주메뉴 바로가기 본문바로가기
전체메뉴닫기
과제현황 목록

과제기본정보

해저시설물 차폐기술 개발4년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 도시건축연구사업 과제번호 08CHUD-B043219-04
국가과학표준분류 1순위 건설·교통 | 신공간 기술 | 달리 분류되지 않는 신공간 기술 적용분야 -
2순위 None | None | None 실용화대상여부 비실용화
3순위 None | None | None 과제유형 기초
과제명 해저시설물 차폐기술 개발
주관연구기관 한국지질자원연구원
총괄연구 책임자 성명 신희순
소속 사단법인 한국지하안전협회 직위 센터장
기관 대표번호 02-2144-5644 FAX -
총 연구기간 2005-06-29 ~ 2010-06-29
당해연도 연구기간 2008-06-30 ~ 2009-06-29

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
4차년도 2,023,000,000 52,200,000 211,800,000 264,000,000 2,287,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 -협소한 가용면적과 폭발적인 인구밀집으로 인해 새로운 공간 개발의 창출욕구가 극대화되면서 도서/연안지역을 위한 교통편의시설, 국지적 교통량 분산을 위한 교통우회시설, 도심지 공사에 따른 교통 혼잡 및 민원발생 억제 등이 대안으로 제시됨
-교통 인프라 외에 유류/가스 지하저장시설로서의 공간창출도 시급히 요구되고 있는 중요한 사안임
-이러한 국민적 욕구를 충족시키기 위해서는, 삼면이 바다로 둘러싸여 있으며 동북아 허브의 중심국가로 부상하고 있는 우리나라의 지형조건상 해양을 대상으로 하는 지하시설물의 개발이 가장 적합한 대안이며 이를 위해서는 기존의 지하시설물 건설과 관련한 요소기술과는 차별화된 해저조건을 고려한 건설기술의 개발이 요구됨
최종목표 -이를 위하여 산/학/연 전문기관으로 구성된 연구단을 조직하여 해저시설물 건설을 위한 조사/계측/방/배수 및 방재기술과 해저시설물 건설을 위한 차폐핵심기술을 개발코자 함

-세부과제별 최종목표는 다음과 같다.

o 해저지반 조사 및 계측기술 수준 향상

o 수리-역학적 설계기술 개발

o 해저터널 방배수 설계기술 및 신재료 개발

o 해저 에너지 저장시설 차폐 및 시공 시뮬레이션 기술 개발

-본 연구개발을 통해 얻어지게 될 핵심요소기술은 다수의 국내건설회사의 현장적용과 설계회사 및 대학의 feedback 작업을 통해 검증?보완?패키지화될 예정이며, 이는 향후 기하급수적으로 증대될 것으로 예상되는 국제건설시장에서 기술적 우위를 점하는데 직접 적용될 것임
연구내용 및 범위 -제1세부과제에서는 고효율 사전지반조사기술, 정밀지반조사기술, 초기응력측정기술 개선 및 정밀도 향상, 계측 신기술, 계측장비, 계측관리 및 계측자료 해석기술, 시설물 주변의 수리유동특성해석 및 수리-역학적 상호작용해석기술, 극저온 암반물성 평가기술, 그리고 방재시스템 개발을 연구범위로 설정

-제2세부과제에서는 터널주변의 손상영역 평가기술, 차수-지수를 위한 그라우팅 설계기술, 해저터널의 안정성해석기술 개발, 수직갱/내진 설계기술 개발을 연구범위로 설정

-제3세부과제에서는 해저터널 방배수 신개념 및 설계기준 정립, 대용량 배수재료 개발, 고수압조건의 Active 라이닝 수밀장치 및 시공법 개발을 연구범위로 설정

-제4세부과제에서는 해저 대단면 에너지 저장시설을 위한 Water-curtain 등 차폐구조 설계기술, 시공 시뮬레이션 프로그램 개발을 연구범위로 설정

-상기 각 세부과제의 수행을 통해 해저시설물 건설을 위한 조사/계측/방-배수 및 방재기술과 해저시설물 건설을 위한 차폐핵심기술을 개발코자 하며, 이러한 목표를 효과적으로 달성하기 위하여 육상에서의 지하시설물 건설과 관련되어 축적되어온 노하우를 바탕으로 해저환경에서 고려될 수 있는 제반 기술적 문제를 검토하고 이를 이론적으로 또는 실험적으로 규명, 정립할 필요가 있음.

-따라서 다음과 같이 세부적인 연구내용 및 범위는 다음과 같으며, 각각은 상호 연계성을 뚜렷이 가짐.

o 해저지반 사전조사 및 정밀조사를 위한 탐사기법 정립

o 시추공을 이용한 초기응력 측정기술 개선 및 정밀도 향상

o IT 기반형 해저 터널 자동화 계측 시스템 개발 및 계측자료의 관리-해석-평가 기술 개발

o 해저터널 주변의 손상영역 평가기술 개발 및 차수-지수를 위한 그라우팅 설계기술 개발

o 해저시설물 설계에 직접 적용할 수 있는 수준의 결과 도출 및 설계기술의 매뉴얼 구축

o 해저터널 방-배수시스템 구축을 위한 개념 및 설계기준 정립과 설계 매뉴얼 구축

o 대용량 배수재료 및 고수압하의 라이닝 수밀장치 개발

o 개발된 신개념/신기준/신재료을 활용한 해저터널 방배수 통합 매뉴얼 작성

o 해저시설물 시공시 지질학적 불확실성, 해저 환경하 적용 보강공법, 굴착공법, 위험요인을 통합한 risk 분석 및 공기/공사비 예측 프로그램 개발을 통한 최적 시공법의 도출
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
4차년도 -해저지반 조사기법 현장 적용 및 성능 평가 -해저시설물 계측/관리 체계 정립 -해저시설물 차폐 설계/시공 기반기술 개발(3) -구속압에 따른 불균질 지반조건에서의 손상거동 -손상발생에 따른 수리 영향 분석 -현장실험을 통한 손상 발생 측정 -해저지반 그라우팅 요소기술 정립 -2차원 불연속체의 연계해석을 통한 해저시설물의 민감도 분석에서 안전율 산정 루틴 검증 및 보완 -2-1 및 2-3세세부의 모형실험 결과와의 비교를 통하여 이완하중 산정 기법의 검증 및 보완 -3차원 동적해석에 대한 가이드라인 개발 -Hybrid 방배수 시스템의 설계기법 정립 -대형 모형실험을 위한 실험적 검토 -Water-curtain 해저차폐기술설계안 완성 -차폐를 위한 Ice ring 설계 기술 개발 -시공 시뮬레이션 통합 패키지 개발을 위한 메쉬개발 -해저지반 3D 모델링 및 가시화 기법의 적용 및 평가(1) -현장자료 탄성파토모그래피(굴절법) 적용 연구 -수압파쇄시스템 장비 성능 개선 및 그 효과에 대한 수치해석적 검증 -지반조건 시나리오별 안정성 평가 -해저터널 계측관리(안) 수립 -해저지반 수리특성 파악을 위한 현장 실험 및 보완 -해저지반 수리 시스템의 Hybrid 해석 기법에 의한 평가 -해저지반 균열암반의 수리 특성화 기술 개발 -불균질 지반조건에서의 구속압에 따른 손상 평가를 위한 모델 실험 -수치해석을 통한 손상 영역에서의 수리-역학적 거동분석 -현장 계측을 통한 실험 결과의 검증 -선행연구 계속 주입선단장치 실용화 ; 복상식, 단상식. 시험용 그라우팅 전산화 시스템 보완 -내해수성 주입재 시험 ; 사용기준 정립. -고수압 조건의 주입압(p), 주입속도(q) 기준정립. 실내시험 ; 간극수압 2kgf/cm2 이하, 최대 압력 5kgf/cm2이하조건 현장시험 ; 시험주입심도 20m이상. -주입 중 설계인자 평가 기술정립. -2차원 불연속체 해석의 연계해석이 문제없이 실시 되도록 하고 민감도 분석을 통하여 안전율 산정 루틴이 타당한지를 판단하고 수정 및 보완 -모형실험(손상영역, 수직구)의 결과와의 비교를 통하여 이완하중 산정 기법의 타당성 검증 -1-2차원 해석과의 비교를 통한 3차원 동적해석에 대한 가이드라인 및 해석 플로우차트 개발 -해저터널의 신개념 Hybrid 방배수 시스템의 설계기법 검토 및 정립 -Hybrid 방배수 시스템의 대형 모형실험을 위한 실험적 검토 -해저 하 클로깅 발생조건 실내시험 -실규모 저장공동의 최적 설계 -Cost추정 모듈 개발을 위한 통합메쉬 작성 (4D, 지질시뮬레이션, 계측관리 통합메쉬)
연구성과 기술적 기대성과 -해저지반의 조사기술 및 분석시스템을 개선 및 보완함으로써 국내 해저지질의 특성을 파악하는데 적합한 조사 및 분석 패키지 제공. -해저터널의 시공 및 운영중 계측관리 시스템은 잠재적인 위험요인을 사전에 예측하고 방지함으로써 안전관리의 툴로써 적용 가능. -해저지반의 수리-역학적 특성분석기술은 해저시설물의 굴착뿐만 아니라 다양한 지하공간 개발시 공동 주변의 암반과 지하수간의 상호작용을 분석하는데 적용 가능. -수리-역학적 상호작용 해석기술은 해저시설물의 굴착뿐만 아니라 다양한 지하공간 개발시 공동 주변의 암반과 지하수간의 상호작용을 분석하는데 적용 가능. -신개념 해저터널의 방배수 시스템에 대한 설계기법 개발과 신개념 방배수 형식 개발 그리고 신기술 방배수 방법을 개발함에 따라 앞으로 건설될 해저터널의 신개념의 방배수시스템의 설계 가이드라인을 제시하고, 기술 후발국에 대하여 기술적 우위를 확보하고 선진국 시장에 진입할 수 있는 신재료를 개발함. -해저시설물 시공법의 체계화 및 해저시설물의 시공 위험도 평가를 통한 합리적 대안 선택 가능. -국내 해저시설물 water-curtain 설계기술의 확립 및 기술적 독립. -세계 최초 LNG 저장시설 설계기술의 보유.
사회 경제적 파급효과 -해저 시설물의 계획 및 설계단계에 있어 정확한 지반조사 자료에 근거한 공사 및 운영비용의 절감효과 기대. -해저지반의 수리-역학적 특성분석기술의 개발에 따라 해저시설물의 설계 및 운영시 예상되는 문제점을 사전에 평가함으로써 비용 절감 효과 기대. -해저터널 및 에너지저장시설물 등과 같은 해저시설물의 신규 프로젝트 개발 및 발주 유도. -유사 지하구조물에 적용하여 최적 시공법 선택에 기여하여 공사비 절감 -해저 시설물의 시공중 안정성 향상 및 방배수 구조물의 능력 향상 등에 이바지함으로써 공사 및 운영비용의 절감효과 기대. -방배수 시스템의 가이드라인을 제시함으로써 기존의 터널 운영방식의 미흡한 점을 보완 및 보충하여 운영비와 시공비 등을 절감시키며 나아가 쾌적한 터널 내부를 조성하여 사용자의 신뢰를 얻을 수 있음. -Cavern 차폐 설계기술 자립화로 비용절감 및 기술 역수출 가능. -세계최초 LNG 저장시설 설계법 확립으로 해외 건설 수주에 기여.
활용방안 -해저지반 조사 및 분석기술은 해저 시설물 이외에 다양한 지하공간의 조사기술로 활용가능하며, 특히 균열 지반내 지하수 유동체계 및 오염 확산 문제, 그리고 지반 굴착시 유발되는 지하수 침투에 의한 구조물의 안정성 평가에 매우 유용함 -방사성 폐기물 지하 처분장 건설 및 이산화탄소 등과 같은 물질의 지하저장시 주변 지반의 지하수 유동체계 파악에 활용 -공종이 복잡한 장대터널 및 일반 터널 시공시 활용 -향후 해저 터널 뿐만 아니라 도심지에 설계되어 높은 수압을 견뎌야 하는 방수터널의 설계 시 최적의 방배수 효과를 발휘할 수 있는 가이드라인을 제시하고, 또한 이와 비슷한 높은 수압에서의 지하구조물 설계에 활용 -국내,외 대규모 에너지 저장공동 및 LNG 저장시설의 설계시 활용
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 해저시설물 차폐기술 방.배수시스템 수리-역학적 상호작용 누수방지
영문 Sub-sea facility Shielding techniques Water-proof & drainage system Hydro-mechanical coupling Protection of water leakage
최종보고서
최종보고서 파일 다운로드 제공
최종보고서 0788_해저시설물 차폐기술 개발(분리01).pdf   다운로드

목록

  • 담당부서해당 사업실
  • 담당자과제 담당자
  • 연락처 사업별 담당부서 보기