철도지하횡단구조물 공법 현황분석.

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1 철도지하횡단구조물 공법 현황분석

2 공법의 분류 개착공법 가받침공법 PMT공법 특수선부설공법 개착공법 비개착공법 비개착공법 함체견인공법 프론트잭킹공법 강관추진공법
80년대 중반까지 주로 개착공법 시공 여굴 및 매립에 의한 교란으로 구조물의 완공후에도 노반의 궤도 이완, 침하,이상 현상 발생 공사기간 중 열차 서행 시 운행확보 곤란 열차운행이 적은 한산선구나 작은 규모의 공사에 적용 80년대 중반이후부터 국내도입 열차운행이 빈번한 구 간이나 열차의 안전운행 에 영향을 주는 구간에서 는 비개착공법 시공 일본을 포함한 철도 선진국에서는 열차의 안전성을 고려하여 대부분 비개착공법 적용 비개착공법 함체견인공법 프론트잭킹공법 강관추진공법 PRS공법 UPRS공법 STS공법 TSTM공법 대형강관추진공법 TRcM공법 NTR공법 TSM공법 JES공법 앨리먼트 견인추진공법 PCR공법 URT공법 쉴드공법 SPS공법

3 국내 지역별 공법 분류 1986년부터 2006년까지 철도시설공단 시행 자료
수도권부근 104건 충청도부근 38건 경상도부근 43건 강원도부근 20건 전라도부근 지역별 시공건수 : 수도권지역이 약 48%의 비율차지 공법별 시공건수 및 비율 * 공법별(개착식) 시공건수 가받침공법 61건 (77%) 특수선부설공법 18건 (23%) * 공법별(비개착식) 시공건수 파이프루프 4건 (3%) 프론트잭킹 128건 (95%) TRcM공법 3건 (2%)

4 국외 공법현황 일본의 공법별 시공현황 (JR동일본) 전체(1986년부터 시행) 119건 중
공사건수 개착 가받침공법 45 특수선부설공법 2 비개착 프론트잭킹공법 10 E.S.A공법 1 파이프루프공법 파이프빔공법 5 P.C.R공법 18 U.R.T공법 9 N.N.C.B공법 B.R공법 S.C공법 인구추진공법 11 소계 47 72 합계 119 전체(1986년부터 시행) 119건 중 개착공법(47건, 39.5%) 비개착공법(72건, 60.5%) 으로 비개착공법이 높은 비율차지 * 개착공법 가받침공법 45건, 특수선부설공법 2건으로 가받침공법이 다수차지 * 비개착공법 PCR공법 18건으로 가장 많이 시공

5 국외 공법의 분류 구조형식에 따른 분류 구조 형식 공법개요 공법명 방호공의 취급 본체 구축방법
궤도에 영향을 줄 우려가 있는 주요 작업 횡단연장 제한 특기사항 하로 거더 압입한 엘리먼트를 하로 거더로 하여 주 거더, 교대에 의해 지지하는 공법 URT공법 본체이용 주형, 교대 1회(엘리먼트 압입) 복선정도 슈의 유지관리 필요 PCR공법 NNCB공법 관형 선로하에서 함체를 현장타설하는 공법 파이프루프공법 가설이용 선로하에서 현장 타설 2회(방호공압입, 내부굴착) 없음 지보공 설치에 따라 함체 시공이 번잡하게 됨  파이프빔공법 함체를 지중으로 압입하는 공법 FJ공법 함체압입 2회(방호공 압입, 내부굴착) ․양호한 관리아래에서 함체 구축이 가능 ․함체의 견인, 추진시의 궤도변상 BR공법 SC공법 ESA공법 엘리먼트를 횡방향으로 강결하는 공법 엘리먼트 횡고정 공법(URT) 엘리먼트내 콘크리트 충진 1회 (엘리먼트 압입) 협애(狹隘)개소에서 긴장작업이 필요로 됨 엘리먼트횡고정 공법(PCR) JES공법 이음매가 힘을 전달

6 철도지하횡단구조물 공법별 요약 개착식 공법 가받침공법 특수선 부설공법 P.M.T 공법 단 면 개 요
가받침공법 특수선 부설공법 P.M.T 공법 단 면     개 요 임시 가교량을 설치하여 열차를 운행하면서 하부를 굴착하여 구조물을 설치한 후 가교량을 철거하고 선로를 원상 복구하는 방법 열차운행선에 인접한 별도의 임시선로를 부설하여 열차를 우회운행하면서 구조물을 설치한후 선로를 원상 복구하는 방법 임시 가교량을 설치하고 열차를 운행하면서 하부를 굴착하여 구조물을 설치후 가교량을 철거하는방법 장    점 1. 구조물 형상등의 변화에 관계없이 시공가능 2. 공사비가 저렴 3. 재래공법으로 국내 시공경험이 풍부 1. 구조물 형상등의 변화에 관계없이 시공이 가능 2. 재래공법으로 시공경험이 풍부 3. 가설공기가 짧고 공사비가 저렴 1. 작업구 및 반력벽이 필요없어 공사비 절감 2. 구조물 형상 및 선형에 관계없이 시공가능 1. 열차정시운행에 지장을 초래 2. 가받침 설치 및 공사완료시 까지 서 행운전 필요 3. 시공시 가받침등의 변위에 대한 지 속적인 계측 및 관리가 필요 4. 지보공과 같이 함체를 제작하므로 각종 지장물로 인한 시공성이 조잡 하고 방수효과가 떨어짐 5. 공사완료후에도 노반침하로 인해 지 속적 보수관리가 필요 1. 열차일시정지 및 서행필요 2. 기존선로 이설에 따른 가선부설용지 필요 3. 서행운전 장기화로 인한 간접기회비용 손실이 발생 4. 궤도 분기기 및 신호설비 신설과 철거 비용이 소요     1. 열차상간을 이용하여 작업해야 하므 로작업자의 안전확보 필요 2. 되메우기 시 충분한 다짐 필요 3. 전차선이 구조물에 충분히 이격되지 않을 경우 이설 필요

7 비개착식 공법(강관추진) 파이프 루프(Pipe Roof)공법 S.T.S 공법 U.P.R.S 공법 단 면 개 요
파이프 루프(Pipe Roof)공법 S.T.S 공법 U.P.R.S 공법 단 면                                                             개 요  열차운행선 하부에 파이프로 가지붕을 형성하고 지지대를 설치하면서 터널을 만드는 것처럼 노반을 굴착하여 구조물을 설치하는 방법  파이프루프 공법의 연결부를 보강한 New파이프루프 공법으로 특수 제작한 소형강관을 압입하고 철근으로 강관의 연결부를 보강한 후 몰탈을 타설하여 종, 횡으로 일체화된 강관슬래브를 형성한 후 내부를 부분 굴착하여 구조물을 축조하는 방법  소형강관을 다발로 중첩되게 특수제작하여 압입 및 굴착하고 연결부 보강 철근 설치 후 강관내부에 콘크리트 타설하여 강관 슬래브 ROOF형성 후 내부를 굴착하여 가설지보재 설치 및 구조물을 설치하는 방법 장 점  1. 특수 커터에 의해 여굴이 없이 굴진하므로 침하나 융기가 발생하지 않으며 용수 또는 연약지반에도 시공이 용이 2. 매립에 의한 침하가 적음  1. 견고한 강관라멘 루프의 차수구조체 형 성으로 침하 안정성 우수 2. 추진기지 소규모로 시공성 양호 3. 강관이 가이드 레일에 결속되어 추진시 정밀도 확보가능  1. 강관 중첩으로 인한 횡방향 강성증대로 안 정성 우수 2. 소형강관을 다발로 동시에 추진하므로 공기단축 가능 3. 추진기지 규모가 작아 작업공간 환보 우려  1. 열차정시운행에 지장을 초래 2. 지보공 시공시 지지력과 진동대책 필요 3. 콘크리트 시공시 경화까지는 열차의 진동이 파이프루프에서 지지공 거푸집등 을 통하여 완전히 양생되지 않은 콘크리트에 영향을 주어 품질저하의 우려 발생 4. 작업공간의 협소 및 각종 지지물로 인해 구조물 시공이 복잡  1. 상부슬래브 철근조립 및 콘크리트 타설 이 어려워 시공성 저하 2. 가설지보공의 지지력 및 운행선의 진동으로 인한 강도저하 우려  1. 중첩되는 강관의 연결부위 시공 시 세밀한 시공관리 필요 2. 강관의 절단 및 용접부위가 많아 철저한 품질관리가 요구됨 3. 가설지보공의 지지력 및 운행선 진동대책 필요

8 비개착식 공법(대형강관추진) T.R.c.M 공법 N.T.R 공법 TSTM 공법 단 면 개 요
T.R.c.M 공법 N.T.R 공법 TSTM 공법 단 면                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   개 요  작업기지용 갤러리관을 추진 후 횡방향 슬래브관을 추진한 후 갤러리관 하단부를 절단하여 양측벽체를 트랜치 굴착한 후 상부 및 벽체를 타설한 후 커플러를 이용하여 하부슬래브를 타설하는 방법  설치될 구조물의 상부와 벽체 및 기둥부에 강관압입여 강관내부를 굴착한 후에 압입된 강관내부에 거푸집 및 철근조립을 실시하여 강관내에 콘크리트 타설 및 구조물 내부를 굴착한여 하부콘크리트를 타설 후 구조물 내부 강관 절단부 제거 및 마감 하는 방법 제형 가시설 Steel Box제작, 압입 추진하여 지하공간 확보 후 가시설 Steel Box측면을 일부절개하고 구조물 본체 철근 배근 및 콘크리트를 타설, 본체구조물 상부와 측벽을 완성한 후 내부 토사를 굴착, 현장타설로 하부 슬래브를 완성하는 방법 장 점  1. 대형강관 추진방식으로 내부굴착 및 굴착 토 반출 가능 2. 강관을 본 구조물로 사용 가능 3. 작업구간 적게 사용  1. 구조물이 대구경 강관내에 설치되므로 시공성 양호 2. 인력굴착으로 지장물 대처 가능 3. 강관이 가이드 레일에 결속되어 추진정밀도 확보가능  1. 선단 및 후단의 STEEL PANEL이 동등한 두께를 유지, 원지반과 밀착된 상태 유지 2. NRM 추진시 방향수정이 가능하므로 선형이 곡선인 경우에 유리 3. 한 개의 단면으로 굴진할 수 있는 소단면인 경우에 유리 4. 장비취급이 용이 1. 운행선의 진동으로 구조물강도 저하 우려 2. 트랜치의 반복굴착으로 지반의 이완 및 여굴발생 우려 3. 선로의 종방향 대형강관 추진 시 수직활동면이 생겨 선로침하 발생우려 강관 절단 시 선로 침하우려 및 운행선의 진동으로 구조물 강도 저하 우려 2. 강관 상호간 연결이 그라우팅에 의존하므로 연결부 취약 3. 콘크리트 및 철근배근, 용접 등의 품질관리 필요 1. 플레이트를 한 매씩 추진굴착한 후 지보공을 설치함에 따라 복토가 적을 경우는 상부하중 이 직접영향을 받으므로 시공 불가능 2. 단면이 부분제작 되므로 시공성 및 품질이 떨어짐     3. 연약지반에서의 막장처리가 불가능

9 비개착식 공법(앨리먼트 견인, 추진 공법) J.E.S 공법 P.C.R 공법 U.R.T 공법 단 면 개 요
J.E.S 공법 P.C.R 공법 U.R.T 공법 단 면                                                                개 요  JES 공법은 축의 직각방향으로 하중전달이 가능한 이음부를 갖는 강재엘리먼트를 사용하고 이 엘리먼트를 이음부가 결속되게 삽입한 후 구조물 본체로 이용함으로써 노면하단에 비굴착상자형 라멘방식이나 원형 등의 구조물을 연장에 구애받지 않고 구축할 수 있는 방법  상재 하중을 받는 횡형 및 토압을 받는 측벽으로서의 중공 구형 단면의 PC루프형을 압입한 다음 측벽의 지점이 되는  교대 및 이를 받침부로서 횡형을 지지하는 주형을 현장 타설하고, 이들과 PC루프형을 PC강재에 의해 강결하여 일체화 시키며 구조물을 구축하는 공법   중공 상자형의 강성 엘리먼트를 PCR공법과 같도록 압입하여 교대 및 주형으로 지지하는 것이다. 구조물 내부를 굴착 후, 속채움 콘크리트를 타설하고, 방수공, 천장공, 포장공을 하여 완성하는 공법 장 점 1. 견인방식에 의한 정밀 시공 가능. 2. 반력벽으로 도달부의 토류벽을 이용함으로 발진부의 반력설비 불필요함. 3. 굴진면이 개방되는 구조로 쉽게 굴진면의 지장물 제거가 가능함. 4. 효율적인 배토 방식으로 고속굴진 가능 5. 소규모의 작업구로도 시공이 가능함. 6. 구조물 축조 후 기계굴착이 가능  1. PC거더은 공장 제품이기 때문에 신뢰성 이 높은 편 2. PC거더와 받침거더의 강결부는 PC결합이고,교량 등에 있어서의 많은 실적 보유 3. 콘크리트 제품이기 때문에 부식, 전식의 영향이 적은 편  1. 엘리먼트 치수 높이가 작으므로 지간이  작은 경우에는 토피가 얕고 유리 2. 내공단면의 굴착은 본체구축 후에 시행 3. PCR공법과 같이 엘리먼트를 그대로 본체로서 사용하므로 경제적 1. 사각형을 사용하므로 미관을 고려 내부 마감필요.  1. PC형 중량이 크므로 매달아 넣기용 크레인이 대형이 된다. 1. 엘리먼트와 받침거더주형과의 결합부 시공 이 곤란 2. 콘크리트거더에 비하면 엘리먼트의 제작비가 비싼편