침매터널 건설은 이렇게 추진되고 있습니다
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작성자 지케이해상도로(주) 댓글 0건 조회 1,319회 작성일 07-07-24 14:31본문
침매터널 건설은 이렇게 추진되고 있습니다
◆ 사업개요
◦ 사 업 명 : 부산~거제간 연결도로 민간투자사업
◦사업구간 : 경남 거제시 장목 ~ 부산시 강서구 가덕도 천성동
◦ 사업규모 : L=8.2㎞, B=20.5m
◦ 총사업비 : 21,895백만 원(민간투자비 15,099, 재정지원금 6,796)
◦ 사업기간 : 2004. 12 ~ 2010. 12
◦ 사업시행자 : 지케이해상도로(주) ⇒ 대우건설 외 7개사 공동도급
◦ 설 계 사 : 덴마크 COWI, (주)대우엔지니어링
◦ 책임감리 : (주)유신코프레이션 외4개사
◦ 추진공정 : 40.5%
◆ 침매터널은 1910년 미국의 미시간~온테리오간 철도에 최초로 적용되어 현재까지 미국, 일본, 네덜란드, 서유럽 등 우리나라를 제외한 세계 여러 나라에서 약 130개 이상 기 적용되어 검증된 공법임.
침매터널의 기본 개념은 제작장(드라이 독)내에서 품질관리되어 제작된 함체 즉, 콘크리트 박스구조물의 단부를 가격벽으로 밀폐하여 부력을 확보하며, 이렇게 확보된 부력을 이용하여 함체를 띄운 후 예인/계류/침설/접합의 과정을 순차적으로 반복하여 침매터널을 시공함.
본 프로젝트에 적용하고 있는 침매터널 구조시스템은 세그멘털 시스템으로 180m의 함체는 22.5m의 8개의 세그먼트로 분할 제작하여 총 18개 함체로 연결되며, 세그먼트간 연결은 지수재와 전단키로 구성된 활절구조로서 각 세그먼트에서 모멘트 하중의 전달을 차단하여 구조적 안전성이 확보되는 경제적인 구조시스템이며, 침설된 함체는 Guide Frame과 조함와이어를 이용하여 고무개스킷 노즈부분을 기설된 침매함과 1차접합하고 가격벽 사이의 물을 배제한 후, 연결부와 침매함 반대편 단부의 수압차를 이용하여 고무개스킷을 수압접합 시키며, 이러한 일련의 반복공정을 통해 침매터널을 완성하게됨.
침매터널의 설계는 세계적으로 인지도가 있는 설계업체인 덴마크의 COWI사와 국내 대우엔지니어링이 조인트벤쳐를 이루어 설계를 수행하였으며, ARCADIS라는 네덜란드 컨설턴트의 설계감리를 통해 설계의 타당성에 대해 검증되었음.
설계에 고려된 하중으로는 주하중으로 해저함체 위치별 정수압, 재현주기 100년의 태풍 및 Swell, 붕괴방지수준으로 1000년 빈도의 지진(규모 6.0), 1년에 10-4회 미만으로 발생할 확률을 갖는 선박충돌 및 좌초하중을 고려하여 SLS(사용한계상태)=50개, ULS(극한한계상태)=100개, ALS(돌발하중상태)=1050개 하중조합으로 약 1200개의 하중조합을 고려한 수치해석을 통해 최대단면력을 산정하여 함체구조물의 설계가 이루어졌기 때문에 충분히 안전한 설계가 이루어졌음.
◆ 침매터널 침설을 위해 해저면 준설을 최대 70m를 굴착하는 것이 아니라 해성점토층 안식각 범위 이내에서 최대 16m를 굴착토록 계획되어 있으며, 또한 굴착부를 모래로 부설하는 것이 아니라 해성점토층이 최대 35m로서 연약지반처리공법을 도입 시공토록 계획되어 있음.
침매터널 준설공정은 함체설치를 위한 해저면 Trench를 준설하는 작업으로 외해에서도 상대적으로 정밀하고 신속한 준설이 가능한 TSHD(Trailing Suction Hopper Dredger)가 적용되었음.
준설정밀도가 높을 수록 터널의 뒷채움재료의 감소로 터널 안전성 확보가 용이하며, 경제적으로도 유리하기 때문에 시공의 정밀성 확보가 중요함. 준설정밀도와 관련해서 준설장비의 성능이 준설정밀도에 미치는 영향이 크므로 장비선정에 각별한 주의가 요구됨.
또한, 외해의 열악한 환경조건을 이겨내면서 일정한 정밀도를 유지할 수 있는 장비를 선정하여 시공해야 할 것이며, 이를 위해 세계 유수의 준설업체를 상대로 철저한 사전 조사를 진행했으며 국제적으로 동종의 경험이 많은 네덜란드업체인 Van Odd사가 선정되어 현재 벌크준설을 기 수행하였으며, 준설면 존치에 의한 준설면의 일부 붕괴 및 하부 점토층의 침전을 고려하여 함체침설 전 세부준설을 수행할 예정임.
◆ 침매함체의 자중은 철근콘크리트(최대단위중량 고려) 및 모든 매입물을 고려했을 시 약 45,000 ton정도며, 양단부를 가격벽으로 밀폐한 후 확보되는 물의 비중(최소비중 고려)을 고려한 부력은 47,000 ton 정도로 약 2,000 ton 정도의 자중을 초과하는 부력이 작용함.
이로 인해 함체는 지적하신 바와 같이 해상 크레인 없이 자체로 떠 있게 됩니다. 부상된 함체는 제작장 앞의 Dock Gate를 열고 윈치 및 예인선을 통해 임시계류장으로 1차 예인됨.
임시계류장에 예인된 침매함은 침설 및 접합에 필요한 장비를 설치하는 의장작업을 거친 후 기상예보시스템을 통해 기상조건을 확인하고 침설위치로 2차 예인됨.
이후 현장에 도착한 침매함은 조함와이어로 침설위치까지 유도되며 함체내부 발라스트 탱크에 물을 채워 침설하중을 확보한 다음, Positioning System의 함체조정을 통해 준설완료된 트렌치(Trench)의 정위치에 침설함.
위와 같이 외국의 풍부한 건설 경험이 있는 침매터널 건설공법이 오랜 역사를 통하여 기술의 보편화 단계에 와 있다는 것을 이해해 주시고,
2010년말 개통을 위해 본 현장에 참여하는 모든 기술자들은 최고의 품질로 최상의 침매터널을 건설하겠다는 자부심으로 가득차 있습니다.
침매터널건설에 관한 기술적인 부분까지 세심한 관심을 기울여 주시는 분께 먼저 감사를 드리며, 본사업의 기한내 성공적으로 완수할 수 있도록 참여기술자 및 관계자들은 최선의 노력을 경주할 것입니다. 감사합니다.
사업시행자 지케이해상도로(주)
침매터널 담당 제호경
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