R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201212TRPI-C057456-02 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 연구사업명 | 국토교통기술사업화지원 | |||||
| 연구과제명 | 워터젯을 이용한 저진동, 저소음 및 친환경적 터널굴착방법 | |||||
| 총 연구기간 | 2011-08-31 ~ 2013-06-30 | |||||
| 연구책임자 | 홍윤표 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
3명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
15명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 108,463,000 원 기업 : 72,309,000 원 계 : 180,772,000 원 |
총연구비 | 정부 : 300,000,000 원 기업 : 200,001,000 원 계 : 500,001,000 원 |
|||
| 연구기관명 | (주)드림이엔지 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | ||||||
| 주요 내용 |
기존의 NATM공법은 자유면 형성과정에서 자유면의 형성이 부족하여 천공수의 증가와 화약량의 증가을 초래하고, 발파시 소음 및 진동발생이 커서 도심지에서는 주변 구조물의 손상 및 주변 생활환경 민원을 발생시킴. 이에 본 기술은 워터젯을 이용하여 터널 천단부를 자유면으로 형성시킴으로서 기존의 터널 굴착 공법에 비해 공기가 늘어나지 않으면서도 공사 과정에서의 진동과 소음을 획기적으로 줄일 수 있고, 발파를 위한 천공작업량, 발파를 위한 화약 사용량, 1차 라이닝을 위한 숏크리트 사용량을 감소시킬 수 있는 녹색 친환경 기술임. [최종목표] 위치인식 시스템을 탑재하여 자동으로 터널 계획선을 인식하고, 터널 계획선 외곽을 따라 초고압 워터젯을 분사하여 자유면을 형성하도록 설계 및 제작하고, 시작품 대상모델의 구성은 모터 및 가압기, 연마제 디스펜서, 로봇 팔, 파쇄용 초고압 워터젯 노즐등 자유면 형성 시스템을 구성할 예정임 [연구내용 및 범위] 1. 1차년도 1) 노즐개량 및 초고압 워터펌프 설계 - 현재 KAIST에 구축된 시스템은 50마력의 1노즐로, 현시스템에 1개노즐을 더 추가할 수 있으며 현재 70% 정도의 성능으로 시뮬레이션 진행함. 시뮬레이션 결과 화강암을 대상으로 12mX7m 터널에서 자유면(5cmX3.5m) 형성에 3시간이 소요되고 있으며 추후에는 1시간에 자유면이 형성되도록 설계 및 시스템을 제학할 예정임. 2) 로봇팔 설계 - 자유면의 라이닝 형성에 따른 로봇팔의 정밀도가 1cm 이내가 되도록 하여, 노즐이 자유면 내로 인입되어 정확하게 동작할 수 있도록 설계, 노즐의 직경은 3cm 이내로 설계 로봇팔의 움직임 속도를 분당 5m 이상으로 개발하여 자유면 형성 시간을 단축 3) 기술검증 - 설계된 장비를 제작하여 준비된 시편에 개량된 노즐 및 초고압 워터 펌프를 적용하여 작동 확인 및 굴착 시간 확인 - 장비의 보완 및 개선사항을 추가 적용하도록 단계별 적용 2. 2차년도 1) 로봇팔 설계 보완 - 1차년도에 제작한 로봇팔의 문제점 및 장비의 보완 및 개선사항을 추가 적용 2) 장비의 안전성 확보 - 작동오류에 따른 안전사고 방지를 위해 시스템 개발 - 자유면 형성시에만 동작하도록 유격거리 50cm 이내에 표적이 없으면 동작이 정지되도록 함 - 노즐이 겨냥하는 타깃지점의 사람으로 인식될 수 있는 25℃~40℃ 범위 내에서는 동작 정지가 되도록 안정장치 구현 3) 차량 장착 및 현장 검증 - 현장 검증에 따른 문제점 도출 및 개선방안 마련 |
|||||
| 색인어 | 한글 | 워터젯 | ||||
| 영문 | waterjet | |||||
| 최종보고서 | 워터젯을이용한저진동,저소음및친환경적터널굴착방법최종보고서_20130630.pdf | |||||