[상하수도 기술사] 추진공법

 추진공법

 추진공법은 인력으로 굴착하고 수직갱의 원압잭으로 추진하는 인력식 추진공법과, 선단부에 쉴드 등의 장비를 이용하여 기계력으로 굴착 추진하는 기계식 추진공법으로 분류한다.

 인력식 추진공법(강관압입 공법)은 후방의 반력벽에 지지된 유압Jack을 이용하여 추진관을 압입 후 추진관 내부에서 인력 및 장비로 수평 굴착하여 토사를 외부로 반출시킨 뒤 추진관 속으로 본관을 삽입하여 지중 매입하는 공법이다.

1. 추진기지 설치

 

2. 강관추진 레일설치

 

3. 외부강관 압입

 

4. 내부 인력굴착

 

5. 내부 속관 설치

 

6. 내외부관 공극 모르타르 채움

 

 인력굴착은 시공연장이 짧을수록 유리하나 관경과 토질조건에 따라 다르며, 인력굴착으로 인하여 추진관 직경 D=800m/m 부터 강관압입공법의 적용이 가능하다. 하지만, 지하수위의 영향을 많이 받으므로 철저한 관리가 필요한 공법이다.

 기계식 추진공법은 입구부에 발진기지를 만들고 선단부가 밀폐된 Shield Machine을 지중에 추진시켜 막장붕괴 방지(이토압식, 이수가압식, 이농식)와 굴착을 동시에 시행하면서 전진해 나아가는 방식이다. 대표적 기계식 추진공법은 세미쉴드 공법이며, 최근 세미쉴드 장비를 개량하여 부지의 제약성 및 안정성을 차별화한 ABS, TPS, PCD, SS&S 등의 특허공법 들이 설계 반영 및 시공되고 있다.

세미쉴드 장비 무부하 테스트

 

세미쉴드 초기 굴진 및 내부 전경

 

추진공법의 종류

<추진공법 분류>

구 분	인력식 추진공법	기계식 추진공법	비고
추진거리	주로 100m 이내	100m 이상
토질조건	토사 및 풍화암	토사, 풍화암, 연ㆍ경암
지하수위조건	지하수위가 없는 구간	지하수위 영향을 받는 구간
주요공법	강관압입 공법,  GFS 공법	SS&S, PCD, 쉴드젝킹, TPS, 세미쉴드

 

 

추진공법 비교

 

구분	GFS 공법	Semi Shield 공법	SS & Srhdqjq	TPS공법	TRH공법
공법개요	∙선단 압입장치로 막장부 안식각을 유지하며 동시에 선단 추진체에 의한 침하안정성을 확보하며 추진하는 인력식 공법	∙선단부가 폐쇄되어 있는 굴착기를 이용하여 고농도 이수를 주입하여 굴착토사와 교반혼합하여 유동성을 가진 이토를 챔버내에 채워 막장의 안정을 유지하며 굴착과 배토를 하며 관을 추진하는 공법	∙추진관 선단부에 이농식 굴진기를 장착하고 선단의 면판을 회전시킴과 동시에 활재와 안정액을 분사로 막장을 안정시키며, 굴착에 의해 흐트러진 공간을 채워주며 추진	∙굴진기의 전면에 면판비트와 챔버를 설치하고 약액 및 이수를 압송하여 상부의 토압 및 수압의 안정을 유지하며 후방 및 관내 설치된 중압잭을 이용하여 추진 ∙선단에 설치된 선단 슈조정장치로 선형조정이 가능하여 장거리 추진에 특화된 공법	∙선단부 컷터 챔버안에 고농도 이수를 주입하여 굴착도사와 교반혼합하여 유동성을 가진 이토를 챔버내에 채워 굴착면의 안정을 도모하며 추진하는 공법
장      점	∙강관 선단부 선단압입 추진체에 의해 선추진되는 방식으로 선단부 선형조정가능 ∙선추진 후굴착 방식으로 막장부 안식각을 유지하며 추진하므로 막장관리 용이 ∙소형장비 운영으로 추진기지 및 작업공간 최소화	∙국내 개량공법에 비해 추진장비 안정성이 높아서 장거리 추진시 적합하며, 시공실적이 많음 ∙밀폐형 추진기로 지하수위에 안정하며 시공기간이 단축됨	∙이농식 추진으로 지하수위가 높은 구간에 안정성이 우수하고, 장비의 국산화로 시공비용이 저렴함 ∙시공실적이 많고 장거리 추진 가능 ∙지반의 침하위험이 없고 시공기간 단축됨	∙기계식 굴착으로 정확성 및 안정성 확보 ∙장거리 굴착이 가능하며 선단슈 조정장치 및 레이져 트랜싯 측량으로 선형 및 레벨수정이 가능 ∙선단부 지층에 따라 다양한 헤드 적용 가능	∙유압 잭에 의한 압입 추진 방식으로 추진관을 설치하므로 시공이 안전하고 막장의 붕괴 위험성이 낮음 ∙장비 내에서다양한 보고공법의 사용 연약지반, 지하수위가 높은 지역에도 시공이 가능
단      점	∙인력식 공법으로 장거리 추진시 지하수 유입에 대한 안정성 미흡. ∙최소구경 800mm이상	∙공사비 고가, 100m이하 단거리 구간은 적용성 낮음 ∙추진가시설외 수처리시설 등 주변설비가 많아 넓은 작업공간 필요 ∙최소구경 800mm이상	∙숙련된 기능공 필요. ∙최소구경 800mm이상	∙숙련된 기능공 필요 ∙최소구경 800mm이상	∙숙련된 기능공 필요 ∙추진가시설외 수처리시설 등 주변설비가 많아 넓은 작업공간 필요 ∙최소구경 800mm이상
적용토질	∙토사～경암	∙연약지반, 토사~경암	∙연약지반, 토사~경암	∙연약지반, 토사~경암	∙연약지반, 토사～경암