• 한국건축시공학회지
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• 제9권4호
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• pp.75-83
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• 2009

현재 기계굴착공법인 올케이싱, 어스 드릴, 역순환공법이 널리 활용되고 있음에도 불구하고, 시공 현장에서 발생되는 부조화로 인하여 말뚝의 품질이 저하되거나 부실시공이 빈번히 발생되고 있다. 본 연구에서는 이 문제를 줄이는 방법으로 올케이싱, 어스 드릴, 역순환공법을 중심으로 현장 콘크리트타설 말뚝 시공시 발생되는 부조화 종류별로 부조화 발생요인을 현장기술자들을 대상으로 설문조사를 수행 하였다. 그리고 설문분석결과를 토대로 부조화 종류별로 빈번히 발생되는 부조화 요인을 분석함으로서 대응방안을 제시하였다. 본 연구에서 분석된 자료는 향후 건설현장에서 기계굴착공법으로 시공될 때, 부조화를 최소화 할 수 있는 효과적인 자료가 될 것으로 사료된다.

• 상하수도학회지
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• 제25권6호
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• pp.869-875
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• 2011

Ministry of Environment has been promoting BTL business of the sewer rehabilitation which continues from 2005 up to now. Sewer rehabilitation is classified into three parts : wastewater pipe rehabilitation, rainwater pipe rehabilitation and drainage equipment rehabilitation. Drainage equipment rehabilitation is that drainage pipe connects wastewater pipe directly without water-purifier. In the drainage equipment construction, it is inevitable to have the damage of ground structures(wall, gate and U drain, etc) when an open excavation method is used. Therefore it is necessary to develop non-excavation method to connect drainage pipe and wastewater pipe like jacking method to avoid the damage of ground structure. This paper has conducted an analysis of the non-excavation method using a boring machine attached to backhoe, which is issued the verification certificate of environmental technology according to the Development of and Support for Environmental Technology Act, article.7. The index set in this analysis was sectionalized to the condition of construction, the grade of drainage pipe, the size of excavated hole, the amount of waste cement concrete and asphalt concrete and the benefit effect compared to open excavation method.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2003년도 추계학술대회 논문집(II)
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• pp.569-578
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• 2003

In this paper a determination of the optimal excavation method and machine type for a tunnel under the Han river between the Sungsoo-dong, Sungdong-Gu and the Chungdaw-dong, Kangnam-Gu in the Bundang railway. The geological investigation results show that some fractured zones exist locally under the northern boundary of the Han river bed, but the other regions consist mostly of hard rocks of good quality in the tunnel excavation level. Also, a hign water pressure of $5kgf/cm^2$ and a flash inflow of river water due to old boring holes are expected during tunnel excavation. A EPB shield TBM is selected as a optimal excavation machine for the Han river tunnel considering the geological and ,site conditions.

• Geomechanics and Engineering
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• 제19권3호
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• pp.283-293
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• 2019

Evaluating the stability of the excavation face of the cross-river shield tunnel with good accuracy is considered as a nonlinear and multivariable complex issue. Understanding the stability evaluation method of the shield tunnel excavation face is vital to operate and control the shield machine during shield tunneling. Considering the instability mechanism of the excavation face of the cross-river shield and the characteristics of this engineering, seven evaluation indexes of the stability of the excavation face were selected, i.e., the over-span ratio, buried depth of the tunnel, groundwater condition, soil permeability, internal friction angle, soil cohesion and advancing speed. The weight of each evaluation index was obtained by using the analytic hierarchy process and the entropy weight method. The evaluation model of the cross-river shield construction excavation face stability is established based on the idea point method. The feasibility of the evaluation model was verified by the engineering application in a cross-river shield tunnel project in China. Results obtained via the evaluation model are in good agreement with the actual construction situation. The proposed evaluation method is demonstrated as a promising and innovative method for the stability evaluation and safety construction of the cross-river shield tunnel engineerings.

• 화약ㆍ발파
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• 제39권2호
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• pp.15-26
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• 2021

2013년부터 국산 전자뇌관이 출시되면서 많은 석산 및 건설현장에서 폭넓게 사용되어지고 있다. 도심지에서 이루어지는 SOC 프로젝트의 경우, 대부분 민원을 줄이기 위해 대심도로 설계가 이루어지는 추세이다. 대심도 굴착개발은 작업구 및 환기구 등의 시공에 많은 시간과 비용이 발생된다. 현장 인근에 보안물건이 위치한 경우, 기계식굴착공법을 적용하는 경우가 있으며, 이러한 기계식굴착방법은 암반의 강도 및 굴착장비의 성능에 따라 영향을 받는다. 기계식 굴착공법의 작업효율이 떨어지는 경우, 공사기간이 늘어나면서 비용이 증가하는 문제가 발생하고 있다. 본 사례는 도심지내 대심도 수직구 현장에서 기계식굴착공법으로 설계된 현장을 전자뇌관 발파공법으로 전환한 사례이다. 전자뇌관을 이용하여 발파소음과 진동에 대한 환경규제기준을 충족시키면서 공사기간을 단축시켰다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.43-52
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• 2010

쉴드공법은 막장을 굴착함과 동시에 원통형 강재를 지반속에 추진시켜 터널을 축조하는 공법이다. 1818년 마크 브루넬이 런던의 템즈강 하저 굴착공사에 처음 사용한 이래 지반조건에 따른 다양한 쉴드 TBM이 개발되어 도로, 지하철, 전력구, 상하수도 등에 널리 활용되고 있다. 막장상태를 수시로 관찰하며 지반변화에 빠르게 대처할 수 있는 NATM 공법과 달리, 쉴드 공법은 굴진이 시작되면 장비 교체가 거의 불가능하다. 따라서 지반조사 및 실내시험 결과에 따라 적절한 장비를 설계하고, 막장상태에 따라 압입깊이, 커터헤드 회전속도 등을 효율적으로 관리하여 장비의 성능을 최대한 활용하여 굴착공사를 수행해야 한다. 본 연구에서는 분당선 한강하저터널의 지반조건을 NTNU, $Q_{TBM}$, 합경도, KICT-SNU 등의 모델에 적용하여 굴진성능을 예측하고, 실시공 굴진자료와 비교 분석하여 예측모델의 적용성을 검토하였으며, 한강하저터널 하행선의 굴진성능 저하원인을 분석하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제24권4호
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• pp.323-335
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• 2021

This paper aims to estimate the range of the excavation damaged zone (EDZ) formation caused by the tunnel boring machine (TBM) advancement through dynamic three-dimensional large deformation finite element analysis. Large deformation analysis based on Coupled Eulerian-Lagrangian (CEL) analysis is used to accurately simulate the behavior during TBM excavation. The analysis model is verified based on numerous test results reported in the literature. The range of the formed EDZ will be suggested as a boundary under various conditions - different tunnel diameter, tunnel depth, and rock type. Moreover, evaluation of the integrity of the tunnel structure during excavation has been carried out. Based on the numerical results, the apparent boundary of the EDZ is shown to within the range of 0.7D (D: tunnel diameter) around the excavation surface. Through series of numerical computation, it is clear that for the rock of with higher rock mass rating (RMR) grade (close to 1st grade), the EDZ around the tunnel tends to increase. The size of the EDZ is found to be direct proportional to the tunnel diameter, whereas the depth of the tunnel is inversely proportional to the magnitude of the EDZ. However, the relationship between the formation of the EDZ and the stability of the tunnel was not found to be consistent. In case where the TBM excavation is carried out in hard rock or rock under high confinement (excavation under greater depth), large range of the EDZ may be formed, but less strain occurs along the excavation surface during excavation and is found to be more stable.

• 전기학회논문지
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• 제68권1호
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• pp.44-51
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• 2019

Tunnel Boring Machine's Technology has depends mostly on imports, currently domestic technology development was proceeding. There are many technologies in this field, above all, the large-capacity motor drive technology required for excavation is one of the core technologies. In particular, when several large motors are simultaneously starting, there are many problems due to a large starting current at that time, and it is difficult to design and operate a power receiving facility. In this paper, A method of reducing the starting current by using the regenerative power generated by the deceleration of the motor has been studied. To verify this proposal, we designed the induction motor controller using CAE based power simulation tool and verified the results of the proposed method by applying the reduced model. As a result, it is possible to reduce the maximum starting current and shorten the start-up time. Moreover, even if several motors are connected to one bank, it is proved that the method can be efficiently operated by using the sequential braking / starting sequence. In the case of a power system in which a large capacity electric motor such as a tunnel excavation system is driven, the results of this study are expected to be a stable and effective method for solving the start-up current problem and designing the power receiving facility.

• 터널과지하공간
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• 제34권2호
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• pp.143-153
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• 2024

TBM 공법은 발파 공법에 비해 굴착 중 소음과 진동 수준이 낮고, 안정성이 높은 터널 굴착 공법이며, 전세계적으로 터널 프로젝트에 TBM 공법을 적용하는 사례가 증가하는 추세이다. 디스크 커터는 TBM의 커터헤드에 장착되는 굴착 도구로 지속적으로 막장면 지반과 상호작용하며, 이때 필연적으로 마모가 발생한다. 본 연구에서는 지질 조건과 TBM 운영파라미터, 머신러닝 알고리즘들을 이용하여 디스크 커터 마모를 정량적으로 예측하였다. 디스크커터 마모 예측의 입력변수 중 UCS 데이터의 수가 다른 기계 데이터 및 마모 데이터에 비해 매우 부족하기 때문에, 먼저 TBM 기계 데이터를 이용하여 전체 구간에 대한 UCS 추정을 진행하고, 완성된 전체 데이터로 마모율 계수 예측을 수행하였다. 마모율 계수 예측 모델의 성능을 비교해 본 결과 XGBoost 모델의 성능이 가장 높게 나타났으며, 복잡한 예측 모델의 해석을 위해 SHapley Additive exPlanation (SHAP) 분석을 진행하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권1호
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• pp.1-17
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• 2024

터널 굴착으로 인한 지반의 거동 분석은 대변형 영역의 거동을 고려해야 한다. 따라서 본 논문에서는 TBM 터널 굴착으로 인한 주변 지반에 대한 영향을 실제 현장 조건과 동일 조건에서 분석하기 위하여 대변형 유한요소 해석을 수행하였다. 지반의 대변형 거동을 모사하고 예측함에 있어 가장 널리 활용되는 두 가지 해석 기법 - coupled Eulerian Lagrangian (CEL)과 auto-remeshing (AR) 기법 - 을 적용하여 TBM 굴착 과정을 모사하였고 그에 따른 주변 지반에 발생하는 손상영역의 범위를 예측하였다. 굴착손상영역의 범위는 두 기법을 통해 도출된 결과와 굴착손상영역을 정의하는 실험적인 기준을 종합하여 추정하였다. 해석 결과, 두 대변형 해석 기법을 이용하여 도출된 굴착손상영역은 서로 비슷한 크기로 수렴하였고, 기존 연구의 실험 및 계측을 통해 확인된 굴착손상영역 크기와 모양, 경향과도 일치하는 것으로 나타났다. 굴착 되는 지반의 RMR 등급이 좋을수록 굴착손상영역의 크기는 더 커지고, 터널의 직경과는 정비례하는 것으로 나타났다. 반면에, 터널의 심도가 깊을수록 지반의 구속압이 커져서 굴착손상영역은 상대적으로 작게 형성되는 것으로 확인되었다.