쉴드 TBM 설계 시 추력과 토크 산정식들에 대한 고찰
A study on the thrust force and torque calculation models in the design of shield TBM
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초록
급속한 경제 발전과 도시 인구 증가는 기존의 인프라의 개선과 확대를 위한 지하 공간 활용의 필요성을 증가 시킨다. 쉴드 TBM (Tunnel Boring Machine)은 높은 굴진율과 최소한의 지반 교란이 필요한 지하 구조물 설계에 널리 이용되어 왔다. 허용 추력과 커터헤드 토크는 적절한 TBM 타입 을 선택에 있어서, 중요한 설계 인자 이므로 TBM 공사 시에 적절히 산정되어야 한다. 하지만, 기존의 추력과 토크의 추정 모델은 오직 경험적인 인자와 TBM 직경에만 의존하고 있는 실정이다. 이는 최적의 추력 유압 시스템과 적절한 유압 부품의 선택을 어렵게 한다. 본 연구에서는 4개의 추력 및 토크 계산 모델을 설명하고 정리하였으며, 각각의 모델들을 비교 및 논의하였다.
Abstract
Rapid economic development and urban population growth have been increasing the necessity for underground space exploration and utilization due to the need of upgrading and expanding the existing infrastructures. TBM has been widely used to construct underground structures with high advance rate and minimal grounddisturbance. Two important design parameters, which are available thrust capacity and cutterhead torque, should be estimated for any project in addition to proper selection of TBM type. However, the conventional thrust force and torque estimation model only depends on the empirical equation, which hinders the design process of theoptimal thrust hydraulic system and the appropriate hydraulic components. In this study, four thrust and torque calculation models are derived and explained. For TBM design practice, the four estimation models are compared and discussed.
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