Abstract
It has been repeatedly reported that a drainage system of a drained tunnel is deteriorated. And consequently the water pressure on the lining increases with time. However, little research on the watertight tunnel was found in the literatures. According to field measurements, leakage of the undrained tunnel has increased with time, which is completely opposite to the behavior of the drained tunnel. It is evident that the hydraulic deterioration of the tunnel lining changes the water pressure on the lining and the amount of leakage, thus the design coneept in terms of groundwater is not maintained tightly throughout the life time of the tunnel. The Segment lining is generally constructed as watertight. However, it is frequently reported that the leakage in the segment tunnel increases with time. It is also reported that the leakage is generally concentrated at the joints of the segments. In this study structural and hydraulic interaetion of the segment lining due to the hydraulic deterioration of the segments and the joints is investigated using the numerical modeling method. An electric utility tunnel below groundwater table is considered for the analyses. The effects of hydraulic deterioration of the segment lining are identified in terms of ground loading, water pressure and lining behavior. A remedial grouting measure for leakage is also numerically simulated, and its appropriateness is evaluated.
쉴드 터널의 세그먼트라이닝은 일반적으로 배수시스템을 채용한 재래식 터널과 달리, 비배수 방식을 채택하여 건설된다. 하지만 비배수 터널로 건설된 경우 시간의 경과에 따른 열화의 진행으로 누수가 증가하여, 장기적으로는 설계시 적용된 비배수 개념이 유지되지 않는다. 세그먼트 터널에서 이음부는 변위와 누수가 주로 빌생되는 부분으로, 특히 누수는 이음부를 통하여 일어나는 경우가 대부분이다 이에 본 논문에서는 전력구 터널을 모델로 선정하여 라이닝 이음부의 열화로 인한 누수가 터널의 세그만트 라이닝에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위해 라이닝 전반열화 조건과 이음부의 전반 열화 및 국부 열화 조건으로 설정하여 수치해석을 수행하였으며, 라이닝 이음부의 열화로 인한 누수가 기준량 초과 시 그라우트 주입구를 이용하여 재주입시 누수제어가 가능한지 여부를 수치해석을 통하여 조사하였다. 해석결과 세그먼트 라이닝 및 이음부의 누수로 인한 터널과 지반 간 수리 상호작용 메커니즘을 알 수 있었으며, 시공 중 라이닝 투수성 품질관리, 운영 중 누수관라의 기준을 설정하는데 활용할 수 있음을 확인하였다.
