1
제 출 문

서      문

요      약

< 목     차 >
Ⅰ. 서 론 17
 1.1 연구 배경 및 목적 17
 1.2 연구범위 17
Ⅱ. 별내선(8호선 연장) 2공구 건설공사 배경 및 개요 17
 2.1 추진배경 18
 2.2 추진목적 18
 2.3 사업개요 18
 2.4 사업 추진경위 19
 2.5 이수가압식 쉴드 TBM 적용 사유 22
  2.5.1 한강 하저 지반조사 현황 22
  2.5.2 사업구간 내 쉴드 TBM 장비 적용 24
  2.5.3 이수가압식 쉴드 TBM 적용 사유 26
Ⅲ. 쉴드 TBM 공법 및 세그먼트 26
 3.1 쉴드 TBM의 정의 및 종류 26
  3.1.1 쉴드 TBM의 정의 26
  3.1.2 쉴드 TBM  종류 27
  3.1.3 토압식 쉴드 TBM  및 이수가압식 쉴드 TBM  장비 특성 28
  3.1.4 이수가압식 쉴드 TBM 장비 주요현황 28
 3.2 라이닝(복공) 및 세그먼트 32
  3.2.1 개 요 32
  3.2.2 1차 라이닝(세그먼트) 33
  3.2.3 2차 라이닝 34
Ⅳ. 쉴드 TBM  적용 현황 및 사고사례 35
 4.1 쉴드 TBM  적용 현황 35
  4.1.1 국외 적용 사례 35
  4.1.2 국내 적용 사례 36
 4.2 쉴드 TBM 및 NATM 터널 사고사례 37
  4.2.1 주요 터널사고 및 침수 사례 37
  4.2.2 기존 사고사례 검토결과 38
 4.3 서울시 쉴드 TBM 관련 개선 방향 38
  4.3.1 쉴드 TBM  운전자 자격관리 제도 개선 39
  4.3.2 Manlock system 41
  4.3.3 전방 드릴링 및 그라우팅 시스템 42
  4.3.4 굴진관리 46
  4.3.5 이수관리 48
  4.3.6 굴진 및 배토관리 49
  4.3.7 뒤채움 주입관리 51
  4.3.8 쉴드 TBM 장비 고장시 조건을 고려한 대책 수립 55
Ⅴ. 별내선 2공구 이수가압식 쉴드 TBM에 적합한 업무 매뉴얼 개발 58
 5.1 쉴드 TBM  시공시 트러블 요인 및 중점관리 항목 선정 58
  5.1.1 쉴드 TBM 시공 시 트러블 요인 및 발생조건 분석 58
  5.1.2 국내 쉴드 TBM  시공 시 트러블 사례 및 중점관리 항목 선정 61
 5.2 별내선 2공구 이수가압식 쉴드 TBM 제작 64
  5.2.1 제작 사양 64
  5.2.2 제작 검수 64
 5.3 이수가압식 쉴드 TBM의 업무 매뉴얼 64
  5.3.1 고려사항 64
  5.3.2 쉴드 TBM  공사 관련 일반사항 64
   5.3.2.1 시공계획 수립 64
   5.3.2.2 조       사 67
   5.3.2.3 측       량 69
  5.3.3 쉴드 TBM 감독요령 및 점검표 70
   5.3.3.1 이수가압식 쉴드 TBM  공통사항 점검 70
   5.3.3.2 작업구 점검 74
   5.3.3.3 반력대 및 받침대 점검 78
   5.3.3.4 초기 굴진 점검 83
   5.3.3.5 본굴진 및 도달굴진 점검 91
  5.3.4 적용사례(별내선 2공구 작업구 쉴드 TBM  장비투입계획 변경) 103
  5.3.5 소결 106
Ⅵ. 결 론 107
 6.1 요  약 107
 6.2 제도 개선이 필요한 사항 108
 6.3 경제성 분석 109
 6.4 향후 연구방향 제시 110
붙임자료 111
 [붙임 1] 시공사 작업일지 예시 111
 [붙임 2] 건설사업관리단 검측 체크리스트 및 쉴드 장비 점검리스트 예시 112
 [붙임 3] 건설사업관리단 또는 시공사 주간 작업일지 예시 113
 [붙임 4] 별내선 2공구 쉴드 TBM 제작 주문 사양 118
 [붙임 5] 쉴드 TBM 검수 체크리스트 137
 [붙임 6] Single Chamber(일본식) & Double Chamber(유럽식) 비교와 이수가압식의 배토량 관리 140
 [붙임 7] 엔트런스 두께 관련 자문의견 141
 [붙임 8] 별내선(암사~별내) 복선전철 건설사업(1~6공구) 개요 및 노선도 142

< 표 차 례>
[표 2-1] 한강 통과구간 지반조사 현황 분석 23
[표 2-2] 사업구간 현장여건을 고려한 장비 선정 검토 24
[표 2-3] 현장여건을 고려한 장비 검토 25
[표 3-1] 전면 밀폐형 쉴드 TBM별 주요 특성(이수가압식 및 토압식) 28
[표 3-2] 이수가압식 쉴드 TBM 장비 및 설비(예시) 29
[표 3-3] 세그먼트 재질 33
[표 3-4] 세그먼트 형상 34
[표 4-1] 현장 시공인력 강력 요구조건 제시 40
[표 4-2] Manlack System의 구조 및 원리 41
[표 4-3] 작업압력 및 시간에 따른 감압시간 42
[표 4-4] 적정 챔버압 산정 및 관리 47
[표 4-5] 굴진 중 측정 토압 및 관리 47
[표 4-6] 이수 배합비 및 비중 · 점성 관리기준(예) 48
[표 4-7] 굴착토량 관리(예) 51
[표 4-8] 뒤채움 주입재료 비교 52
[표 4-9] 테일보이드 뒤채움 방법 53
[표 5-1] 쉴드 TBM 트러블 발생 빈도 현황 58
[표 5-2] TBM의 지질적 트러블 사례(발생장소) 59
[표 5-3] TBM의 지질적 트러블 사례(트러블 수준) 60
[표 5-4] TBM의 지질적 트러블 사례(대책기간) 60
[표 5-5] 분석 트러블 요약표 61
[표 5-6] 국내와 일본의 트러블 항목 비교 63
[표 5-7] 쉴드 TBM 시공계획 순서 66
[표 5-8] 경력 요구 사항 72
[표 5-9] MAN LOCK 시공순서도 86
[표 5-10] 고기압하의 작업시간의 기준 88
[표 5-11] 장비 일상점검 및 정기점검 사항 89
[표 5-12] 뒤채움 주입방식 98

<그림차례>
[그림 2-1] 별내선 2공구 노선도 19
[그림 2-2] 별내선 2공구 종단면도 19
[그림 3-1] 쉴드 TBM 장비의 종류 27
[그림 3-2] 쉴드 TBM 터널 라이닝(1차 및 2차) 개요 및 사례(동경만 아쿠아 라인) 32
[그림 4-1] 갱내 지반보강도 개념도 43
[그림 4-2] 갱내 지반보강 개요도 및 갱내 그라우팅 가능 홀 44
[그림 4-3] 갱내 그라우팅 두부코킹 위치 44
[그림 4-4] 전방 드릴링 및 그라우팅 시스템 45
[그림 4-5] TSWD 적용 개요도 45
[그림 4-6] 굴착토량 관리 개요도 50
[그림 4-7] 테일보이드 및 뒤채움 주입 개념도 51
[그림 5-1] 쉴드 TBM 시공계획 순서 67
[그림 5-2] 이수가압식 쉴드 TBM 시공계통도 74
[그림 5-3] 굴착버력 처리방안 93
[그림 5-4] 설계보고서상 쉴드 TBM 장비 압력관리 95
[그림 5-5] 세그먼트 상세 97
[그림 5-6] 뒤채움 주입 개념도 98
[그림 5-7] 뒤채움 계통도 99
[그림 6-1] 천공기(오거)와 쉴드 TBM 사진 109