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과제현황 목록

과제기본정보

방호쉴드(TBM piolt & NATM 확폭의 병행굴착)를 이용한 장대터널의 고속굴진 기술개발3년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술사업화지원 과제번호 22TBIP-C155615-03
국가과학표준분류 1순위 원자력 | None | None 적용분야 건설업
2순위 원자력 | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 원자력 | None | None 과제유형 개발
과제명 방호쉴드(TBM piolt & NATM 확폭의 병행굴착)를 이용한 장대터널의 고속굴진 기술개발
주관연구기관 강릉건설(주)
총괄연구 책임자 성명 조광은
소속 강릉건설(주) 직위 팀장
전화번호 - FAX -
총 연구기간 2020-04-27 ~ 2022-12-31
당해연도 연구기간 2022-01-01 ~ 2022-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
3차년도 390,000,000 26,000,000 234,000,000 260,000,000 650,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 ○ 본 연구과제는 방호쉴드를 이용한 TBM 파일롯 & NATM 확폭 병행굴착 기술을 개발하여 장대터널의 고속굴진 핵심기술 확보
○ TBM 파일롯(선행굴착) 적용으로 확폭 발파시 진동·소음저감 인한 환경성 우수, 작업자의 안전성 및 시공성 향상
○ 본 기술의 주요 장치인 방호쉴드 시스템, 보호 슬리퍼, 보호구 등을 활용하여 TBM 파일롯 및 NATM 확폭 동시 굴착으로 공사기간 및 공사비 절감

○ 시공에 필요한 각종 설비와 장치의 목표기능 달성을 위한 보완사항, 적정형태와 규격 및 구조안정성 연구
: 실제 환경에서 적용할 시작품 제작, 현장 시험시공
- 방호쉴드
- 덮개형 슬립퍼
- A, B형 보호구

○ 안전성분석 및 성능평가
-발파시 안전성 분석
-시작품 품질시험평가
-발파진동영향 평가

○ 실제작된 설비와 장치들의 Test Bed에서의 시공성 검증

○ 신기술(NET) 인증을 위한 공인시험 및 성능평가 수행
최종목표 최종목표
장대터널의 고속굴진을 위한 방호쉴드(TBM piolt & NATM 확폭의 병행굴착) 시스템의 설계·제작·시공 기술 개발

세부목표
■ 방호쉴드 시스템의 시작품 설계·제작 (도어형적용)
■ 방호쉴드의 안전성, 성능분석 및 발파영향평가
■ 테스트베드 현장시험시공 및 현장적용실적 확보
■ 터널 고속굴진을 위한 TBM pilot & NATM 확폭의 병행굴착 시스템 완성

1차년도
- 주관연구기관(강릉건설(주)): 방호쉴드 시스템 시작품 제작 및 파일럿테스트
- 공동연구기관(한국건설기술연구원): 방호쉴드 시스템 품질시험 및 안전성분석

2차년도
- 주관연구기관(강릉건설(주)): 현장테스트용 시작품 제작 및 현장테스트 수행
- 공동연구기관(한국건설기술연구원): 현장테스트용 시작품 성능평가 및 TBM 안전성분석

3차년도
- 주관연구기관(강릉건설(주)): 현장적용 시작품 제작 및 현장적용 수행
- 공동연구기관(한국건설기술연구원): 현장적용 시작품 성능평가 및 TBM 안전성 분석
연구내용 및 범위 * 방호쉴드 시스템의 시작품 설계·제작
* 방호쉴드의 안전성 및 성능검증
* 테스트베드 현장시험시공 및 핵심시공기술 확보
* 터널 고속굴진을 위한 TBM piolt & NATM 확폭의 병행굴착 시스템 완성
* 1차년 : 파일럿 테스트용 시작품 제작, 성능평가 및 안정성 분석
* 2차년 : 현장 테스트용 시작품 제작, 성능평가 및 발파영향 분석
* 3차년 : 현장적용 시작품 제작, 시공실적 확보, 신기술(NET)인증 및 사업화 매출

1차년도 개발내용 및 범위
? 주관연구기관(강릉건설(주)):
- 방호쉴드, 보호구 (바닥,측벽용), 보호용 슬리퍼 설계 및 개발
- 파일럿테스트용 시작품 제작
- 파일럿테스트 수행

? 공동연구기관(한국건설기술연구원):
- 파일럿테스트용 시작품 안전성 해석
- 파일럿테스트용 시작품 품질시험

주요 연구활동
? 방호쉴드외 핵심기술 설계 및 개발
? 파일럿테스트용 시작품 제작 및 테스트 수행
? 파일럿테스트용 시작품 안전성 분석 및 품질시험

세부추진내용
? 방호쉴드, 보호구(바닥,측벽용), 보호용 슬리퍼 설계 및 개발
? 파일럿테스트용 시작품 제작
? 파일럿테스트 수행
? 파일럿테스트용 시작품 안전성 해석
? 파일럿테스트용 시작품 품질시험

2차년도 개발내용 및 범위
? 주관연구기관(강릉건설(주)):
- 현장테스트용 시작품 제작 (방호쉴드, 보호구, 슬리퍼)
- 현장테스트 수행

? 공동연구기관(한국건설기술연구원):
- 현장테스트용 시작품 안전성 해석
- 현장테스트용 시작품 성능평가
- TBM기계 발파진동 영향평가

주요 연구활동
? 현장테스트용 시작품 제작 및 현장테스트 수행
? 현장테스트용 시작품 성능평가 및 TBM 안전성 분석

세부추진내용
? 현장테스트용 시작품 제작 (방호쉴드, 보호구, 슬리퍼)
? 현장테스트 수행
? 현장테스트용 시작품 안전성 해석
? 현장테스트용 시작품 성능평가
? TBM기계 발파진동 영향평가


3차년도 개발내용 및 범위
? 주관연구기관(강릉건설(주)):
- 현장적용 시작품 제작
- 현장적용 및 시공실적확보
- 신기술(NET) 인증

? 공동연구기관(한국건설기술연구원):
- 현장적용 시작품 성능평가
- TBM기계 발파진동 안전성 분석


주요 연구활동
? 현장적용 시작품 제작 및 현장적용 수행
? 현장적용 시작품 성능평가 및 TBM 안전성 분석

세부추진내용
? 현장적용 시작품 제작
? 현장적용 및 시공실적확보
? 신기술(NET) 인증
? 현장적용 시작품 성능평가
? TBM기계 발파진동 안전성 분석
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
3차년도 - 주관연구기관(강릉건설(주)): 방호쉴드 시스템 시작품 제작 및 파일럿테스트

- 공동연구기관(한국건설기술연구원): 방호쉴드 시스템 품질시험 및 안전성분석
주관연구기관(강릉건설(주)):
- 방호쉴드, 보호구 (바닥,측벽용), 보호용 슬리퍼 설계 및 개발
- 파일럿테스트용 시작품 제작
- 파일럿테스트 수행

공동연구기관(한국건설기술연구원):
- 파일럿테스트용 시작품 안전성 해석
- 파일럿테스트용 시작품 품질시험
연구성과 기술적 기대성과 - 국내 교통터널(철도, 도로, 지하철)의 TBM 적용실적이 1% 미만인 국내 TBM 시장에 새로운 활력 기대 (유럽 80%, 일본 60%, 중국 40% 차지)
- 대부분 NATM공법으로 적용되는 도심지 및 산악터널에 신시장 개척 효과
- 근래에 해외 터널 건설공사의 상당 부분이 TBM공법으로 발주되는 상황이므로 중국을 포함한 해외 시장 진출에 큰 역할 기대
- 신시장 창출과 과학기술 발전을 도모할 수 있는 건설과 기계 산업의 융합 기술 분야로 기대됨
- 해외시장 진입에 기여하고 친환경적이고 경제적인 TBM터널 건설의 활성화 기반 마련
사회 경제적 파급효과 ○ 경제적ㆍ산업적 측면
- GTX-A, B, C사업, 경부고속도로 지하화, 서울시 U-SMARTWAY, 대형철도사업 등과 같이 TBM 공법의 적용이 유망한 대형 프로젝트들이 검토되고 있는 상황으로서, 연구개발 성과물을 실용화 하기에 시기적으로 적합
- 2015년 대비 2020년에 33% 증가가 예상되는 전 세계 TBM 시장에 적극적인 참여와 수주 기대 (2020년 기준 전 세계 TBM 시장규모 추정액: 약 55조원 예상)
- 국내를 포함하여 전 세계적으로 TBM 건설시장이 증대되고 있으며, 특히 세계 최대의 TBM 시장인 중국에서 상당수의 TBM 터널 발주 예상
- 국내 TBM 건설 시장 진출 뿐 아니라 기술이전을 통한 해외 TBM터널 시장에 진출 기대
- TBM 파일롯 및 NATM 병행굴착 기술적용을 통한 공사비 및 공사기간 절감 기여
- 국내외 TBM 전문시공사의 매출증대 및 수주실적 증대

○ 사회적 측면
- 기존 NATM(천공발파) 터널공사 대비 각종 민원 및 사고(예: 발파로 인한 소음진동, 환경피해 등)를 최소화할 수 있어 사회적 간접비용 절감 기대
- 전 세계적인 기계화 시공기술의 추세에 부합되는 기술임
- TBM 관련 부품 제작, 시공 관련 중소기업의 신시장 창출에 기여
- 국가연구개발 투자방향과 부합
“핵심 설계?소재” 및 “부품?장치 국산화”: TBM 파일롯+NATM 확폭 병행 굴착 기술 확보
“국가경쟁력 향상” 및 “예산절감”: 장대터널의 고속굴진으로 경제성 향상
- TBM 국내 시장 창출 차원에서 정책적인 효과가 큼
활용방안 1. 국내 장대터널 대형프로젝트 적용을 통한 신시장 확대
: GTX-B, C, D/ 서울시 지하도로터널/ 대형철도사업 및 장대도로터널 등
2. 기술실시협약(기술이전)을 통한 시장확대
3. 기술이전 기업과의 전략적 제휴를 통한 해외시장 개척
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 방호쉴드 터널굴착기계 발파확폭 병행굴착 보호구
영문 Protection Shield TBM NATM Blastion Enlargement Parallel Excavation Protection Equipment
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