• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2003년도 하계학술대회
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• pp.376-378
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• 2003

본 논문에서는 2002년도에 KT에서 개발한 내경 1,000mm의 무인통신구를 건설 할 수 있는 마이크로터널링 장비에 대해 소개하고자 한다. 개발된 장비는 3D 기법을 이용한 최첨단 기법을 통하여 개발되었으며, 소형 굴진기의 취약점인 장애물 돌파능력을 보완하기 위하여 막장으로 진입이 가능한 구조로 되어있다. 따라서 굴진 중 장애물에 직면했을 경우 막장을 통하여 장애물을 효과적으로 제거할 수 있으며, 이 막장 진입통로를 이용하여 면판의 비트와 롤러커터를 교체할 수 있으므로 장거리 굴진이 가능하다. 그리고 굴진작업 시 필요한 원압잭과 후방설비인 Desander, 송 배니펌프등의 주변설비를 Operating Room에서 통합관리 할 수 있는 터널링 관리시스템을 개발하여 적용함으로써 보다. 효율적인 굴진관리를 수행할 수 있는 특징을 갖고 있다. 이렇게 개발된 장비와 시스템은 시험 시공을 통해 그 성능을 확인하였으며, 여기서 그 개발 과정 및 시험 시공 결과에 대해 기술하고자 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.393-402
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• 2021

국내에 첫 도입된 TBM은 Gripper TBM으로 1985년 구덕 수로터널에 적용되었다. Gripper TBM 도입 초기단계에는 주로 수로터널 중심으로 적용 실적이 많았다(Tunnel Mechanized Construction Design, 2008). 현재 국내에서의 Gripper TBM의 시공범위는 수로터널은 물론이고 지하철, 철도터널, TBM+NATM 확공에 이르기까지 매우 다양하게 적용되고 있다. 해외에서는 Gripper TBM의 적용은 일반적이며, NATM터널 적용 시에도 Gripper TBM의 우수한 굴진율 때문에 탐사터널로 적용하고 완공 후에는 피난터널로 사용한다. 빠른 굴착속도로 인하여 풍화암 이상의 암반구간에서 Gripper TBM의 적용은 장대터널이나 산악터널 계획 시 다수의 작업구를 만들어 발생하는 환경이나 민원문제를 최소화 할 수 있다. 본 연구에서는 국내에서 가장 많이 적용되었던 직경 2.6~5.0 m의 Gripper TBM의 월굴진율과 시공싸이클을 분석하여 일반적인 Gripper TBM의 작업과정을 분석하고 월굴진율 300 m/month 이하로 굴진율을 기록했던 프로젝트의 Downtime을 조사·분석하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.441-455
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• 2015

본 연구에서는 터널 시공 중 굴진면에서의 붕괴 위험을 판단하여 작업자의 안전을 확보할 수 있는 굴진면 안전감시시스템을 개발하였다. 이 시스템은 실시간으로 측정되는 굴진면 변위를 x-MR 관리도기법으로 실시간 분석함으로써 굴진면의 이상 거동을 감시할 수 있다. 또한 관리 기준을 초과하는 측정치의 개수와 이동 범위 k를 비교하여 굴진면의 이상 거동과 작업 과정에서 발생하는 오류를 구분할 수 있도록 오경보 판단 알고리듬을 개발하였다. 본 연구결과는 위험지반 구간에서의 굴진면의 실시간 거동 감시에 적용되어 작업자의 피해를 최소화 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제5권2호
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• pp.199-207
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• 2003

지반공학적인 측면에서의 터널에 대한 모델링작업은 실질적인 터널공사시 야기되는 상세거동을 재현할수 있는 터널장비의 개발로 터널굴진과정을 실질적으로 묘사하는데 있다고 볼수 있다. 최신기계정보활용기술은 즉 시공과정 및 기계제어기술등을 실험실에서 재현할 수 있도록 하였다. 그러나, 이러한 기술 등은 중력장상태에서 사용되도록 개발되어지고, 1g 또는 원심장 (Centrifuge Field) 상태의 실험에서 주로 활용되고 있다. 이에 따라 본 논문은 터널링과정에 대한 씨뮬레이션기법과 실험실에서 활용되는 쉴드터널장비의 설계기법 및 개발에 대한 연구 결과를 수록하였다. 또한 개발된 장비의 정밀성과 신뢰성을 반복적인 실험을 통하여 검증하고, 개발된 장비를 이용하여 얻은 결과와 실질적인 현장자료와 비교분석하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제21권3호
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• pp.1-10
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• 2003

터널굴착발파공법의 하나인 V-cut발파공법은 터널굴착기술이 발전되는 과정에서 초기에 개발되어진 기술이나 작업의 간편성과 효율성으로 인하여 많은 터널굴착공사에서 이용되고 있는 발파공법이다. V-cut발파공법은 일자유면 상태에서 V형으로 심발공을 발파하고 심발공에 의해 형성된 자유면을 이용하여 확대공으로 굴착공간을 넓히는 발파 방법이며 심발발파의 굴진장에 의해 단일발파당 굴진장이 결정된다. V-cut발파법이 개발된 이래 V-cut발파의 굴진장을 증대시키기 위한 방법으로 심발발파공의 구속저항을 감소시키기 위해 보조심발공을 발파하여 형성된 자유면에 의해 심발공의 최소저항선거리를 줄여 발파하였으나 심발공의 구속저항이 감소되지 않아 발파효율이 증대되지 않았으며 발파진동 또한 가장 크게 발생하였다. 이와 같은 현상은 최소저항선거리의 감소효과에 대한 발파기술상의 이론에 문제가 있기 때문이다. 본 연구에서는 V-cut발파법의 심발공에 대한 구속저항감소효과가 발현될 수 있는 조건들을 검토하여 최소저항선거리의 감소효과가 발현될 수 있는 조건을 제시 하여 심발공의 발파효율을 증대시키고 발파진동이 적어지는 발파방법을 제안하려 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.433-452
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• 2018

쉴드 TBM 공법은 터널 굴착으로 인한 터널 굴진면과 굴착면의 변형을 억제하여 지반의 변형을 최소화할 수 있는 공법이다. 이를 위해 쉴드 TBM의 운전 조건들을 적절히 제어하는 것은 매우 중요하다. 쉴드 TBM 공법의 여러 가지 운전 조건 중 굴진면압과 뒤채움주입압은 지반에 직접 압력을 가하는 과정으로 굴착에 인한 지반변위의 억제 뿐만 아니라, 지반 내 유효응력 및 간극수압의 변화에 영향을 미치는 요인이다. 굴진면압과 뒤채움압의 작용에 대한 지반의 반응은 지반의 강성 및 투수성에 따라 상이하다. 특히, 포화된 연약 점성토의 경우 굴진면압과 뒤채움압에 의한 지반 내 응력 변화의 영향이 장시간동안 잔류하므로 이에 대한 반응은 투수성이 큰 지반과 구별되는 거동을 보인다. 따라서 본 논문에서는 유한 요소법을 이용한 응력-간극수압 연계 매개변수해석을 통해 포화 점성토 지반에서 쉴드 TBM 운전 조건과 지반의 강성과 투수성이 지표침하에 미치는 영향에 대한 연구를 수행하였다. 연구 결과, 점성토 지반의 지표침하는 즉시침하와 압밀침하로 구분할 수 있었으며, 특히 압밀침하 거동은 지반의 투수성과 강성의 영향을 크게 받는 것으로 나타났다. 또한, 굴진면압과 뒤채움압의 증가가 항상 지표침하 감소로 이어지지는 않고, 임의 크기의 압력(한계 압력) 이상으로 증가된 굴진면압과 뒤채움압은 역으로 지표침하를 증가시키는 요인으로 작용할 수 있음이 확인되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.245-256
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• 2016

TBM을 적용하는 현장에서 장비 선택, 공사기간 및 공사비용의 합리적인 산정을 위하여 TBM의 굴진성능을 정확하게 예측하는 것은 매우 중요한 사안이다. 본 연구에서는 최신 자료들을 바탕으로 기존의 TBM 굴진성능 예측모델들의 평가과정과 방법론에 대한 분석을 수행하였다. 2000년 이후에 발표된 문헌들에 대한 조사를 토대로 TBM 굴진성능 예측모델의 분류체계를 제시하였다. 본 연구에서 제시한 분류체계에서는 TBM 굴진성능 예측모델에 필요한 입력인자 선정단계와 예측기법 적용단계로 크게 구분하였다. 또한 각 예측모델에서 사용된 입력인자, 출력인자 그리고 예측모델에서 사용된 인자의 적용빈도를 분석하였다. 마지막으로 TBM 굴진성능 예측모델의 현황과 향후 연구방향에 대하여 제언하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.141-150
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• 2014

본 연구는 독일의 WIRTH사에서 개발한 ${\varnothing}2.6m$, ${\varnothing}3.0m$, ${\varnothing}3.5m$, ${\varnothing}3.8m$ TBM 장비로 굴진한 TBM 공법 적용 터널 현장의 작업 전 과정을 수록한 굴진보고서를 근거로 작업 항목별로 차지하는 소요시간을 통계화하여 월굴진장을 분석하였다. 또한, 분석된 9개 현장의 운영교대시간의 손실률을 비교해서 가장 낮은 현장을 기준으로 TBM 상승 예상 월굴진장을 분석하였다. 이와 같이 분석된 결과는 향후 유사한 지질 조건의 현장에서 TBM 공법을 적용하여 운영할 경우 기본계획수립단계에서 개적인 공사기간과 공사비의 추정 등의 공사를 계획하고 관리하는데 유용한 도구로 활용할 수 있을 것이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제22권5호
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• pp.575-589
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• 2020

최근 국내 터널에서 지속적으로 증가하고 있는 쉴드 TBM 공법의 주된 굴착도구는 디스크 커터로 굴진과정에서 자연스럽게 마모가 발생하고 이는 TBM의 굴진효능을 현저히 저하시키기 때문에 적절한 시기에 교체하는 것이 중요하다. 따라서 본 연구에서는 디스크 커터 교체 여부를 판단할 수 있는 예측 모델을 머신러닝 기법을 사용한 방법으로 제안하였다. 이를 위해 국내 기 시공된 쉴드 TBM 현장의 데이터 중 디스크 커터 소모에 상관성이 높은 굴진데이터(TBM 기계데이터, 지반정보 등)와 교체이력을 입력데이터로 사용하여 다양한 머신러닝 분류기법 중 서포트 벡터 머신, 최근접이웃 알고리즘, 의사결정트리 알고리즘을 사용하여 최적의 예측 모델을 구축하고 모델의 성능을 평가하기 위하여 분류성능평가 지표로 비교 분석하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.55-72
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• 2018

본 연구에서는 시공 중 TBM 터널에서 전기비저항과 유도분극(induced polarization, IP) 탐사를 활용하여 굴착면 전방의 복합지반(mixed-ground)을 예측하기 위한 방안을 제시하였다. TBM이 토사를 굴진하며, 굴착면 전방에서 상부 토사지반과 하부 암반으로 이루어진 복합지반을 조우하는 과정과 동시에 전기비저항과 유도분극에 의한 충전성(chargeability)을 측정하며 굴진하는 과정을 실내실험으로 모사하였다. 전기비저항과 충전성의 측정은 4전극을 이용하였으며, 복합지반을 효과적으로 예측하기 위하여 2개의 전극은 굴착면에, 나머지 2개의 전극은 조립된 세그먼트에 설치됨을 가정하였다. 실험 결과, TBM이 토사 굴진 중 토사-암반의 복합지반으로 진입할 경우 전기비저항과 충전성이 모두 증가하였다. 또한, TBM이 굴착면 전방에서 복합지반을 조우할 것임을 예측하기 위하여 굴착면의 전극 2개, 세그먼트의 전극 2개를 활용한 탐사와 동시에 굴착면 4전극 탐사를 수행하면 더욱 효과적인 예측이 가능함을 확인하였다.