한국건설기술연구원, 2014 세계 최고기술(WBT) 2건 선정...발파굴착 터널공법 외
“고성능 지보재와 시공 위험도 예측에 의한 발파굴착 터널공법(NATM) 안전시공 기술
조류발생 원인물질 제거를 위한 생물학적 및 전기화학적 인·질소 제거기술
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한국건설기술연구원(원장: 우효섭 줄임말: 건설연)은 자체적으로 보유한 대표적인 기술들에 대한 객관적 평가를 통해 ‘2014년도 한국건설기술연구원 WBT(World Best Technology: 세계최고기술)’로 “고성능 지보재와 시공 위험도 예측에 의한 발파굴착 터널공법(NATM) 안전시공 기술(책임자: Geo 인프라 연구실 김동규 연구위원)”과 “조류발생 원인물질 제거를 위한 생물학적 및 전기화학적 인·질소 제거기술( 책임자: 환경연구실 김광수 선임연구위원)” 2건을 선정하였다.
* 지보재 : 지하구조물 굴착시 안정성 증대를 도모하며 새로운 평형조건에 이르도록 인위적으로 설치되는 숏크리트, 록볼트 및 강지보재를 말함.
* 발파굴착 터널공법(NATM : New Austrian Tunnelling Method) : 암반을 볼트로 고정하고 표면을 숏크리트(shotcrete)로 굳혀 암반의 붕괴를 방지하면서 터널을 굴진해 공사하는 공법
2014년 한국건설기술연구원 WBT(세계최고기술)로 선정된 김동규 연구위원팀의 “고성능 지보재와 시공위험도 예측에 의한 발파굴착 터널공법(NATM) 안전시공기술”은 시공 중 터널의 붕괴·붕락사고를 방지하기 위한 세계 최고 수준의 안전시공 기술이다. 특히 발파굴착공법(NATM) 안전시공 연구팀은 터널을 시공할 때의 안전성을 높일 수 있는 ‘고성능 격자 지보재’ 뿐만 아니라 강도와 내구성은 높으면서 선진 외국과 비교할 때 경제적인 ‘고성능 숏크리트(압축공기로 터널 굴착면에 뿜어 붙이는 콘크리트)’를 개발하였다. 강도가 높은 숏크리트가 지보재로 사용됨으로써 터널시공 시 필요한 타설 두께가 줄어들고 이에 따른 굴착량의 감소 및 굴착시간이 단축된다. 그리고 2차로 도로터널 연장 1 km 기준으로 터널 시공 시 약 3.3억원이 절감된다. 또한 터널 공사 시 굴착량이 감소함에 따라 발파 시 발생하는 버력(터널굴착에서 나오는 토석이나 암석 덩어리 등 폐석)의 처리시간을 획기적으로 줄여 터널 시공이 빨라진다. 특히 고강도 숏크리트의 사용으로 터널의 수명이 기존 터널대비 50%까지 연장됨으로써 잦은 터널 보수·유지 작업들로 인한 교통흐름의 지체가 감소됨으로써 국민생활 불편이 줄어든다. 이밖에도 김동규 연구위원의 연구팀은 세계 최초로 터널현장에서의 막장 위험도 수준을 정량적으로 평가할 수 있게 하고 안전시공관리 수행에 필요한 표준화 툴로써 향후 사용될 수 있는 ‘터널 붕괴 위험도 지수 개념과 지수값 산정체계’도 개발했다.
2014년 한국건설기술연구원 WBT(세계최고기술)로 선정된 김광수 선임연구위원 연구팀의 “조류발생 원인물질 제거를 위한 생물학적 및 전기화학적 인·질소 제거기술”은 우리와 비슷한 산업발전 환경을 겪어 온 아시아국가 뿐 만 아니라 유럽의 기술을 초월하여 하·폐수에 함유된 질소 및 인 제거를 위한 세계 수준의 하·폐수 처리 핵심기술을 개발하였다. 김광수 선임연구위원의 연구팀은 1990년 초부터 질소 및 인 제거 기술개발에 주력하여 왔다. 그리하여 최근 연구팀은 하수처리수의 재이용에 사용되는 멤브레인 여과막의 수명이 오래가도록 미생물을 입상화(10um 이하 크기의 미세 슬러지를 1mm 크기로 입상화) 시킬 수 있는 기술로까지 발전시켰다. 대부분의 기술은 중소기업에 기술이전 되어 실용화 되었으며 누적 총 건설비는 약 1천 5백억 원에 이른다. 연구팀은 생물학적 질소 및 인 제거 기술로 ‘연속주입-간헐배출 처리방법’과 하수처리장에서 발생하는 ‘메탄가스를 탄소원(Carbon Source)으로 활용하여 질소제거 효율을 향상시키는 기술’, 그리고 화학적 인 제거 기술로는 ‘전기응집방법’을 개발하여 종래 화학처리기술에서 발생되는 슬러지의 양을 절반으로 감소시켰다. 그리고 하수처리장 2차 침전지에서 유출되는 부유물질제거방안으로는 ‘망형 튜브필터’를 개발함으로써 하·폐수의 고도처리를 위한 생물학적, 물리적, 화학적 처리 방법의 모든 기술을 완성시켰다.
연구관련 문의 : 하만재 (한국건설기술연구원 대협실 홍보정보팀) (031-9100-282, 010-9316-7299,manjae.ha@kict.re.kr) 한국건설기술연구원 |
