• 건설안전기술
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• 통권45호
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• pp.60-70
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• 2008

20여 년 전부터 TBM 등에 의한 기계화 터널공법이 국내에서도 보편적으로 적용되고 있음에도 그들의 적용에 따른 시공상 문제점들이 거의 보고되고 있지 않다. 이는 NATM 터널에서와는 달리, 해외에서도 불량한 지반조건에서 기계화 터널시공 중에 발생하였던 사고사례에 대한 연구는 희귀한 편이다. 본 연구에서는 먼저 화산쇄설암류의 지층 경계부에서 심하게 변질된 연약 암반대에서 발생된 터널붕락 사례를 소개하며, 그 붕괴원인을 분석하기 위한 일환으로 실시된 체계적인 지반조사를 통하여 연약 암반의 특성을 규명하였다. 또한 그 연약암반대에 대한 실험결과와 일반 암반에서의 측정범위를 비교하여, 터널붕괴 위험성을 판단할 수 있는 지표를 설정하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1D호
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• pp.83-91
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• 2008

본 연구에서는 컴퓨터 시뮬레이션을 NATM공법 지하철 터널에 적용하여 적절한 장비조합과 작업 시간을 산출할 수 있는 모델을 구축하는 것을 목적으로 하며, 굴착하는 터널길이 즉, 증가되는 갱내 운반거리를 모델에 반영함으로써 현실에 가까운 모델을 구축하였다. 본 연구를 통해 구축된 모델은 지하철 터널공사의 제한 조건을 고려한 합리적인 의사결정도구로 사용하고자 하며, 터널공사 중 장비운용계획에 의한 작업 효율성에 가장 영향이 크다고 판단되는 버력처리 공정을 중심으로 시뮬레이션 기법 적용의 효과를 분석한다. 시뮬레이션 적용에 의한 효과 분석은 기존 관행에 의해 수립된 공사계획의 문제점을 알아보고, 굴착에 따른 갱내 운반거리와 투입되는 덤프트럭의 수의 변화를 통해 작업시간과 장비의 효율을 알아보았다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권1D호
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• pp.41-49
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• 2012

정보기술 중에서 오랫동안 제조업 분야에서 군림해왔던 바코드 기술을 대체하고 있는 RFID 기술은 제조업뿐만 아니라 국방, 물류, 운동, 건설 등 산업 전반에서의 그 활용 효과가 입증되고 있다. 건설 분야에서도 건축을 중심으로 RFID를 적용하려는 연구들이 계속되고 있지만 단순 공종 또는 자재관리용도의 실험적 적용이 대부분이었다. 이에 본 연구에서는 대표적인 토목공사인 터널공사의 NATM 공법에 대하여 5개 시공 프로세스의 사이클 타임 분석을 목적으로 시공단계별 RFID 적용 방법론을 제시하였고, 실제 현장 적용을 통해 방법론을 검증하였다. 이로써 각 시공단계에서 RFID를 통해 실측 정보를 제공함으로써 향후 공정율 예측 및 후속공종 계획 수립시에 효과적으로 활용될 수 있으며, 토목분야에서의 RFID 현장 적용성을 확대하는 시도가 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 지반공학 공동 학술발표회
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• pp.536-549
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• 2005

국내 대부분을 차지하고 있는 NATM의 주요원리는 주변지반의 지보효과를 활용하는 터널굴착공법이다. 따라서 실제 지반조건이 원설계조건 보다 역학적으로 불량한 경우 보강공법의 적용은 필수적이라 할 수 있으나, 합리적인 설계변경은 현실적으로 쉽지 않은 실정이다. 또한 현실적인 이유로 양방향으로 터널을 관통하는 설계법과 달리 종종 1방향 굴진으로 터널을 관통하는 경우가 있다. 그러나 이러한 1방향 굴진은 불가분 굴진 종점부에서 저토피 갱구를 향하게 되므로, 지반이 연약한 경ㅇ우 막장 붕괴의 위험이 매우 높은 것으로 알려져 있다. 본 터널은 설계 시 갱구부 지반을 풍화암과 연암으로 보고 설계 하였으나, 실제 굴착 시 확인된 지층은 핵석을 포함한 실트질모래(SP-SM)로 판명되었다. 더구나 터널굴진 방향에 있어서도 양방향 굴착이 아닌 저토피 갱구를 향한 1방향 굴진을 실시하였으며, 이러한 시공 중에 터널관통을 불과 19m 남겨둔 갱구부에서 막장부괴와 동시에 상부사면 함몰이 발생하였다. 본 연구는 토사터널 갱구부 1방향 굴진 시 발생한 막장붕괴 보강사례로서, 지상보강(시멘트밀크 그라우팅)과 갱내보강(방사상 FRP보강그라우팅) 그리고 인버트폐합을 실시하여 성공적으로 터널시공을 완료한 사례연구이다. 본 사례는 향후 토사터널 갱구부의 설계와 시공에 유용한 참고자료가 될 것이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.141-149
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• 2006

터널굴착시 NATM이 적용되기 위해서는 "굴착 후 지보공의 시공이 완료되기 전까지 막장이 자립하고 있을 것"을 전제조건으로 하고 있지만 터널막장은 항상 무보강의 상태가 계속되고 있고, 붕괴사고가 집중되고 있는 가장 취약한 부분이라고 할 수 있다. 이에 대한 대책공법 중 페이스볼트는 주로 막장전방을 향하여 수평으로 설치해 막장을 보강하는 공법으로 널리 알려져 있다. 본 연구는 페이스볼트의 설치효과를 극대화시키기 위해 일률적인 수평설치의 패턴을 변경해 보다 효율적인 설계패턴에 대해 검토하였다. 그 결과, 최외곽부의 볼트들을 터널 축방향의 윗방향으로 배치함으로써 막장 수평변위는 다소 증가하지만, 막장후방 2.5D의 천단침하는 약 18% 줄일 수 있는 것이 확인되었다.

• 지질공학
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• 제16권3호
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• pp.283-291
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• 2006

기존의 NATM 터널에서는 숏크리트가 임시적인 지보재로 사용되었으나 싱글쉘에서는 영구적인 구조물의 역할을 담당하게 된다. 따라서 숏크리트에 작용하는 하중과 변위를 신뢰성 있게 예측하는 것이 터널의 안정성을 확보하기 위한 필수조건이므로 지반정수 산정의 정확성이 매우 중요하다. 특히, 국내의 지질상태는 외국과 다르므로 싱글쉘 공법을 국내에 적용하기 위해서는 국내 지질상태를 고려한 지반정수 산정기법의 기술 개발이 필수적이다. 본 연구에서는 국내 25개 터널 현장에서의 암반분류 사례 및 지반정수 사례를 조사하였다. 국내 싱글쉘 터널공법을 위한 지보 패턴안을, Q분류에서 수정된 NMT방법과 국내 암반상태를 고려하여 제안하였다. 또한 사례연구를 통한 Q시스템과 RMR값의 상관성을 이용하여 RMR을 이용한 지보량을 제시하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.55-64
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• 2016

산악지 풍화대를 관통하는 도로 NATM터널에서 록볼트+숏크리트 타설과 강관다단 그라우팅 보강작업 진행 중, 터널 천단부붕락(토피고 25m) 및 지표면 함몰($V=12m{\times}14m{\times}$높이 5m = $840m^3$)과 터널 내 과다한 변위가 발생하였다. 원활한 후속 공사를 위해 각종 조사 자료와 시험, 분석을 통해 함몰(땅꺼짐) 원인을 분석하고 수치해석을 통하여 적절한 갱내외 보강범위를 다양하게 검토한 후 대책공법을 제시하였다. 수치해석 결과 터널 종횡방향 0.5D, 터널 상단 1.0D에서 보강효율이 가장 좋은 것으로 분석되었다. 터널 지상부는 시멘트밀크그라우팅으로, 터널 내부는 대구경강관다단 3열 중첩으로 보강하였다. 라이닝에 철근을 보강하고 잔여 터널구간에 선진수평보링을 적용하여 사전에 막장 전방상태를 파악하고 필요시 적절한 보강을 하도록 하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제16권2호
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• pp.23-33
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• 1998

본 연구는 현재 시공중에 있는 성주터널에 사용될 Rock Bolt의 설계 기준을 작성하는데 목적을 두었다. 이 성주터널의 개설은 본 구역의 암질이 연약하기 때문에 NATM(New Austrian Tunnelling method)으로 시공하는 것으로 가정하였으며 본 공법에서 소약되는 Rock Blot의 길이와 간격 등의 설계 기준을 작성하엿다. 그 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 터널 주어암석을 조립사암, 상립사암, 사귀하암 그리고 silty세일은 보통암이고 흑색세이로가 그레이와케(Greywacke) 그리고 설암으로 확인되었다. 2) 본 터널에 사용할 Rock Blot의 길이를 3~4m의 것을 활용할때에 Blot의 간격은 사암에는 최소 1.3m에서 최대 1.8로, 혈암에는 최소 1.3m에서 최대 2.0m이다. 그리고, 그레이와케(Grey-wake)의 경우는 공히 1.5m로 설계되었다.

• 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.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.29-36
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• 2017

NATM 공법에서 터널을 확대하거나 피난갱과 같이 좁은 단면에 록볼트를 설치하는 경우에는 록볼트를 경사지게 설치하거나 또는 짧은 볼트를 연결하여 시공할 수밖에 없다. 국내외에서 실시된 경사 록볼트에 대한 연구는 아직 미흡한 실정이며 실제 현장에 적용하기 위해서는 경사 록볼트의 거동특성에 대한 연구가 필요하다고 사료된다. 본 연구에서는 3차원 유한요소해석을 사용하여 경사 록볼트 시공 시 록볼트의 설치각도와 설치길이에 따른 최대 중립점 발생위치의 변화를 확인하고 이에 따른 록볼트에 의한 원지반 아치형성영역의 두께 변화를 비교 분석하여 지반보강효과에 대해 확인하였다. 해석결과 표준지보패턴(설치길이 4m)에선 설치각도가 감소할수록 터널 주변지반의 변형범위는 증가하여 지반보강효과가 감소하는 것을 알 수 있었다. 또한, 설치길이가 증가함에 따라 설치각도에 의한 영향을 적게 받은 것으로 나타났으며 설치각도 $45^{\circ}$ 이하에서는 설치길이의 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 이러한 결과로부터 경사록볼트의 설치각도는 $45^{\circ}$이상으로 하여 아칭영역을 확보하도록 하여야 하며, 설치각도 $75^{\circ}$이상인 경우 직각으로 설치하는 경우와의 보강효과의 차이가 크지 않음을 확인하였다. 또한 추가적인 상세 검토를 통하여 NATM 터널에서의 경사록볼트 설계지침을 제시하고자 하였다.