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터널 공사 시 NATM 공법의 장점, 구성 요소

by 기술사 Gyun 2023. 6. 6.

 터널 건설은 필수적인 교통 연결과 지하 유틸리티를 제공하는 인프라 개발에서 중요한 역할을 합니다. 터널 건설에 사용되는 다양한 공법 중 신오스트리아 터널링 공법(NATM)이 큰 인기를 얻고 있습니다. 이번 포스팅에서는 NATM 공법의 장점과 주요 구성 요소, 효율적이고 안전한 터널 건설에 기여하는 바에 대해 자세히 알아볼 것입니다. 

1. NATM 공법의 장점

1) 유연성과 적응성

 NATM 공법은 터널 건설 시 뛰어난 유연성과 적응성을 제공합니다. 미리 결정된 터널 설계에 크게 의존하는 기존 방식과 달리 NATM 방식은 굴착이 진행됨에 따라 조정 및 수정이 가능합니다. 엔지니어는 터널 설계, 보강 및 지원 조치를 실시간으로 조정하여 예상치 못한 지질 조건에 대응할 수 있습니다. 이러한 유연성은 지연을 최소화하고 광범위한 설계 수정의 필요성을 줄이며 효율적인 프로젝트 실행을 보장합니다.

2. 비용 효율성

 NATM 방식은 비용 효율성이 뛰어난 것으로 알려져 있습니다. 시공 중 수정이 가능하기 때문에 불필요한 굴착과 값비싼 자재 사용을 최소화할 수 있습니다. 직면한 특정 지질 조건에 따라 지원 조치를 최적화할 수 있어 비용 절감에 더욱 기여합니다. 또한 NATM 공법은 기존의 터널링 공법에 비해 기계 및 장비에 대한 초기 투자 비용이 적게 들기 때문에 예산 제약이 있는 프로젝트에 매력적인 옵션이 될 수 있습니다.

3) 안전 강화 및 환경 영향 감소

 NATM 공법은 안전과 환경을 우선적으로 고려합니다. 굴착 과정을 실시간으로 모니터링하여 잠재적인 불안정성을 조기에 발견하고 적절한 지원 조치를 적시에 시행할 수 있습니다. 통제되고 점진적인 굴착 과정을 통해 갑작스러운 붕괴나 사고의 위험을 줄일 수 있습니다. 또한 NATM 공법은 굴착 공간을 최소화하고 지원 조치를 최적화함으로써 주변 환경에 미치는 영향을 줄여 생태계를 보존하고 인근 지역사회의 혼란을 최소화합니다.

2. NATM 공법의 주요 구성 요소

1) 모니터링 및 계측

 NATM 공법의 핵심은 굴착 과정과 주변 지질 조건을 지속적으로 모니터링하는 것입니다. 경사계, 압전계, 융합 모니터와 같은 고급 모니터링 기술은 지반의 움직임, 수압 및 기타 중요한 매개변수에 대한 실시간 데이터를 제공합니다. 이 정보는 의사 결정 프로세스를 안내하여 엔지니어가 터널 설계 및 보강 조치를 적절히 조정할 수 있도록 합니다.

2) 순차 굴착

 NATM 공법은 터널을 작은 구간 또는 드리프트로 나누어 순차적으로 굴착하는 공법을 사용합니다. 각 드리프트는 다음 구간으로 진행하기 전에 굴착하고 즉시 지지합니다. 이러한 단계적 굴착은 지반 이동의 위험을 최소화하고 효율적인 보강 공사를 가능하게 합니다. 지지 조치에는 암석 볼트, 숏크리트, 강철 아치 및 기타 적절한 보강 기술이 포함될 수 있습니다.

3) 지반 개선 및 안정화

 안정성을 높이고 장기적인 지원을 제공하기 위해 NATM 공법에는 지반 개선 및 안정화 기술이 통합되어 있습니다. 여기에는 주변 암석이나 토양에 그라우트 또는 기타 안정화 재료를 주입하여 강도를 높이고 변형을 줄이는 것이 포함될 수 있습니다. 강철 리브 또는 격자 거더와 같은 보강 요소를 숏크리트 또는 스프레이 콘크리트와 함께 사용하여 추가 지원을 제공할 수도 있습니다.

 

 NATM 공법은 유연성, 비용 효율성, 안전성 향상, 환경 영향 감소 등 터널 건설에서 상당한 이점을 제공합니다. 이 공법은 적응성이 뛰어나 엔지니어가 변화하는 지질 조건에 대응할 수 있어 효율적인 프로젝트 실행을 보장합니다. 모니터링 및 계측, 순차 굴착, 지반 개선 기술과 같은 주요 구성 요소를 통합함으로써 NATM 공법은 터널 건설에 대한 신뢰할 수 있고 효과적인 접근 방식임을 입증합니다. 인프라 수요가 계속 증가함에 따라 NATM 공법은 앞으로도 적용이 확대 될 것으로 기대됩니다.