[논문]1장. 전기수송용 전력구의 계획

김경열; 이대수; 김강규; 류희환

1장. 전기수송용 전력구의 계획 원문보기

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문제 정의

5) 강관압입공법은 연장증가에 따른 관마찰력 증가로 연장에 제한을 받게 되며 관경, 지층조건 등에 따라 적용가능 연장이 달라진다. 따라서, 지층조건, 관경을 고려한 강관압입 적용한계는 별도 검토한다.
지금까지 우리 실상에 가장 기본이 되는 요소 중의 하나인 전기를 수송하는 전력구의 계획에 대해 설명하였다. 특히 터널식 전력구는 지중에 설치되는 구조물로써 지반의 불확실성으로 인한 공사비의 증가가 불가항력적인 만큼 향후 터널식 전력구 공법 선정기준이 장비 제조사와 현장 실무자 및 해외사례 조사를 바탕으로 한층 더 업그레이드 되고 명확한 기준이 정립될 수 있도록 터널업계에 종사하는 분들과 학회에 바램을 전달하며, 미약하나마 전력구의 계획에 대한 소고를 마치고자 한다.
지금까지 우리 실상에 가장 기본이 되는 요소 중의 하나인 전기를 수송하는 전력구의 계획에 대해 설명하였다. 특히 터널식 전력구는 지중에 설치되는 구조물로써 지반의 불확실성으로 인한 공사비의 증가가 불가항력적인 만큼 향후 터널식 전력구 공법 선정기준이 장비 제조사와 현장 실무자 및 해외사례 조사를 바탕으로 한층 더 업그레이드 되고 명확한 기준이 정립될 수 있도록 터널업계에 종사하는 분들과 학회에 바램을 전달하며, 미약하나마 전력구의 계획에 대한 소고를 마치고자 한다.

가설 설정

4) 뿜어붙이기 Concrete타설시 인력시행 또는 Robot 시행 방안을 검토하여야 한다.
8) Invert 형상은 지형, 지질조건에 따라 설계하여야 한다.

제안 방법

7) 수직갱구 깊이는 터널 안전성 확보에 지장이 없는 범위 내에서 최소깊이를 설계, 시공토록 한다.
가. 공사에 따른 환경조건을 명확히 하기 위해 토지용도 및 환경규제, 기존 교통망, 개발계획, 소음, 진동 등에 대해 조사한다.
사. 구조물 설계시는 지하수로 인한 양압력 및 부력에 대한 안전여부를 검토한다.
가. 도로의 상태를 기초로 지하 매설물, 지반조건, 환경조건, 교통영향 등의 현장여건과 안전성, 경제성, 시공성, 내구성 등을 종합적으로 판단하여 설계한다.
나. 모든 조사는 타 시설물에 손상을 주지 않도록 주의하며 사전에 필요한 대관협의를 거쳐 지반조사를 수행한다.
분포 예상과 동향, 건설 및 운영의 경제성, 시공성, 안전성, 도시계획과 도로의 개설 및 확장계획, 타 시설물의 현황 및 건설계획, 도로의 굴곡 및 고저차, 화학적 영향 및 열을 받을 우려가 있는지 여부, 각종 재해(수해, 염진해, 화재, 산사태, 지반조건, 진동 등)의 영향, 기설 관로, 전력구 및 전력선 등과의 연결 및 효율적 이용, 자연환경과의 조화, 법적 제한 사항, 전력선의 다회선 포설에 따른 송전용량 및 유도장애의 영향과 교통상황 등을 종합적으로 분석하여 경과지를 선정하게 된다.
가. 지질조사 전에 관청에 허가를 득하기 위해 필요한 사항을 조사하고 이를 바탕으로 조사위치를 선정한다.
가. 측량조사는 측량법 및 동 시행령에 의거하여 실시하며, 기준점은 국립지리원에서 설치한 삼각점 및 수준점을 기준으로 한다.

대상 데이터

가. 공사용 용지취득 및 공사로 인한 권리침해 등 보상 대상을 조사한다.

성능/효과

1) 1차 동바리의 각 부재의 설계는 각각의 동바리 기능을 고려하여 사용목적에 적합하도록 실시하여야하며 한전 표준설계기준과 부합하여야 한다.
1) NATM 공법과 Messer Shield 공법은 발파 또는 인력굴착에 의한 터널로 원하는 규모의 터널단면 형성이 가능하므로 단면규모에 따른 제한을 받지 않는 것이 일반적이다. 반면에 기계식 터널공법 (Shield TBM, Open TBM, Semi-Shield)과 강관 추진공법은 장비의 굴착경 또는 강관의 추진경에 따라 수용회선 규모가 변화하므로 이를 고려한 검토가 필요하다(표 5).
1) 도심지 구간이 많은 부분을 차지하는 전력구공사의 특성상 도로 및 시설물 여건을 고려한 곡선구간의 적용이 불가피하다. 따라서, 표 4는 각 공법별 곡률반경 기준을 제시한 것이다
1) 수직구의 굴착 가시설은 작업구와 지질상태, 지하 수위, 주변의 건물구조 등을 고려하여 안전성, 시공성 및 경제성 있는 공법으로 설계하여야 한다.
2) NATM 공법과 Messer Shield 공법의 적용한계는 1방향 굴진의 경우를 고려한 것으로 2방향 이상의 굴진이 가능할 경우 이를 분할한 연장을 적용한계로 고려하여야 한다.
2) NATM 공법의 경우 공법원리상 풍화잔류토와 같은 일부 토사층의 경우 추가적인 보강(강관다단공법, 훠폴링, 프리그라우팅 등)을 실시한 후 통과가 가능하나 도심지 공사가 많은 전력구 공사의 특성상 토사층에서는 NATM공법을 적용하지 않는 것이 일반적이다. Shield TBM 및 Semi-Shield 공법의 적용이 제한된 극경암층은 일축압축강도 300MPa 이상의 암반이 연속적으로 100m 이상을 출현하는 경우를 표현한 것으로 일반적인 기계식 터널굴착공법으로 적용이 어려운 지층이다.
2) 기계식 터널공법의 기준으로 제시된 곡률반경은 일반적인 국내 보유장비를 대상으로 한 것으로 곡률반경 축소를 위한 별도의 장비개량 또는 주문제작된 경우는 장비제원을 고려한 곡률반경을 기준으로 적용하여야 한다. Semi-Shield 공법의 경우 추진관의 길이가 표준관과 단관으로 다르며 관종에 따라 동일 장비에서도 허용곡률반경이 달라지므로 이를 반영한 기준을 제시하였다.
2) 뿜어붙이기 Concrete 설계는 동바리 부재로서의 소요조건을 만족할 수 있도록 실시하여야 한다.
2) 수직구 주위의 차수공은 지하수위 저하로 인하여 인근 건물의 피해가 발생하지 않도록 차수공법을 검토하여 적정한 공법을 선정하여야 한다.
2) 흙막이 사용시 굴착폭은 구조물 외벽과 H-PILE 내측 0.8m로 한다.
3) Shield TBM 공법과 Open TBM 공법은 기계식 굴착에 의한 터널로 굴진을 위한 후방설비 투입완료시 60~80m의 연장이 소요되어 비교적 단거리로볼 수 있는 500m 미만에서는 경제성이 없는 것으로 분류하였다.
3) 뿜어붙이기 설계두께는 원칙적으로 최소 뿜어붙이기 두께로 하나 허용응력을 위하는 방법을 고려하여 설계두께를 정하여야 한다.
3) 수직구 위치선정시 인접 건물의 피해, 교통장애 등을 고려하여 적정 위치에 설치하여야 한다.
4) 수직구의 위치는 계획노선의 동선배치가 양호하고 노선 연장을 최소화할 수 있으며, 장래 분기계획 및 전력선 설치에 유리한 곳을 선정한다.
5) 강관압입공법은 연장증가에 따른 관마찰력 증가로 연장에 제한을 받게 되며 관경, 지층조건 등에 따라 적용가능 연장이 달라진다. 따라서, 지층조건, 관경을 고려한 강관압입 적용한계는 별도 검토한다.
5) 뿜어붙이기 Concrete 철망 사용은 전단강도 보강, 부착성 향상, 굵은 골재의 튕겨 나옴, 공극 발생, Cycle Time 증가 등을 고려하여 실시하여야 한다.
6) Rock Bolt의 배치 및 길이는 터널의 단면형상 및 원지반 조건 등을 고려하여 정하여야 한다.
6) 수직구 굴착 및 보강공법, 가설 차수공법은 지반지질조사 결과 및 현장여건을 고려하여 경제성과 안정성 등을 고려하여 선정한다.
7) 강제동바리공은 1차 동바리공 기능, 지표침하 억제, 막장의 안정, 여굴로 인한 뿜어붙이기량의 증가 등을 고려하여 설계하여야 한다.

후속연구

1) 표 2는 토층에 따른 터널공법별 적용한계를 제시한 것이다. 본 기준에서 제시한 지층은 전체 공사구간의 지배적인 토층을 의미하는 것으로 지층변화에 따른 적용성은 별도의 적용성을 검토하여야 한다.

핵심어

질문

논문에서 추출한 답변

개착식 전력구를 설치하는 이유는 무엇인가?

개착식 전력구는 도심지 변전소로부터 다량의 전력선을 안전하게 다른 지역까지 포설해야 하거나, 향후 전력 선의 회선수가 급격히 증가가 예상되는 지역 및 전력선의 분기 또는 교차가 예상되는 지역에 작업통로 등의 확보를 위해 설치한다.

전력선을 지중으로 포설할 때 관로식이 제일 먼저 고려되는 이유는 무엇인가?

지중선로 방식은 가공선로 방식으로 전력선을 포설하기 어려운 장소에 사용하게 되는데 주로 인구가 밀집해 있는 도심지에서 사용하며, 건설공사 기간이 장시간 소요 되고 그 공사비가 많이 소요되므로 계획 및 설계시 관계 법규 및 규정을 준수하고 장기계획 등을 고려하여 신뢰성이 있고 경제적인 설계가 되도록 하여야 한다. 또한, 공사 비용이 지중선로 방식은 가공선로 방식에 비해 7배에서 11배까지 비싸지기 때문에 전력선을 지중으로 포설할 때제일 먼저 고려하는 방식이 관로식이다(이대수 등, 2002).

가공선로 방식과 지중선로 방식의 차이는 무엇인가?

발전소에서 생산한 전기는 전력선을 따라 도심지로 수송하여 가정에서 사용하게 되며, 이 때 전기를 수송하는 방식은 크게 두 가지 방식으로 가공선로 방식과 지중선로 방식이 있다. 가공선로 방식은 철탑이나 전주에 설치된 전력선을 통해 전기가 수송되는 방식이며, 지중선로 방식은 지중으로 전력선을 포설하여 전기를 수송하는 방식이다. 여기서 지중선로 방식은 다시 전력선을 포설하는 방식에 따라 관로식, 개착식 전력구 및 터널식 전력구로 분류가 된다.

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