• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.829-843
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• 2017

최근 국가간 대륙간의 정치 경제 문화의 통합에 따른 여객 및 물류수송의 증가로 인해 이를 수용할 수 있는 교통 시스템 건설을 위한 필수적 요소 중 하나인 해저터널의 필요성이 대두됨에 따라 해저터널의 연장이 점차 증가되는 추세에 있다. 하지만, 현재 연장 5 km 이상의 해저터널은 19개가 건설되어 있으나, 연장 50 km 이상의 해저터널 시공 및 운영사례는 전무한 실정이다. 우리나라의 경우에는 한 중 해저터널, 한 일 해저터널, 호남~제주 해저터널 등 연장 50 km 이상의 해저터널이 계획 중에 있으며, 지역특성상 국가간 연결터널이 대다수로서, 해저터널 건설에 대한 기술선점의 중요성이 더욱더 크게 대두되고 있다. 이러한 해저터널은 대부분 초장대의 고수압 조건에 건설됨에 따라, 초장대 터널에서의 환기 및 방재기술, 고수압 조건에서의 구조적 안정성 확보기술, 열차고속화에 의한 공력저감기술 등 육상터널과는 다른 새로운 개념의 건설기술들이 종합적으로 요구되나, 유로터널 등 기존사례의 기술수준 반영 시에는 과도한 건설비와 건설기간이 소요된다. 이에, 본 논문에서는 호남~제주 구간에 대한 가상설계를 통하여 현재 설계 및 시공사례가 없는 고수압(최대수심 160 m), 초장대(총 연장 108 km), 고속철도(설계속도 350 km) 터널의 구조적 안정성 확보, 시공 중 및 운행 시 효율적 환기 방재 시스템 확립 등 다양한 문제점들에 대한 합리적인 해결방안을 제시하였다.

• 지질공학
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• 제24권4호
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• pp.455-461
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• 2014

The Honam-Jeju, Korea-Japan, and Korea-China subsea tunnel construction projects have drawn significant attention since the early 2000s. These subsea tunnels are much deeper than most existing natural shallow sea tunnels linking coastal areas. Thus, the need for developing new technologies for the site selection and construction of deep subsea tunnels has recently emerged, with the launch of a research project titled "Development of Key Subsea Tunnelling Technology" in 2013. A component of this research, an analysis of deep subsea geological structure, is currently underway. A ground investigation, such as a borehole or geophysical investigation, is generally carried out for tunnel design. However, when investigating a potential site for a deep subsea tunnel, borehole drilling requires equipment at the scale of offshore oil drilling. The huge cost of such an undertaking has raised the urgent need for methods to indirectly assess the local geological structure as much as possible to limit the need for repeated borehole investigations. This study introduces an indirect approach for assessing the geological structure of the seafloor through a submarine bathymetry analysis. The ultimate goal here is to develop an automated approach to the analysis of submarine geological structures, which may prove useful in the selection of future deep subsea tunnel sites.

• 터널과지하공간
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• 제24권2호
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• pp.120-130
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• 2014

최근 전 세계적으로 여러 건의 대규모 해저터널 건설 사업이 완료되었거나 진행 혹은 계획 중에 있다. 우리나라 역시 한중, 한일 해저터널에 대한 기본 구상이 이루어지고 있으며 동시에 국내 도서 지역을 연결하는 해저터널이 구상 단계에 있다. 국내 기술수준과 해저터널 건설이 갖는 파급효과를 고려할 때, 해저터널 관련 기술의 확보 및 개선이 요구되어진다. 이 논문은 사례연구를 통하여 해저터널이 갖는 특징과 국내외 해 하저터널 건설동향을 분석하였고 해저터널과 관련된 사고 발생 사례를 수집하여 이로부터 요구되는 관련기술에 대하여 정리하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권5호
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• pp.523-536
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• 2013

해저터널은 육상의 지하구조물과 달리 시공 및 운영 중의 안전성을 확보하기 위해서는 기존의 육상터널에 적용된 응력과 변위계측과 더불어 해저터널의 특성을 고려한 계측이 필수적으로 요구된다. 따라서 해저터널의 안정성을 평가하고자 NATM에 적용되는 개념을 정리하고, 계측계획 수립을 위한 관측 시스템(observation system), 터널의 안전관리를 위한 임계변형률 이론과 국부적으로 발생하는 암석과 지보재의 파괴나 균열의 생성을 파악할 수 있는 미소파괴음 계측을 소개하고, 이러한 방법들을 사용한 해저터널 계측 및 관리방안을 제시하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.235-244
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• 2016

해저터널 시공 중 단층, 파쇄대 및 미고결층 등의 취약한 지반조건에서 일어나는 문제점을 극복하기 위해 시공 중 그라우팅을 진행한다. 암반에서 그라우팅은 주로 불연속면을 따라 주입되므로 절리의 분포, 거칠기 또는 폭과 같은 절리 인자들이 그라우팅 보강암반의 물성에 지대한 영향을 미친다. 해저터널 주변의 그라우팅 보강암반은 해저환경에서 정수압을 다 부담하여 장기적인 열화와 미세구조변화 및 균열 등이 발생하며 암반물성이 시간에 따라 변하므로 그라우팅으로 인한 해저터널 주변암반의 장기적인 거동평가가 요구된다. 본 연구에서는 실내실험을 통해 다양한 축 응력, 양생기간 및 절리조건에서 그라우팅 보강암반의 탄성파 전달특성을 분석하였고 국내에서 사용되는 다양한 암반분류법들의 탄성파 기준을 고려하여 그라우팅 보강암반의 보강정도를 탄성파 속도로 추론하였다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.36-47
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• 2017

대표적인 국내 해저터널 시공사례로 침매공법을 적용한 가덕 해저터널이 완공되어 운영 중이고, NATM 공법을 적용한 보령~태안간 해저터널이 건설중이다. 호남~제주 간 고속철도 해저터널이 구상중 이고, 일본, 중국과도 해저터널 건설에 대한 타당성이 검토되고 있다. 그러나 Shield TBM 공법을 적용한 해저터널에 대한 국내 시공사례가 없어, 현재의 기술력으로는 장대 해저터널 사업성 분석 및 적정 공사기간 예측 등 공사수행을 위한 공정계획정보 제공이 어렵다. 경제성 등 이유로 정부기관 및 발주기관도 Shield TBM 공법 적용에 소극적이고, Shield TBM 공법을 적용한 공정관리분야 기술적 자료도 부족한 실정이다. 따라서, 장대 해저터널 사업성 분석 및 적정 공사기간 예측하기 위한 표준공정관리체계가 필요하다. 본 연구를 통해 WBS, Network Diagram, 단위 공사기간 산출모델 등 해저터널 표준공정관리 체계를 제시하므로써, 장래 건설되어질 해저터널 사업에 기술적, 경제적으로 기여하고자 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.15-38
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• 2022

최근 국내 터널기술은 국내·외에서 TBM 장비를 활용한 터널 시공 등으로 장대화 및 대단면화 등 다양한 성과를 나타내고 있으며, 특히 하저 및 해저터널이 빈번하게 설계되며, 시공 중에 있다. 가덕 해저터널(3.7 km)이 2010년 12월에 개통되었고 인천 북항터널(5.4 km)은 2017년에 개통되어 운영 중에 있으며 대천항~원산도 간 보령해저터널(6.29 km)이 2021년에 준공될 예정이다. 해외의 경우도 노르웨이, 일본 등의 국가에서 다수의 해저터널이 시공되어 운영 중인 것으로 알려져 있다. 해저터널 건설을 위하여 해저터널과 육상터널의 차이점에 대하여 분석하였으며, 해저터널과 육상터널을 비교하여 단층대와 연약대에서 고수압 조건과 대규모 해수 유입으로 인한 안정성 확보 등의 문제점에 대하여 언급하였다. 본 논문에서는 압해-화원 간 국도77호선 건설공사의 해저터널 계획 시 검토하였던 다양한 위험요소와 이를 극복하기 위해 설계 시 반영하였던 대책방안에 대하여 기술하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권6호
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• pp.587-596
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• 2015

Recent years have shown great advances in the feasibility of long subsea tunnels. Projects such as the Channel Tunnel, the Stoerebelt Tunnel or the Bosporus Crossing have pushed the boundaries of TBM tunneling technology and fueled the work on feasibility studies for even more challenging projects such as crossing the Qiongzhou or Gibraltar Straits. There are numerous geotechnical challenges such as wide variations of ground conditions, high operation pressures or long tunnel distances and finally geological uncertainties which must be solved in order to attempt such projects. Several operational challenges such as large muck quantities interventions under difficult conditions and long transport distances also have to be tackled. TBM manufacturer and construction industry have developed a number of approaches to these challenges which point into the right technical direction and have been proven successfully in recent experiences. Their further development will allow attempting several megaprojects which are currently under discussion.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권2호
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• pp.145-155
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• 2010

최근 국내에서는 해저터널에 대한 관심이 늘고 있고, 실제 해저터널의 건설아 진행되고 있다. 이러한 해저터널의 안정성을 위해서는 차수 및 보강을 위해 그라우팅이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 해저 심부에 위치한 터널을 대상으로 그라우팅 보장이 터널의 안정성에 미치는 영향을 살펴보았다. 이를 위해 1, 3, 5 등급 암반을 대상으로 그라우팅 보강영역, 암반등급, 숏크리트 두께, 측압계수, 그라우팅 두께, 펌핑의 유무를 달리하여 민감도 분석을 위한 수리-역학적 연계해석을 수행하였다. 수치해석을 위해 FLAC-2D ver 5.0을 사용하였다. 해저터널의 그라우팅 보강 설계를 수행할 경우에는 그라우팅의 강도증가 효과뿐만 아니라 그라우팅 차수로 인해 증가되는 수압의 효과도 같이 고려해야 할 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권5호
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• pp.563-573
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• 2015

For hard rock subsea tunnels the most challenging rock mass conditions are in most cases represented by major faults/weakness zones. Poor stability weakness zones with large water inflow can be particularly problematic. At the pre-construction investigation stage, geological and engineering geological mapping, refraction seismic investigation and core drilling are the most important methods for identifying potentially adverse rock mass conditions. During excavation, continuous engineering geological mapping and probe drilling ahead of the face are carried out, and for the most recent Norwegian subsea tunnel projects, MWD (Measurement While Drilling) has also been used. During excavation, grouting ahead of the tunnel face is carried out whenever required according to the results from probe drilling. Sealing of water inflow by pre-grouting is particularly important before tunnelling into a section of poor rock mass quality. When excavating through weakness zones, a special methodology is normally applied, including spiling bolts, short blast round lengths and installation of reinforced sprayed concrete arches close to the face. The basic aspects of investigation, support and tunnelling for major weakness zones are discussed in this paper and illustrated by cases representing two very challenging projects which were recently completed (Atlantic Ocean tunnel and T-connection), one which is under construction (Ryfast) and one which is planned to be built in the near future (Rogfast).