[토질 및 기초 기술사] 134회 1교시 기출문제 2번

2. TBM의 굴진율

 

Ⅰ. 정의

- TBM 굴진율은 1회 Cutterhead 회전 당 굴진량 또는 단위시간당 굴진거리로 표현되는 굴착성능이며, 굴진율은 지반강도 + Cutterhead 토크 + 추력의 함수로써 TBM 선정·공정계획의 기초지표

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Ⅱ. TBM의 개념도

 

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Ⅲ. TBM 굴진율에 영향을 미치는 주요 요소

1) 지반조건
   ① 암석 일축압축강도(UCS) 증가 → PR 감소
   ② 절리·층리 발달 → 굴진율 증가
   ③ 지하수압↑ → Cutterhead 토크 요구량 증가

2) 장비조건
   ① Cutterhead 추력·토크 크기
   ② Disc Cutter 직경, 배열, 침입량(Penetration per cutter)
   ③ TBM 형식(EPB, Slurry, Hard-Rock TBM)

3) 운영조건
   ① Cutter 마모관리(마모 시 PR 급감)
   ② 공기압·슬러리압 등 Face Pressure 유지
   ③ 운전자의 운전패턴·장비 유지보수 수준

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Ⅳ. TBM 굴진율 예측 방법

1) Cutter penetration theory(파쇄역학 기반)

2) UCS–PR 경험식(Lang, NTNU Model 등)

3) TBM Cutterhead 토크–추력 곡선 기반 분석

4) RME/RMR, Q-system 기반 지반등급 → 경험식 적용

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Ⅴ. 기술자적 제언

1) TBM 굴진율은 설계 단계 예측값보다 시공 중 실측 PR 기반으로 정기 재보정해야 공정 지연을 방지

2) Cutter 마모 모니터링, Face Pressure 관리 등 운영조건 개선 필요

3) 지반조사 결과의 불확실성을 고려해 PR은 최대·평균·최소값 범위로 제시해 리스크 관리

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✔ 핵심 10초 암기

• PR = P/N
• AR = PR × N × η
• 지반강도↑ → PR↓
• TBM 굴진율 = 지반 + 장비 + 운영 3요소의 조합