철도연, ‘저심도 도시철도 지하 구조물 시공기술’ 건설신기술 획득

등록 2019.02.28 10:24

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저심도 지하구조물 주요 특징

한국철도기술연구원(이하 철도연, 원장 나희승)은 GS건설, 포스코건설, 현대건설, 대산시빌테크날러지, 동아이엔지, 선구엔지니어링과 공동 개발한 ‘저심도 도시철도 지하 구조물 시공기술’이 건설신기술(제859호 국토교통부, 신기술명: 프리캐스트 벽체 및 슬래브를 개착과 동시에 조립 방식으로 축조하는 저심도 지하구조물 탑다운 시공기술)로 지정됐다고 밝혔다.

지하 10m 이내 깊이의 저심도 도시철도 현장에서 지반 공사와 동시에 공장에서 사전 제작된 프리캐스트 벽체 및 슬래브 구조물을 조립 방식으로 축조하는 시공기술이다. 또한, 지하 구조물을 위에서 아래로 구축해가는 탑다운 방식을 적용했다.

사전 제작된 구조물로 시공하기 때문에 공사 기간을 절반으로 단축할 수 있어 급속 시공이 가능하고, 공사 중 도로를 점유하는 폭이 작아 교통혼잡을 줄일 수 있다.

국토교통부가 주관하고 국토교통과학기술진흥원이 지원한 ‘저심도 도시철도시스템 기술개발(2013. 12.~ 2018. 6.)’ 연구사업으로 진행됐다. 저심도 도시철도는 지하 15~25m로 건설되는 기존 지하철도와는 달리 지하 10m 이내 깊이에 건설되는 지하철도를 통칭하는 말로, 도로 선형을 따라 건설되기 때문에 자동차와 동일하게 주행할 수 있다.

시공 과정은 지반이 개착되면 사전제작된 프리캐스트 벽체가 인접 지반의 흙막이 역할을 하면서 연속벽체를 형성하고, 프리캐스트 벽체 위에 상부 슬래브를 현장에서 조립한다.

프리캐스트 벽체 및 슬래브가 공사 중에는 토압을 견디는 흙막이 벽체 및 버팀보 가시설 역할을 하고, 공사 후 열차가 달리는 영구 지하 구조물로 활용된다.

프리캐스트 벽체 및 슬래브는 다양한 곡률에 따른 맞춤형 제작이 가능해 곡선 구간도 정밀하게 조립·시공할 수 있다.

사전 제작된 프리캐스트 벽체 및 슬래브 구조물은 고강도(40MPa), 고품질로 기존 현장 타설 방식의 구조체에 비해 유지보수 비용 등 생애주기비용을 절감할 수 있다.

프리캐스트 모듈간 연결부에 특수 소재를 적용하여 실물 구조체 방수 실험을 통해 수심 20m의 수압조건에서도 완벽한 방수 성능을 검증했다. 프리캐스트 공법을 도입하는데 최대 걸림돌이었던 방수 문제까지 해결한 것이다.

조립 및 시공방식을 그대로 재현하여 제작한 실물구조 시험체 내하력 성능시험을 통해 일체화된 구조물 거동과 안전성을 확인했다. 또한, 경북 경산에 위치한 철도연의 한국형 경량전철 시험선에 부설하여 직선 및 곡선 구간의 시공성능을 검증했다.

나희승 철도연 원장은 “공사기간 단축, 경제성, 안전성을 특징으로 하는 저심도 도시철도 시공 신기술 개발로 국내 지하 도시철도 사업을 보다 활발하게 추진할 수 있을 것으로 기대된다”며 “이 기술은 지하철도 터널은 물론이고, 지하차도, 지하보도, 하수관거, 케이블관거 등 지하공간의 다양한 분야에 활용 가능한 기술로 국내는 물론 해외 상용화까지 진행하겠다”고 전했다.