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쉴드터널 시공시 간섭사항 처리사례

2011.05.11. 쉴드터널 시공시 간섭사항 처리사례. 발표자 : 703 공구 현장소장 문인호. 서울지하철 7 호선연장 703 공구 건설공사. ( 사진 : 쉴드해체 및 재조립 전경 ). 목 차. 1. 공사개요 2. 쉴드 TBM 개요 3. 쉴드굴진 간섭사항 4. 누수발생 및 처리사례 5. 맺음말. 1. 공사개요. 공사개요. 703 공구 시점. 754 정거장. 703 공구 종점. STA54km477.50. STA52km572.50. STA53km410.00.

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쉴드터널 시공시 간섭사항 처리사례

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Presentation Transcript

  1. 2011.05.11 쉴드터널 시공시 간섭사항 처리사례 발표자 : 703공구 현장소장 문인호 서울지하철7호선연장 703공구 건설공사 (사진 : 쉴드해체 및 재조립 전경)

  2. 목 차 1. 공사개요 2. 쉴드TBM 개요 3. 쉴드굴진 간섭사항 4. 누수발생 및 처리사례 5. 맺음말

  3. 1. 공사개요 • 공사개요 703공구 시점 754정거장 703공구 종점 STA54km477.50 STA52km572.50 STA53km410.00 연장:1,905m 부천시청 롯데백화점 롯데백화점 원미경찰서 원미경찰서 인천-> 홈플러스 홈플러스 <-서울 춘의사거리

  4. 2. 쉴드 TBM • 쉴드 TBM의 설비구성 지상설비 수직구설비 쉴드 머신 후속설비 갱내운반설비

  5. 2. 쉴드 TBM • 특성

  6. 2. 쉴드 TBM • 쉴드 TBM 종류 (막장 안정방법에 따른 분류)

  7. 2. 쉴드 TBM • 쉴드 TBM 종류 (대응 지반조건에 따른 분류)

  8. 2. 쉴드 TBM • 본체 정면 개요도 • 본체 후면 개요도

  9. 2. 쉴드 TBM • 지하철 건설공사 공법별 단가현황 단위 : m당 • 703공구 도급계약 적용단가(2005.10.24) ※ 출처 : 서울시 지하철건설본부 공법별 단가현황(2007) ※ NATM공법은 토질조건, 보조공법 적용여부에 따라, Shield공법은 터널연장, 토질조건에 따라 현저한 차이가 있음 ※ 단선기준 m 당

  10. 3. 쉴드굴진 간섭현황 • 703공구 쉴드 TBM 시공순서 당초계획 장비재조립 쉴드 3구간 쉴드 1구간 도달#4 발진#4 쉴드 2구간 쉴드 4구간 장비해체/인양 장비투입/조립 1구간 굴진 쉴드 U-Turn 2구간 굴진 정거장 이동/4구간 굴진 장비인양/해체 장비투입/조립 3구간굴진

  11. 3. 쉴드굴진 간섭현황 • 쉴드굴진 간섭 현황도 쉴드 3구간 종점 환기구 754정거장 구간 경암돌출(L=36m) 쉴드 1구간 한전전력구 파일간섭 롯데백화점 부천시청 경암돌출(L=26m) 시점 환기구 어스앵커 간섭 (L=182m) 어스앵커 간섭 (L=68m) 경암돌출(L=44m) 쉴드 4구간 쉴드 2구간 <간섭사항> ■Earth Anchor 간섭 ■한전 전력구 파일 ■터널 1,2,3 구간 경암 (경암출현) (E/A간섭)

  12. 3. 쉴드굴진 간섭현황 • 어스앵커 간섭 개요 서울지하철 703공구 쉴드 TBM 건설공사중 터널 3구간에서 어스앵커 간섭으로 인한 굴진중단이 예상되므로 간섭 앵커 제거를 위한 NATM터널의 최적 시공계획 수립 롯데백화점 • 어스앵커 간섭 현황 롯데백화점 통과구간 간섭연장 L=68m 2006.11 : 7541E 굴착중 미제거 어스앵커 노출 2006.10 : 수직구 토공작업중 미제거 어스앵커 확인 롯데백화점

  13. 3. 쉴드굴진 간섭현황 • NATM 굴착 및 어스앵커 제거 ◆ 터널 굴착 및 보강 ◆ 어스앵커 제거 방법 ▣1차 숏크리트 설치후 간섭앵커 제거, 터널 바닥부 어스앵커 제거후 버림 콘크리트로 되메움 실시 ▣ 구간별 NATM 시공완료후 GPR탐사 수행 쉴드 굴진구간 미제거 앵커 확인 및 제거 설계적용

  14. 3. 쉴드굴진 간섭현황 • NATM 굴착 완료 후 쉴드 TBM 시공 ◆ 쉴드 TBM 시공 ◆ 쉴드 TBM 시공관리

  15. 3. 쉴드굴진 간섭현황 • 어스앵커 간섭현황 요약 및 추진경위 현황: 쉴드터널3구간에서 연도변건물 (롯데백화점, 부천시청) 신축당시 매설된 영구식 어스앵커 간섭 대책: 확폭NATM 시공 후 어스앵커 강선을 제거하고 쉴드TBM 굴진/세그먼트 조립 추진경위 • 한전전력구 파일간섭 현황: 파일저촉 9본 대책 - MSG보강 그라우팅 - 전력구 하부슬래브 단계별 철거(코어링) - 토사 인력굴착 - H-pile 노출/제거 지연일수: 37일

  16. 3. 쉴드굴진 간섭현황 • 쉴드터널 경암 출현(1구간) 지상부 천공 전경 경암돌출부 종단면도 ■ 현황 : 예상치 못한 경질암반 출현 (L=26m, 강도:185Mpa) ■ 대책 지상부 대구경 +소구경 천공(288공) 저속굴진 + 비트교체(5회) (갑작스런 조우로 쉴드장비가 인접하여 발파 등 경암제거 공법 적용한계) ■ 지연일수 : 174일 ■ 재발방지계획 : 경질암반 출현이 예상되는 구간에 대해 추가 보링실시 → 쉴드2구간 경암발견 경암돌출 전경 (막장내부) 손상비트 현황 비트교체 지상부 천공 전경

  17. 쉴드단면 3. 쉴드굴진 간섭현황 • 쉴드터널 경암 출현(2구간) 가시설 평면도 경암돌출부 종단면도 ■ 현황 : 추가보링조사를 통해 경암구간 사전발견 (L=44m) ■ 대책 쉴드터널 도달 전 개착공법(강관버팀) 을 통한 암반제거 및 되메우기 후 쉴드굴진 ■ 결과 : 쉴드도달 전 경암제거 / 되메우기 후 쉴드굴진 완료 ■ 지연일수 : 0일 파일 천공 토공/가시설, 발파전경 가시설 단면도

  18. 3. 쉴드굴진 간섭현황 • 쉴드터널 경암 출현(3구간) ■ 현황 : 장비트러블로 인해 챔버개방후막장면 경암돌출 확인(L=36m) ■ 대책 : 경암분포 확인 후 비트교체 (암반용 디스크커터 장착) 기내 암파쇄작업 실시 및 굴진병행실시 ■ 결과 : 경암구간 굴진효율 약 0.43m/일 ■ 지연일수 : 83 일 경암돌출부 단면도 경암돌출부 종단면도(20m+16m) • 대책공법 비교

  19. 3. 쉴드굴진 간섭현황 • 공기분석(시공사례) • 서울 703공구와 부산 203공구의 공기분석 ※ 초기굴진및 본굴진, 공휴일, 휴지일수 포함

  20. 3. 쉴드굴진 간섭현황 • 공기분석(시공사례) • 부산지하철 203공구 굴진속도 분석결과 ■굴진속도는 토질조건 및 현장여건에 따라 현저하게 차이가 발생됨

  21. 4. 누수발생 및 처리사례 • 703공구 누수보수 개요 ■완성된 쉴드 TBM터널의 세그먼트 일부구간에서 누수발생 ■ 준공 및 향후 안정적인 지하철 운영 및 유지관리를 위해 누수원인 분석 및 대책마련 ■ 한국터널공학회에 의뢰하여 연구용역 과업 실시 • 추진경위

  22. 4. 누수발생 및 처리사례 • 쉴드터널 누수발생 원인분석 (일반)

  23. 4. 누수발생 및 처리사례 • 쉴드터널 누수발생 대책방안 (703공구)

  24. 4. 누수발생 및 처리사례 • 누수부위에 대한 약액 결정 • 누수보수 현황 • 누수보수 결과 ■당초 발생된 누수보수를 완료하였으나 전이되는 양상을 보여 1회/매주 지속적인 보수공사 시행하여 보수완료

  25. 4. 누수발생 및 처리사례 • 허용누수량 터널설계기준(국토해양부,2007) 8.5 허용 누수량 터널의 방수설계에 있어서 터널용도에 적합한 방수등급을 정하고 각 방수등급별로 다음표와 같은 누수량을 허용할 수 있음. 단, 발주자여건에 따라 조정적용가능. 주) 독일 지하교통시설 연구협회(STUVA)의추천값을 참조한 것임

  26. 4. 누수발생 및 처리사례 • 누수발생 처리사례(부산지하철 ㅇㅇ공구 쉴드터널 누수부 보수사례) ■ 누수현황 - 수영강 10m하부에서 높은 수압을 받고 지반층은 모래, 점토, 실트등 토사층을 관통하는 부분이 있어 누수에 취약한 구조 ■ 보수대책 - 뒷채움 그라우팅 주입구와 세그먼트 사이에 TACSS(이소시아네이트 화합물) 주입 쉴드터널 누수모습 쉴드터널 지수재 주입구 천공방법

  27. 4. 누수발생 및 처리사례 • 누수발생 처리사례(ㅇㅇ전력구 현장 누수부 보수사례) ■ 누수현황 - 세그먼트의 구조적 문제, 콘크리트 품질, 세그먼트 조립미숙 등으로 세그먼트 볼트홀, 주입홀 주변 균열 및 사이에서 누수 발생 ■ 보수대책 - 세그먼트의 균열, 손상, 누수부는 에폭시 주입을 통한 보수 실시 - 저점도 방수재인 우레탄을 사용하여내부공동 주입 및 잔여구간 ARC(Acrylate Resin Chemical) 주입 쉴드터널 누수모습 ARC 주입공 천공

  28. 5. 맺음말 쉴드 TBM 공법 적용현장 증대 • 쉴드 TBM 기술 개발/ 발전 • 도심지 터널 및 지하공간 개발 확대 필요성 증가 • 타공법에 비해 소음·진동영향 미소, 지반변형 최소, 안정성 쉴드공법 선정시 유의사항 • 충분한 지반조사를 통하여 지반조건에 맞는 장비 선정 • 공기와 장비의 조건을 감안한 1대당 최대 굴진거리 산정 • 지하수위 및 수압을 고려한 방수처리 공법 선정 지하공간 시설물 이력 관리 철저 • 제시된 도서와 현장 실조건 불일치 → 추가공사 시행 • 현재 시공되고 있는 지하 구조물 상세히 기록 유지

  29. 끝

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