터널에서의 배수기능은 콘크리트 라이닝 배면에 지하수를 원활하게 배수함으로써 라이닝에 작용할 수 있는 수압의 영향을 최소화하는 역할을 하며, 이는 궁극적으로 터널의 장기적인 안전성 확보와 기능유지에 중요한 인자로 작용한다. 다만, 실제 운용중인 터널의 유지관리 사례를 살펴볼 때 당초 설계 개념에서의 배수기능과는 다르게 침전물에 의한 배수 막힘 현상이 다수 보고...
터널에서의 배수기능은 콘크리트 라이닝 배면에 지하수를 원활하게 배수함으로써 라이닝에 작용할 수 있는 수압의 영향을 최소화하는 역할을 하며, 이는 궁극적으로 터널의 장기적인 안전성 확보와 기능유지에 중요한 인자로 작용한다. 다만, 실제 운용중인 터널의 유지관리 사례를 살펴볼 때 당초 설계 개념에서의 배수기능과는 다르게 침전물에 의한 배수 막힘 현상이 다수 보고되어 있으며, 이와 함께 터널에 나타나는 변상발생으로 기능회복과 내구성 증진을 위한 사회적 비용이 증가하고 있다. 따라서 유지관리 측면에서 배수기능 확보의 중요성이 점차 증대되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 국가주요시설인 고속철도 NATM 터널을 대상으로 배수기능 저하 현상 중 유지관리가 가능한 횡배수관 폐색에 대하여 발생양상과 원인을 분석하고 이에 따라 나타나는 라이닝 변상패턴을 파악하여 관련기준에 대한 합리적인 개선방향을 제시하고자 하였다. 이를 위해 국내 고속철도 NATM 터널 12개소, 총 연장 약 64.3km에 대한 현장조사 결과를 수집하여 횡배수관 폐색 현상과 지보패턴, 숏크리트, 록볼트와의 연관성을 분석하였으며, 그 결과 지보패턴과 숏크리트 두께, 록볼트 설치수량이 증가할수록 횡배수관 폐색이 심화되는 경향을 확인하였다. 또한, 횡배수관 폐색에 대한 경년변화 분석결과 공용기간 증가에 따른 급격한 진행여부는 관찰되지 않았으며, 내부 침전물에 대한 성분분석결과 시멘트 계열의 성분이 큰 비중을 차지하는 것으로 나타났다. 횡배수관 폐색과 라이닝에 나타나는 변상패턴에 대한 분석결과 누수 및 백태의 발생과 상호 연관성이 높은 것으로 확인되었으며, 폐색 정도에 따라 나타나는 변상의 정도가 더 심해지는 양상을 보였다. 이상의 연구 결과를 바탕으로 첫째, 설계 및 시공단계에서는 횡배수관에 대한 설치기준 정립이 필요하며, 본 연구결과를 토대로 횡배수관 설치기준에 대한 기초자료로 활용할 수 있을 것이다. 둘째, 유지관리 단계에서는 배수상태에 대한 성능평가 가중치 상향과 보수․보강 시 배수계통 정비의 선행이 필요한 것으로 분석되었으며, 본 연구결과는 관련규정 개선에 대한 토대를 제공할 수 있을 것이다. 앞으로는 실험적 검증을 통해 횡배수관 설치기준에 대한 정량적인 분석이 요구되며, 시설물 특성을 반영한 합리적 평가방안에 대해 연구가 필요하다.
터널에서의 배수기능은 콘크리트 라이닝 배면에 지하수를 원활하게 배수함으로써 라이닝에 작용할 수 있는 수압의 영향을 최소화하는 역할을 하며, 이는 궁극적으로 터널의 장기적인 안전성 확보와 기능유지에 중요한 인자로 작용한다. 다만, 실제 운용중인 터널의 유지관리 사례를 살펴볼 때 당초 설계 개념에서의 배수기능과는 다르게 침전물에 의한 배수 막힘 현상이 다수 보고되어 있으며, 이와 함께 터널에 나타나는 변상발생으로 기능회복과 내구성 증진을 위한 사회적 비용이 증가하고 있다. 따라서 유지관리 측면에서 배수기능 확보의 중요성이 점차 증대되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 국가주요시설인 고속철도 NATM 터널을 대상으로 배수기능 저하 현상 중 유지관리가 가능한 횡배수관 폐색에 대하여 발생양상과 원인을 분석하고 이에 따라 나타나는 라이닝 변상패턴을 파악하여 관련기준에 대한 합리적인 개선방향을 제시하고자 하였다. 이를 위해 국내 고속철도 NATM 터널 12개소, 총 연장 약 64.3km에 대한 현장조사 결과를 수집하여 횡배수관 폐색 현상과 지보패턴, 숏크리트, 록볼트와의 연관성을 분석하였으며, 그 결과 지보패턴과 숏크리트 두께, 록볼트 설치수량이 증가할수록 횡배수관 폐색이 심화되는 경향을 확인하였다. 또한, 횡배수관 폐색에 대한 경년변화 분석결과 공용기간 증가에 따른 급격한 진행여부는 관찰되지 않았으며, 내부 침전물에 대한 성분분석결과 시멘트 계열의 성분이 큰 비중을 차지하는 것으로 나타났다. 횡배수관 폐색과 라이닝에 나타나는 변상패턴에 대한 분석결과 누수 및 백태의 발생과 상호 연관성이 높은 것으로 확인되었으며, 폐색 정도에 따라 나타나는 변상의 정도가 더 심해지는 양상을 보였다. 이상의 연구 결과를 바탕으로 첫째, 설계 및 시공단계에서는 횡배수관에 대한 설치기준 정립이 필요하며, 본 연구결과를 토대로 횡배수관 설치기준에 대한 기초자료로 활용할 수 있을 것이다. 둘째, 유지관리 단계에서는 배수상태에 대한 성능평가 가중치 상향과 보수․보강 시 배수계통 정비의 선행이 필요한 것으로 분석되었으며, 본 연구결과는 관련규정 개선에 대한 토대를 제공할 수 있을 것이다. 앞으로는 실험적 검증을 통해 횡배수관 설치기준에 대한 정량적인 분석이 요구되며, 시설물 특성을 반영한 합리적 평가방안에 대해 연구가 필요하다.
Drainage system in tunnels works to minimize the influence of water pressure on linings by draining underground water smoothly at the backside of concrete linings and ultimately functions as an important factor to secure long-term safety of a tunnel and maintain its functionality. That said, looking...
Drainage system in tunnels works to minimize the influence of water pressure on linings by draining underground water smoothly at the backside of concrete linings and ultimately functions as an important factor to secure long-term safety of a tunnel and maintain its functionality. That said, looking at the examples of maintenance in actually operating tunnels, lots of drainage clogging due to sediments were reported unlike the function of drainage under the concept of the initial design. Along the way, the damages done in the tunnels cause the increase of social expenses to recover the functionality and improve durability. Under the circumstances, the importance of securing the function of drainage in terms of maintenance is on the rise indeed. Thus, this study conducted analysis on the state of occurrences and causes of clogging at transverse drain pipes available for maintenance from the circumstances of lowered function of drainage among high-speed railroad NATM tunnels, key national facility, and grasped damage patterns of linings. In doing so, the study sought to suggest reasonable methods to improve related standards. For this purpose, the study collected the result of field survey on total length of about 64.3km in 12 high-speed railroad NATM tunnels in the country and analyzed correlationships between clogging of transverse drain pipes and support patterns, shotcrete, rock bolts. As a result, it found there was proportional relationship between clogging at transverse drain pipes and support patterns, shotcrete thickness, the number of equipped rock bolts. And the analysis result on elapsed time change of clogging at transverse drain pipes couldn't observe any development according to the increase of used period. While, as a result of component analysis on inside sediments, component in the category of cements had a large proportion. As a result of analysis on clogging at transverse drain pipes and damage patterns appearing at linings, they had close relationships with the occurrence of leak and efflorescence and the extent of damages deteriorated depending on the extent of clogging. Building on these findings, there is a need for the firm establishment of installation standard for transverse drain pipes in the stage of design and construction and this study can be used as basic data as to the standards of transverse drain pipe installation. Along the way, the stage of maintenance was assessed to require establishment of higher weighting scheme in performance evaluation, appropriate management of drainage system during maintenance and supplementation as a prerequisite. The findings of this study would provide the groundwork for the improvement of relevant regulations. Research in the future needs quantitative analysis on the installation standards for transverse drain pipes through verification using experiments as well as study on reasonable evaluation methods reflecting the features of facilities.
Drainage system in tunnels works to minimize the influence of water pressure on linings by draining underground water smoothly at the backside of concrete linings and ultimately functions as an important factor to secure long-term safety of a tunnel and maintain its functionality. That said, looking at the examples of maintenance in actually operating tunnels, lots of drainage clogging due to sediments were reported unlike the function of drainage under the concept of the initial design. Along the way, the damages done in the tunnels cause the increase of social expenses to recover the functionality and improve durability. Under the circumstances, the importance of securing the function of drainage in terms of maintenance is on the rise indeed. Thus, this study conducted analysis on the state of occurrences and causes of clogging at transverse drain pipes available for maintenance from the circumstances of lowered function of drainage among high-speed railroad NATM tunnels, key national facility, and grasped damage patterns of linings. In doing so, the study sought to suggest reasonable methods to improve related standards. For this purpose, the study collected the result of field survey on total length of about 64.3km in 12 high-speed railroad NATM tunnels in the country and analyzed correlationships between clogging of transverse drain pipes and support patterns, shotcrete, rock bolts. As a result, it found there was proportional relationship between clogging at transverse drain pipes and support patterns, shotcrete thickness, the number of equipped rock bolts. And the analysis result on elapsed time change of clogging at transverse drain pipes couldn't observe any development according to the increase of used period. While, as a result of component analysis on inside sediments, component in the category of cements had a large proportion. As a result of analysis on clogging at transverse drain pipes and damage patterns appearing at linings, they had close relationships with the occurrence of leak and efflorescence and the extent of damages deteriorated depending on the extent of clogging. Building on these findings, there is a need for the firm establishment of installation standard for transverse drain pipes in the stage of design and construction and this study can be used as basic data as to the standards of transverse drain pipe installation. Along the way, the stage of maintenance was assessed to require establishment of higher weighting scheme in performance evaluation, appropriate management of drainage system during maintenance and supplementation as a prerequisite. The findings of this study would provide the groundwork for the improvement of relevant regulations. Research in the future needs quantitative analysis on the installation standards for transverse drain pipes through verification using experiments as well as study on reasonable evaluation methods reflecting the features of facilities.
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