Journal of the Korean GEO-environmental Society (한국지반환경공학회 논문집)

Korean Geo-Environmental Society (한국지반환경공학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

A Study on Quantity of Shotcrete Sprayed in a NATM Tunnel Based on Field Measurements

현장 실측자료 분석을 통한 NATM 터널의 숏크리트 투입량에 관한 연구

  • 이철주 (강원대학교 토목공학과)
  • Received : 2011.06.03
  • Accepted : 2011.06.29
  • Published : 2011.09.01
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

This study has analysed overbreaks, shotcrete rebound and the ratio between the actual quantity of shotcrete sprayed compared to designed quantity measured during a NATM tunnel construction. Based on the measurements of size of the excavated tunnel faces, an average overbreak was about 28.5 cm, which is about 260% of allowable overbreak. The measured shotcrete rebound was about 7.2% in average which is about half the allowable rebound(15%). In addition, due to overbreaks and rebound the actual quantity of shotcrete used in the tunnelling work was about 116.5 % of the designed value. It has been found from the field measurements that the quantity of shotcrete showed some relation with rock mass rating(RMR) and the standard guideline of tunnel supports, but the size of overbreak showed less correlation with RMR and the standard guideline of tunnel supports. Hence, the current tunnel design specifications stating the size of overbreak based entirely on the standard guideline for tunnel supports should perhaps be reestablished. The insight into the design guideline regarding overbreak and actual quantity of shotcrete will be reported and discussed.

본 연구에서는 NATM으로 시공되는 산악터널의 시공과정에서 실측된 여굴, 숏크리트의 리바운드 및 투입율에 대한 분석을 실시하였다. 터널굴착 직후 굴착단면에 대한 여굴 크기를 조사한 결과 평균 여굴의 크기는 약 28.5cm 이며, 허용 여굴의 약 260%의 값을 보였다. 숏크리트의 리바운드는 평균 약 7.2% 정도로 측정되었는데 이는 일반적인 설계규정인 15% 보다 작은 값이다. 여굴 및 숏크리트 타설 중에 발생한 리바운드로 인하여 터널공사에 실제로 투입된 숏크리트 물량은 설계대비 약 116.5%의 값을 보였다. 자료분석에 의하면 숏크리트의 설계대비 실제투입율은 RMR(Rock Mass Rating)이나 터널 표준지보패턴과는 어느 정도 상관관계가 있는 것으로 나타났으나, 이에 비해 여굴은 RMR 값이나 표준지보패턴과는 상관성이 낮은 것으로 분석되었다. 따라서 표준지보패턴만에 의해 허용 여굴의 크기를 규정하는 현행 터널설계기준에 대한 재검토가 필요할 것으로 판단된다. 본 연구 결과를 통하여 분석된 여굴 및 숏크리트 투입량에 대한 고찰결과를 보고하고자 한다.

Keywords

References

  1. 국토해양부(2008), 국도건설공사 설계실무 요령, pp. 415-416.
  2. 김양균, 김형철, 유정훈(2003), 터널발파 작업 시 여굴 저감을 위한 천공방법 연구, 화약발파, Vol. 21, No. 2, pp. 1-13.
  3. 김양균, 김인호, 유정훈, 김성민(2005), 터널발파 시 천공상태평가를 통한 여굴 저감방안 연구, 가을학술발표회논문집, 한국지반공학회, pp. 198-209.
  4. 마상준, 최희섭(2008), 새로운 숏크리트 공법개발을 위한 국내 건설현장의 숏크리트 시공실태 파악, 자연과 문명의 조화, Vol. 56, No. 2, pp. 37-44.
  5. 배상훈, 김대상, 김무일(2005), 터널에서의 여굴 저감에 대한 연구, 화약발파, Vol. 23, No. 1, pp. 41-46.
  6. 이상돈, 김낙영(2001), 여굴 최소화를 위한 최적 발파패턴 설계방안에 관한 연구, 제 18회 도로기술 연구성과 발표회 논문집, 한국도로공사, pp. 71-109.
  7. 이양규, 권인환,(2001), Shotcrete 리바운드량 감소를 위한 실험적 연구, 대한토목학회 논문집, Vol. 21, No. 4D, pp. 499-508.
  8. 이태노, 김동현, 서영화(2002), 터널굴착면 여굴 최소화를 위한 발파암 분류 (안) 및 공법 개발연구, 화약발파, Vol. 20, No. 3, pp. 25-38.
  9. 전준태, 이양규(2003), 습식 shotcrete 리바운드량 감소량에 대한 실험적 연구, 대한토목학회 논문집, Vol. 23, No. 1D, pp. 89-95.
  10. 조대선, 김종만, 이재연, 류남열, 이철주(2005), 터널 숏크리트 초과투입량 저감을 통한 원가경쟁력 향상, 삼성중공업 건설사업부, 미출간 내부보고서.
  11. 한국도로공사(1995), 고속도로 터널설계 실무 자료집, 한국도로공사, pp. 225.
  12. US Army Corps of Engineers(1993), Standard Practice for Shotcrete, Engineer Manual, No. 1110-2-2005, Washington, DC, pp. 6-8.
  13. The Institution of Civil Engineers(1996), Sprayed Concrete Linings (NATM) for Tunnels in Soft Ground, ICE Design and Practice Guides, Thomas Telford, London, p. 67.
  14. Thomas, A. (2009), Sprayed Concrete Lined Tunnels, Taylor & Francis, New York, p. 70.