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터 널 공

터널 공사용 갱문 설계기준 개선 설계처-1931

(2015.07.18)

1 검 토 목 적

터널 공사용 갱문은 굴착 완료 후 철거하는 임시시설로, 시공이

복잡하고 철거시 숏크리트 등 보강재 파손, 혼합폐기물 발생 등

문제점이 발생함에 따라 이에 대한 개선방안을 검토하고자 함

√ 공사용 갱문

터널 굴착 중 갱구부 사면에서 발생하는 낙석이나

유실된 토사, 기상변화 및 시간 경과에 따른 터널

단부의 이물질(눈, 비, 모래 등)로부터 터널 내

시설물을 보호하기 위한 임시시설물

2 현실태 및 문제점

□ 현실태

o 터널 굴착 전 공사용 갱문 설치

① 버림콘크리트 타설 ② 격자지보(강지보) 설치 ③ Wire-mesh 설치

④ 합판설치 ⑤ 내측숏크리트타설 ⑥ 외측숏크리트타설(완료)

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o 굴착 완료 후 철거 및 폐기물처리 (개착터널 시공 전)

① 공사용 갱문 설치 ② 굴착완료 후 철거 ③ 개착터널 시공

□ 문제점

o 숏크리트 타설 후 합판 철거가 어려워 시공성 저하

- 합판 제거시 내측 숏크리트 탈락 및 균열 발생 등 파손 우려

- 합판 미제거시 외측과 내측 숏크리트 분리현상 및 누수 발생

시공순서 합판설치 전경 숏크리트 분리․누수

… → Wire mesh 설치 →

합판설치→ 내측숏크리트

타설 → 합판제거 →

외측숏크리트 타설

o 굴착 완료 후 갱구부 숏크리트 깨기, 격자지보 철거 등 시행

- 해체시 갱구부 기시공 지보재 파손에 따라 안정성 저하 우려

- 격자지보(강지보) 및 숏크리트 혼합폐기물 발생

선진보강그라우팅 및 보강 록볼트 파손 폐기물 발생

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터널공

3 개선방안 검토

□ 공사용 갱문 자재 변경을 통한 시공성 향상

o 자재 변경(합판 → 철망)을 통한 시공단계 축소

구 분 당 초 변 경

개요도

재 료 합판 설치(제거 필요) 1.2mm×1.2mm이하 철망 설치(미제거)

□ 공사용 갱문을 개착터널 라이닝의 외부 거푸집으로 활용

구 분 당 초 변 경

개요도

특 징 폐기물처리 필요, 시공성 품질 저하 폐기물처리불필요, 시공성및품질향상

o 적정 규격 검토

구 분 규격 확폭(1안) 기존 규격 유지(2안) 비고

개

요

도

횡단

면도

종단

면도

특 징 본선라이닝(30cm)과 개착터널

라이닝(50cm) 두께차만큼규격확폭

개착터널 라이닝 두께 축소

(50→30cm) 및 철근 보강

장 점 개착터널과 동일한 보강으로

2안에 비해 경제적

현재 굴착중인 터널 적용

가능

단 점 현재 굴착중인 터널 적용

불가

두께 축소에 따른 철근 추가

보강으로 1안에 비해 공사비 상승

선 정 설계중인 터널 적용 시공중인 터널 적용

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o 구조해석 결과

- 검토 단면

구 분 대상위치 단면형상 하중재하도

개념도

- 검토 결과

구 분 공사용갱문 라이닝(L≒3m)

두 께 보강방안

계획중인

터널

확 폭

(R+300→R+500) 500mm 개착터널과 동일한 보강적용

시공중인

터널

기존규격 유지

(현장여건에따라확폭가능) 300mm 지반특성에 따라 철근량

재산정(개착터널로 설계)

<시공중인 터널 철근량 산정 예> [붙임#1]

구 분 공사용

갱문 라이닝 두께

주 철 근(500Mpa)

아치부 측벽부 바닥부

당 초 철거 500mm H16@125 H16@125 H13@125

변 경 존치 300mm H22@100 H29@100 H19@100

□ 접합부 방수 검토

o 신축이음 위치 변경에 따라 접합부 처리 방법 변경

구 분 당 초 변 경

개요도

특 징

라이닝과 개착터널 연결부

방수시트·방수막 및 보호재 설치(2m구간),

아스팔트코팅과 0.5m 겹쳐 밀실시공

신축이음 위치 변경에 따라

수팽창성지수재, 조인트 필러 등 이동,

방수시트 등 기존 적용연장(2.0m) 유지

※ 시공중인 터널 접합부 방수처리 방법 [붙임#2] 참조

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4 검 토 결 론

□ 공사용 갱문의 재료 변경

o 재료 : 합판 → 1.2mm×1.2mm 이하 철망

구 분 당 초 개 선

시공순서

… → Wire mesh 설치 →

합판설치→ 내측숏크리트 타설 →

합판제거 → 외측숏크리트 타설

… → Wire mesh 설치 →

철망설치→ 내측숏크리트 타설 →

외측숏크리트 타설

□ 공사용 갱문을 개착터널 라이닝의 외부 거푸집 활용

o 공사용 갱문 확폭

구 분 공사용갱문

라이닝(L≒3m)

두 께 보강방안 개념도

설계중인

터널

확 폭

(R+300→R+500)

500mm

개착터널과

동일한

보강적용 동시타설

※ 시공중인 터널은 공사용갱문 규격에 맞춰 라이닝 두께 축소 및 추가 보강

5 적용방안 및 기대효과

□ 적용방안

o 설계중인 노선 : 본 기준 적용

o 시공중인 노선 : 공사 주관(시행)부서에서 판단 후 적용

□ 기대효과

o 현장여건을 반영한 기준개선으로 시공성 및 품질·안전성 향상

o 건설폐기물 발생 최소화로 환경 개선 및 경제성 향상

* 설계중인 노선 적용시(미착공 포함) : 약 33억원 절감 (터널 71개소)

⇨ 개소당 절감액 : 46백만원(11.5백만원x4개) 절감/터널1개소 [붙임#3]

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[붙임 #1]

시공중인 터널 라이닝 철근량 검토

□ 구조검토 방법

o 구조적 안정성 확보를 위해 공사용갱문의 구조적 역할 미고려

o 시공중인 터널은 라이닝 두께 300mm을 기준으로 개착터널로

구조검토 시행

□ 구조검토 결과

o 부재력 산정(토피고 2.0m)

(단위:MPa)

구 분 아치부 측벽부 측벽하부 바닥부 비 고

Pmax

Mu -69.4 -85.6 -198.1 -430.0

아치부

측벽부 측벽부

측벽하부 측벽하부

바닥부 바닥부

Pu -761.8 -863.2 -888.5 -342.3

Vu 102.5 80.0 -211.7 429.7

Mmax

Mu -256.5 -321.0 -430.0 -430.0

Pu -729.5 -855.0 -519.7 -342.3

Vu 151.2 -48.1 -342.3 429.7

o 단면 검토 결과

구 분

보강재 사양(fy=500MPa) 검토결과

철근 적용 철근량검토 균열검토

아치부 H22@100 O.K O.K

측벽부 H29@100 O.K O.K

측벽하부 H25@100 O.K O.K

바닥부 H19@100 O.K O.K

□ 설계중인 터널과 철근량 비교

구 분

하부라이닝

두께

주 철 근(500Mpa)

아치부 측벽부 바닥부

설계중인 터널 500mm H16@125 H16@125 H13@125

시공중인 터널 300mm H22@100 H29@100 H19@100

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[붙임 #2]