• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.231-248
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• 2017

서울시는 도심지 교통체증을 해결하기 위해 최근 경부고속도로의 일부 구간을 복층터널로 계획하는 방안을 검토하고 있다. 도심지에 복층터널을 건설할 경우, 교통난 해소뿐만 아니라 말레이시아 스마트 터널과 같이 홍수 시 침수방지를 위한 저류시설로도 활용할 수 있을 것으로 본다. 그러나 도로터널을 복층터널로 계획할 경우에는 각 지역을 연결하는 분기터널이 필요하며, 분기터널은 토피가 낮은 구간에 편평율이 큰 대단면 또는 복잡한 터널 단면형상으로 이루어지게 된다. 이때 토피가 낮은 지역에서는 지하 공동구나 건물 기초 등에 인접하여 위치하게 되며 터널 건설로 인해 지장물에 미치는 영향에 대해 반드시 검토해야 한다. 본 연구에서는 복층터널에서 분기되는 터널 굴착 시, 지하 공동구에 미치는 영향을 수치해석을 통해 분석하였다. 변위조절모델(Displacement Controlled Model)을 이용하여 터널 주변의 지반손실률을 1.0%, 3.0%, 그리고 5.0%까지 모사하였다. 복층터널에서 분기되는 각도를 $45^{\circ}$와 $36^{\circ}$로 다르게 설정하여 공동구 측면 및 하부로의 접근을 고려할 수 있도록 하였다. 그 결과, 일반적으로 분기터널이 공동구에 근접할수록 그리고 지반손실률이 클수록 변위, 각변위 그리고 안정성에 미치는 영향이 큰 것으로 타나났다. 공동구 바닥부의 침하와 공동구 부재의 안정성에는 이격거리 보다는 공동구의 하부에 근접하여 큰 변위와 부등침하를 유발할 수 있는 각도 $36^{\circ}$, 이격거리 10 m가 가장 취약한 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 근접시공 시 구조물의 안정성 평가를 위한 각변위-거리/직경 관계를 제시하였으며, 지하 공동구 안정성에 영향을 미치는 한계 임계 지반손실률을 산정하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.1073-1090
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• 2018

국내 공동구는 주로 신도시 개발사업에 포함되어 건설되었기 때문에 모두 개착 BOX 형태를 이루고 있으나 기존 시가지를 대상으로 독자적 공동구를 건설 중인 해외의 경우 터널식 공동구 형태를 주로 채택하고 있다. 공동구의 사회적 요구가 큰 중심가 도심지는 교통량이 많아 장기적으로 차로를 차단하거나 우회 차로 설치가 곤란한 것이 일반적이므로 터널식 공동구 설치가 합리적이라 하겠다. 이러한 터널식 공동구 활성화를 위해 공동구 최적 설계용량 및 수용시설(전력, 통신, 상수도 등)별 상호 영향인자(열간섭 및 전식, 유지관리 효율성 등)를 고려한 최적화된 단면설계 기술력을 확보할 필요가 있다. 터널식 공동구의 최적단면 설계기술이란 결국 공동구내 수용시설의 최적 배치기법을 도출하는 것이라 할 수 있다. 이러한 설계기법 도출을 위해 우선적으로 해외의 터널식 공동구(Shield TBM, Conventional Tunneling) 내공단면 적용 사례를 조사하여, 단면 내 수용시설의 배치현황, 부대시설 설치 등의 특징을 분석하고, 또한 국내 외의 공동구 설계기준 및 지침서에서 제시하고 있는 내공단면 설계(배치)와 관련한 기준사항들을 정리 분석할 필요가 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.931-946
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• 2018

도심지에서의 공동구의 활용성 증가에 따라 쉴드 TBM 공법이 적용된 터널식 공동구의 시공 및 연구개발이 활발히 진행되고 있다. 터널식 공동구는 지하굴착 공사로써 건설안전에 상대적으로 취약하지만, 건설업 재해율 감소를 위한 설계안전성 검토 제도 도입에도 불구하고 터널식 공동구 건설에 적합한 위험요소가 제대로 알려져 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 터널식 공동구에 적합한 안전 위험요소를 발굴하고 이중에서 중점으로 관리되어야 할 핵심 안전 위험요소를 도출하였다. 도출된 핵심 안전 위험요소는 매트릭스 기법을 적용하여 위험성 평가를 실시함으로써 공동구 계획, 설계 및 시공 단계의 위험성 평가 및 주요 참고 자료로 사용될 수 있도록 하였다.

• 자연, 터널 그리고 지하공간
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• 제19권3호
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• pp.23-27
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• 2017

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.795-810
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• 2019

본 논문에서는 공동구 도입에 대한 계획 및 설계 단계 이전에 공동구 설치가능 지역과 연장을 개략적으로 결정할 수있는 방법에 대한 연구를 진행하였다. 이를 위하여 자료획득이 가능하며 지역적 특성을 반영하고 있는 교통량, 인구밀도, 방재지수(종사자수) 및 시가화율 4개의 타당성 지표를 사용하였다. 서울시 공동구 설치 가능 지역 중 터널식으로 설치 가능한 노선에 대한 타당성 지표의 평균값과 최소값을 고려하여 설치 기준을 설정하였다. 분석대상 지역은 14개의 권역을 기준으로 200개 지역을 대상으로 하였다. 분석결과 타당성 지표의 최소값을 기준으로 터널식 공동구는 교통량 및 인구 등이 많은 39개 지역에 설치가 적합한 것으로 나타났다. 반면, '군' 단위 등은 '시, 구'에 비하여 인구가 넓게 분포되어 공동구 설치가 적합하지 않은 것으로 분석되었다. 또한 각 지표의 최소값을 중심으로 지표값이 커질수록 터널식 공동구 설치 지역이 줄어듦을 알 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.83-94
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• 2016

1970년대 후반부터 설치된 공동구는 노후화에 따른 구조적 안정성과 수용시설의 변화에 따른 사용성이 문제가 될 수 있다. 노후 공동구의 확폭 재시공은 이에 대한 대안이 될 수 있지만 터널확폭에 대한 연구는 대부분 일정 심도 이상의 교통터널에 대하여 수행되었으며 저심도의 박스형 공동구에 대하여는 거의 연구가 이루어지지 않았다. 이 연구에서는 2차원 유한요소해석을 이용하여 공동구 터널을 편측확폭하는 경우 지반의 강성조건과 확폭 규모에 따라 확폭이 지반 침하에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 연구결과 최대 지표침하는 확폭 규모가 크거나 지반 강성이 작을수록 크게 발생하였다. 박스형 터널의 편측확폭시 침하 양상은 Clough & Schmidt (1981)의 제안과 유사하게 나타났으며, 침하 영향범위는 지반특성보다 확폭의 크기에 더 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.317-329
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• 2018

기존의 공동구에 관한 연구에서는 공동구 내부의 수용시설물들의 최적설계 및 타당성 분석 보다는 공동구 설치와 관련된 전반적인 사항에 대하여 검토 하였다. 공동구 도입과 관련된 기본계획 단계에서의 관련 지표 및 자료 등의 부족으로 수용시설물을 결정하기가 어려운 한계점을 해결하고자, 본 논문에서는 공동구 내 수용시설물의 최적 대안 결정을 위하여 VE/LCC 분석 방법을 제시하였다. 개별 수용시설물의 항목에 대한 분석 및 LCC 비용에 대한 가치지수를 종별 대안에 적용하여 검토 하였으며, 각 종별 우선순위를 분석하였다. 또한, 국내 공동구와 각 종별 시설물의 분석된 결과를 비교하였으며, 본 연구의 결과는 공동구의 도입 시에 최초 설계자를 포함한 사용자들이 수용시설물을 결정하는 과정에서 소요되는 시간을 단축하고 편의성을 높이는데 도움이 될 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.1937-1944
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• 2014

최근 건설분야에 터널공사중 터널내 방재 및 유지관리를 위해 터널측벽부에 공동구를 설치하여 운영하고 있으며, 공동구의 설치는 주로 인력시공에 의하여 이루어지고 있다. 터널공사의 작업환경은 가설 전기의 사용에 따른 조도불량, 작업공간의 협소에 따른 안전사고 위험, 터널내 환경불량에 따른 작업자의 작업기피 현상을 발생시키고 있다. 이러한 환경에서의 인력작업은 안전성 저해 및 경제성 악화에 따른 원가상승 등의 문제점을 내포하고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 VE절차에 의하여 아이디어를 도출하였고, 기계화 시공이 문제점 해결을 위한 좋은 방안으로 제시되었다. 터널공동구의 기계화 시공의 효과를 검증하기 위하여 시험시공을 실시하였고, 시공성과 경제성 측면에서 직접적인 개선효과가 있는 것으로 검증되었다. 아울러 인력에 의한 시공을 감소시킴으로써 안전성의 증가가 기대되며, 연속적인 콘크리트 타설로 인하여 마감성 및 미관이 개선되는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.119-130
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• 2018

기존 공동구에 관한 VE/LCC 연구는 정량적 방법을 통하여 편익(7개 항목), 비용(5개 항목)에 대하여 서울시의 주요 10개노선을 대상으로 비용-편익 분석을 통한 공동구의 경제적 타당성을 검토하였다. 기존 공동구에 관한 VE/LCC 연구는 정량적 방법을 통하여 편익(7개 항목), 비용(5개 항목)에 대하여 분석을 수행하였다. 이에 본 논문에서는 3개의 항목(교통사고감소, 차량소음저감, 사회 경제 손실)을 추가하여 서울시 주간선도로 61개 구간에 대하여 경제성 평가를 분석 하였다. 교통사고감소 항목은 사업시행으로 절감할 수 있는 교통사고 비용을 개량화한 것이며, 차량소음저감 항목은 사업시행으로 발생하는 소음 변화량을 나타낸 지표이다. 마지막으로 사회 경제손실 항목은 공동구의 시공으로 인하여 지역경제에 미치는 영향을 금액으로 나타낸 것이다. 편익은 10개의 항목, 비용은 8개의 항목들 중 우선 추가 항목들의 금액을 비교 분석 하였으며, 개착식 및 터널식 공동구에서 추가된 항목들과 전체 항목들이 각 분석에 미치는 영향 정도를 분석하였다. 분석의 결과로 공동구 경제성 평가시 기초 및 상세 모델에 적용되는 항목들을 분석하여 공동구 설계시 보다 효율적인 경제성 평가가 가능하도록 하였다. 본 연구에서 추가로 제시된 항목들을 포함한 기초 및 상세 모델의 경제성 평가는 공동구 설계시 자주 활용될 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.715-724
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• 2022

최근 기반시설관리법('20.10) 시행으로 전기, 통신, 상수도, 난방 시설과 같은 필수적인 라이프라인(Life-Line)을 공동으로 수용하는 공동구의 중요성이 높아진 실정이다. 현행 공동구 유지관리 체계는 사고예방적인 안전성 위주의 평가방식으로 관리되고 있어 효율적인 유지관리를 실시하는데 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 공동구 시설물에 대한 성능을 정량적으로 평가하기 위한 기준을 제안하기 위해 델파이 기법을 통해 성능평가 항목이 도출되었고, 계층화 분석법(AHP)기법을 통해 각 항목들에 대한 가중치가 산정되었다. 향후, 현장적용을 통해 수정 및 보완을 한다면 보다 합리적인 공동구 성능평가 기준이 마련될 수 있을 것으로 판단된다.