• 화약ㆍ발파
• /
• 제24권2호
• /
• pp.1-8
• /
• 2006

본 연구는 규석광의 터널 굴착시 굴진장 향상과 사압현상 및 소결현상을 예방하기 위해 모든 장약공의 장약밀도를 다르게 적용하였다. 이 때 심발공은 동일 장약공내에 2개의 뇌관을 이용한 정기폭과 역기폭의 복합기폭방식을 도입하였다. 자유면 형성이 어려운 공저부분은 높은 장약밀도로 장전하고, 주상부분은 공저보다 낮은 장약밀도로 장전함으로써 폭약의 위력이 효과적으로 암반에 대응할 수 있는 공법인 복합장약기폭시스템을 개발하였다. 그 결과 경암이나 장공발파에서 흔히 발생되는 사압현상 및 소결현상 등을 방지할 수 있었다. 또한 1회 천공장 대비 굴진장을 95% 이상 증대시킴으로써 약 15% 정도의 시공능율이 향상되고 비장약량이 20% 정도 감소되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제2권3호
• /
• pp.13-24
• /
• 2000

본 논문에서는 고속도로터널의 붕락형태와 원인분석, 보강방법에 대하여 다루었다. 고속도로터널의 붕락형태를 분석해 보면 3가지 유형으로 분류된다. 지반풍화로 인해 터널붕락이 지표면까지 함몰된 경우 35%, 불리한 암반절리로 인한 터널내 국부적인 쐐기형 암반블럭 붕락의 경우 50%, 터널굴진방향과 미끄럼면의 교차로 인해 터널내 침하가 발생한 경우 15%의 비율로 조사되었고 터널붕락이 발생된 위치는 입출구 40m 이내와 입출구와 인접한 계곡부에서 85%, 비상주차대과 본선접속부에서 15% 발생되었다. 고속도로터널에서 발생한 붕락을 파괴개념으로 분석하면 활동파괴가 83%이상을 차지하는 것으로 분석되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제22권2호
• /
• pp.197-217
• /
• 2020

서울지하철 7, 9호선에 적용한 쉴드TBM은 소음 및 진동, 막장면의 안정성 확보 측면에서 발파공법에 비해 매우 안전한 공법이다. 또한, 쉴드TBM은 지반조건이 연약한 경우 효과적이다. 그러나 지반조건과 토피, 지하수 등의 여건에 적합하지 않은 장비를 적용할 경우 장비고장, 잦은 굴진중단, 특히 예상치 못한 불량한 지반을 통과하게 될 경우 터널 굴진 중 트러블이 발생할 수 있다. 본 논문은 일본 쉴드TBM 굴착중의 사고 및 트러블에 대한 사례를 정리하였다. 이중 대표적인 트러블 사례를 이용하여 지반변위 형상에 대한 실제발생 경향을 파악하였으며 수치해석을 통해 역해석결과와 상호비교하였다. 이를 토대로 막장 지보압을 산정할 경우 수치해석 적용시의 오차를 줄이는 방안을 제안하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 1991년도 추계학술발표회 논문집 지반공학에서의 컴퓨터 활용 COMPUTER UTILIZATION IN GEOTECHNICAL ENGINEERING
• /
• pp.133-151
• /
• 1991

본 논문에서는 서울지하철 NATM 터널 표준지보단면을 대상으로 실시한 유한요소해석 결과에 관하여 논술하였다. 터널 굴착단계별 해석에 따른 영향과 터널막장으로부터의 굴진거리에 의한 영향을 증점적으로 분석하였다. 터널 굴착단계별 하중조건을 적절히 반영할 수 있도록 지반특성곡선의 개념을 적용하여 터널굴착면 내부에 가상 지지압력을 재하하였다. 유한요소해석 결과에 대한 분석은 지반침하, 터널변위, 지중응력, 지보재 응력 등을 대상으로 실시되었다. 또한 터널 막장에 의한 3차원적 변위 억제효과 분석을 위하여 터널 변위 특성곡선 개념과 2차원적 축대칭 해석방법을 제시하였다.

• 대한화약발파공학회:학술대회논문집
• /
• 대한화약발파공학회 2008년도 추계학술발표회 논문집
• /
• pp.17-28
• /
• 2008

국책사업이나 SOC의 확충을 위한 도로 및 철도의 건설에서 적용되는 터널의 단면크기를 보면, $50m^2$에서부터 $100m^2$이상의 중 대단면 터널이 주를 이루고 있으나, 전력구, 통신구, 소규모로 운영되는 광산의 채광용 터널, 용수를 위한 도수로터널 등 특수한 용도로 설계, 시공되고 있는 터널에서는 $20m^2$이하의 단면크기를 갖는 경우가 있다. 이러한 소단면 터널의 경우에는 협소한 작업공간으로 인하여 적용공법 뿐만 아니라 장비의 사용 또한 제약을 받게 되어 작업효율이 저하되고 공사기간이 늘어나게 되는 등 여러 가지 문제점을 안고 있다. 특히, 에멀젼 폭약을 사용하는 발파에서 먼저 기폭된 발파공의 충격압력에 의해 인접공의 폭약이 예비압축(Precompression)되어 사압현상을 일으키고 잔류약을 발생시키는 사례가 종종 발생하고 있다. 사압현상은 당해 발파의 실패와 함께 2차적인 사고의 위험요인이 될 수 있으므로 이를 방지하기 위한 대책을 수립하여야 한다. 이를 위해 기존 문헌을 통하여 사압현상의 원인과 발생 가능성을 검토하였고, 국내에서 주로 사용되는 에멀전폭약의 수중 내충격성시험과 충격압력 전달시험을 실시하여 사압현상의 발생정도를 측정하였으며, 사압현상이 발생한 소단면 터널현장을 대상으로 대책을 수립하여 적용하였다. 심발방법을 변경하여 전단의 충격압력을 견딜 수 있는 공간격을 확보하고 뇌관의 초시간격을 적절하게 배치한 발파패턴을 적용한결과, 사압현상을 억제하고 잔류약의 발생을 감소시켜 계획 굴진장을 확보하고 파쇄석의 크기를 감소시키는 등 양호한 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제22권4호
• /
• pp.451-468
• /
• 2020

단면이 작게 만들어진 노후화된 터널은 만성적인 교통정체를 유발한다. 이는 터널의 확폭을 통하여 해결할 수 있다. 일반적으로 터널을 확폭할 경우, 기계식 또는 발파식 굴착방법을 통하여 기존터널의 외곽부를 굴착하게 된다. 이러한 굴착은 주변 지반뿐만 아니라 기존터널에도 영향을 미치게 된다. Pre-cutting 공법의 적용은 이러한 문제를 효과적으로 해결할 수 있는 방법이 될 수 있다. 따라서 Pre-cutting을 적용하여 확폭을 수행할 경우, 이에 따른 영향분석은 필수적으로 수행되어야 한다. 본 연구에서는 터널 확폭에서 Pre-cutting을 적용할 경우, 이에 따른 영향을 분석하기 위하여 6가지의 지반등급에서 수치해석을 수행하였다. 해석에서는 확대차로와 Pre-cutting의 굴착길이를 변수로 하여 수행하였으며, 기존터널과 확폭터널의 천단침하에 주목하여 분석하였다. 그 결과, 확폭터널의 천단침하는 확폭이 완료가 되면, Pre-cutting의 굴착 길이와 상관 없이 동일한 값으로 수렴하는 것을 확인하였다. 기존터널의 경우, 굴진면의 전방 5 m 내에서 융기가 발생하였으며, Pre-cutting의 굴착 길이가 짧을수록 융기 발생 예방에 효과적인 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제17권4호
• /
• pp.499-511
• /
• 2015

주방식 지하구조물은 여러 개의 갱도 굴착에 의해 형성되는 격자 형태의 구조물이므로, 갱도들의 굴착순서에 따라 주방식 지하구조물의 시공성과 경제성이 좌우될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 주방식 지하구조물의 지반조건, 굴착순서 등의 다양한 설계조건들을 고려하여 주방식 공법의 굴착공정을 검토하였다. 굴착공법으로는 발파공법을 가정하였으며, 가로 세로 병행 시공방식과 가로 세로 순차시공방식으로 구분하여 굴착공정을 검토하였다. 굴착순서에 따른 주방식 지하구조물의 안정성과 더불어 굴진면의 개수, 점보드릴의 이동거리 등에 따른 시공성을 분석한 결과, 구조적 안정성에는 큰 차이가 없으나 굴진면 운영 개소와 점보드릴의 이동거리 측면에서 가로 세로 병행 시공방법의 시공성이 상대적으로 유리한 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제17권3호
• /
• pp.333-339
• /
• 2015

본 연구는 도심지 천층터널에서 현재까지 해석에서 무시되던 막장면 진동이 주위 구조물에 가장 큰 영향을 미치는 지표 침하에 대하여 3차원 수치해석을 이용하여 모델링하였다. 풍화토와 풍화암이 각각 50%의 비율로 구성된 복합지반을 고려하여 TBM 커터헤드에 발생하는 굴착시 토크를 산정하여 이를 시간에 따라 막장면에 재하함으로서 그 영향을 수치해석적으로 관찰하였다. 3차원 유한차분해석법을 이용하여 역학-동역학 연계해석을 통하여 지표침하 발생이력 및 분포도를 산정하였다. 연구결과, 3차원 수치해석을 통하여 막장면 진동하중에 의한 지표침하 발생경향을 성공적으로 모델링할 수 있었으며 최대 침하는 막장면에서 2.5D 후방에서 발생함을 확인하였고, 막장면 진동이 실제 지표침하에 영향을 미침을 확인하였다.

• 화약ㆍ발파
• /
• 제23권1호
• /
• pp.55-64
• /
• 2005

근래 건설$\cdot$토목 현장에서는 인가절감 덴 안전사고를 방지하기 위하여 보다 안전하고 저렴한 폭약인 Emulsion 폭약이 기존의 CD계열의 폭약을 상당부분 대체해 가고 있는 실정이다. 그러나 현실적으로 경암 이상의 암반에 건설되는 터널에서는 Emulsion폭약 적용시 발파위력 면에서 그 한계에 봉착하고 있다. 따라서 본 연구에서는 고성능 Emulsion 폭약인 MegaMEX를 국내 경암 이상의 암반에 적용하여 발파효율 및 시공성 등을 검증해 보고자 하였다. 적용결과 굴진율, 파쇄도 등 발파효율 면에서 기존 Emulsion 폭약의 한계를 뛰어넘어, GD(Gelatin dynamite)계 열의 폭약인 MegaMITE와 근접한 수준의 발파효율을 나타내었으며, 환경적인 측면에서도 유리한 것으로 나타났다.

• 화약ㆍ발파
• /
• 제22권1호
• /
• pp.23-32
• /
• 2004

터널 발파를 원활히 수행하기 위해서는 암반조건에 적합한 합리적인 설계와 정밀한 천공, 정확한 기폭초시가 기본요소로서 이는 현재 국내 터널 설계.시공 기술 및 기자재의 발달로 만족할 만한 성과를 얻을 수 있다. 특히. 터널발파에서 정확한 기폭초시 부여는 굴진율 및 버럭 파쇄율, 굴착예정선 미려도, 잔여 암반 손상도 등의 시공성에서 뿐만 아니라 소음 및 진동 발생율을 좌우하는 환경적인 측면에서 매우 중요한 요소이다. 기폭요소는 최초 도화선을 활용한 공업뇌관에서 전기뇌관, 비전기식뇌관의 순으로 기폭안전성과 정밀성 면에서 눈부신 성장을 이룩하여 왔으며 특히, 90년대 초에 개발되어 전 세계적으로 최근까지 지속적으로 사용량이 급증하고 있는 전자뇌관은 기폭방식에 일대혁신을 이루었다. 전자기폭 시스템은 기존뇌관의 초시를 결정하는 화약성분의 지연요소 대신에 IC board(전자회로)에 의한 Digital timer로 신호를 발생하여 초시를 결정하는 방식이다. 본 논문에서는 국내 최초로 전자기폭시스템을 활용하여 2003년 9원 23일에서 동년 11월 2일까지 강원도 양구 지역의 $\bigcirc\bigcirc$터널에 전자뇌관을 이용한 시험발파를 실시하였고, 발파에 의한 진동 등을 조사하여 그 효율성을 검토하였다. 이를 위해 전자뇌관의 특성과 장점을 최대한 샅리기 위하여 각공을 발파하는 방식, 즉 1지발에 1공을 발파하는 방식을 채택하고 일반 뇌관과 전자뇌관으로 설계를 하여 각각의 발파효율을 비교하여 보았다. 그 결과 발파진동의 경우 기존뇌관을 이용하여 1공씩을 1지발로 발파를 한 경우에는 18~56%의 진동저감 효과가 있었고. 본선 설계에 의해 진행된 발파에 비하여는 최대 70% 이상의 진동저감 효과가 있는 것으로 나타났다.