특허 제10-0713787호특허 제10-0713787호특허 제10-0713787호특허 제10-0837340호특허 제10-0837340호특허 제10-0837340호특허 제41-0160181호특허 제41-0160181호특허 제41-0160181호

T . S .M 공 법T . S .M 공 법T . S .M 공 법(Tunnel of using Steel Pipe Method)

티 에 스 엠 기 술 ㈜Tunel of using Steel pipe Method Technology Co., Ltd

T.S.M (Tunnel of using Steel Pipe Method)

1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT 1. T.S.M 공법 개요

가가가가가가가가가가가가가가가가가가가가가가가가가가가가) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT 가) T.S.M 공법 소개

산업발전에 따라 도심지의 인구증가 및 교통량의 증가로 인하여 개착공법(OPEN-CUT)의

적용이 점차 어려워지고 있는 실정이며, 이에 따라 비개착공법의 적용이 늘어나고 있는 추세

이다. 비개착공법 적용시 지상의 교통처리문제 해결, 공사구간내 지장물의 안정성 확보, 소음

및 진동으로 인한 민원발생을 최소화 하여야 한다. 종래의 여러공법 중 강관을 이용한 비개착

공법의 적용이 늘고 있으나, 소형강관을 적용할 경우 구조물 형성을 위한 가설구조로 사용되

어 비경제적이며, 대구경 강관 적용시 천정, 벽체부의 누수문제, 협소한 공간내 응력부담재 및

철근배근 문제 발생되고 있다. 본 T.S.M공법은 이러한 문제점을 해결하고 공사중 안정성 증대,

공기단축 및 공사비를 절감 할 수 있어 국내실정에 가장 적합한 공법으로 개발하게 되었다.

나나나나나나나나나나나나나나나나나나나나나나나나나나나나) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT 나) T.S.M 공법 개요

T.S.M(Tunnel of using Steel Pipe Method)공법은 지하 구조물을 축조하기 위하여 굴착이

실시될 위치에 다수의 강관을 압입한 상태에서 강관내부에 보강폼을 설치하고, 강관과 강관 사이에

슬롯홀을 형성한 후 철판으로 일체화 한 다음, H-Beam을 설치하여 외력(토압 및 상재하중)에

지지하도록 한다. 진행방향에 따라 H-Beam을 설치하고 터널 내부를 굴착한 다음, 철근배근을

실시 한 후, 콘크리트를 타설하여 구조물을 완성하는 신공법이다.

다다다다다다다다다다다다다다다다다다다다다다다다다다다다) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT 다) T.S.M 공법(비개착공법)적용분야

교통처리 불량구간 (교통량이 많은 곳) ⇨ 계획노선이 기존도로(고속도로, 철도, 국도, 지방도,

군도) 교차구간 지하차도 및 연결로(RAMP) 계획

지반불량 구간 (토사, 리핑암) 터널계획 ⇨ 대 절취구간 비개착공법 으로 터널 갱구부 설치

BOX구조물 확장 ⇨ 통로BOX, 수로BOX의 형하공간 부족 및 단면부족에 의한 확장계획

지하매설물 이설 ⇨ 관로이설 (송수관로, 상수관로, 통신관로)

건물 지하구조물 설치 ⇨ 공동구, 이동통로, 관로신설

라라라라라라라라라라라라라라라라라라라라라라라라라라라라) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT 라) T.S.M 공법 특징

BOX - TYPE ARCH - TYPE

지하 구조물 형성시 지상 및 주변의 지하구축물에 영향을 최소화 할 수 있다.

(차량 및 시민의 통행 제한, 지하 구조물 이설, 도로노면 침하, 지하 매설물 손상 방지)

임시지보(H-Beam)를 형성한 후, 터널 내부를 굴착하므로 안정성이 확보된다.

강관 측면부 절단(슬롯홀)을 최소화하여 상부의 지반유실을 억제하며, 강관과 강관사이를

철판으로 용접해 이어주므로 구조체의 방수가 확실하다.

최소토피 (사용강관의 1D)로 원하는 구조물을 구축할 수 있다.

강관 압입 완료 후 강관 외부그라우팅을 실시하여, 여굴을 충진하고, 장기적으로

노출된 강관의 부식을 방지할 수 있다.

내부 굴착 완료 후, 철근배근 및 콘크리트 타설을 실시하므로 벽면이 미려하고,

공기가 단축된다.

진행되는 타 구조물과의 단면 연결 시에도 이질감이 없다.

2. 시공 Flow Chart

1 단계 : 추진기지 설치 공정

⇩2 단계 : 반력벽 조립설치 및 추진레일 설치 공정

⇩3 단계 : 강관 압입 위치 측량 및 선도관 설치 공정 : 반복공정

⇩4 단계 : 강관 압입·내부굴착 및 위치 조정 공정 : 반복공정

⇩5 단계 : 차수와 지반안정을 위한 강관 외부 그라우팅 공정 : 반복공정

⇩6 단계 : 강관내 보강폼 설치 및 슬롯홀 설치 공정 : 반복공정

⇩7 단계 : 슬롯홀을 통한 강관과 강관 철판 용접 공정 : 반복공정

⇩8 단계 : 임시 지보(H-Beam) 설치 공정 : 반복공정

⇩9 단계 : 진행방향(1SPAN) 터널 내부 굴착 공정

⇩10 단계 : 터널 내부 굴착완료

: 6 ~ 9 단계

: 반복공정

⇩11 단계 : 바닥철근 배근 및 콘크리트 타설

⇩12 단계 : 벽체, 상부 철근 배근 및 콘크리트 타설

⇩13 단계 : 터널 구조물 완료

3. 3. 3. 3. 3. 3. 3. 3. 3. 3. 3. 3. 3. 3. 3. 3. 3. 3. 3. 3. 3. 3. 3. 3. 3. 3. 3. 3. 3. 3. 3. TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT 3. T.S.M 시공순서 모식도

추진기지설치 상부 강관 압입(1)

상부 강관 압입 완료 및 강관 외부그라우팅 벽체 강관압입 완료 및 외부그라우팅(1)

벽체 강관압입 완료 및 외부그라우팅(2) 벽체 강관압입 완료 및 외부그라우팅(3)

지보재 설치 및 터널내부 굴착(1) 지보재 설치 및 터널내부 굴착(2)

지보재 설치 및 터널내부 굴착(3) 지보재 설치 및 터널내부 굴착 완료

철근배근 및 콘크리트 타설완료 중간벽체 형성 및 터널구조물 완성

4. 4. 4. 4. 4. 4. 4. 4. 4. 4. 4. 4. 4. 4. 4. 4. 4. 4. 4. 4. 4. 4. 4. 4. 4. 4. 4. 4. 4. 4. 4. TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT 4. T.S.M 시공순서 상세 모식도

선도관 및 후속강관 연결 선도관 유압잭

강관내 보강폼 설치 슬롯홀 설치

방수 철판 압입(1) 방수 철판 압입(2)

방수 철판 압입 완료(3) 방수철판과 보강폼 용접

강관 하부 절단 및 상부 H-BEAM 설치 벽체 및 하부 H-BEAM 설치

터널 내부 굴착 및 H-BEAM설치 바닥 철근 배근

바닥 콘크리트 타설 벽체 철근 조립

벽체 콘크리트 타설 상부 철근 배근

상부 콘크리트 타설 구조물 콘크리트 타설 완료

터널 내부 지보재 해체 및 구조물 완성 터널 구조물 투시도

5. 단계별 시공 방법

(1) 추진기지 설치 공정

추진기지는 강관을 압입하는 방향에 직각으로 설치하며, 형성하고자 하는 단면의 좌 ․ 우로

1~2m 정도의 폭이 필요하고, 강관 압입 방향으로는 최소 3m~8m 정도 필요하다. 도심지 공사

또는 가용부지가 협소할 경우, 현장여건에 따라 추진기지의 규모를 변경하여 적용할 수 있다. 추

진기지 설치시 일반적인 흙막이 시공순서에 준하여 설치한다.

<현장 현황> <추진기지 설치>

(2) 반력벽 조립설치 및 추진레일 설치 공정

추진기지 설치 완료 후, 강관 압입시 반력으로 사용할 반력벽을 시공하고, 강관을

추진할 레일을 설치한다.

<반력벽 설치> <추진레일 설치>

(3) 강관 압입 위치측량 및 선도관 설치 공정

강관입입시 매 1m~2m마다 강관의 위치측량을 하여야 하며, 오차발생시 선도관의 방향조

정나사로 오차를 수정하여야 한다. 이때, 강관이 정지되어 있을 경우 수정이 어려우므로 작업

구에서 강관을 서서히 압입하면서 조정나사를 작동시켜 오차을 조정한다.

(최소 오차범위는 ±50mm)

<강관압입 위치 측량> <선도관 설치 및 압입>

(4) 강관압입ᆞ내부굴착 및 위치 조정 공정

강관을 압입한 후 내부를 인력 및 기계 굴착하고, 1회굴진 길이는 1.0m~3.0m내외로

실시하며, 선 압입 후 굴착을 원칙으로 한다. 강관 추진시 유압잭에 과부하가 걸리지 않도

록 강관 외부에 벤토나이트 혼합재를 주입시켜 마찰력을 감소시킨다.

<강관 압입 및 내부굴착> <강관 위치 조정>

(5) 차수와 지반안정을 위한 강관 외부 그라우팅 공정

제1강관 압입이 완료되면 강관 압입으로 강관 주위지반이 흐트러진 상태이므로, 지반안정

을 위한 그라우팅을하여 강관 주위의 공극을 채워 주어야 한다. 이후 수평 제2강관 및

수직에 압입할 강관 압입이 완료되면, 강관 외부그라우팅을 실시한다. 이때 실시하는 외

부그라우팅은 슬롯홀 및 강관 하부 절단시 발생할 수 있는 토사 유출 방지, 강관 주변의

1차 차수역할 및 이완된 원지반을 보강하기 위하여 실시한다.

<강관 외부그라우팅> <그라우팅 배합>

(6) 강관내 보강폼 설치 및 슬롯홀 설치 공정

강관 하부 절단 전 강관을 토압으로부터 지지할 보강폼 및 보강링을 강관 내부에 설

치한다. 강관과 강관 사이 측면부에 슬롯홀을 설치한다. 강관 외부의 토사유출을 최소화

할 수 있도록 슬롯홀의 규격을 최소화 하여야 한다.

<슬롯홀 및 방수철판 설치> <슬롯홀 주변 굴착>

(7) 슬롯홀을 통한 강관과 강관 철판 용접 공정

슬롯홀 철판용접 공정은 강관과 강관을 완전히 연결하여 일체화시킴은 물론 상부

방수를 완벽하게 한다. 측벽 부분도 동일하게 슬롯홀 철판 용접을 한다. 방수철판 용접이

완료 되면, 사진과 같이 강관 하부의 토사를 일부 굴착한 다음, 강관 하부를 절단한다. 강관

의 절단 위치는 임시지보를 설치할 위치에 맞추어서 절단하여야 한다.

<강관과 강관 방수철판 용접> <강관 하부 절단>

(8) 지보재 설치 및 터널 내부 굴착 공정

상부의 강관 하부를 일부 굴착하고, 강관 하부를 절단한 다음 사진과 같이 임시지보

(H-Beam)을 설치한다. 이때, 방수철판과 H-Beam 사이에 스티프너 보강을 실시하며, 방수

철판과 H-Beam 사이에 철근배근 및 콘크리트 피복두께의 공간을 확보하여야 한다. 벽체 및

하부의 지보재를 동일한 방법으로 일부 굴착 후, 임시지보를 설치한다.

<상부 H-Beam 설치> <벽체 및 하부 H-Beam 설치>

(9) 진행방향(1SPAN)터널 내부 굴착 공정

터널 진행방향에 맞추어 1SPAN 굴착이 완료되면 시공순서(6)~(8)까지의 공정을 반복적으

로 수행하여 터널 내부를 굴착하면서 임시지보(H-Beam)를 설치한다.

<터널 내부굴착 1SPAN> <터널 내부 굴착 및 지보설치>

(10) 터널 내부 굴착 완료

임시지보를 설치한 후 터널 내부굴착을 반복적으로 수행하여 터널 내부굴착을 완료한다.

아래 사진은 터널 내부굴착 완료 후 터널 내부에 설치된 임시지보를 나타낸 것이다. 임시지

보(H-Beam)는 터널 구조물 시공 완료시까지 외력에 대하여 지지하게 된다.

<터널 내부굴착 완료(1)> <터널 내부굴착 완료(1)>

(11) 바닥 철근 배근 및 콘크리트 타설

내부 굴착이 완료 후, 바닥 철근 조립을 실시하고 콘크리트를 타설한다. 콘크리트 타설시 외

부 강관(반원)에 대하여 관마개를 설치한다.

<터널 하부 철근 배근> <터널 하부 콘크리트 타설>

(12) 벽체 철근 배근 및 콘크리트 타설

벽체 철근 조립을 실시하고 거푸집 설치 후 콘크리트를 타설한다.

<터널 벽체 철근 배근> <터널 벽체 거푸집 설치>

(13) 상부 철근 배근 및 콘크리트 타설

상부 철근 조립을 실시하고 거푸집 설치 후 콘크리트를 타설한다. 상부 강관 내에는 PVC

Pipe(100mm)와 최종 그라우팅 주입관을 설치하여야 하며, 1차로 본체 Slab Concrete 타설 후 경화

상태 확인에 따라 2차의 빈배합 속 채움 Concrete를 타설한다. 최종적으로 시멘트 밀크 그라우팅을 실시

하여 강관 내 공극을 완전히 채운다.

<터널 상부 철근 배근> <터널 상부 거푸집 설치>

(14) 거푸집 해체 및 터널 면정리 공정

콘크리트 양생 완료 후, 거푸집을 해체하고 면정리를 실시한다. (중앙에 임시지보가 설치된 경

우, 구조물 양생이 완료 된 후, 해체하고 면정리를 실시한다.)

<거푸집 해체 및 면정리> <면정리 후 날개벽 시공>

(15) 터널 구조물 완성

<시공 완료 후 단면>

<시공 완료 후 현장 전경>

6. 6. 6. 6. 6. 6. 6. 6. 6. 6. 6. 6. 6. 6. 6. 6. 6. 6. 6. 6. 6. 6. 6. 6. 6. 6. 6. 6. 6. 6. 6. 공법 공법 공법 공법 공법 공법 공법 공법 공법 공법 공법 공법 공법 공법 공법 공법 공법 공법 공법 공법 공법 공법 공법 공법 공법 공법 공법 공법 공법 공법 공법 비교표비교표비교표비교표비교표비교표비교표비교표비교표비교표비교표비교표비교표비교표비교표비교표비교표비교표비교표비교표비교표비교표비교표비교표비교표비교표비교표비교표비교표비교표비교표 6. 공법 비교표

공법

구분

T . S . M 공 법

(Tunnel of using Steel Pipe Method)

Pipe Roof 공법

(Pipe Roof Method)

F / J 공 법

(Front Jacking Method)

단

면

괴동선 철도 통과 구간

C.T.C=2.0m

하부 임시 지보H-300x300x10x15

C.T.C=2.0mH-500x300x11x15

C.T.C=2.0mH-350x350x12x19임시 지보공

상부 주지보벽체 지보공

C.T.C=2.0mH-350x350x12x19

D=2000mm, T=18mm

STEEL PIPE강관외부그라우팅

2% 2%

1.87

4 ~ 3

.34M

개

요

◎ 종방향 강관 추진 후 외부

그라우팅 실시

◎ 슬롯홀 설치후 방수철판 설치

◎ 임시 지보 설치후 터널 내부

굴착(반복작업)

◎ 터널 내부 굴착완료 후 철근

조립 후 콘크리트 타설

◎ 소형강관을 중첩되게 압입

◎ 중첩부위를 용접 후 관

내부 절단

◎ 관내부에 지지봉 및 보강철근

설치 후 콘크리트 타설

◎ 연약지반의 경우 바닥판 횡보

강재 설치

◎ 철근조립 및 거푸집 설치 후

콘크리트 타설

◎ 구조물 설치위치에 토류시설

설치

◎ 소정의 위치에 수평으로 보링

을 하여 PC케이블을 관통

시킨 후 PRECAST BOX를

FRONT JACK에 정착시킴

◎ 전면흙을 점진적으로 굴착

하면서 FRONT JACK을 작동

시켜 구조물을 소정의 위치로

견인

특

징

• 상부 열차 및 교통운행에 지장을 주지 않는다.

• 구조체의 방수가 확실하다.

• 임시지보(H-BEAM)를 설치

하고 터널 내부를 굴착하므로

안전하고 공기가 단축된다.

• 최소 토피로 구조물 시공이 가능

하다.

• 평면선형 및 종단선형에 제약을 받지 않는다

• 강관 중첩으로 횡방향 강성이

증가한다.

•. 소형장비 사용으로 작업공간

확보가 용이하다.

• 일체형 정밀시공으로 방수성

이 우수하다.

• 레일로 추진하여 강관이탈

방지

• 강관의 연결부 시공시 세밀한

시공관리가 필요하다.

• 지보공으로 타공정에 간섭이

발생할 수 있다.

• 상부 열차 및 교통운행에 지장을 주지 않는다.

• 완성된 콘크리트 구조물을

추진하므로 구조물의 품질이

양호하다.

• 평면선형 및 종단선형에 제약을 받는다

• 구조물 제작공간이 필요하다.

공 기 100% 150% 180%

공사비 100% 150% 180%

추천안 ◎

검토

의견 비계착 공법 중 타 공법에 비해 공기가 짧고 시공성 및 경제성이 우수한 T.S.M 공법을 추천함.

※ 현장여건 및 공사 규모에 공기 및 공사비의 비율이 변경됨

티 에 스 엠 기 술 ㈜Tunnel of using Steel pipe Method Technology Co., Ltd

서울시 강남구 청담동 134-20 삼익상가 419호

TEL : 02)514-3154~5, 543-3155, 3157 FAX : 02) 543-3156

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