해저에 교통의 수단으로 터널공사공법은 ?
1. 침매터널(Immersed Tunnel)은 육상에서 제작한 각 구조물을 가라앉혀 물속에서 연결시켜 나가는 최신 토목공법으로 만드는 터널로 해저 터널공사에 주로 활용된다
이 공법은 부산과 거제도을 잇는 도로공법으로서 세계최초로 시행한 공법이며 현재 개통되어 있다.
2. TBM 공법
지난달 19일 터키 이스탄불에서 착공에 들어간 '유라시아 터널'. 이 터널은 해저(海底) 106m 깊이에서 이스탄불의 보스포루스 해협 동쪽인 아시아 대륙과 서쪽 유럽 대륙을 잇는 것으로 세계 최초의 대륙 간 해저 도로(길이 3.34㎞, 위아래 2개층·각 2차로)다. SK건설은 이 터널을 TBM(터널 굴착 기계·Tunnel Boring Machine)이라는 특수 장비를 이용해 뚫고 있다. 이진무 SK건설 현장소장은 "바다 밑에서 공사가 이뤄지기 때문에 주변 지형에 충격을 줄 수 있는 다이너마이트식 발파 공법을 사용할 수 없다"며 "19세기부터 하려 했던 터널 공사가 TBM 기술 발달 덕분에 최근에야 가능해졌다"고 말했다.
↑ 이미지를 클릭하시면 그래픽 뉴스로 크게 볼 수 있습니다. / 조선닷컴<br> /그래픽=김현국 기자
일명 '기계 두더지'로 불리는 TBM은 금속 칼날을 이용해 암반을 부수며 땅을 파고 들어가는 터널 굴착(掘鑿)용 특수 장비이다. 지금까지 터널 공사 때 주로 써온 발파(發破) 공법에 비해 소음·진동이 작고 안전하다는 평가를 받는다. 동시에 뚫린 구멍에 터널 벽을 구성할 콘크리트 조각들을 블록을 맞추듯이 붙여 나가기 때문에 공사 속도도 3배 이상 빠르다.
TBM은 금속 칼날이 달린 머리 부분, 일명 '커터 헤드(Cutter Head)'를 회전시키면서 벽에 구멍을 뚫는다. 칼날은 철·크롬 등으로 이뤄진 특수 합금으로 만들었기 때문에 흙은 물론 큰 바윗덩어리도 잘게 조각내어 깨뜨릴 수 있다. 또 부서진 돌과 파낸 흙은 파이프와 펌프를 통해 터널 밖까지 자동으로 배출된다. 땅을 파는 방식이 두더지와 비슷하다면, TBM이 이동하는 방식은 애벌레가 앞으로 기어 나가는 원리와 흡사하다. 유압 잭(Hydraulic Jack·압력을 가한 기름에 의해 밀어내는 장치)으로 커터 헤드가 있는 TBM의 앞부분을 밀고, 기계의 뒷부분은 저절로 끌려오는 방식이다.
3. 진공튜브터널공법
초고속 자기부상열차가 지름 5m 정도의 튜브 속 레일을 달리는 기술로서, 튜브 안쪽은 진공에 가까워 열차 앞쪽의 공기저항을 최소화하여 시속 700km까지 낼 수 있는 전기구동 열차이다. 초고속 튜브트레인 기술은 철도의 궤도를 튜브로 감싼 후 진공 또는 아진공(亞眞空) 상태로 공기저항을 최소화하여, 적은 에너지로 더 빠른 속도를 낼 수 있는 기술이다. 즉 고도 1만m에서 운항하는 항공기와 유사한 기압 환경을 만들어 주면, 튜브 내를 주행하는 자기부상열차의 공기저항이 줄어들어 초고속 수송이 가능하게 된다. 이론적으로는 마하 3까지의 속도도 가능하다. 공상과학소설에 나오는 시속 3600㎞의 탄환열차인 것이다. 다가올 미래의 환경을 예측하여 차세대 신교통시스템을 개발하는 것은 매우 중요하다. `지속가능 개발`이라는 정책적 패러다임에 따라 에너지 고갈과 환경 문제가 글로벌 이슈화되고 있고, 이와 직결되는 차세대 신교통시스템의 기술개발이 활발하다.
그러나 진공튜브터널공법이 아직 상용화되어 있지 않고 있으며 가령 상기의 침매터널공법이나.
TBM터널공법으로 할수 없는 문제점과 수중에서의 지진과 해일, 그리고 태풍, 수밀에 대한 안정성이
증명이 되어야 하며 또한 최적의 진공상태로 될수 있는 조건들이 충족이 되어야 하는 기술극복인 것이다. 이를 극복할수 있는 기술이
융합기술을 이용한 " 일체형수중구조물 및 이의 시공방법과 이를 위한 융착히터"특허기술이다.
4. " 일체형수중구조물 및 이의 시공방법과 이를 위한 융착히터"특허기술요약
1)A01K 61/00(2006.01) B63B 35/44(2006.01) B29C 65/00(2006.01)
2)출원번호 10-2012-0032607 (2012.03.29)
3)공개번호 1020120112195 (2012.10.11)
4)등록번호 1013516100000 (2014.01.08)
5)우선권주장; 출원번호 10-2011-0029460 (2011. 03. 31)
6)심사청구항수 12
7)심사청구여부 y(2012.03.29)
특히 상기특허기술은 인공어초뿐만아니라. 수, 해양에 관련한 분야, 즉 인공어초뿐만아니라
선택된 해조류의 양식시스템구축(해중림조성), 굴(갯벌참굴)양식장의 지주설치,
보트계류장의 지주설치, 바다에서의 풍력발전기의 지주설치, 조력발전기의 구조물,
방파제에서의 낙사방지책, 해양심층수의 취수관설치, 육상양식장에서의 연안수 취수관설치,
수중가두리, 강, 하천의 다리기둥의 구조물설치등등을 적용할수 있는 친환경적이며,
녹색기술인 원천기술이라 할수 있다.
또한 이 기술은 수중에서의 저서생물인 해삼, 성게, 문어등이 서식할수 있는 공간과
선택된 해조류까지도 양식할수 있으며, 해중림조성과 더불러 어류의 산란장으로서의
공간확보와 수중에서의 생태학적인 공간을 만들어 줌으로서 바다목장화를 활성화할수 있는
친환경적인 녹색기술인 것이다. 현재까지 개발된 인공어초 또는 수중림조성에 대하여
전혀 다른 차원에서의 융합기술과 친환경적인 수중구조물에 관한 기술이다.
문헌참조;
출처 KISTI l 발행 2012-00-00 l
출처 : 국토교통지식정보센터
출처;조선비즈|한상혁 기자|