쉴드 TBM 초기 굴진

초기 굴진이란

쉽게 말하면 쉴드 TBM 초기 굴진은 TBM이 땅속으로 처음 들어가는 구간이다.

발진구에서 본선 지반으로 진입하는 동안 막장압, 굴진조건, 장비 자세를 단계적으로 안정화한다.

구성요소

초기 굴진에는 쉴드 본체, 커터헤드, 추진잭 등 여러 구성요소가 함께 작동한다.

각 구성요소는 막장압, 추력, 조향을 나누어 맡는다.

한 항목만 조정하지 않고 나머지 항목과 함께 확인해야 한다.

막장압 원리

초기 굴진의 대표 관리식은 막장 지지압과 굴착면 중심 토압의 관계로 쓴다.

막장 지지압은 토압과 수압에 맞춰 유지하고, 실제 설정은 계측으로 보정한다.

막장 지지압이 낮으면 지반이 굴착면 안으로 유입되어 침하가 생기고, 높으면 융기가 생긴다.

계산 예시

앞 문제의 정답은 침하다. 막장압이 낮으면 지반이 굴착면 안으로 유입된다.

토피 12m, 지하수위 2m 조건에서 막장 지지압을 계산해 본다.

연직응력은 습윤 단위중량과 수중 단위중량을 나누어 적용해 127.9 kN/m²가 된다.

수평응력에 간극수압을 더하면 전수평응력은 약 162 kN/m² 수준이다.

이토압식은 챔버 토압을, 이수식은 안정액 압력을 이 값에 맞춘다.

EPB와 이수식

쉴드는 막장 지반을 지지하는 방식에 따라 이토압식과 이수식으로 나뉜다.

지반 조건과 지하수 상태에 따라 두 방식 중 하나를 선택한다.

이토압식은 챔버 토사로, 이수식은 안정액으로 막장을 지지한다.

흔한 실수

초기 굴진에서 가장 흔한 실수는 발진 직후 추력과 굴진속도를 빠르게 올리는 것이다.

막장압을 토압·수압에 맞추지 않고 일정하게 두는 것도 자주 나오는 실수다.

채점은 발진 전 점검, 막장압 관리, 계측 기반 조건 재조정의 세 축으로 본다.

정리

앞 문제의 정답은 굴진을 멈추고 지반과 발진 실 밀폐를 확인하는 것이다.

초기 굴진은 발진 전 점검, 막장압 설정, 저추력 굴진, 계측 확인 순서로 관리한다.

본선 굴진 전환은 계측 결과가 안정 범위에 들어온 뒤에 한다.