철도신기술의 우수시공 사례를 찾아서

철도신기술이 활성화 되며 기술력이 점차 인정받고 있다. 각자의 기술을 통해 철도의 선진화를 이끌고 있는 기술 중 우수시공사례를 본지가 선정 해 기획취재 했다. <편집자 주>

4축 유압선행하중장치

지난 2003년부터 2009년까지 시공된 분당선 왕십리~선릉간 복선전철 3공구 노반신설공사 현장. 이곳에는 대림산업과 삼안건설기술공사, 그리고 스마텍엔지니어링이 공동 개발한 4축식 유압선행하중장치를 이용한 흙막이 버팀대 설치?해체 기술이 사용됐다.

버팀대 굴착공법은 흙막이 벽체가 내측으로 이동하는 것을 버팀대를 이용해 억제하고자 하는 것이지만 측압에 의해 버팀대에 축력이 작용하기 때문에 버팀대의 탄성압축변형, 크리프변형, 지보재(버팀대, 띠장)들 간의 연결부 틈새 등이 폐합됨에 의한 변형이 필연적으로 발생하게 된다. 이들 변형에 의해 주변 지반이 침하하게 되고, 침하량이 어느 한도를 넘어서면 사고가 발생하게 된다. 버팀대 선행하중공법은 버팀대에 미리 일정한 크기의 축력을 작용시켜 지보재들 간에 존재하는 틈새들을 폐합시키고, 탄성압축 변형량을 작게 함으로써 흙막이 벽체가 굴착면으로 이동하는 양을 줄여 주변 지반의 침하량을 작게 하는 방법이다.

이 기술은 환기구#5 흙막이 가시설 공법이 사버팀보+Earth Anchor로 돼 있어 사버팀보의 정밀시공이 필요하기 때문에 유압식 선행하중잭을 적용토록 설계됐다. 기존의 단축식 선행하중잭은 금형을 이용한 주철품으로 H-빔의 제원에 대한 신축적 대응이 곤란하고, 중량이 무거워 취급성이 떨어지는 단점이 있어 개선된 공법인 4축식 선행하중잭을 적용해 휨내력 등 안정선, 쉬급성, 시공성을 높일 수 있도록 계획돼 시공됐다.

4축식 선행하중잭은 다축구조로 축력을 전달하는 원리에 기초한 것으로서 단축식 선행하중잭에 대비해 다음과 같은 특징을 갖고 있다.

① 4개의 축으로 버팀대의 내력에 대응하므로 축의 직경이 작고, 따라서 별도로 유압실린더를 삽입할 수 있는 수용공간인 하우징이 필요하지 않다.
② 하우징이 필요하지 않으므로 길이가 짧고, 무게가 가볍다.
③ 기성 제품(축, 너트, 축홀더)을 이용하여 제작하므로 현장 요구에 맞는 다양한 제원의 제품을 용이하게 제작할 수 있다.
④ 잭의 최소길이는 유압실린더 길이와 잭길이 조절량(150mm) 중 큰 값으로 결정되므로 전체 길이가 짧아 좌굴에 강하다.

김재원 기자  won@cenews.co.kr

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