건설연 '강연선을 이용한 쉴드터널' 현장 시연회 개최

강연선 체결 쉴드터널의 현장 조립시공 시연회 모습. [사진제공=한국건설기술연구원]

아주경제 노경조 기자 = 한국건설기술연구원은 지난달 10일 특수건설 아산공장에서 '강연선 긴장력을 이용한 쉴드터널의 현장 조립시공' 시연회를 개최했다고 18일 밝혔다.

이 시공방식은 마상준 한국건설기술연구원 연구위원팀에서 개발했다. 쉴드터널 공법의 고질적인 문제인 터널 누수 발생 등을 개선하고 구조적 안전성을 향상시키기 위한 것이다.

시연회는 강연선 체결 쉴드터널의 현장 적용성 평가를 위해 지상해서 실제 쉴드머신을 이용해 진행됐다. 서울시 도시기반시설본부, 한국전력공사 전력연구원, 한국철도시설공단 및 국내 주요 건설사에서 30여명의 기술자들이 참석해 실제 크기의 전력구용 터널에 적용된 개발 공법의 조립시공 과정을 참관했다.

터널 건설공법중의 하나인 쉴드공법은 철제로 된 원통형의 쉴드를 원하는 깊이의 지하로 들어갈 수 있게 하는 수직구 안에 투입해 커터헤드를 회전시켜 지반을 굴착한다. 그 다음 공장에서 제작된 콘크리트 구조물인 '세그먼트'를 조립해 터널을 완성하는 무진동, 무소음 공법이다.

이 공법은 화약으로 발파해 터널을 건설하는 나틈공법(NATM)과 달리 주위 환경과 주택·건물 등에 피해를 주지 않는다. 깊이가 얕은 토사지반이나 지하수위가 높은 연약지반에서 시공도 가능하다.

공장에서 사전 제작되는 세그먼트는 터널의 구조적 안전성을 유지시킬 뿐 아니라 방수기능 역할도 한다. 세그먼트 이음부에는 지수재를 설치해 지하수의 유입을 방지한다.

그러나 기존 쉴드터널에서는 볼트 체결부(세그먼트끼리 볼트로 연결한 부분)에서 지속적으로 지하수가 누수되는 문제가 발생해왔다.

새로 개발된 공법은 세그먼트에 아일랜드 전단키를 설치하고, 하나의 세그먼트에 4열의 강연선을 그물처럼 연결해 터널의 구조적 안정성을 향상시켰다. 또 기존 볼트 체결방식이 유발했던 누수, 시공오차, 볼트 풀림 등의 문제들도 개선했다.

건설연 관계자는 "강연선 체결 쉴드터널 공법은 기존 볼트 체결방식보다 우수한 체결력으로 세그먼트 조립 안정성을 높일 수 있다"며 "체결부 재료비 절감, 시공성 및 경제성 향상은 물론 앞으로 예상되는 쉴드터널 수요에 맞춰 터널 기술 향상에 기여할 것"이라고 말했다.