내부수압이 작용하는 여수로터널의 안정성 검토

Stability analysis of tunnel spillway under internal water pressure

본 논문에서는 국내 ${\bigcirc}{\bigcirc}$ 댐 여수로 터널에서 가능최대홍수량 (PMF) 발생시 내부수압이 터널 구조물에 미치는 영향을 3차원 유한차분해석을 통하여 검토하였다. 내부수압을 합리적으로 결정하기 위하여 도수터널에서의 1차원 수치모형을 적용한 HEC-RAS 프로그램을 이용하여 가능최대홍수량 발생시 터널측벽에 발생하는 최대하중을 산정하고, 이를 터널 내부에 하중으로 재하하였다. 여수로 터널은 쌍굴터널로서, 단계별 굴착 및 지보재 시공순서를 고려하였고, 왼쪽 터널에만 수압이 작용하는 경우 (CASE-1), 오른쪽 터널에만 수압이 작용하는 경우 (CASE-2) 및 동시에 수압이 작용하는 경우 (CASE-3)으로 나누어 각각 해석을 수행하였다. 해석결과, 각 터널에서 발생하는 최대인장응력 및 최대부재력을 허용치와 비교하여 구조물의 안정성을 평가하고 응력집중구간 및 취약부를 파악하였다.

The influence of internal water pressure under the Probable Maximum Flood (PMF) on tunnel spillway is analysed using 3D FDM analysis. HEC-RAS program including 1-D hydrologic numerical model was also implemented to estimate the maximum pressure on the lining under the PMF, thereafter determined rational internal water pressure. Tunnel spillway was designed as twin tunnel and excavation and supporting stage are fully considered. Analysis was classified into the 3 cases; pressure is applied only to the left tunnel, only to right tunnel, and to both tunnels. The maximum tensile stress and axial force in supporting materials induced by water flow were compared with the critical values to assess the stablilty of the tunnel and the locations of stress concentration parts were also examined.