국내외 터널공사에서 TBM(Tunnel Boring Machine)의 적용사례가 지속적으로 증가하고 있다. 이에 따라 TBM터널은 더 어렵고 복잡한 특수지반을 대상으로 시공되는 사례가 많으며, 복잡한 지질 조건에 기인한 시공상의 어려움이 꾸준히 보고되고 있는 실정이다. 국내에서는 아직까지 특수 지반의 효율적 통과에 대한 연구가 미진한 실정이다. 이 논문에서는 특수지반을 대상으로 하는 쉴드TBM 터널공사에서의 지반조사와 시공과 관련된 사항에 대하여 고찰하였다. 국내외 특수지반을 통과한 시공 사례를 분석하여 쉴드TBM 터널의 특수지반을 11개로 분류하였고, 각각의 특수지반의 개념과 일반적인 문제점들을 정리하였다. 특히 도심지 천층부에서 빈번하게 조우하는 복합지반, 호박돌층, 단층파쇄대의 분류 기법, 지반조사기법, 그리고 해당지반에서의 고려사항들을 논의하였고, 향후 연구방향에 대하여 제안하였다. 본 논문은 특수지반에서의 TBM 시공기술 발전을 위한 기초연구로써 향후 관련 연구와 특수지반에서의 TBM 시공에 도움이 될 것으로 기대된다.
국내외 터널공사에서 TBM(Tunnel Boring Machine)의 적용사례가 지속적으로 증가하고 있다. 이에 따라 TBM터널은 더 어렵고 복잡한 특수지반을 대상으로 시공되는 사례가 많으며, 복잡한 지질 조건에 기인한 시공상의 어려움이 꾸준히 보고되고 있는 실정이다. 국내에서는 아직까지 특수 지반의 효율적 통과에 대한 연구가 미진한 실정이다. 이 논문에서는 특수지반을 대상으로 하는 쉴드TBM 터널공사에서의 지반조사와 시공과 관련된 사항에 대하여 고찰하였다. 국내외 특수지반을 통과한 시공 사례를 분석하여 쉴드TBM 터널의 특수지반을 11개로 분류하였고, 각각의 특수지반의 개념과 일반적인 문제점들을 정리하였다. 특히 도심지 천층부에서 빈번하게 조우하는 복합지반, 호박돌층, 단층파쇄대의 분류 기법, 지반조사기법, 그리고 해당지반에서의 고려사항들을 논의하였고, 향후 연구방향에 대하여 제안하였다. 본 논문은 특수지반에서의 TBM 시공기술 발전을 위한 기초연구로써 향후 관련 연구와 특수지반에서의 TBM 시공에 도움이 될 것으로 기대된다.
The use of TBM (tunnel boring machine) gradually increases in worldwide tunneling projects. TBM machine are often applied to more difficult and complex geological conditions in urban area, and many problems and difficulties have been reported due to these geological conditions. However, in Korea, th...
The use of TBM (tunnel boring machine) gradually increases in worldwide tunneling projects. TBM machine are often applied to more difficult and complex geological conditions in urban area, and many problems and difficulties have been reported due to these geological conditions. However, in Korea, there is a lack of research on difficult grounds so far. This paper discussed general aspects of investigation method, and problems of TBM tunneling in difficult grounds. Construction cases that passed through the difficult grounds in worldwide were analyzed and the typical difficult grounds were classified into 11 cases. For each case, the definition and general problems were summarized. Particularly, for mixed ground and boulder ground, and fault zone, which are frequent geological conditions in urban area with shallow depth, classification system, investigation methods and major considerations were discussed, and proposed the direction of future research. This paper is a basic study for the development of TBM construction technology in difficult ground, and it is expected that it will be useful for related research and construction of TBM in difficult ground in the future.
The use of TBM (tunnel boring machine) gradually increases in worldwide tunneling projects. TBM machine are often applied to more difficult and complex geological conditions in urban area, and many problems and difficulties have been reported due to these geological conditions. However, in Korea, there is a lack of research on difficult grounds so far. This paper discussed general aspects of investigation method, and problems of TBM tunneling in difficult grounds. Construction cases that passed through the difficult grounds in worldwide were analyzed and the typical difficult grounds were classified into 11 cases. For each case, the definition and general problems were summarized. Particularly, for mixed ground and boulder ground, and fault zone, which are frequent geological conditions in urban area with shallow depth, classification system, investigation methods and major considerations were discussed, and proposed the direction of future research. This paper is a basic study for the development of TBM construction technology in difficult ground, and it is expected that it will be useful for related research and construction of TBM in difficult ground in the future.
도심지 터널 공사 시 고려되는 공법은 개착식(cut and cover), 발파(drill-and-blast), 기계식굴착(mechanical excavation) 공법으로 구분된다. 이 중 TBM(Tunnel Boring Machine)으로 대표되는 기계화 시공법은 효율적으로 이용될 경우 다른 공법들에 비해 고속 굴진, 굴진의 안정성, 지반 및 환경 피해의 최소화, 소음과 진동의 최소화, 작업자의 작업 환경 등에 있어 장점을 가지기 때문에, 국내외 터널공사에서의 적용 사례가 점차적으로 늘어나고 있다.
기계화 시공법 TBM(Tunnel Boring Machine)의 장점은 무엇인가?
도심지 터널 공사 시 고려되는 공법은 개착식(cut and cover), 발파(drill-and-blast), 기계식굴착(mechanical excavation) 공법으로 구분된다. 이 중 TBM(Tunnel Boring Machine)으로 대표되는 기계화 시공법은 효율적으로 이용될 경우 다른 공법들에 비해 고속 굴진, 굴진의 안정성, 지반 및 환경 피해의 최소화, 소음과 진동의 최소화, 작업자의 작업 환경 등에 있어 장점을 가지기 때문에, 국내외 터널공사에서의 적용 사례가 점차적으로 늘어나고 있다. 특히, 한국건설기술연구원(2010)에 따르면 TBM공법은 전 세계적으로 장대터널(60% 이상)과 도심지 터널(80% 이상), 해저/하저터널(80% 이상)에서의 적용성이 높은 것으로 보고되고 있고 관련기술 또한 급속도로 발전하고 있다.
특수지반 시공 시 발생할 수 있는 문제점은 무엇이 있는가?
이러한 굴진성능에 불리한 지반조건들로 많은 사례들이 보고되고 있으나, 대부분의 특수지반 시공상의 문제점은 사전시추 조사에서 발견하지 못한 지반조건에 대하여 신속한 대응을 못하거나 대응하는 기술의 부족에서 기인하는 것으로 파악된다. 일반적인 문제점으로는 커터의 마모나 손상의 증가로 인한 커터 교체빈도 증가, 커터헤드의 재밍(jamming) 혹은 굴진불능, 지하수 유입 급증, 막장면의 붕괴나 막장압 유지 곤란, 지반침하 등을 들 수 있다. 이러한 문제점들을 해결하고 장비를 보수하는데 상당한 비용과 시간이 소모될 뿐만 아니라(Gharahbagh et al.
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