터널 공사 중 많은 문제를 야기시킬 수 있는 불확실한 지반상태 및 터널 공법에 따른 여러 리스크를 최소화 할 수 있도록 전반적인 위험도 평가를 터널 설계 시 반드시 수행하여야 한다. 본 연구에서는 도심지 및 하저터널 구간의 터널공법으로 NATM 또는 쉴드 TBM 적용시 공법별 발생할 수 있는 리스크에 대하여 분석하였다. 우선 연구대상 지역의 주요 리스크 항목을 선정한 후 공법적용시 발생 가능한 리스크와 그 영향을 검토하고, 각각의 리스크 발생가능성과 터널공사에 미치는 위험도에 따라 정량적으로 등급화 하였다. 이러한 리스크 분석을 통하여 주요 위험도 영향을 고려한 공사비 및 공기분석을 수행하고 터널공법별 비교위험도를 평가하였다. 본 연구결과를 바탕으로 복합지반으로 구성된 도심지 대단면 터널에 대해 리스크 발생을 최소화 할 수 있는 안전하고 경제적인 터널공법을 선정하였다. 단, 본 연구는 국한된 지층 및 특별조건에서의 비교위험도를 평가한 결과임을 밝혀둔다.
The NATM(New Austrian Tunnelling Method) has been used for tunnelling since 1980's. But Collapses of tunnel under construction take place frequently, especially at urban areas because of adjacent buildings, underground conduits and traffic loads. This paper is a case study on the reinforcement method of subway tunnel at urban areas. In this study, ground inspection, geological investigation, laboratory test and numerical analysis by means of FDM program were carried out. The tunnel excavation was stopped because of over excessive brake of tunnel crown and shotcrete was installed to prevent deformation of adjacent ground as the temporary method. From the result of field survey and geological investigation, it is found that the soft weathered soil was distributed to the ground of tunnel invert unlike original investigation. The results of the analysis and the study show that the SGR(Space Grouting Rocket) method and Umbrella method can be applied for the stability of tunnel excavation and in addition the reinforcement of concrete lining is required for long-term stability of tunnel.
Field instrumentation and numerical analysis by the finite difference method were applied to estimate the relaxed zone in a subway tunnel of shallow depth in soft rock, excavated by NATM. The convergence and ground displacement can be used to estimate the deformation behavior and the relaxed zone. Parameters for the several models previously suggested were measured using regression analysis techniques adopting a function of time and the face advance. The estimated relaxed zone by the MPBX and FDM analysis were 1.5~3.0 m and 1.5~2.0 m, respectively. It was concluded that the visco-elastic model and the time-dependent elasto-plastic model correlate very well ($r^2$>0.9) with results of the numerical analyses.
This paper, an evaluation of the mechanical property for the backfilling materials of the NATM Composite lining tunnel using the lightweight foamed mortar, relates to the performance of permeability, compressive strength and unit volume weight. Therefore, this study is aimed to prove the three main factor that refered to the above line for development of new tunnel method. As the result of this study, it would be confirmed that the D mix is better than other mixs a side of all tests and its relation that is for the tunnel backfilling materials.
This study analyzed ground settlement and ground stress depending on tunnel excavation and the ground reinforcing grouting methods for double line road tunnel through deep weathered zone. Diameter of double line road tunnel was approximately 12m and umbrella arch method and side wall reinforcing grouting were applied. The ring-cut split excavation method and CD-cut excavation method for excavation method were applied. Analysis of failure rate and vertical stress ratio show that the tunnel for which the height of the cover(H) was higher than four times the diameter, it can be considered a deep tunnel. Comparisons of various excavation and ground reinforcement methods were showed that CD-cut method results in lower surface and crown settlement, and lower failure rate than where using Ring-cut split method. In addition the side wall reinforcing grouting resulted in reduction of tunnel displacement and settlement.
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.
인류의 발전과 국토의 효율적인 사용목적으로 지하공간의 활용에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 특히 우리나라와 같이 산악지형이 많은 경우 교통의 원활한 흐름을 위해 터널의 시공이 급격히 증가하고 있는 실정이다. 국내 터널의 경우 NATM공법이 주로 사용되고 있으며, NATM공법에 대한 연구는 많이 이루어지고 있으나 재료적인 측면에서는 아직 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 NATM에 적용하는 숏크리트의 성능개선을 위하여 광물질 혼화재의 종류및 혼입률의 변화에 따른 건조수축, 탄산화 및 염소이온 침투저항성을 평가하였다. 실험결과 염소이온 침투저항성에서는 실리카퓸을 혼입한 숏크리트가 염소이온 침투 저항성이 높게 나타났으며, 고로슬래그 미분말 또한 좋은 결과를 나타내었으나, 길이변화 및 탄산화에서는 광물질 혼화재 혼입률이 높아질수록 다소 떨어지는 결과를 보였다. 향후 경제성과 내구성 확보를 위한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.
도심지 터널은 미고결성 저토피고 지반에 건설되는 경우가 많기 때문에 지반변위가 터널 설계를 지배하며 설계는 기존의 탄성 및 탄소성 모델을 활용한 수치해석적인 방법에 크게 의존하고 있기 때문에 현장의 계측결과에 부합하는 지반 거동을 묘사하키에는 부족한 점이 많다. 미고결성 저토피고 지반에 대한 터널 굴착시 지반 거동, 붕괴 매카니즘 및 침하량 예측에 관해 연구하였고 변형율 연회를 고려한 비선형 해석을 실시하여 기존의 탄성 및 탄소성 모델과 비교하였다. 도시 NATM 터널의 지반거통을 파악한 결과 미고결성 저토피고 지반의 경우 변형율 연화모델을 적용하는 것이 지표면 침하 기울기가 급해지거나 전단대가 발생하는 등 실제의 지반거동을 현실적으로 모델링 할 수 있었다.
건설공사의 포기 단계에서 적절한 공사기간 산정과 공사비용의 예측은 공사 전반의 성패를 좌우하는 중요한 요소로서, 건설공사 수행의 효율성과 생산성 향상을 위하여 합리적인 분석 및 관리가 필요하다. 본 연구는 NATM 공법으로 시공되는 도심지 지하철 터널의 전 공정을 대상으로 시뮬레이션 모델을 구축하고 이에 기반하여 공정 계획 및 분석이 가능한 의사결정의 지원 도구를 제시하는 것을 목적으로 한다. 시뮬레이션 모델은 실제 사례 현장의 공정 프로세스 분석과 관련 데이터의 수집을 통해 개발되었으며, 발생 가능한 제한 사항을 반영하친 조건들을 수정 가능하게 하여 본 연구의 대상 사례 현장뿐만 아니라 타 현장에도 적용할 수 있는 일반성을 부여하였다. 본 연구를 통해 개발된 모델은 과학적이고 합리적인 분석을 통한 현실적인 공사 완료 시점을 예측하게 하고 계획 수립과정에서 의사결정을 지원함으로써, 건설사업의 총체적인 생산성과 효율성 향상 효과를 기대할 수 있다.
Shotcrete is NATM technique after tunnel excavation as major tunnel support for ground stability, curtail of execution period and reduction of execution expenses instead of general lining method. It is trend using constantly shotcrete lining. This high-strength shotcrete is require to use as constantly shotcrete lining. This brought out the solution of environmental pollution and harmfulness about human. Accordingly, in this study Specimens of strength measurement was made to develop shotcrete possible to develop in early materials with Cement Mineral Accelerator as NATM method construction. It's compared with existing shotcrete material, Unconfined Compression test, flexural strength test were experimented. The fish poison test was experimented to evaluate an influence of environment. On results of test, Unconfined Compressive Strength and flexural strength was equivalent with 28-day strength of existing material. On results of fish poison evaluation research subject material was founded environmentally friendly for existing shotcrete.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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