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논문 상세정보

유압 천공데이터를 이용한 터널 굴진면 전방 지질상태 예측

Prediction of Geological Condition Ahead of Tunnel Face Using Hydraulic Drilling Data

초록

터널 및 지하구조물 시공 중 굴착 대상 지반에 대한 정확한 정보 획득은 작업의 효율성과 안전성을 위해 매우 중요하다. 본 연구에서는 굴착 중 굴진 대상 암반의 지질 구조를 신속하고 정확하게 감지하기 위하여 천공탐사 기법을 이용하였다. 유압 착암기 천공 시 발생하는 천공속도, 회전압, 피드압 등의 기계량을 측정하여 분석하였으며, 이를 통해 암석과 지질 구조적 특성에 의해 변화되는 암반 특성을 평가 하였다. 터널 시공현장에서 굴착 중 획득된 천공데이터 분석에 의해 평가된 암반 정보는 굴착 전 수행된 선진수평시추 및 TSP 탐사 결과와 비교하여 신뢰성을 검토하였으며, 그 결과 천공 데이터의 변화가 암반 특성 및 불연속면 예측을 위해 효율적으로 활용될 수 있음을 확인하였다.

Abstract

During construction of a tunnel and underground structure, it is very important to acquire accurate information of the rock mass will be excavated. In this study, the drill monitoring method was applied for rapid prediction of geological condition ahead of the tunnel face. Mechanical data(speed, torque and feed pressure) from drilling process using a hydraulic drilling machine were analyzed to assess rock mass characteristics. Rock mass information acquired during excavation from drilling monitoring were compared with results from horizontal boring and tunnel seismic profiling(TSP). As the result, the drilling monitoring method is useful to assess rock mass condition such as geological structures and physical properties ahead of the tunnel face.

질의응답 

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
터널 내 탄성파 탐사
터널 내 탄성파 탐사기법의 단점은 무엇인가?
경제적인 안전시공을 위한 충분한 고정밀도의 정보를 제공하지 못한다

그러나 선진수평시추 조사를 위해서는 공사를 일시 중단하여야 하며, 추가적인 비용이 소모된다. 또한 TSP 탐사는 경제적인 안전시공을 위한 충분한 고정밀도의 정보를 제공하지 못한다.

터널 굴진면 전방의 지질예측
터널 굴진면 전방의 지질예측이 필요한 경우 이용되는 대표적인 탐사기법에는 무엇이 있는가?
선진수평시추, 터널 내 탄성파 탐사(TSP; Tunnel Seismic Profiling) 등

따라서 터널 시공 중 발생하는 붕괴사고를 사전에 방지 하기 위해서는 굴진면 전방의 지질상태를 정확하게 예측하는 것이 매우 중요하다. 터널 굴진면 전방의 지질예측이 필요한 경우 이용되는 대표적인 탐사기법은 선진수평시추, 터널 내 탄성파 탐사(TSP; Tunnel Seismic Profiling) 등이 있다. 그러나 선진수평시추 조사를 위해서는 공사를 일시 중단하여야 하며, 추가적인 비용이 소모된다.

터널
터널시공시 지반 붕괴의 가장 큰 요인은 무엇인가?
용수나단층파쇄대 등의 지질구조와 관련이 있는 것으로 알려져 있다

터널 시공시 발생하는 지반붕괴는 대부분 터널 굴진면 부근에서 발생되고 있으며, 붕괴의 가장 큰 요인은 용수나단층파쇄대 등의 지질구조와 관련이 있는 것으로 알려져 있다(Seidenfub, 2006; 日本トソネル技術協會, 1990). 따라서 터널 시공 중 발생하는 붕괴사고를 사전에 방지 하기 위해서는 굴진면 전방의 지질상태를 정확하게 예측하는 것이 매우 중요하다.

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참고문헌 (15)

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  2. 김광염, 김창용, 장수호, 서경원, 이승도, 2007, 천공데이터를 활용한 터널 막장 전방 암반특성 평가, 대한화약발파공학회지, 25(1), 67-77 
  3. 김광염, 김창용, 김광식, 윤효관, 2008, 암석시험편 천공시험을 이용한 천공파라미터 연구, 대산토목학회 정기학술대회 논문집, 4294-4297 
  4. 김광염, 김창용, 김광식, 2008, 균질암반에서의 유압식 천공데이터 평가, 터널과 지하공간, 한국암반공학회, 18(6), 480-490 
  5. 대우건설, 1999, 영동선 동백산-도계산 철도이설공사 T/K 지반조사보고서 
  6. Mituisumitomo corporation, 2005, Tunnel Rock Mass Evaluation That Uses Drill-Logging System, Proceedings of the 60th Symposium, Japan Society of Civil Engineers, 9-10 
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  8. Pfister, P., 1985, Recording Drilling Parameters in Ground Engineering, Geodrilling, 8-14 
  9. Schunnesson, H., 1996, RQD Predictions based on Drill Performance Parameters, Tunnelling and Underground Space Technology, 11(3), 345-351 
  10. Seidenfub, T., 2006, Collapses in Tunnelling, Master Thesis, Stuttgart, Germany 
  11. Kahraman, S., Balci, C., Yazici, S. and Bilgi, N., 2000, Prediction of the Penetration Rate of Rotary Blast Hole Drills using a New Drillability Index, International Journal of Rock Mechanics and Mining Science, 37, pp. 729-743 
  12. Thuro. K., 1997, Drillability Prediction-Geological Influences in Hard Rock Drill and Blast Tunnelling, Geol Rundsch, 86, 426-438 
  13. Thuro. K., 2003, Hard Rock Tunnel Boring, Cutting, Drilling and Blasting : Rock Parameters for Excavatability, ISRM - Technology Roadmap for Rock Mechanics, 1227-1234 
  14. Toda corporation, 2005, Prediction of Geological Condition forward of Tunnel Face with Drilling Data, Proceedings of the 60th Symposium, Japan Society of Civil Engineers, 13-14 
  15. 日本トソネル技術協會, 1990, 山岳トソネルの施工法に關 する調査硏究報告書 

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