• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권1호
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• pp.79-89
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• 2024

터널굴착 중 지하수의 과다유입은 터널의 안정성 및 시공성에 영향을 줄 뿐만 아니라 지하수위 저하에 따른 상부지반의 침하를 발생시키는 주요 원인 중 하나이다. 지하수위 하부 토사구간과 파쇄구간 내 터널굴착 중 지하수 과다유입에 대한 대책으로 가장 일반적으로 적용되는 방법은 사전 그라우팅을 통한 지반 투수계수의 감소이다. 일반적으로 그라우팅 범위는 터널굴착 중 발생하는 소성구간을 목표구간으로 설정하지만 이는 그라우팅을 통한 강도증진을 목적으로 하는 경우 적절한 범위이다. 차수를 목적으로 하는 사전 그라우팅의 범위를 결정하기 위해서는 원지반의 투수계수와 차수그라우팅의 적용에 따른 투수계수의 감소량을 고려하여야 한다. 본 연구에서는 원지반의 투수계수와 그라우팅의 적용에 따른 투수계수의 감소량을 고려한 차수그라우팅의 범위산정 방법을 수학적으로 유도하고 이를 수치해석을 통해 검토하였다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 1995년도 정기총회 및 학술발표회
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• pp.27-40
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• 1995

한강하저의 지질은 수많은 대ㆍ소 단층들로 인해 심하게 교란되어 있어 지질상황의 변화가 매우 심하며, 터널을 굴착함에 있어 지하수의 유입을 차단하는 것이 안전시공을 위한 필수 과제로 직면한다. 본 고에서는 기 시공실적을 바탕으로 암반상태에 따른 차수그라우딩의 패턴을 비교ㆍ검토하였다. 본 구간에서는 암반상태에 따라 5가지 패턴이 적용되었으며, 경암 암반일 경우는 상부반단면만을 주입범위(주입범위 : 3.5m, 28공)로 하고 암반의 전단강도증진을 위해 강관보강을 시행하였다. 연암 암반 내지 파쇄대가 부분적으로 협재된 경우는 상부반단면만을 주입하되 주입범위 및 그라우팅 공수를 늘리는 방식(주입범위 : 5∼7, 42∼56공)으로 보강하였다. 풍화암 암반의 경우는 전단면을 주입범위로 하여 그라우팅 공수를 늘림(주입범위 : 7m, 81공)으로서 차수효과를 증진시켰다. 또한 본 공사구간 중 가장 난제였던 연약지반대(잔류토 내지 풍화토) 85m 구간은 자문회의 등을 거쳐 주입범위, 주입길이 및 주입공수, bulk head 구간을 늘려 시공하고, 굴착하면서 차수효과를 확인하는 방식을 취하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권2호
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• pp.181-186
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• 2022

댐체 구조물 사면부(RIM부)는 본체와 원지반이 접속하는 매우 중요한 접촉부(interface) 이다. 일반적으로 댐 구조물 사면부 지반보강을 위한 그라우팅 설계시 제한된 자료(시추공, 지질도 등)를 이용하여 계획하기 때문에 사면부 RIM 그라우팅 대상 원지반 특성을 정확하게 고려하여 설계하기는 매우 어려운 실정이다. 또한, 실제 차수성이 확보된 원지반에 설계시 계획된 그라우팅 물량을 천공 주입할 경우에는 차수성이 확보된 원지반이 교란되어 차수효과를 오히려 저해할 가능성도 있다. 이를 극복하기 위해서는 구조물 사면부(RIM) 그라우팅 수행 전에 지질여건을 우선적으로 고려하고 현장수리시험을 통하여 원지반에 대한 최적의 그라우팅을 실시여부를 결정하는 것이 기초처리 대상 지반의 차수성 확보에 매우 적합하다고 판단된다. 본 논문에 적용된 RIM부 그라우팅 판단여부를 결정하기 위하여 대상 구간의 사면구간 암반에 대하여, 파일럿 홀(Pilot hole) 수압시험 수행 분석결과 1 Lugeon 이하의 차수성을 나타내며, 시멘트 주입량 역시 1 kg/m 이하의 주입결과를 나타낸다. 이때는 그라우팅을 실시하는 것이 오히려 역효과가 난다고 판단된다. 이 시험결과 수치는 사면 절취시 육안관찰과 지질도 작성결과를 이용하여 분석할 때 댐 설계 기준인 1 Lugeon 이하의 경우가 되어, 괴상(Massive)의 차수성이 어느 정도 확보된 암반으로 평가할 수 있다. 따라서 댐체 구조물 사면부에 RIM 그라우팅의 실시 결정기준은 암반상태에서 1 Lugeon 차수성이고, 시멘트 주입량 역시 1 kg/m을 기준으로 하여 RIM 그라우팅 실시여부를 결정하는 것이 바람직하다고 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.181-196
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• 2001

지하구조물에 있어서 누수사고의 빈번한 발생 및 상습화 경향에도 불구하고 현재 국내에서 사용되고 있는 누수보수방법은 누수유형에 관계없이 일괄적으로 동일한 처리방식으로 보수하는 상황으로서 지하구조물 누수에 대하여 누수 유형별로 보수방법을 달리하는 적극적인 해결방안의 모색이 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 지하구조물의 누수보수에 있어서 방수 그라우트재의 공학적 특성을 파악하고 현장상황에 적합한 방수그라우팅 기법을 수립하여 누수유형별로 적용한 사례를 중심으로 적용성을 고찰하였다. 방수그라우팅 적용사례를 분석한 결과 지하구조물의 누수방지를 위하여 누수상황 및 누수유형에 따라 주입재의 배합비를 적절히 변화시켜 주입재와 현장상황에 적합한 방수그라우팅 기법을 병행 적용하는 것이 확실한 방수효과를 얻을 수 있으며, 주입목표구간에 대해 단계적으로 수회로 나누어 순차적인 그라우팅과 가능한 한 저압, 소량, 장시간에 걸쳐 주입하는 것이 방수그라우팅 효과를 증대시킬 수 있는 것으로 판단된다. 또한, 현장 적용결과로부터 기존 방수이론의 영향요소에 추가하여 물시멘트비, 주입재의 입경, 주입시간 및 주입량, 혼화재 사용여부, 주입차수 등에 대한 다양한 영향요소의 검토가 필요한 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제15권2호
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• pp.102-110
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• 2005

익산-장수 고속도로 ○ ○ 공구에 위치한 ○ ○ 터널 저토피 계곡구간에서 시공 중 붕락이 발생하였다. 본 구간은 TSP 탐사 및 시추조사 등을 통해 불연속면이 예측되었으나, 굴착 중 실제 암질이 비교적 양호하고 막장이 안정되어 암반 등급을 상향 변경하여 시공하였다. 그러나 굴착 중 발파와 동시에 붕락이 발생하였으며, 터널 막장 상부 8 m 부분의 붕락과 함께 지상 구간의 침하에 따른 계곡수 및 지하수 유입으로 진행되었다. 붕락구간 복구를 위해 붕락원인 분석, 보강공법의 선정 및 3차원 터널 안정성 해석을 실시하였고, 막장 상부 공동부는 팽창성 경량 콘크리트로 충진 후, 강관다단 그라우팅 공법으로 안정화시키고, 터널 상부 지반 침하부에서는 계곡수로 이설 후, 시멘트밀크 그라우팅 공법에 혼용된 약액 그라우팅 공법으로 지반보강 및 차수를 실시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.83-83
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• 2023

댐의 침투수량은 준공이후 댐 안전성 확보를 나타내는 지표 중의 하나이며, 유지관리를 위해 침투수량 측정을 실시하여 관리를 하고 있다. 댐 타입별로 침투수량에 대한 허용치와 관리기준치는 다르지만, 기본적으로 댐에서 발생되는 침투수량은 측정범위를 넘지 않도록 관리를 하고 있다. 댐의 침투수량 측정은 댐 하류에 누수집수벽을 설치하고 댐에서 발생되는 침투수량을 집수한 후 삼각위어를 통하여 침투수량을 측정하고 있다. 이러한 침투수량 측정은 대부분의 댐에서 실시간으로 자동측정하고 있지만, 경우에 따라 미계측 구간이 발생되어 댐 유지관리 측면에서 미계측에 대한 원인분석이 필요한 실정이다. 일반적으로 침투수량의 미계측 원인은 계측기기, 삼각위어, 누수집수벽, 기초지반 등 다양한 원인이 있지만 명확한 원인을 찾기는 어려움이 많다. 특히, 댐 침투수량의 경우 지하수위, 댐 표면 우수, 침투수가 같이 측정되기 때문에 원인분석을 위해서는 다양한 검토가 필요하다. 본 연구의 표면차수벽형석괴댐은 누수집수벽을 통하여 침투수량을 측정하고 있으나, 일부 구간 미계측 부분이 발생하여 기초지반, 댐체 하류사면, 여수로와 댐체 접합부를 통한 누수를 원인으로 추정하였다. 이를 조사하기 위하여 전기비저항 탐사, 시추조사, 수압시험, 지하수위 측정 결과를 이용하여 누수발생 추정위치를 찾고, 침투수량이 미계측되는 원인을 분석하고자 하였다. 전기비저항 탐사는 여수로 접합부, 누수집수벽 상·하류 구간을 선정하여 측정한 결과 상·하류 저비저항대가 존재하는 구간을 추정할 수 있었다. 수압시험 결과 기초암반은 2.3 ~ 21.3 Lu(3.65×10^-5 ~ 3.65×10^-4 cm/sec)의 범위로 누수 가능성이 있는 높은 투수성을 갖는 부분을 확인할 수 있었다. 전기비저항 탐사, 수압시험, 지하수위 측정을 통해 누수집수벽 기초지반 누수발생 원인분석 결과 누수집수벽 기초암반을 통한 누수로 누수집수벽에 댐체를 통한 침투수량이 저류되지 못하는 현상이 발생하기 때문인 것으로 판단되었다. 침투수량계의 정상화를 위해서는 조사를 통해 확인된 누수집수벽 기초암반 누수구간의 그라우팅 보수보강이 필요함을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.947-956
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• 2018

고심도에 건설되는 해저터널은 지하수 등에 의해 높은 수압을 받는 환경에 노출되며, 고수압 해수에 의해 용탈현상이 촉진될 수 있다. 특히, 공사 중 지하수가 유입되기 쉽기 때문에 차수에 대한 많은 문제를 야기 할 수 있어 안정성을 확보하기 위해서는 시공환경에 적합한 그라우팅 장비 및 재료의 적용이 필수적이다. 이에 따라 본 연구에서는 해저터널 시공 시 적용할 수 있는 그라우팅 재료에 대한 물리적 특성(주입재료와 조건별 양생방법에 따라 강도특성, 용탈특성 등)을 평가하였다. 연구결과 CA계 및 CSA계에서 안정적인 강도증가를 발현하였으며, 내구성 저하가 발생되지 않아 해수 영향을 받는 구조물에서 안정적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.735-747
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• 2019

도시화에 따른 지상공간 부족으로 인해 사회시설물 매설을 위한 공동구 터널의 수요가 증가하고 있다. 쉴드 TBM 공법을 이용한 도심지에서의 공동구 터널 시공 중 불가피하게 복합지반, 호박돌층과 같은 특수지반 조우 시 여러 가지 트러블이 발생하여 공기 및 공사비가 증가될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 MIDAS GTS NX (Ver. 280)을 이용해 특수지반의 특성, 보강영역, 토피고, 수위를 달리하여 수치해석을 수행하여 매개변수 조합에 따른 최적의 지반보강영역을 분석하였다. 그 결과 복합지반과 호박돌층 모두 무보강 지반굴착 시 안정성 확보가 어려웠으나 최대 2.0D 만큼의 지반보강 그라우팅 적용 시 토피고 30 m인 복합지반을 제외하고 내공변위가 허용치 내로 발생하였다. 또한 복합지반 및 호박돌층 모두 굴착 시 과다한 지하수 유출이 발생하여 차수그라우팅 적용 후 안정성을 확보할 수 있었다.