| 연구개발개요 |
o 준설은 수중굴착, 운반(배송), 매립 기술로 구분되는데, 국내에서는 현재 각 기술들 을 통합하는 체계적인 연구가 수행되지 못하고 있다. o 유럽의 델프트 공대, IHC, 준설협회(CEDA)는 세계 기술 개발을 주도하고 있으며, 미국은 정부기관인 미 공병단(DOTR,DOER), TEXAS A&M과 준설협회(WEDA)가 기술 개발을 주도하는 등 다학제간 연계 프로그램이 20여 년간 활성화 되어 있다. o 국내 준설기술은 경험에 의존하여 유지되어 오고 있었으나, 장비의 대형화, 첨단화 가 이루워진 1990년대 이후로 경쟁력이 저하되기 시작하여 2000년대에는 자체 기술 만으로는 해외 선진업체들과 경쟁이 되지 않는 실정에 이르렀다. o 국내·외 준설현장 자료를 분석한 결과, 준설 공사 원가 중 유류비가 약 35% 이었고, 현장 기술자들의 숙련도에 따라 준설 생산 효율은 최대 40% 까지 변동되는 등 준설 현장에서는 준설 기술에 대한 체계적인 연구가 절실히 요구되고 있었다. o 따라서, 본 연구진은 현재의 국내 준설기술이 국제 경쟁력을 갖추기 위해 필요한 최적 배송 시스템과 친환경 커터헤드 개발을 조속히 완성하기 위하여, 준설 루프 시험, 친환경 커터헤드 개발, 부유물의 확산·이동 수치해석, 커팅 탱크 시험, 준설 모니터링과 환경 모니터링 시스템 구축을 수행하고 현장 규모 시운전을 조속히 실시 하며 해외 전문가들을 적극 활용할 예정이다. o 본 연구의 결과를 현장에 적용하면 전체 준설 비용을 약 20% 이상 절감하는 효과가 있을 것으로 예상된다.
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| 최종목표 |
o 본 연구의 최종 목표는 고효율 최적 배송 시스템과 친환경 고 생산성 준설 기술 개발 및 실용화, 초저부유물 발생 고농도 흡입 커터 헤드 개발 및 실용화이다. o 본 연구의 성과물은 궁극적으로 홍보 및 교육과 매뉴얼에 의해 모든 국내 건설 업체들에게 전파되고, 준설 분야 국제 경쟁력을 제고하는 데 기여할 것이다. 따라서, 국내 건설 업체들의 중국, 중동, 동남 아시아 등의 대규모 준설매립 건설시장 진출 활성화에 기여하게 될 것이다. o 본 연구 결과가 현장에 적용되면, 준설 공사비의 약 20%를 절감할 수 있으므로, 년간 공사비 절감액은 연구 투자비의 약 42배인 280억 정도가 될 것으로 예상된다. o 주관 연구기관은 연구결과가 도출되는 대로 국내에서는 인천 송도 5,7 공구 준설매립 현장, 해외에서는 싱가폴 주롱섬(Jurong Island Phase 4 & Tuas View Extension) 준설 매립 현장, 두바이 팜 데이러 준설매립 현장에 적용하여 현장 공기와 공사비를 절감할 예정이다.
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| 연구내용 및 범위 |
o 본 연구는 현장 조건, 준설선 특성, 흙의 종류 등을 고려하여, 흙과 물 혼합물의 배송농도 및 속도를 조절하는 고효율 최적 배송 기술과 준설 부유물 발생을 최소화 하는 고생산성 친환경 커터 헤드를 개발하여 현장 적용하고 실용화하는 것이다.o 본 연구는 다음의 세 부분으로 구분되어 수행된다. * 20,000hp급 대형 커터석션 준설선의 고효율, 최적 배송 시스템 개발 및 실용화a. 준설선을 이용한 현장 배송 시험으로는 흙의 종류, 배송농도, 배송속도 등을 일정하게 유지·조절할 수 없기 때문에, 배송 조건을 임의로 조절할 수 있는 준설 루프 시험을 실시하여, 흙-물 혼합물의 흐름영역, 경계속도, 관 직경 효과, 곡관 손실들을 파악한다. b. 인천 송도 5,7 공구 현장과 싱가폴 주롱섬 현장에 준설 배송 모니터링 시스템을각각 설치하여 작업 중인 준설선과 매립구역에서 실시간 습득되는 데이터를 종합하여 준설선의 성능을 분석하고 진단한다. c. 준설루프 시험결과를 이용하여 이해된 흙-물 혼합물 흐름 메카니즘을 기반으로 하여 현장 준설선에서 습득한 데이터와 현장의 전체 공정, 예산, 공기 등을 반영할 수 있는 최적 배송 시스템을 구현하고 현장 적용 검증 후, 매뉴얼화 한다. * 20,000hp급 대형 커터석션 준설선과 호퍼용량 27,000m3인 점보급 준설선의 친환경 고생산성 준설 기술의 실용화 a. 인천 송도 5,7 공구 준설매립 공사 현장에서 작업 중인 20,000hp급 커터석션 준설선의 운전 자동화 시스템을 작동시키고, 준설구역의 현장 지반 조건을 고려하여 준설 흡입 농도와 발생 부유물의 양을 임의로 조절할 수 있도록 준설선 운전 기술을 고도화한다.b. 준설선 커터헤드의 시험실 규모 축소 모형을 제작하여, 커팅 탱크(Cutting Tank) 내에서 커팅 속도, 커팅 깊이, 커터 모양 등을 변경하면서 조성된 다양한 흙에 대 한 수중 커팅 메카니즘을 이해한다. 각 시험 조건에서 흡입 농도와 발생 부유물의 양을 3-D PIV를 이용하여 정량적으로 측정하고 분석하여 부유물 확산·이동 수치 해석 모델을 검증한다. c. 커팅 탱크 시험으로부터 준설 부유물 발생 양을 최소화하기 위한 체적 보상 커터헤드를 완성하고, 송도 5,7 공구 현장에서 작업 중인 20,000hp 급 준설선의 커터와 두바이 팜 데이러 현장에서 작업 중인 27,000m3 자항호퍼 준설선에 적용하여 실용화한다. 준설시 발생하는 부유물이 주변 지역에 미치는 생태학적 영향 분석 방법론을 정립한다. * 친환경 준설 커터석션 헤드 기술의 실용화: 준설시 부유물이 거의 발생하지 않는 체적 변화 보상 장치를 부착한 고농도 진공 흡입 소형 커터석션 헤드 시작품을 제작한다. 제작된 시작품을 커팅 탱크 시험과 수치 해석으로 검증한 후, 현장에 적용하여 고농도 진공 흡입 준설 기술을 실용화한다.
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