기계식 추진공법 비교

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1. 기계식 추진공법 개요

• 기계식 추진공법은 추진력을 반력벽에 의해 반력을 받아서 잭킹에 의해 발휘시키도록 하는 공법으로, 19세기말 미국 북태평양 철도 궤도 하부를 횡단한 것이 최초이며, 일본에서는 1948년에 도입되어 활발하게 시공이 되고 있음.
• 국내는 1990년대까지는 인력식 추진공법이 주로 시공되다가, 2001년 이후부터 세미쉴드 장비를 이용한 기계식 추진공법이 시공되어, 현재는 기술개발의 발전과 함께 도로, 하천 및 제방 등을 횡단하는 주요 추진공법으로 사용되고 있음.
• 국내 사례 조사 결과에 의하면, 인력식 추진공법으로는 강관압입 공법이 주로 사용되고 있으며, 기계식 추진공법은 특허가 없는 세미쉴드 공법이 대표적인 공법이나, 최근 세미쉴드 장비를 개량화 및 국산화한 쉴드젝킹, TPS, PCD, SS&S, ABS 등의 특허공법 들이 설계 반영 및 시공되고 있음.

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2. 기계식 추진공법 비교표

구 분	Semi Shield 공법	Shield Jacking 공법	T.P.S공법(TorquePropellingSemishield)
공법개요	∙선단부가 폐쇄되어 있는 굴착기를 이용하여 이토압 이나 이수압을 이용하여 막장의 안정을 유지하며 굴착과 배토를 하며 관을 추진하는 공법	∙선단부가 밀폐된 Shield Machine을 지중에 추진 시켜 막장 붕괴 방지와 굴착을 동시 시행하고, 후방 유압 Jack에 의해 강관 또는 콘크리트관을 추진, 터널을 형성하는 공법	∙굴진기의 전면에 면판 비트와 챔버를 설치하고 약액 및 이수를 압송하여 상부의 토압 및 수압의 안정을 유지하며, 후방의 원압잭 및 관내 설치된 중압잭을 이용하여 추진하며, 선단에 설치된 선단슈 조정장치로 선형조정을 해가며 굴착하는 공법
장 점	∙국내 개량공법에 비해 추진장비 안정성이 높아서 장거리 추진 시 적합하며, 시공실적 다수	∙세미쉴드 장비를 국산화하여 경제성 양호 ∙후방설비의 규모가 적어 작업구가 좁은 공간에 유리하며, 밀폐형 추진기로 지하수위에 안정함 ∙시공기간이 단축됨	∙기계식 굴착으로 정확성 및 안정성 확보 ∙장거리 굴착이 가능하며 선단슈 조정장치로 선형 및 레벨수정이 가능 ∙선단부 지층에 따라 다양한 헤드 적용 가능
단 점	∙공사비 고가, L=100m이하 단거리 구간은 적용성 낮음 ∙최소구경 D=800㎜이상	∙L=150m 이상 중장거리 구간은 적용성이 떨어짐 ∙최소구경 D=800㎜이상	∙숙련공이 필요 ∙장비수리의 기간이 소요되며 투입구경에 따른 장비의 수리가 필요
적용토질	∙연약지반, 토사~경암	∙연약지반, 토사~경암	∙연약지반, 토사~경암
가능연장	∙L=100m 이상	∙L=50∼150m	∙L=100∼400m
경제성 (순공사비)	m당 공사비 9.0백만원/m	m당 공사 5.6백만원/m	m당 공사비 8.1백만원/m

구 분	SS&S 공법 (Semi Shield and Shield)	P.C.D공법 (Propelling pipe Continuative Direction)
공법개요	∙추진관 선단부에 이농식 굴진기를 장착하고 선단의 면판을 회전시킴과 동시에 활재와 안정액을 분사로 막장을 안정시키며, 이에 따른 이막층의 형성으로 굴착에 의해 흐트러진 공간을 채워주며 추진	∙PIPE 선단부에 장착된 밀폐형 추진기를 이용하여 굴착 및 배토하고 관접합부에 설치된 유압실린더의 연속적인 조향을 통해 방향을 조정하며 추진하는 공법
장 점	∙이농식 추진으로 지하수위가 높은 구간에 안정성이 우수하고, 장비의 국산화로 시공비용이 저렴함 ∙시공실적이 많고 장거리 추진에 적용성 우수 ∙지반의 침하위험이 없고 시공기간 단축됨	∙유압실린더의 연속적인 각도조정을 통해 정밀한 시공 가능하며, 밀폐형 추진기로 지하수위에 안정함 ∙기계식 굴착공법 중에서 공사비 저렴 ∙공사기간이 단축됨
단 점	∙숙련된 기능공이 필요 ∙최소구경 D=800㎜이상	∙숙련된 기능공이 필요하다. ∙최소구경 800㎜이상
적용토질	∙연약지반, 토사~경암	∙연약지반, 토사~경암
가능연장	∙L=100m 이상	∙L=50∼100m
경제성 (순공사비)	m당 공사비 6.2백만원/m	m당 공사비 7.7백만원/m

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