• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제17권3호
• /
• pp.227-236
• /
• 2015

양호한 암반조건이나 균질한 점토지반 등 불투수성 지반의 경우에도 불연속면에 의하여 수압이 작용될 수 있으므로, 설계시 지반조건에 상관없이 수압조건을 고려하고 있다. 그러나, 세그먼트 라이닝의 형상이 원형임에 따라 수압을 고려하는 경우가 오히려 라이닝에 발생되는 부재력을 감소시킬 수가 있으므로, 고수압 조건에서는 이에 대한 설계개념정립이 중요하다. 따라서, 본 논문에서는 고수압의 불투수성 지반조건에서 하중조건 및 하중조합에 따른 부재력 크기 등을 비교함으로서, 세그먼트 라이닝 설계시 합리적이고 적절한 설계개념에 대하여 서술하였다.

• 한국방재안전학회논문집
• /
• 제7권1호
• /
• pp.9-16
• /
• 2014

고수압 시공 조건에서는 시설물 자체의 건설로 인하여 발생하는 주변지반의 이완 및 손상의 발생 그리고 시설물내로의 해수의 유입을 방지하기 위한 차수 및 지수설계 및 시공이 중요한 관건이다. 그라우팅 공사는 현재 지하철건설, 고속 철도건설, 각종 산악터널건설, 하천 저수지 재방 신설 및 보수공사 등에 년간 수조원 대의 시장규모를 형성하고 있지만, 설계 및 시공관리에 대한 관리기준이 정밀하지 못하여 경험적인 판단에 의존하는 부분이 너무 많아 경제적 손실도 매우 클 것이라고 쉽게 단정할 수 있다. 그라우팅 기술은 국가적 차원의 대규모 중요 건설공사 현장에서 필수적인 기술로 사용되고 있지만 기술에 대한 인식이 빈약하고 정립된 관리기준이 부재하여 신뢰성의 낙후가 심각한 실정이다. 따라서 본 연구는 고수압 조건에서 지반재해 저감을 위한 최신 그라우팅 시공관리기술에 대한 기초 연구를 제공함이 그 목적이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제19권6호
• /
• pp.829-843
• /
• 2017

최근 국가간 대륙간의 정치 경제 문화의 통합에 따른 여객 및 물류수송의 증가로 인해 이를 수용할 수 있는 교통 시스템 건설을 위한 필수적 요소 중 하나인 해저터널의 필요성이 대두됨에 따라 해저터널의 연장이 점차 증가되는 추세에 있다. 하지만, 현재 연장 5 km 이상의 해저터널은 19개가 건설되어 있으나, 연장 50 km 이상의 해저터널 시공 및 운영사례는 전무한 실정이다. 우리나라의 경우에는 한 중 해저터널, 한 일 해저터널, 호남~제주 해저터널 등 연장 50 km 이상의 해저터널이 계획 중에 있으며, 지역특성상 국가간 연결터널이 대다수로서, 해저터널 건설에 대한 기술선점의 중요성이 더욱더 크게 대두되고 있다. 이러한 해저터널은 대부분 초장대의 고수압 조건에 건설됨에 따라, 초장대 터널에서의 환기 및 방재기술, 고수압 조건에서의 구조적 안정성 확보기술, 열차고속화에 의한 공력저감기술 등 육상터널과는 다른 새로운 개념의 건설기술들이 종합적으로 요구되나, 유로터널 등 기존사례의 기술수준 반영 시에는 과도한 건설비와 건설기간이 소요된다. 이에, 본 논문에서는 호남~제주 구간에 대한 가상설계를 통하여 현재 설계 및 시공사례가 없는 고수압(최대수심 160 m), 초장대(총 연장 108 km), 고속철도(설계속도 350 km) 터널의 구조적 안정성 확보, 시공 중 및 운행 시 효율적 환기 방재 시스템 확립 등 다양한 문제점들에 대한 합리적인 해결방안을 제시하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제24권1호
• /
• pp.15-38
• /
• 2022

최근 국내 터널기술은 국내·외에서 TBM 장비를 활용한 터널 시공 등으로 장대화 및 대단면화 등 다양한 성과를 나타내고 있으며, 특히 하저 및 해저터널이 빈번하게 설계되며, 시공 중에 있다. 가덕 해저터널(3.7 km)이 2010년 12월에 개통되었고 인천 북항터널(5.4 km)은 2017년에 개통되어 운영 중에 있으며 대천항~원산도 간 보령해저터널(6.29 km)이 2021년에 준공될 예정이다. 해외의 경우도 노르웨이, 일본 등의 국가에서 다수의 해저터널이 시공되어 운영 중인 것으로 알려져 있다. 해저터널 건설을 위하여 해저터널과 육상터널의 차이점에 대하여 분석하였으며, 해저터널과 육상터널을 비교하여 단층대와 연약대에서 고수압 조건과 대규모 해수 유입으로 인한 안정성 확보 등의 문제점에 대하여 언급하였다. 본 논문에서는 압해-화원 간 국도77호선 건설공사의 해저터널 계획 시 검토하였던 다양한 위험요소와 이를 극복하기 위해 설계 시 반영하였던 대책방안에 대하여 기술하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제16권5호
• /
• pp.431-443
• /
• 2014

본 연구는 고수압 해저터널의 차수를 위한 동결공법 적용성 평가를 위해 국내 적용사례가 없는 동결공법의 해외 시공사례를 조사하였으며, 지반 동결공법에서 보편적으로 사용하는 냉매인 브라인(brine)과 액체질소($LN_2$)에 대한 분석을 수행하였다. 고수압 조건의 해수는 순수한 물에 비하여 어는 점이 더 낮기 때문에 지상에서보다 동결시간이 더 길 수 있고 해저터널과 같이 폐쇄된 공간에서의 적용 시 냉매는 안정성을 확보할 수 있어야 하고 공기 단축이 가능해야 한다. 브라인은 재사용이 가능하고 독성이 적어 인체에 미치는 영향이 적으나, 동결에 상대적으로 장시간 필요하고 동결장비가 복잡한 특징을 가지고 있으며, 액체질소는 냉매의 재사용이 불가하며 기화 시 공기 중 질소농도 증가로 질식의 위험성이 있으나, 상대적으로 동결시간이 짧으며, 동결장비가 간단한 특징을 가지고 있는 것으로 파악되었다. 또한 향후 추가적인 연구가 필요한 해저터널 연결구 및 막장면 주변 지반에 대한 동결공법의 주요 설계요소를 도출하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제28권3호
• /
• pp.258-276
• /
• 2018

정확하고 정량적인 현지 암반 수리특성 정보들은 고수압 조건 굴착 공동 주변의 수리 지질학적 거동에 대한 신뢰성 있는 평가에 필요한 핵심 인자들 중의 하나이다. 상부의 해수가 무한 수원으로 작용하는 해저지반 내 터널이나 암반 구조물 설계에서 계획 구조물의 규모와 작용 수압이 커질수록 수리특성 정보의 중요성은 크게 증가된다. 본 연구에서는 기존 수압시험 시스템의 부적절한 구성이나 부정확한 자료 획득과 관련된 제반 문제점들의 개선을 통해 고수압 해저지반에 최적화된 일체형 메인 프레임과 30 bar 급 완전방수구조 공내측정장치를 독자적으로 개발하였다. 수리특성 조사 시스템을 구성하는 개별 시험장치들을 단일 프레임에 통합함으로써 협소하고 위험요소가 많은 해상 시추용 플랫폼에서도 안전하고 효율적으로 시험을 수행할 수가 있게 되었다. 또한 유압유 이중 조절장치를 고안하여 공내 순 주입압력 기준 $2.0kgf/cm^2$ 이하 간격으로 정밀한 단계적 가압과 압력 유지가 가능하도록 하였다. 개발 장치들의 시스템 성능과 작동 안정성을 실증적으로 확인하기 위해 연구 시험공 2개소에서 현장 적용성 시험을 완료하였으며 제주 현무암 분포 지역 내 시험공 1개소에서 대표요소체적 규모 수리특성 시험을 성공적으로 수행하였다. 본 논문에서는 개발 장치들의 주요 특성들과 다양한 실내 및 현장 성능시험에서 획득된 주요 결과들을 간단히 소개하였다.

• 한국어업기술학회:학술대회논문집
• /
• 한국어업기술학회 2001년도 추계 수산관련학회 공동학술대회발표요지집
• /
• pp.261-262
• /
• 2001

어류는 수온에 의해 성장, 번식, 대사, 삼투압 조절 및 면역 등 생명활동에 영향을 받는다(Wendelaar Bonga, 1997). 여름철 우리나라 동해안에서 발생하는 냉수대로 인한 급격한 수온변화는 어류의 느린 성장과 질병 발생을 초래하는요인이 되는 것으로 알려져있다. 또한 발전소 인근수역은 고수온기인 여름철에 온배수의 영향을 받아 수온이 더욱 상승하게 된다. 수온의 급변이 어체의 생리적 변화를 야기시키고 스트레스요인으로 작용하여, 생체내 대사와 혈액성상의 변화를 일으키는 것으로 연구된 바 있다(Barton and Iwama, 1991). (중략)

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제18권5호
• /
• pp.401-412
• /
• 2016

고수압 조건의 해저터널 공사에 기존의 그라우팅 공법은 제한을 받게 되어 굴착작업이 어려울 수 있으나, 인공동결공법을 적용할 경우 신속한 차수 및 지반보강 효과를 얻을 수 있다. 인공동결공법을 적용할 경우, 동결 조건에 따라 동결토의 거동이 크게 변화하므로 기존의 연구 사례를 바탕으로 해저지반 등 특수한 조건에서 동결토의 역학적 거동을 예측하는 것에는 한계가 있다. 또한, 인공동결공법의 설계를 위해서는 동결체 형성에 필요한 소요시간 및 동결범위를 산정해야 하며, 해저지반의 경우 간극수 내 염분의 영향을 반영해야 한다. 본 논문에서는 동결토의 열적 특성을 파악하기 위해 인조규사 시료에 대한 실내 열전도도 측정시험과 동결챔버시험을 수행하였다. 동결토와 비동결 포화토 간극수의 염도를 조절하여 동결 과정과 염분에 따른 유효 열전도도를 비정상 열선법을 적용하여 측정하였다. 인조규사 간극수의 염도에 의한 동결특성 변화를 파악하기 위해 동결챔버를 설계 및 제작하였고 이를 통하여 동결 조건을 변화시키며 동결챔버시험을 수행하였다. 동결 조건에 따른 시료내 온도 변화를 분석하고 이를 통해 동결 조건이 사질토의 열전달 특성에 미치는 영향을 평가하였다. 비동결 포화토의 경우는 간극수가 담수(염도 0%)인 조건과 염수(염도 3.5%)인 조건 모두 유효 열전도도가 유사하게 평가되었으나, 동결토의 경우는 간극수가 염수인 조건이 보다 큰 유효 열전도도를 보였다. 이는 동결챔버시험에서 간극수가 염수인 조건이 담수인 조건보다 동결속도가 더 빠른 결과와 일치한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제20권2호
• /
• pp.255-268
• /
• 2018

해저터널은 시공중 예측치 못한 고수압으로 인한 해수 침투가 발생할 가능성이 매우 크다. 이에 고수압조건에서 차수 및 보강효과가 탁월한 인공 동결 공법의 적용이 대두되고 있다. 본 연구에서는 인공 동결 공법에 필요한 냉매량을 산정하기 위해 열흐름 에너지 이론 모델에 의한 이론적인 값을 계산하고, 동결 챔버 실험결과 및 수치해석결과와의 비교를 통해 적정성을 검증하였다. 염분과 수압에 따른 열적 역학적 특성 변화를 규명하기 위해 동결용 챔버를 제작하여 염분과 수압 조건에 따라 사질토의 동결 시간을 파악하였다. 또한, 이론값과 수치해석 결과의 동결 시간은 유사한 경향을 확인하였다. 동결공법의 냉매량은 수치해석의 결과를 기반으로, 동결 챔버 실험을 통해 동결 효율의 결과와 이론식을 통한 동결 유지를 위한 에너지 비율을 적용하여 산정하였다. 동결유지를 위한 에너지 비율은 해저터널의 토피고와 해저면의 수온에 따라 좌우될 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제5권4호
• /
• pp.361-370
• /
• 2003

본 논문에서는 쉴드TBM터널의 세그먼트 연결부 방수재로 기장 많이 사용되는 수팽창성 지수재와 가스켓의 방수성능을 실험을 통하여 평가하였다. 방수성능은 내수압방식으로 수행하였으며, 수팽창성 지수재의 방수성능을 평가하기 위하여 5일간의 수침기간을 두었다. 수팽창성 지수재는 일반적인 형태와 비팽창성고무가 결합된 형태의 두가지 방식을 적용하였고, 가스켓은 일반적으로 가장 많이 사용되는 EPDM가스켓과 수팽창성지수재가 부착된 복합형 가스켓을 적용하였다. 세그먼트의 방수성능은 시공오차 및 세그먼트 변형에 크게 의존하며, 일반적으로 이러한 시공오차 및 세그먼트 변형은 연결부 벌어짐 (Gap)과 연결부 엇갈림 (Offset)으로 표현된다. 이 Gap과 Offset에 따른 방수성능의 변화를 관찰한 결과, 세그먼트의 방수성능은 시공오차 중 Gap의 영향을 크게 받는 것을 확인할 수 있었으며, Gap과 Offset에 대한 관리기준치가 제시되었다.