• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제13권4호
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• pp.319-345
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• 2011

한랭지에 건설된 터널의 경우 터널 주변지반 지하수의 동결은 동절기 터널 배수 장애의 원인이 되며 라이닝을 내공 측으로 압출시키는 원인으로 작용하기도 한다. 노르웨이 등 해외에서는 이미 한랭지에 건설되는 터널의 동해방지를 위한 단열기준을 가지고 있으나 국내에서는 아직까지 터널 라이닝 동해방지를 위한 단열설계가 도입되어 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 국내 도로터널의 동결 사례를 고찰하여 터널 라이닝 동해방지 대책이 필요함을 파악하였다. 또한 터널 주위의 온도분포를 파악하기 위해 화악터널에서 터널 종단길이에 따른 온도분포, 라이닝 내부의 온도, 포장면 하부지반의 온도 분포를 계측하였으며 이로부터 외기 온도변화에 따른 터널 내부 온도 분포 특성을 분석하였다. 화악터널의 온도분포 계측 결과를 바탕으로 단열재의 성능시험을 위해 인공기후실에서 단열재 설치 유무에 따른 암석시편의 열유동 실험을 수행하였다. 또한 터널 라이닝 동해를 방지할 수 있는 적정 단열재 두께를 제안하기 위해 3 차원 수치해석을 실시하였다. 수치해석 결과로부터 터널배면 지하수 동결기준으로 동결지수를 약 291$^{\circ}C{\cdot}$ Hr로 제안하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.63-74
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• 2007

불확실한 지반의 상태는 항상 터널 건설에 있어서 많은 문제점을 일으킨다. 그러므로 새로운 터널의 건설에 앞서 위험에 대한 평가가 필요하다. 이 논문은 수정된 안정계수를 이용한 간편 위험도 평가 시스템인 URI(Underground Risk Index)를 제안하였다. URI의 평가요소들은 각 요소의 등급에 따라 점수화하여 분석함으로서 설계단계에서 위험 가능성에 대한 평가에 이용이 가능하도록 하였으며, 기존의 Interaction Matrix에서 8개의 설계 요소 중(RQD, 일축압축강도, 풍화도, 안정계수, 토피고, 지하수위, RMR, 투수계수)안정계수 산정방법을 수정하여 보다 신뢰성을 높였다. 또한 현장적용에 대한 신뢰성을 검증하기위하여 URI 시스템을 실제현장에 적용하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.183-192
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• 2022

터널구조물의 기능 및 성능저하는 도로의 기능상실 등을 유발할 수 있으므로 초기 손상이 심화된 손상으로 진전되지 않도록 선제적 유지관리가 필요하다. 이에 관련 법령에 따라 정기적인 점검/진단이 시행되고 있으나, 점검/진단, 보수/보강 계획 수립 및 실시 등 일련의 과정을 충분히 반영하지 못하고 있다. 따라서 본 연구에서는 도로터널 1,728개소에 대해 시행한 5,540건의 정밀안전점검, 정밀안전진단 사례에 대한 조사/분석을 통하여 합리적인 유지관리 개선 방안을 제시하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.199-211
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• 2009

쾌적한 지상공간의 삶을 위하여 전세계적으로 지하공간 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 그 규모도 점차 대형화하고 었는 추세이다. 하지만 밀집한 상부 구조물에 대한 피해 우려와 기존 지하공간과의 간섭 등으로 인하여 새로운 지하공간 건설 시 많은 주의가 필요한 실정이다. 천층에 굴착되는 터널의 경우, 굴착으로 인한 상부 구조물의 피해를 최소화하기 위하여 구조물 하부 및 터널 주변지반의 보강이 필수적이나 그 적정범위에 대한 기준은 마련되어있지 않은 설정이다. 본 논문에서는 직경 20 m의 대단면 터널이 구조물 하부에 시공되는 경우에 대해서 수치해석을 실시하여, 터널과 구조물간의 수직 및 수평이격거리에 따른 구조물 피해정도를 조사하였고 보강이 필요한 경우에는 각각의 경우별로 최적의 보강범위를 제시하였다. 본 논문에서 다룬 지반조건에 대한 해석결과, 수직이격거리가 0.50(D 터널등가직경)인 경우에는 수평이격거리가 0D에 근접하면서부터 보강이 필요한 것으로 나타났으며, 수직이격거리가 0.75D인 경우에는 터널이 구조물 하부에 위치할 때 보강이 필요하였다. 또한 수직이격거리가 1D 이상인 경우에는 수평이격거리에 상관없이 보강이 필요 없는 것으로 나타났다. 구조물 기초지반 보강범위는 갚이 7 m, 폭은 구조물 전제를 포함하여 터널 측벽에서 5 m 벗어난 곳까지이다. 상황에 따라 적절한 보강공법을 선택하였을 경우, 이와 같은 보강범위는 구조물 안정에 충분한 것으로 나타났다.

• 한국조경학회지
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• 제40권6호
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• pp.161-172
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• 2012

본 연구는 기존에 건설된 터널 입 출구부를 중심으로 유형과 식생경관 등 주변환경에 따른 식생복구 잠재성을 파악하고 그 결과를 토대로 유형별 상세조사지를 선정하여 각 터널별 개선사항을 도출하고자 하였다. 또한 터널의 구조적 안정성을 유지하면서 경관 및 자연성을 증진시켜 향후 건설될 터널 입 출구부를 자연친화적으로 유도하려는 것이 본 연구의 의의이다. 경부고속도로, 영동고속도로, 중앙고속도로 일부 구간의 터널을 전수 조사하였다. 터널 입 출구부 유형을 갱문형식을 중심으로 면벽형과 돌출형으로 구분하고 식생경관은 층위적 관점과 자연미적 관점을 고려하여 다층동질형, 다층이질형, 단층동질형, 단층이질형, 초지형(나지형)으로 총 5개로 분류하였다. 터널의 구조적 안정성과 식생도입 가능성의 관점에서 식생복구 잠재성을 파악하였다. 구조적 안정성의 요소로는 사면높이와 법면경사를 선정하였으며, 식생도입 가능성은 생육기반 조성의 용이성을 구분하여 각 요소별 정량화 값을 부여하여 다소 변형된 정규 분포로 5개의 등급으로 식생복구 잠재성을 구분하였다. 터널 입 출구부의 유형은 면벽형이 33개소로 돌출형보다 많았으며, 식생경관은 단층이질형, 다층이질형, 초지형, 다층동질형 순이었다. 또한 식생복구 잠재성이 뛰어난 곳은 터널 입 출구부 유형이 모두 돌출형이었으며 이는 돌출된 구조물 위에 성토를 실시하고 성토사면으로 인해 주변지형과 조화를 이루었으며 사면 안정성이 확보된 상태로 생육기반 확보가 용이한 것으로 사료된다. 개선안 도출을 위해 7개의 터널을 상세조사한 결과를 보면, 터널 입 출구부는 지형, 안정성, 공사비, 유지관리 등을 총체적으로 고려하여 결정되어야함에도 불구하고 공사비 및 안정성 등이 우선시 되어 비탈면을 최소화하는 시공이 제대로 이루어지지 못하고 있는 실정이었다. 그 결과, 식생기반이 원활히 형성되지 못했으며 식생기반이 형성된 곳이어도 생태적으로 건전한 식생복구는 이루어지지 못했다. 그러므로 향후에 건설될 고속도로 터널 입 출구부는 입지 및 자연 생태 조사를 사전에 실시하여 설계에 반영하도록 하고 훼손면적 범위를 최소화하는 터널 입 출구부 유형을 지역의 특성에 맞게 적용되어야 할 것이다. 또한 안정성을 기초로 한 적극적 식생복원 기법을 도입하여 생태적으로 건전하고 지역의 특색에 맞는 터널 건설이 되어야 할 것이다.

• 화약ㆍ발파
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• 제31권1호
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• pp.55-63
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• 2013

싱가포르 전력구 터널 건설공사는 싱가포르 내의 전력수요 증가에 대응하기 위해 지하에 400kV의 고압 전기 케이블 등 송전설비 설치를 위한 터널을 건설하는 공사이다. 본 전력구는 총연장 35km의 터널로서 18.5km의 North-South Line의 3개 공구 (NS1, NS2, NS3)와 16.5km의 East-West Line의 3개 공구 (EW1, EW2, EW3)로 나누어 건설된다. 총 6개의 공구 중 SK건설은 EW2 공구와 NS2 공구를 수주하여 현재 시공중이다. 본 프로젝트의 과업 중 지상과 고압 송전 케이블 터널을 연결하는 수직구가 공구당 3~4개소가 있으며, 시공 중에는 TBM 발진용으로 활용된다. 지하 전력구는 싱가포르 내 도심 한복판을 가로질러 건설되며, 수직구 또한 대부분 도심지 내에 있어 수직구 굴착 시 발파 효율의 극대화와 동시에 싱가포르 소음 및 진동 기준을 만족하는 최적의 발파 설계가 요구된다. 싱가포르 전력구 터널 EW2 공구의 수직구 발파는 현지 허용 진동속도기준을 준수하고 국내의 우수한 발파 설계기술을 적용하여 설계되었으며 본 설계를 통하여 국내의 우수한 발파 설계 및 시공 기술을 전파할 좋은 기회가 될 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.317-329
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• 2001

서울지하철 터널의 상당 구간이 막장면이 풍화토에서 풍화암까지 변화하는 복합화강토지반에 건설되어 왔다. 화강암풍화지반은 심도에 따라 강도의 변화가 크며, 수위가 높고 투수성 지반인 특징을 갖는다. 터널은 주로 비원형 배수터널로 설계되고 NATM 공법으로 시공되었다. 이와 같은 여건의 터널현장에서 발생하였던 붕괴사례를 조사한 결과, 대부분의 붕괴가 터널 어깨 부근으로부터 시작되었고, 구조적으로 완전하지 않은 라이닝, 그리고 지하수와의 연관성 등의 공통적 특징이 확인되었다. 이러한 터널문제는 지반조건, 시공조건, 터널형상 등 경계조건이 복잡하여 한계평형 해석과 같은 종래의 해석적 방법으로 터널안정을 검토하기가 용이하지 않다. 그 가장 큰 이유중의 하나는 터널의 파괴메카니즘에 대한 분명한 정보를 알 수 없는데 있다. 파괴메카니즘의 조사에는 전통적으로 원심모형시험법이 많이 사용되어 왔다. 그러나 화강토지반내의 터널처럼 복잡한 경계조건을 갖는 터널문제에는 적용하기 어렵다. 따라서 이에 대한 하나의 대안으로서 본 논문에서는 지반거동의 비선형성을 고려하는 Coupled 수치해석법을 이용하여 파괴메카니즘을 조사하였다. 수치해석결과의 증분변위벡터, 누적소성편차변형률 그리고 속도특성치(velocity characteristics)의 분석을 통해 실제 붕괴사례와 잘 일치하는 명확한 파괴메카니즘을 파악할 수 있었다. 이로부터 복잡한 경계조건을 갖는 터널 문제의 안정해석을 위한 파괴메카니즘을 조사하는 수치해석적 접근방법을 제시하였다.

• 터널과지하공간
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• 제26권5호
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• pp.375-383
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• 2016

최근에는 세계 여러 나라에서 고속철도 건설에 대한 계획이 증가하고 있으며, 국내의 경우 수도권 광역 급행철도(GTX)와 같은 대심도 지하 교통망의 건설이 추진되고 있다. 열차가 고속으로 주행할 경우 발생하는 공기 저항을 최소화하기 위하여 열차의 선두부는 유선형으로 설계된다. 열차가 터널 내로 진입할 때, 터널 내에서 발생하는 공기 저항으로 인하여 열차 내 승객은 이명감과 같은 불편함을 느끼게 된다. 이러한 이명감을 감소시키기 위해서는 터널 내에서 발생하는 공기역학적 특성을 고려하여 터널의 단면적을 선정하여야 한다. 이 연구에서는 터널 내에서 열차의 고속 주행을 위해 필요한 공기 압력 제어 시스템이 이명감 감소에 미치는 효과를 분석하기 위하여 1차원 네트워크 모델링 프로그램인 THERMOTUN을 이용하여 공기압 분포에 대한 1차원 네트워크 수치해석을 수행하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제7권1호
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• pp.73-88
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• 2005

본 논문에서는 현재 암반 지하 구조물의 설계에 있어 사용되고 있는 접근법인 정량적 암반분류시스템, 시공중 암반 거동에 근거한 분류시스템 그리고 일반적인 정성적 설계 절차의 특징 및 장단점을 살펴보았으며, 이러한 설계 기법의 단점을 해결하기 위하여 제안된 오스트리아 터널 설계 가이드라인을 소개하고 국내의 경우와 비교하였다. 그 결과 기술적으로 안전하고 경제적인 터널 건설을 위해서는 불확실한 지반조건 및 환경조건에 매우 유연하게 대처할 수 있는 설계 및 시공 기술이 필요하다고 판단되며, 오스트리아 터널 설계 가이드라인에서 이와 관련된 기준을 제시하고 있다. 따라서 국내에서도 안전하고 경제적인 터널 건설을 위하여 시공중 계측 자료를 충분히 활용하여 실제 지반 조건을 예측하고 불확실한 지반 조건에 유연하게 대처할 수 있는 설계 및 시공 기술을 적용하는 것이 바람직하다고 사료된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.973-984
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• 2017

도심지에서 지하철, 공동구 등의 지하시설물 건설을 위해 TBM 터널 공법 적용의 필요성이 증가하고 있다. 터널공사는 지반의 변동성 및 불확실성으로 인하여 건설 중 다양한 사고 발생 위험요소를 내재하고 있고, 사고발생 시 인명 피해 유발 및 복구에 큰 비용이 소요되므로 계획 및 설계 단계에서 공사의 위험요소를 도출하고 저감 대책을 수립하는 리스크 관리가 매우 중요하다. 본 연구에서는 문헌 연구 및 전문가 의견 조사를 통하여 도심지 TBM 터널 공사 안정성에 영향을 미치는 총 31개의 위험요소를 도출하였고, 전문가 합의에 의한 의사결정 방법인 델파이 기법을 통해 위험요소별 중요도를 평가하였다. 최종적으로 내용타당도 기준을 만족하는 12개의 위험요소가 결정되었으며, TBM 터널공사 중 사고 예방을 위한 중점 관리요소로 활용 가능할 것이다.