건설기술연, 강연선 이용한 새로운 쉴드공법 개발

세그먼트 단면(왼쪽)과 세그먼트 강선체결 모식도. ⓒ2012 HelloDD.com
터널의 누수를 효과적으로 줄이고 구조적 안전성도 높이는 등 한 번에 두 마리 토끼를 잡을 수 있는 터널 공법이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국건설기술연구원(원장 우효섭)은 마상준 연구위원팀이 쉴드 터널공법에서 볼트 이음의 문제로 발생하는 터널 누수를 방지하기 위해 사장교, 현수교, 아치교 등 거대 교량의 케이블로 많이 사용되고 있는 강연선을 활용한 새로운 쉴드공법을 개발했다고 8일 밝혔다.

화약을 이용해 발파하는 '터널공법'과 달리 '쉴드공법'은 쉴드터널 장비로 지반을 굴착한 후 공장에서 제작한 콘크리트 구조물인 '세그먼트'를 가져와 조립하는 무진동·무소음 공법. 발파로 인한 환경영향과 주택가 건물 피해 등이 거의 없고 깊이가 얕은 토사지반에서도 시공이 쉬워 공사비 및 유지관리비를 줄일 수 있다.
 

▲기존 세그먼트 터널의
누수. 
ⓒ2012 HelloDD.com
그러나 기존 쉴드공법에서는 세그먼트를 터널 시공현장으로 가져와 조립할 때 세그먼트를 연결하기 위해 볼트를 이용하는데 터널에서 발생하는 누수량의 60% 이상은 이 볼트 이음부에서 발생한다. 이처럼 쉴드 터널에서 발생하는 누수는 터널의 유지관리를 어렵게 하고 결국 터널의 수명을 단축시켜 추가적인 보수공사가 불가피하다.

또 쉴드터널 공법으로 건설된 대부분의 전력통신용 터널에서는 누수로 인해 전력장비의 손실이나 전력공급 차단 등 정전피해가 발생하고 있는 실정이다. 이번에 새로 개발된 공법은 강연선의 우수한 인장력이 발휘되도록 세그먼트 내부에 강연선이 4열로 터널방향으로 설치해 세그먼트를 강하게 당기게 된다. 이로 인해 터널 구조의 안전성을 확보할 뿐만 아니라 볼트 이음에 비해 누수방지 효과도 훨씬 탁월하다는 것이 연구진의 설명이다.

연구팀은 "기존의 쉴드공법에서 볼트이음은 누수에 취약할 수 밖에 없었다"며 "이번에 새로 개발한 쉴드공법은 강연선이 터널 세그먼트에 묻혀 두 세그먼트를 연결해 주는 만큼 누수에 피해를 입기 쉬웠던 기존 볼트이음 방식의 치명적인 문제점을 해결할 수 있다"고 밝혔다.

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