실드와 TBM 기능을 모두 갖춘 신형 굴착기 올림픽 토토 개발 -지수 구간과 비지수 구간이 있는 터널을 1대로 굴착-
2003년 11월 20일
| 올림픽 토토(주)<社長 野村哲也>와 카와사키 중공업(주)<社長 田﨑雅元>은、실드 추진 기구와 TBM(터널 볼링 머신) 추진 기구의 양 기능을 갖춘 신형 굴삭기 「실드 TBM」을 공동으로 개발했습니다。이 올림픽 토토은、지하수와 지질 상황에서 지수 및 비지수 구간이 연속적으로 설정된 장대 터널、1개의 굴삭기에서、효율적으로 드릴링 가능。
전통、터널 드릴링 시공 중에 지하수가 터널로 유입됨으로써 지하 수위가 떨어지는 것을 방지하는 등、지하수 환경을 보존하려면、마리바네 전방 지산을 지수 주입하고 굴착하는 지수 주입 공법이 일반적이었습니다。그러나、공법은 비용이 많이 들고 공사기간이 길다는 문제가 발생했습니다。공기에 대해서는、세그먼트에 의한 확실한 지수 효과를 이용한 올림픽 토토 공법의 실용화에 의해、단축할 수 있었지만、차폐 기술은 지수가 필요하지 않은 구간에서도 세그먼트를 사용하므로 비용이 많이 듭니다。근년、지하수 환경 보전 터널 계획이 늘어나는 중、시공 비용도 절감할 수 있는 새로운 공법의 개발이 요구되고 있었습니다。
이번에 개발한 올림픽 토토은、지수 구간에서는 지수 효과가 있는 실드 공법에 의한 세그먼트를 사용하는 한편、지수가 필요없는 구간에서는、TBM 공법으로 저렴한 NATM 지보를 사용할 수 있습니다。따라서 지수 조건이 다른 구간이 설정된 굴진 거리가 긴 터널에서도、1대의 굴삭기로 모든 구간 시공 가능、시공 비용 절감 가능。
이번에 양사에서 개발한 올림픽 토토은、굴착 직경 5m에서 2차선 도로에 대응한 굴삭 직경 12m급까지의 대구경 터널의 굴착에 대응할 수 있습니다、경암지산에서 미고결지산까지 모든 지질에 대응 가능。이 올림픽 토토을 비지수 구간이 연속으로 1,500m 이상인 3,000m급 터널 공사에 사용한 경우、전 구간에 실드 공법을 적용한 경우와 비교하여、NATM 지보는 세그먼트 복공의 1/5 비용으로 시공할 수 있기 때문에、약 10%의 비용 절감 가능。또、또한 TBM 모드는、비지수 구간에서는 실드 공법에 비해 2배의 속도로 시공할 수 있으므로、이와 유사한 조건에서、25% 드릴링 시간 단축 가능。
올림픽 토토의 주요 특징은 다음과 같습니다。
| 1. | 올림픽 토토 공법(세그먼트 복공)과 TBM 공법(NATM 지보) 기능을 모두 갖추고 있습니다。 | | 2. | 고압 용수 구간에 대해서는、80m 깊이에서도 견딜 수 있는 최고 내압 성능을 갖추고 있기 때문에、도시 지역의 대심도 드릴링에도 대응할 수 있습니다。 | | 3. | 커터는、롤러 커터 사용、올림픽 토토는 면판 구조로 전동기 구동입니다。 | | 4. | 올림픽 토토 저속 회전 및 고속 회전이 가능한 전동 구동이기 때문에、연약층에서 높은 토크 저속 회전、경암부에서의 낮은 토크 고속 회전이 양립 가능、광범위한 지질에 대응할 수 있습니다。 | | 5. | 차단 흡수 및 배토、올림픽 토토 모드에서 진흙 가압식、TBM 모드 시에는 벨트 컨베이어 방식의 2계통을 병용합니다。벨트 컨베이어가 올림픽 토토 모드일 때、기내에 저장할 수 있는 구조입니다。 |
이번 개발에서는、시미즈 건설이 구상과 시공법 및 사양 제안、가와사키 중공업이 개발 설계를 담당했습니다。향후、양사는 지하수와 같은 환경 보전의 필요성이 높아지고 있습니다.、수분 환경 보전 터널 공사용、올림픽 토토의 채용을 적극적으로 제안하겠습니다。 |