Numerical study for the optimum grouting design of subsea tunnels

In the long-term, most tunnels suffer from the increase in ground water inflow and in pore water pressure on the lining. To reduce such hydraulic effect, generally grouting methods are adopted. In this paper effective grouting design is proposed based on numerical simulation. To investigate the optimal grouting layout, factors such as relative permeability, grouting thickness, and distance from the lining are considered. The results are analysed in terms of pore water pressure, inflow rate, and earth pressure. It is revealed that the pore water pressure has increased with a decrease in grout permeability, an increase in grouting thickness and an increase in grouting distance. Meanwhile the inflow rate has decreased with a decrease in grout permeability and is inversely proportional to grouting thickness. Effective grouting design guideline are proposed based on this study.

해저터널의 그라우팅 최적 설계를 위한 수치해석적 연구

대부분의 터널은 시간이 지남에 따라 유입량 증가, 작용수압의 변화 등 지하수의 영향을 받는다. 이러한 수리영향에 대응하기 위하여 터널 시공 시 지하수의 유입과 라이닝의 간극수압을 줄이기 위한 그라우팅을 적용한다. 본 연구에서는 효과적인 그라우팅을 위해 수치 해석결과를 바탕으로 다양한 그라우팅 조건에 대한 영향을 분석하였다. 그라우팅 영향 특성을 분석하기 위하여 그라우팅의 상대 투수계수 해석, 그라우팅의 두께, 그라우팅의 거리 등을 영향요소로 다르게 하였다. 해석결과는 지반하중, 수압, 라이닝 위치에 따른 수압, 라이닝 주변 수압분포, 유입량으로 나누어서 고찰하였다. 라이닝의 작용하는 지반 하중은 모든 조건에서 거의 동일했으며, 라이닝에 작용하는 수압은 그라우팅의 투수계수가 감소할수록, 두께가 증가할수록, 그라우팅 영역 거리가 가까울수록 감소하였다 유입량은 그라우팅 투수계수가 작을수록 감소하며, 그라우팅 두께와는 반비례한다. 본 그라우팅 영향 평가를 활용하여 지반 조건에 따른 그라우팅의 효과적인 적용을 할 수 있다.