• 터널과지하공간
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• 제7권4호
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• pp.299-309
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• 1997

Soil and rock improvement and reinforcement techniques are applied to achieve safe tunnel excavation in difficult geological conditions. The Umbrella Arch Method(UAM), one of the auxiliary techniques, is used to reduce ground permeability and improve stabtility of the tunnel by inserting a series of steel pipes into ground around the crown inclined to the longitudinal axis of the tunnel. Additionally, multi-step grouting is added through the steel pipes. UAM combines the advantages of a modern forepoling system with the grouting injection method. This technique has been applied in subway, road and utility tunneling sites for the last few years in Korea. This paper presents the results of analysis of the case studies on ground movements associated with UAM used in the Seoul Subway line 5 constructon site. Improvement of tunnel stability and decrease of ground settlement expected with pipe insertion are also discussed. Finally, the method to minimize ground settlements caused by NATM tunnelling are suggested.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2008년도 공동학술대회
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• pp.191-194
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• 2008

터널 시공당시 발생하는 여굴이나 라이닝과 원지반 사이에 발생하는 배면공동은 터널의 안정성에 심각한 문제를 야기할 가능성이 있으므로 모르타르 등으로 반드시 뒷채움 시공을 하여야 한다. 이러한 뒷채움 시공이 필요한 공동의 위치, 규모의 확인 및 뒷채움 시공의 결과를 효과적으로 확인하는 비파괴 방법으로 GPR탐사가 보편적으로 이용되어진다. 본 논문에서는 서울의 ○○ 터널의 천단부에 대하여 뒷채움 시공전 450MHz 주파수 대역의 안테나를 이용하여 연속적인 GPR탐사를 수행하였고, 그 결과 전체 터널구간 중 크고 작은 8개구간의 배면 공동이 존재하고 있음을 확인하였다. 뒷채움 시공 이후에도 동일한 측선에서 GPR탐사를 수행한 결과 시공전에 발견된 배면공동이 모두 효과적으로 메워진 것을 확인할 수 있었으며, 기타 철근이 배근되어진 구간역시 밀착도가 더욱 향상된 것을 확인할 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.799-812
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• 2017

쉴드 TBM 터널에 대한 2차원 수치해석 시 기존 연구에서는 뒤채움재 및 실제적인 내공변위 분포를 적절히 고려하지 않았다. 따라서 본 연구에서는 이를 보완하고자 gap parameter 적용 시 굴착면에서 발생하는 실제적인 내공변위분포를 고려하고, 적정한 뒤채움재 물성치를 적용한 모델링 방법을 제시하였다. 이를 위해 단일층 풍화토 지반을 대상으로 gap parameter와 토피고가 굴착면의 지반손실량과 지표손실량으로 구성되는 체적손실량에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과 대부분의 지표침하가 굴착 직후에 발생하였으며, 토피고 및 gap parameter가 증가할수록 수치해석을 통해 얻은 지표침하곡선의 영향범위가 제안된 이론식보다 넓게 나타났다. 따라서 2차원 수치해석 시 쉴드 TBM 터널의 거동을 정확히 평가하기 위해서는 하중분담률을 이용하여 gap parameter를 적용하고, 뒤채움재의 물성치도 적절히 고려해야 한다고 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제5권1호
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• pp.3-11
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• 2003

터널 시공 시 막장의 안정은 주요 관심사이다. 그러나, 터널 지보재에 비해 상대적으로 터널 막장의 안정성 문제는 그리 많은 연구가 이루어지지 않은 실정이다. 또한 지하수위 하에서 터널 시공 시 터널 내로 지하수 흐름에 의해 발생된 침투수력은 막장의 안정성에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 두 가지 요소를 고려하여 터널 막장의 안정성을 평가하였다. 하나는 극한이론 중 상한치 이론으로 산출된 유효응력이며, 다른 하나는 정상류 흐름조건에서 수치해석으로부터 산출된 침투수력이다. 열악한 지반조건에서 터널 시공 시 터널의 안정과 인접 구조물의 손상을 방지하기 위해 보조공법이 적용된다. 강관 다단 그라우팅 공법은 근래 국내에서 적용되고 있는 보조공법 중의 하나이다. 본 논문에서는 강관 다단 그라우팅으로 보강된 터널의 막장 안정성도 함께 평가되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.617-635
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• 2012

본 연구에서는 그라우팅이 실시된 4~5 등급(Q 분류의 1 이하)에 해당 되는 암반 터널을 대상으로, 그라우팅 전 후의 암반 투수계수 및 그라우팅 주입량과 Q분류법의 파라미터들간의 상관관계를 분석해 보았다. 연구 대상 터널의 경우 Q 값이 작을수록 그라우팅 전 암반 투수계수는 커지며, 그라우트의 주입량은 작아지는 것으로 나타났다. 또한 투수계수 및 주입량에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 RQD 및 절리군수(Jn)인 것으로 나타났다. 또한 보통시멘트를 주입재로 한 암반터널 그라우팅 작업에서 투수계수를 $1.0{\times}10^{-8}$ m/sec이하로 낮추는 것은 매우 어려운 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제20권4호
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• pp.313-322
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• 2020

This study focuses on a prediction approach of compaction compensation grouting efficiency in sandy soil. Based on Darcy's law, assuming that the grouting volume is equal to the volume of the compressed soil, a two-dimensional calculation model of the compaction compensation grouting efficiency was improved to three-dimensional, which established a dynamic relationship between the radius of the grout body and the grouting time. The effectiveness of this approach was verified by finite element analysis. The calculation results show that the grouting efficiency decreases with time and tends to be stable. Meanwhile, it also indicates that the decrease of grouting efficiency mainly occurs in the process of grouting and will continue to decline in a short time after the completion of grouting. The prediction three-dimensional model proposed in this paper effectively complements the dynamic relationship between grouting compaction radius and grouting time, which can more accurately evaluate the grouting efficiency. It is practically significant to ensure construction safety, control grouting process, and reduce the settlement induced by tunnel excavation.

• 터널과지하공간
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• 제13권5호
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• pp.331-343
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• 2003

주입공법은 터널 등 지하구조물의 보강법으로 적용사례가 증가하고 있으나, 그 효과의 공학적 평가에 관한 연구는 매우 부족한 실정이며, 특히 절리를 포함한 불연속암반의 주입재에 의한 역학적 특성변화에 대한 연구는 거의 이루어지지 않고 있는 형편이다. 따라서 본 연구에서는 주입에 의한 불연속암반의 변형특성을 규명하기 위하여 절리군의 경사, 절리군의 간격을 달리한 절리암반모형을 제작한 후, 이에 대한 주입전후에 대한 이축압축시험을 실시하여 변형특성을 조사하였다. 또한 시멘트현탁액 주입공법이 적용된 고속도로터널에 대한 3차원 유한차분해석을 실시하여, 이를 현장계측자료와 비교함으로써 해석의 타당성을 검토하였다. 주입후 절리 암반모형에 대한 이축압축시험결과, 절리암반의 하중-변형곡선은 주입전의 비선형에서 선형적으로 변하였으며, 변형계수도 증가하는 것으로 나타났다. 절리간격과 최소주응력이 커짐에 따라 주입전 변형계수에 대한 주입후 변형계수의 비가 지수함수적으로 감소하는 경향을 보였다. 주입전후의 이축압축시험결과로부터 주입전 암반의 변형계수와 주입후 암반의 변형계수의 관계를 지수함수로 표현한 경험식으로 제시하였다. 현지암반의 주입에의한 보강효과를 3차원 유한차분법을 이용하여 해석한 결과, 주입공법이 적용될 경우 터널의 천단과 측벽에서 발생되는 변위는 현저하게 감소하는 것으로 해석되었으며, 굴착이 진행됨에 따라 발생하는 변위의 양상이 현장 계측결과와 유사한 경향을 나타내었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.273-283
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• 2003

일반적으로 터널이 풍화암, 파쇄대 또는 토사 구간을 관통할 경우, 터널의 구조적 안정을 확보할 목적으로 그라우팅으로 지반을 보강한 후에 터널 굴착을 하게 된다. 터널 시공의 안정성과 경제성을 확보하려면 각 지반조건에 적합한 공법을 선택하여 그라우팅 설계와 시공이 진행되어야 하고, 신뢰성 있는 그라우팅의 시공을 위해서는 그라우팅 시공 후 그라우팅의 성능평가가 이루어져야 한다. 지금까지의 그라우팅의 평가는 한정된 개수의 코아에 대한 압축강도 시험으로 수행되었으나, 이러한 방법으로는 보강된 지반의 전반적인 그라우팅 성능 평가 및 보강 효과의 정량화에 다소 정확성이 결여될 소지가 있다. 본 연구에서는 코아 채취를 통한 일점식 평가를 탈피하고자 SASW 기법을 도입하여 그라우팅의 정량적 성능평가 방법을 모색하고자 하였다. SASW기법은 재료의 표면에서 비파괴적으로 탄성파를 발진하고 전파된 탄성파를 측정하여 재료의 내부강성구조를 평가하는 방법으로, 지반의 전단강성 구조 및 콘크리트 구조물의 비파괴 건전도 평가 등에 주로 활용되는 기법이다. 본 연구에서는 터널 1차 라이닝(shotcrete) 표면에서 SASW 실험을 수행하여 터널 원지반에 대한 우레탄 보강의 효과를 터널 원지반의 전단강성 증가와 원지반내의 내부 공동 또는 균열 확인 등의 측면에서 평가하고자 하였다. 그리고, 본 연구에서 제안한 방법의 신뢰성 및 현장적용성을 확인하기 위하여, 실제 경기도 OO철도 터널에서의 우레탄 그라우팅 성능평가에 본 연구에서 제안한 방법을 시험 적용하였다.

• 자원환경지질
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• 제32권6호
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• pp.661-667
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• 1999

Estimation of inflow rates into subsection of a tunnel is establishing the proposed grouting part, measuring the degree of grouting, and settling the dispute over deplrtion of groundwater which may be resulted from tunneling. A current meter was used to calculate inflow rates of groundwater to each subsection of the tunnel. The study area is composed of section 1 and 2 of Imha-Youngchun waterway trnnel which has 32.976km length, with each section having 3,745m and 4,079m, respectively. The depth from groung surface to tunnel ranges from 122.45m to 358.3m. Total inflow rates of groundwater into each section measured three times by the current meter, together with bottle and eye measurement, were compared with groundwater inflow rates of each section measured by datalogger. The calcuated inflow rates of the sections by bottle and eye measurement were 8.8%∼54.7% of inflow rate (averaging 27,4%), whwewas those by the current meter were 76.9%∼110.6%(averaging 92.9%). Therfore, the current meter is regarded as useful method to calculate groundwater inflow rates into subsections of a tunnel.

• 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).