< Previous58 Ì5#. ÌÀ À À5#.ê N5#. Àýóó #6##WEP## f #f # # ff# æ æ æææ æ Vol. 25, No. 3 59 2. 터널 굴착을 위한 가시설 시공 2.1 가시설 시공 현황 TBM터널 발진부 개착구조물구간(STA. 10+478.1~11+086.9)의 지층두께는 퇴적 점성토층 1.2~5.7m, 풍화토 7.9~ 11.5m, 풍화암 7.9~13.3m 이다. 흙막이 가시설은 지형· 지층조건, 구조물 계획, 굴착심도에 따라 5개 구간으로 분류하 였으며 최대 굴착심도는 갱구부로 26.2m이다. 그림 1은 한강 하저 TBM터널의 가시설 모식도이다. 시공여건 상 파주에 서 굴진을 시작하는 것이 유리하여 파주에서 김포쪽으로 포천방향 터널을 굴착한 후, 장비를 해체, 운반, 재조립하여 나 머지 인천 방향도 파주에서 굴착을 시작한다. 그림 2, 3과 표 1은 발진부 가시설의 평면도과 종단도, 시공 세부사항이다. <그림 1> 한강 하저 TBM터널 발진부 가시설 모식도 <그림 2> 한강 하저 TBM터널 가시설 평면도60 자연,터널 그리고 지하공간 기술기사 5 한강하저 슬러리 쉴드 TBM 터널의 가시설 시공 및 시운전시 고려사항 <그림 3> 한강 하저 TBM터널 가시설 종단도 <표 1> 발진부 가시설 시공 세부사항 구분 발진부 가시설 1구간 갱구부2구간3구간4구간5구간Open Cut 연장(L, m)-68.913.040.0197.0289.9 폭(B, m)66.666.661.461.443.239.8 굴착고(H, m)26.225.819.619.117.89.3 원지반 지층 두께 (m) 점성토1.21.21.853.25.711.3 사질토1.01.0---1.96 모래자갈------ 풍화토7.97.99.69.711.59.0 풍화암7.97.913.311.66.317.3 연암2.22.2---- 경암5.75.7---- 발진부 조성을 위한 흙막이 가시설은 CIP(Cast In Place Pile), 차수 그라우팅, 앵커, 록볼트의 순서로 시공되었으며 록볼트는 갱구부 하부 암반구간에만 설치되었다. CIP, 차수 그라우팅의 시공 내역은 그림 4에 설명되어있고, 앵커는 1,931공, 록볼트는 332공 시공되었다. 그림 4는 CIP, 차수 그라우팅 시공 내역, 그림 5는 CIP시공 사진, 그림 6은 차수 그라우팅 사진, 그림 7은 앵커 시공 사진이다. 그림 8은 가시설을 시공하면서 굴착되는 발진부를 2022년 2월부터 7월까지 촬영한 사진이다.Vol. 25, No. 3 61 <그림 4> CIP, 차수 그라우팅 시공 내역62 자연,터널 그리고 지하공간 기술기사 5 한강하저 슬러리 쉴드 TBM 터널의 가시설 시공 및 시운전시 고려사항 ① 천공② 철근 삽입 ③ 콘크리트 타설④ 캡콘크리트 타설 <그림 5> CIP 시공 ① 천공② 그라우트 주입 1 ③ 그라우트 주입 2④ 그라우트 주입 확인 <그림 6> 차수 그라우팅Vol. 25, No. 3 63 ① 천공 1② 앵커체 삽입 ③ 띠장설치④ 확인인장시험 <그림 7> 앵커 시공 (a) 굴착 단계 1(b) 굴착 단계 2 (c) 굴착 단계 3(d) 굴착 단계 4 <그림 8> 시간 경과에 따른 굴착 사진(2022년 2~7월)64 자연,터널 그리고 지하공간 기술기사 5 한강하저 슬러리 쉴드 TBM 터널의 가시설 시공 및 시운전시 고려사항 (e) 굴착 단계 5(f) 굴착 단계 6 (g) 굴착 단계 7(h) 굴착 단계 8 (i) 굴착 단계 9(j) 굴착 단계 10 <그림 8> 시간 경과에 따른 굴착 사진(2022년 2~7월)(계속) 2.2 가시설 주요 설계변경 사항 2.2.1 차수그라우팅 근입 심도 변경(종점) 차수그라우팅 근입심도를 풍화암-1m(굴착저면 상부)까지 설계하였으나(종점부 2~5구간), 풍화암 및 흙막이벽체에 앵커가 시공됨을 감안하여 차수효과가 안전측으로 확보될 수 있도록 근입심도를 당초 풍화암 1m 하부에서 굴착저면 또 는 연암 상단으로 조정하였다.Vol. 25, No. 3 65 2.2.2 TBM 장비 조립시 간섭으로 인한 발진기지 레이커 삭제 갱문를 지지하기 위한 레이커가 설계되었으나 당초 구조계산시 레이커를 미반영 한 상태에서 안정성이 확보되었고, 장비조립시 비계 간섭, 가설 세그먼트 서포트 간섭, 문형크레인 기초 간섭의 이유로 실제 시공시 레이커를 삭제하였다. 자세한 사항은 표 2와 같다. <표 2> 레이커 삭제 세부사항 구분당초변경 갱구부 RAKER 삭제 록볼트 록볼트(FRP) RAKER 4단(H=300X300X10X15) 당초 구조계산시 레이커 미반영(안정) RAKER 삭제 (비계, 가설세그먼트 서포트, 문형크레인 기초 등이 간섭) 레이커 간섭 현황 장비조립시 비계 간섭가설세그먼트 서포트 간섭문형크레인 기초 간섭 2.2.3 앵커 강연선수 조정 설계된 앵커 중 강연선 10개를 사용하는 앵커가 있어서 문제점을 표 3과 같이 분석 후 8개로 조정하였다. 강연선이 10 개일 경우 시공과 성능 발휘 측면에서 문제가 많기 때문에 설계 때부터 지양하여야 한다.66 자연,터널 그리고 지하공간 기술기사 5 한강하저 슬러리 쉴드 TBM 터널의 가시설 시공 및 시운전시 고려사항 <표 3> 앵커 강연선 수 조정 세부사항 항목내용 문제점 삽입∙ 천공홀 150mm 내에 제작된 앵커 몸체(직경 140mm) 삽입이 어려움 그라우팅 ∙ 최상단 내하체 주변은 강연선 10개, 주입호스 1개가 내하체를 감싸고 있어 그라우트재 주입이 매우 어려움 측면 마찰력 ∙ 내하체 측면부에 그라우트재 접촉 면적이 감소하여 측면 마찰 저항력이 감소함 압축력 ∙ 내하체 상단부에 그라우트재 접촉 면적이 감소하여 상단 압축 저항력이 감소함 인장력∙ 강연선에 950kN의 인장력 작용시 최상단 내하체가 저항력 부족으로 인해 인발 가능 대책 강연선수∙ 최대 강연선수를 10개에서 8개로 조정(강연선수 2개 감소, 내하체 5개→4개, 1개 감소) 인장하중∙ 인장하중 감소로 앵커 본당 저항 하중 감소 변위∙ 인장하중 감소로 허용변위 내에서 벽체 변위를 증가시켜 부재에 작용하는 하중 감소 2.2.4 TBM Shield부 조립 방법 변경 TBM장비 조립을 위한 부품 운반을 당초 갱구부 상단에서 하부로 크레인을 이용하여 하역하는 방식이었으나, 1,350톤 급 크레인을 설치하기 위한 지반안정성 부족, 지반 보강의 어려움, 공사용 도로 차단 필요 등의 이유로 발진부내로 운반 하여 조립하는 방식으로 변경하였다. 운반을 위하여 운반로를 하중에 맞추어 보강하였다. 자세한 내용은 표 4와 같다. <표 4> Shield부 조립 방법 변경 세부사항 구분당초(갱구부 상단에서 하부로 하역 조립)변경(발진부내로 운반하여 조립) 현황도 변경 사유 ∙ 앵커 간섭 발생으로 지반보강 곤란 ∙ 대형크레인 조립시 시야 확보 곤란으로 안전성 저하 및 공사용 도로 차단 불가피 ∙ 크레인(크롤라 1,350TON)으로 발진부 상부에서 하부로 하역 조립 ∙ 풍하중 등에 크게 영향받지 않아 안전성 확보 ∙ 상부간섭 없어 여타공종 공사원활 ∙ 발진부 내에서 크레인 2대(크롤라 750TON, 600TON)로 조립하여 양중(조립 시 안전성 확보) 검토※ 변경(발진부내로 운반하여 조립)이 대형크레인 사용 시 외적요인(바람 등)에서 유리하여 보다 더 안정적으로 조립 가능Vol. 25, No. 3 67 3. TBM장비 현장인수검사(SAT) 및 시운전 3.1 현장인수검사 현장에서 조립된 쉴드TBM 장비가 터널 굴착에 필요한 소요능력을 확보하고 있는지에 대하여 사용 개시 전 현장에서 시행하는 최종 검사를 현장인수검사(SAT, Site Acceptation Test)라고 한다. 당 현장의 장비 제작 관련 연혁과 현장인 수검사 일정, 내용은 다음과 같다. 표 5는 주요 장비 검수 내용이다. □ 장비 제작 관련 연혁 ∙ 2020. 02. ~ 2020. 11. : TBM장비 설계 확정 ∙ 2020. 07. ~ 2021. 03. : 장비 제작 ∙ 2021. 01. ~ 2021. 04. : 장비 가조립(중국 광저우 공장) ∙ 2021. 04. ~ 2021. 04. : 공장인수검사(FAT, 화상) 실시 ∙ 2021. 11. ~ 2021. 12. : 장비 운송 및 현장 반입 ∙ 2022. 08. ~ 2022. 11. : 현장 조립 □ 현장인수검사(SAT, Site Acceptation Test) 실시 내용 ∙ (시 행 일) 2022년 12월 1~9일(9일) ∙ (시행목적) 최종 장비 인수 전, 현장에서 완전조립 상태로 실시하여 요구하는 굴진능력 확보 여부를 확인 ∙ (시행방법) 현장에서 주요 기능의 정상 작동 여부 확인 ∙ (검수항목) 메인드라이브, 추력실린더 등 5개 분야, 19개 항목(붙임 1) - 11개 항목 시공사 및 감독실(12.1~8), 8개 사업단 합동(12.9) 실시 구분일정참석자비고 세부 현장인수검사12월 1~8일감독실, 시공사, 장비제조사8일 최종 현장인수검사12월 9일세부검사 인원 + 사업단, 기술자문단1일 ※ 세부 현장인수검사시 제작사 체크리스트 670개 항목 함께 확인 <표 5> 주요 장비검수 내용 분야항목세부항목사업단 합동 추진 및 구동 추력 실린더 ∙ 실린더의 수축/신장 확인 ∙ 압력 모니터링 등 ◎ 메인 드라이브 ∙ 커터헤드 최고 회전속도 확인 ∙ 비상정지기능 등 ◎Next >