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Oct 17, 2023

Pawtucket 프로젝트를 위한 설계 및 건설 혁신

그림 1 – Irwan S. Halim, Vojtech Ernst Gall 및 Stephane의 프로젝트 영역 지도

그림 1 – 프로젝트 영역 지도

작성자: Irwan S. Halim, Vojtech Ernst Gall 및 Stephane Polycarpe

Pawtucket 터널 프로젝트는 로드 아일랜드의 Pawtucket 및 Central Falls 지역사회의 CSO를 줄이기 위해 설계된 Narragansett Bay Commission(NBC) 3단계 합류식 하수 범람(CSO) 프로그램의 첫 번째 단계입니다. 프로그램의 1단계와 2단계는 프로비던스 지역에 중점을 두고 각각 2008년과 2015년에 완료되었습니다.

Pawtucket 터널은 최소 내부 직경이 30피트이고 길이가 약 11,700피트로 계획되어 있습니다. 터널은 반전 깊이가 115~155피트인 암석 터널이 될 것입니다. 터널은 TBM을 사용하여 굴착되며 개스킷이 부착된 프리캐스트 콘크리트 세그먼트와 동시에 라이닝됩니다. 이 프로젝트는 설계-시공 납품 프로세스를 사용하여 구현되고 있습니다. 설계-시공 계약자는 CBNA와 Barletta의 합작 투자 회사(CBNA-Barletta JV)로 구성됩니다. CB3A라고도 합니다. 주요 디자이너는 AECOM입니다. GEI Consultants는 지질 공학 엔지니어링 및 현장 지원을 통해 AECOM을 지원하고 있습니다. 설계 하위 컨설턴트로는 Gall Zeidler Consultants, Mueser Rutledge Consulting Engineers 및 BETA Group이 있습니다.

Pawtucket 터널 프로젝트 건설에는 주 운송 및 저장 터널이 포함됩니다. 터널 굴착기(TBM) 발사축 및 수용축; 터널 펌핑 스테이션; 드롭 및 벤트 샤프트 및 연결 장치. 터널 굴착은 조건에 따라 개방형 또는 폐쇄형 가압면 EPB(토압 평형) 모드에서 작동할 수 있는 하이브리드 TBM을 사용하여 수행됩니다.

TBM이 발전함에 따라 터널에는 프리캐스트 강철 섬유 강화 콘크리트 세그먼트가 늘어서게 됩니다. 프로젝트 위치는 아래 그림 1에 나와 있습니다. TBM 발사 샤프트는 직경이 60피트이고 깊이가 약 150피트이며 터널과 일직선으로 터널 펌핑 스테이션(TPS) 샤프트 근처에 위치합니다. 대체 기술 개념(ATC)으로 입찰 설계 단계에서 TPS와 발사 샤프트는 알려진 전단 영역을 피하고 더 가깝게 재배치되었습니다. 발사 샤프트는 직경 10피트의 흡입 헤더 터널을 통해 TPS 샤프트에 연결됩니다. TBM Tail Tunnel과 사전 굴착된 TBM Starter Tunnel을 제공합니다. 터널 선형에는 4개의 추가 드롭 샤프트 위치가 있습니다. 수용 샤프트의 직경은 36피트이고 깊이는 130피트입니다.

터널의 전체 길이는 빙하 퇴적층과 기타 채움재로 덮힌 로드아일랜드층의 규산암 기반암에 건설되며 지하수면 아래에 위치하게 됩니다. 그림 2와 같이 7분할 범용 테이퍼링 링 시스템이 채택되었습니다. 터널 라이닝 링은 14인치입니다. 두꺼운, 30피트, 2인치. 내부 직경은 6피트, 7인치입니다. 길이는 직사각형 기하학의 일반 세그먼트 4개, 오른쪽 사다리꼴 기하학의 카운터 키 세그먼트 2개, 쐐기형 키 세그먼트 1개로 구성됩니다. 모든 세그먼트는 응력 집중으로 인해 누수 및 구조적 손상을 일으킬 수 있는 십자형 조인트 생성을 방지하기 위해 엇갈리게 배치됩니다. 키 세그먼트가 항상 터널 크라운에 설치될 수는 없으므로 TBM은 이렉터 및 지지 롤러 시스템을 사용하여 링을 조립하는 동안 세그먼트를 제자리에 고정할 수 있어야 합니다. 링의 길이는 시공성 요소(운반 용이성, 조립성, 곡선 협상 능력)와 유용성 요소(누수 및 생산 비용을 줄이고 터널 전진율을 높이기 위해 조인트 수 제한) 간의 균형을 맞춰 선택되었습니다.

그림 2 - 터널 라이닝 형상

쐐기 모양의 키 블록은 작은 세그먼트가 다루기 쉽기 때문에 다른 세그먼트보다 작은 크기로 설계되는 경우가 많습니다. 최근에는 대규모 핵심 부문이 업계에서 점점 더 수용되고 있습니다. 우리의 디자인은 비슷한 크기의 세그먼트를 채택했습니다. 중앙선의 코드 길이는 일반 세그먼트의 경우 약 14.1피트, 카운터 키 세그먼트의 경우 14.0피트, 키 세그먼트의 경우 14.3피트입니다. 구조적 및 시공성 이유로 인해 모든 세그먼트를 가능한 한 비슷한 크기로 만드는 것이 유리합니다. 링 내에서 균일한 간격으로 배치된 종방향 조인트는 하중 지지력을 증가시키고 링 왜곡을 줄입니다. 더 큰 키 세그먼트는 일반 세그먼트의 크기(따라서 세로 조인트의 수)도 줄일 수 있습니다. 세그먼트는 세로 조인트에서 서로 볼트로 고정되지 않습니다. 이는 볼트 체결이 일부 제거되므로 터널 전진 속도를 높이는 데 도움이 됩니다. 링은 14개의 동일한 간격의 다웰(SOF FAST 110)을 사용하여 링 조인트에서 서로 연결됩니다. 또한, 14쌍의 균등한 간격의 전단 커넥터, 즉 강철 코어가 있는 전단 바이콘(Optimas Sofrasar F500)이 나중에 설명하는 대로 터널 조정 개구부의 센터링 및 전단 복구 목적을 위해 링 조인트에 지정되었습니다.