• 터널과지하공간
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• 제28권1호
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• pp.1-24
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• 2018

국내외 터널공사에서 TBM(Tunnel Boring Machine)의 적용사례가 지속적으로 증가하고 있다. 이에 따라 TBM터널은 더 어렵고 복잡한 특수지반을 대상으로 시공되는 사례가 많으며, 복잡한 지질 조건에 기인한 시공상의 어려움이 꾸준히 보고되고 있는 실정이다. 국내에서는 아직까지 특수 지반의 효율적 통과에 대한 연구가 미진한 실정이다. 이 논문에서는 특수지반을 대상으로 하는 쉴드TBM 터널공사에서의 지반조사와 시공과 관련된 사항에 대하여 고찰하였다. 국내외 특수지반을 통과한 시공 사례를 분석하여 쉴드TBM 터널의 특수지반을 11개로 분류하였고, 각각의 특수지반의 개념과 일반적인 문제점들을 정리하였다. 특히 도심지 천층부에서 빈번하게 조우하는 복합지반, 호박돌층, 단층파쇄대의 분류 기법, 지반조사기법, 그리고 해당지반에서의 고려사항들을 논의하였고, 향후 연구방향에 대하여 제안하였다. 본 논문은 특수지반에서의 TBM 시공기술 발전을 위한 기초연구로써 향후 관련 연구와 특수지반에서의 TBM 시공에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
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• 제28권6호
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• pp.528-546
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• 2018

국내외 터널공사에서 TBM의 적용사례가 지속적으로 증가하고 있으며, 특히 도심지터널과 하 해저터널의 시공에서 TBM 굴착 공법은 발파공법에 비해 여러 장점을 가지므로 우선적으로 고려되는 경우가 많다. 도심지와 하 해저 터널에서는 연약지반 혹은 특수지반을 조우할 가능성이 높으며, 이러한 지질특성으로 인한 지반보강과 지반개량을 필수적으로 고려하여야 한다. 터널공사에서 지반 보강 및 개량 공법으로 그라우팅 공법이 널리 활용되고 있다. TBM 공법이 가지는 고속굴진, 굴진안정성, 환경피해 최소화 등 장점을 극대화하기 위해서 특수지반 조우 시 지반조건에 적합한 그라우팅재료와 공법을 선정하는 것이 공사비와 공기의 증가를 줄이는데 매우 중요하다. 하지만 현재까지 국내에서는 특수지반에 대한 보강 체계가 정립되어 있지 않으므로 본 논문에서는 특수지반에서의 효율적인 시공을 위한 기초연구로서, 일반적인 암반 토사 지반조건 이외 특수지반에서 쉴드TBM 굴착 시 적용될 수 있는 그라우팅 공법에 대하여 고찰하였다. 또한 국내외에서 특수지반 쉴드TBM 시공사례로부터 지반조건에 따른 그라우팅 공법의 적용성을 분석하여 정리하였다. 향후 쉴드TBM을 적용한 터널 시공 시 지반조건에 따른 적합한 그라우팅 재료와 공법을 선정하는데 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.735-747
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• 2019

도시화에 따른 지상공간 부족으로 인해 사회시설물 매설을 위한 공동구 터널의 수요가 증가하고 있다. 쉴드 TBM 공법을 이용한 도심지에서의 공동구 터널 시공 중 불가피하게 복합지반, 호박돌층과 같은 특수지반 조우 시 여러 가지 트러블이 발생하여 공기 및 공사비가 증가될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 MIDAS GTS NX (Ver. 280)을 이용해 특수지반의 특성, 보강영역, 토피고, 수위를 달리하여 수치해석을 수행하여 매개변수 조합에 따른 최적의 지반보강영역을 분석하였다. 그 결과 복합지반과 호박돌층 모두 무보강 지반굴착 시 안정성 확보가 어려웠으나 최대 2.0D 만큼의 지반보강 그라우팅 적용 시 토피고 30 m인 복합지반을 제외하고 내공변위가 허용치 내로 발생하였다. 또한 복합지반 및 호박돌층 모두 굴착 시 과다한 지하수 유출이 발생하여 차수그라우팅 적용 후 안정성을 확보할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.133-140
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• 2007

DCM공법(심층혼합처리 공법)은 흙막이 벽체 등 구조물 조성에 적용하였다. 이러한 DCM 벽체는 경질층에서 관입능력이 있어야 한다. DCM 장비에 부착된 교반날개에 의해 경질지반의 관입능력이 증가되는 알아보기 위해 특수교반날개가 고안되었다. 경질점토층에 관입되는 특수교반날개의 관입특성은 김해와 인천현장에서 조사하였다. 고안한 특수교반날개는 관입속도가 다소 느려도 N=30 이상 되는 지반까지 관입되었고 관입시 효율이 경질지반에서 낮아질 수 있으므로 경제적인 교반날개의 관입깊이를 분석하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제2권3호
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• pp.89-95
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• 1986

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권11호
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• pp.49-60
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• 2013

걸프지역 국가의 철도연계사업과 화물철도의 건설 등으로 인해 대형 철도사업의 발주가 이어지고 있지만, 중동지역 철도 시공 시 타 지역에서는 접하지 못한 특수한 지반조건으로 인한 리스크로 인하여 국내 업체들이 입찰에 어려움을 겪고 있다. 중동지역의 특수한 지반조건에 따른 주요 공학적 문제는 사브카 지반의 지반개량, 사막지역 모래바람 저감대책, 사막모래 다짐, 대규모 쌓기 및 깎기 등과 관련되어 있다. 본 논문에서는 현장조사 및 문헌조사, 현장시험 및 실내시험 결과 등을 토대로 중동지역에서 접할 수 있는 특수한 지반특성과 시공 상 리스크를 분석하고 대책을 논의하고자 한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권4호
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• pp.41-48
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• 2022

제주도는 지질학적 특성으로 인해 '숨골'이라는 특수한 형태의 지층이 존재한다. 숨골은 대량의 물이 막힘없이 지하로 침투하는 지질구조로서, 동굴과 달리 사람이 들어가지 못하는 곳으로 정의된다. 본 논문은 이러한 숨골이 존재하는 지역의 시추조사 결과를 바탕으로 공항 건설시 발생하는 다양한 하중에 대하여 지반의 안정성을 수치해석을 통하여 살펴보았다. 숨골의 영향범위를 지표에서 3m로 설정하여 수치해석을 수행한 결과 표층에 매립지가 존재하는 지역을 포함하여 모든 단면에서 허용 침하량 범위에 있었다. 또한 매립지가 존재하는 단면의 경우 실제 포장건설 시를 고려하여 수치해석을 수행한 결과 침하량은 매우 줄어드는 것을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권2호
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• pp.115-132
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• 1996

연약지반 안정화공법으로서 각종 고결공법이 성행하고 있으나 해성점토지반이나 통수지반과 같은 특수조건하에서는 시공도 까다롭지만 강도발현이나 내구성 등의 측면에서 보강효과가 저하하는 것을 볼 수 있다. 고결공법은 혼합(고압)처리방식과 주입방식으로 대별할 수 있는 데, 본 연구에서는 첫째로 해성점토지반에 시멘트에 의한 지반보강시의 강도열화문제와 두번째로 지하수흐름이 있는 지반에서의 물유리계 약액주입시의 주입효과증대 및 내구성 문제에 촛점을 맞추어 그 해결방안을 검토 하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2007년 가을학술발표회
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• pp.115-123
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• 2007

설계 하중이 큰 대형 구조물의 기초로 많이 사용되는 현장타설말뚝은 현장에서 지반을 굴착하여 조립된 철근망을 삽입한 후, 콘크리트를 타설하여 제작되므로 복잡한 시공 과정과 현장의 특수한 지하수 및 지반 조건으로 인하여 현장타설말뚝의 내부에는 결함이 포함될 수 있다. 발생 가능한 대표적인 결함으로 연약한 말뚝 선단, 말뚝체 콘크리트의 품질 저하, 말뚝과 지반의 접촉 불량, 주 철근의 부식 등이 있으며, 이들 결함을 감지하기 위한 건전도 시험법으로 공대공초음파 검층, 충격반향시험, 충격응답시험, 감마-감마 검층법 등이 있다. 결함은 말뚝의 수평지지력을 감소시키며, 일반적으로 발생하는 비대칭단면 결함에 의한 응력 집중현상과 수평 하중에 의한 휨모멘트는 연직지지거동에 영향을 준다. 따라서 결함을 감지하고 평가하는 것이 현장타설말뚝의 품질관리에 있어 매우 중요하다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권2호
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• pp.21-28
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• 2009

최근 고속철도, 지하철, 댐, 항만, 고속도로, 도심지의 주상복합건물 등 대형 건설공사가 진행되면서 약액주입공법, 고압분사주입공법, 혼합처리공법 등이 다양하게 적용되고 있으나 침투성, 강도, 내구성, 환경성, 주변지반의 융기, 지하매설물에 대한 영향, 산업폐기물발생 등 많은 문제점이 지적되어 왔다. 이에 본 연구에서는 특수 주입선단장치 및 변성실리케이트 재료를 개발하여 주입재료의 혼합이 용이하고 주입중 주입재의 역류 및 주입노즐의 막힘이 없이 연속작업이 가능하며, 분말도 $6,000cm^2/g$이상인 마이크로시멘트를 사용 침투효과를 증가시켰다. 또한, 겔형성반응재는 내구성과 환경성에 영향을 끼치는 $Na_2O$ 함량을 대폭 낮춘 변성실리케이트를 개발하여 지하수에 의한 용탈현상을 최소화하고, 장기의 고강도, 고침투, 고내구성, 친환경성이 요구되는 곳에 적합한 마이크로 무기질급결재를 개발하여 실용화에 대한 연구를 수행하였다. 연구결과 일축압축강도, 투수성, N치 및 TCR, RQD 등이 개선됨을 알 수 있었으며, 향후 본 연구결과를 바탕으로 특수 주입선단장치를 활용한 다양한 현장적용성 시험을 추후 시행하여 타공법과 공학적 특성을 비교, 검토하고자 한다.