• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.725-744
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• 2022

도심지에서의 교통인프라 개발이 활발해 지고, 대심도 지하터널을 이용한 도시의 기반시설 확충으로 인하여 도심지 구간에서 대심도 터널시공이 많이 이루어지고 있다. 이에 따라 대심도 터널시공으로 인한 터널안전 문제와 주변 지반 및 구조물의 안전 확보여부는 중요한 이슈가 되고 있으며, 터널시공에 앞서 대심도 터널공사에 따른 리스크를 분석하고 평가하여 리스크 관리를 반드시 수행하여야 한다. 본 연구에서는 대심도 터널과 도심지 터널이라는 특성을 반영하여 터널구간에 대하여 지반조사 자료, 설계 도서, 각종 사전 검토자료 및 시공계획 등을 바탕으로 수직구, 본선터널 및 대단면 터널 정거장 구간의 지하 안전성에 대한 주요 리스크를 분석하고 평가함으로서 수직구, 본선터널과 대단면 터널정거장 구간에 대한 안전리스크를 정량적으로 관리하고자 하였다. 본 연구는 도심지 대심도 터널공사에서 시공시 리스크와 안전 문제를 사전에 검토하는 경우 기본적인 기초 참고 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 자연, 터널 그리고 지하공간
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• 제23권2호
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• pp.63-78
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• 2021

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.500-506
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• 2011

본 연구에서는 일반적으로 연약지반 개량 공사에 사용하는 심층혼합처리 공법을 도심지 공사에서 지반개량 공법으로 적용하는 방안을 평가하였다. 심층혼합처리 공법을 협소한 도심지 현장에서도 시공이 가능하도록 소형화시킨 시공 장비를 사용하여 서울 시내 재개발 현장에서 기초 지반개량 목적으로 적용하고 개량한 지반의 강도 특성, 지반교반 시 발생한 진동, 시공위치와 인접한 석축구조물에 발생한 변위를 측정하였다. 강도 시험 및 현장계측 결과 심층혼합처리 공법은 원지반의 강도를 효과적으로 개량시켰으며 시공 시 발생시킨 진동과 인접 구조물에 발생한 변위가 미소하여 도심지 공사에서 요구하는 기준을 만족시키는 것으로 판단되었다. 따라서 심층혼합처리 공법은 소음 및 진동 문제가 중요한 고려사항인 도심지 공사에서 기초공법으로 유용하게 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.11-23
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• 2020

본 본문에서는 도심지 지하굴착 및 터널현장의 예비설계 및 지반침하를 예측이 가능한 인공신경망 개발에 대한 내용을 다루었다. 인공신경망의 개발을 위해 먼저 다양한 도심지 터널 및 지하굴착 현장 계측자료를 수집하여 데이터베이스를 구축하고 이를 인공신경망 학습에 필용한 학습데이터를 구축하는데 활용하였다. 개발된 인공신경망은 학습에 활용되지 않은 검증 데이터 세트를 및 현장계측자료를 활용하여 결정계수(R²), 평균제곱근오차(Root Mean Square Error; RMSE), 절대평균오차(Mean Absolute Error; MAE) 등 통계적 파라메타를 근거로 하여 신뢰도를 검증하였다. 개발된 인공신경망은 도심지 굴착현장의 예비 설계 및 이에 따른 주변침하를 예측하는데 효율적으로 활용될 수 있는 것으로 평가되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권9호
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• pp.37-50
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• 2021

최근 도심지구간에서 지하공간을 활용한 도시 기반시설 구축으로 인하여 시설물 상호 간의 인접한 근접 시공이 많이 이루어지고 있으며, 근접시공으로 인한 기존 시설물의 안정성과 관련된 민원이 상당한 이슈가 되고 있다. 본 연구에서는 대심도 도심지 구간에 신설되는 도시철도 터널의 근접시공으로 인한 기존 지하철의 터널구조물의 거동특성을 파악하기 위해 동북도시철도 터널이 계획된 노선 상부의 지하철 6호선 터널구조물을 대상으로 연구를 수행하였다. 기존 지하철 터널구조물의 안전영역 평가 및 굴착방법에 대한 개략적인 검토와 수치해석을 통한 상세검토를 수행하였으며, 건물 손상도 평가, 궤도틀림 및 구조물 안정성 검토결과 근접시공에 따른 지하철 터널 구조물 및 주변 건물의 안정성은 확보되는 것으로 평가되었다. 본 연구는 대심도 도심지 터널 건설에 따른 기존 터널 구조물 및 주변 건물의 안정성에 미치는 영향을 평가할 수 있는 실용적인 참고 자료뿐만 아니라 터널 지하안전영향평가에 대한 실무 적용사례로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제33권5호
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• pp.439-451
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• 2023

The construction of shield tunnelling in urban sites is facing serious risks from complex and changeable underground conditions. Construction problems in the sand-clay mixed ground have been more reported in recent decades for its poor control of soil loss in tunnel face, ground settlement and supporting pressure. Since the limitations of observation methods, the conventional physical modelling experiments normally simplify the tunnelling to a plane strain situation whose results are not reliable in mixed ground cases which exhibit more complicated responses. We propose a new method for the study of the mixed ground tunnel through which mixed lays are simulated with transparent soil surrogates exhibiting different mechanical properties. An experimental framework for the transparent soil modelling of the mixed ground tunnel was established incorporated with the self-developed digital image correlation system (PhotoInfor). To understand better the response of face stability, ground deformation, settlement and supporting phenomenon to tunnelling excavation in the sand-clay mixed ground, a series of case studies were carried out comparing the results from cases subjected to different buried depths and mixed phenomenon. The results indicate that the deformation mode, settlement and supporting phenomenon vary with the mixed phenomenon and buried depth. Moreover, a stratigraphic effect exists that the ground movement around mixed face reveals a notable difference.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.371-384
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• 2021

지하공간의 개발, 특히 도심지 대심도 터널은 지상의 부족한 공간을 대체할 수 있는 건설사업으로 개발 필요성이 꾸준히 증가하고 있으나 복잡하고 장시간이 걸리는 설계 및 시공특성, 장대화 특성 등으로 인하여 관련 공공갈등이 더욱 심화되고 양상이 복잡해지고 있다. 또한, 주로 공적인 예산이 투입되므로 민원발생 시 소극적인 대응이 이루어져 갈등이 증폭되거나 교착이 장기화되는 경우가 많다. 본 연구에서는 최근 발생한 도심지 대심도 터널 시공관련 주요 갈등의 진행상황을 분석하여 갈등 발생 원인, 장기화 요인 및 해결방안 등을 검토하고, 일반시민과 터널 전문가를 대상으로 한 설문조사를 통해 대심도 터널건설에 대한 인식, 주요 갈등요인에 대해 분석하고 도심지 대심도 터널의 갈등 최소화를 위한 제언사항을 제시하였다. 본 연구결과는 도심지 대심도 터널건설에 대한 시민 공감대 형성을 위한 다각적인 홍보방안 및 사업추진 절차의 개선사항 등 대안을 수립하고 터널 건설관련 인식 제고방안을 마련하는데 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.403-421
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• 2021

제1기~제3기 지하철로 대표되는 우리나라 도심지 터널에는 대부분 관용터널공법에 의한 배수형 터널형식이 적용되어 있으나, 최근 도심지 대심도 공간을 적극적으로 활용하는 건설사업이 광범위하게 추진되고 있다는 점을 고려할 때, 기존 도심지 터널의 경험적 규칙에 부합하지 않는 부정적 영향이 발생할 수 있는데, 특히 주로 배수형식을 적용해 온 우리나라 터널기술 관행 상, 지하수 변동과 그에 따른 수리역학적 거동이 발생할 가능성이 크다. 배수형 터널형식 적용의 문제를 해결하기 위해 지하수 변동을 제어하는 시도가 이루어지고 있는 바, 그러한 경우에 필요한 터널 지하수 관리기준의 개념 설정 및 터널수리역학적 거동에 대한 분석을 수행하였다. 도심지 대심도 터널 건설로 인한 지하수 변동 문제를 예방하기 위해서는 현재, 수위를 획일적으로 제어하는 내용의 지하수 관리기준이 지하안전영향평가 단계에서만 적용되고 있는 경험적 기술관행과 관련하여, 터널 내 유입량을 제어하는 방향으로 개념전환이 필요하다는 점을 제시하고, 터널 계획시 허용유입량 설정에 필요한 지하수위 - 터널 내 유입량 관계를 도출하였다. 이러한 터널 지하수 관리개념의 도입이 향후 추진될 다양한 도심지 대심도 터널 건설사업에서 지하수 변동과 그로 인한 지반침하, 지하수자원 고갈 및 유지관리 성능저하 등의 문제 해결에 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.469-478
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• 2023

도심지 대심도 터널은 자동차와 열차가 다니던 지상공간을 친환경적인 공원으로 시민에게 돌려주고, 지하는 복합적인 교통인프라 시설의 구축이 가능한 미래지향적인 건설방안이다. 하지만 일부 언론과 영화에서 터널공사는 지반침하, 붕괴 등의 재난의 대상으로 묘사하는 경우가 종종 있었다. 실제로 대부분의 도심지 대심도 터널공사 진행 과정에서 노선 부근 주민의 굴착 반대 민원으로 인해 사업추진에 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 대심도 터널과 관련된 시민여론조사를 통해서 지하 공간개발에 대한 인식과 대심도 터널 공사에 대한 시민 우려사항을 파악하고 이해관계자의 손실보상에 대한 의견을 조사하였다. 대심도 터널공사와 관련된 현행법령을 검토하여 공사단계별 공공참여 가능성을 분석하고 지하공간의 보상과 관련된 구분지상권에 대하여 살펴보았다. 여론조사에서 시민이 우려하는 대심도 터널공사의 이슈사항이 현행기술로 해결 가능한 문제임을 파악하고 공공참여를 통해 터널공사의 안정성을 확신시키기 위한 제도적 개선 방향과 구분지상권 설정에 이해관계자의 협조를 증진하려는 개선방안을 제시하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.135-148
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• 2013

최근 도로터널은 장대화되고 있으며 도심지 등의 장대 대심도 도로터널의 계획이 추진되고 있다. 이러한 장대, 대심도 터널 굴착공법은 NATM과 TBM 공법 등이 있으며 유럽에서는 약 80%, 기타 선진국에서도 약 30%의 교통터널에서 Shield TBM 공법을 적용하고 있다. 하지만 국내에서는 대부분의 장비가 외국에서 고가에 수입되고 있어 국내의 TBM 터널 보급률이 상당히 낮아 NATM 굴착방식이 보편적으로 적용되고 있는 실정이다. TBM 터널의 보급을 늘리기 위해서는 TBM 장비의 국내 수급을 통한 경제성의 확보가 필요하며 이를 위해 표준화된 TBM 구경의 선정이 시급한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 도로터널의 표준화된 TBM 최적단면 선정을 위해 교통량에 따라 차로수의 규모 및 내부형상(단층 혹은 복층), 환기방식에 따른 TBM 굴착 내공단면을 활용 방안 등을 검토하여 최적 단면의 산출방안을 제시하고자 하였다.