치가용이하도록단면적이아래로갈수록작아질수있다. 그밖에상기보강벽체는다양한형상으로제작될수있다. 제1,2,3 실시예에따른상기보강벽체 (100,410) 는터널의진행방향 (X축방향 ) 과수직방향 (Z축방향 ) 으로설치될수있다. 물론, 터널의진행방향이지면과나란하지않을수있으며, 상기보강벽체 (100,410) 의축방향과터널의진행방향이이루는각도가 90ㅀ가아닐수도있다. 상기보강벽체 (100,410) 는터널의진행방향을따라서터널의일측또는양측에서연속적으로형성될수있으며, 경우에따라서는상기보강벽체 (100,410) 들이소정의간격을가지고형성될수도있다. 상기천공홀 (310) 은터널의저면보다더깊은지점까지마련될수있으며, 이경우상기보강벽체 (100, 410) 는터널의저면보다깊은위치까지마련된다. 도 5는제1, 2, 3실시예에따라다양하게설치된보강벽체 (100) 를이용하여터널을시공하는과정 (a b c d) 을도시하였다. 물론, 도 5에도시된터널의시공방법은경우에따라서그단계 (a.b.c.d) 가일부병합되어시공되거나변경되어실시될수도있다. 도 5의 (a) 에도시된바와같이, 본발명은상기보강벽체 (100) 를선시공한후대구경강관 (110) 을수평방향으로압입하고그라우팅을한후터널의상반 (150) 을굴착하는단계, 터널의상부에강지보재 (108) 를설치하고상기보강벽체 (100) 와고정하여연결하는단계, 터널내부에숏크리트타설를타설하는단계, 터널의코어 (140) 및하반 (160) 을굴착하고마지막으로터널내부를콘크리트로라이닝 (130) 하는단계를포함한다. 도 5에도시된바와같이, 터널의굴착과정을상반 (150) 굴착및하반 (160) 굴착으로분리한것은저토피토사구간처럼지반이견고하지못한경우에안전하게굴착을진행하기위함이며, 상반 (150) 굴착시코어 (140) 를남겨두는것은터널내부의토압에의해터널안쪽의토사가밖으로밀려나오는것을방지하여막장면안정을확보하 - 7 -
기위함이다. 따라서굴착중코어 (140), 상반및하반분할굴착이필요치않은경우에는코어, 상반, 하반을구 분하여굴착하지않을수있으며, 반대로지반이매우연약하여굴착중안정성에문제가우려되는경우에는상 반및하반을좀더세분하여분할굴착하고가인버트를적용할수도있다. [0065] [0066] [0067] [0068] [0069] [0070] [0071] [0072] [0073] [0074] [0075] [0076] [0077] [0078] [0079] [0080] [0081] [0082] 도 6A는도 2에도시된상기보강벽체 (100) 와상기강지보재 (130) 의연결부분 (200) 을 A-A 선을기준으로확대하여도시한횡방향 (Y축방향 ) 단면도이다. 도 6B는도 6A에도시된상기보강벽체 (100) 와상기강지보재 (130) 의연결부분 (200) 을 B-B 선을기준으로확대하여도시한종방향 (Z축방향 ) 단면도이다. 상기보강벽체 (100) 는상기강지보재 (108) 가받는하중을전달받기위해상기강지보재 (108) 와고정되어연결된다. 도 6A와도 6B는상기보강벽체 (100) 와상기강지보재 (108) 를복수개의앵커볼트 (anchor bolt,105) 를이용하여체결하였다. 상기앵커볼트 (105) 는케미컬앵커를사용할수있다. 물론상기연결부 (200) 는상기앵커볼트 (105) 외에다양한체결구를이용하여연결될수있다. 도 7은상기연결부 (200) 를상기앵커볼트 (105) 로체결하는과정을나타낸다. 도 7에도시된연결과정을살펴보면, 터널의상반을굴착한뒤터널내부에서상기보강벽체 (100) 의측면을일부절삭하여상기강지보재 (108) 의양끝부분이거치될수있는거치부 (201) 를마련하고, 앵커 (105) 를설치하고, 상기강지보재 (108) 를상기거치부 (201) 에거치한후볼트 (108) 로고정하는것이다. 상기거치부 (201) 는다양한방법으로마련될수있다. 즉, 터널내부에서상기보강벽체 (100) 의측면을부분절삭하여상기보강벽체 (100) 의내측으로마련될수도있으며, 상기보강벽체 (100) 를설치하는과정에서돌출된부분을형성하여상기보강벽체 (100) 의외측으로마련될수도있다. 물론, 상기보강벽체 (100) 에상기거치부 (201) 를마련하는단계를생략하여상기강지보재 (108) 의양끝부분이거치되지않을수도있다. 이경우는상기보강벽체 (100) 와상기강지보재 (108) 사이에별도의연결부재 ( 미도시 ) 를마련하여유격을없애고상기보강벽체 (100), 상기연결부재 ( 미도시 ) 및상기강지보재 (108) 를다양한체결구를통하여연결할수있는것이다. 도 8은본발명에따른터널시공방법에서상기보강벽체 (100) 를중심으로터널의진행방향과나란한수평방향 (X 축방향 ) 으로의평면을도시한것이다. 도 8에따르면상기보강벽체 (100) 는철근 (101,102) 과콘크리트로만들어진주열식연속벽체 (Continuous Pile Wall) 를형성하고있으며, 상기보강벽체 (100) 의단면은원형이다. 또한상기보강벽체 (100) 들은서로연접하여마련되어있다. 물론, 상기보강벽체 (100) 는철근을사용하지않고콘크리트만을타설하여마련될수있으며, 기타소정치이상의강도를보유한다양한재질을이용하여상기보강벽체 (100) 를마련할수있다. 또한, 상기보강벽체 (100) 는콘크리트이외에도타설후소정시간이지나면경화하는재질로마련될수도있다. 상기보강벽체 (100) 는기둥의형상으로한정되지않으며다양한형태의단면을가질수있다. 또한, 상기보강벽체 (100) 들이연속적으로배열되지않고사이의간격은필요에따라서소정의유격을가질수도있다. 상기보강벽체 (100) 의중심과중심사이의거리 (L1) 는경우에따라서다양하게변형실시될수있다. 도 9는종래의갱내보강공법의흐름도와본발명에따른흐름을비교하여도시한것이다. 도 9에따르면, 본발명은종래터널의시공방법에비해, 레그파일, 엘리펀트풋, 측벽파일및가인버트의공정이삭제되어기존의공법에의해사이클타임이축소되고전방굴진이일괄적으로진행될수있다. 상술한바와같이종래터널시공방법에비해일부공정이삭제되어공기가단축되는효과만이아니라, 터널내의변위및지보재응력이감소되어보다안정한터널을시공할수있는효과도얻을수있다. 본발명에따른비개착식터널시공방법 (M-CAM) 과종래갱내보강공법을비교하여 [ 표 1], [ 표 2] 및 [ 도 10] 에서구체적으로살펴본다. 물론, 하기의 [ 표 1], [ 표 2] 및 [ 도 10] 은본발명과종래갱내보강공법을비교하기위한일례에불과하며, 다양한실시형태를가질수있다. 예컨대, [ 표 1] 에기재되어있는본발명과종래갱내보강공법의제원은 [ 표 1] 에기재된것에한정되지않는다. - 8 -
[0083] [0084] [0085] [0086] [0087] [0088] [ 표 1] 은본원발명의공법과종래보강공법에제원을말한다. [ 표 2] 는본원발명의공법과종래보강공법의효과를비교한것이다. [ 도 10] 은 [ 표 2] 의데이터를그래프로나타낸것이다. [ 표 1] 에서굴진장은터널공사 1회시의굴착거리를말하며, 숏크리트는조기에경화되는것을목적으로 1차라이닝에주로사용된다. 가인버트는상반굴착후하반을굴착하기이전에하반의상부에임시로설치하는인버트를말한다. [ 표 1] 을검토하면, 본발명공법의적용시보강부재에의한벽체가측방의변위를제어하므로기존의갱내보강공법에비해터널하반숏크리트의두께를 150mm줄이므로기존의터널시공방법에대비하여 60% 의감소를보이며, 하반강지보재와가인버트의설치를생략할수있다. 또한, [ 도10] 과 [ 표2] 의해석결과와같이본발명공법의적용시기존의갱내보강공법에비하여, 지표, 천단침하량이절반정도로감소하였으며내공변위는외향 6.66mm에서내향 2.06mm로 70% 정도감소하였다. 또한, 막장면변위가 11.06mm에서 2.25mm로 80% 정도감소하였으며, 숏크리트응력이 7.67MPa에서 5.92MPa로 40% 이상감소하였다. 지하수유입량은 1.04 m3/min/km에서 0.91 m3/min/km로감소하여기존의갱내보강공법에비해우수한터널보강효과를보였다. 표 1 [0089] 표 2 [0090] [0091] [0092] 이상에서살펴본바와같이본발명은종래의터널시공방법에비해우수한효과가인정된다. 본원발명은상술한실시예에한정되지않으며, 해당기술분야에서통상의지식을가진자라면자명한정도의 - 9 -
다양한변형및실시예가가능하다. [0093] 부호의설명 10 : 엘리펀트풋 (elephant foot) 20 : 레그파일 (leg pile) 40 : 가인버트 50,120 : 숏크리트 60,130 : 라이닝 100,410 : 보강벽체 ( 수직연속벽체 ) 101, 102, 331 : 철근 105 : 앵커 200 : 보강벽체와강지보재연결부분 201 : 거치부 110 : 대구경강관 108 : 강지보재 140 : 코어 150 : 상반 160 : 하반 300 : 제1실시예 310 : 천공홀 320 : 드릴머신 330 : 기중기 340 : 콘크리트타설기 400 : 제2실시예 410 : 프리캐스트콘크리트 109 : 볼트 h1 : 기초파기깊이 h2 : 천공홀깊이 L1: 보강부재의중심거리 - 10 -
도면 도면 1-11 -
도면 2-12 -
도면 3-13 -
도면 4-14 -
도면 5 도면 6a - 15 -
도면 6b 도면 7-16 -
도면 8-17 -
도면 9-18 -
도면 10-19 -