지향성압입공법? HDD공법?

안녕하세요, 지난 20년 동안 많은 성장을 통해 지향성압입공법(HDD)이 많이 보편화되었습니다. 이러한 지향성압입공법에 대한 배경과 내용에 대해 공유드립니다.

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◆ 지향성압입의 개요

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지질탐사, 지하수개발, 유정개발등을 위해 땅을 수직 천공하는 일도 역사가 그리 오래되지 않습니다만 수평 천공은 더 그렇습니다. 지표면을 훼손하지 않고 관이나 케이블을 매설하도록 억제하는 일이 보편화 된 것은 서구 산업국가에서도 최근의 일입니다.

과거의 수평천공은 일정 깊이까지 수직으로 구덩이(수직 작업갱)를 파낸 다음에 수평으로 천공을 하는 일이 보통이었습니다. HDD공법은 그런 수직 작업갱 없이 지표면에서 지표면으로 굴을 뚫는 것이 가장 큰 특징입니다. 어떤 지점(추진구)에서 다른 지점(도달구)까지 땅 속으로 거꾸로 포물선을 그리면서 굴을 뚫습니다.

고속도로나 하천 등 피치못할 지장물이 있을 경우 개복없이 관로, 수로 및 케이 블, 전기 배선 등을 삽입 가능하게 하는 공법으로서 기존의 작업 효율을 혁신적으로 개선시켜주는 시공입니다.

위 그림과 같이 천공방향을 지상에서 조작할 수 있기 때문에 가능합니다. Diretional이라는 말은 이를 묘사한 말입니다. 조향이 가능하단 뜻입니다.

1993년 이 공법이 처음으로 국내에 도입되던 당시 “지향성수평굴착” 이라는 용어를 쓰기 시작했고, 지금은 이 공법을 우리말로는 “지향성압입” 또는 “수평굴착공법”이라고도 부릅니다.

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◆ 지향성압입 공법 (How to HDD)

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HDD는 가장 많이 쓰이는 약어이지만 조향 굴착이라는 점에서 Steerable Boring이라고 불리기도 합니다. 아래 그림은 천공용 파이프와 그 앞 끝에 붙은 날을 보여 줍니다. 이 날을 빗트라고도 하고 조향판 가장자리에 붙은 손톱크기의 쇠붙이 여러 개를 빗트날라고 합니다. 보통 조향판은 이 날을 가리킵니다. 이 조향판은 약간 경사지게 생긴 드릴헤드에 붙어 있습니다. 경사진 면이 흙에 부딪치면 밀려서 방향이 바뀌게 됩니다. 아래 그림의 화살표는 조향 방향을 표시합니다. 돌리면서 조향판을 앞으로 밀어넣으면 방향은 원하는 대로 바뀝니다.

 

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파이프 끝에 날(빗트)을 달아 천공을 하는데 이 때 파이프 속으로 높은 압력의 물을 쏘아 줍니다. 고압 굴착수에는 벤토나이트나 기타 겔(gel) 성질을 얻을 수 있는 재료를 섞어 사용합니다. 벤토나이트라는 것은 일종의 진흙입니다. 배토 때문에 사용합니다. 콜로이드 상태의 흙탕물은 웬만큼 긴 굴 속의 흙도 밖으로 실어 내 올 수 있습니다.

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◆ 정리

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즉, 지향성압입공법이란 복잡한 도심과 도로개척에 따른 교통혼잡 및 자원낭비의 문제점을 보완하기 위한 공법이며, 사전에 체크한 지장물을 피하여 원하는 각도와 심도를 지상에서 조절하여 작업할 수 있는 장점을 가지고 있습니다.

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특히, 이 공법은 소구경의 Drill head와 높은 물의 압력을 사용하여 여러가지의 토질을 작업할 수 있으며 head 부분에 발신기 센서와 수신기 로케이터를 사용하여 진행방향을 정확하게 조정하므로써 사전에 파악한 지장물을 피해갈 수 있으며, 적은양의 Bentonite를 물과 혼합하여 사용하므로 홀안의 공극을 막아주므로써 침하, 붕괴위험이 없어 고속도로 횡단 및 철도, 강, 도강시에 사용됩니다.

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