[논문]EPB 쉴드 TBM 챔버 내 혼합방법에 따른 배토상태거동에 대한 연구

김연덕; 황병현; 조성우; 김상환

doi:10.9711/ktaj.2021.23.4.233

EPB 쉴드 TBM 챔버 내 혼합방법에 따른 배토상태거동에 대한 연구
A study on the soil conditioning behaviour according to mixing method in EPB shield TBM chamber 원문보기

Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association = 한국터널지하공간학회논문집, v.23 no.4, 2021년, pp.233 - 252

김연덕 (유광토건 기술연구소) , 황병현 (호서대학교 토목공학과) , 조성우 (호서대학교 토목공학과) , 김상환 (호서대학교 토목공학과)

초록
AI-Helper

본논문은 쉴드 TBM 챔버(Chamber) 내 배토처리 효율성 향상을 위한 연구이다. 현재 국내에서는 TBM 공법을 이용한 시공사례가 증가하는 추세이다. TBM 공법 사용의 증가에 따른 디스크 커터(Disc Cutter), 커터 비트(Cutter bit) 및 세그먼트와 같은 TBM 공법의 연구 또한 증가하는 추세를 보인다. 하지만 챔버와 챔버 내 교반 성능에 대한 연구는 미비한 실정이다. 원활한 배토처리와 굴착토의 거동을 개선하기 위하여 챔버 내 효과적인 믹싱 바 배치에 따른 교반 효율 변화에 대한 연구를 수행하였다. 축소모형 실험은 식별의 용이성을 위하여 색이 다른 플라스틱 소재를 사용하여 지반을 조성하였다. 또한 믹싱 바 배치를 상이하게 하여 4가지 Case로 분류하였으며, 입도분포를 단입도와 다입도로 분류하여 총 8가지의 Case로 실험을 진행하였다. 모든 Case의 커터헤드의 회전속도는 5 RPM으로 동일하며, 실험시간 또한 동일한 조건인 1분 30초로 진행하였다. 교반 효율을 확인하기 위하여 각 Case별 상부, 중부(좌 or 우), 하부 위치의 시료를 채취하여 분석하였다. 축소모형실험 결과 실제 사용되는 Case 1과 Case 1-1보다 새로운 배치방법인 Case 4와 Case 4-1의 교반 효율이 증가하는 양상을 보인다. 그에 따라 챔버 내 믹싱 바 배치를 변경하여 교반 효율을 증가시킬 수 있을 것으로 보이며, 교반 효율증가에 따라 공기 절약에 효과적일 것으로 판단된다. 따라서 본 연구는 국내 쉴드 TBM 공법 활용에 있어 큰 지표로써 작용할 것으로 보인다.

Abstract ▼ AI-Helper

This paper is a study to improve the efficiency of mixing technology in the shield TBM chamber. Currently, the number of construction cases using the TBM method is increasing in Korea. According to the increasing use of TBM method, research on TBM method such as Disc Cutter, Cutter bit, and Segment also shows an increasing trend. However, there is little research on the mixing efficiency in chamber and chamber. In order to improve the smooth soil treatment and the behavior of the excavated soil, a study was conducted on the change of the mixing efficiency according to the effective mixing bar arrangement in the chamber. In the scale model experiment, the ground was composed using plastic materials of different colors for ease of identification. In addition, the mixing bar arrangement was different and classified into 4 cases, and the particle size distribution was classified into single particle size and multiple particle size, and the experiment was conducted with a total of 8 cases. The rotation speed of the cutter head of all cases was the same as 5 RPM, and the experiment time was also carried out in the same condition, 1 minute and 30 seconds. In order to check the mixing efficiency, samples at the upper, middle (left or right), and lower positions of each case were collected and analyzed. As a result of the scaled-down model experiment, the mixing efficiency of Case 4 and Case 4-1 increased compared to Case 1 and Case 1-1, which are actually used. Accordingly, it is expected that the mixing efficiency can be increased by changing the arrangement of the mixing bar in the chamber, and it is considered to be effective in saving air as the mixing efficiency increases. Therefore, this study is considered to be an important indicator for the use of shield TBM in Korea.

주제어

표/그림 (32)

그림 Fig. 1. EPB shield TBM (Sagong et al., 2015)
그림 Fig. 2. EPB shield TBM excavation mechanism (Kim, 2020)
그림 Fig. 3. EPB shield TBM excavation mechanism
그림 Fig. 4. Mixing bar
그림 Fig. 5. Soil tank
그림 Fig. 6. Create a sample to identify the scope of influence
그림 Fig. 7. Panoramic view of the scope of influence of the mixing bar
표 Table 1. Speed by location at RPM 5
그림 Fig. 8. 10 mm mixing bar range of influence
표 Table 2. Scope of influence when mixing bar diameter
그림 Fig. 9. 15 mm mixing bar range of influence
그림 Fig. 10. 20 mm mixing bar range of influence
그림 Fig. 11. Scope of influence range by mixing bar size
그림 Fig. 12. Selecting a mixing bar placement case
그림 Fig. 12. Selecting a mixing bar placement case (continued)
그림 Fig. 13. Experimental view
그림 Fig. 14. Equipment chart by Case
그림 Fig. 15. Used sample
표 Table 3. Sample angle of repose
표 Table 4. Experimental case
그림 Fig. 16. Panoramic view of the experiment and sampling location
그림 Fig. 17. Mixing ratio sampling shape
그림 Fig. 17. Mixing ratio sampling shape (continued)
표 Table 5. Case 1 mixing ratio
표 Table 6. Case 2 mixing ratio
표 Table 7. Case 3 mixing ratio
표 Table 8. Case 4 mixing ratio
표 Table 9. Case 1-1 mixing ratio
표 Table 10. Case 2-1 mixing ratio
표 Table 11. Case 3-1 mixing ratio
표 Table 12. Case 3-1 mixing ratio
표 Table 13. Mixing ratio by Case

참고문헌 (10)

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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