Eire-induced Damage to Shield TBM Concrete Segment

터널 화재로 인한 콘크리트 세그먼트의 손상특성 규명

  • 최순욱 (한국건설기술연구원 지반연구부) ;
  • 장수호 (한국건설기술연구원 지반연구부) ;
  • 이규필 (한국건설기술연구원 지반연구부) ;
  • 배규진 (한국건설기술연구원 지반연구부)
  • Published : 2005.07.01

Abstract

Fire in underground space may induce severe structural damage as well as heavy casualties. To protect underground structure and passengers from fire, it is very essential to characterize fire-induced damage on construction materials of underground structures. In this study, the high-temperature furnace was manufactured to evaluate fire-induced damage on underground structure materials. Especially, this study aimed at the evaluation of fire-induced damage on the shield TBM concrete segment. In the fire tests, furnace temperature was set to reach 1,200 degrees at five minutes after Ignition. The temperature of 1,200 degrees was kept during one hour, and the fire was extinguished after two hours elapsed. From the temperature measurement by thermocouples embedded in test specimens, the spatting was estimated to reach approximately 20 cm from the surface exposed to fire. After the fire tests, the alteration of physico-mechanical properties and microstructures of concrete segment was investigated from core specimens. The results showed that apart from spatting, the deterioration depth of the remaining concrete material amounted to approximately 10 cm from the spatting surface.

지하공간에서의 화재는 인명 및 재산피해 뿐만 아니라 지하구조물에 심각한 손상을 발생시킨다. 이러한 화재로부터 구조물을 보호하기 위해서 화재에 의한 지하구조물 시공재료의 손상을 파악하는 것은 매우 중요한 사항이다. 본 연구에서는 화재에 의한 지하구조물의 손상을 파악하기 위하여 지하공간 화재모의시험 가열로를 제작하였고, 쉴드 TBM 콘크리트 세그먼트시편에 대하여 모의 화재실험을 수행하였다. 수행된 실험은 5분에 $1,200^{circ}C$에 도달하여 1시간동안 유지한 후 2시간에 걸쳐 소화되는 RABT곡선을 모사하였다. 시험체내에 설치된 온도센서로 확인한 결과, 화재면으로부터 약 20cm까지 폭렬이 발생하였다. 또한 시험이 완료된 블럭시편으로부터 채취된 코어시편에 수행된 물리$\cdot$화학적 실험을 통하여 폭렬면으로부터 약 l0cm까지 시공재료의 특성이 저하되었음을 확인하였다.

Keywords

References

  1. 박해균, 이승복, 이명섭, 김재권 (2003), '터널콘크리트 구조물의 내화설계 Approach 및 내화대책공법' 한국터널공학회지, 제5권, 제3호, pp.64-71
  2. 박해균, 이승복, 이명섭, 김재권 (2003), '터널 화재에서의 콘크리트 내화대책' 한국도시방재학회지, 제3권 제2호, pp.65-69
  3. 박해균, 이승복, 이명섭, 김재권 (2003), '쉴드터널 콘크리트 세그먼트의 내화특성 연구', 2003 년도 대한토목학회 정기학술대회 논문집, pp.4801-4804
  4. 日本コンクーリト工學協會 (2003), コンクーリト構造物の火災安全性研究委員曾 報告書
  5. Dorgarten, H.W., Balthaus, H., Dahl, J. and Billig, B. (2004), 'Fire -resistant Tunnel Construction: Results of Fire Behaviour Tests and Criteria of Application', Proc. of ITA-AITES 2004, Paper No.B06
  6. Haack, A. (2004), 'Latest Achievement and Perspective in Tunnel Safety', Proc. of ITA-AITES 2004, Paper No.A01
  7. Yasuda, F., Ono, K. and Otsuka T. (2004), 'Fire Protection for TBM Shield Tunnel Lining', Proc. of ITA-AITES 2004, Paper No. B09