(2)TBM(Tunnel Boring Machine)(★★★★★)

▶ TBM(Tunnel Boring Machine)(★★★★★) 1. 서언 가. TBM은 재래식의 천공 및 발파를 반복하는 굴착공법과는 달리 나. 무진동, 무발파에 의한 자동화된 터널굴착장비로써, 터널 전단면 을 동시에 굴착해 나가는 굴착기계임 2. 필요성 가. 장대 Tunnel의 경우 노임상승, 작업환경불량, 작업능률저하, 노동쟁의 발생 등 국민 의식수준에 견주어 장기종사자 인력확보 의 어려움 나. 재래식공법은 많은 노동력소요, 작업안전대책, 산재사고처리 등 간접비용 과다 소요 다. 화약발파로 인한 진동, 소음, 민원, 피해보상 라. 인근 자연환경 훼손 3. 굴착방식 가. 절삭식 : Bit(Button Cutter) 회전력 이용, 압축강도 300-800 kg/cm2 정도의 토사, 풍화암, 연암 나. 압쇄식 : Cutter(Disk Cutter) 회전력과 압축력 이용 압축강도 1000 kg/cm2 이상의 암반 다. 혼합형도 있다. 4. 기계의 구성 가. 굴삭파쇄 장치 나. 주행추진 장치 다. 버럭반출 장치 라. 구동 장치 5. 적용성 가. 일축압축강도 qu = 300 - 2500 kg/cm의 암반에 적용가능 나. 일축압축강도 qu = 800 - 1000 kg/cm에서 작업효율이 가장 높다 다. 파쇄대 통과시 기계침하, 추진력부족, 막장붕괴우려로 선 Grouting 채용보강 라. 용수가 많은곳에 굴착곤란 6. 특징 가. 장점 1) 굴착속도가 빠르다. 2) 갱내 분진, 진동 등 환경조건이 양호하다. 3) 인근 시설물, 지반에 영향이 거의 없다. 4) 비 발파로 안전하다. 5) 여굴이 적다. 6) 지보공이 절약된다.(약 20%) 7) 노무비가 절약된다. 8) 버럭은 도로의 보조기층재료, 선택층이나 뒷채움재료로 사용가능, 반출이 용이 9) 구경이 7m이하인 장대 Tunnel에서 대단히 경제적이다. 10) 기존의 공법보다 공사비가 10-20 % 절감 11) 기존의 공법보다 공사기간 10-30 % 단축가능 12) 공사에 따른 소음과 공해방지가 가능 13) 공사의 안전도가 높음 14) Lazer광선에 따라 굴진, 작업에 정확성을 기할 수 있음 15) 소요단면 정확히 굴착 16) 무진동 무발파로 인근주민의 주거생활에 불편을 주지 않음 17) 작업장 주변의 자연환경 훼손없음 나. 단점 1) 단면을 변경할 수 없다. 2) 구형과 마제형엔 적용이 불가능하다. 3) 지질에 따라 적용성에 제약이 있다. 4) 장비가 고가로 초기투자비가 크다. 5) 아직 Cutter의 국내제작이 불가능하여 유지비용이 많이든다. 7. 교대작업원의 편성 직종 인원 작업내용 ① 작업반장 1 작업지휘 ② TBM운전원 2 TBM운전 및 관리 ③ 전공 1 TBM 고압케이블, 배선 점검 및 관리 ④ 기계정비공 1 기계부분 점검 관리 ⑤ 특별인부 2 Cutter 교환 및 정비 관리 ⑥ 보통인부 1 Cutter 교환 및 기타 지원 8. 적용상 문제점과 대책 8.1 지반이 너무 굳은 경우 가. 분진 1) 지반이 굳은 경우 분진증가 2) 살수 또는 환기를 더욱 세심한 유의시공 나. 굴착능률저하 대책 1) 발파에 의한 주변지반의 이완공법 2) Water Jet공법 3) Lazer Beam, Micro-Wave를 이용하는 방법 4) 공법의 변경 8.2 연약한 지반이나 파쇄대인 경우 가. 붕락 - 지보공을 두거나 Shotcrete 타설 나. 지지대부 압착부 붕괴 - 지지대부 침목 등 보강 다. 정부붕괴 - 지보공 설치 라. 기계의 침하 - 기계의 Support부 확대, 장비 Re-set 마. 연약층 파쇄대 - 인력적용, Shield공법 병용, Pipe Roof공법 병용 - 약액주입공법, Deep Well에 의한 개량 8.3 용수가 있는 경우 가. 지내력 저하와 전기 관계 시설의 고장을 일으키므로 다음과 같은 공법을 둔다. ① 수발공, 우회갱 공법 ② Well Point공법 ③ Deep Well공법 ④ 지반주입공법 ⑤ 압기공법 9. 결론 ① Tunnel굴착공법 선정시는 지반조사, 용수의 유무, 산악, 암석, 토사 등의 시공환경고려 ② 지반조건에 관계없이 전천후로 시공할 수 있는 TBM개발하여 경제성, 전용성을 높임