강하고 가벼운 ‘신기술 지보재’… 터널 공사에 등판

고강도 격자지보재 개발한 (주)세종이엔씨

조영관 기자 | 기사입력 2021/09/02 [17:48]

강하고 가벼운 ‘신기술 지보재’… 터널 공사에 등판

고강도 격자지보재 개발한 (주)세종이엔씨

조영관 기자 | 입력 : 2021/09/02 [17:48]

숏크리트 탈락 ‘H형 강지보재’ 문제 해결

민경남 대표 “로봇자동용접 생산방식 도입할 것”

 

▲ 민경남 (주)세종이엔씨 대표는 “고강도 격자지보재의 품질 제고를 위해 향후에는 로봇 자동 용접 방식을 도입 할 것이다”면서 “개발 기술의 실증을 위한 현장을 섭외하는 게 가장 어려웠다”고 말했다.              © 매일건설신문

 

“기존 지보재의 문제점을 해결한 고강도 지보재는 대량 생산이 용이한 만큼 도로·철도 터널에 적용이 확대될 것입니다.”

 

보링 그라우팅 전문기업 (주)세종이엔씨는 최근 국가철도공단과 구매조건부 신제품개발사업을 통해 ‘고강도 격자지보재’를 개발했다. 지보재는 터널 굴착 직후 붕괴를 방지하기 위해 설치되는 구조물이다. 민경남 세종이엔씨 대표는 “그동안 터널 보강 및 보링 그라우팅 사업에 주력해오며 파악한 문제점을 해결하기 위해 국가철도공단에 기술개발을 제안한 것”이라고 말했다. 

 

세종이엔씨가 개발한 ‘고강도 격자지보재’는 현재 보편적으로 사용되고 있는 ‘H형 강지보재’의 문제점을 해결했다는 평가다. 기존 H형 강지보재는 시멘트 혼합물인 숏크리트(분사형 콘크리트)를 뿌리는 과정에서 부착되지 않고 탈락되는 현상이 있었고, 무거운 중량으로 인해 운반과 설치도 어려웠다. 고강도 격자지보재는 H형 강지보재 대비 강도는 높이고, 중량은 10% 이상 감소시켜 구조적 안전성과 시공 효율성을 동시에 확보했다. 

 

민경남 대표는 “품질 제고를 위해 향후에는 로봇 자동 용접 방식을 도입할 것이다”면서 “개발 기술의 실증을 위한 현장을 섭외하는 게 가장 어려웠다”고 말했다. 

 

민경남 대표를 비롯해 7명의 저자가 참여한 ‘고강도 격자지보재의 개발 및 그 성능 평가’ 논문에 따르면, 국내에서 시공되는 도로·철도의 터널공사는 주로 NATM 공법으로 이뤄지고 있다. NATM 공법은 터널 굴착 후 지반 자체 강도를 크게 약화시키지 않고, 터널의 안정성을 최대로 확보하기 위해 숏크리트, 록볼트(암반에 사용하는 지보), 강지보재와 같은 지보재를 일반적으로 사용한다. 지반이 원래 가지고 있는 지지능력을 최대한 이용해 터널을 형성하는 원리다.

 

이런 가운데 강지보재는 숏크리트 또는 록볼트의 지보 성능이 충분히 발휘되기 전까지 굴착된 터널의 안정 및 선형을 유지하기 위한 목적으로 사용된다. 그러나 현재 숏크리트나 록볼트와 같은 지보재의 성능이나 시공 및 설계 형상에 대한 다양한 연구는 수행된 반면, 강재보재와 같은 연구는 미흡한 실정인 것으로 나타났다. 

 

이에 세종이엔씨가 개발한 ‘고강도 격자지보재’는 최근 사회기반시설(SOC)의 지하화 추세에서 터널 단면이 커지고 있는 가운데 적용이 확대될 것으로 전망된다. 민경남 대표는 “NATM 공법에서 강지보재를 사용할 경우 작용 하중, 숏크리트 두께, 굴착 터널 단면의 크기 등 시공 목적에 적합한 지보재를 선택하는 것이 중요하다”고 강조했다. 

 

▲ (주)세종이엔씨가 개발한 ‘고강도 격자지보재’                    © 매일건설신문

 

세종이엔씨는 2007년 설립 후 보링그라우팅 사업에 주력해오며 그동안 국내 특허 40건, 해외특허 9건, 상표등록 6건을 획득했다. 특히 신개념 지반보강공법인 ‘확공 지압형 앵커 시스템’을 개발해 건설신기술(제689호)을 획득했고, 녹색기술 및 재난안전제품 인증을 받았다. 

 

확공 지압형 앵커 시스템은 앵커(구조물 지반연결 보조장치) 정착부를 확공(擴孔)해 앵커체의 인발저항력을 극대화시키고, 지압판을 근입(根入)해 수압구조물이 필요 없도록 두부(頭部)처리를 단순화한 제품이다. 구조를 단순화하고 경량화시켰으며 내구성은 높였다. 

 

세종이엔씨는 터널보강, 지보재 및 앵커시스템 등 지반보강사업 이외에도 광해방지사업, 석탄발전부산물 재활용사업도 펼치고 있다. 

 

특히 화력발전소 석탄재(미분탄)의 재활용 기술도 개발했다. 바텀 애쉬(bottom ash·석탄 폐기물)를 분쇄하고 기타 첨가제를 혼합해 경량레미콘, 인조석, 단열재를 구성하는 경량골재와 유동성 채움재로 다시 생산하는 기술이다. 세종이엔씨는 바텀 애쉬 사업과 관련해 중·저강도용 콘트리트 생산 공장 설립을 계획하고 있다. 민경남 대표는 사단법인 한국광해협회 회장으로도 활동하고 있다. 

 

민경남 대표는 “최근 철강 제품 가격 상승에 따라 지보재와 앵커 제품 생산의 차질이 우려되는 만큼 공공공사의 계약금액조정(ESC)이 이뤄졌으면 좋겠다”면서 “지반보강사업과 콘크리트 가공 기술 개발을 확대할 것”이라고 말했다.

 

 

/조영관 기자 

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