Abstract
Submerged floating tunnel (SFT) is a type of tunnel that allows tunnel segments to float underwater by buoyancy, and is being actively studied in recent years. When the submerged floating tunnel is connected to the ground, the tunnel and the bored tunnel inside the ground must be connected. There is risk that the stress will be concentrated at the connection between the two tunnels due to the different constraints and behavior of the two tunnels. Therefore, special design and construction methods should be applied to ensure the stability around the connection. However, previous studies on the stability at the connection site have not been sufficiently carried out, so study on the basic stage of the stability at connection site are necessary. In this study, numerical analysis simulating the connection between submerged floating tunnel and the bored tunnel confirmed that the shear strain concentration occurred in the ground around the connection, and it was analyzed that the structural factors can be handled during construction to have effects on the stability of the ground around the connection. Numerical results show that the risks from disproportionate displacements in the two tunnels can be mitigated through the construction of grouting material and joint design. Although the results from this study are qualitative results, it is expected that it will contribute to the determination of structural factors and risk areas that should be considered in the design of connections between the submerged floating tunnel and bored tunnel in the future studies.
수중 부유식 터널은 터널 세그먼트가 부력에 의해 수중에 부유하도록 하는 터널의 한 유형으로, 최근 활발히 연구되고 있다. 수중터널이 지면에 연결되면 수중터널과 지반 내부의 지중터널이 연결되어야 하는데, 두 터널의 서로 다른 구속조건과 거동 특성에 의해 두 터널의 연결부위에 응력이 집중될 가능성이 매우 높다. 따라서 연결부 주변의 안정성을 보장하기 위해 특별한 설계 및 시공 방법을 적용해야 한다. 그러나 연결부 안정성에 대한 기존 연구가 충분히 수행되지 않아서 기본적인 단계의 연결부 안정성 검토에 대한 연구가 필요하다. 이 연구에서는 수중터널과 지중터널의 연결부를 수치해석을 통해 모사하여 연결부 주변 지반에서 전단 변형 집중이 발생하는 것을 확인하였고, 시공 시 처리할 수 있는 구조적 인자가 연결부 주변 지반의 안정성 확보에 어떠한 영향을 가지는지에 대해 분석하였다. 수치해석 결과는 두 종류의 터널이 가지는 변위의 불균형으로 인한 위험이 그라우팅 재료 및 조인트 자유도 구성을 통해 완화될 수 있음을 보였다. 이 연구에서 도출된 결과는 비록 수치해석을 통한 정성적인 결과이지만, 향후 연구에서 수중터널과 지중터널의 연결의 설계 시 주요하게 고려해야 하는 구조적 인자 및 위험 지역을 판단하는 것에 기여할 것이라 판단된다.