DSM (Divided Shield Method) 공법

D.S.M ( Divided Shield Method )공법이란 지하 공간 굴착에 대해서 안전성을 확보하고, 또한 주변지반의 변형이 극소화가 되게하는 터널 굴착 시공법이라 할 수 있다.
이 공법은 종래의 Messer Shield공법의 설계, 시공의 경험을 기초로 한 공법으로써, Messer 공법의 장점을 그대로 유지 하면서 그 동안 시공 중에 뒷꼬리부가 쳐져서 토류판 및 쐐기 박기가 곤란하여 주변의 지반을 이완 시켰던 문제점을 보완하였는데, 주요 핵심은 굴삭 판넬의 강성과  Jack Power를 크게하는 등의 System을 새롭게 변경시킴으로써 가능하게 되었다.
새롭게 고안된 선두굴삭 판넬은 꼬리부에 연속적으로 연결굴삭 판넬을 연결하여 끌고 나가는 굴진방식의 System으로 개발한 것이다.

현재까지 지하 공간의 굴착에 있어 Messer Shield 공법이 자주 적용되고 있는 이유는 본 공법이  Messer라는 복공 철갑 속에서 작업원이 막장 굴착, 지보공 설치, 기타 공정 등을 아주 안전하게 작업 할 수 있기 때문이었다.
또한, 막장의 계속적인 관찰과 지층의 변화 및 지반거동의 사전예측이 가능하며, 지하수 및 지반  여건 변화에 따라 그라우팅 등 보조공법의 병행시공이 가능한 공법이다. 특히 200 여회에 걸친 Messer Shield 공법의 시공경험을 비추어 볼 때 단 1건의 안전사고 없이 무난히 공사를

 

수행 할 수 있었던 것은 단순하면서도 반복적인 공종이 안전시공을 함에 있어 최고의 장점이 되었기 때문임을 밝혀둔다
이러한 공법의 안전성 때문에 도심지에서 지하 구조물을 축조 할 경우 지장물이나 교통처리 관계로 개착 시공이 곤란한 곳에서 많이 적용되어 왔다.

Messer 란 독일어의 Mess, 즉 Knife를 뜻하는 것으로써 토사 지반에 쉽게 관입 시킬 수 있는 선단부의 형태를 말하며, 굴삭 판넬의 폭이 좁아서 ARCH 단면에도 병렬배열이 가능한 본 공법은 1970년대에 일본에서 Fuji Engineering의 伊藤知雄 技術士가 開發하였고, 철도 횡단 BOX구조물, 붕락의 위험이 있는 풍화암 ARCH 터널공사 등에서 광범위하게 채택되어 왔다.
특히, 1983년 지하철 318공구 본선부 99m 공사를 시작으로 지하차도, 철도횡단, 전력구, 통신구 및 기타 지하 구조물 축조공사에 적용되어 그 경제성 및 시공성을 인정받아 검증된 공법이라 할 수 있다.
그동안 Messer Shield 공법을 설계, 시공해 온 경험과 실적을 바탕으로 본 굴진 방법을 Level - Up 시켜 건설부 신기술지정 제 82호에 등록하고 발명특허 제0239590호로 특허등록을 취득하여 본 공법을 D.S.M 공법이라 명칭하기로 하였다.

 

◆ 복공

[개량된 DSM 공법의 모식도 (DIVIDED SHIELD METHOD) ]

 

 

※특징
- PANEL 후두부가 지중으로 선행 관입되어 막장면에 대한 안정성 확보
- 증가된 UNIT 압으로 인해 1대의 UNIT로 2개의 JACK을 사용 각 15TON 의 힘으로 동시추진
- SEGMENT PANEL 사용으로 완벽한 복공 효과

 

◆ PANEL 형상변경 및 강성확보

A-Type (연속 판넬 연결)
굴착시에 선두 판넬에 연이어서 연속 판넬을 끌고 전진함.
( 후두부 및 꼬리부의 강성을 증가)

B-Type (RC 판넬 삽입)
굴착시에 B-Type 판넬의 후방에 RC 판넬을 삽입하여 복공 처리함.
( 후두부 및 꼬리부의 강성을 증가 )

 

◆ 추 진 압 (멀티 승압)
※특징
- UNIT 압력이 10TON-->15TON 으로 증가
- 1개의 UNIT에 2개의 JACK 연결 총 30TON 의 균등압으로 동시추진 가능

 

◆ 퍼플링형 그라우팅 보완

※특징
- 터널 굴착에 선행하여 막장의 안정과 용수처리 및 침하를 최소화 하기위하여 강관 다단형 GROUTING을 시행
- 막장면에 대한 안식각 범위 내에 그라우팅 주입이 됨으로써 막장부에서 원호 Sliding 파괴나 토플링(전도) 파괴 현상을 예방 할 수 있다.

 

◆ 지반 수치 해석 프로그램 적용

- DSM 터널 굴착에 따른 지반 침하의 영향을 수치 해석을 통하여 검토하여 주변 시설물의 안정성을 분석하였슴.
(PENTAGON 3D -3차원 유한요소해석)
- DSM 공법은 굴착 작업 중에 발생하는 지반 거동에 대해서 즉시로 상기의 해석 프로그램을 이용하여 Feed Back을 시행하고, 이에 대해 적절한 보강 대책을 수립한 후 시공토록 한다