• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.393-402
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• 2021

국내에 첫 도입된 TBM은 Gripper TBM으로 1985년 구덕 수로터널에 적용되었다. Gripper TBM 도입 초기단계에는 주로 수로터널 중심으로 적용 실적이 많았다(Tunnel Mechanized Construction Design, 2008). 현재 국내에서의 Gripper TBM의 시공범위는 수로터널은 물론이고 지하철, 철도터널, TBM+NATM 확공에 이르기까지 매우 다양하게 적용되고 있다. 해외에서는 Gripper TBM의 적용은 일반적이며, NATM터널 적용 시에도 Gripper TBM의 우수한 굴진율 때문에 탐사터널로 적용하고 완공 후에는 피난터널로 사용한다. 빠른 굴착속도로 인하여 풍화암 이상의 암반구간에서 Gripper TBM의 적용은 장대터널이나 산악터널 계획 시 다수의 작업구를 만들어 발생하는 환경이나 민원문제를 최소화 할 수 있다. 본 연구에서는 국내에서 가장 많이 적용되었던 직경 2.6~5.0 m의 Gripper TBM의 월굴진율과 시공싸이클을 분석하여 일반적인 Gripper TBM의 작업과정을 분석하고 월굴진율 300 m/month 이하로 굴진율을 기록했던 프로젝트의 Downtime을 조사·분석하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권5호
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• pp.463-476
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• 2024

쉴드 TBM 공법은 소음·진동 등의 환경위해요소를 배재할 수 있어 친환경적이며 연약한 지반조건에서도 안전한 터널건설이 가능하지만 기존 NATM 공법에 비해 고가의 공사비로 인해 적용에 많은 제약이 있다. 따라서 쉴드 TBM 공법의 적용성을 높이기 위해서는 공사비 절감을 통한 경제성 확보가 필요하며 이중 쉴드 TBM 터널 공사비의 약 35~40%로 가장 큰 비중을 차지하고 있는 세그먼트 공사비 절감이 매우 중요하다. 그 일환으로 본 논문에서는 쉴드 TBM 시공경험이 풍부한 일본의 쉴드 TBM 장기계측 데이터 분석을 통하여 터널 시공 및 운용 중 세그먼트 응력, 터널외부하중 조건 등의 변화추이를 고찰하고 설계단계의 예상치와 운용 중 계측값의 차이를 비교분석하였다. 이를 통하여 쉴드 TBM 설계단계에서 세그먼트 경제성 확보를 위한 개선사항을 연구하고자 한다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.195-205
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• 2013

건설공정관리는 주어진 공기 내에 공사를 완료하기 위해 투입되는 자원과 요소작업들의 종합적인 계획을 말한다. 이중 공사기간의 산정은 사업초기 신뢰할만한 근거에 의해 결정되어야 한다. 그러나 실제 현장에서는 담당자의 직관적 판단, 과거 유사 프로젝트의 공기 참고 등의 부정확한 방법으로 개별 작업기간이 결정되고 있다. 이러한 기존 방식의 개선을 위한 선행연구로 본 연구는 TBM공법 $({\phi}2.6m,\;{\phi}3.0m,\;{\phi}3.5m,\;{\phi}5.0m,\;{\phi}8.0m)$ 운영을 위한 건설사업의 초기단계에서 활용할 수 있는 표준모델을 제시하여 신속하게 전체 개략공기를 추정할 수 있는 공기를 산정하여 제시하였다. 따라서 본 연구에서 TBM 구경별로 분석하여 제시한 총 공사기간은 향후 TBM 공사를 수행할 때, 기본계획단계와 기본설계단계에서 공사계약, 공사비 산정, 공정계획을 수립하고 관리하는데 유용한 자료가 될 것으로 확신한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.79-94
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• 2022

도심지 포화 상태로 인한 지하공간 개발의 일환으로 터널 건설의 수요가 증가하고 있다. 쉴드 TBM 공법은 진동과 소음을 최소화하며 굴착과 동시에 지반 변형을 최소화하는 공법으로, 국내 도심지 터널 시공은 대체로 쉴드 TBM이 적용되고 있다. 도심지 지반침하 예측의 중요성은 나날이 증가하고 있으며 쉴드 TBM 시공의 경우 지반 변형을 최소화 하지만 터널굴착에 의한 지반침하는 필연적으로 발생한다. 따라서 본 연구에서는 도심지 적용성이 높은 쉴드 TBM과 지반침하와의 상관성을 분석하여 지반침하에 주요한 영향을 미치는 쉴드 TBM 시공인자를 제시하고자 한다. 실제 현장에서 수집한 쉴드 TBM 시공데이터와 지반침하 계측데이터 간 상관관계 분석을 수행하였으며, 상관성 정도를 상관계수 "r"로 표현하였다. 그 결과 지반침하에 영향을 미치는 쉴드 TBM 주요 시공인자는 추력(Thrust force), 토크(Torque), 챔버압(Chamber pressure), 뒷채움압(Backfill pressure), 배토량(Muck discharge)으로 나타났다. 본 연구 결과를 통해 향후 쉴드 TBM 운용 시 지반침하를 사전에 예측 및 제어 할 수 있도록 주요 시공데이터에 대한 판단 기준 제시에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.1050-1058
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• 2008

현재, TBM 공법의 적용은 1985년 이래로 점진적으로 증가되고 있는 추세에 있다. 본 연구는 암반터널에서 탁월한 굴진실적을 갖고 있는 TBM 공법의 이해와 운영상의 발전을 위해서 TBM 공법을 적용한 시공 사례의 시간손실과 TBM 굴진장의 상관관계를 분석하였다. 그리고 분석결과를 기 분석된 미국, 일본의 운영현장의 결과값과 비교하여 TBM 굴진에 영향을 주는 요인을 분석하였고 그 분석결과에 따른 운영 개선 방안을 제시하였다. 따라서 본 연구에서 제시한 개선 방안은 향후 기본계획수립단계에서 TBM 공법 적용시 개략적인 지표로 활용할 수 있는 중요한 자료가 될 것으로 사료된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제38권5호
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• pp.467-476
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• 2024

This study investigates Tunnel Boring Machine (TBM) performance prediction by employing discrete event simulation technique, which is a potential remedy highlighting its stochastic adaptability to the complex nature of TBM tunnelling activities. The new discrete event simulation model using AnyLogic software was developed and validated by comparing its results with actual performance data for Daegok-Sosa railway project that Earth Pressure Balance (EPB) TBM machine was used in Korea. The results showed the successful implementation of predicting TBM performance. However, it necessitates high-quality database establishment including geological formations, machine specifications, and operation settings. Additionally, this paper introduces a novel methodology for daily performance updates during construction, using automated data processing techniques. This approach enables daily updates and predictions for the ongoing projects, offering valuable insights for construction management. Overall, this study underlines the potential of discrete event simulation in predicting TBM performance, its applicability to other tunneling projects, and the importance of continual database expansion for future model enhancements.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제8권4호
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• pp.319-327
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• 2012

본 연구는 대표적인 TMB 장비 회사인 독일 WRITH사에서 개발한 TMB 공법 적용 현장의 굴진보고서를 수집하여 작업운영 생산성을 분석하였다. 그리고 분석된 자료를 근거로 구경별(2.6m, 3.0m, 3.5m, 5.0m, 8.0m) 월굴진속도(m/월)를 도출하였다. 또한, 도출된 구경별 월 굴진속도를 근거로 독일의 WRITH사에서 구경별로 제시한 1m당 굴진에 소요되는 공사비 와 총공사기간을 산출하였다. 경암 40.0%, 연암 30.0%, 보통암 20%, 풍화암 10.0%로 구성된 암질을 기준으로 구경별로 도출된 월굴진속도, m당 공사비, 총공사기간은 향후 TBM 공법 적용시 기본계획단계와 기본설계단계에서 구경별 공사기간 및 공사비를 추정하는데 효과적인 활용 자료가 될 것으로 사료된다.

• 터널과지하공간
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• 제34권4호
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• pp.413-420
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• 2024

도심지 터널에 적용성이 우수한 Gripper TBM 계획시 굴착공법 특성을 반영하지 않고 기존 NATM 터널의 지반이완 개념의 보강계획을 준용하여 굴착안정성 및 시공성이 저하되는 문제를 발생시키고 있다. 본 연구에서는 도심지 근접시공에 따른 보강계획시 Gripper TBM 굴착공법 특성을 고려한 지보계획의 합리화 방안을 제안하고자 하였다. 이를 위해 굴착공법별 시공조건을 고려한 3차원 안정성 검토를 수행하여 굴착에 따른 주변지반에 미치는 영향을 분석하였다. NATM공법은 굴착과 동시에 무지보 자립시간이 발생되어 굴진면에 지반이완이 집중되었으나, Gripper TBM은 커터헤드와 스킨플레이트를 통해 굴진면 주변지반을 지지하므로 스킨플레이트 후방에 지반이완이 발생되었다. 이러한 굴착공법 특성을 고려하여 연구대상현장의 근접시공에 따른 보강계획의 문제점을 지적하고 Gripper TBM 굴진안정성 및 시공성 등을 고려한 합리적인 지보패턴 개선방안을 제안하였다.

• 터널과지하공간
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• 제34권3호
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• pp.185-195
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• 2024

인천도시철도 1호선 검단연장선 1공구 건설공사는 국내 최초로 로드헤더와 TBM 장비가 함께 적용되었다. 쉴드TBM 터널 구간은 1,057 m이며, 대부분 암반으로 구성 되어있으며 공항철도 및 경인아라뱃길 하부 터널 구간 공사를 포함하고 있다. 굴진을 위해 7.8 m 토압식 쉴드TBM 장비가 투입되었으며, 상·하선 구간의 평균 월굴진율은 239.1 m이고, 최대 월굴진율은 334.5 m이다. 본 기술기사에서는 인천도시철도 1호선 검단연장선 1공구 쉴드TBM 터널 굴진 실적을 중심으로 쉴드TBM의 생산성을 종합적으로 평가해 보았으며, 성공적인 쉴드TBM 터널 공사 수행에 있어서 유용한 자료를 제공하고자 한다.

• 자연, 터널 그리고 지하공간
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• 제23권1호
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• pp.44-60
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• 2021