[논문]발진부지를 이용한 초대구경 이수식 쉴드TBM 조립공정 검토 및 개선 사례

박진수; 전삼수

doi:10.9711/ktaj.2022.24.6.637

발진부지를 이용한 초대구경 이수식 쉴드TBM 조립공정 검토 및 개선 사례
Case of assembly process review and improvement for mega-diameter slurry shield TBM through the launching area 원문보기

Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association = 한국터널지하공간학회논문집, v.24 no.6, 2022년, pp.637 - 658

박진수 (호반그룹 김포파주고속도로 한강터널) , 전삼수 (한국도로공사 김포파주고속도로 한강터널 TFT)

초록
AI-Helper

쉴드TBM 터널은 지반 굴착, 세그먼트 링 빌드(Segment ring-build), 뒷채움의 반복적인 공정으로 단순하다. 재래식 터널공법인 발파공법(Drill and Blast)은 막장관찰, 천공, 장약, 발파, 환기, 버력처리, 지보재 설치의 반복으로 쉴드TBM 터널보다 공정이 복잡하고 일부 제약조건이 따른다. 하지만 굴진을 위한 준비 작업은 지반을 보강하고 갱문조성 후 터널을 형성해 나가는 Drill and Blast에 비해서 쉴드TBM 터널은 매우 상세한 계획을 바탕으로 시간과 비용이 필요하다. 이는 대상지반을 굴착하는 쉴드TBM 장비의 성능 확보가 공사의 성패를 좌우하기 때문인데, 고가의 주문제작 장비인 쉴드TBM이 조립단계에서 잘못 구성되면 본 굴진은 물론 초기굴진 단계에서부터 구동이 어렵게 되고, 조립된 쉴드TBM 장비를 다시 해체하는 경우가 발생하게 되어 재조립하는 상황으로 진행되면, 공기는 물론 경제적인 손실이 발생하여 공사 기간 내내 어려움이 발생한다. 이에 본 연구에서는 한강 하저를 통과하는 국내 최대 직경의 도로터널을 건설하기 위한 이수식 쉴드TBM 조립을 위한 발진부지의 배치와 계획, 쉴드TBM 장비의 주요 부분별 조립공정을 검토하였고, 타공정과 의 간섭 최소화 및 커터헤드 조립과 운반의 효율성을 분석하여 현장여건에 맞게 개선하여 적용하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

TBM tunnel is simple with the iterative process of excavating the ground, building a segment ring-build, and backfilling. Drill & Blast, a conventional tunnel construction method, is more complicated than the TBM tunnel and has some restrictions because it repeats the inspection, drilling, charging, blasting, ventilation, muck treatment, and installation of support materials. However, the preparation work for excavation requires time and cost based on a very detailed plan compared to Drill & Blasting, which reinforces the ground and forms a tunnel after the formation of tunnel portal. This is because the TBM equipment for excavating the target ground determines the success or failure of the construction. If the TBM, an expensive order-made equipment, is incorrectly configured at the assembly stage, it becomes difficult to excavate from the initial stage as well as the main excavation stage. When the assembled shield TBM equipment is dismantled again, and a situation of re-assembly occurs, it is difficult throughout the construction period due to economic loss as well as time. Therefore, in this study, the layout and plan of the site and the assembly process for each major part of the TBM equipment were reviewed for the assembly of slurry shield TBM to construct the largest diameter road tunnel in domestic passing through the Han River and minimized interference with other processes and the efficiency of cutter head assembly and transport were analyzed and improved to suit the site conditions.

주제어

표/그림 (32)

그림 Fig. 1. Status plan and longitudinal section
그림 Fig. 2. Status of slurry shield TBM
표 Table 1. Status of structure
표 Table 2. Main specification of slurry shield TBM
그림 Fig. 3. Shape and type of launching
그림 Fig. 4. Photo of launching area in Hangang tunnel
그림 Fig. 5. Layout plan and status at the time of construction
그림 Fig. 5. Layout plan and status at the time of construction (continued)
그림 Fig. 6. Ground layout plan of TBM part
표 Table 3. Ground layout plan TBM assembly
그림 Fig. 7. Installation of supports
그림 Fig. 8. Mounting of spherical bearing
그림 Fig. 9. Insertion of main bearing
그림 Fig. 10. Installation of center pot and electrical motor
그림 Fig. 11. Installation of lifting device
그림 Fig. 12. Shield body assembly sequence
그림 Fig. 12. Shield body assembly sequence (continued)
표 Table 4. Estimation of main crane boom length
그림 Fig. 13. Cutterhead lifting sequence
그림 Fig. 14. Overview of backup gantry #1
그림 Fig. 15. Assembly sequence of bridge
그림 Fig. 16. Overview of backup gantry #2
그림 Fig. 17. Overview of backup gantry #3
그림 Fig. 18. Overview of backup gantry #4
그림 Fig. 19. Application of the changed TBM assembly order
그림 Fig. 20. Status of installed iron plates and supports
그림 Fig. 21. Status of transportation of cutterhead by SPMT
표 Table 5. Data calculation for SPMT specification
표 Table 6. Result of load data
그림 Fig. 22. Cutterhead loading by SPMT
그림 Fig. 23. Up to 11% longitudinal gradient braking possible
표 Table 7. Brakeage review considering weight

참고문헌 (5)

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Park, J.S. (2021), "The basics of TBM construction: focusing on the comparison between gripper TBM and slurry TBM", Magazine of Korean Tunnelling and Underground Space Association, Vol. 23, No. 1, pp. 44-60.

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