Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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v.17
no.1
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pp.25-32
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2015
This study analyzed a monitoring data, based on the initial limit values of monitoring in subway, of concrete lining stress and reinforcement stress. The data is obtained from 7 sections of the Seoul metropolitan subway line No 6, 7, and 9 in about 5 years. Also, a research is performed to set up the limit values of management monitoring, which will be applied to management monitoring in tunnel, through comparing the limit values of overseas management monitoring data and that of domestic management monitoring data. And the result obtained from comparison shows that the safety phase is 60% of allowable stress, the attention phase is 80% of allowable stress and the precision analysis phase is 100% of allowable stress. Also, we presented a method of management monitoring by the absolute value which can be easily applied in practical affairs.
Measurement of convergence was/is carried out manually throughout the world for tunnels under construction. However, manual method has certain limitations in terms of applicability for the tunnels in operation. This paper describes state of the art of convergence monitoring systems which are available for measuring displacement of existing tunnels. These technologies are analyzed as follows: 1 The Sofo system using the fiber optic sensors has been applied to the stress measurement of the tunnel lining. It has not yet been used for the monitoring of tunnel convergence because of its cost and reliability 2. A TPMS(Tunnel Profile Monitoring System) using tilt sensors and displacement sensors is used for the convergence monitoring of highway tunnels, subway tunnels and underground ducts. 3. A BCS(Bassett Convergence System) using a pair of tilt sensors can be used for the convergence monitoring of tunnels, however the accuracy of the measurement has to be improved because it uses AC input voltage during data acquisition. The system has to be validated before it can be applied to the tunnels in operation. Convergence monitoring systems using TPMS and/or BCS are recommended to be evaluated and improved by a series or tests in tunnels under construction in order to be applied to the main measuring section and the tunnels in operation.
As the intensity of urban underground space development increases, more and more tunnels are planned and constructed, and sometimes it is inevitable to encounter situations where tunnels have to underpass the river embankments. Most previous studies involved tunnels passing river embankments perpendicularly or with large intersection angle. In this study, a project case where two EPB shield tunnels with 8.82 m diameter run parallelly underneath a river embankment was reported. The parallel length is 380 m and tunnel were mainly buried in the moderate / slightly weathered clastic rock layer. The field monitoring result was presented and discussed. Three-dimensional back-analysis were then carried out to gain a better understanding the interaction mechanisms between shield tunnel and embankment and further to predict the ultimate settlement of embankment due to twin-tunnel excavation. Parametrical studies considering effect of tunnel face pressure, tail grouting pressure and volume loss were also conducted. The measured embankment settlement after the single tunnel excavation was 4.53 mm ~ 7.43 mm. Neither new crack on the pavement or cavity under the roadbed was observed. It is found that the more degree of weathering of the rock around the tunnel, the greater the embankment settlement and wider the settlement trough. Besides, the latter tunnel excavation might cause larger deformation than the former tunnel excavation if the mobilized plastic zone overlapped. With given geometry and stratigraphic condition in this study, the safety or serviceability of the river embankment would hardly be affected since the ultimate settlement of the embankment after the twin-tunnel excavation is within the allowable limit. Reasonable tunnel face pressure and tail grouting pressure can to some extent suppress the settlement of the embankment. The recommended tunnel face pressure and tail grouting pressure are 300 kPa and 550 kPa in this study, respectively. However, the volume loss plays the crucial role in the tunnel-embankment interaction. Controlling and compensating the tunneling induced volume loss is the most effective measure for river embankment protection. Additionally, reinforcing the embankment with cement mixing pile in advance is an alternative option in case the predicted settlement exceeds allowable limit.
Yunjuan Chen;Mengyue Liu;Fuqiang Yin;Lewen Zhang;Jing Wu;Jinrui Li
Geomechanics and Engineering
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v.38
no.1
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pp.1-13
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2024
The construction adit plays a pivotal role in enhancing the working face during the excavation of long-distance and deep hydraulic tunnels. However, the intersection zone between the main tunnel and the construction adit exhibits more intricate deformation patterns in surrounding rock, posing a significant threat to stability during excavation. Taking the Xianglushan tunnel in Yunnan Province, China, as a case study, the FLAC3D software is employed to simulate the excavation process at the intersection. The simulation results are verified combined with the field deformation monitoring results, and the spatial distribution of tunnel rock deformation in the intersection area are analyzed. Five excavation conditions with different intersection angles are simulated, and the surrounding rock deformation of the tunnel intersection area with different intersection angles is analyzed, and its influence range is discussed. The results show that: (1) The surrounding rock deformation in the intersection area increases rapidly during the tunnel excavation. With the increase of construction distance, the deformation of intersection area is gradually stable. (2) The deformation distribution of the tunnel rock is uneven, and the deformation of main tunnel near the intersection area is larger than that far away from the intersection area. (3) With the increase of the intersection angle, the surrounding rock deformation of the tunnel intersection and its influence range decreases gradually. The research results have certain guiding significance for the construction safety of the tunnel intersection area.
Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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v.10
no.4
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pp.405-420
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2008
Resistivity survey is one of the widely used methods for the investigation of stability of the ground or bedrock around tunnel and is also used as an essential base data for stability and reduction of construction cost through first-hand approximation of rock quality at design step. Generally, the analysis of resistivity survey data is performed by single measurement. When distribution variation of groundwater around a tunnel over time is necessary for maintenance of a tunnel, resistivity monitoring is very useful survey method to grasp distribution variation of groundwater. So we performed the grid line resistivity survey to monitoring resistivity variation for six times. And we also tried to evaluate application possibility of the resistivity monitoring for construction safety through providing detailed information on fault zones.
During tunnel excavation in urban area a systematic monitoring is important for the purpose of determination of support type and quantity, as well as for the control of stability of both surface structures and the tunnel itself due to the frequently, and in many cases, abruptly changing ground condition. In Austria absolute displacement monitoring methods have replaced relative displacement measurements by geodetic methods to a large extent. Prompt detection of weak ground ahead of the tunnel face as well as better adjustment of excavation and support to the geotechnical conditions is possible with the help of the improved methods of data evaluation on sites. Deformation response of the ground to excavation starts ahead of the tunnel face, therefore, the deformation and state of the tunnel advance core is the key factor of the whole deformation process after excavation. In other words, the rigidity and state of the advance core play a determining role in the stability of both surface structures and the tunnel itself. This paper presents the results from detailed three-dimensional numerical studies, exploring vertical displacements, vector orientations and extrusions on tunnel face during the progressive advancement for the shallow tunnel in various geotechnical conditions.
Ham, Dong-Sun;Kim, Byeong-Ho;Jeon, Byeong-Gyoo;Kim, In-Soo
Proceedings of the KSR Conference
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2007.05a
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pp.1838-1844
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2007
The Wonhyo Tunnel on KTX railroad line is a section of latest concerns from domestic environmental NGOs, which focus on potential destruction of ecosystem or the like due to ever-depleted swamp water at about 300m upward from the tunnel under construction. As a result of study, out of all swamps in the vicinity of the tunnel, it was found that Mujechi 1st and 2nd swamps have been getting smaller in their area little by little since 50 years ago primarily under the influence of eroded streams around lower swamp and even ever-increasing annual mean temperature. As the result of monitoring about swamp before work, it was found that swamp water depends absolutely on amount of rainfall. Besides, the results of monitoring during work also didn't show any leakage generated in the tunnel during and after excavation works with regard to a wheat field swamp in the most vicinity of the tunnel (80m away). On the other hand, it was found that the range affected by ground water sink in tunnel section without grouting process amounted to about 100m around the tunnel, which indicates that such ground water sink has no significant impact upon most of swamps near the tunnel. As the result of testing by two well tracer test around swamps, it was noted that swamp water didn't run out from the bottom of swamp even with adjacent ground water level sunk in factitious ways. And the results of physical survey showed that swamp kept saturated even in dry season when ground water level becomes lower than the bottom of swamp. Therefore, even supposing that ground water level becomes sunk due to tunnel works, it is estimated that the water level of swamps would be still kept owing to impervious layer(peat beds).
Guoping Hu;Yingzhi Xia;Lianggen Zhong;Xiaoxue Ruan;Hui Li
Geomechanics and Engineering
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v.32
no.1
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pp.111-123
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2023
The slope of an open cut tunnel is located above the exit of the Leijia tunnel on the Changgan high-speed railway. During the excavation of the open cut tunnel foundation pit, the slope slipped twice, a large landslide of 92500 m3 formed. The landslide body and unstable slope body not only caused the foundation pit of the open cut tunnel to be buried and the anchor piles to be damaged but also directly threatened the operational safety of the later high-speed railway. Therefore, to study the stability change in the slope of the open cut tunnel under heavy rain and excavation conditions, a 3D numerical calculation model of the slope is carried out by Midas GTS software, the deformation mechanism is analyzed, anti-sliding measures are proposed, and the effectiveness of the anti-sliding measures is analyzed according to the field monitoring results. The results show that when rainfall occurs, rainwater collects in the open cut tunnel area, resulting in a transient saturation zone on the slope on the right side of the open cut tunnel, which reduces the shear strength of the slope soil; the excavation at the slope toe reduces the anti-sliding capacity of the slope toe. Under the combined action of excavation and rainfall, when the soil above the top of the anchor pile is excavated, two potential sliding surfaces are bounded by the top of the excavation area, and the shear outlet is located at the top of the anchor pile. After the excavation of the open cut tunnel, the potential sliding surface is mainly concentrated at the lower part of the downhill area, and the shear outlet moves down to the bottom of the open cut tunnel. Based on the deformation characteristics and the failure mechanism of the landslides, comprehensive control measures, including interim emergency mitigation measures and long-term mitigation measures, are proposed. The field monitoring results further verify the accuracy of the anti-sliding mechanism analysis and the effectiveness of anti-sliding measures.
For the safety management of tunnel, effective measurements should be continuously carried out. Most of sensors currently being applied for tunnels measure only the local status, thus many of them are needed to monitor an entire tunnel. For the railway tunnel where trains of same conditions are regularly operated, dynamic responses of tunnel structure to train operations can be a good index to estimate the deformation of tunnel structure in wide area. Meanwhile, the electromagnetic interference caused by overhead centenary in railway tunnel obstructs the use of electric-based sensors. In this study a brand new accelerometer using FBG optical fiber sensors is developed to solve these problems. Sensitivity and capacity of the accelerometer are enhanced with effective structural design of its components and verified with laboratory tests. A case history where the developed accelerometers were applied to a safety monitoring system of a high-speed train tunnel is presented. The performances of the developed accelerometers are validated from the measured acceleration data.
This paper is aimed to analyze the achievements of the Tunnel Monitoring System(TMS), implemented in Seoul subway L5~L8, and to find out improved methods. By introducing the TMS, it is possible to inspect tunnel facilities for 24 hours a day while trains are operated. The inspection capability could be expanded, the accuracy was improved, and the cycle was shortened. The efficiency of manpower was improved and the surplus manpower could be used for other tasks of facilities maintenance. As a result, by introduction of the TMS, the amount of tunnel maintenance was increased by 225% and the train service troubles caused by facility problems were decreased by 53%.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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