금번에 서울대 기계공학과에서 진행중인
터널 버럭의 자동이송 공법의 개발 프로젝트에
본인이 시공기술자를 대표하여 자문위원으로 위촉되었다.
기존에는 페이로더나 백호를 이용하여 버럭을 상차한 후
덤프틑럭을 이용하여 야적장으로 이송하였으나
신공법에는 기계장치를 이용하여 버럭을 이송하는 것으로
그 개요가 아래와 같다.
◦ 터널 공사 중 발생하는 폐기물 및 자재의 운송수단으로 기존에 사용해왔던 덤프트럭을 대체하는 새로운 수단으로 PCP System을 개발하는 연구과제
◦ 터미널 한 편에 위치한 Blower Fan을 통해 만들어진 압력차를 이용해 Capsule을 이동시키는 시스템
◦ Capsule을 통해 폐기물 및 자재를 운송하는 동시에 Conduit 내부의 유동을 통한 공사현장의 환기시설로써 겸용 가능한 하이브리드 시스템
◦ 덤프트럭 이용 시 공사현장의 매연 및 분진의 2차 비산으로 인한 터널 내 공기 질 저하
◦ 가시거리 확보의 어려움에 따른 시계불량으로 인한 안전사고 위험 및 공사기간 지연
- 어두운 공사환경으로 인한 덤프트럭의 교통사고 및 현장 작업인원의 안전문제 발생
- 안전사고로 인한 인명피해 및 경제적 손실 발생 가능
- 덤프트럭의 제한되는 수송속도로 인한 작업지연 발생 가능
- 터널공사 현장내 작업인원과의 간섭없는 수송수단을 통한 안전사고 위험 감소
- 분진의 2차 비산이 없기 때문에 향상된 공사환경 조성 가능
- Capsule을 이동시키기 위한 공기압을 통해 급기 및 배기 가능
- 기존의 공사현장에서 사용하던 별도의 환기시설이 필요없음 ⇨ 경제성 향상 가능
◦ 현재 국내에서 PCP를 실용화 한 사례는 없으며, 다만 현재 PCP와 유사한 설비의 운용 사례로 용인수지지구, 판교신도시 등 대규모 주택단지에서 쓰레기의 수송관로 시설로 공압식(Pneumatic) 파이프라인 시스템을 도입한 사례가 유일
- 쓰레기의 수시 운반 가능, 운반차량에 의한 사고 발생 위험 제거
- 밀폐 파이프라인의 사용을 통한 악취 및 해충 발생 억제
- 저렴한 운영 및 관리 비용으로 장기적인 비용 절감 효과
- 단위 화물의 무게가 작고 별도의 캡슐을 사용하지 않음
- 쓰레기 수송관로 시스템은 반영구적 사용을 목표로 시공
- 별도의 지하 파이프라인 굴착으로 인한 대규모 초기 설비공사 비용 소요
- 화물의 단위 중량이 수 백 kg엣서 수 ton에 이르는 큰 규모
- 파이프라인 내부에서의 효율적 운반이 용이한 캡슐의 도입이 필수적
◦ 구 소련 및 영국 등지에서 초기에 연구 및 사용한 기록은 있으나 설비의 노후화 이후에는 덤프트럭이 대안으로 사용됨. 관련 기술은 일본으로 판매됨.
- 우체국으로부터 기차역까지의 메일 배송용 PCP 사용
- 거리 지하에 길이 1.6m, 직경 0.45m 캡슐 이용 ⇨ 30~36km/h의 속도로 1.8km 거리에 사용
◦ Tibilisi, Gerogia, Russia, 1971
- 직경 1.02m의 캡슐을 속도 30~50km/h로 거리 2.1km에 달하는 PCP사용
- 1개의 Train에 6개의 캡슐을 연결하여 총 15톤의 화물 운송 가능
- 직경 1.22m의 캡슐 사용하여 거리 8km 떨어진 곳 까지 자갈 및 모래 운송
- LILO-2 in Tula, Russia
- 직경 1.22m의 캡슐을 사용하여 거리 49km 운송
- 1개당 36톤을 적재할 수 있는 Train 25개를 사용한 System(LILO-2)
- 파이프 내부에 Steel wheel 및 rail 사용했으며, 중간에 멈출 필요 없이 적재 및 하역이 가능한 Dynamic loading & unloading 구현
◦ Tochigi, Japan, Since 1983 (Sumitomo)
- 러시아의 Transprogress technology를 이용한 최초의 실용화 PCP
- 직경 1m의 Cylinderical type capsule을 통해 연간 2백만톤의 석회석 운반
- Airapid PCP and capsule
◦ Muroran, Japan, (Nippon steel coporation, Daifuku)
- 미국의 Tubexpress technology를 기초로 한 실용화 PCP(Airapid)
- 1 캡슐 당 500kg의 원석을 1.5km만큼 떨어진 거리로 운송
◦ Akima rail turnnel construction, Japan, 1997 (Sumitomo)
- 길이 8.3km의 Akima rail turnnel 공사 중 자재 및 폐석 운반용으로 PCP 사용
- PCP applied at Hiroshima
- 폐석에 대하여 공사 현장으로부터 3km 떨어진 Dumpsite까지 운반 가능
◦ Hiroshima, Japan, 2001, (Sumitomo)
- 직경 1m의 캡슐을 통한 수직형 PCP를 최초로 구현
- 히로시마에서 하수구 건설을 위한 터널 공사 현장에서 깊이 35m에서 흙을 파내기 위해 적용
- 5.1톤의 흙을 시간당 200KW의 전력을 필요로 하는 Suction blower를 통해 운송
막장면에 장약을 위햐여 Jumbo Drill 장비를 이용하여 길이 1-3.5m 정도로 천공한다
천공된 구멍(구경 35mm)에 인력을 이용하여 다이나마이트를 장약한다.
발파 후에 막장면의 암석이 떨어져 나온 상태.....한번 발파에 1-3.5m 정도 굴진한다 .
암석 버럭을 배출하기 위하여 페이로더로 덤프트럭에 상차를 한다....좁은 공간의 작업임.
버럭을 성토 재료로 사용하는 경우
버럭을 구조물의 뒤채움재로 사용하는 경우
버럭을 크러싱하여 레미콘이나 아스콘의 재료로 사용하는 경우
버럭을 골재로 생산한 경우이다.
위의 사진들은 기존의 버럭처리방법인데
이를 개선하기 위하여 새로운 공법을 개발 중인데
참여자의 뜻대로 개발되기가 쉽지 않은 과제이다.
자문위원으로 고민이 되는 시간인가 보다....
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