• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 1999년도 봄 학술발표회 논문집
• /
• pp.285-292
• /
• 1999

Recent development cases of transportation utilities using tunnelling method in metropolitan sites have been increased due to the heavily complex environments and restrictions of construction works. The progress of tunnel design and construction to be supported by the tunnel analysis and measurement techniques using computers have increased adoptions of large section tunnels. In this paper, many factors to be considered in designing large section tunnels are discussed and the case of the construction of the subway station tunnel which is recently completed is introduced. This tunnel has a width of 24 m, a height of 16 m, and a excavation section area of 366 ㎡.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제51권2호
• /
• pp.117-126
• /
• 2024

There are many challenges in the construction of large-section tunnels, such as extremely soft rock and fractured zones. In order to solve these problems, the confined concrete support technology is proposed to control the surrounding rocks. The large-scale laboratory test is carried out to clarify mechanical behaviours of the combined confined concrete and traditional I-steel arches. The test results show that the bearing capacity of combined confined concrete arch is 3217.5 kN, which is 3.12 times that of the combined I-steel arch. The optimum design method is proposed to select reasonable design parameters for confined concrete arch. The parametric finite element (FE) analysis is carried out to study the effect of the design factors via optimum design method. The steel pipe wall thickness and the longitudinal connection ring spacing have a significant effect on the bearing capacity of the combined confined concrete arch. Based on the above research, the confined concrete support technology is applied on site. The field monitoring results shows that the arch has an excellent control effect on the surrounding rock deformation. The results of this research provide a reference for the support design of surrounding rocks in large-section tunnels.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제20권7호
• /
• pp.5-14
• /
• 2004

최근 터널의 정보화 설계시공이 중요시 되어지고 있다. 암반구조의 복잡성으로 인해 사전에 예측 할 수 없었던 암반의 붕락이 발생하여, 붕락대책에 막대한 비용과 시간을 낭비하는 사례가 많다. 암반 불연속면의 복잡성을 사전 조사 단계에서 충분히 파악하거나 대책을 수립하는 것은 어렵다. 본 논문에서는 터널의 신 정보화 설계시공법을 제안하고, 현장에서 관찰한 불연속면 정보를 근거로 하여 극대단면 터널에 적용했다. 터널의 신 정보화 설계시공법을 위한 수치해석 프로그램은 범용성, 정밀성, 신속성, 편리한 사용성을 검토하여 새롭게 개발되었다. 극대단면 터널에서는 표준지보에 의해 지지할 수 없는 불안정 키블럭이 7개 존재하는 것이 판명되었다. 7개의 키블럭에 대해서는 굴착전에 추가 지보를 실시했다. 극대단면 터널에 있어서, 터널의 신 정보화 설계시공법을 위해서 새롭게 개발한 수치해석 프로그램을 사용하여 정확한 키블럭 추출이 가능한 것을 검증하였다. 사용하기 쉬운 사용자 인터페이스를 가지고 있는 본 컴퓨터 시뮬레이션 기법은 키블럭의 안정성 계산뿐만 아니라 추가보강대책공의 설계도 가능하다.

• International Journal of Railway
• /
• 제5권3호
• /
• pp.103-113
• /
• 2012

Infrastructure costs could be greatly reduced if the need for bridges and tunnels was reduced, or if the line could be shortened. Tilting trains might be a less costly alternative to building new tracks with large curve radii, because tilting trains can negotiate tighter curves without having to decrease their speeds. Tracks built for tilting trains would be cheaper, as they require fewer bridges and tunnels. This paper compares the construction costs of two different options for the new Dodam-Yeoncheong section on the Central line, which includes 148.65 km of new electrified double-track with a design speed of 250 km/h. The first option is to straighten the high-speed line. The second option is to build a line with small radii curves and run tilting trains on the line. In the first option, tunnels would account for about 51% of the new section. In comparison, the second option would have shorter curves and fewer tunnels and bridges which would reduce construction costs. Furthermore, alignment modifications could be made to several segments on the straight line, making the most of the existing roadbed. The analysis concluded that the line suited to tilting trains would be 95.7 million USD cheaper to build the straight route. That is a savings of 2.8% of the total project cost. However, this option would increase the total travel time of the route by 1.2 minutes, which means it is not necessarily the best choice.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제15권2호
• /
• pp.45-54
• /
• 2016

본 연구에서는 증가하는 도심지 정체와 신설터널 건설에 따른 여러 제약의 문제를 해소하는 방안으로 향후 국내에서 수요가 증가할 것으로 전망되는 대심도 지하도로를 복층터널로 건설시 본선 복층터널에서 단층터널로 분기가 되는 구간의 터널 거동과 본선과 분기터널간의 필라 안정성을 수치해석을 통하여 검토하였다. 이를 위해 본선터널과 분기터널의 이격거리를 본선터널의 직경(D)을 기준으로 0.1D부터 2.0D까지 변화하는 조건과 지반조건을 암반등급에 따라 1~5등급으로 변화하는 조건들에 대하여 유한요소해석을 수행하였으며, 터널의 전체적인 거동과 함께 그 결과를 기반으로 기존의 경험식 등을 이용한 안전율, 강도-응력비, 그리고 간섭체적비를 산정하여 굴착에 따른 안정성 영향을 검토하였다. 검토 결과 수치해석결과를 이용해 산정된 강도-응력비와 간섭체적비는 경험식을 이용한 방법에 비해 암반강도보다는 이격거리가 안정성에 더욱 크게 영향을 미침을 나타내었고, 그에 따라 본선과 분기터널의 이격거리가 0.7D 이하인 경우는 본선과 분기터널을 모자 형태의 하나의 대단면으로 시공하는 것이 안정성 측면에서 유리한 것으로 판단되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제7권4호
• /
• pp.305-311
• /
• 2005

암반에 건설되는 대단면 터널에서 숏크리트의 부착강도는 암반탈락 방지와 발파진동에 의한 숏크리트 탈락방지에 매우 중요하다. 그럼에도 불구하고 숏크리트 부착강도는 압축강도에 비하여 설계 및 시공단계에서 중요한 요소로 고려되지 않았다. 따라서 본 연구의 목적은 숏크리트 부착강도가 대단면 암반 터널의 안정성에 미치는 영향을 분석하는 것이다. 먼저, Holmgren의 punch-loaded 시험조건을 모사한 수치해석 모델을 이용하여 다양한 부착강도에 대한 매개변수연구를 수행하였다. 그 결과, 숏크리트의 최대지지력은 숏크리트층과 블록간의 부착 강도와 선형 비례관계를 보임을 확인하였다. 또한, 숏크리트층과 굴착면에 부착강도를 고려하는 경우와 기존의 완전부착 조건에 대한 개별요소해석을 수행하여 숏크리트 부착강도의 영향을 검토하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2005년도 지반공학 공동 학술발표회
• /
• pp.601-612
• /
• 2005

In mountainous area, Two parallel tunnels have been usually recognized as a road tunnel which has benefits in aspects of cost and stability. However, Design and construction of 2-Arch road tunnel are growing recently due to environmental destruction, compensation of land and difficulty of route separation. As studies are mainly undergoing on only guaranteeing stability and developing a waterproofing-drainage system to avoid water leakage through comprehension for characteristics of 2-arch tunnel behaviors, there is a tendency to evaluate quantity of support by empirical method with a tunnel which has a complicated cross-section and lack of construction ability. In this study, therefore, we made a plan of tunnel cross-section which had shown good construction ability and developed the waterproofing-drainage system which is able to solve the water leakage problem fundamentally by analyzing precedented 2-arch tunnels and investigating their sites in and out of nation. We also determined fixed quantity of support by a large-scale model test and numerical analysis. We want to contribute to 2-arch tunnel design hereafter introducing design procedure and method applied here.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제12권3호
• /
• pp.275-283
• /
• 2010

최근 터널의 정보화 설계시공이 중요시 되어지고 있다. 암반에는 절리, 단층, 균열, 층리, 단열 등의 불연속면이 많이 포함되어 있다. 따라서, 암반 불연속면이 터널의 거동을 좌우하고 있다. 본 연구에서는 터널의 정보화 설계시공을 위한 키블럭 해석기법을 제안하고, 초대단면 터널현장에 적용했다. 제안한 해석기법은 불연속면의 연속성을 고려하여, 블록의 형상에 관계없이 모든 형상의 블록이 인식 가능하여 복잡한 굴착면에 적용가능하다. 터널현장에서의 해석결과를 비교 검토하여, 본 연구에서 개발한 터널의 정보화 설계시공을 위한 키블럭 해석기법의 타당성과 적용성에 대한 검증을 하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
• /
• 한국철도학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.1007-1013
• /
• 2004

A three-arch NATM tunnel with a total length of 53.5m has been constructed for a metropolitan subway station in Daejon, Korea. The tunnel, whose crown is located 22m below the ground, crosses the old Daejon station underneath. Since the tunnel comprises a very large section (10${\times}$28 m; largest in Korea), it shows complicated mechanical behaviors, especially near portal, due to its short length relative to width. As far as its construction step is concerned, the center tunnel is excavated with pre-excavated pilot tunnel, which is a unique feature of this tunnel (first in Korea) to secure safety during construction and prevent excessive settlements. The both side tunnels are then excavated along with the center tunnel. Since significant amount of settlement was predictable from the design stage, extensive monitoring was performed during construction. During excavation of the side tunnels, unexpected large settlements up to ${\~}$140mm (estimated 41.8 mm at design stage) was measured at the center tunnel. In this paper, we study the causes of this unusually large ground settlement. We believe that the extra-wide tunnel excavation increases the stress influence zone of portal in longitudinal direction and consequently add more settlements to the existing due to excavation and consolidation.

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