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제안 방법
- main 터널내에 제 작한 바닥부 및 벽면부 라이 닝 거 푸 집 에는 레미콘 트럭을이용하여 콘크리트를타설하였고, 4 곳에 설치 한 각 라이 닝 은 벽면부를 타설할 때 바닥부가 밀리는 현상을 방지하기 위하여 바닥부를 먼저 타설한후 약 2시간이 경과한 이후에 벽면부를 타설하였다.
- 수행하였다. main터널내 콘크리트라이닝 바닥부에서 코어 채취를 하면서 생긴 직경 12cm, 깊이 25cm의 구멍에 콘크리트를 타설하고 5시간이 경과한 시점에 콘크리트 라이닝에대 한 소규모 시험 발파를 수행하였다.
- 또한 실제 발파진동을 진동원으로 해석이 수행된 경우도 터널발파시 터널내에서 측정되는 진동주파수보다 낮은 대역의 주파수 특성을 가지는 지표면에서의 시험 발파 시 발생한 진동의 크기를 해석 변수로 하였다.
- 크기의 암석블록 4개를 사용하였다. 모형 라이닝 이 타설된 4개의 암석블록 중에서 한 개는 진동을 가하지 않았고, 나머지 3개는 각각 재령 3시간, 7시간, 12시간에 진동을 가하였다.
- 모형 터널 라이닝에 대한충격진동 시험에서는 라이닝이 타설된 암석블록을 고정장치를 이용하여 좌우측 및 진동 발생원 반대쪽을 고정시키고, 해머를 이용하여 충격 진동을 가하였으며 24시간이 지난 시점에 모르타르 라이닝을 암석 블록으로부터 분리 한 후 천단부 및 바닥부 라이 닝시료에 대해 각 재령별로 OYO사 Sonic Viewer 770 장비를 이용하여 P파속도를 측정하였다.
- 상부 반단면에 대한 확공발파가 진행중인 막장면의 후방에 해당하는 전단면굴착기로 선진굴착된 TBM 터널의 내부 바닥면 2곳과 상부 반단면 확공발파가 완료된 main 터널의 하단부 모서리 4곳에 거푸집을 제작한 후 실제 현장의 라이닝 콘크리트와 동일한 배합조건으로 콘크리트 모형 라이닝을 타설하였다.
- 암석블록은 포천 화강암으로 폭, 높이, 길이가 각각 30cm X 30cm x 30cm(이하 3OB), 30cm x 30cm x 50cm(이하 50B)인두가지 형태로각암석블록의 중앙부에 외경이 10cm인 비트로 코어링을 실시하여, 직경이 약 10.5cm인 원형 터널을 모사하였는데, 30B 블록은 암석블록을 관통하도록 코어 링을 하였고 50B 블록은 길이 방향으로 약 30cm까지 코어 링을 하였다.
- 양생초기 인 재령 5시간에 2회의 발파진동을 가한 콘크리트의 28일 압축강도 탄성파속도의 변화를 해석하기 위하여 콘크리트 라이닝에 대한 소규모 시험발파를 수행하였다. main터널내 콘크리트라이닝 바닥부에서 코어 채취를 하면서 생긴 직경 12cm, 깊이 25cm의 구멍에 콘크리트를 타설하고 5시간이 경과한 시점에 콘크리트 라이닝에대 한 소규모 시험 발파를 수행하였다.
- 이 연구의 충격진동 시험에 사용된 모형 모르타르 라이닝의 두께가 12mm 정도로 압축강도의 측정이 불가능하여 충격진동이 모형 라이닝에 미치는 영향을모르타르 라이닝의 P파속도 측정결과를 이용하여 분석하였다.
- 현장시험에서는 전단면굴착기로 선진 굴착된 원형 터널(이하 TBM 터 널)과 상부반단면 확공발파가 완료된 주 터널(이하 main 터널)에 막장면으로부터의 거리에 따라 콘크리트 라이닝 모형을 설치하였다.
대상 데이터
- 죽령 터 널 현장은 국내 고속도로 터 널 공사로는 처 음으로 전단면 굴착기 (timlel boring machine) 로 원형 터 널을 선진 굴착한 이후 발파작업으로 최종 굴착 면까지 확대 굴착하는 방법을 채택하여 암반굴착이 이루어지고 있는 현장이다. 2차선 고속도로 터널인 이 현장의 기반암은 선캠브리아기에 생성된 것으로 추정되는 소백산 편마암 복합체 인 흑운모 화강암질 편마암, 미 그마타이트질 편마암 등으로 구성되어 있다.
- 모형 라이 닝은 거푸집 역할을 하는 아크릴 파이프와 방수포 역할을 하는 디지 인 시 트의 사이에 모르타르를 타설하여 제작하였는데, 모형 라이닝의 길이는 약 150nun, 두께는 약 12mm 이다.
- 암석블록 내에 타설한모르타르 모형 라이닝에는 각 충격 진동 시험시 진동속도 벡터합 2cm/sec, 5cm/sec, 10cm/sec 크기의 충격진동을 가하였는데, 매 시험시 동일한 크기의 암석블록 4개를 사용하였다. 모형 라이닝 이 타설된 4개의 암석블록 중에서 한 개는 진동을 가하지 않았고, 나머지 3개는 각각 재령 3시간, 7시간, 12시간에 진동을 가하였다.
- 콘크리트 라이닝을 타설한 이후의 매회 발파작업시 각라이 닝 의 표면에서 발파진동을 측정하였는데, 측정에 사용된 장비는 발파진동측정기인 SSU 2000DK 1 대, SSU 2000DK 를 이용해 측정자료의 저장 및 분석이 가능한 Micro-seismograph 5대, 그리고Blastmate 0774대이다. 식 (1)은 TBM 터널 내에 타설한 라이닝에서 측정한 발파진동속도 벡터합자료총27개를 회귀분석하여 구한 발파진동전파식이고, 식 (2)는 main 터널 내에 타설한 라이닝 에서 측정한 벡 터 합 자료 총 45 개 로부터 구한 발파진동전파 식인데, 폭원으로부터 10~300m 떨어진 위치에서 측정한 발파진동의 주주파수 대역은 15아Iz 이상으로 나타났다.
- 터널 내부에 타설되는 라이닝을 모사하기 위한모형 모르타르 시험체를 실험실에서 제작하였다. 그림 1은 굴착된 원형터널을모사한두 가지 형태의 암석블록, 방수포 역할을 하는 디자인 시트, 거푸집 역할을 하는외경 80mm인 아크릴 파이프, 터 널방향으로의 거푸집 역할을 하도록 디자인된 EPA 재질의 내경 78mm, 외경 107nm, 두께 15mm 인 원형고리 2개 등으로 모형 원형 터널 라이닝의 타설을 위 한 준비 물들이다.
- 현장 시험은 대구와 춘천을 연결하는 중앙고속도로 의제 9공구 죽령터널 종점부 하행선에서 실시하였는데, 이 터 널은 경북 풍기 와 충북 단양을 연 결하는 연장4, 520m의 쌍굴 도로터 널이다. 죽령 터 널 현장은 국내 고속도로 터 널 공사로는 처 음으로 전단면 굴착기 (timlel boring machine) 로 원형 터 널을 선진 굴착한 이후 발파작업으로 최종 굴착 면까지 확대 굴착하는 방법을 채택하여 암반굴착이 이루어지고 있는 현장이다.
- ikg인 제품명 Finex-lo] 최종굴착면의 여굴 및 손상을 방지하기 위해 사용되었다. 화약의 기폭을 위한 뇌관으로는 각단간의 지연시차가 100msec인 LP뇌관을 1번에서 19번까지 사용하였고, 같은 번호의 뇌관이 사용된 4공은 다단식 발파기를 이용하여 두 공씩 기폭되었다.
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