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

• Geomechanics and Engineering
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• 제35권5호
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• pp.525-538
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• 2023

The development of a city is closely linked to the construction and operation of its subway system. However, constructing a new subway tunnel under an existing station is an extremely complex task, and the deformation characteristics and mechanical behavior of the new subway tunnel during the excavation process can greatly impact the normal operation of the existing station. Although the previous studies about the case of underpass engineering have been carried out, there is limited research on the condition of a newly-built subway tunnel that closely undercrossing an existing station with zero distance between them. Therefore, this study analyzes the deformation law and mechanical behavior characteristics of the preliminary lining of the underpass tunnel during the excavation process based on the real engineering case of Chengdu Metro Line 8. This study also makes an in-depth comparison of the influence of different excavation methods on this issue. Finally, the accuracy of numerical simulation is verified by comparing it with on-site result. The results indicate that the maximum bending moment mainly occurs at the floor slab of the preliminary lining, while that of the ceiling is small. The stress state at the ceiling position is less affected by the construction process of the pilot tunnel. Compared to the all-in-one excavation method, although the process of partial excavation method is more complicated, the deformation of preliminary lining caused by it is basically less than the upper limit value of the standard, while that of the all-in-one excavation method is beyond standard requirements.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.109-122
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• 2003

기존 철도터널의 운행속도 향상시 문제가 되는 터널내 공기의 압축파 문제를 해결하기 위해서는 단면의 화대보다는 통풍공 수직구의 건설이 경제성 및 시공성 측면에서 유리한 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 장기재령의 운영중인 철도터널에 통풍공 수직구를 건설함에 따라 발생될 수 있는 본선터널, 하부갱도 그리고 수직구의 역학적 거동들을 파악하기 위한 목적으로 3개의 독립적인 요소기술들에 대하여 실험적, 해석적 연구를 수행하였다. 연구결과, 먼저 장기재령과 콘크리트 라이닝의 강도관계는 재령이 증가함에 따라 강도가 저하하는 경향을 확인할 수 있었으며, 본선터널과 수직구의 최소 적정이격 거리를 해석적으로 추정한 결과는 본선터널 직경(D)의 약 0.5D 이상이 적합한 것으로 도출되었다. 다음으로 수직구 굴착에 따른 하부갱도의 3차원적 거동은 시험시공의 계측결과와 탄소성 유한요소해석 결과가 유사한 경향을 나타내었으나, 수직구 굴착시 수직구 자체의 거동파악을 위한 분석결과에서는 수직구의 심도별 지반거동 계측결과와 3차원 유한요소해석 결과가 상이한 거동을 보였다. 따라서 이상의 연구결과로부터 수평터널에 대한 해석결과와 계측결과의 경향은 유사하지만 변위, 응력 등의 정량적 비교에서는 지반물성치의 선정방법에 따라 다소 큰 차이가 나타남을 알 수 있었다. 또한 수직방향에 대한 거동을 해석적인 방법으로 검증하기 위해서는 지표면에서의 수평방향 응력, 변위성분을 표현할 수 있는 적정기법 연구가 요구된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1990년도 PROCEEDINGS OF THE FIRST KOREA-JAPAN JOINT GEOTECHNICAL SEMINAR ON EXCAVATION and TUNNELING IN URBAN AREAS
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• pp.25-34
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• 1990

For the construction of twin single track subway tunnels by NATM within close proximity of existing vehicle underpass in the highly congested area of downtown Seoul, finite element analyses were performed to evaluate the ground responses during tunnelling and also the stability and safety of the underpass structure and subway tunnels. Results of the analyses indicated the need to improve the soil beneath the underpass, and pre-grouting was carried out prior to the tunnel excavation. During tunnel construction field measurement program was implemented to confirm the results of anslyses and to control the tunnel construction procedures, thus ensuring stability of the existing structres.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.1328-1332
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• 2010

The enlargement of existing tunnels is required to cope with problems related to traffic congestion. Sometimes, the tunnel traffic must be maintained through existing tunnels during their reconstruction due to non-availability of detours. And excavation by drill and blasting is desired for widening a hard rock tunnel. In this case, the road must be closed for some period for blasting through analyzing of traffic volume. In this paper, a case study on some traffic countermeasures for tunnel enlargement by blasting was performed. And the traffic flow characteristics of some tunnels in domestic main city were analyzed.

• 화약ㆍ발파
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• 제20권3호
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• pp.59-71
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• 2002

The points of this design case are the planning and excavation method of a new double-tracked railroad tunnel which is approx. 11∼22 meters apart from existing single-tracked railroad tunnel. For the optimum excavation method some needs are required in design stage, such as the reduction of noise and vibration, public resentment, damage of buildings and construction costs. Hence the estimation and application of allowable noise and vibration criterion is important. The ground coefficient (K, n) of this site is determined by field trial blasting. The excavation method is chosen to satisfy the allowable noise and vibration criterion. In addition, in order to ensure the stability of existing single-tracked railroad tunnel, the instrumentation of maintenance level is accompanied during the construction stage. As a result of this design condition, central diaphragm excavation with line drilling and pre-large hole boring blasting is applied to the area within 15 meters apart from existing tunnel. And above 15 meters apart, pre-large hole boring blasting is designed.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권3호
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• pp.241-250
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• 2007

운영 중에 있던 기존터널을 확폭하는 터널공사를 수행하던 중 기존터널 시공 시 생성된 것으로 추정되는 과대여굴 및 대규모 공동이 발견되어 신설터널의 안정성문제가 대두되었다. 이러한 과대여굴 및 공동의 형성 원인은 기존터널 시공 시 불충분한 지반조사 상태에서 과도한 발파시공으로 인해 형성된 것으로 추정된다. 따라서 본 연구에서는 기존터널을 안전하게 확폭하기 위한 과대여굴과 공동의 처리 대책을 제시하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권10호
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• pp.23-28
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• 2014

최근 도심재개발사업의 증가로 기존 건물 철거 후 신축공사를 하는 사례가 증가하는 추세이다. 그러나 현재까지의 연구는 신축공사에 따른 인접굴착이 지하철 터널에 미치는 영향 검토에 국한되어 왔다. 이에 따라 기존 주차장 건물을 철거한 후 신축공사가 이루어지는 ${\bigcirc}{\bigcirc}$건물 신축사업을 연구대상으로 선정하여 상부 건물 철거 등으로 인한 하중제하 및 하중재하에 따른 지하철 터널에 미치는 영향 검토를 수행하였다. 수치해석은 기존 건물 철거를 고려한 경우와 고려하지 않은 경우에 대해 MIDAS/GTS를 사용하여 3차원 수치해석을 수행하고 터널 변위 및 부재력 결과 분석을 통해 기존 건물 철거가 지하철 터널에 미치는 영향을 검토하였다. 그 결과 기존 건물 철거를 고려하는 경우가 고려하지 않는 경우보다 지하철 터널에 미치는 영향이 더 큰 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제7권2호
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• pp.119-131
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• 2005

본 연구에서는 실내 2차원 모형실험을 통하여 상부의 기존터널과 직각으로 교차하는 하부의 신설터널 굴착에 따른 교차부 지반 및 상부터널의 거동을 분석하였다. 연구결과 단일터널 굴착에 따른 종방향 아칭에 의해 이완영역 발생 이후의 전후방 지반에서 연직토압이 증가하였다. 하부터널 굴진면 상부에 상부터널의 측벽이 위치할 경우, 굴진면에 근접한 전방지반에서 연직토압이 약간 증가하였다. 상부터널의 측벽이 굴진면 상부에 위치하고, 수직이격거리가 하부터널 전단에서 상부터널 중심까지의 거리가 0.7 H와 1.0 H인 경우에 굴진면 전방에서 연직토압이 증가하였다. 그러나, 교차터널의 수직이격거리가 1.3 H인 경우 단일터널과 통일하게 거동하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.779-797
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• 2017

최근 도심지의 지상교통시설이 포화수준에 이르렀을 뿐만 아니라 증가하는 교통량으로 인한 교통난과 미세먼지 등의 대기환경 오염의 심화로 인하여 지하도로건설이 각광을 받고 있다. 지하도로건설은 도심지 교통난 해소와 더불어 친환경적인 도시설계가 가능하기 때문에 신설도로 뿐만 아니라 기존도로 역시 지하화 되어 가는 추세이다. 지하도로건설시 IC(분기점)와 JC(나들목) 역할을 수행하는 분기터널의 건설은 필수적이라 할 수 있다. 따라서 분기터널에 의한 기존터널의 영향분석은 필수적으로 고려해야한다. 본 연구에서는 분기터널 굴착 시 기존터널에 미치는 영향을 수치해석을 통해 분석하였다. 분기터널을 기존터널의 직하부를 기점으로 하여 시계방향으로 $45^{\circ}$간격으로 총 5가지의 경우를 설정하였으며, 각각의 경우에서 변위조절방법(Displacement Controlled Model)을 이용하여 지반손실률을 0.5%, 1.0% 그리고 1.5%을 적용하여 수치해석을 실시하였다. 그 결과, 지반손실률이 증가할수록 변위와 파괴범위, 그리고 안정성에 미치는 영향이 증가하는 것으로 나타났다. 또한 직하부에 위치한 분기터널이 가장 안정성에 취약한 것으로 확인 되었으며, 분기터널의 위치가 연직, 수평방향에 있을 경우보다 대각선방향에 위치할 경우가 변형과 라이닝 파괴 측면에서 불안정한 것으로 나타났다.