선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 또한, 인도, 싱가폴 등의 해외 지하비축기지공사에 국내 업체가 진출하고 있는 상황에서 가장 우선시 되어야 할 점은 국내 업체가 보유하고 있는 기술력의 정립 및 Database화하여 실제 시공에 가장 효과적으로 적용할 수 있도록 System화하는 것이다.
- 본고에서는 울산추가비축기지 공사 사례를 통해 지하 유류비축기지의 시공관리에 대한 전반적인 이해를 돕고, 주요 건설기술의 적용사례를 제공하고자 하였다. 울산추가비축기지에서의 체계적인 시공관리 사례는 향후 지하 유류비축기지 공사에서 보다 효과적이고 경제적인 시공 관리를 가능케 할 수 있을 것이라 판단된다.
- 본고에서는 지난 2010년 4월에 준공하여 한국석유공사의 30년 석유비축사업에 마침표를 찍은 ‘울산추가비축기지’의 시공사례를 통해 지하유류비축기지 시공관리 및 주 요 건설기술에 대해 소개하고자 한다.
- 이 중 본고에서는 “울산추가비축기지” 사례를 바탕으로 토목분야에서의 주요 공사 관리 사항을 소개하고자 한다.
제안 방법
- Face Mapping은 매 막장마다 수행되었으며, 막장면과 굴착된 천단, 측벽부의 수행하고 이에 따른 암반 Type을 Ⅰ등급에서 Ⅴ등급까지 결정하였다.
- Gallery를 모두 굴착한 후 1차 추가 수벽공 설치 여부를 판단하기 위해 장기수리시험을 실시하였고, 추가 보강과 그라우팅의 시행 여부를 판단하기 위해 누수량 측정 및 보강 Inspection을 실시하였다. 누수량 측정 및 보강 Inspection은 Gallery 및 각 단계별 Bench 굴착 완료 후 매번 실시하였으며 누수량 측정이 기준치보다 초과 시 추가 그라우팅을 실시하여 누수량 조건을 충족시켰다.
- Pre-Grouting은 전방 약 30°방향으로 Gallery 단면기준 13공 천공을 기본으로 막장의 누수 및 절리 Pattern을 고려하여 현장에서 적절히 수정 적용하였다.
- 또한 보강 Inspection결과 보강이 만족하지 못할 경우 매 단계별 추가 보강을 실시하였다. 공동 굴착 완료 후에는 2차 추가수벽공 설치 여부를 판단하기 위해 2차 장기 수리시험을 실시하였고, Pump pit 굴착, Pump pit 콘크리트 타설 및 공동 바닥 청소를 단계적으로 수행하였다.
- 그 후 설계 수직구 직경(Φ5.5m)로 확폭하기 위해 발파를 하향으로 실시하였고, 굴착된 구간은 록볼트, 숏크리트로 보강하여 수직구 굴착공사를 완료하였다.
- 그라우팅은 Pre-Grouting 과 After-Grouting으로 분류하여 수행하였으며, 누수가 예상되는 구간에 대하여 감지공(Feeler Hole)을 천공하고 감지공에서의 누수여부 및 누수량에 따라 Pre-Grouting의 시행여부를 판단하였다.
- Gallery를 모두 굴착한 후 1차 추가 수벽공 설치 여부를 판단하기 위해 장기수리시험을 실시하였고, 추가 보강과 그라우팅의 시행 여부를 판단하기 위해 누수량 측정 및 보강 Inspection을 실시하였다. 누수량 측정 및 보강 Inspection은 Gallery 및 각 단계별 Bench 굴착 완료 후 매번 실시하였으며 누수량 측정이 기준치보다 초과 시 추가 그라우팅을 실시하여 누수량 조건을 충족시켰다.
- 또한 보강 Inspection결과 보강이 만족하지 못할 경우 매 단계별 추가 보강을 실시하였다. 공동 굴착 완료 후에는 2차 추가수벽공 설치 여부를 판단하기 위해 2차 장기 수리시험을 실시하였고, Pump pit 굴착, Pump pit 콘크리트 타설 및 공동 바닥 청소를 단계적으로 수행하였다.
- 또한, 비축기지 지하암반의 특성상 초기 변위가 전체 변위량의 대부분을 차지하므로 막장에 근접한 계측을 실시하여 초기변위부터 누락없이 계측을 실시하도록 측정 빈도를 정하였으며, 암질불량 구간, 터널교차부 등 특수 계측 구간에서는 집중적인 계측이 가능하도록 측정빈도를 결정하였다.
- 또한, 일반적인 터널 계측이 막장 후방에서 이루어지는 단점을 보완하고자 막장 굴착이전에 계측기를 설치하여 막장진행으로 인한 발생 변위 및 응력의 변화를 측정할 수 있도록 하기 위해 특수 계측을 수행하였다. 그림 10은 저장공동에 적용된 주요 계측도를 보여주고 있다.
- 록볼트는 암반등급에 따라 3～5m의 Slack Bolt를 기본으로 사용하였으며, 누수구간에서는 Grouted Bolt를 적용하였다. 일부 중점 보강구간에서는 9m 록볼트를 적용하기도 하였다.
- 이때, 파쇄된 암 버력은 저장공동으로 자연 낙하하여 적재장비로 처리되었다. 리밍(Reaming)공 굴착이 완료된 후 RBM 장비를 해체하고 확공 발파를 위한 가시설을 설치하였다. 그 후 설계 수직구 직경(Φ5.
- 막장 보강은 지질전문가가 Face Mapping을 통해 암질 불량구간 등을 판단하여 보강패턴을 결정하였다.
- 본 공사에서는 굴착작업시 천공은 점보드릴(3-Boom), 장약은 다이나마이트와 전기뇌관이 사용하였으며, 도통 시험 및 누설전류를 측정하여 오발파 위험을 방지한 후 발파작업을 수행하였다.
- 본 비축기지 공사는 지하철이나 도로터널과 달리 대부분이 양호한 암반에 건설되므로 기존기지 및 유사기지 실적을 분석하여 계측간격과 측선수를 결정하였고, 비축기지의 터널이 주로 공사기간 중 저장공동까지의 접근통로로 사용되고 운영시에는 폐쇄되는 점을 감안하여 수동계 측방식으로 수행하였다.
- 본 지역 화강암의 강도는 신선암의 경우 평균 95MPa 정도로 양호하였으나, 열수변질대 구간에서는 암반 강도가 상대적으로 약하고 점토광물의 협재로 인해 낙반 등의 위험을 내재하고 있어 본 구간 통과 시 세심한 주의를 기울여 시공하였다. 전체 저장공동 구간 암질분류(Q 분류)에 따르면 Good 이상(Ⅱ등급 이상)은 37%, Fair(Ⅲ등급)은 20%, Poor 이하(Ⅳ등급 이하)는 43%로 나타나 타 기지에 비하여 상대적으로 불량한 암질 분포를 보였다(그림 3 참조).
- 숏크리트는 기본적으로 습식을 적용하였으며 습식 숏 크리트의 타설이 불가능한 Shaft 및 Pump Pit의 경우는 국부적으로 건식 숏크리트를 적용하였다.
- 수벽터널과 공사용터널은 동시에 굴착되었으며, 수벽 터널 굴착 시 단계별로 수벽공을 천공하고 각 수벽공별로 단기 수리시험을 수행한 후 수벽시스템에 필요한 기계 설 비를 설치하고 물을 주입하였다.
- 암반 Type 1-2등급에서는 기본적으로 일반 숏크리트를 적용하였고, 3등급 이하의 암반에서는 강섬유보강 숏크리트(Steel Fiber Reinforced Shotcrete)를 적용하였다. 일부 극히 불량한 암반 조건하에서는 와이어메쉬를 적용하여 미굴을 보강하였다.
- 암반 Type이 결정되면 보강 패턴이 수립되는데, 표 2는 본 기지 저장공동에 적용된 보강패턴을 정리한 것이다. 암반 등급에 따른 표준지보량을 준수하면서 막장의 절리나 단층, 누수 등의 특이한 사항에 대하여서는 추가 보강을 실시하였다.
- 즉, 시운전 중 시행되는 충수시험을 통해 Double Plug 허용누수량 기준치를 만족하는 지를 파악하고, 기준치를 초과할 경우 Plug와 암반의 체결성을 높여주는 Contact 그라우팅과 접촉부 빈 공간을 밀실하게 채워주는 Back-fill 그라우팅을 추가적으로 실시하여 허용누수량 기준치 내로 유지시켰다.(그림 15 참조).
- 표 3과 같이 일상적인 시공관리를 위해 반드시 실시하여야 항목을 계측 A, 이에 추가하여 현장 여건에 따라 선정하는 항목을 계측 B로 분류하였다.
대상 데이터
- ‘울산추가비축기지’ 건설공사는 정부의 제 3차 비축계획의 일환으로 계획된 Project로, 원유 650만 배럴(bbl)을 저장할 수 있는 지하공동과 입출하 시설을 건설하는 공사 이다. 발주처는 한국석유공사이며, SK건설이 시공사, 대우엔지니어링과 벽산엔지니어링이 설계사로 참여하였다. 본 기지는 울산광역시 울주군 온산읍에 위치한 한국석유공사 울산지사 부지 내에 건설되었으며, 공사기간은 ’05년 10월에서 ’10년 4월까지 총 4년 6개월이 소요되었다.
- 본 기지는 울산광역시 울주군 온산읍에 위치한 한국석유공사 울산지사 부지 내에 건설되었으며, 공사기간은 ’05년 10월에서 ’10년 4월까지 총 4년 6개월이 소요되었다.
이론/모형
- 울산추가비축기지의 수직구 굴착은 기계식 상향굴착공법인 RBM 공법과 하향 발파공법을 병행하는 방법을 적용하였다.
성능/효과
- Plug와 암반 접촉부 누수량의 허용치 기준은 시공 중 장기수리시험과 충수시험을 통해 최종 결정되는데, 본 기지의 모든 Plug에 대한 허용누수량 기준치는 19.2ton/일로 적용되었다.
- 그 후 운영Shaft에 펌프 설치, Shaft Plug와 공사용터널 Plug 설치, 충수, 시운전을 실시하여 모든 시공을 성공적으로 마무리하였다.
- 본 지역의 투수계수는 평균 3.2×10-9m/s 로 전체적인 투수성은 절리면에 충진된 점토광물로 인하여 비교적 낮은 편이었으나, 평균 투수계수가 7.4×10-7m/s로 조사된 일부 구조대 구간에서는 공동 굴착 중 국부적으로 다량의 누수가 나타나기도 하였다.
- 저장공동 벤치 단면기준 각 단계별 평균 소요시간은 천공 3시간, 장약 2시간, 발파 및 환기 30～40분, 버력처리 5～7시간, 장비Scaling 1시간, 인력 Scaling 1시간 정도 소요되었으며, 상기 소요시간은 버력 운반거리, 암질상태, 환기조건 등에 따라 차이를 보였다.
- 본 지역 화강암의 강도는 신선암의 경우 평균 95MPa 정도로 양호하였으나, 열수변질대 구간에서는 암반 강도가 상대적으로 약하고 점토광물의 협재로 인해 낙반 등의 위험을 내재하고 있어 본 구간 통과 시 세심한 주의를 기울여 시공하였다. 전체 저장공동 구간 암질분류(Q 분류)에 따르면 Good 이상(Ⅱ등급 이상)은 37%, Fair(Ⅲ등급)은 20%, Poor 이하(Ⅳ등급 이하)는 43%로 나타나 타 기지에 비하여 상대적으로 불량한 암질 분포를 보였다(그림 3 참조).
후속연구
- 본고에서는 울산추가비축기지 공사 사례를 통해 지하 유류비축기지의 시공관리에 대한 전반적인 이해를 돕고, 주요 건설기술의 적용사례를 제공하고자 하였다. 울산추가비축기지에서의 체계적인 시공관리 사례는 향후 지하 유류비축기지 공사에서 보다 효과적이고 경제적인 시공 관리를 가능케 할 수 있을 것이라 판단된다.
- 이러한 점에서 본 사례를 밑거름으로 국내·외 기술 및 경험이 계속 추가된다면, 어떤 해외 업체와도 경쟁할 수 있는 시공관리시스템을 구축할 수 있을 것으로 사료된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.