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HAS비개착, 기계화시공으로 안전, 경제성 탁월기존 공법 대비 6배 이상 공기 단축. 시공성 우수
송여산 기자 | 승인 2021.09.14 11:38
HAS공법

비개착공법은 터널(혹은 지하구조물)을 건설하기 위한 공법중 하나로 노면을 개착하지 않고 지중작업으로 구조물을 형성한다. 

터널의 외벽역할을 할 강관을 압입하고 그 내부를 굴착하여 터널을 형성하는 방식으로 터널 상부에 영향을 최소화 하는 건설이 가능하다.

현재는 비개착으로 공사를 할 경우 사람이 들어가 내부를 굴착하는 방식이 대부분이다.

이렇다 보니 안전사고가 속출하게 된다.

또한 사람이 강관 내부에서 굴착 및 배토를 하기 때문에 굴착면이 고르지 못하고 때로는 강관직경보다 더 크게 굴착되는 과굴착의 문제도 야기되는 등 시공상의 여러 문제가 발생하게 된다.

이런 문제를 원천적으로 해결할 수 있는 기계화 시공방식이 현장에서 호평을 받고 있다.

일명 HAS(Horizontal Boring Machine Applied Structure enforcement System)공법이다.

HAS공법은 파이프루프공법 중 하나로 지중에 중소형 강관(φ800~φ1,200)을 다발로 압입하여 강관루프체 내부 공간을 확보한 후 목적구조물을 시공하는 공법이다.

기존의 공법과 다른 점은 파이프루프를 형성하기 위한 강관 압입의 과정에서 수평기계굴착시스템을 도입한 것이다.

천공비트를 장착한 오거를 강관 내부에 설치하여 추진기계 자체의 동력에 의해 압입함으로써, 압입, 굴착, 배토의 과정이 동시에 진행되는 기계화추진 공법이다.

원래 파이프루프를 이용한 비개착공법은 압입강관 내부의 흙을 빼지 않으면 원하는 방향으로 압입이 안될뿐더러 확인도 할 수 없다.

기존 공법들은 강관에 사람이 들어가 인력으로 굴착 및 배토를 하기 때문에 굴착면이 고르지 못하고 때로는 강관직경보다 더 크게 굴착되는 과굴착의 문제도 야기하게 된다.

또한 강관 안에서 사람이 작업할 때는 압입을 멈추고 대기하는 시간이 발생하게 된다.

이러한 강관 내부의 굴착을 천공비트, 오거, 추진기계로 대체하여 압입강관과 동일한 직경의 굴착으로 과굴착의 여지를 없도록 함으로써 정밀시공이 가능하다.

또한 추진기계의 동력에 의한 압입, 천공비트에 의한 굴착, 오거에 의한 배토, 이 3가지의 공정이 동시에 일어나게 되므로 기존 공법 대비 6배 이상의 공기가 단축된다.

다시말해 HAS공법은 신속한 시공성과 시공 중 구조적 안정성 확보, 저렴한 공사비로 작업을 진행할 수 있다는 것이 최대의 장점이다.

이같은 장점은 바로 기계화시공이 있기에 가능한 것이다.

HAS공법 개발 계기에 대해 장성호 대표는 “그동안 비개착공법 현장에서 인력 굴착으로 안전사고가 일어나고 있는 것을 보면서 이를 개선하기 위해서는 기계화시공밖에 대안이 없다고 판단해 HAS공법 개발에 전념했다”며 “특히 지층이 암반일 경우 엄청난 공사기간과 공사비 증대로 공사를 진행할 수 없는 경우가 많아서 기계화 굴착에 최적화된 공법을 개발하게 되었다”고 밝혔다.

인력굴착의 경우 또 다른 함정이 있다.

압입을 좀더 쉽고 빠르게 하기 위해 압입강관 앞을 먼저 굴착하는 선굴착의 유혹에도 쉽게 노출된다.

강관압입은 압입된 만큼 굴착을 하는 것이 원칙이다.

그러나 현장에서는 공기 압박, 또는 공법사의 예산문제등의 이유로 공정 순서를 바꾸는 경우가 많이 일어난다.

또한 하루 일과 이후 다음 일과 시작까지 강관 막장면이 노출된 채 방치되어 막장면 붕괴가 일어날 수 있다.

이렇게 과굴착 및 선굴착, 일과 이후의 막장면 붕괴 등으로 인해 지중에 공극이 발생하면 그 위의 지반이 침하되어 도로나 철도 주행에 심각한 문제를 초래한다.

이러한 문제점을 기계굴착시스템을 적용한 HAS공법이 사전에 차단할 수 있다.

압입, 굴착, 배토의 과정이 동시에 진행되어 과굴착 및 선굴착이 미연에 방지할 수 있다.

또한 강관 막장면에 비트가 막장면을 막고 있기 때문에 굴착 도중 퇴근하여도 막장면이 노출되지 않는다.

이렇게 HAS공법은 상부 지반의 침하가 일어날 수 있는 주된 원인을 해결하여 상부지반의 침하가 발생하지 않도록 시공하고 있는 것이다.

더욱이 기계화시공으로 인해 시공성이 높아 경제성 면에서 타 공법을 압도하고 있다.

HAS공법은 기계화굴착으로 기존의 인력굴착공법 대비 압입공정에서 최소 6배이상 공기를 절감할 수 있다.

또한 공사비의 주된 항목중에 인건비를 최소한의 인원으로 줄일 수 있기 때문에 기존 공법대비 약 10%~15% 가량 절감이 가능한 것으로 분석하고 있다.

다시말해 HAS공법은 안전성, 시공성, 경제성 면에서 매우 우수한 결과를 보이고 있는 기계화비개착 공법인 것이다.

20여년간 비개착공법의 설계와 시공을 하면서 내공을 쌓아온 장 대표는 “실제 시공을 통해 HAS공법의 우수성이 입증되면서 많은 설계사에서 자료 요청이 계속 늘고 있다”며 “앞으로  그동안의 실적을 토대로 내년에 건설신기술 인증을 받고 국내 현장 뿐 아니라 싱가폴 등 동남아시아 터널(지하구조물) 현장 진출을 추진할 것”이라고 말했다.

HAS공법 주요 구조

송여산 기자  soc@cenews.co.kr

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