오바야시 상사(본사: 도쿄도 미나토구, 사장: 하스와 겐지), 카메야마 상사(본사: 후쿠오카현 야나가와시, 사장: 카메야마 모토노리) 및 신일본제철 스미토모 금속 주식회사(본사: 도쿄도 치요다구 사장: 신도 타카오) 산간터널 공사에 슬롯 사이트되는 장강관 선진 공법(이하 AGF 공법)(*1)에 슬롯 사이트되는 장강관을 얇게 하여 공수 절감, 생산성 향상, 공사 기간 단축을 통해 대폭적인 경량화를 실현한 새로운 AGF 공법을 개발했습니다

산악터널 건설시 막벽(굴착면) 천정의 암석이 불안정한 경우 AGF공법을 이용하면 터널 전면과 상부의 붕괴를 방지할 수 있습니다 표준 AGF 공법에서는 굴착 작업에 앞서 암반을 보강하기 위해 외경 1143mm, 벽 두께 6mm의 강관을 터널 상단에서 120° 범위로 박아 넣습니다

각 주행 지점에는 약 3m 길이의 쇠관 4개가 연결되어 약 12m를 주행하는데, 각 쇠관의 무게가 50kg에 달해 운반하는 작업자에게 큰 부담이 됩니다 또한, 작업안전을 위해 무거운 쇠파이프를 노반에서 착암기 암으로 천장까지 들어 올려야 하는데, 이때 굴착작업을 중단해야 하므로 작업능률이 저하되는 문제점이 있다

그래서 세 회사는 자동차 산업에서 점점 더 많이 슬롯 사이트되고 있는 고강도 재료를 슬롯 사이트하여 AGF용 강관을 더 얇고 가볍게 만들고, 기존 파이프와 동등하거나 더 높은 굽힘 강도를 달성하는 공법을 개발했습니다 강관의 무게를 획기적으로 줄여 작업부하를 줄이고, 잭해머 암을 슬롯 사이트하지 않고도 강관을 천장까지 들어올릴 수 있어 드릴 작업을 중단할 필요가 없어 생산성이 향상된다 강관 연결에 소요되는 시간을 약 40% 단축할 수 있어 공사기간 단축에도 기여한다

본 공법에 슬롯 사이트된 강관의 굽힘강도 시험 결과 기존 강관과 동등 이상의 굽힘강도가 확인되었으며, 실제 신산터널 공사에서 나온 암석을 이용한 시험시공으로 이 공법의 높은 시공성이 확인되었습니다

이 방법의 특징은 다음과 같습니다

• ※1 장강관 전진 방식(AGF 방식)
  터널 굴착의 표준 장비인 드릴 점보를 사용하는 긴 사전 드릴링 방법(*2)입니다 직경 1143mm의 강관을 주로 사용하며, 표준 설치길이는 95~125m이다 All Ground Fastening 공법의 약자 주입식 장강관 예압법이라고도 함

• ※2 롱팁 시공방법
  타설 길이가 약 5m 이상인 터널의 전면 천장 보강을 위한 사전 타설 공법입니다 일반적으로 강관과 사출재료로 보강됩니다 롱팁 공법에는 크게 두 가지가 있는데, 하나는 터널 굴착의 표준장비인 드릴 점보(drill jumbo)를 이용하는 것이고, 다른 하나는 특수 착암기를 이용하는 것이다

• ※3　STK400
  JIS 표준의 일반 구조용 탄소강관, 인장강도 400N/mm² 이상의 강관의 유형 코드

• ※4　NSP-1000-TK
  신일본제철 및 스미토모 금속에서 제조한 고강도 강관