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제안 방법
- 세그먼트 폭은 선형조건에 따라 차등적용하였으며, 일반구간의 경우 1,400mm, 급곡선 구간(R=160mm)은 1,200mm를 적용하였다.
- 맨 처음 쉴드 TBM 굴진은 Tsurukawa 수직갱에서 출발하여 Keio Line의 상행선을 굴착하고, Chofu역에서 방향을 전환한 장비는 Sagamihara Line의 상행선을 굴착하여 Shinagawa 수직갱에 도달하도록 계획되어 있다. 이후 Shinagawa 수직갱에서 방향을 전환한 장비는 Sagamihara line의 하행선을 굴착하여 Chofu 역에 도달한 후에 장비 방향 전환 및 최종적인 Keio Line의 하행선을 굴착하여 최초 발진위치에 도달하도록 계획하였다.
- 통상적으로 세립분을 많이 함유한 지반일수록 토압식 쉴드 TBM의 적용성이 우수한 것으로 알려져 있으나, 본 현장의 경우 사질토 및 자갈층이 혼재된 지층조건임에도 이토압식 장비형식을 적용하여 시공중에 있었다. 자갈층 출현을 고려하여 이토압식 장비의 Screw Conveyor는 직경 850mm로 제작하여 최대 300mm의 전석층 처리가 가능토록 계획하였다.
- 최소 곡선 반경 R=160m의 급곡선 터널 시공을 위해 좌우 1.6˚, 상하 0.5˚로 중절되는 X중절 장치를 적용하였으며, 운행중인 철도하부의 최소 4.3m(0.64D) 위치에서 굴착하기 때문에 상부변위를 최소화 하기 위하여 Skin Plate에 총 10개소의 뒷채움 주입관을 설치함으로써 Tail Void에 뒷채움 재료가 조기에 충분히 주입되도록 제작되었다. 아울러 지반변위를 조기에 발견할 수 있도록 붕괴검지장치 3기를 장착하였다.
대상 데이터
- 4개의 철도 선형은 Chofu 역에서 Sagamihara Line 및 Keio Line이 V형으로 분기되는 구간으로 379m x 2의 Keoi Line과 424m x 2의 Sagamihara 라인의 총 1.606km로 구성되어 있다.
- 본 고의 쉴드 TBM현장은 필자가 2009년 여름에 방문했던 현장으로서 상·하 및 좌·우의 4개 철도선형이 한곳에서 출발하여 분기되는 매우 특이한 선형조건을 가진 쉴드 TBM 적용 사례이다.
- 본 현장은 지상으로 운행하는 열차의 소음 및 진동과 철도건널목을 통해 횡단하는 차량 및 보행자 통행불편을 해소하기 위해 노후한 Chofu 역부근 열차선로를 지하화하는 공사로 2003년에 착수하여 2013년 완공예정에 있는 현장으로서, 매우 특이한 선형조건을 가지고 있는 쉴드 TBM 터널이다.
- 세그먼트는 외부 하중 조건에 따라 RC 세그먼트와 합성 세그먼트(Composite Segment)를 같이 사용하고 있으며, 세그먼트 두께는 300mm이며 내경 6,100mm, 외경 6,700mm이다. 분할 수는 5+1(Key Segment)이며 세그먼트 외주부 지수재는 수팽창 지수재를 사용하였다.
- 세그먼트는 외부 하중 조건에 따라 RC 세그먼트와 합성 세그먼트(Composite Segment)를 같이 사용하고 있으며, 세그먼트 두께는 300mm이며 내경 6,100mm, 외경 6,700mm이다. 분할 수는 5+1(Key Segment)이며 세그먼트 외주부 지수재는 수팽창 지수재를 사용하였다.
이론/모형
- 이를 위하여 적용된 Enterance 가설방식이 NOMST공법이다. NOMST는 Novel Material Shield-Cuttable Tunnel Wall System의 머리글을 딴 것으로 쉴드 TBM의 면판 손상없이 바로 굴착이 가능한 벽체형식이기 때문에 기존에 굴착된 터널의 간섭이 최소화된 상태에서 신설터널의 굴착이 가능한 공법으로서 FRP 소재로 되어있다.
- 이음 형식으로는 세그먼트간에는 암수 구분에 의하여 체결되는 Cone-Connector를 사용하였으며, 링간이음부에는 고강성의 Ta-Spring 체결방식을 적용하였다.
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