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과제기본정보

시베리아 동토지역 진출을 위한 미래건설기술 개발 - 동토의 공학적 특성분석과 Pipe line의 설계/시공기술을 중심으로 -3년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 건설기술연구사업 과제번호 08CCTI-C043511-03
국가과학표준분류 1순위 건설·교통 | 신공간 기술 | 극한·극서지 기술 적용분야 -
2순위 None | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 None | None | None 과제유형 응용
과제명 시베리아 동토지역 진출을 위한 미래건설기술 개발 - 동토의 공학적 특성분석과 Pipe line의 설계/시공기술을 중심으로 -
주관연구기관 한국건설기술연구원
총괄연구 책임자 성명 김영석
소속 한국건설기술연구원 직위 선임연구위원
기관 대표번호 031-910-0114 FAX -
총 연구기간 2006-12-20 ~ 2009-12-16
당해연도 연구기간 2008-06-17 ~ 2009-12-16

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
3차년도 544,000,000 0 0 0 544,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 시베리아 동토지대의 기후, 지형 및 지반의 공학적 특성 규명과 인문 사회, 건설관련 제도, 법률 현황 등을 분석하고, 영구동토지대에서의 석유, 가스 등 에너지 수송 시설(파이프라인 등)의 설계, 시공 등 특수 건설기술을 개발하여 국내 건설업체 및 자원개발업체가 향후 이들 지역에 진출할 수 있도록 미래 건설수요에 대처하고자 함.
최종목표 - 러시아(시베리아) 동토지대에서의 건설활동에 필요한 법규, 제도, 시방 등의 분석
- 시베리아 영구동토 지반의 물리역학적 특성 규명(실내실험, 프로그램 해석, 현장실험)
- 시베리아 가스 / 석유를 수송하기 위한 pipe line의 영구동토지대에서의 설계 / 시공기술 개발 및 관련지침 작성
- 시작품 개발(영구동토지대 pipe line 보호용 thermal syphon 성능평가 시험)
연구내용 및 범위 연구내용
o 러시아의 건설관련 제도 / 법률 등 분석
o 시베리아 기후 / 지형특성 분석 및 영구동토 장비운용기술 분석
o 시베리아 영구동토국가의 인문, 사회환경, 건설관련 기준시방 분석보고서 작성
o 영구동토 지역에 대한 사회기반시설 건설관련 자료수집
o 국내업체들이 시베리아, 사할린, 연해주 등에 진출시 아무 지장없이 공사를 진행할 수 있는 러시아 기준에 적합한 건설시방, 기준 및 건설장비 운용 지침서 작성
o 시베리아 동토에 대한 공학적 / 물리적 특성 분석
o Pipe line과 동토지반과의 interface 문제 실험 분석(매설방식에 따른)
o 영구동토지역 Pipe line 중계시설, 적재시설 등에 대한 건설기술 개발
o 영구동토지역에 설치되는 에너지 수송용 Pipe line에 대한 단열 방안 및 특수기초 건설방안 분석
o 에너지 수송용 Pipe line 건설과 관련한 구조물기초 및 토목기술의 설계, 시공기술 개발
o Termal syphon 및 Heat pipe를 영구동토지대 건설공사에 적용하는 방안 마련
o Pipe line을 support system에 설치하는 경우 수직지지대에 작용하는 동착력 평가실험
o 영구동토지대에 통과하는 에너지 수송용 pipe line 부대시설에 대한 설계 및 시공기술 개발
o Thermal syphon 성능 평가 실험
o 지반조건별 에너지 수송용 Pipe line의 효율적 건설공법 분석
o 에너지 수송용 Pipe line과 동결토와의 융해침하 특성 분석
o 영구동토지대 및 국내적용이 가능한 단열재료 및 단열공법 개발

연구범위
o 시베리아 영구동토지반의 공학적 특성규명(실내실험/현장실험/수치해석)
o 영구동토에서의 기반 및 기초(시방서)
o 영구동토지대에서 건설장비 운용기술 분석
o 시베리아 영구동토지대의 기후 / 지형 특성 조사 분석
o 시베리아 블라디보스토크, 이르크츠크 동토(흙)시료 채취 및 실험실시
- 채취한 동토시료에 대한 온도별 열전도시험 - 동토시료에 대한 온도별 부동수분시험
- 저온에서의 동토시료의 압축강도시험 수행
- 저온에서의 Sing around 초음파시험 수행
o 동토의 온도변화/ 흙의 종류에 따른 매설관에 작용하는 응력변화 실험(결빙시 동상력/응력증가/해빙시침하거동 분석)
o 동토의 온도변화에 따른 동착력 평가실험
o 혼화재 사용 또는 특수재료 사용에 의한 동착력 감소효과 실험
o Pipe line 동해방지용 단열재 개발 및 성능실험
o Pipe line support system 보호용 thermal syphon 성능 평가 실험
o 실제 시베리아에서 pipe line의 거동 현장실험(100m 구간 정도)
o 영구동토지대용 pipe line의 설계 / 시공지침 작성
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
3차년도 -Pipe line 부대시설의 설계기술개발 및 시공방법 정립 -Thermal syphon 시작품 평가시험 -설계 시공지침 작성 -Pipe line support system 및 thermal syphon 성능평가실험 -Pipe line 동해방지 단열재의 개발 및 성능시험 -실제 시베리아 동토에서의 pipe line 거동 현장실험 -영구동토에서의 pipe line 설계, 시공지침 작성
연구성과 기술적 기대성과 o 향후 영구동토 개발사업 수행 시 기초자료로 활용.
o 선진국과 대등한 기술 노하우(know-how)가 축적.
o 지구 기후 변화, 동토 재해 예측, 미래형 자원개발 분야의 최첨단 기술확보.
o 전 세계 과학자와 공동 연구로 국내 과학자의 국제적인 역량 배양.
o 세계 최초로 극지 및 시베리아 지역의 구조물 건설에 따른 구조물의 동상, 융해 피해를 방지하는 기술을 확보하여 향후 진출시 기초자료로 활용.
o 동결토의 강도 및 열적 특성에 대한 메커니즘을 확보.
o 남극 및 시베리아 진출에 대한 제반기술의 확보는 향후 이들 지역 건설시장에서의 우위 확보에 큰 원동력이 될 것임.
사회 경제적 파급효과 o 영구동토 개발사업 수행 시 국내 기업의 참여 기회 증대 및 시장 선점 효과.
o 영구동토 건설 진출 시 효율적인 공사현장 관리 및 예산 절감 효과.
o 영구동토(동시베리아, 알래스카, 사할린 등) 에너지 개발 사업에 참여 할 수 있는 기반을 제공하여 국내의 중장기적인 에너지원 확보 가능.
o 영구동토(동시베리아, 알래스카, 사할린 등) 에너지 개발 사업에 참여 하여 국내의 중장기적인 에너지원 확보 가능.
o 영구동토 지역 송유관 건설, 석유 및 천연가스 생산 시설 건설, 해양 석유, 가스 생산 시설 및 수송 시설에 직접 참여 할 경우, 국내 관련 산업, 즉 강관생산, 건설장비, 해양 구조물 건설 등에도 2차적인 효과를 누릴 수 있을 것으로 기대됨.
활용방안 o 시베리아 송유관 건설공사 (2006년 4월 1단계 착공 예정)에 국내 건설업체가 석유 선적항, 지선 line을 건설할 것으로 예상되므로 이때 활용
o 2012년까지 완공되는 남극 제2 과학기지 건설시 활용
o 2012년 건설되는 남극 제2기지 건설시 활용
o 특수 시추장비 부품 및 축적된 기술을 국내 건설 현장에 활용(특허/상품화 추진)
o 시베리아 송유관 공사(2006년 4월 1단계, 2009년 2단계)에 국내 건설업체 석유 선적항, 진입로, 부대시설 건설시 활용 (특허 및 신기술로 활용)
o 개발된 단열재는 국내 동절기 및 해빙기 동해ㆍ융해 피해 방지에 활용 (특허 추진)
o 20012년 건설되는 남극 제2 과학기지 건설시 활용
o 사질지반에 건설되는 토목ㆍ건축 구조물에 사용 (신기술, 특허)
o 터널, 지하철, 공동구 건설시 바로 적용 (신기술, 특허)
o 철도, 도로 하부 횡단 및 도심지 인접구조물 피해 방지 시 활용 (신기술)
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 동상 파이프라인 융해침하 부동수분 시베리아
영문 frost heave pipe line thawing settlement unfrozen water syberia
최종보고서
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최종보고서 0408_시베리아 동토지역 진출을 위한 미래건설기술 개발 - 동토의 공학적 특성분석과 Pipe line의 설계？시공기술을 중심으로.pdf   다운로드

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