A Study on the Groundwater Effects in the Design of Tunilel Lining

배수형 터널내 과다유입수가 터널의 안정에 미치는 영향

Generally, the groundwater pressure is not considered in the design of concrete lining of bottom drainage tunnel. This design method implies that the phreatic surface is drawdown to the bottom of tullnel. When tile groundwater is continually supplied without changing of groundwater table, there is a possibility at which the groundwater pressure acting on the tunnel lining after the completion of tunnel. Therefore, the safety of tunnel lining must be checked in this case. In this paper, the stability of bottom drainage tunnel which is affected by groundwater discharge is analzed by using of the Finite Element Method at the 2 sections of subway where the groundwater level has a tittle change during the construction. As the result of analysis, the grouting for the water tightness and the permanent monitoring system of tunnel are required for maintaining of long-term stability of bottom drainage tunnel for the case of groundwater plassure acting on the tunnel lining is greater than that of design stage.

배수형터널의 설계개념은 배수시 설비 정상적으로 가동된다는 가정하에서 터널 라이닝에 작용하는 수압의 영향을 고려하지 않는 것이 일반적이다. 그러나 이와 같은 설계개념은 지하수위가 터널 하단부 아래로 저하되는 경우에는 합당하지만, 지하수의 공급원이 충분하여 지하수위 저하가 크지 않은 정상류 상태인 하천 인접구간 등에서는 침투력이 라이닝에 작용할 수 있으므로 이 경우 수압을 고려하지 않으면 터널 안정에 문제가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 주변 지하수위 저하가 거의 없는 서울지하철 $\bigcirc$호선중 4개 공구중 대표 단면 2개에 대해 배수형터널 내부의 과다유입수가 터널 안정성에 미치는 영향을 검토하기 위하여 침투류 해석 및 라이닝 검토를 유한요소법을 이용하여 검토하였다. 그 결과 터널의 라이닝에 대한 수압이 당초 설계에 비해 다소 크게 나타났으며 터널구조물의 장기적인 안전을 위하여는 차수공의 설치 또는 영구계측 등의 대책이 필요할 것으로 판단되었다.