• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.357-371
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• 2023

TBM을 이용한 전력구 공사에서 수직구는 TBM 장비 및 전력선의 진출입을 위해 필수적인 구조물이다. 수직구는 지반을 수직으로 관통하여 굴착하기 때문에 암반을 굴착하는 경우가 많다. 암반 지반은 대부분 발파나 할암 공법을 적용하여 굴착하므로 이때 발생하는 소음 및 진동, 도로 점유로 인해 민원이 발생하고 있다. 따라서 기존 공법의 대안으로 기계식 굴착장비를 이용한 수직구 굴착을 고려하였다. 다만, 현 기술 수준에서 수직구 굴착장비는 암반의 압축강도 약 120 MPa 이상에서는 굴착성능이 현저히 저하되어 고강도 암반 지반 적용에 한계가 있다. 본 연구에서는 암반에서 기계식 굴착 성능 개선을 위해 연마재 워터젯 기술을 굴착 보조공법으로 활용하는 방안에 대해 검토하였다. 연마재 워터젯 절삭성능에 대한 검증을 위해 암석 절삭실험을 수행하고, 실험결과로부터 이격거리, 이송속도, 수압 조절을 통해 지반조건 변화에 대응하여 굴착성능을 확보하는 것이 적절할 것으로 판단하였다. 또한, 일축압축강도와 RQD, 굴진율의 관계를 이용하여 연마재 워터젯을 이용한 인위적인 절리생성을 통해 굴착성능을 향상시키는 방안을 제시하였다. 본 연구결과는 향후 수직구 기계식 굴착장비 도입을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.717-729
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• 2018

연약지반 수직구 굴착 중에는 주변 지반의 하중으로 인한 굴착면의 히빙이 발생할 위험이 있기 때문에 굴착 설계 시 지반 안정성에 대한 고려가 필수적이다. 그러나 연약지반 히빙 안전율 산정은 2차원 산정식으로 수행하여야 하므로 수직구의 3차원 형상을 고려하지 못하는 문제가 있다. 본 연구에서는 수직구 굴착 시 히빙 안전율에 대한 선행 연구를 보완하여 3차원 효과를 반영하는 히빙에 대한 안전율 식을 제안하였으며, 해당 식이 기존 식에 비해 3차원 원형 수직구 굴착에서의 히빙 안정성을 더 적절하게 반영할 수 있음을 확인하였다.

• 건설안전기술
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• 통권47호
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• pp.56-62
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• 2008

In order to apply the Limit Equilibrium Method generally used for the slope stability analysis to the vertical excavation walls reinforced by soil-nailing, in this study, the Limit Equilibrium Method for the temporary shoring facilities reinforced by soil-nailing was proposed, which is based on the stability for the horizontal displacement. In this study, the relation of the internal friction angles of the ground and the vertical excavation depths was arranged, which is satisfying the stability on the horizontal displacement by using the verification of the Limit Equilibrium Method. And then, the rational reinforcing length of soil-nailing was proposed for the critical areas. In addition, the modified safety ratio satisfying the stability on the horizontal displacement was proposed, when the Limit Equilibrium Method was applied to the vertical excavation walls reinforced by soil-nailing.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권7호
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• pp.27-33
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• 2016

This study expanded Terzaghi arching formula, which assumed a vertical surface as a sliding surface, to consider an arbitrarily inclined surface as a sliding surface and examined the effect of a sliding surface. This study firstly developed a formula to expand the existing Terzaghi arching formula to consider an inclined surface as well as a vertical surface as a sliding surface under the downward movement of a trap door. Using the expanded formula, the effect of excavation, ground, and surcharge conditions on a vertical stress was examined and the results were compared with them from Terzaghi arching formula. The comparison indicated that the induced vertical stress was highly affected by the angle of an inclined sliding surface and the degree of influence depended on the excavation, ground, and surcharge conditions. It is expected that the results from this study would provide a better understanding of various arching phenomenon in the future.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제7권2호
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• pp.285-293
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• 2021

The construction of underground structures such as power supply lines, communication lines, utility tunnels has significantly increased worldwide for improving urban aesthetics ensuring citizen safety, and efficient use of underground space. Those underground structures are usually constructed along with vertical cylindrical shafts to facilitate their construction and maintenance. When constructing a vertical shaft through the open-cut method, the walls are mostly designed to be flexible, allowing a certain level of displacement. The earth pressure applied to the flexible walls acts as an external force and its accurate estimation is essential for reasonable and economical structure design. The earth pressure applied to the flexible wall is closely interrelated to the displacement of the surrounding ground. This study simulated stepwise excavation for constructing a cylindrical vertical shaft through a centrifugal model experiment. One quadrant of the axisymmetric vertical shaft and the ground were modeled, and ground excavation was simulated by shrinking the vertical shaft. The deformation occurring on the entire ground during the excavation was continuously evaluated through digital image analysis. The digital image analysis evaluated complex ground deformation which varied with wall displacement, distance from the wall, and ground depth. When the ground deformation data accumulate through the method used in this study, they can be used for developing shaft wall models in future for analyzing the earth pressure acting on them.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권5호
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• pp.116-124
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• 2008

본 연구에서는 원형수직구 굴착에 따른 Ring Beam의 거동을 평가하기 위하여 현장계측 자료의 분석과 평가, 굴착심도 변화에 따른 Ring Beam의 응력 특성 등의 비교분석을 구조해석에 기초하여 평가하였다. 그 결과, Ring Beam의 거동은 현장계측 및 구조해석 결과에서 유사한 경향을 나타내는 것을 알 수 있었다. 이로부터 굴착심도 변화에 따른 Ring Beam 거동은 본 연구에서 제안한 구조해석에 의해 예측할 수 있는 것을 확인하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.21-31
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• 2010

본 논문에서는 2단 앵커로 지지된 토류벽 굴착에 대한 유한요소해석으로 지표면침하, 토류벽의 횡방향변위, 모멘트분포 예측에 대한 연구를 수행하였다. 지반굴착에 대한 수치해석에 있어서 적절한 구성방정식을 고려하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 미소변형율 강성을 고려한 지반 굴착해석이 지표면 침하에 대하여 더 합리적인 예측을 보여 주었다. 또한 미소변형율 강성변수에 대한 굴착해석에 미치는 영향에 대해서도 매개변수 분석을 수행하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제13권3호
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• pp.215-231
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• 2011

본 논문에서는 연직 불연속면을 포함하는 지반에서 얕은 심도 2-arch 터널 굴착에 따른 거동특성을 실험적으로 연구하였으며, 2-arch 터널 굴착에 따른 필러부 하중전이 특성을 관찰하였다. 연직 불연속면의 위치를 변화시키고, 2-arch터널 시공단계별로 모형실험을 수행하였다. 실험결과, 2-arch 터널 굴착에 따른 이완하중이 불연속면이 위치한 곳에 집중되었고, 불연속면에 차단되어 불연속면을 넘어서까지 하중이 전이되지는 않았다. 또한 인접한 터널의 하반을 굴착할 때보다 상반을 굴착할 때에 필러부와 지반변형에 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 국제학술발표논문집
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• The 1th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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• pp.655-661
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• 2005

For a hydro power plant project, the headrace tunnel having a finished diameter of 3.3m was constructed in volcanic rocks with well-developed vertical joint and high groundwater table. The intake facility was located 20.3 km upstream of the powerhouse and headrace tunnel of 20 km in length and penstock of 440 m in height connected the intake and the powerhouse. The typical caldera lake, Lake Toba set the geology at the site; the caving of the ground caused tension cracks in the vertical direction to be developed and initial stresses at the ground to be released. High groundwater table(the maximum head of 20 bar) in the area of well-connected vertical joints delayed the progress of tunnel excavation severely due to the excessive inflow of groundwater. The excavation of tunnel was made using open-shield type TBM and mucking cars on the rail. High volume of water inflow raised the water level inside tunnel to 70 cm, 17% of tunnel diameter (3.9 m) and hindered the mucking of spoil under water. To improve the productivity, several adjustments such as modification of TBM and mucking cars and increase in the number of submersible pumps were made for the excavation of severe water inflow zone. Since the ground condition encountered during excavation turned out to be much worse, it was decided to adopt PC segment lining instead of RC lining. Besides, depending on the conditions of the water inflow, rock mass condition and internal water pressure, one of the invert PC segment lining with in-situ RC lining, RC lining and steel lining was applied to meet the site specific condition. With the adoption of PC segment lining, modification of TBM and other improvement, the excavation of the tunnel under severe groundwater condition was successfully completed.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.568-569
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• 2011

As an answer for need for minimizing the road excavation of a box type tunnel, a method of vertical snake was developed, which is very economical and easy to construct. The reason why it is good is, the road excavation width, steel accessories, the road occupation space decreases with the technology. The pros and cons of 345kV XLPE $2,500mm^2$ horizontal and vertical snake are listed below. In this study, topics such as 345kV XLPE $2,500mm^2$ vertical snake construction standard and the development process of steel accessories, vertical snake construction procedure will be covered.