Continuous excavation technologies are developed to improve the excavation rate of shield TBM. Continuous excavation is a technology that provides thrust to segments, excluding being installed one, to reduce tunneling downtime. This paper investigated the prior technology related to continuous excavation segments. The main technology was classified into helical segment, honeycomb segment, and conventional segment methods. The helical segment method has not been applied in actual construction yet, and the honeycomb segment method has not succeeded in commercialization. The continuous excavation method using conventional segments has been successfully demonstrated. The thrust force and operation method of the thrust jacks for the semi-continuous technology were analyzed. Continuous excavation TBM research is also progressing in Korea, and through the analysis of successful cases, the need to develop independent continuous excavation methods has been identified.
Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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v.26
no.4
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pp.303-314
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2024
Recently, the consecutive shield tunnel boring machine (TBM) has gained attention for its potential to enhance TBM penetration rates. However, its development requires a thorough risk assessment due to the unconventional nature of its equipment and hydraulic systems, coupled with the absence of design or construction precedents. This study investigated the causal relationships between four accidents and eight relevant sources associated with the consecutive shield TBM. Subsequently, risk levels were determined based on expert surveys and a risk matrix technique. The findings highlighted significant impacts associated with collapses or surface settlements and the likelihood of causal combinations leading to misalignment. Specifically, this study emphasized the importance of proactive mitigation measures to address collapses or surface settlements caused by inadequate continuous tail void backfill or damaged thrust jacks. Furthermore, it is recommended to develop advanced non-destructive testing technology capable of comprehensive range detection across helical segments, to design a sequential thrust jack propulsion system, and to determine an optimal pedestal angle.
This study was conducted to evaluate air injection mode on stabilization of landfill gas and to predict the time for landfill mining. It took 8 times longer for pulse aeration to get to aerobic condition, compared to continuous aeration. It was evaluated that continuous aeration mode is more preferable than pulse mode for rapid air exchange in landfill mining. High correlation ($r^2$ = 0.95) was found between continuous aeration time and time to maintain aerobic condition when $0.2m^3/min$ of air was continuously injected and stopped. The aerobic condition ($CH_4$ < 5%) was maintained for 1.5 times longer than aeration time.
Park, Jong-Deok;Yu, Jeong-Seon;Kim, Do-Youp;Lee, Seok-Won
Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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v.17
no.3
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pp.267-281
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2015
The ground movement and changes in earth pressure due to the consecutive construction of retaining wall and underground space were studied experimentally. A soil tank having 160 cm in length and 120 cm in height, was manufactured to simulate the vertical excavation like retaining wall by using 10 separated right side walls and underground space excavation like tunnel by using 5 separated bottom walls. The variation of earth pressure and surface settlement were measured according to the excavation stages. The results showed that the decrease of earth pressure due to the wall movement can cause the increase of earth pressure of the neighboring walls proving the arching effect. Experiments simulating continuous construction sequence also identified arching effect, however only 50% of earth pressure was restored on the 10th right side wall due to the movement of 1st bottom side wall unusually.
Young-Tae, Choi;Dong-Geon, Lee;Mun-Gyu, Kim;Joo-Young, Oh;Jung-Woo, Cho
Tunnel and Underground Space
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v.32
no.6
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pp.345-352
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2022
The existing NATM (New Austrian Tunneling Method) has induced civil compliants due to blasting vibration and noise. Machanized excavation methods such as TBM (Tunnel Boring Machine) are being adopted in the planning and construction of tunneling projects. Shield TBM method is composed of repetition processes of TBM excavation and segment installation, the machine has to be stopped during the later process. Consecutive excavation technology using helical segment is under developing to minimize the stoppage time. The modification of thrust jacks and module are planned to ensure the advance force acting on the inclined surface of helical segment. Also, the integrated system design of hydraulic circuit will be remodeled. This means that the system deactivate the jacks on the installing segment while the others automatically act the thrusting forces on the existing segments. This report briefly introduces the mechanical research part of the current consecutive excavation technological development project of TBM.
해성토층(풍화토 및 모래질 충적토가 암반 위에 쌓인) 위에 준설매립된 수도권 해안매립지역에서 원형의 대심도 굴착공사로 인하여 발생하는 지중연속벽의 수평변위에 대한 현장계측을 중심으로 연구를 수행하였다. 현장측정으로는 지중연속벽의 8방향에서 벽체수평변위와 철근응력, 토압, 간극수압 등이 측정되었고, 정확한 측정결과를 얻기 위하여 합리적인 해석 및 보정방법이 연구되었다. 현장측정결과 굴착시공단계에 따라서 벽체수평변위가 증가하였으며, 일정깊이에 존재하는 점토층을 굴착함으로써 간극수압의 급격한 변화가 측정되었다. 한편, 굴착전후의 구속압감소에 따른 지반물성치의 변화를 정리하였다. 굴착전후의 탄성계수는 일정깊이까지 상당한 정도로 감소됨을 알 수 있었고 굴착전후 여러 가지 시험방법에 따른 탄성계수의 차이들을 비교하였다.
본 연구에서는 화강토 지반상의 자립식 diaphragm wall의 거동을 연구하기 위하여 벽체의 근입깊이비, 지하수위 및 굴착조건(연속 및 단계굴착)을 변화시키면서 원심모형시럼을 수행하였다. 원심모형실험시 지반굴착은 흙과 동일한 밀도로 혼합된 zine chloride 용액이 배수되도록 밸브를 조작하여 실시하였으며, 굴착에 의해 발생되는 지반의 변형괴 벽체의 변위 및 휨모멘트를 시간경과에 따라 측정하였다. 실험결과, 벽체의 근입깊이비가 증가함에 따라 벽체의 휨모멘트는 증가하는 반면, 굴착과정동안 배면측에서의 간극수압 감소속도는 감소하였다. 최종 굴착단계에서 굴착후 시간경과에 따른 침하량은 굴착과정중의 침하?에 비해 5~7% 정도를 나타내었다. 최대표면침하량과 벽체변위를 굴착깊이로 정규화한 결과 최대 침하량은 벽체 변위량의 0.8~1.2배9평균0.91배)사이에 분포하였다. 굴착깊이로 전규화한 벽체변위와 근입깊이와의 관계는 지수함수식으로 제안하였다. 파괴면은 직선적인 형태로 파괴면내의 배면측 지반은 벽체를 향하여 하향의 변위를 일으키면서 벽체의 회전에 의해 파괴되었으며, 퐈괴면의 각도는 66~72.5$^{\circ}$정도로 이론적인 파괴면의 각도보다 크게 평가되었다.
불연속면이 발달한 암반 내에서 터널을 굴착하는 경우 불연속면을 고려한 터널의 역학적 안정성을 검토하는 것이 중요하다. 불연속 암반 내에 터널을 굴착하게 되면 대부분의 거동은 불연속면에서 발생하게 된다. 이는 암반블록보다 암반 내 불연속면의 강성이 현저하게 작기 때문이다. 불연속면을 고려한 터널의 안정성 해석은 암반을 연속체로 가정할 때 필요한 입력변수 외에 여러 종류의 입력변수가 추가로 필요하다.(중략)
Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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v.18
no.4
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pp.920-926
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2014
In this study, we applieorithmd the inverse analysis alg to the prediction of displacement shape in the example construction and verified the feasibility of suggested algorithm. For this purpose, as information processing knowledge in the field of IT is required and the need for convergence with the major is emerged, it is intended to try to apply the algorithm to the construction sector. Prediction of displacement shape is very important since it is related to the earth pressure of slurry wall and effecting on the safety of slurry wall after anchor removal. 3 levels of inverse analysis were applied to the slurry walls in 3 sites and compared the measured displacement shape with predicted displacement shape of the last excavation construction. As the predicted displacement shape was matched well with the measured one, the applied analysis algorithm in this study can be applied to the excavation construction.
Jo Seong-Il;Kim Cheon-Su;Bae Dae-Seok;Kim Gyeong-Su;Go Yong-Gwon
Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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2006.04a
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pp.259-262
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2006
본 연구는 지하처분연구시설(URT : Underground Research Tunnel)시설 건설공사와 관련하여 굴착 후의 지하수유동체계 변화를 예측하기 위하여 수행되었다. 지하수유동체계 모사를 위해 사용된 모델은 연속체 매질 개념의 Visual Modflow이며, URT 주변의 시추공에서 조사된 자료를 초기 입력자료로 이용하였다. 1단계 터널굴착 후에 계측된 지하수위 및 터널 내 지하수 유입량을 토대로 모델교정을 수행하였고, 교정된 모델을 이용하여 2단계 터널굴착 후의 지하수유동체계를 예측하였다. 1단계 굴착 후 약 4.3m의 수위강하가 발생한 KP-2번공은 2단계 굴착 후에는 약 0.05m의 수위강하가 예측되었다. 또한 2단계 굴착 후의 지하수위는 터널 입구를 기준으로 약 108m지점부터 터널 종점부 175m까지는 터널 상부에 분포하며, 종점부 175m지점에서는 지하수위가 터널 천장(roof)부로부터 약 12.7m 상부에 위치하는 것으로 예측되었다. 지하수위의 강하범위는 터널 중심부로부터 반경 약 300m까지 발생되는 것으로 예측되었고, 예상 지하수 유입량은 24.7ton/day로 1단계 공사 후보다. 약 2.7ton/day 증가하며, 공동굴착 전 터널 중심부의 지하수가 지표까지 도달하는 시간은 약 39.8년이 소요되는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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