주메뉴 바로가기 본문바로가기
전제메뉴닫기
과제현황 목록

과제기본정보

암반커팅과 스프리팅 공법을 이용한 암반 터널 저진동 굴착기술개발2년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술사업화지원 과제번호 22TBIP-C160989-02
국가과학표준분류 1순위 원자력 | None | None 적용분야 건설업
2순위 화학공정 | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 원자력 | None | None 과제유형 개발
과제명 암반커팅과 스프리팅 공법을 이용한 암반 터널 저진동 굴착기술개발
주관연구기관 효창엔지니어링 (주)
총괄연구 책임자 성명 유상화
소속 효창엔지니어링 (주) 직위 이사
전화번호 033-251-4797 FAX -
총 연구기간 2021-04-01 ~ 2023-12-31
당해연도 연구기간 2022-01-01 ~ 2022-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
2차년도 400,000,000 21,600,000 194,400,000 216,000,000 616,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 (1단계)50톤급 굴착기용 암반커터 개발/암반사면 실증시험
- 50톤 굴삭기용 커팅모듈(락쏘, 스플리터) 개발
- 소음차폐 구조체 설계제작 및 파일럿 테스트 수행
- 최적 절삭/굴착조건 규명 및 시제품 개선
- 암반사면 절삭/개착공사 실증

(2단계)터널굴착용 암반커팅장비 업그레이드/터널현장 실증
- 터널용 굴착기 붐개조, 곡선커팅모듈 개발
- 유사환경(석산) 파일럿 테스트 수행
- 실제 터널현장 투입 및 실증시험
- 건설신기술 신청
최종목표 암반커팅-스플리팅 공법 개발 및 암반/터널현장 실증시험
- 연구기간: 1차년~2차년중반까지 기존 장비 업그레이드 및 암반노두 개착현장에 적용을 완료함. 이후 2차년중반~3차년까지 터널굴착공법으로 완성. 장비의 세부모듈을 보완/재검증하여 3차년 종료시점에 실제 터널현장에 적용하는 것으로 본 과업의 목표를 설정함. 따라서 3년의 기간이 필요할 것으로 판단됨.
- 연구비: 장비와 유압모듈 제작비용과 현장시험지 및 굴삭기 대여비가 연구비에 포함됨. 주관기관과 공동기관 6:4로 분배하여 주관기관은 주로 부품/장비개발 및 현장시험에 공동기관은 장비설계, 공법설계, 현장시험시 시험지원 비용으로 집행할 계획임.
- 주관기관 역량: 주관기관(효창엔지니어링)은 건설기계/터널 굴착 관련 전문가를 보유한 강소업체로 해당 연구개발 수행에 대한 의지가 확고함.
- 공동기관 역량: 공동기관(생기원)은 중소기업 연구개발 및 기술지원을 위해 설립된 공공기관으로서 공동책임자는 다수의 건설기계분야 기술지원 과제 수행경험을 보유하고 있음.
- 현 단계 기술수준: 현재 기술수준은 TRL 6단계로서 상용화 직전단계까지 진행된 상태임.
- 한계점: 중소기업의 R&D 투자자금 조달의 한계로 인해 국토사업화과제를 신청하게 됨. 본 과제가 선정된다면 제품 및 공법 상용화를 3년내에 완료할 수 있을 것으로 전망됨.
연구내용 및 범위 (1) 1단계
① 개발 목표
○ 주관연구기관(효창엔지니어링(주))
- 50톤 굴착기 커팅-스플리팅 모듈선정 및 적용
- 암반사면 절삭/개착공사 현장시험 수행
- 최적 절삭/굴착조건 규명 및 시제품 제작 완료
○ 공동연구기관(한국생산기술연구원)
- 커팅-스플리팅 장비 설계/제작
- 소음차폐 구조체 제작
- 암반 노두 무진동 개착공법 정립
- 장비성능 및 소음/진동 측정 평가

② 개발 내용 및 범위(그림을 이용하여 시스템 구성도, 구조 등을 구체적으로 표현)
○ 공동연구기관(한국생산기술연구원)
- 50톤급 싱글커터 모듈 및 락스플리터 개발
·굴삭기에 적용 가능한 1.5, 1.8, 2.0m 다이아몬드 블레이드 제조
·유압모터, 감속기 제작
·암반커팅 어태치먼트용 리니어가이드 (2m) 및 로테이터 제작
·암반 커팅시 발생하는 먼지 저감을 위한 워터공급장치 굴삭기 탑재
·웻지타입 치즐을 단조공정을 통한 브런트타입 치즐로 제조 및 브레이커 탑재
- 커팅 시 발생하는 소음감소를 위한 소음차폐모듈 개발
·소음차폐 구조물 제작
- 최적 절삭/굴착조건 규명 및 시제품 제작 완료
·최적 절삭/굴착 조건 규명
·시제품 제작 완료

○ 주관연구기관(효창엔지니어링(주))
- 암반 인공시편 파일럿 성능시험을 통한 최적 공법 결정
·시험편 양생 후 커팅-스플리팅 시험 진행
·시험 시 커팅속도, 소음측정 데이터 취득 및 비교분석
·최적공법 규명(최적 블레이드 직경, 커팅깊이, 커팅속도, 물공급량, 커팅방법 등)

○ 공동연구기관(한국생산기술연구원)
- 암반노두 현장검증시험을 통한 실제 환경 수준에서의 성능시험 진행
·실제 암반노두 현장시험(암반 커팅+스플리팅시험)
·실제환경의 성능시험 수행 및 공법 검증
·연차보고서 작성
·특허출원 및 건설신기술 접수 준비

(2) 2단계
① 개발 목표
○ 주관연구기관(효창엔지니어링(주)): 암반터널 무진동 굴착공법 적용완료
○ 공동연구기관(한국생산기술연구원): 암반터널 무진동 굴착모듈 개발

② 개발 내용 및 범위
○ 주관연구기관(효창엔지니어링(주))
- 암반 굴착 시공현장에 대한 테스트베드 확보
·석산현장 및 유휴 암반사면 현장 대여
·개발한 커팅 스플리팅 공법의 석재 재활용률에 대한 검증
- 터널 및 유사현장 확보 및 굴착 수행
·터널 및 암반사면 구간 현장 섭외
·개발한 커팅-스플리팅 공법을 신제 터널 공사 현장에 적용
- 터널시장 진출 및 제품 비즈니스 모델화 (양산예정)
·기확보된 데이터 기반 커팅-스플리팅 공법의 비즈니스 모델 확정
·추가 터널굴착 현장 섭외 및 제품 양산화 준비

○ 공동연구기관(한국생산기술연구원)
- 터널용 커터모듈 개발을 통한 터널 굴착작업 성능 확보 (50톤급)
·4~5m급 리니어가이드 확장제작 및 로테이터 제작
·완성차 붐 개조 및 선형커팅모듈 제작
·터널라이닝용 곡선커팅모듈 제작
·워터공급장치 장착
- 암반 굴착 시공현장 시험지원
·터널/사면 현장시험 수행 및 데이터수집, 검증
·데이터 분석 및 성공/실패 원인 분석
- 가동율 최적화 시나리오 확보
·최소 가동률 시나리오(터널 공간이 충분하지 않을 경우-모듈교체)
- 터널 현장 확보 및 도심지 굴착 수행
·터널 실제 현장 시공준비 및 수행
·건설신기술 접수/심사 진행
- 국내/외 터널용 건설기계 특허 및 신기술 2차 심사 준비
·국내 특허 등록 및 국외 특허 출원 진행
·국내 터널굴착공사 수주 노력 및 공사 수행
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
2차년도 50톤급 굴착기용 암반커터 개발 및 암반사면 실증시험 50톤급 굴삭기용 커팅모듈 개발
- 50톤급 커팅모듈(락쏘, 스플리터, 로테이터 등) 설계/개발
- 50톤급 부품 구성 및 모델링 구축
- 소음차폐 구조체 설계제작
- 파일럿 테스트 수행 및 소음/진동 측정
- 제품 최적설계안 도출
연구성과 기술적 기대성과 - 전통적인 암반노두/사면 및 터널 굴착 산업에 건설신기술을 도입하여 새로운 패러다임을 제시
- 굴삭기 부품 산업의 기술변화 추세에 선대응, 산업 경쟁력 강화
- 기존 굴삭기에 즉시 적용가능한 어태치먼트 기술
사회 경제적 파급효과 - 터널 건설공사 프로세스 개선을 통한 품질향상, 생산성 향상 및 비용절감
- 대부분 수입에 의존하고 있는 터널 공사 장비의 국산화를 통하여 수입 대체효과를 기대할 수 있음.
- 국토부과제를 시작으로 산학연관의 다양한 기관과 함께 기술을 확보를 수행할 예정으로, 기술교류, 인력양성, 관련 노하우 교류 등으로 해당분야의 저변확대를 통한 산업시장의 확장과 일자리 창출의 기회가 증대될 것임
- 건설신기술 취득 이후 2031년까지 국내시장 30%, 중국시장 5% 점유율 확보 예상
활용방안 - 국내 건설분야 암반개착/터널시장 신규 수요 창출
- 신제품 개발효과로 건설장비/어태치먼트 시장 다원화
- 건설신기술 등록 및 암반커팅-스플리팅 공법 국외수요 발굴/수출타진
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 암반커터 커팅-스플리팅 공법 인장파괴 최적굴착조건 터널실증시험
영문 Rock cutter cutting-splitting method tensile fracturing optimum excavating condition tunneling validation test
최종보고서
최종보고서 파일 다운로드 제공
최종보고서
  • 담당부서지식정보실
  • 담당자김경희
  • 연락처 031-389-6528