Rock Tunnelling / 암석 터널링

암석 터널 공사는 교통, 도로, 고속도로, 철도 및 철도시스템, 지하철역, 하수도 처리 시설, 전력 및 에너지, 석유 및 핵 폐기물을 포함한 지하 저장소의 모든 시장 부문에 걸쳐 통합되어 사용되는 전문 기술입니다.

우리의 엔지니어들은 구상 및 타당성 연구, 상세한 설계 및 시공, 시설의 운영 및 재활에 이르기까지 암석 터널링 및 채굴 동굴 프로젝트의 모든 측면에서 다양한 경험을 가지고 있습니다. 우리는 미국의 모든 주요 지하 철도 시스템을 포함하여 전 세계 대부분의 주요 도시에서 암석 터널 설계에 관여해 왔습니다.

WSP는 기존의 설계 및 시공 기술을 각기 다른 현장 상황에 적용하고, 특정한 솔루션을 요구하는 프로젝트를 위해 혁신적인 기술과 접근법을 개발하는데 익숙합니다. 우리는 6 개 대륙에 걸쳐 다양한 지질학적 환경과 지리를 경험했습니다. 우리는 건설 도중에 발생할 수 있는 가능한 어려움을 예상하고 설계 및 시공 문서 작성 및 건설 감독 시, 반영합니다.

드릴과 폭발

드릴 및 폭발은 강한 암석 터널링에서 자주 사용되는 굴착 방식으로, 유연성 때문에 다양한 구성이 가능합니다. WSP는 폭과 너비가 최대 30m인 터널을 건설하기 위해 드릴과 블라스트를 사용했으며, 대부분 강철 볼트와 섬유 강화 숏크리트 (스프레이 콘크리트)를 사용합니다.

우리는 오버 브레이크 제어, 진동 저감, 그리고 남아 있는 암석 형성의 안정성 증진을 위해 설계에 제어된 발파 기술을 사용합니다. 진동이나 암석의 손상이 발생이 불가한 경우, 철사 절단 방법으로 변형하여 진행할 수 있습니다. 이러한 경우 와이어는 천공된 구멍을 통해 공급되고 진동을 유발하지 않고 실제 표면을 따라 그려집니다. 최근에 훈련과 폭발 기술을 사용하여 완성된 스톡홀름에 있는 스티그버그가라게 주차장(Stigbergaraget Parking Garage) 프로젝트는 2016 ITA 터널 시상식의 결승 진출자로 선정되었습니다.

터널 보링기(TBM)

암석에 사용되는 주요 형태의 터널 보링기는 메인 빔 개방형 상부 덮개 TBM(Main Beam Open Face Gripper TBM)으로, 단단하고 견고한 암석에 가장 적합하며, 접지 압력 균형(EPB) 및 슬러리 락과 같은 이중 차폐식 TBM입니다. 샌프란시스코에서, 접지 압력 균형 TBM이 중앙 지하철 터널의 두 개의 관을 건설하는데 사용되었습니다. 이스탄불에서는 혼합 차폐식 슬러리 TBM을 사용하여 골절된 트라키아 형상의 유라시아 터널을 건설하였고, 2015년 ITA 프로젝트에서 우승하였습니다. 마이애미 터널 포트의 경우, 접지 압력 균형 TBM(Earth Pressure Balance TBM)으로 카르스틱 석회석에 있는 터널을 채굴했으며, 이는 지면 개선을 위해 그라우팅을 활용해야 했습니다.

새로운 오스트리아의 터널링 방법

­미국에서는 순차적 굴착법(SEM), 영국에서는 스프레이식 콘크리트 라이너(SCL)로 알려져 있는 오스트리아식 터널 굴착법(NATM)은 터널 건축 시 암석의 반응을 이해하는 것에 기초하고 있습니다. NATM은 대부분 모든 다양한 크기 또는 형태의 터널을 유연하게 시공할 수 있지만, 주로 부드러운 응력 재분배가 필요한 곡선주로(타원형)에 사용합니다. 주로 원형 길이로 표시된 시공 순서, 지지 설치 시기 및 지지 유형을 조정하여 다양한 지면 조건을 통과하는 터널을 만듭니다. 유라시아 터널의 경우, NATM공법을 사용하여 1km 이상의 터널을 암석 상태로 건설했습니다. 이와 비슷한 열악한 암석 환경에서 NATM 방법을 사용하여 샌프란시스코에 있는 차이나타운역을 건설하고 있습니다.

로드헤더

로드 헤더는 더 정밀한 절삭, 더 적은 진동 및 오버 브레이크가 없는 기계화 방법으로 사용합니다. 최근 기술의 발전으로 매우 단단한 암석 환경에서도 터널을 발굴할 수 있습니다. 기본 절삭 공구는 붐 위에 장착된 매우 큰 밀링 헤드로, 트랙 또는 실드 내부에 장착됩니다. 이 기술은 바윗덩어리의 응력을 더 잘 분산시켜 단면도를 거의 원하는 모양으로 자를 수 있습니다. 뉴욕 시에서는 뉴욕의 East Side Access 프로젝트에서 140MPa (20,000psi)를 초과하는 압축 강도로 로드 헤더가 사용되었으며, 호주 시드니의 Lane Cove Tunnel 구간에서도 사용되었습니다.

지하수 관리

사전 그라우팅은 흔히 암석 터널링에서 누수를 처리하는데 사용됩니다. 굴착에 앞서 긴 구멍을 뚫고 압력으로 그라우팅 페이스트로 채웁니다. 이는 터널 따라 분포하고 있어 터널로 유입되는 물을 최소화합니다.

WSP는 물 프레임워크 지침을 다룬 광범위한 경험을 가지고 있으며, 상세한 모델링 평가 절차를 통해 수자원(수문학 및 홍수 예측)과 지하수 흐름(수문 예보)을 상세하게 평가할 수 있습니다. 수문 학자들과 지구 화학자들은 암석 엔지니어들과 긴밀하게 협력하고 있으며, 주로 공동 수로 추적, 수압 시험, 그리고 3D 지하수 흐름과 관련된 사례들을 다루고 있습니다.

암석 역학

저희 엔지니어들은 암석 공학 분야와 터널 설계 분야에서 폭넓은 전문 지식을 갖추고 있습니다. 암석 전문가들은 수치 분석과 3D 지질학적 모델링을 사용하여 고객에게 혁신적인 기술 솔루션을 제공합니다. 우리는 MicroStation , AutoCAD, Surpac과 같은 소프트웨어를 사용하여 3D 모델링을 하고, 수치 해석을 위한 Phase 2와 FLAC 을 사용합니다. 암석 공학 분야에서 제공할 수 있는 서비스는 설문 조사, 설계, 기술 솔루션, 터널 유지 보수 서비스 및 동굴 유지 관리 서비스로 구분됩니다.

지질 공학

우리의 지질학자들은 모든 프로젝트 유형에서 조사부터 건설, 유지 보수에 이르기까지 모든 단계에서 다양한 경험을 쌓았습니다. MicroStation 및 Surpac 과 같은 소프트웨어를 사용하여 구조물, 암석 유형 및 수리 학적 특성을 분석하는데 사용됩니다. 우리 전문 기술에는 지반 기본 조사, 지반 기본 보고서, 광산 구조 지질학, 산업 광물, 터널 조사 및 지반 공학 매핑이 포함됩니다.

WSP에서 제공하는 서비스

암석 터널링은 지식 암석 역학, 공학 설계 및 건설 실습과 같은 기술의 결합을 필요로 합니다. 우리는 드릴과 블라스트, 오스트리아의 터널링 공법, 터널 보링 머신, 로드헤더를 포함한 모든 암석 터널 건설 기술에 대한 경험이 있습니다. 다른 건설 방법의 사용은 일반적으로 다른 암석 안정화 기술과 다른 지원 시스템을 사용합니다. 때로는 이 이러한 모든 방법론이 동일한 프로젝트에서 사용됩니다. 노르웨이 오슬로의 폴로 라인 (Follo Line)과 뉴욕 시의 지하철 7호선 연장을 위해서 TBM, 드릴 및 블라스 공법이 모두 사용되었습니다.

WSP는 산악 지역 또는 도시 지역, 지진 구역 및 모든 시장 부문에서 암석 터널과 관련된 여러 다양한 표면 조건에서 완벽한 서비스를 제공합니다. 우리가 제공하는 서비스는 다음과 같습니다:

• GDR 및 GBR을 포함한 지반 조사, 분석 및 보고

• 개념 설계에서 문서 개발 또는 세부 설계 문서 개발을 통해 다양한 깊이의 암반 터널, 동굴, 샤프트 설계

• 압착 및 부풀음, 혼합 표면 조건, 높은 수압, 제한된 커버 및 카르스틱 접지를 포함한 어려운 지면 조건에서의 암석 터널 설계

• 터널 초기 지지물, 방수, 최종 라이너 설계

• 진동 제어, 지상 발생 소음, 수역에 대한 영향 및 지속 가능성을 포함한 암석 관련 환경 서비스

• 시공성 분석, 시공 준비 및 순서화, 가치 엔지니어링, 위험 분석 및 관리, 시공 관리 및 현장 검사 서비스, 클레임 회피, 프로젝트 제어 및 관리를 포함하는 프로그램 관리 및 시공 엔지니어링