인천국제공항 제2여객터미널 연결철도 건설공사(Incheon International Airport Passenger Terminal 2 Construction)

인천국제공항 제2여객터미널 연결철도 건설공사가 진행 중이다. 운항중인 비행 활주로 하부를 통과하는 연결 통로 건설공사로 외국에서 그 사례를 찾기 힘들 정도의 어려운 공사이다.

현장에서 기술자문 요청을 받고 상황을 확인하니 기존 지하철역에서 제2 여객터미널까지 KTX가 진입이 가능하도록 기존 지하철 BOX구조물의 일부를 철거해야했다.

기존 지하철과 선로와 신규 선로의 연결를 위해서 벽체일부를 철거해야 하는데 이때 기존 BOX구조물에 부모멘트가 발생하게 되어 앵커 시공이 필요하게 되었다.

<시공 평면도>

현장에서 검토중인 앵커는 VSL 앵커였다.

설계 인장력 150ton/EA, 정착장의 위치는 풍화암에 설치되는 것으로 계획되어 있었고 천공 지반 하부에 투수증이 있어 천공시 지하수가 유출이 우려되는 상황이였다.

<지층 및 단면도>

VLS앵커는 인장형 앵커이다. 인장형 앵커는 인장시 하중집중으로 인해 정착 전면부에 자유화가 진행되며 크랙 및 하중감소가 발생한다. 또한 하중집중 구간의 지반에 극한주면 마찰력을 상회하게 될 경우 진행성 파괴(progressive debonding) 및 크립(creep)으로 인한 하중감소가 발생한는 단점이 있다. 따라서 영구앵로써 사용하기에는 무리가 있다.

<인장형 앵커>

영구 앵커를 선정할때 지반과 앵커의 특성을 무시하고 가격에만 촛점을 맞추어 사용하는 사례가 지금도 있다. 그러나 장기적인 관점에서 인장력 손실이 발생했을 경우 발생하는 구조물의 기능적 문제 및 추가 보강에 들어가는 비용은 상상하기 힘들다. 따라서 영구앵커를 사용할때 반드시 정착지반의 상태와 앵커의 특성을 고려해 적절히 선정하는 것이 바람직하다.

VSL앵커의 문제점 및 지반특성을 고려하여 UCD 앵커(압축 균등 분산형)를 제안 하고 현장에 반영하였다.

1. 정착지반: 풍화암
2. 설계인장력: 150ton
3. 유지관리: 재인장가능한 공법

<집중 압축형 앵커>

<분산 압축형 앵커>

UCD ANCHOR선정 후 시험 시공을 위한 현장 답사가 있었다. 지하철 운행이 중지되는 새벽에 설로를 따라 현장으로 이동했다. 지하철 내부에서 작업해야 하는 상황에서 실제 작업시간은 하루 3시간 30분 정도였다. 짧은 작업시간과 협소한 공간등 시공 여건이 어려운 현장이였다.

다음은 시험 시공 사진이다.