• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.415-428
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• 2015

국내의 장대터널 및 도심지내 터널시공과 시공계획이 증가함에 따라 터널굴착기술의 개발이 요구되고 있다. 국내의 터널 굴착방법으로 drilling & blasitng method가 주로 쓰이고 있는 실정이나 이 공법은 극심한 발파진동으로 현장주민의 민원과 인근 암반구조물에 피해를 입히는 단점이있다. 따라서 문제발생예측 지역에는 무발파 굴착공법인 TBM터널링을 사용하는 것이 효율적이다. 하지만 TBM 터널링은 drilling & blasitng method와 비교하였을 때 비경제적이므로 현장에서 꺼리는 실정이다. 이러한 한계를 극복하기 위하여 다양한 TBM 장비 및 시공기술이 요구된다. 또한 관련된 기술의 기준이 될 수 있는 시방서 및 설계기준의 지속적인 개정도 필요한 상황이다. 본 연구에서는 2015년 고시된 터널표준시방서내 TBM에 대한 개정 내용 및 관련 해설에 대한 내용을 다루고 있다.

• 터널과지하공간
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• 제32권6호
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• pp.345-352
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• 2022

도심지 터널 건설에서 발파공법은 민원이 제기되는 문제점이 있어 적용에 제약받고 있다. 이에 대한 대안으로 TBM 및 기계굴착 공법 적용이 필수적으로 검토되고 있다. 이 중 쉴드 TBM(Tunnel Boring Machine)은 굴진과 세그먼트 체결이 번갈아 반복되며 굴진하는 공정을 가지고 있는데, 세그먼트 체결 동안 굴진을 멈추게 된다. 이러한 가동 정지시간을 최소화하고자 세그먼트 체결 중에도 가동할 수 있는 연속굴착형 TBM 기술이 개발되고 있다. 나선형 세그먼트의 굴진 반력을 확보하기 위해 추진잭을 개조하고 신뢰성을 확보하는 연구가 진행 중이다. 또한 체결 중 세그먼트를 제외한 나머지 부분의 추진잭을 가동하는 유압제어 및 유압시스템 설계기술이 개발될 예정이다. 본 보고는 연속굴착형 TBM 과제 중 부품개조 및 유압제어 기술에 대한 일부 내용을 소개한다.

• 화약ㆍ발파
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• 제14권2호
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• pp.71-80
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• 1996

본 고에서는 터널 신공법으로 건설되고 있는 Iran 철도터널의 지진에 대한 안정성을 검토하기 위하여 수행한 일련의 과정 즉, 설계지진 가속도의 산출과정과 이를 FEM 해석에 도입한 과정을 소개하고 FEM 해석결과를 분석하여 지진이 터널에 미치는 영향을 고찰하였다. Iran 지역의 지진기록 및 경험식을 통하여 지진의 최대설계가속도로서 수평가속도 $a_h=0.34g$ 와 수직 가속도 $a_v=0.23g$을 산출하였고, 이를 지진의 영향에 가장 취약한 갱구부근 터널의 FEM 해석에 적용한 결과, 설계지진강도 이내에서 터널구조체의 변위와 응력은 증가하나 터널구조체에 손상은 주지 않는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.1275-1282
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• 2009

The tunnel excavations are used for construction of common utility tunnel, electric tunnel, communication line tunnel, water supply and public sewerage pile line in urban area. The trench cut methods were mainly used in the past, but now, tunneling method is more being used. The tunnel excavation method like as NATM, Messer-Shield, Semi-Shield Methods are being applied to small section tunnel in Korea. The actual construction results of seme-shield method are increasing due to simplified construction process and reduced noise and vibration. And also this method is being used frequently in waterway tunnel and construction of prevention flooding recently. The seme-shield method design guideline is absence except for electric line tunnel construction in Korea, because of the semi-shield method was developed in Europe and Japan. In the prescriptive design, engineer's subjects are tending to intervene, because of absence of standard and specification for details. Therefore, Design and Construction Problems of Semi-Shield Method were described and construction trouble was introduced for exam. These problem and construction troubles have to be examined thoroughly in advance.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제22권4호
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• pp.435-450
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• 2020

복층터널의 분기구간은 터널 형상이 모자 모양의 대단면 구간인 '분기 전 확폭구간'과 본선과 분기터널 간 이격이 생기는 '분기 후 구간'으로 나눌 수 있으며, 분기 전 확폭구간의 터널 단면이 분기 후 구간의 단면에 비해 매우 크기 때문에 이러한 차이에 따른 굴착 영향이 분기구의 전체적인 굴착 안정성 검토 시 고려되어야 한다. 본 연구에서는 암반에서 시공되는 NATM 방식의 2차로 대심도(40 m) 본선 복층터널에서 1차로 단층터널로 분기가 되는 조건을 대상으로 3차원 유한요소해석을 통해 분기 전 확폭구간 굴착(선행굴착) 시 굴착공법과 벤치길이 변화에 따라 선행굴착이 분기 후 구간의 굴착 안정성에 미치는 영향을 검토하였다. 그 결과, 굴착공법과 벤치길이 변화에 따른 차이는 상대적으로 작은 편이었으나, 2차원 수치해석에 의한 선행굴착을 고려하지 않은 경우와 강도응력비 비교를 통해 선행굴착이 분기 후 구간의 굴착 안정성에 영향을 미칠 정도로 큰 응력의 변화를 유발함을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.53-62
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• 2013

NATM공법을 이용한 터널 시공에서 초기에 원지반을 구속시키고 암반과의 일체화를 통해 터널의 안정성을 확보하기 위해 통상 5-20cm 두께의 숏크리트를 시공하며 여기에는 강섬유가 $40kg/m^3$ 정도 포함되도록 설계하고 있다. 숏크리트 내에 혼합된 강섬유는 숏크리트를 뿜어 내는 장비 특성, 혼합비 그리고 현장 암반 상태에 따라 숏크리트 내 강섬유가 골고루 분산될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 본 연구에서는 단면이 $15cm{\times}15cm$이고 길이 55cm인 사각기둥 모양의 시멘트 혼합비가 5% 또는 20%인 공시체를 3cm씩 다섯 층으로 나누어 강섬유를 혼합하지 않거나, 중간층만 혼합하거나, 1, 3, 5층만 혼합하거나, 전층을 혼합한 네 종류의 숏크리트를 모사한 콘크리트 공시체를 제작하였다. 7일 동안 공시체를 대기중 양생한 다음 휨강도시험을 실시하여 층별로 강섬유가 분산되거나 집중될 경우 휨강도와 인성에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 시멘트 혼합비가 20%인 경우 강섬유 혼합층이 증가할수록 휨강도는 증가하였으며, 동일한 양의 강섬유가 골고루 분산되지 않고 한 곳으로 집중될 경우 휨강도가 20% 정도 감소하였다. 한편 시멘트 혼합비가 5%로 낮은 경우에는 강섬유 혼합층이 증가할수록 오히려 휨강도는 감소하였다. 시멘트 혼합비에 관계없이 강섬유 혼합층이 증가할수록 인성지수는 점점 증가하는 경향을 보였으며, 강섬유가 중간층으로 집중된 경우보다 골고루 분산된 경우 인성지수는 2-3배 정도 증가하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.171-182
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• 2007

도심지 개착구간의 교통 및 환경적인 영향을 최소화하기 위하여 단면적 $200\;m^2$ 이상의 정거장터널이 퇴적암반 중에 계획되었으나 토피고가 13 m 이하인 설계조건에 직면하게 되었다. 본 연구에서는 패턴설계가 아닌 시공사례와 아칭효과 발현을 기초로 세 가지 요소 - 단면형상의 영향, 작용하중의 적용방법, 지보방안과 터널안정성분석 - 를 중심으로 설계방향이 논의되었다. 단면형상의 역학적인 영향에 기초하여 기본설계안과 연구단면안이 유도되었고, 지보방안은 터널천반부의 침하방지 및 역학적인 평형상태를 유지하기위한 파이프루프 보조공법과 NATM의 지보원리를 활용하였다. 두 설계안의 비교분석으로부터, 터널라이닝을 개착구조물의 연장선상에서 제약한 설계조건과 터널안정성 및 철근배근의 시공성에 대해 기본설계안이 적합한 방안임을 확인할 수 있었다. 그리고 동일한 건축한계로 아치부의 응력집중이 발생되지 않는 안정적인 응력분포를 나타내는 연구단면안의 분석결과에서 보듯이 향후 대단면터널 설계기술의 향상을 위해 단면형상의 영향과 이완하중의 적용방안이 심도 있게 검토되어야 함을 알 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권8호
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• pp.63-71
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• 2011

대부분 비정형 구조물인 토목분야에서 BIM(Building Information Modeling) 기법을 적용할 경우 현재 BIM 기법이 도입되기 시작한 건축분야와 비교해 상대적으로 건설 생산성 향상의 기대효과가 높을 것으로 인식되고 있다. 본 연구에서는 NATM공법 터널을 대상으로 BIM기반 3D 모벨링을 통한 물량산출을 실시하여 기존의 2D기반의 물량산출과 비교, 오차분석을 수행하였다. 그 결과 구조물공에 있어서는 오차범위가 0.00%~-1.45%로 아주 작게 나타났으나, 토공에 있어서는 오차범위가 -19.78%~35.30%로 대단히 크게 나타났다. 이를 통해 기존 2D기반 구조물공 물량산출의 경우 0.00%~5.00%의 할증률을 감안하여 본다면 BIM기반 물량산출과의 오차가 무시할 정도로 나타남에 따라 BIM기반 3D 모델링을 통한 자동 물량산출의 신뢰성을 확인하였다. 또한 토공의 경우는 토공전제의 물량산출 오차는 구조물공과 동일하게 오차가 무시할 정도이지만, 암별 물량산출 오차가 크게 나타남으로서 2D 기반 물량산출의 신뢰성에 문제가 있음을 알 수 있었다. 따라서 토공은 반드시 BIM기반 3D 모델링을 통한 물량산출을 수행하여 물량산출의 신뢰성을 확보해야하는 사항이라 판단되며, BIM의 설계, 시공, 유지관리 단계의 정보통합의 장점을 고려하여 토목분야에서의 BIM 설계기법 도입에 대한 효용성 및 적용 가능성을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제22권2호
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• pp.145-154
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• 2020

NATM 공법에 있어서 강지보재는 숏크리트가 타설되어 라이닝을 완전히 구성할 때까지 터널의 안정화를 확보하는 구조체로서, 숏크리트의 타설 전 뿐만 아니라 타설 후 숏크리트와의 일체 거동을 통해 라이닝의 강도를 더해주는 역할을 수행한다. 본 연구에서는 새로운 형식의 사변형 격자지보재를 터널의 안정해석에 적용하기 위한 방안으로 체적비 기반의 숏크리트와 강지보재 합성부재의 등가 물성치 결정법을 제시하였다. 사변형 격자지보재는 수직 및 수평 보강재의 존재로 면적비 기반으로 등가 물성치를 산정할 경우 선택한 단면에 따라 물성치가 상이 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 체적비 기반의 등가 물성치 결정법을 제시하였으며, 격자지보재와 숏크리트로 구성된 합성부재 요소에 대한 상세모델과 등가물성치를 사용한 등가모델의 비교를 통하여 등가탄성계수를 보정할 수 있는 방법을 제시하였다. 상세모델과 등가모델을 비교한 결과등가모델은 상세모델에 비해 평균적으로 130% 작은 휨 강도를 나타내었다. 본 연구에서는 휨강도의 오차율을 고려하여 등가탄성계수를 보정할 수 있는 방법을 제시하였고, 보정된 등가탄성계수를 적용한 등가모델의 휨강도는 상세모델과 평균오차율 1% 이내로 나타났다.

• 한국산업보건학회지
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• 제33권2호
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• pp.115-125
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• 2023

Objectives: This study was conducted to measure the level of radon in the air at a highway tunnel construction site in a gneiss area using the New Austrian Tunneling Method (NATM) and to evaluate exposure levels by occupation. Methods: Radon concentrations in the air were measured using E-PERM at points 300 m, 600 m, and 900 m from the tunnel entrance during the excavation and waterproofing work inside the tunnel. In addition, radon concentrations were measured during external excavation to compare with the inside of the tunnel. Personal exposure levels for major occupations including tunnel workers, construction equipment operators, waterproofers, shotcrete workers, and safety and health managers who participated in the construction were estimated using radon concentration measured in the work process area and working hours by occupation. Results: As a result of a total of 77 radon measurements, the geometric mean (GM) concentration was 71.1 Bq/m³, and the maximum concentration was 127.3 Bq/m³, which was below the indoor air quality criteria. Radon concentration by process decreased in the order of the tunnel excavation process (GM= Bq/m³, GSD=1.2), waterproofing process (GM=73.35 Bq/m³, GSD=1.2), and outside excavating process (GM=45.28 Bq/m³, GSD=1.2). Processes inside the tunnel were significantly higher than outside excavating processes (p<0.05). There was no statistically significant difference in radon concentration measured inside by distance from the tunnel entrance, but the innermost point of the tunnel, 900 m (GM=79.24 Bq/m³, GSD=1.27), measured the highest. Conclusions: The occupation with the highest individual exposure to radon was tunnel worker (64.16 Bq/m³), followed by construction equipment driver (64.04 Bq/m³) and waterproofer (63.13 Bq/m³).