DOI QR코드

DOI QR Code

Study on the optimal construction of a concrete lining in a weathered rock

풍화암지반에 시공되는 콘크리트라이닝의 적정시공에 관한 연구

  • 김형건 (서울시 도시기반시설본부 도시철도설계부 경전철설계전문관) ;
  • 이철 (서울시 기술심사담당관 심사총괄팀) ;
  • 이선우 (서울시 도시기반시설본부 도시철도설계부 경전철설계전문관) ;
  • 박준우 (서울시 도시기반시설본부 도시철도설계부 경전철설계전문관)
  • Received : 2015.01.05
  • Accepted : 2015.01.23
  • Published : 2015.01.31

Abstract

Concrete lining in tunnel construction is used as secondary support for downward loads when primary support decays. The use of concrete lining varies greatly depending on the intentions of engineer and/or client. An engineer uses much smaller deformation modulus which determines the concrete lining thickness than of a pattern 3, when supporting patterns 4 and 5 are used in a weathered rock and soil. Considering these conditions, this study intends to suggest optimal construction procedures through a back analysis using a computer program(MIDAS-civil). Cases of Seoul Subway System line${\bigcirc}{\bigcirc}$ zone${\bigcirc}{\bigcirc}$ were selected to be examined for this study. The results show that it is possible to reduce the thickness of concrete lining. When results from this study were applied to Seoul Metropolitan subway construction projects, it is expected to bring economic benefits.

터널에 시공되는 콘크리트라이닝은 1차지보재의 열화를 가정하여 상부로부터 오는 하중을 부담할 수 있도록 설계하는 2차지보재로서, 설계자나 발주기관(client)의 의도에 따라 많은 차이를 나타내고 있다. 특히 풍화암이나 풍화토에 적용하는 지보패턴 4, 5패턴의 콘크리트라이닝 두께를 결정하는 변형계수값을 3패턴에 비해 크게 작은 값을 사용해 보수적으로 설계하고 있는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 이런 현재의 여건을 감안 컴퓨터 프로그램(MIDAS-civil)을 사용 역해석을 실시하여 적정한 시공방안을 제시하고자하며, 본 연구를 위해 검토한 기존 프로젝트는 서울지하철 ${\bigcirc}{\bigcirc}$호선 ${\bigcirc}{\bigcirc}$공구의 시공사례를 활용하였다. 검토결과 콘크리트 라이닝 두께는 축소할 수 있는 것으로 나타났으며 이를 향후 서울시 도시철도 건설사업에 적용할 경우 경제적인 효과도 클 것으로 기대하고 있다.

Keywords

References

  1. Back analysis report of bonded-type displacement instrument on the tunnel cross section. Hanyang Univ. (2011)
  2. Highway design manual (2010)
  3. Tunnel design guideline (2007)
  4. Railroad design guideline (Basement, 2013)
  5. Railroad design manual-chapter 10 tunnel (2011)
  6. Morgan, H.D. (1961), "A contribution to the analysis of stress in a circular tunnel.", Geotechnique. Vol. 11, pp. 37-46. https://doi.org/10.1680/geot.1961.11.1.37
  7. Peck, R.B., Hendron, A.J., Mohraz, B. (1972), "State of the art of soft ground tunneling." Proc. 1st Rapid Excavation and Tunneling Conference, AIME, (1), pp. 259-286.
  8. Kim, J.J., Lee, J.K., Kim, J.U., Yoo, H.K. (2013), "Evaluation of rock load based on critical shear strain conscept on tunnels"
  9. Bieniawski, Z.T. (1976), "Rock mass classification in rock engineering.", In exploration for rock engineering. Proc. of the symp., (ed. Z. T. Bieniawski) 1. pp. 97-106.
  10. Peck, R.B. (1969), "Deep excavation and tunneling in sof tsoft ground." State of the art Report of Proc. 7th Int. Conf. on Soil Mech. Foundation Engineering, Mexico. Vol. 3, No. 1, pp. 225-290.
  11. Kim, S.H., Kim, K.L., Jeong, S.S., Choi, W.I., Lee, K.J., Lee, S.W. (2012), "Estimation of the ground action on concrete lining in NATM tunnel." Korea Society for Railway, pp. 415-420.
  12. Park, K.H. (2013), "A study on the estimation method of ground load applied to concrete lining using back analysis." Hanyang Univ.