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터널과 지하공간: 한국암반공학회지 = Tunnel and underground space, v.27 no.4, 2017년, pp.195 - 204
노승환 , 최성욱 (GS건설 신림~봉천터널 도로건설 공사(2공구) 현장 공사팀) , 노상림 (GS건설 기술본부 지반팀)
본 사례연구에서는 신림~봉천터널 지하환기소 대단면 터널의 시공 사례를 소개하였다. 환기갱(폭 7.8 m, 높이 6.6 m)에서 환기소(축류팬실, 폭 20.8 m, 높이 12.3 m)로 터널 단면이 확대되는 구간에 대해 안전성 및 시공성 등을 고려하여 점진적인 확대 굴착 방안 및 Q 시스템을 이용한 확폭 구간의 임시 보강 방안이 검토되었다. 확폭이 완료된 이후 대단면 터널은 현장의 암반조건을 확인하고, 전산해석을 이용한 터널의 안정성 검토 등을 통해 암반등급에 따라 굴진장을 일부 조정하고, 터널 상부 굴착을 분할 없이 전단면 굴착으로 변경하여 시공성을 향상시켰다. 본 사례연구에서 소개한 시공 사례가 향후 유사한 조건의 지하환기소 또는 4차로 도로 등의 대단면 터널의 설계 및 시공에 유용한 참고 자료가 될 수 있기를 기대한다.
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This case study introduces the construction of large cross section tunnel for underground ventilation system in Sillim-Bongcheon Tunnel Project. In order to grant the safety and efficiency in connecting the ventilation shaft (7.8 m of width, and 6.6 m of height) to a tunnel for axial fan facility (2...
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| 핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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| 장대 터널에 최적의 환기방식 및 방재 시설을 선정해야 하는 이유? | 최근 장대 터널의 건설이 증가함에 따라 설계 단계에서 터널의 환기 및 방재에 대한 계획이 중요한 비중을 차지하고 있다. 장대 터널의 경우 기존의 자연환기 또는 제트팬 종류식 환기 방식으로는 소요 환기량의 처리가 불가하고, 화재 및 교통사고에 대비한 추가적인 방재시설이 필요하기 때문에 프로젝트의 특성을 고려한 다양한 검토를 통해 최적의 환기 방식 및 방재 시설을 선정해야 한다. 연직갱 및 지하환기소는 공사 중 민원 발생 가능성 및 지상 공간 환경 훼손을 최소화할 수 있는 장점 때문에 장대 터널의 환기와 방재를 위해 고려되는 대표적인 방법 중의 하나이다. | |
| 연직갱 및 지하환기소가 장대 터널의 환기와 방재를 위해 고려되는 대표적인 방법 중 하나로 고려되고 있는 이유는? | 장대 터널의 경우 기존의 자연환기 또는 제트팬 종류식 환기 방식으로는 소요 환기량의 처리가 불가하고, 화재 및 교통사고에 대비한 추가적인 방재시설이 필요하기 때문에 프로젝트의 특성을 고려한 다양한 검토를 통해 최적의 환기 방식 및 방재 시설을 선정해야 한다. 연직갱 및 지하환기소는 공사 중 민원 발생 가능성 및 지상 공간 환경 훼손을 최소화할 수 있는 장점 때문에 장대 터널의 환기와 방재를 위해 고려되는 대표적인 방법 중의 하나이다. 연직갱 및 지하환 기소를 계획하는 경우 다양한 터널 단면들로 인해 접속 부 및 단면확폭부 등이 필연적으로 발생되기 때문에, 설계 단계에서부터 터널의 안정성 및 시공성 등을 종합적으로 고려해야 한다. | |
| 대단면 터널의 3분할 공법이 불리하게 작용할 수 있는 이유는? | 대단면 터널은 일반적으로 설계 단계에서 터널의 안정성을 고려하여 터널 상반의 분할 굴착공법(상반 3분할 굴착공법, 측벽 선진 도갱 굴착, 중벽 분할 굴착 등)을 주로 적용하고 있으나, 시공 단계에서는 시공성, 작업 중 안정성, 공기 및 경제성 등에서 분할 굴착공법이 불리하게 작용할 수 있다. 특히 상반 3분할 굴착공법이 경우 중앙부 굴착 후 설치되는 강지보는 터널 상부의 록볼트에 매다는 방식의 난해한 시공이 불가피하여, 좌우 분할 굴착부의 강지보가 시공되기 전까지 지보재로써의 역할을 기대하기 어려우며, 좌우측 굴착 시 발파 진동에 따른 강지보 탈락의 위험성이 존재한다(신영완 등, 2010). 또한 중앙부에 먼저 시공되는 숏크리트, 록 볼트 등도 터널 좌우측의 굴착 시 지보재의 기능이 약화될 가능성이 크며, 중앙부의 굴착 완료 후 측벽부의 시공이 지연되는 경우(장비의 고장, 발파 작업의 제한 등) 굴착된 단면의 형상이 터널의 안정성에 불리하게 작용할 수도 있다. 따라서 현장의 지반 조건이 양호한 경우에는 계획된 상반 3분할 굴착공법이 시공 중 오히려 터널의 안정성에 불리하게 작용할 수 있기 때문에, 시공성 및 안정성을 향상시킬 수 있는 합리적인 굴착 공법에 대한 검토가 필요하다. |
Grimstad, E., Kankes, K., Bhasin, R., Magnussen, A.W., & Kaynia, A., 2002. Rock mass quality Q used in designing reinforced ribs of sprayed concrete and energy absorption, Report, Norwegian Geotechnical Institute.
박권제, 정국영, 김태건, 김지훈, 김용식, 최영진, 2014, [기술기사] 고속도로 양방향 4차로 대단면 터널 적용에 대한 연구, 터널기술학회지 Vol. 14 No. 4, pp. 14-24.
정희선, 유영일, 오정배, 오세준, 2006, 대단면 터널 분할굴착공법 검토, 2006 대한토목학회 정기 학술대회, pp. 4664-4667.
신영완, 정종혁, 남정봉, 김식영., 2010, 4차로 대단면 도로 터널의 강지보재 시공성 개선 설계사례, 지반환경학술지 Vol. 11 No. 6, pp. 13-25.
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