• Geomechanics and Engineering
• /
• 제15권5호
• /
• pp.1039-1046
• /
• 2018

This paper presents a limit analysis of the series of construction stages of shallow tunneling method by investigating their respective safety factors and failure mechanisms. A case study for one particular cross-section of Beijing Subway Line 7 is undertaken, with a focus on the effects of multiple soil layers and construction sequencing of dual tunnels. Results show that using the step-excavation technique can render a higher safety factor for the excavation of a tunnel compared to the entire cross-section being excavated all at once. The failure mechanisms for each different construction stage are discussed and corresponding key locations are suggested to monitor the safety during tunneling. Simultaneous excavation of dual tunnels in the same cross-section should be expressly avoided considering their potential negative interactions. The normal and shear forces as well as bending moment of the primary lining and locking anchor pipe are found to reach their maximum value at Stage 6, before closure of the primary lining. Designing these struts should consider the effects of different construction stages of shallow tunneling method.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2005년도 지반공학 공동 학술발표회
• /
• pp.564-569
• /
• 2005

Usually, Steel pipe grouting method or cut and cover method has been applied to tunnel with very shallow overburden or it is situated in valley. However, in case of lack of overburden height to reinforcement tunnel crown which is very difficult to construction. Also, application of cut and cover method that do not consider surrounding site condition causes popular enmity generation and environmental damage. It is the best alternative method that reduces the amount of excavated soil and excavate tunnel under ground to solve these problems. The tunneling method using cover structure which is to prevent a tunnel from collapse because this method can be reduce excavation area and construct tunnel under ground after set a cover structure and backfill ground. In this study, to know more effective structure type, comparative analysis was performed to behavior characters of slab and arch type construction that can be used to cover structure. Also a 2D and 3D numerical analysis have been performed to verify the stability of ground during excavation. As the result, the tunneling method using cover structure that it can be good alternative method for tunnel with shallow overburden and it through valley

• 한국철도학회:학술대회논문집
• /
• 한국철도학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.1509-1518
• /
• 2011

Shield TBM tunneling method has been getting the spotlight for urban tunneling. It can be minimized the civil complaint during construction and possible safe tunneling. But the settlement has occurred inevitably due to characteristics of shield TBM equipment. For this reason, the civil complaint can occur in urban areas when tunnel with shallow depth passes through neighboring building or residential area. In this study, the occurrence factors of settlement according to shield TBM tunneling and the tendency of ground settlement by strata condition had analyzed. It is suggested that the practical settlement estimation method and minimizing method of ground settlement under simultaneous backfill grouting condition through measurement results and back analysis data using gap parameter.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제22권11호
• /
• pp.39-47
• /
• 2021

우리나라는 국토 전체 면적 중 70% 이상 산악지형으로 철도공사 시 주행성능 확보를 위해 터널 공사가 매년 증가하고 있다. 터널공사가 증가함에 따라 터널굴착 방법 또한 다양해지고 있다. 굴착부의 지반이 풍화암으로 구성되어있으면 다양한 터널굴착 공법이 적용될 수 있지만 굴착부가 파쇄대를 지나거나 저토피의 계곡부를 지나는 경우 터널 굴착 시 붕괴의 위험성을 지니고 있다. 따라서 본 연구에서는 다양한 지반에서의 보강공법을 제시하고자 저토피 및 암질불량구간의 굴착 중인 대표터널을 선정하였다. 수치해석은 암질불량구간일 때 강관을 미적용한 경우와 적용한 경우, 저토피 구간일 때 터널 상부에 고화토를 성토한 경우 강관보강을 적용하여 수치해석을 통해 안정성 분석을 수행하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
• /
• pp.742-753
• /
• 2008

Currently an increasing number of urban tunnels with small overburden are excavated according to the principle of the New Austrian Tunneling Method (NATM). Therefore, a possibility of a tunnel collapse during excavation is getting higher in a proportionate manner. This paper will analyze causes the failure mechanism of a shallow NATM tunnel for different geological conditions, ground-water and invert solutions by investigation typical collapse site during tunnel construction. In this paper, this analysis performed two phase, firstly, the field investigation considering displacement measurement, ground-water level, geological characteristic, secondly, the numerical simulation considering the exist of invert construction and the effect of ground-water. It has been found that environmental factors such as state of underground water or construction sequences could influence failure mechanism of a shallow tunnel.

• 한국철도학회:학술대회논문집
• /
• 한국철도학회 2008년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.947-954
• /
• 2008

Nowadays many urban subways are frequently constructed under the building and the river by the use of tunneling method. Especially, the majority of the tunnel are constructed even with shallow depth under the ground in the weathered soil. Since the tunnel are generally designed on the basis of the geographic soil investigation, the stability of the tunnel should be checked with the realistic data instrumented during construction. The displacement of the tunnel occurs in front of the end face during the excavation of the tunnel, which is called as pre-displacement. The total displacement can be figured from the exact pre-displacement, which is very difficult to measure without using any device installed in front of the tunnel end face. In this study, the pre-displacement measured from horizontal inclinometer was analyzed to know the co-relation with the total displacement and also, the trend and the characteristics of the tunnel deformation during construction was suggested through the regression analysis of the measured data.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제23권9호
• /
• pp.17-28
• /
• 2007

도심지 지하 터널은 주변 구조물의 존재 하에서 미고결성 저토피고 지반에 건설되는 경우가 많기 때문에 일반 산악 터널이나 대심도 암반층에 건설되는 지하공동과는 달리 터널 주변의 지반 변위, 지표면 침하와 기울기가 터널 설계의 주요인자가 된다. 본 논문은 도심지 NATM 터널의 변형거동에 대한 합리적 해석 방법의 확립을 위한 연구로서 변형률 연화 모델을 이용한 수치해석적인 방법을 통하여 굴착에 따른 지반 평가와 거동 예측을 수행하였다. 적용되어진 변형률 연화모델은 지반이 항복후 전단변형률의 증가에 따른 전단강성와 강도정수의 저하를 고려한 것이다. 현장 계측 결과는 시공중 설계물성치의 재설정에 이용되어졌다. 연화모델의 결과와 현장 계측값과의 비교에서 적용되어진 모델이 지표 침하, 기울기, 지중 침하 및 지중 수평변위의 변형 양상을 어느 정도 재현될 수 있음을 알 수 있었다. 본 논문에서 제안된 모델을 토대로 시공조건이 엄밀한 도심지 터널의 변형거동에 정량적인 평가 및 예측이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제15권2호
• /
• pp.113-122
• /
• 2013

최근 터널 갱구부와 저토피 구간에 대한 환경 친화적인 터널공법에 대한 관심이 증가하고 있다. 콘크리트 슬래브를 이용한 반개착식 터널공법을 적용한 연구 및 시공사례가 증가하고 있으나, 하중조합 및 아치콘크리트의 단면에 대한 별도의 적용 기준이 없다. 따라서 본 연구에서는 반개착식 공법에 대한 기준을 제시하기 위하여 지반조건과, 터널 상부 지층 두께, 되메움 두께, 상부지반 지표면의 경사 각도를 변화시키는 등의 다양한 조건들에 대하여 수치해석을 수행하였다. 수치해석 결과들을 회귀분석법으로 분석하고, 유도된 회귀 분석식을 분류하고 정리하여 합리적이고, 경제적이며, 안전한 반개착식 터널 굴착 공법의 기준을 제안하고자 하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제28권1호
• /
• pp.1-24
• /
• 2018

국내외 터널공사에서 TBM(Tunnel Boring Machine)의 적용사례가 지속적으로 증가하고 있다. 이에 따라 TBM터널은 더 어렵고 복잡한 특수지반을 대상으로 시공되는 사례가 많으며, 복잡한 지질 조건에 기인한 시공상의 어려움이 꾸준히 보고되고 있는 실정이다. 국내에서는 아직까지 특수 지반의 효율적 통과에 대한 연구가 미진한 실정이다. 이 논문에서는 특수지반을 대상으로 하는 쉴드TBM 터널공사에서의 지반조사와 시공과 관련된 사항에 대하여 고찰하였다. 국내외 특수지반을 통과한 시공 사례를 분석하여 쉴드TBM 터널의 특수지반을 11개로 분류하였고, 각각의 특수지반의 개념과 일반적인 문제점들을 정리하였다. 특히 도심지 천층부에서 빈번하게 조우하는 복합지반, 호박돌층, 단층파쇄대의 분류 기법, 지반조사기법, 그리고 해당지반에서의 고려사항들을 논의하였고, 향후 연구방향에 대하여 제안하였다. 본 논문은 특수지반에서의 TBM 시공기술 발전을 위한 기초연구로써 향후 관련 연구와 특수지반에서의 TBM 시공에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제40권2호
• /
• pp.55-64
• /
• 2024

쉴드공법은 국제적인 사례에서 그 안정성을 입증한 반면, 경제적 효율성을 지닌 것으로 알려진 NATM 터널 굴착공법은 피복이 얕고 지반이 풍화되며 지하수가 많은 도심지에 적용 시 어려움을 겪고 있다. 본 논문에서는 도심지의 풍화된 암반층과 미고결 사질토 지반에서 발생할 수 있는 전형적인 두 가지 붕락 사례를 소개하고, 여섯 가지 안정성 평가 방법으로 두 붕락 사례를 분석하였으며, 그 결과를 종합하여 육각형의 다이어그램에 의한 방법으로 터널의 막장 안정성을 평가하였다. 본 연구의 분석 결과, 붕괴한 두 터널 현장의 결과와 평가 결과가 잘 일치하였으며, 대상터널의 지반 특성을 고려한 종합적인 평가 방법인 막장 안정성 평가 다이어그램에 의한 방법은 터널 설계 단계에서 터널의 막장 안정성을 확보하는 데 중요한 역할을 할 것으로 판단된다.