NATM 공법 이란? 시공순서 등 정리 (TBM공법 비교) 터널굴착

NATM 공법

NATM (New Austrian Tunneling Method)은 지하 터널 및 지하 공사에 사용되는 현대적인 공법 중 하나로, 주로 알프스 지역에서 개발되어 광산 및 터널 공사에 널리 사용됩니다.

NATM은 New Austrian Tunneling Method의 약자로, 지하 구조물을 건설하는 데에 사용되는 고도로 효율적인 방법 중 하나입니다.

NATM공법은 화약발파공법으로써, 막장관찰→천공→장약→발파→ 발파소음 및 진동측정→환기→버럭처리→스켈링→실링 숏크리트 타설→지보설치→1차 숏크리트 타설→록볼트 시공→2차 숏크리트 타설→방수쉬트 타설 등의 순서를 거쳐 굴착하는 재래식 굴착공법입니다.

 

1. 지하 공간 조성

NATM은 지하 공간을 조성하는 데 주로 사용됩니다. 이 공법은 터널, 지하 창고, 지하 역 등 다양한 지하 구조물의 건설에 적합합니다. NATM은 지하 공간을 안정적으로 형성하고 지지력을 제공하는 데 중점을 둡니다.

2. 지반 조사 및 모니터링

NATM을 사용할 때 가장 중요한 단계 중 하나는 지반 조사와 모니터링입니다. 지반의 특성을 정확히 이해하고 지반의 움직임을 실시간으로 감지하여 안전을 유지하는 데 도움이 됩니다.

3. 유연한 지원 구조물(록볼트, 지보 등)

NATM은 유연한 지원 구조물을 사용하여 터널 및 지하 공사를 지원합니다. 이러한 구조물은 지반의 움직임에 따라 조정될 수 있으며, 안정성을 유지하는 역할을 합니다.

4. 스프레이드 콘크리트 사용(숏크리트)

NATM은 스프레이드 콘크리트를 활용하여 지하 공간의 안정성을 높입니다. 스프레이드 콘크리트는 고압 공기를 사용하여 지반에 콘크리트를 분사하는 방식으로 사용되며, 공간을 강화하고 보강하는 데 효과적입니다.

5. 지속적인 감시 및 조정(각종 계측)

NATM 공법을 사용하는 동안 지속적인 감시와 조정이 필요합니다. 지반의 변화나 예상치 못한 문제에 대응하기 위해 모니터링 시스템을 설치하고 지속적인 조치를 취해야 합니다.

NATM 공법은 지하 공사 분야에서 혁신적이며 안전한 방법 중 하나로 꼽힙니다. 지하 공간을 안전하게 조성하고 다양한 프로젝트에 적용할 수 있는 이 방법은 엔지니어링 분야에서 계속해서 연구 및 개발되고 있습니다.

↓막장관찰

 

↓천공 및 장약

↓ 발파패턴 및 환기

 

↓ 스켈링 및 반출

 

↓ 포어폴링(지반 보강 보조공법)

 

 

↓ 숏크리트 및 록볼트

 

또한 번외로 TBM 공법과 비교하면 좋을 듯합니다..

ㅁ TBM공법

ㅇ TBM공법은 터널굴착기를 동원해 암반을 압쇄하거나 절삭해 굴착하는 기계식 굴착공법입니다. 기존 화약발파공법과는 달리 굴착단면이 원형인 굴착기를 사용하여 굴진함으로써 소음과 진동을 최소화하고 안전성이 높다는 점이 특징입니다. 특히 장대터널 공사시 공기를 단축하고 공사비를 절감하는 효과가 있습니다.

NATM공법은 Rock Bolt와 같은 보강 재료를 사용하여 암반과 일체화된 구조체를 형성하는 공법으로 변화단면 시공에 유리하고 연약지반에서부터 극경암까지 적용이 가능하지만, 여굴이 많고 속도가 느리다는 단점이 있습니다. TBM공법은 터널 굴착기를 동원해 암반을 압쇄하거나 절삭해 굴착하는 기계식 굴착공법으로 발파작업이 없으므로 안전성이 높고 굴진속도가 빠르지만, 굴착단면을 변경할 수 없고 장비가 고가로 초기 투자비가 크다는 단점이 있습니다.

1. TBM의 동작 원리: TBM은 지하를 파고 나갈 때 일종의 지하 팩맨처럼 작동합니다. 큰 돌판을 회전시켜 지반을 파고 나가면서 동시에 파편들을 터널 밖으로 배출합니다. 이로써 지하 터널을 빠르고 효율적으로 만들 수 있습니다.

2. TBM의 구성 요소: TBM는 여러 가지 중요한 구성 요소로 이루어져 있습니다.

 ● 쉴드: 지반을 파고 나가는 동안 TBM을 지키는 방패와 같은 역할을 하는 부분입니다.

 ● 쉴드: 지반을 파고 나가는 동안 TBM을 지키는 방패와 같은 역할을 하는 부분입니다.
 ● 커터 헤드: 이것이 TBM의 '입'이라고 할 수 있습니다. 지반을 파기하고 터널을 형성하는 주된 부분입니다.
 ● 컨베이어 벨트: 파편들을 밖으로 운반하기 위한 벨트로, 터널 내에서 파편들을 수집하고 터널 밖으로 배출합니다.

3. TBM의 장점: TBM 공법은 다른 터널 공법에 비해 여러 가지 장점을 가지고 있습니다.

 ● 속도와 효율성: TBM은 빠르게 터널을 만들 수 있으며, 작업 중에 지상 교통을 방해하지 않습니다.
 ● 안전성: 작업자들에게 안전한 환경을 제공하여 사고를 최소화합니다.
 ● 환경 친화성: 먼지와 소음을 줄이고 지반의 변형을 최소화하여 주변 환경에 미치는 영향을 최소화합니다.

4. 실제 적용 사례: TBM 공법은 전 세계적으로 많은 터널 프로젝트에서 사용되고 있습니다. 예를 들어, 지하 철도, 수도 터널, 고속도로 터널, 지하 저장 시설 등에서 활용되고 있습니다.

5. 미래 전망: TBM 기술은 계속 발전하고 있으며, 미래에는 더 많은 지하 인프라 프로젝트에서 사용될 것으로 예상됩니다. 환경 친화적인 에너지 소비와 자동화 기술의 도입이 기대됩니다.

TBM 공법은 지하 터널 건설 분야에서 혁신적인 기술로, 도시의 교통체계나 지하 인프라 구축에 중요한 역할을 합니다.