▲(주)마성건설의 더블팽창식 강관다단공법은 2중팩커를 이용해 씰링재를 주입하지 않고 바로 그라우팅을  함에 따라 시공시간을 크게 단축시키고 있다

터널 보조공법으로 폭넓게 적용중인 기존의 강관다단공법은 품질관리에 어려움을 겪어왔다. 

기존의 우레탄주입계열 공법은 짧은 겔타임의 특성상 주입길이의 제한이 있고 주입량이 많을수록 비교적 고가이며 환경문제를 초래할 수 있어 적용에 주의를 요하고 있다.

Seal재를 사용하는 강관그라우팅계열 공법은 Seal재 주입 및 양생시간에 따른 공기 지연의 문제와 주입관리 부실에 대한 문제가 있어 철저한 시공관리가 필요하다. 

또한 요즘들어 사용 중인 동시주입 강관공법은 지반내 절리 및 풍화대의 특성과 차수 등의 목적에 따른 맞춤시공의 어려움과 다단격실의 성능검증이 불분명하다.   

㈜마성건설은 더블팽창식 그라우팅장치를 이용하여 천공 후 강관삽입 후 씰링을 주입하지 않고 즉시 지반 개량 그라우팅을 시행함으로써 시공시간을 대폭 단축시켰다.

투수성능이 우수한 페브릭패커의 격실형성으로 주입공간의 공기층을 제거하여 주입효과를 개선하였다. 

또한, 단계별 그라우팅 주입으로 분할된 주입공간의 완벽한 격실 분리를 육안으로 확인할 수 있어서 시공품질의 안정적인 확보가 가능하다.
    
더블팽창식 그라우팅장치는 격실을 형성하고자하는 강관외부의 페브릭패커에 시멘트 밀크를 주입(물은 투과되고 시멘트 페이스트는 고형화 한다)하여 부풀린다. 

이후 그 고정된 장치의 전방으로 지반개량 주입재를 분사하여 지반보강 그라우팅을 시행하고, 그 장치를 다음 격실 위치로 후진하여 순차적으로 반복시공하는 원리이다.

기존의 방식들은 주입구코킹, Seal재 주입에 의한 작업소요 및 고결시간에 의한 공기 지연으로 인한 투입비 및 시공비 과다의 문제가 있었다.

더블팽창식 그라우팅장치를 이용한 강관다단공법(UNI공법)은 코킹, Seal재 주입 배제 및 고결시간 불필요로 공기 단축을 통한 시공비 절감이 가능하다.

또한 그라우트 주입재 MG-100을 사용하여 24시간이라는 긴 고결시간이 걸리던 문제를 8시간으로 줄여 대기시간 감소를 통한 시공비 절감도 가능하다. 

시공면에서도 그 성능이 우수하다.

기존의 기술은 주입재 유출을 막기 위한 코킹이 필요하며, Seal재 주입한 후 고결시간으로 24시간을 필요로 한다. 

그러나 더블팽창식 그라우팅장치를 이용한 기술은 강관의 외부패커를 이용하여 코킹을 통해 주입재의 유출을 막을 수 있으며, Seal재의 주입 없이도 즉시 보강그라우팅 시공이 가능하다.

또한 유지관리면에서도 기존의 기술에 비해 매우 효율적이다.

기존의 기술은 코킹, Seal재 주입, 고결시간에 의한 52시간 cycle time으로 공정관리에 불리했다.

더블팽창식 그라우팅장치를 이용한 기술은 24시간 cycle time 유지가 가능하여 효율적인 일별 시공관리가 가능하다.

이 기술을 활용 가능한 분야는 다양하다.

토피가 작은 갱구부나 지반이 연약하여 지반의 자립성이 낮은 경우나 터널인접 구조물보호를 위하여 지표나 지중변위를 억제해야 할 경우이다.

또한 용출수로 인한 지반의 열화 및 이완이 진행될 수 있어 터널의 안정성 확보가 필요한 경우나 편토압 또는 이방성 지반이거나 특수한 조건에서 터널을 시공할 경우에 활용되면 좋은 효과를 보일 것으로 보인다.

이 공법의 효율적인 성능이 확인되면서 적용실적이 늘어나고 있다.

한국도로공사가 발주한 고속국도 29호선 안성~성남간 건설공사 4공구에 적용되었다.

이영성 기자  ceo@cenews.co.kr

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