속경형 고유동 채움재로, 터널-상하수관 사이 고강도로 채운다
속경형 고유동 채움재로, 터널-상하수관 사이 고강도로 채운다
  • 전찬민 기자
  • 승인 2022.07.05 09:23
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

충전관 및 Over Flow관 설치 장면
충전관 및 Over Flow관 설치 장면

[공학저널 전찬민 기자] 도수터널 건설시 통상 TBM으로 터널을 굴착한 후 내부에 상수도관을 설치하고 굴착면과 상수도관 사이의 빈 공간을 경량기포 콘크리트로 충전하는 방법이 많이 활용되고 있다. 하지만 경량기포 콘크리트는 충전 불량과 충전 이후 수축에 의한 균열 발생 등의 문제가 지적되고 있어 이를 대체할 공법에 대한 요구가 증가하고 있다.

모든 도수터널에 대해 상수도관과 터널 사이의 빈 공간을 채우는 것은 아니지만 내부압력이 걸리는 관의 경우 압력에 의한 관로의 변형방지 등의 목적으로 빈 공간의 채움이 필요한 곳이 있다. 이러한 경우 기존에는 비교적 재료가격이 저렴한 경량기포 콘크리트 등을 활용해 빈 공간을 채우고 있지만 긴 구간을 채우기에는 충전 미흡, 양생 시 침하, 균열, 2차적인 공동 발생 등의 문제점이 있을 수 있다.

이에 따라 이러한 문제를 해결하기 위해 유동성, 조기강도 발현, 장기강도 특성 등을 고려한 채움재에 대한 연구가 진행되고 있는 가운데, 최근 이러한 특성을 겸비한 ‘속경형 고유동 채움재’가 주목을 받고 있다.

속경형 고유동 채움재는 특수바인더와 산업부산물을 재활용한 필러로 구성돼 자기수평력과 자기다짐성을 가진 재료로 초기에는 가소성 또는 높은 유동성을 가지며 타설 후 4시간 이내에 속경성을 발휘해 후속 시공이 가능하며, 재 굴착이 용이하도록 장기강도 증진을 억제시킬 수 있다.

기존의 경량기포 콘크리트 보다 훨씬 우수한 유동성을 가지기 때문에 충전이 매우 유리하다는 것이 장점이다. 기존 공법이 50m 마다 주입이 필요하다고 하면, 250m 이상의 거리에서도 완전 충전이 가능하다.

유동성이 매우 높으면서도 1~2시간 안에 빠르게 흐름이 정지되고 경화해 3~4시간 후엔 사람이 밟고 설 수 있을 정도의 강도를 발현하게 된다. 이에 따라 후속 공정이 가능해 공기를 단축시킬 수 있다는 것이 또 다른 장점으로 손꼽힌다.

또한 꺼짐에 의한 공극이 발생할 수 있는 기포콘크리트와 달리 콘크리트가 경화하는 동안에 혼합수의 일부가 분리돼 콘크리트 윗면으로 상승하는 블리딩이 낮아(3% 이내) 충전 후 공극 발생이 거의 없다. 이와 더불어 자기수평과 다짐 능력을 가지고 있어 동결융해, 표면 침식, 유해 화학물질의 침입을 방지하며, 관거 주변의 지반 침하도 방지할 수 있다.

이러한 속경형 고유동 채움재를 개발한 ㈜케미우스코리아는 1999년 건축/토목 재료기업으로 출발해 국내 최초로 콘크리트 펌프유도제를 개발해 전량 폐기돼야 하는 콘크리트 펌프카 타설 전 선행 모르타르를 대체함으로써 환경에 이바지해 왔다. 또한 지하수계로의 규산용탈을 원천 방지할 수 있는 지반보강용 무기질계 주입재 등을 개발 보급해왔으며, 2010년대 이후로는 이를 이용한 사면과 터널 등의 지반보강 공사를 직접 수행하고 있다.

케미우스코리아 한진규 이사)는 “도로하부 공동과 같이 지중에 공동이 존재하는 경우 지반침하에 의한 안전사고가 발생할 수 있다”며 “속경형 고유동 채움재를 사용하면 이러한 공동을 간단하고 저렴한 시공으로 충전이 가능하며, 경화체는 최소한의 강도를 가져 지하수 등에 유실이 되지 않으면서도 추후 굴착이 필요한 경우 쉽게 굴착되는 장점이 있다”고 말했다.

그는 이어 “이에 사회적으로 안전한 도로환경을 조성하고, 환경적으로 굴착복구에 따른 폐기물 발생을 예방할 수 있어 활용이 점차 확대될 것으로 예상된다”며 “또한 경제적으로 굴착복구보다 훨씬 경제적이며 교통통제 등을 최소화할 수 있다는 점에서 경제성까지도 확보했다”고 덧붙였다.

케미우스코리아는 이처럼 다년간 축적된 재료기술을 바탕으로 최근에는 속경형 고유동 채움재뿐만 아니라 공기가 크게 단축된 강관다단 보강공법인 RMG공법, 수중불분리 주입재료를 이용한 지반보강공법인 DEM공법 등의 현장적용을 활발히 하고 있다.

또한 중소기업으로써 확고한 기술력이 없으면 미래에 도태될 가능성이 높다고 판단해 시장을 선도할 기술의 확보를 위해 꾸준히 R&D에 투자하고 관련 기술을 개발하고 있다. 특히 국가R&D를 수행하며, 획득한 숏크리트, 콘크리트 압송, 철도노반 보강 등의 기술을 현장에 적용하기 위한 노력을 기울이고 예정이다.


댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.