• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.424-430
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• 2001

현대건설(주)는 사업 주관사로서 해외 업체와 대만고속전철 턴키 공사를 2000 년 1 월에 공동으로 수주하였다. 고속전철의 총 연장 길이는 약 326 km 이며, 정거장 10 개소, Depot 및 야적장으로 구성되어 있다. 이번에 수주한 공구는 2 개의 연속된 공구 (C230, C240) 이며, 본 논문은 총 연장 23.6km 인 C230 공구에 대한 설계 과정을 수록하였다. C230 공구는 NATM 터널 (6.2km), Cut-and-Cover 터널 (0.5km), 교량 (7.8km) 및 토공 구간 (9.1km)으로 구성되어 있다. 전 구간의 지반조건은 "매우" 취약한 매질로 구성되어 있으며, 층리나 절리는 거의 발달되어 있지 않다. 따라서 화약발파에 의한 터널 굴착은 기계식 굴착 (Back-hoe Excavation) 방법에 비하여 현실성이 없는 것으로 분석되었다. 취약한 지반에서 계측 결과를 기준으로 굴착 공간을 안전하게 유지할 수 있는 NATM 보강 설계가 현지 암반조건에 가장 이상적인 방법으로 제시되었다. 특히, NAT설계는 대형 아파트 지역과 파쇄대 및 지하수 침투 예상지역을 통과하기 위하여 계측에 의한 Feed-back 과정을 탄력적으로 적용하도록 계획하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제30권2호
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• pp.59-65
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• 2012

본 고에서는 기존 기계식 굴착공법 및 암파쇄공법(플라즈마, 겔파쇄 등)의 단점인 시공성 및 경제성을 개선하고, 발파진동을 최소화한 미진동화약(LoVEX)의 개발 및 현장적용 사례를 소개하였다. 이 미진동화약은 국토해양부 표준발파패턴중(中) Type-1(미진동굴착공법, 125g 미만의 폭약 사용)에 부합하며, 지발발파가 가능하고, 시공성 및 작업효율을 대폭 개선하는 반면 진동수준은 일반 에멀젼폭약의 약 60~70% 수준으로 나타났다. 추가적으로 현장 적용시 표준발파패턴, 발파진동추정식, 시공방법 등을 본 연구에 제시하였다.

• 한국건설관리학회:학술대회논문집
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• 한국건설관리학회 2007년도 정기학술발표대회 논문집
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• pp.364-367
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• 2007

도심지에서 수행하는 공사가 확대되면서 소음, 진동 등을 최소화하는 공법으로, 지하연속벽 공법이 제안되어 많은 활용이 이뤄지고 있다. 지하연속벽 공법은 기존 공법에 비해 대심도 굴착이 가능하며, 소음과 진동이 적어 활용도가 높음에도 불구하고 굴착 작업 간 수직도 확보를 위해 많은 시간이 소요된다. 공법의 적용이 이뤄지고 있는 현장방문 결과 건설기계를 통해 작업이 진행됨에도 불구하고 장비를 조작하는 조작자의 경험과 직관에 더 높은 의존도를 갖고 있는 것이 큰 문제로 조사되었다. 본 연구는 지하연속벽 공법의 주요 장비인 트렌치커터 운전기사 및 관련된 기술자들과의 인터뷰를 바탕으로 공법과 장비의 특성을 조사하고 Cost-oncern Matrix를 통해 굴착장비의 자동화 도입 타당성을 검토하였다. 연구를 통해 지하연속벽 공법에서 굴착 작업을 수행하는 트렌치커터를 자동화 하는 것이 타당한 것으로 판단된다.

• 화약ㆍ발파
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• 제32권2호
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• pp.16-24
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• 2014

본 시공사례는 "중앙선 원주~제천 복선 전철 제 ${\bigcirc}$공구 노반 건설공사" 중 고속도로 하부통과 구간으로서 터널 노선 상부 13m에 운행 중인 고속도로가 있다. 고속도로에 영향을 최소화하기 위하여 무진동 암파쇄 굴착공법이 적용되었으나, 기계식 굴착작업 특성상 굴착 자체에 많은 시간이 소요되어 신속한 터널 폐합이 이루어지지 못해 굴착 중 주변 암반의 변위 증가에 따른 상부 침하가 우려되어 대안공법의 필요성이 요구되었다. 따라서 고속도로의 진동허용기준인 1.0cm/sec 이하로 제어하면서, 터널의 신속한 굴착과 폐합을 통해 지반의 변위를 최소화하여 상부 고속도로의 침하 현상을 방지할 수 있는 전자발파공법(eDevII)이 검토되었다. 사전 굴착영향검토를 시행한 결과, 전자발파를 통해 상부 고속도로의 안정적인 관리가 가능한 것으로 검토되었으며, 이를 기초로한 시공 결과 안전하고, 신속하게 굴착을 완료하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 A
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• pp.539-541
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• 2005

본 연구의 목적은 배전선로에서 운용중인개폐기, 변압기, 피뢰기 등의 규정 접지저항을 확보코자 시행하는 접지공사에 필요한 접지봉을 땅속 깊이 시공할 수 있는 접지봉의 개발과 접지봉 시공용 기계식 타격장치를 개발 활용하는 효율적, 경제적인 접지공법을 연구함에 있다. 또한 접지봉의 경년열화특성을 최소화하고자 접지봉의 접속부 구조를 개선하여 경년열화 특성을 향상하는데 있다. 특히, 굴착이 곤란한 도심지에서 최소 면적만을 굴착하여 규정 접지저항을 확보하는 방법을 제시하고 접지의 설계 및 시공 둥 실무에 활용할 수 있도록 하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제22권4호
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• pp.451-468
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• 2020

단면이 작게 만들어진 노후화된 터널은 만성적인 교통정체를 유발한다. 이는 터널의 확폭을 통하여 해결할 수 있다. 일반적으로 터널을 확폭할 경우, 기계식 또는 발파식 굴착방법을 통하여 기존터널의 외곽부를 굴착하게 된다. 이러한 굴착은 주변 지반뿐만 아니라 기존터널에도 영향을 미치게 된다. Pre-cutting 공법의 적용은 이러한 문제를 효과적으로 해결할 수 있는 방법이 될 수 있다. 따라서 Pre-cutting을 적용하여 확폭을 수행할 경우, 이에 따른 영향분석은 필수적으로 수행되어야 한다. 본 연구에서는 터널 확폭에서 Pre-cutting을 적용할 경우, 이에 따른 영향을 분석하기 위하여 6가지의 지반등급에서 수치해석을 수행하였다. 해석에서는 확대차로와 Pre-cutting의 굴착길이를 변수로 하여 수행하였으며, 기존터널과 확폭터널의 천단침하에 주목하여 분석하였다. 그 결과, 확폭터널의 천단침하는 확폭이 완료가 되면, Pre-cutting의 굴착 길이와 상관 없이 동일한 값으로 수렴하는 것을 확인하였다. 기존터널의 경우, 굴진면의 전방 5 m 내에서 융기가 발생하였으며, Pre-cutting의 굴착 길이가 짧을수록 융기 발생 예방에 효과적인 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.29-40
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• 2019

최근 터널 시공 시 여러 위험요인을 감안하여 보다 안전한 터널의 시공을 위하여 해상이나 하상 밑의 연약지반에서, 도심터널공사나 주요 구조물 하부 통과를 위해서 기계화 시공의 빈도가 높아지고 있다. 그러나 굴착으로 인한 지표면의 침하거동 산정이 어려워 간편하게 예측하는 식이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 연약지반에 병렬로 터널이 시공되어지는 경우 침하거동에 대해 보다 간단한 식과 기존에 Peck(1969)이 제안한 이론을 근거로 연약지반 및 대구경 shield 터널에서 적용 가능한 수정식을 제안하고자 하였다. 이를 위해 최대 침하량, 지반조건에 따른 침하범위, 병렬시공에 따른 간섭 체적손실 등의 장기간의 계측값을 분석하였다. 그 결과 굴착면 상부가 퇴적점토인 연약지반에서 간편하게 최대 침하량을 산정할 수 있는 식을 제시하였는데, Peck(1969)의 식보다 국내 계측데이터에 더 적합한 것으로 나타났다.

• 화약ㆍ발파
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• 제35권4호
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• pp.36-47
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• 2017

터널굴착에 있어 일반적인 발파공법으로는 발파시 발생되는 지반진동 및 소음 등의 발파공해로 인해 보안물건과 10~20m이내의 근접구간에 대한 시공이 불가하여 해당구간은 현재 주로 기계식 굴착공법을 시공중에 있으나 이 공법은 민원에 대한 환경성은 유리하나 시공성이 현저히 떨어져 공기 증가로 인한 시공비용 상승의 문제점을 발생시킨다. 본 연구는 현장 시험발파를 통해 초정밀 시차제어가 가능한 전자뇌관과 진동저감에 효과적인 미진동폭약(LoVEX)을 활용하여 일반적인 발파공법의 적용이 곤란한 터널 굴착구간에서도 주변 보안물건에 대한 안전성을 확보하고 시공성, 경제성 등을 확보할 수 있는 초저진동 전자제어발파공법을 연구, 개발하고자 하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제30권1호
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• pp.37-51
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• 2012

본 시공사례는 "성남~여주 복선전철 제${\bigcirc}$공구 노반건설공사"로서 터널의 노선을 따라 진동 및 소음으로 인한 피해영향권내에 주요 보안물건이 위치하고 있다. 설계단계에서 이러한 피해영향을 고려하여 기계식 암파쇄 굴착공법이 적용되어 있으나, 합리적인 공사기간 단축을 위한 대안 터널굴착공법이 요구되어 당 현장의 발파진동 허용기준(우사:0.09cm/sec, 주택 0.2cm/sec)을 준수하면서 시공성 및 경제성을 높일 수 있는 전자발파공법이 검토되었다. 이에, 최근 활성화 되고 있는 터널용 전자발파시스템(eDev)을 활용한 현장 시험시공을 통한 환경영향평가를 실시한 결과, 발파공해에 대한 안정적인 관리가 가능한 것으로 판단되었으며, 이를 기초로 한 시공결과 근접 보안물건에 대한 피해영향 없이 높은 굴진효율성을 보였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.209-222
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• 2024

토압식(Earth Pressure Balance) 쉴드 TBM (Tunnel Boring Machine)은 기계화 터널 굴착 공법 중 이수식(Slurry) 쉴드 TBM에 비하여 슬러리 처리 시설을 필요하지 않아 설비가 간단하고 진동과 소음이 적어 최근에 터널 시공에 널리 사용되고 있다. 토압식 쉴드 TBM으로 터널 굴착 시 첨가제를 활용하여 굴착토 물성을 개선하는 쏘일 컨디셔닝(soil conditioning) 기법을 적용하며, 이를 통해 토압식 쉴드 TBM을 적용할 수 있는 지반의 범위를 확장할 수 있다. 본 연구에서는 쏘일 컨디셔닝을 위한 첨가제로 주로 사용되는 폴리머를 대체할 수 있는 바이오폴리머(biopolymer)의 일종인 잔탄검(xanthan gum)의 적용성을 검토하였다. 바이오폴리머란 생물학적 기원으로 생성된 폴리머로써 모두 생분해가 가능하다. 환경에 유해한 성분을 함유하고 있는 일반 폴리머(폴리아크릴산계 폴리머)와 달리 잔탄검은 유독성이 거의 없고 환경에 미치는 영향이 적어 친환경 소재로 각광받고 있다. 슬럼프 시험을 통해 유사한 워커빌리티(workability)를 보이는 시험조건을 선정하고, 실내 가압 베인전단 시험을 통해 유동학적(rheological) 특성을 평가하였다. 유사한 슬럼프 값을 보이더라도 잔탄검의 함유량이 증가할수록 유동곡선(flow curve)상에 첨두강도가 감소하는 경향이 나타났으며, 이를 통해 잔탄검 함량과 첨두강도 사이의 상관관계를 도출하였다. 일반 폴리머를 잔탄검으로 대체한다면 환경친화적이라는 장점과 더불어 장비 부하를 감소시켜 안정적인 TBM 운용이 가능할 것이다.