• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제12권9호
• /
• pp.5-11
• /
• 2011

최근 들어 대규모 및 대심도 지반굴착공사가 증가하고 있으며, 굴착으로 인한 인접구조물들의 붕괴사례는 건설수요와 더불어 꾸준히 증가하고 있고, 특히 도심지 개발 및 불량한 조건에서의 지하철 구조물과 인접하여 진행되는 굴착으로 인해 발생될 수 있는 문제점이 많아지고 있는 실정이다. 이에 본 논문에서는 서울시 내에서 수행된 16개 현장에 대한 사례연구를 통해 적용된 지하굴착공법과 보강공법의 현황을 고찰하였다. 또한 대표 현장을 선택하여 안정성 분석을 실시하였고, 적용된 굴착공법 및 보강방안에 대해 검토하고 이에 따른 공법의 적정성에 대해 검토하였다. 그 결과 16개 현장의 지층 분포상태는 모두 상부로부터 매립층, 그 하부는 퇴적층, 풍화토, 풍화암, 연암층의 순으로 분포하고 있었다. 또한 중요 구조물에 인접하여 굴착공사를 진행할 경우 구조물의 위치 및 지층조건에 매우 큰 영향이 있는 것으로 나타났다. 또한 도심지 특성상 일반 가시설 공법을 적용하여 지하철구조물과 인접하여 굴착이 진행될 경우는 별도의 보강공법의 적용이 필요할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제29권4C호
• /
• pp.153-162
• /
• 2009

본 논문은 지반굴착으로 인해 발생된 인접지반에서의 진행성 지반변위가 구조물에 미치는 영향을 구조물 및 지반의 특성을 달리하면서 지반-구조물 상호작용이 고려된 상태에서 조사한 것이다. 지반굴착에 의해 발생된 진행성 지반변위에 노출된 4층 및 2층의 블록식구조물이 서로 다른 조건의 지반위에 위치할 때 발생되는 구조물 거동이 수치해석을 통해 조사된다. 수치해석을 위한 구조물은 소요전단 및 인장강도 이상의 응력이 발생할 때 구조물에 크랙이 발생될 수 있도록 모델링되었다. 굴착유발 진행성 지반변위에 노출된 4층 및 2층의 블록식구조물의 거동은 지반변위의 진행단계에 따라 조사되며, 이로부터 얻어진 거동특성은 구조물이 지반굴착의 최종단계에서 일어나는 지반변위에 일시에 노출될 때 발생하는 구조물의 거동특성과도 비교된다. 서로 다른 구조물 특성 및 지반조건을 가진 구조물이 진행성 지반변위 및 최종 지반변위에 노출될 때 발생하는 거동비교는 구조물에 발생한 크랙의 분포정도 및 변형크기를 고려하면서 조사되며, 이러한 비교로부터 얻어진 결과는 지반굴착으로 인해 유발되는 인접구조물의 손상을 제어하고 최소화하는데 필요한 정보를 제공한다.

• 한국지반공학회지:지반
• /
• 제11권2호
• /
• pp.79-98
• /
• 1995

본 연구에서는 nailed-soil 굴착벽체의 거동특성 분석결과를 토대로, 벽체의 움직임 정도에 따라 네일-주변홀 사이에서 발휘되는 전단강도 예측을 위한 해석적 모델링이 이루어졌다. 또한 제시된 발휘전단강도 예측모델을 토대로, nailed-soil굴착벽체의 전체적인 안정성 평가를 위한 한계평형해석법이 Morgenstern-Price 절편법을 응용하여 제시되었다. 본 연구 제시 모델 및 해석법은, 굴착단계별로 또한 최종굴착시공 완료직후 및 장기적인 측면에서, nailed -soil굴착벽체의 거동예측이 가능하며 이에 대한 적합성 검토를 위해, 지반조건 등이 서로 다른 3개의 nailed-soil 실험벽체에 대해 제시된 설치네 일의 발휘인장력 측정결과 및 전체안정성 평가결과 등을 본 연구의 예측치와 비교.분석하였다. 본 연구 해석법에는 지반내부에 존재할 수 있는 침투수압의 영향이 포함되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제22권11호
• /
• pp.39-47
• /
• 2021

우리나라는 국토 전체 면적 중 70% 이상 산악지형으로 철도공사 시 주행성능 확보를 위해 터널 공사가 매년 증가하고 있다. 터널공사가 증가함에 따라 터널굴착 방법 또한 다양해지고 있다. 굴착부의 지반이 풍화암으로 구성되어있으면 다양한 터널굴착 공법이 적용될 수 있지만 굴착부가 파쇄대를 지나거나 저토피의 계곡부를 지나는 경우 터널 굴착 시 붕괴의 위험성을 지니고 있다. 따라서 본 연구에서는 다양한 지반에서의 보강공법을 제시하고자 저토피 및 암질불량구간의 굴착 중인 대표터널을 선정하였다. 수치해석은 암질불량구간일 때 강관을 미적용한 경우와 적용한 경우, 저토피 구간일 때 터널 상부에 고화토를 성토한 경우 강관보강을 적용하여 수치해석을 통해 안정성 분석을 수행하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제32권4호
• /
• pp.29-39
• /
• 2016

본 연구에서는 경사지층에 설치된 앵커지지 흙막이 벽체의 거동분석에 있어서 2차원 및 3차원 유한요소해석을 이용하여 굴착심도(H), 굴착폭(L) 및 지반조건의 영향에 따른 수치해석방법의 정확성 및 적용성에 대하여 비교분석하였다. 폐합단면이 아닌 선형방향으로 설치된 흙막이 벽체의 굴착면을 따라서 지층의 변화가 급격한 구간에서 2개의 단면을 선정하여 2차원 유한요소해석을 수행하였으며, 이 2개의 단면을 포함하는 전체 구간의 3차원 유한요소해석을 수행하여 그 결과를 현장계측결과 및 탄소성해석결과와 비교분석하였다. 또한, 3차원 유한요소해석시 굴착심도(H)와 굴착폭(L)의 변화가 흙막이 벽체의 거동에 미치는 영향을 평가하기 위하여 굴착심도와 굴착폭을 변화시켜 해석을 수행하였다. 경사지층에 설치된 앵커지지 흙막이 벽체의 거동분석을 위한 2차원 및 3차원 유한요소 해석 결과, 굴착면을 따라서 길이방향 지반조건 변화의 영향을 3차원 수치해석을 통하여 확인할 수 있었으며, 2차원 해석과 3차원 해석은 지반조건 및 굴착심도에 따라 차이가 있음을 알 수 있었다. 해석대상 지반이 암반이 지배적인 조건인 경우 2차원 및 3차원 수치해석 결과는 모두 실측값과 유사한 결과를 나타냈다. 그러나 암반에 비해 강성이 낮은 토사지반이 지배적인 조건에 있어서 일정심도(20m) 이상의 고심도 지반굴착에 따른 흙막이 벽체의 거동분석 시 2차원 해석결과와 3차원 해석결과는 큰 차이를 나타내고 있었다. 또한 굴착폭(L)의 변화에 따른 거동분석 결과, 보다 정확한 3차원 수치 해석을 위해서 굴착폭(L)의 해석영역을 일정범위(굴착심도의 2배) 이상으로 설정하는 것이 적합할 것으로 판단된다. 이와 같이 흙막이 벽체의 거동분석 및 안정성 검토시에는 지반의 기하학적인 비대칭성과 3차원 구조로 설치되는 흙막이 벽체 및 지보재의 특성을 고려한 3차원 수치해석 기법의 적용이 적절함을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
• /
• pp.282-286
• /
• 2009

1979년 준공된 수도권 광역상수도 1단계 시설은 상당한 노후화가 진행되었을 것으로 예상되며, 또한 향후 한강하류권 용수공급계획이 예정되어 있어 내부부식 및 관로손상부 개량의 시급성이 제기되었다. 이에 따라 직경 2,800${\sim}$800mm의 초대구경 도수관 53.9km의 개량을 위한 사업이 추진되었으며 시공성, 환경성, 경제성 등의 여러 항목에 대한 검토 결과 신개념 녹색공법인 비굴착식 건식일체형 공법이 최종 선정되었다. 그동안 기존관 개량공사에서 주로 사용되었던 굴착공법이 굴착에 따른 공기지연, 소음 분진 악취 등의 환경오염, 전구간 굴착에 따른 공사비 증가 등 많은 문제점을 안고 있는 것에 반해, 동사업에서 채택된 비굴착공법은 관로내에서 작업이 이루어지므로 공기단축, 환경오염 최소화에 따른 민원발생 최소화, 작업구만 굴착함에서 오는 공사비 절감 등 상대적으로 훨씬 우수한 것으로 평가된다. 동공법에 따르면 관내부 갱생공사는 '배수 및 잔류토사 제거'${\to}$'관내건조'${\to}$'표면처리'${\to}$'프라이머도장'${\to}$'본도장'의 순으로 진행된다. 일체형 장비에 의한 이와 같은 초대형관의 자동화시공은 세계에서 처음 적용되는 것이다.

• 화약ㆍ발파
• /
• 제20권1호
• /
• pp.25-34
• /
• 2002

일반적으로 도심지에서 터널 시공을 위한 암반굴착 작업은 주변 보안물건에 대해 직접적인 피해를 유발시킬 수 있는 공해요소인 진동을 허용기준값 이하로 제어할 수 있으면서 상대적으로 시공성과 경제성이 뛰어난 공법으로 수행되어야 한다. 본 사례에서는 각내의 대표적인 문화시설인 예술의 전당 하부를 통과하는 우면산 터널 공사현장에서 암반굴착공법으로 고려한 TTM 장비를 이용한 기계굴착, 플라즈마 공법, 유압장비를 이용한 할암공법, 겔파쇄 공법, 미진동파쇄기를 이용한 공법, 진동제어발파공법에 대한 현장 적용성을 시험시공 등을 통해 평가한 내용과 결과를 제시하였다. 비록 각 도심지 터널의 현장 상황이나 주변 여건에 따라 이 현장에서의 시험시공 내용이나 적용 결과를 그대로 적용할 수는 없겠지만, 진동제어 암반굴착 공법에 대한 시험시공이나 선정 과정에 이 사례연구가 개략적인 참고자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제32권5D호
• /
• pp.499-505
• /
• 2012

도심지의 굴착공사 시 굴착심도가 깊어지고 있어 굴착공정에 따른 문제점들을 개선할 수 있는 방안에 대한 연구가 시급한 실정이다. 본 논문은 도심지 굴착공사 시 공사기간을 단축시키면서, 주변 구조물에 미치는 영향을 최소화 할 수 있는 굴착공법에 대한 연구이다. 본 연구의 방법으로 국내 및 국외에서 다수 시공된 벽식 지하연속벽의 공법인 Slurry Wall 공법의 문헌자료를 통해 지하연속벽 시공의 이론적 고찰을 실시하고, 기존 지하연속벽 공법의 트렌치 굴착 시 발생되는 비효율적인 시공단계의 주요한 문제점들을 분석하여 기술요소를 도출하였다. 도출된 기술요소를 반영하여 개선 가능한 새로운 공법을 제시하였고, 제시된 굴착공법을 현장에 적용한 사례를 바탕으로 기존 굴착공법과의 공사기간을 비교 분석하였다. 본 논문에서 제안된 공법을 현장에 적용한 결과, 기존예정공정표에 표시된 48일에서 15일 단축된 33일에 굴착공정을 마칠 수 있었다. 또한, 제안된 공법은 기존 지하연속벽 공법들에 비해 공기단축의 효과는 물론 경제성, 환경성 및 안정성 또한 뛰어난 것으로 기대되며, 향후 지하연속벽 시공의 공기단축에 기여하리라 사료된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
• /
• pp.622-640
• /
• 2009

원유 비축기지 저장공동과 같이 상하로 긴 형상의 대규모 공동에서 횡방향의 지압이 과도하게 작용하면 천정부의 응력집중과 측벽의 암반 변위가 과도하게 발생하여 저장공동의 불안정 요인이 된다. 특히 지압의 절대 크기가 암반 강도의 일정 비율 이상이 되면 응력 집중에 의한 암반의 취성 파괴를 유발하고, 이러한 현상은 터널 굴착 시 발생하는 파괴음(popping)과, 굴착면에 평행한 형태로 암편이 탈락하는 취성파괴(spalling) 현상을 동반한다. 이 글에서는 대규모 지하저장공동 굴착시 실제 발생한 과지압으로 인한 문제 사례에 대해 소개한다. 저장공동 굴착시 관찰된 암편 및 숏크리트 탈락과 균열 발생 현상을 관찰하고 암반 계측결과 분석을 통해 과지압의 현상을 진단하였다. 과지압 구간의 현재 상태 및 원안 설계안에 대해 연속체 및 불연속체 안정성 해석을 실시하여 문제의 심각성을 평가하였다. 이를 통해 굴착 형상 변경 및 특수 보강 방안을 제안하였으며 제안된 안의 보강효과에 대한 수치해석 평가 결과를 재검토 하였다. 이들 결과를 종합하여 과지압구간 보강안을 도출하였으며 상시 안정성 감시 대책으로 현장 암반의 미소파괴음 계측 방안을 제시하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제17권4호
• /
• pp.499-511
• /
• 2015

주방식 지하구조물은 여러 개의 갱도 굴착에 의해 형성되는 격자 형태의 구조물이므로, 갱도들의 굴착순서에 따라 주방식 지하구조물의 시공성과 경제성이 좌우될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 주방식 지하구조물의 지반조건, 굴착순서 등의 다양한 설계조건들을 고려하여 주방식 공법의 굴착공정을 검토하였다. 굴착공법으로는 발파공법을 가정하였으며, 가로 세로 병행 시공방식과 가로 세로 순차시공방식으로 구분하여 굴착공정을 검토하였다. 굴착순서에 따른 주방식 지하구조물의 안정성과 더불어 굴진면의 개수, 점보드릴의 이동거리 등에 따른 시공성을 분석한 결과, 구조적 안정성에는 큰 차이가 없으나 굴진면 운영 개소와 점보드릴의 이동거리 측면에서 가로 세로 병행 시공방법의 시공성이 상대적으로 유리한 것으로 나타났다.