A study on the machine load on shield advancing between soil ground and mix ground included core stone

토사지반과 핵석이 포함된 복합지반에서 쉴드TBM 굴진 시 장비부하에 관한 연구

Abstract

In urban tunnel construction, most of the Shield TBM method is applied to secure the safety of buildings and to minimize risks. On the other hand, in the urban development process, landfills are often embanked or improving in many cases, so that the boundary between the surface and the rock is often heterogeneous. In case of ground condition such as alluvial soil, granite, decomposed granite, core stone and rock with various layers, datas on shield TBM advancing according to each ground condition are analyzed, The characteristics of machine load were compared and analyzed. As a result, it can be predicted that the change of ground condition can be predicted by the tendency of discharge volume, thrust force and cutting wheel torque when the cutter is checked and replaced regularly on advancing under maintaining the design slurry pressure.

도심지 터널공사에서는 주변 건물의 안전성을 확보하고, 민원을 최소화할 수 있는 쉴드TBM 공법이 대부분 적용되고 있다. 도심지에는 기존의 택지를 매립조성하거나 개량하는 경우가 많기 때문에 지표에서부터 암반 경계부까지는 불균질한 상태로 이루어지는 경우가 많다. 이와 같이 토사지반, 파쇄정도가 다양한 화강암지반, 핵석층, 암층과 같이 복잡한 지반 조건에서 쉴드TBM으로 터널구조물을 구축하는 경우, 각 지반조건에 따른 쉴드TBM에 나타나는 기계데이터를 분석하여 지반조건에 따른 장비부하의 특징을 비교분석하였다. 그 결과, 설계막장압을 유지하면서 굴진하고, 주기적으로 커터를 점검하여 교체하는 경우, 배토량, 추력, 커터토오크의 경향으로 지반조건의 변화를 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

Fig. 1. Longitudinal geology condition and tunnel alignment

Fig. 2. TBM advance data for mixed soil

Fig. 3. TBM advance data for rock

Fig. 4. TBM advance data for mixed soil and rock

Table 1. Geology conditions for tunnel phase