• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.382-389
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• 2000

The purpose of present study is to investigate for reducing pressure fluctuations in tile case of installing tile air-shafts on the side wall of the tunnel with small cross-sectional area on conventional line. Experiments were performed with a 1/61-scale moving model rig for the tunnel of 0.764km length in the condition of tunnel cross-section area of 28 ㎡ According to the results, the maximum pressure fluctuation is reduced by 45% for 19 air-shafts. This results have the speed-up effects of about 33.4km/h for the train running in tunnel.

• 화약ㆍ발파
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• 제26권2호
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• pp.29-37
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• 2008

도로 및 철도 건설에서 적용되는 터널의 단면크기는 $50m^2$에서부터 $200m^2$의 중 대단면 터널이 주를 이루고 있으나, 전력구, 통신구, 광산용 터널, 용수를 위한 도수로터널 등 특수한 용도로 설계, 시공되고 있는 터널에서는 $20m^2$이하의 단면크기를 갖는 경우가 많다. 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 예비압축되어 사압현상을 일으키고 잔류약을 발생시키는 사례가 종종 발생하고 있다. 사압현상은 발파의 실패와 함께 2차적인 사고의 위험요인이 될 수 있으므로 이를 방지하기 위한 대책을 수립하여야 한다. 기존 문헌을 통하여 사압현상의 원인과 발생 가능성을 검토하였고, 사압현상이 발생한 소단면 터널현장을 대상으로 그 대책을 수립하여 적용하였다. 심발방법을 변경하여 전단의 충격압력을 견딜 수 있는 공간격을 확보하고 뇌관의 초시간격을 적절하게 배치한 발파패턴을 적용한 결과, 사암현상을 억제하고 잔류약의 발생을 감소시켜 계획 굴진장을 확보하였으며 파쇄석의 크기를 감소시키는 등 양호한 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.375-388
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• 2017

교통난 해소와 녹지공간의 확보를 위해서 도심지 소형차 전용 소단면 터널이 증가하는 추세이나 소단면 터널에 대한 방재시설 설치를 위한 기준은 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 대배기구 방식을 적용한 소단면 터널에서 화재가 발생하는 경우 열환경 및 유해가스(CO)의 농도 특성을 고찰하기 위해 A86터널, 서울시에서 계획한 바 있는 U-Smartway터널, 서부간선터널을 모델로 하여 터널 단면적, 화재강도 및 배연풍량에 따른 화재시 터널내 온도 및 유해가스농도를 수치해석적인 방법으로 해석하고 비교 검토하였으며, 다음과 같은 결과를 얻었다. 터널 단면적이 감소하면 화원부의 온도는 증가하나 온도 상승률이 화재강도변화에 미치는 영향은 적다. 그러나 배연풍량 변화에 따라 큰 차이가 발생한다. 대배 기구 방식의 배연풍량으로 Q3+2.5Ar을 적용하는 경우, 화원부 온도는 서부간선터널($Ar=46.67m^2$)을 기준으로 하는 경우, A86($Ar=25.3m^2$)은 7.1배, U-smartway($Ar=37.32m^2$)는 5.4배가 증가하는 것으로 나타났다. 또한 화원부의 CO농도도 동일한 경향을 보이고 있으며, 서부간선터널 대비 A86터널은 10.7배 U-Smartway는 9.5배로 나타났다. 따라서 소단면 터널의 경우, 단면적감소에 따른 열환경 및 유해가스농도는 단면적 감소율 보다 상당히 크게 증가할 것으로 예상된다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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• pp.341-348
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• 2001

The purpose of present study is to investigate for reducing pressure fluctuations in the case of installing the air-shafts on the side wall of the tunnel with small cross-sectional area on conventional line. Experiments were performed with a 1/61-scale moving model rig for the tunnel of 0.764 km length in the condition of tunnel cross-section area of $28 m^2$. According to the results, the maximum pressure fluctuation is reduced by 45 % for 19 air-shafts. This results have the speed-up effects of about 33.4 km/h for the train running in tunnel.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 1995년도 창립기념학술대회
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• pp.30-36
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• 1995

An axisymmetric flow induced by a train moving into a tunnel is numerically simulated. The effect of train shape on wavefront of a compression wave created by a train is investigated parametrically using several model trains having the same nose shape but different blockage. The zonal method combined with the Fortified Solution Algorithm (FSA) is employed as a numerical algorithm to solve this moving body problem. The computational result is compared with the experimental data. Good agreement is obtained, which justifies the present computational approach. The compression waves created by the model trains are compared and the result shows that the pressure gradient of the wavefront of the compression wave becomes small in the case of small blockage even though the nose shape is same. The wavefront is not determined solely by the cross-sectional area distribution of the train nose.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 1998년도 창립기념 춘계학술대회 논문집
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• pp.604-611
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• 1998

High-speed railway trains entering and leaving tunnels generate finite amplitude pressure wave which propagate back and forth along the tunnels, reflecting at the open ends of the tunnels and at other discontinuities such as ventilation shafts and the train themselves. In present day railways, the magnitudes of the pressure waves are much too small to cause structual damage, but they are a serious potential source of aural discomport for passengers on unsealed trains. Almost always do the pressure waves propagating along the tunnels lead to a hazardous impulse noise near the exit portal of the tunnel. In order to alleviate such undesirable phenomena, some control strategies have been applied to the compression wave propagating inside the tunnel. The objective of the current work is to investigate the effect of tunnel entrance hoods on the entry compression wave at the vicinity of the tunnel entrance. Three types of entrance hoods were tested by the numerical method using the characteristics of method for a wide range of train speeds. The results show that the maximum pressure gradient of compression wave can be considerably reduced by the tunnel entrance hood. Desirable hood shape for reduction of the pressure transients and impulse noise was found to be of abrupt type hood with its cross-sectional area 2.5times the tunnel area.

• 설비공학논문집
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• 제19권5호
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• pp.386-393
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• 2007

This paper studies the ventilation characteristics according to the jet fan location at the long road tunnel using the CFD software 'FLUENT' which is based on the finite volume method. The tunnel model used in the analysis has a length of 1600m, a cross sectional area of $120m^3$, and is composed of 3 lanes and one way. The velocity profile, the distribution of CO concentration and the ventilation flow rate within the tunnel are analyzed, respectively. In the analysis, it is found that the dependence of the ventilation flow rate upon the jet fan location is small, but the CO concentration in the tunnel is at the lowest when the jet fans are installed near the tunnel outlet. An air stream right below the jet fan is almost inactive due to the strong stream injection near the jet fan. Thus, the pollution level below the jet fan must be higher than the other area.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.887-895
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• 2019

인구 초과밀화 현상이 심해지고 있는 국내 수도권 및 대도시에서 발생되고 있는 교통문제 해결을 위해 지하도로 개발 사업이 늘어나고 있으며, 시공성과 경제성의 이점을 가지는 복층터널 기술을 적용하여 다수의 지하도로를 계획하고 있는 추세이다. 복층터널은 하나의 굴착단면을 두 개로 나눠 상하행선으로 사용하는 방식으로 대부분 층고가 낮아 소형차량 전용도로로 사용되고 있는 실정이다. 또한, 이러한 소단면 특성으로 인해 환기 및 방재 측면에서도 일반 도로터널과 상이한 특성을 가지게 된다. 본 연구에서는 복층터널과 같이 층고가 낮은 소단면 터널에 반횡류식 환기방식의 하나인 대배기구 방식을 적용한 운영안을 제시하고 FDS 시뮬레이션을 통해 화재발생 위치와 대배기구 배연 방식 등에 따른 배연 특성을 비교하여 분석하였다. 그 결과 균일배기와 달리 대배기구를 이용하여 집중배연시 연기의 확산지연 효과가 최대화 되고 연기가 화재지점 상하류 50 m안에 제한시킬 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.917-930
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• 2018

도로터널의 방재시설 설계에 화재 위험을 정량적으로 평가하기 위한 정량적 위험도 평가기법이 소방시설물에 대한 성능위주 설계의 일환으로 도입되어 전차종이 통과하는 대단면 터널에 대한 방재시설의 적정성을 평가하는데 활용되고 있다. 그러나 현재 도로 터널에 도입하고 있는 정량적 위험도 평가기법은 대단면 터널에만 적용이 가능하기 때문에 최근 건설이나 계획이 증가하는 소형차 전용 도로터널에 대한 정량적 위험도 평가기법의 개발 필요성이 대두되게 되었다. 이에 본 연구에서는 기존의 터널에 대한 정량적 위험도 평가기법을 기반으로 하여 소형차 전용 도로터널에 적합한 화재발생 시나리오를 제시하고 소형차 전용의 모델터널에 대해서 피난연결통로 간격에 따른 위험도를 분석하고 적용성을 검토하였다. 그 결과로 소형차 전용도로터널의 경우, 현행 사회적 위험도 평가기준을 만족하기 위한 피난연결통로의 적정 간격은 200 m로 평가되었다. 또한 소형차 전용터널에 대한 제배연방식에 따른 위험도를 비교한 결과, 제트팬에 의해서 기류제어가 가능한 대배기구방식이 피난안전확보에 효과적인 것으로 분석되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.201-210
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• 2019

최근 국내외 도심지역의 교통정체 완화와 공간의 효율성 증대를 위해 대도시내 도로의 지하화 시행빈도가 증가하고 있다. 도시부 터널은 극심한 정체상황 중 화재가 발생할 경우 대형 참사를 유발할 가능성이 산악터널보다 높기 때문에 소단면으로된 소형차전용터널로 시공이 될 가능성이 높다. 소형차 전용의 터널로 시공이 될 경우, 소형차 전용터널은 차량에 의한 설계화재강도를 감소할 수 있는 반면, 터널 높이 감소 등에 따른 단면적 축소에 따라 유해가스농도가 증가하여 위험도는 증가하는 상반된 특징이 있다. 본 연구에서는 수치해석을 통해 대배기구의 설치간격과 형태에 따른 화재양상을 터널 내 온도 및 CO농도를 분석하여 비교 검토하였으며, 다음과 같은 결론을 얻었다. 설치간격에 따른 연기확산거리는 큰 차이가 없는 것으로 분석되었으나, 본 연구에서는 간격이 100 m인 경우가 가장 효과적으로 분석되었다. 대배기구 형상에 따른 연기확산거리는 $4m{\times}3m$, $6m{\times}2m$, $3m{\times}2m$ (2열) 순으로 배연성능이 우수한 것으로 분석되었으며, 대배기구 형상에 따른 연기확산거리는 플래시오버 이후에는 큰 차이가 없지만 화재 성장과정에서 $3m{\times}2m$인 경우 다른 경우보다 확산거리가 큰 것으로 분석되었고, 대배기구 종횡비에 따른 연기확산거리는 횡방향으로 긴 경우보다 종방향으로 긴 경우가 화재연기의 확산거리가 더 짧은 것으로 분석되었다.