• Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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• 2009.09a
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• pp.605-621
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• 2009

대심도 암반을 굴착함에 따라 암석강도 및 암반응력 등의 특성에 따라 Rockburst 등과 같은 취성파괴 및 Squeezing 등과 거동을 나타낼 수 있으며, 이러한 대심도 암반거동은 터널 및 지하 공동 시공중 위험요소로 작용하여 안정성에 심각한 영향을 줄 수 있다. 따라서 대심도 암반구간에 터널을 건설하는 경우에는 합리적인 설계 및 시공을 달성하기 위해서는 대심도 암반에 대한 지질 및 암반특성을 정확히 이해하는 것이 필요하며, 대심도 암반특성에 적합한 보강 및 시공대책을 수립하도록 하여야 한다. 본 고에서는 대심도 암반구간에서의 위험도 평가 및 터널 설계사례를 검토하여, 대심도 암반특성을 고려한 터널구조물 설계시 합리적인 방안을 도출하고자 하였다.

• Magazine of the Korean Society of Hazard Mitigation
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• v.10 no.3
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• pp.36-42
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• 2010

최근 포화된 도시 인구와 교통량에 대응하기 위하여 기존의 버스, 지하철 등의 대중교통 수단 이외에 광역화된 도시 영역을 빠른 시간 내에 대량의 승객이 이동할 수 있는 신개념의 교통체계로서 대심도 철도가 소개되고 있다. 철도가 광역화되고 인구 밀도가 높은 도시 영역을 빠르게 대량의 승객을 수송하기 위해서 지하 깊이 철도가 다니게 하는 것이 경제성, 효율성 측면에서 합리적일 수 있으나 편리성과 도입에 초점을 맞추다 보니 여기서 발생할 수 있는 여러 가지 안전 문제에 대한 체계적인 검토가 간과되고 있다. 대심도 터널 내에서의 다양한 교통사고와 화재를 포함하여 각종 자연 재해와 인적 재난이 대심도 교통수단의 안전에 영향을 줄 수 있다. 방재 측면에서 대심도 터널 자체의 구조와 기능, 교통수단의 기능 측면을 강조하다 보니 인명 피해, 즉 인간 그 자체의 안전에 대하여 간과하는 측면이 있어 본 내용은 국내 유사 교통 수단인 고속철도에서 심장마비 환자의 응그브이료 구축 사례와 대구 지하철 화재의 초기 응급의료 대응을 통하여 대심도 철도 사고나 응급환자 발생 시 대피와 구조의 어려움을 적절히 대처하고, 인명피해 저감 대책과 대심도 철도의 특성에 맞는 응급의료체계를 개발 방향에 대하여 제시하고자 한다.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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• v.24 no.6
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• pp.725-744
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• 2022

As the construction of infrastructure using the underground tunnel in urban area have been rapidly increased, various accidents and collapses of tunnel including structure have been occurred in deep urban tunnelling. The concern and worry relating to the risk and safety of the tunnel during excavation is becoming the key issues in deep urban tunnelling. In this study, it was conducted for deep urban tunnel at GTX (Great Train Express) line which was located in Seoul metropolitan area to determine the risk characteristics for tunnel according to urban tunnelling. Also, it was reviewed the risk analysis and evaluation of the tunnel, shaft and station. And after a review of risk analysis and evaluation for risk register and hazard identification by using a risk matrix method, safety management of the tunnel according to excavation was evaluated to be secured. This study is expected to be applied as useful approach in deep urban tunnelling if you need to review the risk and safety management system of tunnel according to mitigation measures in complex urban tunnelling.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.108-108
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• 2023

기후변화 및 도시화로 인해 도시 내에서 증가하는 홍수로 인명 및 재산피해가 꾸준히 발생하고 있다. 특히 2022년 8월 8일 서울특별시 및 경기도 지역에 내린 폭우로 인해 8명 이상의 인명피해와 1300억원 이상의 재산피해가 발생하였다. 이러한 도시홍수를 근본적으로 방어하기 위하여 미국, 일본 등의 국가에서는 대심도 빗물저류배수터널을 활용하고 있다. 국내에서도 2011년 서울특별시 강서구 및 양천구에 발생하는 홍수를 방어하기 위하여 국내 최초 대심도 빗물저류배수터널인 '신월 빗물저류배수시설'을 건설하여 현재 운영 중에 있다. 대심도 빗물저류배수터널은 초기 개수로 흐름에서 만관 후 관수로 흐름으로 전이되는 구조물로 계획과 운영이 매우 어려운 시설이다. 이에 미국, 일본, 중국, 이탈리아 등 국가에서 대심도 빗물저류배수터널과 관련한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 대심도 빗물저류배수터널의 유입시설 중 감세부에 해당하는 수직갱과 감세지의 깊이에 따른 감세지 바닥 압력변화를 알아보기 위하여 수리실험을 수행하였다. 그 결과 감세지 깊이가 깊어질수록 바닥면의 압력이 증가하는 것으로 분석되었으며 바닥면의 압력이 감세지 깊이만큼의 정수압을 포함하는 경우 정수압 대비 최대 2.0배, 정수압을 포함하지 않는 경우 정수압 대비 최대 1.0배 인 것으로 분석되었다. 수직갱 깊이에 대한 실험 결과는 수직갱 깊이가 짧아질수록 압력이 감소하는 경향을 보이는 것으로 분석되었는데 이는 회전수 및 회전력과 관련 있는 것으로 판단된다. 향후 수직갱 직경, 수직갱 깊이에 대한 추가 연구가 필요한 것판단되며 이를 통하여 수직갱 깊이-감세지 깊이에 대한 정량적인 연구와 분석을 통해 경제적이고 안정적인 대심도 빗물저류배수터널 감세지 설계가이드라인을 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.456-460
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• 2016

최근 기후변화의 영향과 급격한 도시화로 인한 하천 저류능력의 감소 및 부적절한 하수시설의 설계로 도시유역의 홍수 위험성이 증가하면서 적극적인 구조물적 홍수방어대책으로 대심도터널의 활용에 대한 필요성이 대두되고 있다. 일본을 비롯한 외국에서는 대심도터널의 활용이 적극적으로 고려되고 있으며 실제 설치 및 운영 사례 또한 증가하고 있다. 그러나 국내에서는 아직까지 홍수 방어용 대심도터널의 설치 및 운영된 사례가 없고 설계 및 시공과 관련한 기준 및 연구가 미미한 실정이다. 본 연구에서는 대심도터널 내부에서의 이상흐름 거동특성을 구명하기 위하여 터널을 모형화한 수평관에서 실험적 연구를 수행하였다. 직경 100 mm 투명 아크릴관으로 제작된 수평관 내부를 흐르는 물에 공기를 주입하여 기포를 발생시키고 전기전도계를 이용하여 유속변화에 따른 관에서의 물-공기 혼합 이상흐름의 거동특성에 대해 살펴보았다. 실험결과 터널 계통 전반에서의 물-공기(이상류) 거동 특성을 파악할 수 있었다. 이를 통해 대심도터널 내부 공기에 대한 효과적인 제어로 흐름의 안정화 및 그에 따른 수리성능의 개선효과를 기대할 수 있으며, 도시지역의 집중강우로 인한 수방재 대응 기술개발을 위한 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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• v.20 no.1
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• pp.225-234
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• 2018

Domestic urban areas are experiencing serious traffic congestion problems due to continuous population growth and increased traffic volume. In order to solve the problem of traffic congestion, the study of great depth underground double deck tunnels using underground space is being actively carried out in the urban areas. The characteristics of great depth underground double deck tunnels are low in cross section, so the spread of fire smoke is expected to spread faster than the road tunnel in case of fire. Therefore, it is necessary to provide a fire smoke delay device which delays the spread of fire smoke when a fire occurs in a tunnels. In the previous study, the diffusion effect was analyzed according to the blocking area when the fire smoke spread delay device was operated through the 3D CFD in the study of preventing the smoke spread in the case of the tunnel fire. A study on fire smoke diffusion delay device using spring elasticity which is excellent in applicability to a tunnel and economical value is studied. In this study, fire smoke spread delay system was developed to fire smoke delay was experimentally analyzed. Fire smoke delay effect of fire smoke delay device appeared. Therefore, it is considered that the can minimize the damage of the victims when installed in the great depth underground double deck tunnels.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 2009.04a
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• pp.202-207
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• 2009

In this study, Numerical simulations were performed to analyze the characteristics of fire driven smoke flow for different location of fire source in the deeply underground subway station with using FDS code. The fire driven smoke-flow which was simulated by using Parallel Computational Method for fast calculation and LES for turbulence model. In this research, the fire location to obstruct a suitable egress from the fire disaster were discussed.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.32 no.3D
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• pp.283-289
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• 2012

Because railways themselves are not enough to provide door-to-door service, they need to be complemented by a transportation system access the stations and a convenient transfer system to access other railway lines. User friendly service policies include a faster, interconnected, and intermodal transportation system. It becomes more important to use deep subterranean space from an economical standpoint in order to promote railway construction projects. In this research, the authors dealt with construction plan for strengthening capacity of deep subterranean railways. Since deep subterranean railways are situated deeper underground than other railways, they are more difficult to access and transfer to, in addition to psychological pressure. Moreover, deep subterranean railways with high speed add access difficulties as the distance between stations increases. Therefore, the authors discuss not only systemization for uniting deep subterranean railways and other transportation facilities but also reinforcement strategies. The purpose of these strategies is so that deep subterranean railways provide mobility while established railways provide accessibility to overcome this problem.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.604-604
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• 2012

국지성 집중호우에 따른 도심지 내수 침수 피해의 주원인으로 하수관거의 설계기준을 초과하는 강우가 침수피해의 주요 원인이며, 도심화로 인해 불투수 면적이 증가함에 따라 유출되는 시간이 짧아 저지대의 피해는 불가피하다. 2010년과 2011년에 100년 이상의 강우사상이 서울시에 연이어 나타나면서 집중호우로 인한 피해지역이 유사하게 나타났으며, 광화문 거리의 연이은 침수는 현재 서울시의 하수관거의 용량과 빗물펌프장 및 저류조 시설로 구성된 기존 수방대책의 한계점을 보이고 있다. 이에 서울시는 광화문 일대의 배수능력을 향상시키기 위하여 효자배수분구 빗물배수터널을 계획하고 있다. 일본, 미국 및 유럽 등지에서는 대심도 지하수로 시설에 대한 수리실험 및 수치 연구를 바탕으로 다양한 지하방수로가 건설되어 국지성 집중 강우에 대해 적절히 대응하고 있으나, 국내의 경우에는 대심도 지하방수로 시설에 대한 연구가 미비하여 지하방수로 설계 지침 및 기술적 자료가 부족한 실정이다. 그러므로 대심도 빗물배수터널 시설에서의 흐름특성 분석에 관한 수리실험 및 수치해석 등의 구체적인 연구가 필요하다고 판단된다. 본 연구에서는 수리모형 실험의 물질적 및 시간적 한계를 극복하기 위하여 일반적으로 3차원 유체거동의 특성분석에 많이 사용되는 Fluent 6.3 모형을 이용하여 대심도 빗물배수터널 시설의 접선식 유입구에 대한 흐름특성을 수치모의 하였다. 접선식 유입구 및 수직갱(drop shaft)에 대한 기하 모형의 격자망은 수치해석의 안정성 확보를 위하여 그림 1과 같이 6면체 격자로 구성하였다. 맨홀 내의 다상유동을 고려하기 위하여 VOF(Volume of Fluid) Scheme을 적용하였으며, 수치해석 방법으로는 비정상류, 1st order implicit method를 사용하였다. Fluent에서의 난류 흐름을 계산하는 방법에는 난류 운동에너지와 난류 에너지 소산율 $\epsilon$의 전달 방정식을 도입한 k-$\epsilon$ 난류 모형을 채택하였다.

• Tunnel and Underground Space
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• v.31 no.4
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• pp.211-220
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• 2021

Tunnel collapse often occurs during deep underground tunneling (> 40 m depth) in South Korea. Natural cavities as well as water supply pipes, sewer pipes, electric power cables, artificial cavities created by subway construction are complexly distributed in the artificial ground in the shallow depths of the urban area. For deep tunnel excavation, it is necessary to understand the properties of the ground which is characterized by porous elements and various geological structures, and their influence on the stability of the ground. This study analyzed geological factors for risk assessment in deep excavation in South Korea based on domestic and overseas case study. As a result, a total of 7 categories and 38 factors were derived. Factors with high weights were fault and fault clay, differential stress, rock type, groundwater and mud inrush, uniaxial compressive strength, cross-sectional area of tunnel, overburden thickness, karst and valley terrain, fold, limestone alternation, fluctuation of groundwater table, tunnel depth, dyke, RQD, joint characteristics, anisotropy, rockburst and so forth.