퇴적암 지역에서의 교각 기초 하중을 받는 기존터널의 안정성에 대한 해석적 고찰

Stability Analysis of Existing Tunnel in Stratified Sedimentary Rocks Subjected to Bridge Pier Load

경상계 퇴적암은 층리가 잘 발달하고 있어 강도 및 변위 특성은 이방성을 띄기 때문에 터널 등 지반 특성과 밀접하게 관계되는 건설공사 시에 지반의 이방성 특성을 고려한 설계가 필요하다. 경상계 퇴적암을 기반암으로 하여 건설 중인 대구 지하철 2호선은 운영 중에 지하철 노선 상부에 건설되는 것으로 계획된 동서고가도로의 하중을 추가로 받게 된다. 교각 기초에 작용하는 76.2 MN의 고가도로 하중이 하부의 지하철 터널에 미치는 영향을 수치해석으로 검토하였다. 검토결과 지하철 터널 주변 지반은 추가 하중으로 인하여 5∼6 MPa의 응력을 받게되며 콘크리트 라이닝은 8∼10mm의 추가 변위를 받게되어 라이닝의 손상 가능성이 큰 것으로 나타났다. 따라서, 지하철 운영시의 안전을 위하여 고가도로 교각 기초 부근의 터널은 지하철 공사 시에 적절히 보강되어야 할 것으로 판단된다.

An anisotropic characteristics of stratified sedimentary rocks should be considered in the design of tunnel. The second line of Taegu subway is under construction through the sedimentary rocks which is stratified by alternation of shale and sandstone, and Tongsoe over bridge road is planned to be constructed along the subway line. Thus the subway twin tunnels will be subjected by the bridge load of 76.2 MN per pier that will be placed in between the twin tunnels of the subway line. A numerical analysis is carried out for the stability of the twin tunnel, and the result shows that the maximum principal stress of surrounding ground is increased by 5∼6 MPa and the additional displacement of concrete lining is reached up to 8∼10mm due to the external bridge load. For the safety operation of the subway, reinforcement of the tunnel structure is highly recommended.