• 제목/요약/키워드: 발파 설계

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죽령터널에서의 TBM 굴착속도 및 커터수명 평가연구 (Evaluation of Penetration Rate and Cutter Life of TBM in Jook-Ryung Tunnel)

  • 박철환;신중호;박연준;전석원;안형준
    • 터널과지하공간
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    • 제15권5호
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    • pp.378-386
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    • 2005
  • 중앙고속도로의 죽령터널에서 상하행선 두개의 터널은 발파에 의한 굴착에 앞서 전단면터널 굴착장비로 선행 굴착되었다. 두 대의 TBM시공은 약 1년간 수행되었으며 총 연장은 7.3 km이다. 상하행선에서 순굴착속도는 각각 2.3 m/h 및 2.0 m/h 으로 분석되었으며, 가동률은 각각 $31.4\%$$33.3\%$로 분석되었다. 하행선에서 커터의 부피수명은 $200\~280\;m^3/c$이고, 길이수명은 약 400 m/set로 평가되었는데 이는 노르웨이의 메로케르 수로터널현장에서 얻어진 크기와 유사하다. 지보설계 및 TSP 측정을 통하여 얻어진 현지 암반특성에서 경암일수록 순굴착속도가 작아지는데 이는 과거의 여러 연구에서 분석된 경향과 같다. 이러한 평가연구는 TBM 굴착의 계획과 시공단계에서 원활한 굴착작업을 수행하는데 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

S 석회석광산에서의 최종 잔벽사면의 안정성 평가 (Stability Assessment on the Final Pit Slope in S Limestone Mine)

  • 선우춘;이윤수;김현우;이병주
    • 터널과지하공간
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    • 제23권2호
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    • pp.99-109
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    • 2013
  • 노천광산사면은 일반적으로 경제성 문제로 지보대책을 고려하지 않고 설계된다. 그러나 최종 잔벽사면은 장기적인 안정성이 필요하므로 경우에 따라서는 안정성을 높일 수 있는 적절한 대책이 필요하다. 본 연구를 위해 S 석회석 광산의 지질 및 불연속면 조사, 암반평가, 강도시험 등 현장조사를 수행하였다. 그리고 최종 잔벽사면에 대해 평사투영, SMR, 수치해석을 통한 안정성 평가를 실시하고, 최종 잔벽사면의 처리방안을 제안하였다. 해석결과, 사면 전체규모에서 파괴는 예상되지 않지만, 벤치규모의 사면파괴는 발생할 가능성이 있다. 최종 잔벽사면은 프리스플리팅 발파로 정리하고, 중간 소단에 폭이 넓은 berm을 설치하거나 국부적으로 지하수 유출이 있는 곳에는 수평배수공 등을 시공하여 벤치사면의 안정성을 높일 수 있을 것이다.

지하시설 굴착공사에 따른 탄약저장시설 안전성 평가방법 연구 (Safety Evaluation Method for Ground Ammunition and Explosive Storage Facilities due to Underground Tunnel Blast)

  • 박상우;김국주;박영준
    • 한국건축시공학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.331-339
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    • 2019
  • 도심과 사회기반시설의 확장에 대한 수요로 인해 군사시설의 이전이나 시설의 지하화가 지속적으로 요구되고 있다. 그러나 탄약시설과 같은 시설을 횡단할 때에는 탄약이 우발적으로 폭발하지 않도록 고도의 안전성 평가가 선행되어야 한다. 이에 지중 구조물의 건설을 위한 발파작업이 지상의 탄약시설에 미치는 영향을 분석하기 위해 국방부와 한국철도시설공단간 협의에 의해 진행되는 신안선 복선 전철 설계구간 중 군사 보안구역을 통과하여 건설되는 터널구간에 대해 사례연구를 실시하였다. 폭발현상에 의한 진동의 속도를 수치해석 프로그램인 GTS-NX를 활용하여 예측하였고 문헌조사를 통해 모든 형태의 구조물에 대해서도 안전에 영향을 미치지 않는 0.2cm/sec의 지반진동속도를 안전성 평가기준으로 제시하였다. 본 연구에서 활용된 안전성 평가지표와 절차는 향후 탄약시설을 횡단하는 사회기반시설 계획 시 안전성 평가의 지표로 활용될 수 있을 것이다.

TBM 굴진향상을 위한 연속굴착형 TBM 부품개조 및 제어기술 소개 (Continuous Excavation Type TBM Parts Modification and Control Technology for Improving TBM Performance)

  • 최영태;이동건;김문규;오주영;조정우
    • 터널과지하공간
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    • 제32권6호
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    • pp.345-352
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    • 2022
  • 도심지 터널 건설에서 발파공법은 민원이 제기되는 문제점이 있어 적용에 제약받고 있다. 이에 대한 대안으로 TBM 및 기계굴착 공법 적용이 필수적으로 검토되고 있다. 이 중 쉴드 TBM(Tunnel Boring Machine)은 굴진과 세그먼트 체결이 번갈아 반복되며 굴진하는 공정을 가지고 있는데, 세그먼트 체결 동안 굴진을 멈추게 된다. 이러한 가동 정지시간을 최소화하고자 세그먼트 체결 중에도 가동할 수 있는 연속굴착형 TBM 기술이 개발되고 있다. 나선형 세그먼트의 굴진 반력을 확보하기 위해 추진잭을 개조하고 신뢰성을 확보하는 연구가 진행 중이다. 또한 체결 중 세그먼트를 제외한 나머지 부분의 추진잭을 가동하는 유압제어 및 유압시스템 설계기술이 개발될 예정이다. 본 보고는 연속굴착형 TBM 과제 중 부품개조 및 유압제어 기술에 대한 일부 내용을 소개한다.

로드헤더 장비사양 검토 및 굴착효율 예측 모델 개발 (Development of roadheader performance prediction model and review of machine specification)

  • 정재훈;임주휘;이재원;강한별;김도훈;신영진
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제25권3호
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    • pp.221-243
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    • 2023
  • 국내 도심지 터널 공사에서 발파로 인한 진동 및 소음 방지를 위한 대안으로 로드헤더 공법 적용사례가 늘고 있다. 그러나 국내의 암반 대상 로드헤더 적용사례가 극히 적어 로드헤더 장비선정과 굴착효율 평가에 한계가 있다. 특히 로드헤더 굴착효율 평가를 위해 현재는 해외 현장에서 경험적으로 개발된 모델식을 적용하고 있으나 국내 암종 및 지질조건에 대한 검증이 부족한 실정이다. 본 연구에서는 해외 문헌 연구를 통하여 로드헤더 장비사양 결정방법과 굴착효율 평가 모델을 조사하였다. 이를 바탕으로 국내 현장 대상 장비선정을 위한 사양 검토와 더불어 현장 대상 암석강도와 굴착효율의 상관모델식을 제안하고 설계 굴착효율 예측 모델과 비교하였다. 또한 로드헤더 절삭이론 모델식을 이용한 굴착효율 산정의 간편법을 제안함으로써 굴착효율을 평가하고 기존 경험적 예측 모델과 비교 검증하였다.

구포 기차 전복사고 지역의 지반상태 파악을 위한 탄성파 토모그래피 응용 (Application of Seismic Tomography to the Inverstigation of Underground Structure in Gupo Train Accident Area)

  • 김중열;장현삼;김유성;현혜자;김기석
    • 지질공학
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    • 제5권1호
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    • pp.1-20
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    • 1995
  • 1993년 3월 부산 북구 경부선 복선 철도 구간에서 지반 침하로 인한 대형 기차전복 참화는 많은 인명 피해는 물론 막대한 재산 손실을 초래하였다. 여기서 관심의 초점이 된 지반함몰 원인은 우선 다양한 재래 지질조사법에 의해 조사되었으며 그 결과 $\circled1$ 선로 하부 약 39m 지점에서 NATA 터널굴착을 위한 화약 발파, $\circled2$ 기반암 경계면의 급격한 변화가 무엇보다 지반 침하에 대한 직접적인 동기가 된 것으로 추정되었다. 그런데 기존 조사기법은 거의 시추 데이터에 의존하기 때문에 현실적으로 주어진 불리한 탐사 여건(예: 선로면 위에서는 빈번한 열차 주행으로 인하여 시추가 불가능함)은 바로 초점이 되고 있는 선로 하부 지반상태 파악을 불가능하게 하였다. 따라서 상기 결여된 지질정보는 우선 함몰 경위에 대한 두사지 가정을 낳게 하였으며 이러한 불확실성은 시공 과실에 대한 판단을 흐리게 하는 계기를 부여한 것이다. 본 논문은 우선 상기 불리한 탐사 여건을 극복하면서 동시에 각 암층 경계면을 고분해능으로 재현할 수 있는 하나의 첨단 물리탐사법 즉, 탄성파 토모그래피 기법을 소개하고 있으며 나아가서 그의 응용 결과는 바로 토목설계 내지 시공설계를 위한 귀중한 기초 자료(예: 탄성파 속도, 탄성율)로 반영될 수 있음을 보여주고 있다.

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운용중인 국내 지하철 TBM터널의 세그먼트라이닝 결함특성 분석 (Characteristics of defect on segmental lining of TBM tunnel in operational subway)

  • 추진호;이동훈;노은철
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제24권1호
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    • pp.109-128
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    • 2022
  • 시설물안전법에 의한 터널의 정밀안전진단은 세부지침에 의거하여 수행되나, 현재의 TBM터널 세그먼트라이닝 평가체계에는 유압잭 사용의 장비특성, 세그먼트를 고려한 외관조사, 건전도를 위한 비파괴 시험방법 등의 결함특성을 반영하지 못하는 한계를 지닌다. 시설물정보관리시스템에 등재된 TBM터널은 1% 미만이지만 다중이용시설 및 국가 중요시설의 사용을 감안하여 많은 유지관리가 필요하다. 발파로 굴착하며 터널 축을 따라 6~12 m의 라이닝을 연속하여 현장 타설하는 NATM터널과 비교하여 TBM터널은 디스크커터와 커터비트가 달린 원형의 회전판을 회전하여 굴진하며 공장 제작된 폭 1.2~1.4 m 세그먼트를 조립하여 구조체를 형성한다. TBM터널에 대한 정확한 평가를 위해서는 설계, 시공, 운용단계의 특징이 고려되어야 한다. 11개 구간에서 운용중인 국내 지하철 TBM터널의 결함특성을 유형별로 분석하였으며 TBM터널 세그먼트라이닝의 공통된 결함 특성 이외에 특수한 결함에 대해서는 해외 논문 연구내용을 발췌하여 이해를 돕고자 하였다. 균열과 누수는 위치 및 형상에 따라 7가지 유형으로 구분하였으며, 박락 및 파손과 부식에 대해서는 3가지 유형으로 구분하여 분석하였다. 향후 설계, 시공의 피드백과 유지관리에 도움이 되고자 한다.

음양오행(陰陽五行)사상의 관상학에 기반한 애니메이션 캐릭터 얼굴 설계 시스템 연구 (A Study on Animation Character Face Design System Based on Physiognomic Judgment of Character Study in the Cosmic Dual Forces and the Five Elements Thoughts)

  • 홍수현;김재호
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제9권7호
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    • pp.872-893
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    • 2006
  • 음양오행사상의 관상학에 기반한 애니메이션 캐릭터 얼굴 설계 시스템은 애니메이션 캐릭터제작에 있어서 관상학적 형태를 이용한 성격을 이용해 캐릭터의 얼굴형을 자동으로 생성시켜 주는 시스템이다. 이 논문에서는 캐릭터의 관상학적 성격을 이해하고 그 성격을 얼굴형에 맞게 시각화하는 작업을 과학적이고도 편리한 Neural Network을 이용하여 누구나 손쉽게 구현할 수 있도록 제안 하였다. 본 연구에서는 관상학의 오행상에 기반한 성격을 가진 얼굴형을 애니메이션 캐릭터제작용 시각데이터로 설계하고, 설계한 데이터 중 일부를 설문조사를 통해 12가지 성격의 정도를 알아낸 후 이것을 컴퓨터에 입력시킨 후 Neural network시스템을 이용해 관상학 성격에 기반해 재조합 가능한 얼굴 데이터 511가지의 성격을 알아냈다. 성격을 알아낸 데이터 중 오행상에 대해서는 또 한번의 설문조사를 통해 사람이 시각적으로 느끼는 성격과 Neural Network에 의해 인식된 차이점을 재검토하였다. 2차 설문조사와 Neural Network 시스템의 결과는 목형상, 화형상, 토형상, 금형상, 수형상을 조사해 본 결과 각각 MSE가 0.3, 0.3, 0.2, 0.5, 0.2가 되는 것을 알 수 있었다. 이는 $0{\sim}5$ 점의 Scoring 시스템으로 얻어진 결과라는 것을 고려하면 매우 정밀한 결과라는 것을 알 수 있다. 이 연구를 통해 얻을 수 있는 결론은 성격을 설정해 Neural Network 시스템에 입력만 하면 그 성격을 가진 이미지 데이터를 얻을 수 있으며, 반대로 관상학적인 특징들만을 입력해도 성격을 알아낼 수가 있다. 이 실험을 통해 얻어진 얼굴형의 이미지 데이터와 성격 데이터는 앞으로 애니메이션 캐릭터를 설계할 때 많은 도움이 될 것이다.며, 암컷과 수컷의 차이는 거의 없다.EX>2당 100,000마리(720,000마리/7.2 m$^2$=$1\times10^9$마리/ha)가 다른 두 농도처리보다 높았다. 처리회수에서는 3회 처리가 1회와 2회 처리보다 높았고, 엽채류 종류에 따라서는 배추가 양배추나 케일보다 논았다.목적은 판매나 계약의 수단, 벤처기업 확인, 정부의 정책적 금융적 중소기업 지원 혜택을 기대하면서 출원하는 경우가 많았다. 따라서 기술의 진보성, 독창성 및 사업성이 높은 특허기술의 개발이 필요할 것으로 판단된다. 이용한 지각속도 구조에 대한 연구가 극히 제한적으로 이루어질 수밖에 없었다. 그러나 최근에 국내의 여러 지친관측망에서 축적된 지진기록과 반사 및 굴절 탄성파 탐사를 수행하여 종합적으로 지각 속도구조를 규명하기 시작하였다. 이와 같은 인공발파를 이용한 지각속도구조를 규명하기 위해서는 많은 인원과 예산을 필요로 하므로 관련분야의 전문가들의 적극적인 참여가 필요한 상황이다.[청소년과 소비 생활]이 4.22로 가장 높은 특성을 나타냈다. 6. 3학년 가정교과 내용의 요구도 평균은 3.65-4.16의 범위이며 평균 3.76으로 약간 높게 나타났다. 학부모 전체의 중단원 요구도는 [진로의 선택과 직업 윤리] 4.16으로 가장 높게 나타났으며 [실내 환경과 설비] 3.89, [생활 공간의 활용] 3.72, [상차림과 식사 예절] 3.71 순으로 나타났으며, [식사 준비와 평가]는 3.53으로 가장 낮았다. 이 중 여학생 학부모는 [진로의 선택과 직업윤리]가 4.06으로 가장 높았고, 남학생 학부모는 [진로의 선택과 직업 윤리] 4.26으로 가장 높은 특성을 나타냈다. 본 연구 결과로 가정교과의 시수를 증가시켜야 하고 실험 시설의 확충이 필요하다는

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양호한 연속체 암반사면의 예비 판정기준 설정 연구 (A Study on Setup for Preliminary Decision Criterion of Continuum Rock Mass Slope with Fair to Good Rating)

  • 김형민;이수곤;이벽규;우재경
    • 지질공학
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    • 제29권2호
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    • pp.85-97
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    • 2019
  • 암반으로 구성되어 있는 급경사($65{\sim}80^{\circ}$) 암반사면들이 장기간 안정한 상태로 유지되고 있는 것을 관찰할 수 있다. 이와 유사한 지반상태로 이루어진 굴착 암반사면에서 불연속구조가 비탈면의 안정성에 유리한 방향으로 분포하고 있는 경우에는 발파암 경사기준인 1 : 0.5 ($63^{\circ}$)보다 급한 경사를 적용할 수 있을 것이다. 비탈면 설계기준의 경사 결정 과정에서 급경사로 적용할 수 있는 예비 암반조건이 정량적으로 설정되어 있으면 설계 실무측면에서 지침으로 활용할 수 있을 것이다. 이 연구에서는 상기 암반을 양호한 연속체 암반으로 정의하고, 양호한 연속체 암반조건에 대해 공학적인 준거를 제공할 목적으로 범용적인 RMR, SMR, GSI 분류를 활용하여 정량적인 설정기준 범위를 제안하고자 하였다. 연구방법으로는 다음과 같다. 암석종류별로 급경사 $65{\sim}80^{\circ}$)에서 안정한 비탈면을 연구 대상으로 선정하고, Face mapping 결과를 반영하여 RMR과 SMR 및 GSI 분류하였다. Hoek-Brown 파괴기준을 활용하여 산정된 강도정수를 현 상태의 암반사면 안정해석에 적용하여 나타난 결과를 검토하였다. 급경사로 안정하게 유지되는 지반조건으로서 예비기준의 타당성을 검증하기 위한 것이다. 상기 연구방법으로 분석 검토한 결과, 양호한 연속체 암반비탈면은 Basic RMR ${\geq}50$ (퇴적암에서는 45), GSI SMR ${\geq}45$로 설정할 수 있을 것으로 분석되었다. 한계평형 해석의 안전율은 Fs = 14.08~67.50 (평균 32.9)이고, 유한요소해석의 변위는 0.13~0.64 mm (평균 0.27 mm)이다. 이는 급경사($65{\sim}80^{\circ}$)로 오랜 기간 동안 안정하게 유지되고 있는 양호한 연속체 암반사면의 안정성을 정량적으로 표현하고 확인하는 결과로 볼 수 있다. 양호한 연속체 암반사면에 대한 암반기준 설정범위는 자료가 축적되면 좀 더 세부적인 설정기준을 확립할 수 있을 것이고 추후 연구과제이기도 하다. 1 : 0.1~0.3의 급경사에서도 안정할 경우에, 해외 설계기준 및 사례를 참고하여 급경사의 상한 기준을 1 : 0.3으로 설계하면 경제성과 친환경성을 확보하는 이점이 있게 된다. 또한 굴착기술과 식생기술 발달 및 다양한 친환경적 사면 설계기법으로 급경사에 따른 심리적 불안감과 급격한 지반이완을 극복할 수 있을 것이다.

무소음화학팽창제를 이용한 구조물 해체시 균열진전 촉진을 위한 천공홀의 배치 (Arrangement of Agent Holes for Enhancing Crack Propagation in Structure Demolition Process using Soundless Chemical Demolition Agents)

  • 남윤민;김경진;박상현;손동우;이재하
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제28권6호
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    • pp.683-690
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    • 2015
  • 해양암반이나 구조물 해체를 위한 전통적인 방법은 다이나마이트를 이용한 발파공법, 잭해머(Jackhammer)를 이용한 공법이다. 이러한 방법은 소음이나 폭발의 위험등으로 인해 사용에 많은 제약이 따른다. 이런 제한된 상황에서 사용할 수 있는 무소음화학팽창제(SCDA)의 사용이 증가하고 있는 추세이다. 그러나 무소음화학팽창제의 사용에 관한 규격이나 설계 및 시공에 대한 제안서는 현재 전무한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 다양한 조건(구조물의 구속, 천공홀의 크기, 천공홀의 수 등)에서 콘크리트 구조물에 균열이 생성, 진전될 수 있는 최소요구팽창압을 예측하였다.