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- P-ISSN2233-8292
- E-ISSN2287-4747
- KCI
22권 2호
초록
NATM 공법에 있어서 강지보재는 숏크리트가 타설되어 라이닝을 완전히 구성할 때까 지 터널의 안정화를 확보하는 구조체로서, 숏크리트의 타설 전 뿐만 아니라 타설 후 숏크리트와의 일체 거동을 통해 라이닝의 강도를 더해주는 역할을 수행한다. 본 연구에서는 새로운 형식의 사변형 격자지보재를 터널의 안정해석에 적용하기 위한 방안으로 체적비 기반의 숏크리트와 강지보재 합성부재의 등가 물성치 결정법을 제시하였다. 사변형 격자지보재는 수직 및 수평 보강재의 존재로 면적비 기반으로 등가물성치를 산정할 경우 선택한 단면에 따라 물성치가 상이 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 체적비 기반의 등가 물성치 결정법을 제시하였으며, 격자지보재와 숏크리트로 구성된 합성부재 요소에 대한 상세모델과 등가물성치를 사용한 등가 모델의 비교를 통하여 등가탄성계수를 보정할 수 있는 방법을 제시하였다. 상세모델과 등가모델을 비교한 결과 등가모델은 상세모델에 비해 평균적으로 130% 작은 휨 강도를 나타내었다. 본 연구에서는 휨강도의 오차율을 고려하여 등가 탄성계수를 보정할 수 있는 방법을 제시하였고, 보정된 등가탄성계수를 적용한 등가모델의 휨강도는 상세모델과 평균 오차율 1% 이내로 나타났다.
Abstract
Steel set is a structure that stabilize the NATM tunnel until the installation of shotcrete, and it is combined after the shotcrete is installed to improve stability. In this study, determination approach for the equivalent elastic modulus of shotcrete-lattice girder composite is newly suggested for tunneling simulation. Also, a method was presented to calibrate the equivalent elastic modulus through the comparison of the full 3D model and equivalent model. When the conventional equivalent elastic modulus is used for shotcrete-lattice girder composite, the flexural strength of equivalent model is 130% smaller than that of full 3D model. Equivalent elastic modulus is adjusted considering the error of flexural strength. It is found that the error of flexural strength obtained from adjusted equivalent model using adjusted equivalent elastic modulus is reduced less than 1%.
초록
본 논문의 목적은 NATM 터널에 적용 가능한 리스크 관리 시스템을 구축하는 것이다. 이를 위해 먼저 NATM 터널 현장의 붕괴 사례를 조사하고, 이를 바탕으로 NATM 터널시공 중 발생 가능한 리스크 사건과 그 발생원인인 리스크 요인을 분석하였다. 리스크 요인은 지질, 설계, 시공 리스크 요인의 세 가지 카테고리로 구분하여 분석하였고, 리스크 사건은 과 대변형, 과대변형 및 지표침하, 터널내부 붕락, 붕락 및 지표침하/함몰의 네 가지 유형으로 분석하였다. 또한, 리스크 요인으로부터 리스크 사건이 발생하는 일련의 리스크 시나리오를 리스크 요인별로 식별하였으며, 해당 NATM 터널 리스크 시나리오에 대한 리스크 분석 및 평가 방안을 제시하였다. 평가결과에 따라 리스크 대응이 필요한 시나리오에 대해 최적의 리스크 저감 대책공법을 선정하는 방안을 제시하였고, 일련의 NATM 터널 리스크 관리 프로세스를 효과적으로 수행할 수 있도록 NATM 터널 리스크 등록부 및 대책공법 관리대장을 개발하였다. 또한, 구축한 리스크 관리 시스템을 실제 도로터널 프로젝트에 적용하여 리스크 식별, 분석 및 평가, 대응 과정을 수행함으로써 그 타당성을 검증하였다.
Abstract
In this paper, a risk management system applicable to NATM tunneling projects is proposed. After investigating case histories in NATM tunnel collapse, this paper analyzes the potential risk factors and their corresponding risk events during NATM tunnel construction. The risk factors are categorized into three groups: geological, design and construction risk factors. The risk events are also categorized into four types: excessive deformation, excessive deformation with subsidence, collapse inside tunnels, and collapse inside tunnels with subsidence. The paper identifies risk scenarios in consideration of the risk factors and proposes a risk analysis/evaluation method for the NATM tunnel risk scenarios. Based on the evaluation results, the optimal mitigation measure to handle the risk events is suggested. In order to effectively facilitate a series of risk management processes, it is necessary to develop a risk register and a management ledger for risk mitigation measures that are customized to NATM tunnels. Lastly, the risk management for an actual NATM tunnel construction site is performed to verify the validity of the proposed system.
초록
이 연구의 목적은 대심도 복층터널 Test Bed 구조물에 대한 슬래브의 사전 구조안전성 평가를 통해 슬래브의 가설시와 공용하중 작용시에 발생 가능한 문제점과 개선점을 미리 분석하는 것이다. 대심도 복층터널의 설계 및 시공기술개발의 성과물을 Test Bed 구축을 과정을 통해 검증하고 확인할 수 있으며, 엔지니어 및 일반인들의 학습현장으로도 활용할 수 있어 지하공간 개발의 시기를 더욱 앞당길 수 있는 계기가 마련될 것이다. 특히, 원형의 대심도 복층터널 단면 내부에 구축되는 슬래브는 시공방법과 사용하는 시공장비에 따라 설계하중이 달라지며, 이번 Test Bed 구조체는 그 내부에 상부 슬래브 및 풍도슬래브를 전용 가설장비를 이용하여 설치하는 동안 가설장비하중과 상 ‧ 하부 슬래브에 공용하중으로 가정된 KL-510의 3등급 트럭하중을 하중조합별 작용위치를 달리하며 상 ‧ 하부 슬래브에 각각 재하하여 그 영향을 분석하였다.
Abstract
The purpose of this study is to analyze in advance the problems and improvements that may occur during the construction of intermediate slabs and the loading of intermediate slabs through the preliminary structural safety evaluation of intermediate slabs for Test bed structures in deep depth tunnels. The Test bed construction can verify and confirm the results of the design and construction technology development of large depth double deck tunnel through the process, and can also be used as a learning site for engineers and the general public to speed up the time of underground space development. There will be an opportunity to do this. In particular, the design load of middle slab built inside the circular deep-depth double-sided tunnel crosssection varies depending on the construction method and the construction equipment load used. Class 3 truck load of KL-510 assumed to be common load to upper and middle slab during loading and installation is loaded on upper and lower slab with different working position for each load combination Analyzed.
초록
국내 터널조명에는 저압나트륨램프, 고압나트륨램프, 형광램프 등이 주요 광원으로 사용되고 있으며, 터널 유지관리 비용 가운데 터널조명을 위한 전력요금은 가장 높은 비율을 차지하고 있는 것으로 알려져 있다. 따라서 터널조명은 낮은 소비전력, 장수명 등의 장점을 갖는 LED로 교체 중에 있다. 본 연구에서는 터널조명 LED 교체에 따른 효과 분석을 위하여 기존 터널조명이 저압나트륨램프인 8개소 터널에 대하여, LED 교체 전 ‧ 후 터널 조도측정결과 및 1년간의 월별 전력사용량을 조사하였으며, 분석결과 터널조명 광원을 저압나트륨램프에서 LED로 교체 후 1년간 터널조명용 전력사용량은 26.1~59.6% 감소하였으며, 조도는 34.1~293% 향상된 것으로 나타났다.
Abstract
Low-pressure sodium lamps, high-pressure sodium lamps and fluorescent lamps etc are mainly used tunnel lighting in Rep. of Korea. Power rates for tunnel lighting are known to account for the highest percentage in the tunnel maintenance costs. Therefore, tunnel lights are being replaced by LED that have advantages such as low power consumption and longevity. To analysis effect of replacement low pressure sodium lamp with LED, illumination and monthly power usage for a year are investigated for 8 tunnels. Power usage for tunnel lighting is decreased by 26.1% to 59.6%, and illumination is increased by 34.1% to 293% replacing low pressure sodium lamp with LED.
초록
서울지하철 7, 9호선에 적용한 쉴드TBM은 소음 및 진동, 막장면의 안정성 확보 측면에서 발파공법에 비해 매우 안전한 공법이다. 또한, 쉴드TBM은 지반조건이 연약한 경우 효과적이다. 그러나 지반조건과 토피, 지하수 등의 여건에 적합하지 않은 장비를 적용할 경우 장비고장, 잦은 굴진중단, 특히 예상치 못한 불량한 지반을 통과하게 될 경우 터널 굴진 중 트러블이 발생할 수 있다. 본 논문은 일본 쉴드TBM 굴착중의 사고 및 트러블에 대한 사례를 정리하였다. 이중 대표적인 트러블 사례를 이용하여 지반변위 형상에 대한 실제발생 경향을 파악하였으며 수치해석을 통해 역해석결과와 상호비교하였다. 이를 토대로 막장 지보압을 산정할 경우 수치해석 적용시의 오차를 줄이는 방안을 제안하였다.
Abstract
Shield TBM tunneling, used in the construction of Seoul subway line 7 and line 9, has been well known as a very efficient, as well as safe, tunneling method. Although the Shield TBM method has been known to be effectively used in poor ground conditions, a number of troubles have occurred during the use of the shield TBM, due to inappropriate machine selection, machine breakdown, and unpredicted ground conditions etc. In this study, several accidents and trouble cases occurred during excavation by Shield TBM, reported from Japan, were investigated. A series of numerical analysis was then performed to compare with the trouble cases and back-analysis results for the cause analysis. The lessons learned from the case studies are presented at the end.