개착식 공법
개착식 공법은 특히 도시 지역에서 터널을 건설하는 데 널리 사용되는 기술입니다. 도랑을 파고 그 안에 터널을 건설한 다음 다시 덮는 작업이 포함됩니다. 이 방법은 일반적으로 도로, 철도 또는 유틸리티 시스템 아래에 있는 터널과 같은 얕은 터널에 사용됩니다.
이 과정은 원하는 터널 위치에서 트렌치를 굴착하는 것으로 시작됩니다. 시트 파일 또는 솔더 파일과 같은 임시 지지대는 트렌치 벽을 따라 설치되어 안정성을 제공합니다. 도랑의 깊이와 폭은 터널 크기, 토양 상태 및 존재하는 유틸리티와 같은 요인에 따라 달라집니다.
트렌치가 준비되면 그 안에 터널 구조가 구성됩니다. 프리캐스트 콘크리트 터널 세그먼트, 현장 타설 콘크리트 벽 또는 강철 아치를 포함하여 터널 건설에 다양한 방법을 사용할 수 있습니다. 방법의 선택은 터널의 목적, 토양 조건 및 프로젝트 요구 사항과 같은 요소에 따라 다릅니다.
터널 구조가 제 위치에 놓이면 트렌치가 되메워지고 원래 상태로 복원됩니다. 도로나 건물과 같은 표면 구조는 덮힌 터널 위에 재건됩니다. 절단 및 피복 방법은 상당한 굴착 및 표면 파괴가 필요하기 때문에 시공 중 표면 환경에 지장을 줄 수 있습니다.
굴착공법
굴착공법은 터널 굴착기(TBM)를 사용하여 흙이나 암석을 통해 터널을 굴착하는 것입니다. TBM은 기계가 전진하는 동안 터널 표면을 굴착하는 회전 절단 헤드가 장착된 대형 기계입니다. 이 방법은 운송 또는 유틸리티 시스템에 사용되는 것과 같은 장거리 터널에 일반적으로 사용됩니다.
프로세스는 지정된 시작점에서 TBM을 시작하는 것으로 시작됩니다. TBM의 절단 헤드는 토양이나 암석을 굴착하고 굴착된 재료는 컨베이어 벨트 또는 기타 수단을 통해 TBM에서 멀리 운반됩니다. TBM의 전방 이동은 터널 라이닝 또는 사전 설치된 지지대를 밀어내는 유압 잭 또는 추력 실린더를 통해 이루어집니다.
터널은 일반적으로 콘크리트 또는 강철로 만들어진 부분으로 늘어서 있으며 진행하면서 TBM 뒤에 설치됩니다. 이 안감은 구조적 지지를 제공하고 지면의 움직임을 방지합니다. 라이닝 재료의 선택은 터널의 지질 및 요구되는 내구성과 같은 요인에 따라 달라집니다.
지루한 터널링은 높은 생산성, 표면 파괴 감소, 주변 환경에 미치는 영향 최소화 등 여러 가지 이점을 제공합니다. 그러나 비용이 많이 들고 시간이 많이 소요되는 방법으로 특수 장비와 전문 지식이 필요할 수 있습니다.
잠수관 방식
잠수관 방식은 강, 만 또는 기타 수역을 가로지르는 터널과 같은 수중 터널을 건설하는 데 일반적으로 사용됩니다. 이 방법은 땅에 “튜브”로 알려진 터널 섹션을 건설한 다음 제자리에 띄우고 물속에 잠기는 작업을 포함합니다.
이 과정은 물가 근처에 위치한 건조 도크 또는 제조 야드에서 터널 섹션을 건설하는 것으로 시작됩니다. 이 섹션은 일반적으로 철근 콘크리트로 만들어지며 수중 정렬에 맞게 특정 치수와 모양으로 제작됩니다. 섹션은 조립식으로 제작되거나 현장에서 주조될 수 있습니다.
터널 구간이 완성되면 바지선이나 기타 부양 장치를 사용하여 지정된 위치로 부양합니다. 그런 다음 섹션을 조심스럽게 배치하고 물속에 잠급니다. 제어된 밸러스트를 사용하면 물이 섹션으로 유입되어 해저 또는 강바닥으로 가라앉게 됩니다.
섹션이 정렬되고 연결되어 연속 터널을 형성합니다. 터널 섹션과 주변 지반 사이의 환형 간격은 안정성을 제공하고 물 침투를 방지하기 위해 다시 채워집니다. 잠수관 방식은 신중한 계획, 정확한 위치 지정 및 전문적인 해양 건설 기술이 필요합니다.
침수 튜브 터널링은 건설 중 환경 영향 감소 및 수상 교통 방해 최소화와 같은 이점을 제공합니다. 그러나 수중 적용으로 제한되며 상당한 해양 인프라와 자원이 필요할 수 있습니다.
순차적 굴착 방법(SEM)
NATM(New Austrian Tunneling Method)으로도 알려진 순차 굴착 방법은 암석이나 토양을 통한 터널링에 사용되는 유연하고 적응 가능한 접근 방식입니다. 여기에는 터널을 작은 구역으로 굴착하고 임시 지원을 제공한 다음 더 진행하는 작업이 포함됩니다. 이 방법은 지질학적으로 복잡한 조건에서 일반적으로 사용됩니다.
이 과정은 굴삭기 또는 드릴 장비와 같은 굴착 장비를 사용하여 터널 면의 작은 부분을 굴착하는 것으로 시작됩니다. 1차 지지대로 알려진 초기 지지대는 굴착 직후에 설치됩니다. 이 지지대는 록 볼트, 숏크리트 또는 강철 리브로 구성될 수 있습니다. 1차 지지대는 터널 면에 초기 안정성을 제공하고 지반 이동을 방지합니다.
1차 지지대가 설치되면 다음 섹션의 굴착이 진행됩니다. 이 순차적 프로세스는 각 섹션이 발굴, 지원 및 발전되면서 계속됩니다. 보조 지지대로 알려진 최종 지지대는 터널 정렬이 완료되면 설치됩니다. 이 지원은 터널에 장기적인 안정성을 제공하며 강화된 숏크리트 또는 강철 아치와 같은 추가 조치를 포함할 수 있습니다.
순차적 굴착 방식은 변화하는 지반 조건에 적응할 수 있다는 장점이 있습니다. 이를 통해 엔지니어는 굴착 중 실시간 관찰을 기반으로 터널 설계 및 지원 조치를 수정할 수 있습니다. 그러나 신중한 모니터링, 지질 공학 전문 지식 및 지면 상태에 대한 빈번한 평가가 필요합니다.
결론적으로 일반적으로 사용되는 터널링 방법은 개착식, 굴착식, 침매식 관식 및 순차적 굴착식의 네 가지입니다. 각 방법에는 고유한 특성, 장점 및 제한 사항이 있습니다. 방법의 선택은 프로젝트 요구 사항, 지질학적 조건, 환경 고려 사항 및 예산 제약을 비롯한 다양한 요인에 따라 달라집니다.