Tunnel and Underground Space (터널과지하공간)

Korean Society for Rock Mechanics and Rock Engineering (한국암반공학회)
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Analysis of Geological Factors for Risk Assessment in Deep Rock Excavation in South Korea

한국의 대심도 암반 굴착 위험도 산정을 위한 인자 분석

  • Ihm, Myeong Hyeok (Daejeon University, Dept. of Geotechnical Disaster Prevention Engineering) ;
  • Lee, Hana (Graz University of Technology, Institute of Applied Geosciences)
  • 임명혁 (대전대학교 건설안전방재공학과) ;
  • 이하나 (그라츠공과대학교 응용지구과학과)
  • Received : 2021.06.23
  • Accepted : 2021.07.09
  • Published : 2021.08.31
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Abstract

Tunnel collapse often occurs during deep underground tunneling (> 40 m depth) in South Korea. Natural cavities as well as water supply pipes, sewer pipes, electric power cables, artificial cavities created by subway construction are complexly distributed in the artificial ground in the shallow depths of the urban area. For deep tunnel excavation, it is necessary to understand the properties of the ground which is characterized by porous elements and various geological structures, and their influence on the stability of the ground. This study analyzed geological factors for risk assessment in deep excavation in South Korea based on domestic and overseas case study. As a result, a total of 7 categories and 38 factors were derived. Factors with high weights were fault and fault clay, differential stress, rock type, groundwater and mud inrush, uniaxial compressive strength, cross-sectional area of tunnel, overburden thickness, karst and valley terrain, fold, limestone alternation, fluctuation of groundwater table, tunnel depth, dyke, RQD, joint characteristics, anisotropy, rockburst and so forth.

한국의 대심도 (>40m 깊이) 터널 공사 시에 터널 붕괴 사고가 종종 일어나고 있으며, 도심지 지하공간의 얕은 심도에 인공적으로 조성된 지반에는 자연 공동뿐만 아니라 상수도관, 하수도관, 전력구 및 지하철 건설로 인한 인위적인 공동들이 복잡하게 분포되어 있다. 대심도 터널 굴착을 위해서는 이러한 다공질의 특성을 보이는 다양한 지반의 특성 및 지질구조가 지반의 안전에 미치는 영향을 이해하여야 한다. 본 연구는 국내외 사례를 바탕으로 한국의 대심도 굴착에서 암반의 위험 산정을 위한 위험 인자를 분석하였다. 연구결과, 대심도 터널 굴착시 지반의 안정성에 영향을 주는 총 7개의 카테고리들과 총 38개의 인자들이 도출되었다. 가중치가 상대적으로 높은 인자들은 단층 및 단층점토, 차응력, 암종, 지하수 및 머드 유입, 암석의 일축압축강도, 터널 단면의 크기, 터널 상부 암반의 두께, 카르스트 및 계곡지형, 습곡, 석회암의 협재, 지하수위 변동, 터널 심도, 암맥, RQD, 절리 특성, 이방성, 암반파열(rockburst) 등으로 나타났다.

Keywords

Acknowledgement

본 연구는 국토교통부/국토교통과학기술진흥원의(도심 지하 교통 인프라 건설 및 운영 기술 고도화 연구, 과제번호: 20UUTI-B157786-01) 지원으로 수행되었음으로 이에 깊은 감사를 드립니다.

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