1. NATM 굴착방식
NATM(New Austrian Tunneling Method) 굴착방식은 지하 터널을 개발하거나 확장할 때 사용되는 공학 기술입니다. 이 방식은 지하 공간을 채우기 위해 콘크리트를 사용하는 대신 주변 지반을 활용합니다. 주로 석회질, 협암, 그린석, 미열암 등의 지반 형태에서 사용됩니다. NATM은 다음과 같은 특징을 가집니다.
1.1. NATM 장점
1. 지반변화에 대한 적응성이 좋다.
2. 적용단면의 범위가 넓어 시공성 및 경제성이 우수하다.
3. 기계가 중심이 되므로 적은 인원으로도 공사가 가능하다.
4. 범용성이 높고, 보조적 공법과 조합하여 토질과 지반의향에 관계없이 굴착할 수 있다.
5. 단면이 큰 터널도 쉽게 만들 수 있다.
6. 곡선방향으로도 굴착이 가능하다.
1.1. NATM 장점
1. 계측 및 시공시 전문인력이 필요하다.
2. 공정이 다소 복잡하다.
3. 다수의 장비가 활용되므로 소규모 단면의 시공에는 경제성이 떨어진다.
4. 화약발파로 낙반사고의 가능성이 있다.
5. 천공, 숏크리트분진, 발파가스로 인하여 작업환경이 불량하다.
6. 발파 진동 및 소음으로 인한 주변 피해 및 민원발생 가능성이 있다.
2. TBM 방식
TBM(Tunnel Boring Machine) 방식은 지하 터널을 만들기 위해 특수 기계를 사용하는 방식으로, 큰 지하공간을 개발하는 데 주로 사용됩니다. TBM은 다음과 같은 특징을 가집니다
2.1. TBM 장점
1. 빠른 공사 진행 : TBM은 높은 속도로 터널을 굴착하므로, 공사 기간을 단축할 수 있습니다.
2. 정밀한 공사 : TBM은 고도의 정밀도로 터널을 굴착하며, 지반 안정성을 높일 수 있습니다.
3. 인력 절감 : 인력 대비 터널을 굴착하는 데 드는 비용을 줄일 수 있습니다.
2.2. TBM 단점
1. 높은 초기 투자 비용 TBM은 고가의 장비를 필요로 하며, 초기 투자 비용이 높습니다.
2. 지반 조사의 중요성 TBM를 사용하기 전에 지반 조사가 철저하게 이루어져야 하며, 부적절한 조사로 인한 문제는 공사를 중단시킬 수 있습니다.
3. NATM vs TBM 차이점과 장단점
NATM과 TBM 방식 간의 주요 차이점은 굴착과 지반 안정성을 확보하는 방식에 있습니다. NATM은 주변 지반을 활용하여 콘크리트를 최소한으로 사용하고 지하 공간을 굴착하는 반면, TBM은 특수 기계를 사용하여 고정밀로 굴착합니다.
3.1. 장단점 비교
- 비용 NATM은 비용 효율적이며, 콘크리트와 강철 사용을 줄여 비용을 절감합니다. 반면, TBM는 초기 투자 비용이 높지만 빠른 공사 속도로 시간과 노동 비용을 절감합니다.
- 안전성 NATM은 공사 중에 조정 가능하며, 지하 물의 영향을 덜 받습니다. TBM은 고정밀로 굴착하므로 안전성이 높습니다.
- 기술 요구 NATM은 전문 기술을 요구하며, 실수 시 지하 공간 안전에 위험을 초래할 수 있습니다. TBM은 특수 기계를 조작하는 기술이 필요하지만 전체적으로 덜 복잡합니다.
4. GTX-A 구간별 적용공법
대부분의 구간은 NATM 공법으로 진행되며, 일부구간은 Gripper TBM과 Sheild TBM 공법으로 진행됩니다.
Gripper TBM 으로 진행되는 부분은 연신내역과 서울역 사이며, 해당 구간은 북한산, 북악산, 인왕산이 접해있어 암반을 뚫으며, 진행하는 TBM 공법이 사용됩니다.
또한, 삼성역과 서울역사이는 한강하부를 지나게 되는데, 이 부분은 Sheild TBM 공법으로 진행됩니다. 해당구간은 1.3km입니다.
4.1. NATM 공법 적용 구간
4.2. Gripper TBM 공법 적용 구간
4.3. Sheild TBM 공법 적용 구간
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