• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제8권4호
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• pp.345-354
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• 2006

막장볼트는 시공중 지반조건 및 천공기계의 기계적 원인에 의해 수평으로부터 벗어나게 타설되는 경우가 많다. 본 연구는 실내실험과 수치해석을 통하여 막장볼트가 수평으로부터 벗어나는 경우에 대한 보강효과의 변화를 검증하였다. 또한 이 결과를 바탕으로 추가해 주어야 하는 볼트의 개수에 대하여 고찰하였다. 본 연구로부터 막장 중앙부부터 타설하는 막장볼트는 가능한 한 수평으로 타설하는 것이 효과적이며 벗어나는 경우에는 볼트를 추가해 주어야 하는 것이 명확해 졌다. 본 연구의 조건하에서는3본/단면을 타설 할 경우 모든 볼트가 $R15^{\circ}$로 수평으로부터 벗어나면 1.5본/단면을 추가해 주어야 하는 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제16권6호
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• pp.467-475
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• 2006

최근 국외에서는 터널막장의 안정을 위해 막장볼트의 시공실적이 급증하고 있고 관련된 많은 실험, 계측 등의 자료가 발표되고 있지만 현장마다 지반조건, 볼트 종류가 틀리기 때문에 설계 단계에서 최적의 타설개수를 결정하는 것은 매우 어렵다. 본 연구에서는 우선 현장조사를 통하여 사용되는 막장볼트의 종류, 개수 등을 분석하였다. 이결과 막장볼트는 다른 공법과 병용하여 사용되는 경우가 많기 때문에 지반조건과의 상관관계는 보이지 않았다. 또한 현장조사를 바탕으로 한 실내시험 및 수치해석을 통해 터널 막장이 볼트로 보강되었을 경우 지반 및 볼트의 거동을 분석하였으며 특히 타설개수에 초점을 맞추었다. 실험결과 막장볼트의 개수가 증가할수록 지표면 침하 및 막장수평변위는 지수함수 형태의 변위감소 분포를 보이고 있는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권5호
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• pp.359-368
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• 2010

국내의 경우 터널 지반보강증 강관다단그라우팅 공법이 폭넓게 시용되지만 해외의 경우 시공성 및 경제성이 막장볼트 공법이 흔히 적용되고 있다. 본 논문에서는 국내 도로터널 붕락 발생시 적용한 강관다단그라우팅 및 막장볼트의 적용효과에 대해서 수치해석을 통해 분석해 보았다. 또한 해외 시공사례의 계측데이터를 바탕으로 두 공법의 보강효과에 대해 분석해 보았다. 본 연구를 통해 막장 전면에 파쇄대가 발달하는 경우 페이스공법도 막장보강에 효과적임을 알 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제18권6호
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• pp.427-435
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• 2008

본 연구에서는 지반등급 V중에서 막장자립이 곤란한 지반에 대해 지반고유의 지지력을 최대한 이용하기 위한 굴착공법 및 적정벤치길이에 대해 검토하고, 보조공법으로 막장볼트를 적용할 경우 타설 패턴, 타설 개수에 따라 막장 및 막장주변지반에 어떠한 영향이 발생되는지에 대해 3차원 FEM해석을 수행하였다. 보조벤치 병용전단면공법이 조기 단면폐합으로 변위를 크게 줄일 수 있음을 알 수 있었으며, 타설 패턴으로는 격자상, 교호배치형(지그재그형), 원주상순으로 변위억제효과가 있는 것으로 나타났다. 또한 타설 개수 증가에 따라 막장축방향 수평변위에 대해 억제효과가 있는 것으로 분석되었으며 보조벤치 병용 전단면공법굴착시공의 경우 막장부 $1.5m^2$에 1개의 막장볼트(격자상) 타설로 막장면 안정성을 확보할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.11-22
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• 2009

터널 굴착 대상지반의 강도 및 강성이 낮은 경우 막장안정성을 확보하기 위해 분할굴착공법 또는 적절한 보조공법을 병용한다. 본 연구에서는 기존 문헌을 중심으로 막장평가 기법에 대해 정리하고 보조벤치 병용 전단면공법 적용 시 지반의 변형 강도특성에 따른 막장보강의 필요성 유무와 보조공법으로 페이스볼트를 채택할 경우 타설 길이, 타설 밀도, 보강범위에 따라 막장 및 막장주변지반에 어떠한 영향이 발생되는지를 알아보기 위해 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 막장 안정성에 대해 문헌에 의한 이론적인 평가기법과 FEM수치해석결과를 비교 분석한 결과 상대적인 차이는 있으나 막장볼트를 통한 막장안정의 효과에는 일치하는 경향을 보였다. 검토대상 지반조건에 대해 막장볼트의 타설형태는 길이 1.0D(D:터널 폭)이상, 격자상 타설(1개/$1.5\;m^2$), 상부 반단면 $120^{\circ}$ 보강시 가장 효과적인 것으로 분석되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.141-149
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• 2006

터널굴착시 NATM이 적용되기 위해서는 "굴착 후 지보공의 시공이 완료되기 전까지 막장이 자립하고 있을 것"을 전제조건으로 하고 있지만 터널막장은 항상 무보강의 상태가 계속되고 있고, 붕괴사고가 집중되고 있는 가장 취약한 부분이라고 할 수 있다. 이에 대한 대책공법 중 페이스볼트는 주로 막장전방을 향하여 수평으로 설치해 막장을 보강하는 공법으로 널리 알려져 있다. 본 연구는 페이스볼트의 설치효과를 극대화시키기 위해 일률적인 수평설치의 패턴을 변경해 보다 효율적인 설계패턴에 대해 검토하였다. 그 결과, 최외곽부의 볼트들을 터널 축방향의 윗방향으로 배치함으로써 막장 수평변위는 다소 증가하지만, 막장후방 2.5D의 천단침하는 약 18% 줄일 수 있는 것이 확인되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.83-89
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• 2007

터널 굴착은 응력해방을 발생시키기 때문에 연약한 지반에서의 터널 굴착 시에는 막장의 안정성 확보가 무엇보다도 중요한 사안으로 대두되고 있다. 이에 대한 대책 공법 중 굴착대상 막장면을 일정한 강성을 가진 강봉이나 유리섬유 파이프를 이용하여 선행 보강하는 페이스 볼트 공법이 적용되고 있다. 본 연구에서는 이러한 페이스 볼트를 이용한 막장 보강공법의 적용성을 검토하기 위해 페이스 볼트 공법이 필요한 연약한 지반에서 타설 되는 볼트의 개수를 0, 20, 40, 60, 80, 100개의 6가지 Case와 길이를 0.5D (2가지), 1.0D, 1.5D, 2.0D의 5가지 Case에 관하여 $FLAC^{3D}$ Ver.2.1을 이용해 3차원 연속체 해석을 실시하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.65-76
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• 2006

기존의 NATM과 같은 터널공법에서는 불착 직후 벽연은 숏크리트나 록볼트에 의하여 지지되기 때문에 재래공법과 비교하여 암반의 느슨함을 감소시킬 수 있으나, 막장은 통상 무지보 상태로 놓여있기 때문에 붕괴의 위험성을 항상 내포하고 있는 것이 현실이다 현재 국내 터널시공시에는 막장이 굴진방향에 직립합A로써 응력의 집중이 발생하며 또한 막장의 안정성을 우려하여 단연분할공법을 채택하는 것이 일반적 공법으로 되어왔다. 그러나 이러한 방법은 경제적우로 큰 부당이 되며 공사기간 연장의 한 원인이 된다. 따라서 곡연막장 굴착공법을 개발하여 적용한다면 보다 나은 응력상태를 유지할 수 있어 1회 불진장의 증대 및 분할공법을 피함으로써 공사비절감 및 공사기간 단측에 매우 유리할 것이라 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권10호
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• pp.131-138
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• 2006

페이스볼트의 타설각도는 현재 수평타설을 기준으로 하고 있으나 실제로는 수평으로부터 벗어나는 경우가 많이 발생하고 있다 본 논문에서는 페이스볼트의 타설각도가 지반보강 효과에 미치는 영향에 대하여 실내실험과 수치해석을 통해 분석하였다. 페이스볼트에 의해 굴착부근의 지표면 침하 및 막장 수평변위를 억제하려고 하는 경우는 가능한 한 수평으로 타설하는 것이 유리하며, 수평으로부터 벗어나는 경우는 타설본수를 추가하여야 하는 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제15권1호
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• pp.71-79
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• 2005

지표로부터 터널까지의 토피가 얇고 지반이 풍화토 혹은 풍화암으로 연약한 곳에서 두 터널이 교차되도록 굴찰할 때 교차부의 역학적 안정성을 계측으로 확인하였다. 터널의 시공방법은 주로 12 m의 강관 다단그라우팅 3열로 막장전방을 선보강한 후 터널상반부를 굴착하였고 두 터널의 교차부는 자천공 록볼트로 추가 보강하였다. 터널 굴착 후 교차부 주변 지반의 변위가 수렴되어 역학적인 안정을 확인 할 수 있었다. 최종적으로 수렴된 변위는 천단침하와 내공변위가 각각 약 6-7 mm. 약 5 mm로 터널의 심도와 연약한 지반조건을 고려할 때 작은 값이었다. 따라서 길이 12 m의 강관 다단그라우팅 3열로 막장전방을 보강한 후 터널 교차부 주변을 굴착한 것은 변위를 억제하고 터널의 안정화에 효과적인 것으로 분석되었다.