• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.107-118
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• 2021

도로건설의 가속화로 인해 매년 터널의 개소와 터널 연장이 증가하는 추세이다. 터널의 붕락에 관련된 연구는 많이 진행됐으나 바닥부 융기와 관련된 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 연약지반에서 터널의 바닥부 곡률의 영향을 분석하고자 지반범용해석 프로그램을 이용하여 민감도 분석을 실시하였다. 그 결과 터널의 바닥부 곡률이 커질수록 지반조건 및 지보재 두께와 관계없이 안전율이 크게 산출되어 터널의 안정성이 증가됨을 정량적으로 확인하였다. 또한, 터널의 내공변위 및 숏크리트가 받는 최대 휨응력도 감소하여 터널의 안정성이 증대됨을 확인하였다. 따라서 연약지반에서 터널을 굴착할 경우 바닥부에 곡률을 적용하는 것이 터널의 안정성을 증대시킬 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.259-267
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• 2005

본 논문에서는 터널별로 매설된 온도계의 연중계측을 통하여 년 중 온도변화특성과 갱구부로부터의 길이별 온도변화특성, 터널연장별 대기 온도변화특성, 지표부 온도 변화특성을 분석하였다. 터널의 연장별 터널내 바닥부 온도 분포에 대한 분석 결과 입구부와 출구부가 다른 온도분포를 보임을 알 수 있었다. 출구부에서의 터널내 바닥부 표면온도 분포는 출구부에서 50m 지점까지는 온도가 변하다가 50m 이후 깊이에서는 터널연장에 상관없이 거의 일정한 온도분포를 보임을 알 수 있었다. 그러나 입구부에서의 터널내 바닥부 표면온도 분포는 출구부와 달리 터널내 길이 약 125~150m 지점에서 본도분포가 변하고 있음을 알 수 있었다. 이는 입구부로 유입되는 찬공기가 풍향 및 풍속의 영향을 받아 터널깊이 약 125~150m 지점까지 영형을 끼치는 것으로 보인다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.61-76
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• 2021

매년 기존 도로 터널의 개소 및 연장이 증가하는 만큼 시공 중 붕락 및 융기사고가 빈번하게 발생하고 있다. 터널 사고 중 붕괴가 주를 이루어 상대적으로 융기와 관련된 연구가 미흡한 상태이다. 이에 터널 하부를 보강하는 많은 연구가 진행되어 오고 있으나, 터널 바닥부 곡률에 대한 분석이 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 바닥부 곡률은 물론이고, 토피가 큰 응회암 변질대에 위치한 터널의 상부 해석영역 높이 및 측압계수가 안정성에 미치는 영향을 민감도 분석을 통해 살펴보았다. 해석 결과 전반적으로 바닥부 곡률이 커질수록, 측압계수가 작을수록, 상부 해석영역이 높을수록 터널의 안정성이 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권6호
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• pp.49-56
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• 2014

터널 구조물 안정성은 굴착하는 지반강도에 전적으로 좌우되는 특성이 있다. 지반강도가 약한 경우에는 터널 굴착 공사중 붕락이 자주 발생하게 된다. 일반적으로 이러한 조건에서는 분할굴착 또는 사전 보강을 실시하여 굴착 중 붕락에 대비하게 된다. 그럼에도 불구하고 연약대에서는 상반굴착 중 천단부 붕락이 발생할 수 있는데 이러한 사례는 많고 붕락 부위에 대해서 보강공법 적용을 통해 복구가 가능하다. 터널 바닥부에서 융기가 발생하는 경우에는 상부구간까지 악영향을 미치므로 터널 구조물 전체적인 안정성에 치명적인 영향을 줄 수 있다. 따라서 하부구간이 불량한 경우에는 반드시 심도 있는 보강검토가 필요하다. 터널 바닥부 융기로 인해 터널 안정성에 위해한 영향을 주는 사례가 최근에 터널 장대화와 관련되어 증가하고 있으므로 보강적용 기준에 대한 연구가 필요하고 본 연구에서는 실제 현장 하부구간 융기사례들을 조사하여 거동특성과 보강방안을 분석하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.13-20
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• 2006

본 연구에서는 터널구조물 장대화로 인한 기존 배수시스템의 시공상의 어려움과 기능 저하문제 동을 해결하기위하여 바닥배수판을 이용한 새로운 터널배수시스템을 제안하고 성능평가를 위한 기초연구를 수행하였다. 제안된 배수시스템은 기존의 측방향 배수관, 횡방향 배수관 및 유공관 등이 생략 가능한 배수시스템이다. 그러나 바닥배수판의 형상 등을 고려한 통수능분석 및 설계기준 등이 정립되어 있지 않다. 따라서, 본 연구에서는 수리모형 실험을 통하여 바닥배수판의 돌기부 형상 및 위치와 유량조건별 통수능의 상관관계를 분석하였다. 바닥배수판 돌기부의 형상 및 유수방향 간격은 흐름에 대한 저항성 차이로 언하여 통수능에 큰 영향을 미치며, 앞뒤둥근형 돌기부 형상이 가장 통수능 확보에 유리한 것으로 나타났다. 또한 돌기부의 유수방향 간격이 좁을수록 바닥배수판의 통수능을 향상시킬 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권5호
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• pp.101-107
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• 2017

터널공사의 발파공법의 특성상 여굴 발생은 필연적이라고 할 수 있다. 국내 터널 여굴 관련 설계기준에 의하면 공동구 바닥부의 여굴처리는 채움 10 cm로 되어 있으나 설계 여굴량 이상의 깊이를 모두 콘크리트로 채우게 되면 공사비가 크게 증가한다. 철도터널은 항구적인 콘크리트 궤도를 적용 중에 있다. 그러나 철도터널에서 바닥 여굴이 발생할 경우 압축강도 18 MPa의 콘크리트 채움 시공(T=100 mm)을 하고 있고, 상부에 150 mm ~ 237 mm의 보조도상 콘크리트층, 240 mm 콘크리트 궤도(TCL층)를 시공하는 등의 레일 하부와 터널 암반 사이에 약 600 mm 두께의 콘크리트로 시공하고 있어 경제성이 매우 떨어지는 실정이다. 이 연구에서는 기존터널단면과 변경터널단면에 대해 각각 여굴 깊이에 따라 콘크리트 균열 수치해석 및 콘크리트 균열 위험도 분석, 콘크리트 균열 안정성 확보를 위한 터널 바닥콘크리트 소요 두께에 대한 적정성을 평가하였다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2002년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.1-15
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• 2002

동복터널의 현장지질은 편마암과 석탄층(Coal Beds)이 협재된 암질이 매우 불량한 편암으로 구성되어 있으며, 설계 시에는 석탄층의 발달이 확인되지 않아 그 영향을 충분히 고려되지 않았다. 석탄층(두께 2~8m)은 편암의 Rock Cleavage와 같은 방향과 45~55도의 경사를 가지며 pinch out and swelling 형태로 발달이 불규칙하다. 하행선굴착 중 약 290m구간에 걸쳐 석탄층이 나타났으며, 90m 구간은 천단 및 측벽부에서 집중 발달되어 쳐대일변위가 20mm이상인 지점이 발생하는 등 상반굴착 시 111.2mm의 수평방향 내공변위가, 하반굴착 시에는 최대 127.8mm의 내공변위가 발생하였고 하반관통이후 수렴되었다. 내공변위 과다발생에 대한 대책으로 지보타입을 하향 조정하였고 측벽부는 하향 록볼트를 포함한 추가록볼트 보강을 실시하였다. 한편 터널 바닥부의 석탄층은 도로포장 후 침하문제가 예상되어 인버트를 기존 강지보공과 H-beam으로 연결.폐합한 후 콘크리트로 치환(140m구간)하여 추가변위를 최소화하였으며 무근콘크리트로 설계된 라이닝은 철근콘크리트 라이닝으로 변경 시공하였다.

• 터널과지하공간
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• 제29권6호
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• pp.425-438
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• 2019

본 연구에서는 일정한 방향의 층리가 발달한 퇴적암에 굴착된 지하철 병설터널을 모델링하여 축소모형 실험을 실시하였다. 연구대상 터널의 규격은 6.2 m×6.8 m이고 필러 폭은 4 m이다. 차원해석을 통해 현장암석에 적합한 모형재료를 선정하였고, 이를 사용하여 이방성 모형시험체를 제작하였으며 이축압축시험을 통해 터널의 파괴 및 변형거동을 알아보았다. 모형시험체에 하중을 증가시킴에 따라 필러의 중앙부에서 병설터널 사이를 가로지르는 최초의 균열이 발생하였고, 터널 천정부와 바닥부에서도 점차 파괴가 진행되었다. 필러부의 모든 균열은 기존의 층리면을 따라 발생하여 암반의 층리면이 필러 파괴의 주요 원인으로 나타났다. 또한, FLAC의 유비쿼터스 절리모델을 사용하여 실험 조건에 대한 수치해석을 실시함으로써 실험의 결과를 검증해 보았다. 여기서 얻어진 소성영역의 분포경향은 모형실험의 결과와 대체로 부합하여 실험의 신뢰성을 확인하였다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 1994년도 정기총회 및 제 11 회 학술발표회
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• pp.12-23
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• 1994

터널의 방수형식은 배수형(Wet System)과 방수형(Dry System)으로 대별된다. 배수형은 터널의 아치부와 측벽부에만 방수막을 설치하고 이의 배면과 바닥으로부터 유입되는 지하수를 배수공을 통하여 배수처리하는 방식이며 경제성과 시공성이 우수하여 대부분의 도로 터널 및 지하철 등에 적용되어 왔다. 방수형은 터널의 주변장 전체를 방수시공하여 터널내로 유입되는 지하수를 완전히 차단하는 방법으로서, 이러한 방수형 터널은 경제성과 시공성은 불리하나, 지하수위 저하에 따른 압밀침하나 생태계 파괴 방지, 터널의 장기적 환경보전 및 운영유지비 감소 등의 이유로 최근 상당수의 도심지 지하철 터널에 계획되어 시공중에 있다. (중략)

• 한국철도학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.668-682
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• 2017

철도의 고속화에 따라 선형의 직선화와 함께 터널이 철도노선에 차지하는 비중은 급격하게 증가하였다. 터널 굴착 시 필연적으로 발생하고 있는 여굴은 터널의 안정성에 큰 영향을 미치고 있다. 또한 여굴은 시공의 경제성에도 매우 중요한 요소이기도 하다. 터널 굴착 시 천단부 여굴은 굴착공법의 발달과 함께 점차 감소하고 있는 추세이다. 그러나 바닥부 여굴은 터널의 안정성에 미치는 영향이 상대적으로 적은 관계로 지속적으로 발생하고 있는 실정이다. 한국철도시설공단에서는 바닥부 여굴에 대하여 10 cm정도의 콘크리트 채움을 시공비로 인정하고 있으나, 그 이상에 대해서는 시공사가 부담하여 채움을 실시하고 있다. 바닥부 여굴에 대한 채움은 콘크리트 채움을 원칙으로 하고 있으나 경우에 따라 버림 콘크리트와 혼합골재를 병행하여 시공하는 곳도 발생하고 있다. 이는 궤도 하부에 연속체 재료와 불연속체 재료의 존재를 발생시키게 되며, 열차 운행 중 발생하는 진동의 전파에 영향을 미치게 된다. 일반적으로 콘크리트와 같은 연속체 재료만 존재하는 경우에는 열차운행에 의한 진동이 터널주면 암반으로 자연스럽게 전파될 수 있는 조건이 발생하나, 불연속체가 존재하면 진동의 전파와 반사에서 다른 특성을 나타낼 수밖에 없게 된다. 이에 본 논문에서는 터널 바닥 채움 재료에 대하여 시멘트 혼합비율을 5%, 11.5%, 18% 등으로 달리하여 시료를 제작하였다. 제작된 시료의 동적 물성시험을 실시하였으며, 이를 바탕으로 수치해석을 실시하였다. 수치해석 결과 모든 재료의 배합은 정적안정성을 만족하는 것으로 나타났다. 그러나 동적거동에서는 빈배합콘크리트와 시멘트 함유량이 낮은 채움재를 사용하였을 경우 특정 운행속도에서 공진이 발생할 수 있는 것으로 나타났다.