쉴드 세그먼트 뒤채움 주입

테일 보이드와 뒤채움 주입

쉴드 기계가 땅을 파고 나가면 뒤쪽에 세그먼트 링을 조립한다.

쉴드 테일 끝과 지반 사이에 생기는 환형 공간을 테일 보이드라 한다.

이 공간을 메우는 작업이 뒤채움 주입이며, 지표침하를 막는 핵심 공정이다.

뒤채움 주입의 구성

쉴드 기계는 굴진과 함께 세그먼트 링을 조립하면서 전진한다.

세그먼트 외면과 굴착 외경 사이에 생긴 테일 보이드가 주입 대상이다.

주입 설비가 세그먼트의 주입공으로 주입재를 압송해 이 공극을 채운다.

공극을 채우지 않으면 지반이 이완되어 지표침하가 커진다.

테일 보이드 체적 계산

이론 체적은 굴착 외경과 세그먼트 외경의 차이로 구한다.

예를 들어 세그먼트 외경 6.0m, 굴착 외경 6.3m, 링 폭 1.5m라고 하자.

단면적 차이에 링 폭을 곱하면 링 1개의 이론 테일 보이드 체적이 나온다.

계산하면 약 4.35㎥이며, 실제 주입량은 이 값에 주입률 1.2~1.5배를 곱해 정하는 것이 일반적이다.

즉시주입과 후행주입

주입 방식은 주입 시점에 따라 즉시주입과 후행주입으로 나뉜다.

즉시주입은 링을 조립하는 동시에 테일 쪽 주입공으로 주입해 공극을 바로 채운다.

후행주입은 링 조립 후 일정 거리 떨어진 곳에서 보충하며 즉시주입의 부족분을 보완한다.

즉시주입은 초기 변위 억제에 유리하고, 후행주입은 보완 역할을 한다.

정답은 즉시주입이다. 테일 보이드를 바로 채워 초기 변위를 줄이기 때문이다.

주입압과 주입량의 균형

주입압과 주입량은 지표침하를 조절하는 두 축이다.

주입압이 과하면 지반을 밀어 올려 융기가 생기고 세그먼트가 손상될 수 있다.

반대로 주입압이 낮거나 주입량이 부족하면 공극이 남아 침하가 커진다.

그래서 주입압은 지반 응력 이상으로 확보하되 상한을 함께 관리한다.

암기 정리

앞 문제의 정답은 지반 융기다. 주입압이 과하면 지반이 밀려 올라간다.

먼저 대상과 방식을 기억한다. 대상은 테일 보이드이고, 방식은 동시주입과 후행주입이다.

다음은 관리 변수다. 주입압은 지반 상태에 맞춰 상한을 두고, 주입량은 테일 보이드 체적을 기준으로 보정한다.

기출에서는 방식의 종류와 특징, 그리고 주입 시 고려사항을 묻는다.