• 한국지반신소재학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.41-50
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• 2010

터널 구조물은 다른 사회간접시설과 마찬가지로 시공과정에서부터 사용연한까지 지속적으로 안전성이 확보되어야 한다. 특히, NATM 공법으로 시공되는 터널 콘크리트 라이닝은 터널의 외장재로 취급되어 왔지만, 근년에 와서 노후화된 터널의 콘크리트 라이닝에서 발생하는 심각한 구조적 균열에 대한 문제가 야기되면서 터널의 장기적인 안전성을 유지하는 최종 지보수단인 구조재로 고려되고 있다. 콘크리트 라이닝 천단부의 종방향 균열 발생은 콘크리트 시공방법과 같은 연관관계를 가지고 있다. 콘크리트 라이닝 타설시 강재 거푸집의 천단부 부터 콘크리트를 주입함으로 콘크리트가 측벽 쪽으로 유동하면서 충전되어 천단부 라이닝 콘크리트는 마지막으로 콘크리트가 타설되기 때문에 천단부의 상부에 공동이 발생할 우려가 크며, 이로 인해 콘크리트 라이닝의 두께도 부족하게 되는 경우가 발생한다. 본 연구에서는 터널 콘크리트 라이닝에서 여러 요인으로 발생하는 균열을 보다 효율적으로 제어하기 위하여 콘크리트 라이닝에서 발생하는 균열 특성, 기존 강섬유보강 콘크리트 라이닝과 복합섬유보강 콘크리트 라이닝의 수치해석적 접근을 시도하였다. 즉, 터널 라이닝 천단부에 강섬유와 복합섬유의 혼입률에 따른 콘크리트 라이닝 부재의 파괴하중과 변위에 대하여 분석하였다.

• 자연, 터널 그리고 지하공간
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• 제13권2호
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• pp.41-49
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• 2011

양북터널은 굴착과 동시에 라이닝콘크리트를 타설하였다. 터널굴착과 라이닝콘크리트의 동시시공을 위한 적정시공 Cycle을 결정하고, 이에 따른 양생기간과 양생온도를 설정하는 순으로 시험하였다. 라이닝콘크리트는 품질관리를 위해 보온장치를 탑재한 Sliding form과 양생대차를 운영하고, 균열을 최소화하기 위해 양생온도와 양생시간 및 탈형강도 등을 시험에 의해 결정하였다. 시험과정은 터널내부와 라이닝콘크리트 내부온도를 계절별로 측정하고, 양생온도별로 콘크리트의 강도를 측정하였다. 거푸집 탈형시 콘크리트 온도가 터널내부의 온도로 수렴하기까지는 $15{\sim}20^{\circ}C$의 차이로 측정되었고, 거푸집 탈형을 위한 콘크리트 초기강도 4MPa을 발현하는데는 양생온도에 따라 차이가 발생하지만 시공 Cycle에 적합한 양생시간은 약 20시간이고, 이 때의 양생온도는 $23^{\circ}C$ 이상이었다. 위의 시험결과대로 현장에서 라이닝콘크리트를 양생한 결과 시공 Cycle과 압축강도 및 콘크리트면의 외관 등이 만족한 결과를 나타내었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.77-86
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• 2006

터널라이닝에 대한 필요성 여부에 대한 논란은 지속적으로 되고 있으나, 대부분의 터널기술자들은 라이닝의 필요성에 대하여 동의하고 있다. 따라서 설계 및 시공상의 라이닝 특성을 고려한 콘크리트 라이닝 품질향상방안 수립을 위하여 근본적인 문제점을 파악하고 해결하는데 도움이 되고자한다. 본 논문에서는 균열발생량이 상대적으로 많은 대단면 4차로 터널을 대상으로 하여 콘크리트라이닝 시공에서부터 터널운용전 발생되는 초기균열에 대한 발생원인 분석을 실시하고, 국내 콘크리트 라이닝 시공특성을 파악하기 위한 사례조사를 실시하였다. 이를 바탕으로 하여 균열발생 최소화를 위한 시공개선방안을 제안하고, 개선방안에 대한 라이닝 콘크리트 타설모형실험 및 강재거푸집내 콘크리트의 유동분석을 수행하여 고품질 콘크리트 라이닝시공을 위한 제안방안의 효율성을 검증하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.509-512
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• 2008

라이닝콘크리트란 터널의 영구적인 라이닝으로서 무근 또는 철근콘크리트로 구축되는 터널의 가장 내측에 시공되는 터널의 부재를 말하며. 라이닝의 목적은 터널주변 암반의 풍화방지 및 유수에 의한 지반열화 경감, 터널의 내구성 증대 등이다. 라이닝시 콘크리트는 시공불량, 내부응력, 건조수축 등에 따라 균열을 야기할 수 있으며, 콘크리트 구조물에서 발생하는 이러한 균열은 내구성의 저하와 외관의 손상을 초래하여 사용성을 저하시킬 뿐만 아니라, 균열로 인한보수비용을 증대시킨다. 본 연구는 직경이 15m 이상의 대단면 터널의 라이닝콘크리트의 실제 현장에서 발생한 균열에 대하여 발생하는 균열에 대한 구조, 재료에 대한 분석을 수행하였으며, 그 결과를 제시하므로서 합리적이고 효율적인 대단면 터널 라이닝콘크리트의 균열에 대한 대책을 제시하고자 한다.금번 검토 결과, 구조적 특성에 의한 것이 아님을 알 수 있었으며 다음과 같이 몇가지 원인에 대한대책을 통해 균열을 저감할 수 있을 것이다. 1) 하절기배합인 플라이애쉬 20% 배합으로 변경하면, 수화열 저감효과와 함께 초결시간 지연 효과도 가져올 수 있으므로 연직균열 및 수평균열에 유리한 조건을 만들어 줄 수 있을 것으로 사료된다. 2) 균열이 주로 발생된 S.L 부근의 다짐방법과 관련하여 다음과 같이 개선코자 한다. 즉, 3단과 4단투입구간(間)계면 방지를 위하여 4단 투입구를 통하여 일부 콘크리트를 타설 후 타설중지 상태에서 3단과 4단 투입 콘크리트를 같이 다짐을 실시한다. 이 때 주의할 점은 3단 타설 콘크리트의 초결 이전에 재다짐이 되어야 하므로 전체 시간을 6시간 이내에 완료해야 한다(플라이애쉬 20% 혼입 조건). 3) 일단 S.L 부근까지 콘크리트를 타설한 후, 하단부 콘크리트가 충분히 침강이 일어날 수 있도록 30분 내외 타설을 중지하였다가 후속 콘크리트를 타설토록 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.227-235
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• 2006

최근 터널에서 균열, 누수 등과 같은 변상이 많이 발생하고 있어 터널의 안정성에 큰 문제가 되고 있으며, 기존 터널의 효율적인 안전 및 유지관리를 위해서는 터널 콘크리트 라이닝의 역학적 건전도를 평가하는 것이 필수적이라 할 수 있다. 본 연구에서 사용된 콘크리트 라이닝 모형 시험체는 실제 도로터널의 축소모형으로서 단일라이닝으로 구성되어 있으며, 하중조건, 라이닝 두께, 천단부 배면 공동 유무 및 강섬유 혼입률 등과 같은 라이닝 조건에 따른 모형실험을 실시하였다. 이러한 모형실험으로부터 터널 콘크리트 라이닝의 균열발생하중과 파괴하중, 처짐과 균열발생 형태를 조사하여 터널 콘크리트 라이닝의 변형 및 역학적 특성을 평가하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.197-209
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• 2018

본 논문은 터널 설계 시 설계 인자에 따른 콘크리트 라이닝 절근량 절감에 관한 연구 이다. 콘크리트 라이닝의 설계는 과다한 하중적용에 따라 철근보강이 증가하게 되며, 경제성이 줄어들게 된다. 터널 시공의 경제성을 향상시키기 위해서는 콘크리트 라이닝의 설계인자에 대해 합리적인 기준이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트 라이닝의 설계에 적용되는 설계 인자에 대하여 특징 및 문제점을 분석하였다. 또한 설계인자 적용에 대한 콘크리트 라이닝의 경제성 검토는 수치해석을 이용하여 단면설계를 통해 산정된 철근 보강량을 비교하였다. 분석 결과에 의하면 콘크리트 라이닝 설계 시 설계 인자의 적용에 따라 필요 철근량이 다르게 나타났다. 따라서 이 연구를 통하여 콘크리트라이닝의 철근량을 경감시킬 수 있는 것으로 나타났다. 이 연구 결과는 향후 콘크리트 라이닝의 경제적 설계를 위하여 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권4호
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• pp.387-394
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• 2009

터널구조물은 지하공간에 건설되며 육안으로 터널 배면상태를 확인하는 것이 불가능하기 때문에 유지 관리하는데 어려움이 있다. 본 연구에서는 재래식 터널의 주 지보재인 콘크리트 라이닝의 장기 내구성 및 성능저하 원인을 규명하기 위하여 준공된 지 약 40~70년이 경과된 7개의 철도 폐터널을 대상으로 현장조사 및 실내실험을 수행하였다. 그 결과, 조사 대상 터널 구조물의 콘크리트 라이닝은 준공년도에 관계없이 모든 구조물에서 다양한 형태의 균열이 조사되었으며 특히 시공이음부에 열화현상이 심각하게 나타났다. 터널 구조물의 콘크리트 라이닝 주변 지하 공간으로부터 유입되는 침출수의 유해이온은 콘크리트 열화에 직접적인 영향을 미치는 농도는 아니었으나 일정한 농도의 유해이온이 장기간 지속적으로 콘크리트 라이닝에 침식작용을 한 것으로 나타났다. 터널 구조물의 콘크리트 라이닝에서 측정한 비파괴 압축강도와 동일한 위치에서 채취한 코어시편을 대상으로 측정한 일축압축강도는 콘크리트 라이닝의 표면의 건전 여부에 따라 상이한 결과를 나타내었다.

• 터널과지하공간
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• 제11권2호
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• pp.96-108
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• 2001

NATM 터널의 콘크리트라이닝은 계획, 지반조사, 지반-라이닝 상호작용해석, 시공, 관찰, 시공중 수정 등의 과정을 거쳐 시공된다. 따라서, 설계자는 라이닝의 여러 기능, 시공과정, 지반조건 등을 고려하여야 한다. NATM 터널 콘크리트라이닝 설계시 지반조건이 열악하거나 숏크리트의 부식 등으로 1차 지보재가 지보능력을 상실할 경우에 대비하여야 한다. 그러나, 암반이완하중과 잔류수압의 크기, 형태 및 산정방법이 설계자에 따라 다양하게 적용되고 있는것이 현실이다. 본 논문에서는 NATM 터널 콘크리트라이닝 설계시 적용할 수 있는 암반이완하중 산정 법들에 대하여 고찰하고, 설계시 국내에서 주로 적용하는 다양한 암반하중과 잔류수압모델을 조합하여 구조해석을 실시한 후 콘크리트라이닝에 발생 하는 부재력의 크기를 비교하였으며, 적절한 하중조합을 제시하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권3호통권55호
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• pp.110-118
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• 2009

산간 지형이 많은 국내 여건상 물류수송 및 교통 등을 위한 터널 구조물의 활용성은 매우 높다. 최근 현장에서는 공기단축 및 원가절감을 위하여 터널 굴착과 라이닝 콘크리트의 타설을 병행하는 공법이 진행되면서 굴착에 의한 진동 등의 영향으로 콘크리트 구조물 초기 재령에서 균열 및 내구성능 저하 문제가 발생하고 있다. 본 연구에서는 터널 라이닝용 콘크리트 배합에 있어서 보강재를 강섬유와 더불어 최근 국내에서 개발된 폴리아미드 섬유를 병행 사용한 콘크리트의 역학적 특성을 실험적으로 검토하였다. 또한 유 무기 섬유보강 터널 라이닝 콘크리트 부재의 하중-변위와 하중-변형률 관계를 모형 실험으로 평가하였다. 실험 결과, 보통 콘크리트에 강섬유와 폴리아미드 섬유 보강재를 하이브리드화하여 사용한 콘크리트 부재에서 구조 성능이 증진됨을 확인할 수 있었다.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2003년도 하계학술대회
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• pp.382-384
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• 2003

지하 30m 암반에 건설된 통신구 터널의 안전성을 검토하기 위하여 콘크리트 라이닝 두께를 지중레이다(Ground Penetrating Radar)와 충격반향기법(Impact-Echo Method)으로 추정하였다. 지중레이다에 의한 콘크리트 라이닝 단면의 연속적인 화상으로부터 라이닝 두께의 상대적인 변화를 파악하였으며, 라이닝 두께가 얇은 구간은 충격반향 기법에 의해 일정 간격으로 두께를 추정하였다. 터널 천장의 라이닝 두께는 31.85cm, 좌측 및 우측 측벽부의 라이닝 두께는 각각 32.45cm. 32.97cm로서 설계 값인 30cm와 비교적 잘 일치하는 것으로 파악되었다. 지중레이다와 충격반향기법을 조합한 본 방법은 터널 라이닝 콘크리트 두께를 추정하는데 있어서 매우 효율적이고 신뢰성 있는 방법으로 분석되었다.