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2-Arch 터널과 병렬 터널 접속부에서의 텐션볼트를 사용한 필라 보강 방법에 대한 수치해석
A Numerical Study on the Reinforcement Method of a Pillar Using Tension Bolts at the Connecting Part between 2-Arch Tunnels and Parallel Tunnels 원문보기

터널과 지하공간: 한국암반공학회지 = Tunnel and underground space, v.25 no.5, 2015년, pp.470 - 486  

박연준 ,  최재진 ((주)골든엔지니어링)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

2-아치 터널은 터널의 간격이 매우 좁아서 병렬 터널에 비해 점유 면적이 작으나 경제적이지 못하다. 병렬 터널은 경제적이긴 하지만 2-아치 터널보다 점유 면적이 커서 용지의 매입이 어려운 경우에는 문제가 될 수 있다. 새로운 설계는 이 두 터널을 터널의 간격이 점차 증가하는 제3의 병렬터널로 연결시키는 것이다. 접속터널의 필라는 폭이 매우 좁을 수 있기 때문에 이 새로운 설계를 불량한 암반에 적용하려면 검증이 필요하다. 이에 4등급 및 5등급 암반에 대해 2차원 및 3차원 수치해석을 이용하여 2가지 방법으로 안정성 검토를 수행하였다. 검토 결과, 중앙 필라가 텐션 볼트로 적절히 보강된다면 터널 심도가 직경의 5배 이하인 경우에는 적용이 가능하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Two-arch tunnels require minimal spacing between the 2 tunnels and thus occupy small amount of land compared to parallel tunnels. But it is rather expensive. The parallel tunnel is not as expensive, but it requires more land than 2-arch tunnels. This may cause a problem when there is a land shortage...

주제어

#2-아치 터널   #병렬 터널   #2-arch 변단면 터널   #필라   #텐션 볼트  

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
필라의 안정성 확보를 위해 어떤 방법을 사용하는가? 필라의 안정성 확보를 위해서는 그라우팅에 의한 보강방법과 텐션볼트를 사용하는 방법이 있는데, 그라우팅 보강법의 경우 그 효과를 정량적으로 평가하기 어려워 설계 및 해석에 적용하기 어렵다. 텐션볼트에 의한 보강 방법은 암반 필라의 좌･우측에 하중을 가함으로써 필라의 안정성 향상을 도모하는 방법이므로 보강 효과를 정량적으로 평가할 수 있다(최재진 외, 2012; 김원범외, 2014).
텐션볼트에 의한 보강 방법은 어떤 방법인가? 필라의 안정성 확보를 위해서는 그라우팅에 의한 보강방법과 텐션볼트를 사용하는 방법이 있는데, 그라우팅 보강법의 경우 그 효과를 정량적으로 평가하기 어려워 설계 및 해석에 적용하기 어렵다. 텐션볼트에 의한 보강 방법은 암반 필라의 좌･우측에 하중을 가함으로써 필라의 안정성 향상을 도모하는 방법이므로 보강 효과를 정량적으로 평가할 수 있다(최재진 외, 2012; 김원범외, 2014). 본 연구에서는 텐션볼트를 이용하여 접속 구간의 중앙 암반 필라를 보다 효과적으로 보강할 수 있는 방안들을 고안하고, 그 효과를 수치해석적으로 검증하여 효과적인 보강 방법을 찾아내고자 하였다.
텐션볼트를 이용하여 암반 필라를 보강하는 기존의 방법은 어떤 한계점이 있는가? 텐션볼트를 이용하여 암반 필라를 보강하는 기존의 방법은 두 개의 터널이 모두 굴착된 후에 미리 설치된 파이프형의 볼트에 강선을 삽입하여 인장력을 가하도록 되어있다. 이 방법은 공정도 다소 복잡하고 후행터널의 굴착 시 이미 설치된 볼트의 단부, 즉 후행 터널측 두부를 손상시킬 위험이 있으며, 후행 터널이 굴착되는 동안에는 볼트에 인장력이 가해지지 않은 상태이므로 필라의 폭이 매우 작은 경우에는 위험을 초래할 수도 있다.
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참고문헌 (8)

  1. Baek, Seung-cheol, Bu-sik Jang, Tae-gyu Lee, Sung-min Lee, Jung-soon Hwang 2009, A Study on the Stability Estimation Procedure for Reinforced Pillar of Twin Tunnel, J. Korean Geo-Environmental Society, 10(7), 81-91. 

  2. Choi, Jae-Jin, Yeon-Jun Park, Si-Keun Kim, Jae-Hyun Park 2012, A Case Study on the Design and Construction of a 2-arch Tunnel with Varying Section, J. Korean Soc. Rock Mech.(Tunnel & Undergr. Space), 22(5), 310-320. 

    원문보기 상세보기 crossref

  3. Hoek, E. I. and E. T. Brown, 1980, Underground Excavations in Rock, IMM, London 527p. 

  4. Hwang, Jung-Soon, Seung-Wook Kim, Yoon-Kyung Bang, Hong-Taek Kim 2005, Stability Estimation Method and Analysis for Pillar Considering the Reinforcement Method, J. Korean Soc. Civil Engineers, 5606-5609. 

  5. Kang, Jae-Gi, Hyung-Sik Yang and Sun-Jong Jang 2014, Stability Analysis of Rock Pillar in the Diverging Area of Road Tunnel, J. Korean Soc. Rock Mech.(Tunnel & Undergr. Space), 24(5), 344-353. 

    원문보기 상세보기 crossref

  6. Kim, Won-Beom, Hyung-Sik Yang and Tae-Wook Ha 2012, An Assessment of Rock Pillar Behavior in Very Near Parallel Tunnel, J. Korean Soc. Rock Mech.(Tunnel & Undergr. Space), 22(1), 60-68. 

    원문보기 상세보기 crossref

  7. Korea highway corporation 2009, Road design manual, 343p. 

  8. Park Yeon-Jun, Il-Hyung Ryu 2011, A Study on the Estimation of Load Distribution Factors Considering Excavation Methods and Initial Stress Conditions, Korean Society for Rock Mechanics, 73-77. 

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