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쉴드 터널 시공시 누수가 발생할수 있습니다. 누수발생시 보수 보강에 대해서 알아보도록 하겠습니다.
1. 쉴드터널 손상 및 보수 보강
터널상부에 강이 흐르고 있어 누수 개소가 많고 세그먼트 이음부와 볼트부 그리고 뒷채움재 주입구에서 누구가 다수발생하였다. 터널 입출구부에서 세그먼트 이음부, 볼트부 등 누수들이 많이 발생하고 있다. 특히나 세그먼트 볼트부 누수는 약액주입 등의 지수작업이 어려워 문제가 되어 있다. 현장 손상뱅생 시기는 공용중이며 발생한 부재는 쉴드터널 측별볼트부이고 손상정도는 C급이다. 세그먼ㅌ 볼트부 캡핑 즉, 무수축 팽창 콘크리트 충전으로 보수 보강 예정임
2. 손상의 원인
터널 상부 강이 흐르고 있고 시공시에 쉴드터널 배며의 뒷채움재를 충전하였지만 전단면에 균일하게 중전하지 않아서 배면에 공동이 존재하게 됐고 이 공동을 통해서 지하수가 흘러들어오게 됐다. 쉴드터널의 특성상 세그먼트의 이음부, 볼트부 등 취약개소가 다수 존재하고 특히 볼트부는 세그먼트 배면 공동부에 지하수가 침투하여 터널내부로 들어오는 통로 역할을 하게 되었다. 볼트해체가 불가 하고 패킹설치가 불가하다. 또한 약액주입의 한계로 인하여 지수방법이 어렵다. 볼트부는 구조적으로 보수가 어렵다.
3.쉴드터널 손상부 보수 보강 방안
쉴트터널 볼트부 누수의 대책공법이 잇고 그 특징 몇가지를 소개하겠다.
1) 볼트부 패킹설치 : 가로방향 볼트는 터널링 연결보트로서 구조적으로 시공후 매입볼트로서 해체불가능해 패킹 설치가 불가능하다. 세로방향 볼트는 터널링 형성볼트로서 부식이 심하여 해체가 어려우며 해체하여 설치한다고 하여도 세그먼트에 설치된 코일과 세그먼트 틈으로 발생되는 누수는 패킹으로 지수가 불가능하다.
2) 누수보수약액 주입 : 볼트부 누수는 구조적으로 터널내부에서 세그먼트 배면의 누수경로가 다양하기 때문에 이를 차단하기에는 한계가 있다.
3) 뒷채움재 추가보충 : 일정 단위면적당 뒷채움재 보충구가 존재하지만 기존 뒷채움재가 경화되어 있기에 고압으로 주입한다고 하더라도 취약개소까지 뒷채움재가 도달하지는 못한다.
4) 볼트부 캡핑 : 볼트부의 홈을 무수축 모르타르로 충전하여 완전 밀봉하여 누수부를 원천적으로 봉쇄할수 있다.
상기의 누수보수공법 중 패킹 설치, 누수보수약액주입, 뒷채움재 추가보충 등의 방법은 쉴드터널의 구조적 특성으ㅏ로 인해 보수시 즉시 효과를 기대하기도 어려운뿐만 아니라 단기간내에 재누수가 되는 단점이 있으나 볼트부 캡핑을 통한 보수를 실시하면 보수효과도 우수하고 구조적인 취약개소를 없애는 효과가 있어 향후 유지관리적인 측면에서도 우수한 결과를 가져올수 있다. 그리고 볼트부 누수에대하여 시험시공을 실시, 약 1년 6개월의 기간동안 그 경과를 관찰하여 그 보수성능이 우수함을 확인하였다.
4. 설계 및 시공시 유의사항
1) 녹제거 및 방청 처리 : 녹제거시 전동 와이어브러시 등을 사용해 철근의 부식을 제거한다. 볼트두부 등 단면이 변화되는 부분에는 쇠솔 및 사포 또는 녹제거제를 이용해 녹을 완전히 제거한다. 방청처리전 물기, 기름류, 기타 이물질 등을 제거한다. 방청처리제를 선택하여 시방서에 명기되어 있는대로 침투성의 정도와 소요량과 재료의 종류, 유효기간 등을 확인해 시공한다.
2) 프라이머 도포 : 세그먼트 볼트홈부 표면을 깨끗이 청소한다. 시공부위에 신구 콘크리트 접착제인 프라이머를 붓이나 스프레이 등을 사용해 사방서의 적정사용량을 참고해 도포한다. 천장 등 접착강도가 많이 요구되는 곳은 원액을 사용한다. 접착면에 고인물 등은 접착력을 저하시키므로 주의한다. 시공후 방치하는 사이 씻겨나가지 않도로 보호하며 도포 30분후 모르타르를 타설한다.
3) 와이어매시의 설치 : 쉴드터널의 볼트부는 볼트두부와 너트부가 한쪽 또는 양쪽으로 돌출되어 있어 모르타르가 경화되고 나면 이들이 경화된 모르타르를 붙잡아매는 역할을 하여 안전하다. 다만 천장 등 부착강도가 많이 요구되고 강한 진동 등으로 탙락이 우려된다면 와이어매시를 볼트홈부에 설치한다. 와이어매시 규격은 현장실정에 맞게 제작 설치하도록 한다. 고정앵커를 설치하고 와이어매쉬를 이어 연결하도록 하며 50미리의 피복두께는 두도록 한다.
4) 무수축 모르타르 충전 : 정확한 양의물을 0.15~0.2의 비율(W/C)로 혼합하여 믹서 또는 핸드믹서 등을 이용해 재료가 골고루 잘 섞이도록 3분이상 혼합한다. 혼합이 끝날 모르타르는 시공면에 타설하도록 하고 흙손이나 스프레이를 사용한다. 기본적으로 흙손 마감으로 하며 아래에서 위 방향으로 시공한다. 볼트홈부를 1차 타설시 5~10mm로 스프레이시공 및 미장하고 2차 타설시 안쪽부터 채워 나오되 볼트부 안쪽까지 밀실하게 채운다. 홈부를 2차타설로 채우고 난 뒤 3차, 4차 타설시 20~50mm 두께로 시공하며 최종타설시 5~10mm 두께로 마감한다. 기계화 시공(스프레이 시공)을 시행할 경우에는 혼합기에서 시공할 재료를 혼합한 후 고압펌프에 의해 압축 이송하고 이송된 재료에 압축공기를 이용하여 분사노즐을 통해 고압분사 하여 도포한다. 몰탈을 2mm이하 입도의 고운 분말이어야 하고 시공재료의 점성이 시공에 적합하여야 한다. 물은 염분이 없는 깨끗한 담수를 사용하여야 한다. 분사거리는 300~500mm로 유지해야하며 수직분사가 원칙이다.
오늘은 쉴드터널 관련한 부분을 알아봤습니다. 코로나로 어려운 시기입니다. 다같이 힘내서 행복한 가정이 되시고 오늘의 정보가 조금이나마 유익하셨길 바랍니다. 그리고 터널관련된 내용은 아래 참고하시기바랍니다.
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