Abstract
As the demand for urban underground space increases recently, urban tunnel planning is actively progressing. In the urban area, a underground station is planned in consideration of the living environment of residents, and 2-arch tunnel is applied for the stability of existing structures and reduction of environmental damage. However, since the depth of weak rock mass is deeply distributed in the urban area due to severe weathering, careful planning is required to secure tunnel stability. In addition, if TBM mechanical excavation is applied as the main tunnel excavation method considering the composite ground in urban area, the construction connectivity with the 2-arch tunnel of the NATM concept may be deteriorated. In this study, the design case of applying TBM pre-excavation type 2-arch tunnel for the first time in Korea was mainly described. The main considerations for the segment design of TBM pre-excavation type 2-arch tunnel were explained for side tunnels. Also, a stability analysis was conducted to verify the effectiveness and adequacy of the TBM pre-excavation type 2-arch tunnel.
근래 들어 도심지 지하공간 개발에 대한 수요가 증가함에 따라 도심지 터널계획이 활발히 진행되고 있다. 도심지 구간에는 주민 생활환경을 고려하여 지하정거장이 계획되며, 기존 구조물의 안정성 및 환경훼손 저감 등을 위해 2-Arch터널 정거장을 적용하고 있다. 그러나 도심지 구간은 심한 풍화작용에 따라 불량지반의 심도가 깊게 발달되어 터널 안정성 확보를 고려한 신중한 계획이 요구된다. 이뿐만 아니라 도심지의 복합적인 지반상태를 고려하여 본선터널에 TBM 기계굴착 공법을 적용하는 경우, 기존 NATM형 2-Arch터널과는 시공연계성을 확보할 수 없게 된다. 본 연구에서는 쉴드TBM과 2-Arch터널을 조합한 형태인 TBM선굴진 2-Arch터널을 국내 최초로 적용한 설계사례를 중점으로 기술하고자 하였다. 중앙터널 굴착후 좌우터널 시공을 고려하여 쉴드TBM 세그먼트 설치 및 해체를 위해 고려한 설계사항을 설명하고, 수치해석을 활용한 안정성 검토를 통해 TBM선굴진 2-Arch터널의 설치효과를 검증하였다.