싱가포르 투아스 항만 건설 공사

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(1)기술기사  | 한국지반공학회지 | Vol.32, No.5 | pp.9~19. 싱가포르 투아스 항만 건설 공사. 권수영. 김민수. 대림산업 부장 부산항 오륙도 방파제 현장소장 ([email protected]). 대림산업 부장 싱가폴 TTP1 현장소장 ([email protected]). 1. 머릿글. 간 이동에 소요되는 시간과 비용, 도로 정체 등이 해소 되고 항만운영이 통합운영됨으로써 운영비가 절감되. 도시 국가 싱가포르는 1819년 영국의 동인도 회사. 어 싱가포르항을 이용하는 고객에게 좀더 신속한 화물. 가 개발한 작은 항구에서 시작하여 현재는 동서양을. 처리 및 비용절감의 인센티브를 제공할 수 있을 것으. 오가는 무역항로의 중심이 되었다. 이렇게 작은 도시. 로 기대된다. 더불어 현 싱가포르항의 이전으로 기존. 가 세계적인 항만으로 거듭날 수 있었던 데는 지리적. 시내에 위치한 항만부지는 상업, 주거 복합단지 개발. 이점을 살린 태평양 항로나 유럽 항로상 국가들의 화. 공간을 확보함으로써 싱가포르 정부는 2027년부터. 물을 연계하는 환적 허브로서의 역할을 하겠다는 싱. 현 항만 지역을 ‘South Waterfront City’(약 1000ha. 가포르 정부의 전략이 주효했다. Tuas 항만 개발사업. 규모)로 개발할 계획을 구상중이다.. 은 이러한 싱가포르 정부의 또 한번의 선도전략이라 할 수 있다. 기존 운영중인 탄중파가, 케펠, 브라니, 파 시르 판장 터미널을 Tuas로 통합함으로써 경제성과. 2. 프로젝트 개요. 효율성 향상을 도모 하는 것이다. 신규 항 건설로 현 재 컨테이너 처리량 4000만TEU의 1.5배인 6500만. 싱가포르 투아스(Tuas) 항만 개발 프로젝트는 연간. TEU(Twenty-foot Equivalent Unit; 20피트 컨테. 6500만 TEU 물동량을 목표로 1,337ha 부지에 66개. 이너 크기 기준 단위)를 처리할 수 있을 것으로 기대되. 선석을 건설하는 초대형 항만 건설 프로젝트로 총 4단. 며 컨테이너 환적 작업을 위해 트럭을 이용한 터미널. 계에 걸쳐 개발될 예정이며, 현재 1~2구간 공사가 진. 2016. 9 Vol.32, No.5 • 9.

(2) 기술기사  | 한국지반공학회지 | Vol.32, No.5 | pp.9~19. 표 1. 투아스(Tuas) 항만 터미널 건설 개요 공사명. 구분. 시기. 공사 내용. 수주자. 1구간(Finger 1). Phase Ⅳ. 2014. 8 ~ 2019. 1. 매립, 준설, 안벽건설. 현대건설 컨소시엄. 2구간(Finger 2). Phase Ⅰ. 2015. 2 ~ 2020. 12. 매립, 준설, 안벽건설. 대림산업 컨소시엄. 3구간(Finger 3). Phase Ⅱ. 비공개. 비공개. 미정. 4구간(Finger 4). Phase Ⅲ. 비공개. 비공개. 미정. 행중이다. 대림산업은 벨기에 Dredging International과 컨. formation과 이 층을 덮고 있는 Kallang Formation 으로 구성되어 있다.. 소시엄을 이루어 2015년 2월 2구간 공사를 수주하여 진행하고 있다. 20개 선석(2천만 TEU 규모)을 건설하. 3.2 현장의 지반 조건. 는 2구간 공사(Tuas Terminal Phase 1 Project, 이 하 TTP1)는 총 사업비용 24억 싱불로 싱가폴 항만청. TTP1 현장 지반조사 결과, 당 현장은 위의 지질도. (MPA)에서 발주하였으며, 2020년까지 매립(300ha),. 에 나타난 바와 같이 Kallang Formation과 Jurong. 준설, 중력식 안벽(8.6km) 공사 등을 수행한다.. formation으로 구성되어 있음을 확인할 수 있었다. 당 현장의 지반조사 결과를 바탕으로 구성한 지층 모 식도를 그림 3.2에 나타내었다.. 3. 프로젝트 지역의 지질 특성 1) Kallang Formation. 3.1 지질특성. Kallang Formation은 주로 Marine Clay, Estuarine, Fluvial Sand 및 Fluvial Clay로 구성된다. 당 현장의. TTP1 현장이 위치한 싱가폴 서측지역은 그림 3.1. 주요 지층은 Marine Clay이며 Estuarine, Fluvial. 의 지질도(DSTA, 2009)에서 볼 수 있듯이 Jurong. Sand 및 Fluvial Clay는 몇몇 지역에서 국부적으로. 그림 2.1 투아스(Tuas) 항만 터미널 위치도. 그림 3.1 싱가포르 서측 Tuas 인근지역 지질도. 10 • 地盤.

(3) 싱가포르 투아스 항만 건설 공사. 출되어 있거나 Kallang Formation 아래에 존재한다. 그림 3.2에 나타나듯이, 이 지층 상부는 심하게 풍화된 잔적토나 풍화토 상태로 존재하며 하부를 구성하는 모 암의 풍화 민감도에 따라 기반암 깊이가 급격히 깊어 지는 경우도 있다. 이 지층의 일부 기반암은 물이나 공 기에 노출되거나 구속압이 제거되면 강도를 잃어버리 는 Slaking 현상을 일으키며 이 특성은 케이슨 기초의 설계 및 시공에 중요한 요소로 고려되어야 한다.. 그림 3.2 TTP1 현장 지층 모식도. 4. 연약지반 처리공법. 확인되었다. 현장의 Marine Clay는 해성기원의 점토. 4.1 케이슨 기초. 로 매우 연약한 상태이며 0.2m~10m 정도의 두께로 분포한다. 이 지층은 낮은 투수계수와 높은 압축성을. 아래 그림 4.1은 당 현장의 케이슨 단면도이다. 싱가. 갖는 대표적 해성 연약층으로 주로 사업구역의 원지반. 폴 대부분의 항만은 국내에서와는 다르게 지역 특성. 상부에 존재한다. 배후지 조성을 위한 매립은 이 지층. 상 사석재를 구하기 어렵기 때문에 케이슨 기초로 모. 상부에 진행되므로 연약지반 개량설계에 매우 중요한. 래를 다진 Compacted Sandkey를 사용하고 있다. 이. 의미를 갖는 지층이다.. Sandkey 하부의 기초는 비배수 전단강도 250kPa 이 상이 필요하며 이러한 강도를 갖는 지층까지 준설 후. 2) Jurong Formation. 모래를 채워넣는 준설치환 공법을 사용해야 한다. 하. Jurong Formation은 주로 Residual soil,. 부지층은 앞서 설명한 Jurong Formation이며 이 경. Completely~ Highly Weathered Rock 및 Fresh. 우 Slaking의 유무를 철저히 확인하도록 요구하고 있. Rock으로 구성된다. 이 지층은 해저 바닥면에 직접 노. 어 준설 전후 지층 강도를 확인하기 위한 각종 실험이. 그림 4.1 케이슨 단면도. 2016. 9 Vol.32, No.5 • 11.

(4) 기술기사  | 한국지반공학회지 | Vol.32, No.5 | pp.9~19. 이나 본 프로젝트에서 발생한 준설토로 매립하여 향 후 육상화될 Reclamation Land로 구분된다. 이러한 지층 위에 조성될 330ha의 초대형 컨테이너 터미널의 설계조건은 9단적의 컨테이너 적치하중을 고려하여 모든 압밀층의 압밀도 90%, 잔류침하량 40mm로 매 우 엄밀한 조건을 제시하고 있다.. 4.2.1 Existing Land 그림 4.2 Pelican Barge Offloading Sand. Existing Land 상부에는 싱가폴 각 지역에서 발 생된 다양한 종류의 공사용 토사가 매우 불규칙하게 매립되어있다. 매립된 토사는 크게 점토질의 GEM (General Excavated Material)과 모래질 토사로 구 분할 수 있다. 이 매립토사 하부의 원지반은 앞서 설명 한 바와 같이 투수성이 매우 낮은 Marine Clay로 구성 되어 매립 후 수년이 지난 지금도 압밀이 진행 중이다. 이 지역의 연약지반 개량 대상지층은 점토질의 GEM 과 Marine Clay 층으로 설계하중에 대한 압밀도와 잔 류침하량을 계산하여 필요할 경우 PBD 공법을 적용 하였다.. 4.2.2 Reclamation Land 그림 4.3 TTP1 현장 매립지반. Reclamation Land 대부분의 지역은 해저에 Marine Clay층이 확인되며 이 지층 상부에 매립될 준 설토 또한 Marine Clay 또는 심하게 풍화된 Jurong. 진행되고 있다.. Formation으로 모든 지역에 연약지반 개량이 필요하. 케이슨 기초의 모래 치환은 그림 4.2의 Pelican. 다. 개량공법은 Existing Land와 같이 PBD 공법을. Barge를 이용하여 실시하고 소요 높이까지 치환 후,. 적용하였으며 지층 구성에 따라 1~2m 간격으로 PBD. Vibro Compactor를 이용한 수중 다짐 실시하고 수중. 를 설치하게 된다.. CPT를 통해 소요지반강도를 확보하면 작업은 완료된. PBD 시공 후, 목표 압밀도와 침하량을 확보하기 위. 다. 이 때, 과매립된 치환모래는 GD를 이용하여 제거. 한 재하성토가 진행되며 각종 계측(Settlement plate,. 한다.. Extensometer, Inclinometer, Water Stand Pipe, Piezometer 등)을 통해 지반개량 진행정도를 확인. 4.2 매립지반. 한다. 목표 압밀도 및 침하량에 도달하면 재하토를 제거한 후, 그림 4.4의 HEIC(High Energy Impact. 당 현장은 원래는 해상이었으나 수년 전에 매립되 어 현재는 육상지역인 Existing Land와 지금은 해상. 12 • 地盤. Compaction)를 이용한 표층다짐으로 약 300 ha에 달 하는 매립지반의 개량이 완료된다..

(5) 싱가포르 투아스 항만 건설 공사. 및 THSD(Trailing Hopper Suction Dredger) 로 수 행된다.. 5.1 케이슨 기초 준설 (Sandkey Dredging) 케이슨 기초 준설은 케이슨 하부 원지반의 준설치환 을 위해 실시하며 그림 5.2의 표시 영역(Sandkey)에 대하여 실시한다. 그림 4.4 HEIC(High Energy Impact Compaction). 목표준설 심도는 비배수 전단강도 250kPa의 지층 까지이며 원지반으로부터 SPT N value 30에 상응하. 5. 준설. 는 지층까지는 CSD로, 그 이후부터 SPT N value 50 의 목표심도까지는 GD로 준설한다. 목표 심도까지 준. 당 현장의 준설은 케이슨 기초 준설(Sandkey. 설 완료 후, 해당 준설토에 대하여 각종 시험(Pocket. Dredging) 및 항로 준설(Fairway Dredging)로 구. Penetration Test, Torvane Meter 등) 및 수행단면. 성되어 있다. 준설작업은 그림 5.1과 같은 다수의. 에 대해 해상 CPT(Cone Penetration Test)를 실시하. GD(Grab Dredger), CSD(Cutter Suction Dredger). 여 설계기준 만족여부를 확인하고 이를 만족하는 경우. (A) Grab Dredger(GD). (b) Cutter Suction Dredger(CSD). (c) Trailing Hopper Suction Dredger(THSD). 그림 5.1 TTP1 현장 준설선. 그림 5.2 Typical Section of Sandkey. 2016. 9 Vol.32, No.5 • 13.

(6) 기술기사  | 한국지반공학회지 | Vol.32, No.5 | pp.9~19. 해당 구간에 대한 모래치환을 진행한다.. 의 선박이 안전하게 접안/계류할 수 있도록 중력식 케 이슨(높이 28m, 길이 40m)이 적용되었으며, 케이슨. 5.2 항로 준설 (Fairway Dredging). 형상은 그림 6.1과 같다. 아파트 10층 높이의 15,000 Ton 급 대형 콘크리트. 싱가포르 내 5개 항만을 이전, 하나의 항만으로 통. 구조물 222함을 36개월 내에 제작, 운반 및 해상 거치. 합운영이 목표인 투아스 항만 개발사업은 현존하는 컨. 를 안전하게 완료하기 위해서는 각 시공 단계별 특성. 테이너선 뿐만 아니라 향후 개발될 더 큰 선박의 접안. 을 반영한 최적의 공법이 적용되어야 한다.. 을 고려하여 항로 준설이 계획되어 있다. 항로 준설의 영역은 약 15km2으로 그림 5.3과 같으며 이 작업에는. 6.1 케이슨 제작. GD, CSD 및 THSD 작업과 더불어 일부 암반지대로 나타나는 구간에는 수중 발파까지 진행될 예정이다.. 6.1.1 케이슨 제작 순서. 항로 준설에서 발생하는 준설토 중 일부는 현장내 유. 케이슨 제작은 크게 바닥슬래브 타설, 벽체 타설 및. 용, 나머지는 향후 개발예정인 Finger 3 Project 부지. 케이슨 양생 3단계로 그림 6.2, 그림 6.3과 같이 구분. 매립재로 사용된다.. 할 수 있다.. 6. 안벽구조물 안벽구조물은 재하중량톤수(DWT) 300,000 이상. 그림 6.1 중력식 케이슨 형상. 그림 5.3 항로준설 영역. 14 • 地盤. 그림 6.2 케이슨 제작 Flow.

(7) 싱가포르 투아스 항만 건설 공사. 그림 6.3 케이슨 제작 순서 모식도. 그림 6.4 Slipform을 이용한 케이슨 벽체 타설. (1) Slipform을 이용한 케이슨 벽체 시공. Tower와 Slipform 공법을 적용하였다. Gantry. 케이슨 제작의 핵심 공정은 28m 높이의 caisson. Tower 및 Slipform을 이용한 벽체타설 방법은 그림. wall을 연속적으로 타설하여 목표공기 이내에 완료. 6.4에서 나타낸 바와 같이, 벽체 타설에 필요한 콘크. 해야 하는 데 있다. 이를 위해 당 현장에서는 Gantry. 리트 및 철근 자재를 Gantry Tower roof에 설치되어. 2016. 9 Vol.32, No.5 • 15.

(8) 기술기사  | 한국지반공학회지 | Vol.32, No.5 | pp.9~19. 설위치로 개별 자재를 공급한다. Slipform은 유압잭 을 이용하여 상승하는 방법을 적용한다.. (2) IPCCV를 이용한 케이슨 운반 그림 6.2의 케이슨 제작 Flow에서 각 단계별 시공 이 완료되었을 경우, 예를 들어, Step 1에서 바닥슬래 브 타설 후 소정의 시간이 경과하여 Concrete 강도가 설계기준을 만족할 경우 벽체 타설을 위해 케이슨 바 닥슬래브를 Step 2로 이동해야 하나, 케이슨 바닥슬래 브의 무게는 약 2,700Ton (1,150m3)으로 일반 크레인 으로는 운송이 불가능하다. 따라서, 1개당 250톤의 인 양능력을 가진 IPCCV(Individual Pushing Caisson 그림 6.5 케이슨 운반을 위한 IPCCV(Lifting Capacity 250 Ton/ea) 배치도. Carrier Vehicle) 84개를 케이슨 바닥슬라브 저면에 그림 6.5과 같이 배치하여, 케이슨을 안전하게 운반하 는 공법을 채택하였다.. 있는 Hoist crane을 통하여 Slipform 최상면(Upper Deck)에 공급하며, Upper Deck에서 각각의 벽체 타. 6.2 케이슨 운반/거치. Step 1 : FD에 케이슨 선적. Step 2 : 진수장으로 케이슨 운반. Step 3 : FD에서 케이슨 분리후 케이슨 인양. Step 4 : 정위치에 케이슨 거치. 그림 6.6 케이슨 해상 운반/거치 순서도. 16 • 地盤.

(9) 싱가포르 투아스 항만 건설 공사. 제작장에서 제작된 케이슨은 Floating Dock(FD)를. (Wave, Current, Wind 등)을 반영한 다양한 하중조. 이용하여 진수장으로 이동하며, 진수장에서 FD와 케. 합에 대해 FD 인양방법에 대한 적정성 검토가 필요하. 이슨을 분리시킨 후, Tug Boat를 이용하여 케이슨을. 다.. 인양하여 최종 설치위치로 이동 및 설치한다.. (2) FD 진수 및 케이슨 인양 (1) FD 및 Tug Boat를 이용한 케이슨 운송. FD가 진수장(Launching Area)에 도착하면,. 제작장에서 진수장까지 케이슨을 운반하기 위해. FD Pontoon(격실)에 양수를 실시하여 FD를 진수. FD를 이용하며, FD는 2대의 Tug Boat(4,000HP,. (Sinking) 시키며, FD가 충분히 물속에 잠겼을 경우,. 3,600HP)에 의해 인양되며, Tug Boat를 이용한 FD. 즉 케이슨의 흘수(Draft)가 확보될 경우 케이슨은 Tug. 인양 방법은 그림 6.7과 같다.. boat를 이용하여 FD로부터 분리된다. 그림 6.8은 FD. 기상조건이 수시로 변하는 해상에서 안정하게 케 이슨을 운반하기 위해서는, FD 항로의 해상환경조건. 가 진수된 전경 및 FD 진수에 필요한 수심을 설명하고 있다.. 그림 6.7 FD 인양 방법. 그림 6.8 FD 진수시 전경 및 진수장 단면도. 2016. 9 Vol.32, No.5 • 17.

(10) 기술기사  | 한국지반공학회지 | Vol.32, No.5 | pp.9~19. 기 설치된 케이슨. 그림 6.9 케이슨 정거지 방법 및 정거치 전경. Ballasting을 위한 격실 구분(7개 Group). 케이슨 진수시 안정성 검토 모델링. 케이슨 진수시 단계별 Ballasting Plan 및 안정성 검토 결과. 그림 6.10 케이슨 정거치시 Ballasting Plan 및 케이슨 안정성 검토 결과. (3) 케이슨 진수 및 정거치. 슨을 Rock Mound에 거치시키기 위해 케이슨 내부에. Tug Boat에 의해 케이슨이 정위치 근처에 도착하. 물을 채우게 된다. 총 40개의 케이슨 격실은 그림 6.10. 면, 케이슨은 그림 6.9와 같이 바지선의 크레인 및 바. 과 같이 7개의 Group으로 구분되어, 단계적으로 물이. 지선의 Winch를 이용하여 이동하게 되며, 이때 케이. 채워지게(Water Ballasting) 된다. 케이슨의 위치는. 18 • 地盤.

(11) 싱가포르 투아스 항만 건설 공사. GPS측량(오차 20mm)을 통하여 측정되며, 케이슨을. 성하기 위해 추진하는 초대형 프로젝트로써 대내외로. 정위치에 거치시키기 위해 시공중 지속적으로 GPS. 많은 관심을 받고 있으며, 해외건설을 추진하는 국내. 측량을 실시한다.. 건설사들에게는 큰 도전이자 기회가 아닐 수 없다. 본 프로젝트의 성공적인 수행을 통해 한국의 해양 항만 건설기술을 널리 알리고 더욱더 발전시켜서 싱가포르. 7. 맺음말. 에서 추가 발주되는 프로젝트뿐만 아니라 여타 해외건 설 프로젝트로 확장시켜 나가는 주요한 발판이 될 수. 본 프로젝트는 싱가포르 정부가 싱가포르 항을 단순. 있기를 기대해본다.. 컨테이너항이 아닌 세계적 ‘해양 비즈니스 허브’로 조. 회비 납부 안내(지로 및 온라인) 학회 사무국에서는 연중 수시로 학회비를 수납하고 있사오니, 홈페이지에 로그인 하시어 연회비 및 미납회비 확인 후 납부하여 주시기 바랍니다. 회원여러분의 적극적인 협조를 부탁드리며, 문의 사항이 있으면 사무국으로 연락하여 주시기 바랍니다. •은행 무통장(타행) 입금 국민은행. 계좌번호 : 534637-95-100979. 예금주 : (사)한국지반공학회. •카드결제 홈페이지 하단 “회비납부”로 들어가서 결제하시기 바랍니다. (본인정보필수) •지로용지 기입시 유의점 -지 로 장표상의 금액과 납부자 관련정보(회원번호, 성명, 납입금 종류 등)는 검정색펜으로 정자체로 표기해 주시기 바랍니다. - 납부금액란에는 정확한 위치에 정자로 아라비아 숫자만 기입합니다. 납부금액 앞뒤에 특정기호(￦, -, ＊ 등)를 표시 할 수 없습니다. ※ 지로용지가 필요하신 분은 지반공학회 사무국(02-3474-4428/박소영 대리)으로 전화주세요. 2016. 9 Vol.32, No.5 • 19.

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