• 화약ㆍ발파
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• 제35권2호
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• pp.1-8
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• 2017

본 연구에서는 증기압을 이용한 새로운 파암공법의 특징을 간략하게 소개하였다. 이 파암공법은 지하암반굴착에서 지반진동을 저감시키려는 목적으로 개발된 것이다. 한 터널굴착 현장에서 대상공법에 대한 검증시험을 실시하였다. 지반진동은 시험현장 부근에서 측정하였다. 측정된 진동자료는 일본의 한 기업이 제안한 진동 추정식으로 예측한 결과와 서로 비교하였다. 공법의 경제성을 입증해 보이기 위해 간단한 비용분석 결과도 제시하였다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2002년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.19-26
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• 2002

서울시에 건설될 새로운 내부 남부순한 도로는 제2 성산대교와 서쪽의 주요 고속화 도로를 연결하는 초고속 도로망을 구축할 것이다. 노선연장은 지하구조물 10.4km를 포함하여 총 34.8km에 달한다. 도로망이 완성되면 수도 서울 중심가의 심한 교통체증은 상당부분 완화 될 것이다. 공사비 7000억원에 이르는 대규모의 서울 남부순환 도로는 3차선 병렬터널 3개 공구를 포함하는 것으로 계획되어졌다. 이들 터널은 3차선, 일방향, 병렬터널로서 계곡부를 관통하며 굴착공법은 대부분 발파공법으로 계획되어져 있다. 가장 긴 관악터널은 지질조건이 복잡하며 따라서, 이런 지반에 적용성이 좋은 발파공법에 의한 굴착으로 계획되어졌다. 특히, 갱구부는 지질상태가 매우 불량하여 풍화암 자연상태로 설계하는 것이 불가능하였다. 설계자들은 터널 화재와 교통사고 등과 같은 터널내에서의 긴급상황에 대한 최적의 대책 수립에 중점을 두어야만 했다. 관악 터널 상부에 위치한 수로관을 통과하는 방법을 찾는 것이 당면 최대 관건이었다. 또한, 갱구부 주변지역의 환경을 보존하고 현장의 자연적인 아름다움 을 유지하기 위하여 굴착량을 최소화하는 공법선정이 중요하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제37권2호
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• pp.22-30
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• 2019

화약을 이용하여 작업하는 현장에서는 발파에 의해 발생되는 소음과 진동의 영향으로 작업상 많은 제약을 받는다. 최근에 민원 발생 증가 및 보안물건에 대한 환경규제 기준이 대폭 강화되고 있는 추세이다. 때문에 보안물건이 근접해 있는 경우 일반적으로 기계식굴착에 의해 작업이 이루어지고 있다. 기계식굴착 공법은 발파공법에 비해 소음과 진동을 저감시키는 장점을 갖고 있으나 굴착하고자 하는 암반의 상태에 따라서 계획 보다 시공성이 떨어지는 경우가 발생되기도 한다. 일반적으로 굴착암이 극경암에 가까울수록 시공성이 낮아진다. 본고에서는 전자뇌관을 사용하여 보안물건이 초근접해 있는 공사구간을 시공한 사례에 대해 설명하고자 한다. 당 현장은 인근에 보안물건(철도)이 근접(9.9m)해 있어 암파쇄 굴착공법으로 설계가 되어 시공하던 중, 극경암 노출에 따른 시공성 저하 및 공사기간 단축을 위한 대안 공법으로 전자뇌관을 이용한 시공을 검토하게 되었다. 전자뇌관 이용한 발파작업으로 주변 보안물건에 미치는 영향을 최소화 하면서 시공성과 경제성을 극대화 할 수 있었다. 한화에서 생산하는 하이트로닉($HiTRONIC^{TM}$)은 혁신적인 안정성과 높은 기폭 신뢰성을 갖고 있어 초정밀발파가 가능하다. 전자뇌관은 철도 및 고속도로현장, 대형 석회석 광산을 비롯한 도심지 터파기 등에서 널리 사용되고 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.55-72
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• 2018

본 연구에서는 시공 중 TBM 터널에서 전기비저항과 유도분극(induced polarization, IP) 탐사를 활용하여 굴착면 전방의 복합지반(mixed-ground)을 예측하기 위한 방안을 제시하였다. TBM이 토사를 굴진하며, 굴착면 전방에서 상부 토사지반과 하부 암반으로 이루어진 복합지반을 조우하는 과정과 동시에 전기비저항과 유도분극에 의한 충전성(chargeability)을 측정하며 굴진하는 과정을 실내실험으로 모사하였다. 전기비저항과 충전성의 측정은 4전극을 이용하였으며, 복합지반을 효과적으로 예측하기 위하여 2개의 전극은 굴착면에, 나머지 2개의 전극은 조립된 세그먼트에 설치됨을 가정하였다. 실험 결과, TBM이 토사 굴진 중 토사-암반의 복합지반으로 진입할 경우 전기비저항과 충전성이 모두 증가하였다. 또한, TBM이 굴착면 전방에서 복합지반을 조우할 것임을 예측하기 위하여 굴착면의 전극 2개, 세그먼트의 전극 2개를 활용한 탐사와 동시에 굴착면 4전극 탐사를 수행하면 더욱 효과적인 예측이 가능함을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.614-627
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• 2018

국내 도시철도 노선은 이용자의 접근을 편리하게 하기 위하여 주거단지 및 도심지 인근 지역에 시공되는 사례가 많다. 도시 인구 증가로 인하여 교통망 확충과 재건축 등이 지속적으로 이루어짐에 따라 도시철도 인접 지역 굴착이 불가피하며 굴착 시 발생하는 지반 응력 및 지하수위 변화는 도시철도 궤도틀림을 유발한다. 이에 본 논문에서는 삼차원 유한차분 해석 상용프로그램 FLAC3D를 이용하여 도시철도 인접지반 대규모 굴착 시 지하수위에 따른 굴착 부 벽체 수평변위 및 배면지반의 침하와 궤도틀림량 산정 후 이들의 상관관계를 분석하고 궤도틀림 및 지하 박스구조물 안정성 평가를 실시하였다. 그 결과 깊은 굴착 시 지하수위에 따른 궤간틀림은 매우 미소하게 발생하였으나 줄틀림 72.5%, 수평틀림 83.3%, 면틀림 61.9%, 평면성틀림 43.3%로서 상대적으로 큰 차이가 발생하는 것으로 나타났다. 또한, 흙막이 벽체의 최대 수평 변위 및 벽체 배면 침하 차는 각각 65.1%, 21.4%가 발생하는 것으로 나타났으며 지하수위가 지표면에 위치한 경우 지하 박스구조물의 인장 응력이 허용 기준을 초과하는 것으로 나타났다. 그러므로 도시철도 구조물에 인접하여 깊은 굴착이 시공된 경우 궤도틀림으로 인한 사고를 미연에 방지하기 위해 본 연구에서 수행한 삼차원 수치해석과 실시간 모니터링을 실시하는 것이 바람직하다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권5호
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• pp.325-337
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• 2021

도로와 철도터널에서는 비상시 대피를 위한 시설이 필수적이며, 제연 및 화재 진압을 위한 설비와 승객의 피난 통로가 그것이다. 장대 병설터널에서는 횡갱을 배치하여 화재 발생 반대편 터널로 대피하도록 계획된다. 병설 쉴드터널에서는 횡갱의 시공을 위해 기 시공된 본선터널의 영구 구조물인 세그먼트 라이닝을 철거하여 원지반을 노출하여야 한다. 현대의 대부분의 쉴드TBM이 막장을 격벽으로 차단한 폐쇄형 쉴드TBM임을 감안할 때, 원지반이 노출되는 횡갱의 시공은 쉴드터널의 시공단계에서 위험도가 높은 과정 중 하나이다. 특히, 지하수위 아래의 토사 쉴드터널의 횡갱 시공에서는 세그먼트 철거 및 굴착 중 토사지반의 안정성 확보를 위한 차수 및 굴착공법에 대한 면밀한 검토가 요구된다. 본 사례 연구에서는 토사지반에서 대구경 강관추진을 활용한 횡갱 굴착 공법의 시공 중 유의사항을 소개하고 시공 후 계측결과를 분석하였다. 본 사례 연구에서 소개되는 횡갱 굴착공법은 그라우팅으로 보강된 토사지반에 대구경 강관 추진 후 내부 굴착하는 공법으로써, 두 가지 메커니즘에 의해 토사지반에서 굴착 중 막장의 안정성을 확보한다. 첫 번째는 대구경 강관을 추진하여 막장 전방 토사지반의 전주면을 강관에 의해 선 지보 한다. 두 번째는 대구경 강관 추진으로 내부로 압입된 토사의 Plugging 효과에 의해 막장 전면의 지지효과를 얻을 수 있다. 추진력에 의한 강관의 변형 및 강관의 관통 완료 후 응력발생 계측결과로부터 대구경 강관 추진에 의한 횡갱 굴착공법이 토사지반에서 충분한 시공성과 안정성을 확보함을 확인하였다. 본 사례 연구의 토사 쉴드터널의 횡갱 시공공법은 유사한 현장조건에서 널리 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제17권2호
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• pp.109-118
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• 2007

굴착손상영역(EDZ)은 굴착으로 인해 현지 암반이 역학적으로 손상을 입게 되어 응력상태, 변위상태, 암반의 안정성, 지하수의 흐름상태 등에 변화가 일어나는 영역을 의미한다. EDZ의 역학적 특성과 관련한 많은 연구들이 수행되었지만, EDZ에서의 지하수 유동 특성에 관한 연구는 아직 부족한 수준이다. 본 연구에서는 굴착으로 인한 수리-역학 상호작용(coupling)에 의해 굴착면 주변의 수리적 간극값이 변하는 영역을 수리적 굴착 thstkdduddudr이라 정의하고, 이를 3차원 분리단열망(DFN)에 적용시켜 보았다. 이를 통해 수리적 간극변화가 3차원 불연속 망에서의 전반적인 지하수 유동에 미치는 영향을 파악하였다. 또한 3차원 DFN 지하수 유동 해석 시 주로 이용되는 수두 조건과 유량 조건의 적용성을 고찰하였다. 해석 결과 수리-역학적 상호거동에 의해 발생하는 굴착면 주변의 수리적 간극변화는 터널 내부로 유입되는 유량에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 DFN 해석 시 다양한 경계조건에 따른 상이한 결과를 토대로 보다 합리적인 경계조건 설정에 대한 방향을 제시하였다. 마지막으로 실제 현장에서 수리해석을 실시한 자료를 바탕으로 수리적 간극 값의 변화를 고려할 때와 고려하지 않을 때의 유입유량 차이를 통해, 3차원 지하공동의 지하수 유동해석 시 수리적 간극 값의 변화를 고려하는 것이 보다 더 보수적인 결과를 나타내는 것을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권3A호
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• pp.131-138
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• 2012

본 연구에서는 건설공사에 적용된 언더피닝공법의 수치해석 결과와 시공 중 완료후의 계측 값을 비교하여 불확실성을 줄일 수 있는 해석모델링 방안을 제시하고자 한다. 수치해석을 이용하여 구조물의 거동을 정확하게 예측하기 위해서는 다양한 조건을 복합적으로 고려해야 하며, 복합적으로 고려하였다 하더라도 예측된 결과에는 상당한 불확실성이 내포되어 있으므로 실제 공사에서는 계측을 통한 안정성 확보가 필요하다. 본 연구에서는 굴착 인접 구조물인 지하차도의 침하량뿐만 아니라 본 구조물인 강관에서도 많은 침하량이 발생하는 것을 수치해석을 통해서 분석하였다. 지하차도 침하량의 현장계측 결과를 통해서 지하차도가 매단 굴착 시 단계적으로 침하가 발생하며 대칭 굴착으로 진행된 단계보다 비대칭 굴착으로 진행된 단계에서 침하량이 더 크게 발생하는 경향이 나타났다. 수치해석 시 주요 고려사항으로는 현장의 시공순서, 기존 시설물의 방향성, 요소의 모델링 방법, 물성치의 적용이며, 이들 값에 따라 수치해석 결과 값에 영향을 미칠 수 있음을 확인하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제10권1호
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• pp.579-584
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• 2024

현재 우리나라는 지하철 선로를 인접하여 대규모, 대심도 굴착시공이 이루어지고 있다. 인접굴착공사 시 흙막이 구조물 및 지하구조물의 안전성 확보가 매우 중요하므로 자동화계측 시스템을 도입하여 지하철에 대한 안전성을 관리하고 있다. 인접굴착공사 시 지하철 궤도 변형은 열차주행안정성에 영향을 미칠 수 있으며, 이는 열차 탈선사고와 연결될 수 있는 인자이다. 그러나 현재 자동화계측 시스템을 이용한 지하철 궤도 안전성평가는 측정된 데이터의 최댓값에만 의존하여, 이상거동을 과소, 과대평가할 수 있는 기법이다. 따라서 자동화계측 시스템 결과의 활용도를 개선시킬 수 있는 방법이 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 방대한 양의 지하철 궤도 변형 측정결과를 정량적으로 평가할 수 있는 기법인 가우시안 확률밀도함수 분석기법을 이용하여 분석하였다. 방대한 양의 데이터를 확률통계 분석기법을 이용하여 인접굴착공사에 따른 지하철 궤도 변형에 대한 안전성평가를 수행하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권10호
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• pp.29-38
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• 2018

굴착공 저면에 형성된 슬라임은 현장타설말뚝의 과도한 침하 및 지지력 감소를 야기하므로 콘크리트 타설 전 해당 슬라임에 대한 조사가 요구된다. 본 연구에서는 굴착공 내 전기적 특성을 이용하여 굴착공 저면에 형성된 슬라임을 평가하기 위한 기법으로써 슬라임미터(slime meter)를 개발하였다. 슬라임미터는 전극 및 온도센서가 설치된 프로브 및 로터리엔코더가 설치된 프레임으로 구성되어 굴착공 심도에 따라 온도영향이 고려된 전기비저항을 평가할 수 있다. 슬라임미터의 적용을 위하여 직경 3m, 심도 46.9m의 굴착공에 대해 시험시간 및 위치가 서로 다른 총 3회의 현장실험이 수행되었다. 3회의 현장실험 모두 굴착공 내 유체에서 일정한 전기비저항이 측정되었으나 슬라임 표면이 존재하는 심도에서 전기비저항이 급격히 증가하는 결과를 보였으며, 해당 심도 및 지반 굴착심도의 차를 이용하여 슬라임의 두께를 산정할 수 있었다. 슬라임 두께 산정 결과, 동일 실험위치에서의 슬라임 두께는 시간 경과에 따라 증가하였으며 가장자리에서의 슬라임이 중앙부의 슬라임보다 두껍게 평가되었다. 본 연구에서 개발된 슬라임미터는 간소화된 장비구성으로 굴착공 내 전기비저항을 평가하여 슬라임 두께를 산정하므로 향후 굴착공 저면의 슬라임 평가를 위한 기법으로써 활용될 수 있을 것이라 기대된다.