슬립폼을 이용한 수직구의 슬래브 구조물 설치방법 개선에 관한 연구

Abstract

우리나라에서는 지하철, 통신 및 전력시설, 지하발전소, 지하저장시설 등 다양한 산업분야에서 지하공간개발이 지속적으로 이루어지고 있다. 본 연구는 지하 전력구 수직구, 통신구 수직구, 지하철 수직통로 및 수직환기구, 지하 수직터널 연결통로 구조물에 시공되는, 수직터널 구조물용 슬립폼(Slip Form)을 이용한 수직구의 프리캐스트(precast) 콘크리트 슬래브(slab)와 계단 설치공법에 관한 것이다. 즉, 수직구 벽체 구조물과 슬래브 구조물을 동시에 시공할 수 있는 수직터널용 슬립폼공법(Tunnel Slip Form; 이하, T.S.F.공법으로 표기함)과 프리캐스트 콘크리트공법을 복합하여 지하 수직구내 적용에 관한 연구이다. 본 연구을 위해서 지하수직구 구조물공사에 재래식공법을 포함하여 수직구에 적용 가능한 공법을 시공사례를 중심으로 비교하여 수직터널용 슬래브구조물 시공을 위한 새로운 복합공법으로 P.C(precast concrete) 슬래브 구조물공법을 적용하였을 경우 공기단축, 경제성, 품질, 안전성에 대하여 기존공법과 비교분석하였다. 종합적인 비교를 통하여 우수한 시공방법을 검토하였으며 설계 및 시공 가능성을 분석하였다. 본 연구에서 수직구 슬립폼을 이용한 P.C 슬래브 구조물의 설계 및 시공사례를 토대로 지하 수직구 현황을 파악하여 본 수직구 구조물에 적용 가능한 규모분석 결과 직경 4m∼30m, 높이 20m∼200m 내외의 규모인 수직구에 적용이 가능한 것으로 판단된다. 기존공법과 본 연구에서 제안된 P.C.슬래브 구조물 공법과의 비교결과 수직구용 슬립폼 사용으로 구조물이 일체화되고 수평브라켓위에 설치되는 P.C.슬래브가 수직벽체와 분리되어 수직벽체에 작용하는 휨모멘트가 감소하므로 구조적인 안정성이 보다 향상되는 것으로 분석되었다. 또한 시공성, 경제성, 품질, 안전성 등에 대한 비교 결과 수직구 구조물 크기와 높이에 따라 기계화 시공에 의한 슬립폼용 P.C.공법이 현장타설공법과 세그먼트 조립공법에 비해 공기단축 15%～100%, 공사비절감 5%～30%, 고품질 구축, 슬립폼 실내작업에 의한 안전성 확보가 가능한 시공기술로 적용성이 우수한 공법으로 분석되었다.; This research is on applying inside environmentally friendly underground shafts where up on a shaft wall and concrete slab can be constructed along side each other with the method of constructing a shaft precast concrete slab and stairways using a tunnel slip form constructed in shafts for such constructions as underground power supply, telecommunication and subway. As a result of an analysis in this research, it is determined feasible to apply the shaft size within the diameter of 4m-30m and height of 20m-200m. Also confirmed as a result of the comparison with the existing method was that the shaft slip form unifies the concrete slip making it more structurally safe and generates a small amount of bending-moment stress when constructing the horizontal slab precast concrete on the shaft bracket to add even more safety. The result of comparison on constructability, economy, quality and safety shows that the slip form precast concrete method is superior to spot precasting and segment precasting in air reduction for the rate of 15～60% and in construction cost reduction for the rate of 5～30% depending on the diameter and height of the shaft. High quality and safety secured from the slip form indoor work should enable the slip form precast method to develop and be applied on a continuous base as an excellent mechanized construction technology in the future.