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연합인증

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 앵커볼트는 타입식으로 M12를 이용하였으나 인발 및 전단응력의 극한 내력은 건전한 콘크리트에서의 값이며 현장에서도 열화를 확인하기 위하여 확인시험을 실시하는 것으로 하였다.
  • 배면공동으로 암반의 붕락을 억제하고 콘크리트 라이닝 배면의 공동 확대를 방지하기 위한 대책으로 배면 주입을 실시하기로 하였다. 일반적으로 콘크리트 라이닝의 부담을 경감하기 위하여 배면주입을 위하여 경량 모르타르 및 초속경성 모르타르를 사용하지만, 지하수가 존재하는 곳에서는 기포의 소실에 의해 초속경 성질을 잃게 되고 모르타르가 유출되는 문제가 발생하게 된다.
  • 본 사례에서는 열화부위가 콘크리트 라이닝 한 경간에 걸쳐서 발생하여 철거 혹은 쪼아내는 것이 불가능하기 때문에 박락대책과 보강대책을 병용하는 것으로 하였다. 콘크리트 라이닝의 강도를 회복시키는 방법은 없지만 근본적인 대책인 전면 또는 부분 개축을 할 정도로 큰 균열 등의 변형 및 변상이 보이지 않고 지압의 작용은 작다고 판단하여 채용하였다.
  • 본 터널에서는 지질상황 등을 고려하여 토압의 증가와 지진의 발생에 의한 터널의 붕괴를 방지하기 위하여 강재지보재 및 숏크리트에 의한 보수를 실시하였다. 단본 터널은 중요문화재이며 벽돌을 표면에서 관찰이 가능하도록 숏크리트 구간을 아치부만 실시하였고 측벽부에 강재지보재를 설치하는 것으로 내력을 확보하였다.
  • ‘터널의 보수 및 보강(2)’에서는 다양한 재래식 터널에 발생한 변상의 원인 및 형태에 따라 실질적으로 적용된 보수 및 보강공법을 일부 소개하였다. 본문에서는 ‘터널의 보수 및 보강(2)’에 이어 다양한 보수 및 보강공법의 적용을 소개하겠다.
  • 지금까지 4회에 걸쳐 공용중인 재래식 터널의 유지관리 및 보수/보강을 위해 터널의 변상 조사 및 판정, 변상형태와 원인에 따른 보수/보강 공법 및 사례에 대하여 소개하였다. 재래식 터널의 보수 및 보강은 변상형태, 변상원인, 설계 및 시공시 자료, 지반조건같은 주변환경, 시공성 및 경제성등 고려할 수 있는 모든 여건을 종합적으로 검토하여 보수 및 보강을 수행하고 있다.

가설 설정

  • ·PVA섬유매트에 모르타르를 주입하고 시멘트계 섬유보강재를 형성한다.
  • ·거푸집은 밀실하여 염분의 침투와 중성화를 억제하는 것이 가능하다.
  • ·기존 콘크리트면에 불륙으로 추종가능하다.
  • ·단섬유보강재의 균일한 배치가 얻어진다.
  • ·리듐 매트는 단섬유를 사용하여 매트형태로 제작한 것으로 보강의 방향성이 없다.
  • ·매트상의 공간은 모르타르의 충전성에 우수하다.
  • ·목제 거푸집으로 변형된 새로운 시멘트계 거푸집이다.
  • ·벽돌 표면에 1~2cm 정도의 박리·박락이 터널 전구간에 걸쳐 발생.(사진 19)
  • ·인장강도에 의한 균열이 발생하여도 PVA섬유 매트에 인장응력이 전달되기 때문에 균열폭이 약 1mm에 달할 때까지 전달되어 인장응력은 저하하지 않는다.
  • ·주로 토피가 얇은 터널입구부의 천단부에서 큰 폭의 균열과 횡단방향의 원주 균열이 발생.(사진 20)
  • ·터널 천단 주변에 이음부 표면의 탈락이 다수 발생.
  • 자외선 경화형 수지는 열경화성 수지에 비하여 시공시 작업 환경조건(온도·습도 등)의 영향을 받지 않는다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
터널의 아치부와 어깨부에 연속하여 발생된 축방향 균열은 어떠한 이유 때문에 배면공동을 균열발생의 주원인으로 판단하였는가? 터널의 아치부와 어깨부에 연속하여 발생된 축방향 균열은 비교적 큰 응력에 의한 가능성도 있으나 배면공동이 있는 경우에는 일반적으로 지반의 느슨함에 의해 발생하는 연직압에 의해서도 동일한 변상을 보이기 때문에 배면공동을 균열발생의 주원인으로 판단하였다.
열화한 모르타르 보수층이 벽돌 라이닝으로부터 박락하는 것을 방지하기 위하여 어떤 공법을 채용하였는가? 열화한 모르타르 보수층이 벽돌 라이닝으로부터 박락하는 것을 방지하기 위하여 자외선 경화형 FRP 시트공법을 채용하였다. 보수 모르타르와 벽돌 라이닝사이 부분이 열화되어 보수 모르타르의 부착력을 기대할 수 없으므로, 시트를 붙인 후 시트와 동일 재질인 FRP판과 앵커볼트로 사용하여 시트를 벽돌 라이닝에 고정하여 일체화시키는 방법으로 시공하였다.
내수성이 우수한 특수 유리섬유보강재와 자외선에 의해 단시간에 경화하는 특수 수지를 조합한 복합재료이며 특히 방수성, 내약품성, 및 내마모성을 필요로 하는 혹독한 환경조건에 최적의 재료를 터널 보수공사에 적용한 경우 어떤 장점이 있는가? ① 공장에서 시트로 제조한 것을 사용하기 때문에 안정적인 고품질의 보강단면층을 단시간에 효율적으로 시공이 가능하다. 또한 현장에서 가공이 용이하다. ② 일체화한 피복층을 형성함으로서 터널내의 누수를 차단시킬 수 있다. 또한 시트와 라이닝사이에 인위적인 공동을 만들고 이것을 배수로로 사용가능하다. ③ 내후성, 내마모성, 및 전기절연성이 요구되는 열악한 환경조건에 적용이 가능하다. ④ 자외선 경화형 수지는 열경화성 수지에 비하여 시공시 작업 환경조건(온도·습도 등)의 영향을 받지 않는다. ⑤ 시트끼리 층층이 쌓아서 접착하는 것이 가능하고 일체성을 확보하면서 추가적인 시공이 가능하다. 그림 9는 자외선 경화형 FRP 시트에 의한 터널 보수 공법의 개요를 나타내었다.
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