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매개변수 분석을 통한 단층파쇄대의 소단면 쉴드 TBM 터널 굴착 시 최적 보강영역 연구
A study on the optimal reinforcement area for excavation of a small cross-section shield TBM tunnel in fault fracture zone through parameter analysis 원문보기

Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association = 한국터널지하공간학회논문집, v.22 no.3, 2020년, pp.261 - 275  

강병윤 ((주)수성엔지니어링) ,  박형근 (충북대학교 토목공학부) ,  차재훈 ((주)수성엔지니어링 지반부) ,  김영진 ((주)수성엔지니어링 지반부)

초록
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쉴드 TBM 공법을 사용해 단층파쇄대에 소단면 공동구 터널을 굴착 시 과다한 내공변위 및 붕락 발생 가능성이 높다. 단층파쇄대로 인한 트러블 및 공기증가로 인한 공사비 손실을 최소화하기 위해 적절한 지반보강이 요구된다. 본 연구에서는 단층파쇄대의 폭, 단층점토의 존재여부, 토피고 지하수위를 매개변수로 하여 MIDAS GTS NX (Ver. 280)을 이용한 수치해석을 통해 최적보강영역을 제시하고 주변지반 거동을 알아보았다. 그 결과 단층점토가 없는 경우 최대 0.5D 만큼 지반보강 적용 시 내공변위 및 지표침하 기준을 만족하였으며, 높은 투수계수로 인해 0.5D의 차수보강 적용이 필요하다고 판단된다. 단층점토가 존재할 때 내공변위 및 지표침하는 최소 0.5D에서 최대 터널 상부 단층파쇄대 전체에 지반보강 적용 시 안정성확보가 가능하였으며, 단층점토로 인해 지하수 유출량이 기준치 이내로 발생하여 차수보강이 불필요하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

When excavating a small cross-section tunnel in a fault fracture zone using the shield TBM method, there is a high possibility of excessive convergence and collapse. Appropriate ground reinforcement is required to minimize construction cost loss and trouble due to a fault fracture zone. In this stud...

주제어

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 단층파쇄대 구간에 소단면 쉴드 TBM 터널 굴착 시 주변 지반거동(내공변위, 지표침하량, 지하수 유출량)을 분석하여 매개변수 간의 상호관계 및 최적 보강방법 및 영역을 제시하고자 한다. 해석결과 분석은 세그먼트 설치 후에 발생된 결과를 바탕으로 수행하였다.
  • 따라서 본 연구에서는 2차원 유한요소해석 프로그램인 MIDAS-GTS NX (Ver. 280)를 사용하여 쉴드 TBM 공법으로 단층파쇄대에 굴착되는 소단면 전력구 터널(직경 3.5 m)의 주변지반 거동을 분석하고 최적 보강 방법 및 보강영역을 제시하고자 한다. 단층파쇄대의 폭, 단층점토 존재 여부, 토피고, 지하수위를 매개변수로 수치해석을 수행하였으며 이를 통해 쉴드 TBM 굴착 시 발생하는 내공변위, 지표침하, 유출량을 분석하여 최적의 지반보강 방법 및 영역을 제안하고자 한다.
  • 본 연구에서는 단층파쇄대에 굴착되는 소단면 쉴드 TBM 터널에 대한 최적 보강영역을 분석하고자 하였다. 이를 위해 직경 3.
  • 본 연구에서는 직경 3.5 m의 소단면 쉴드 TBM 굴착 시 단층파쇄대 폭, 단층점토 존재 여부, 토피고, 수위에 따른 지반거동을 분석하고 최적 보강영역을 제안하고자 한다. 토피고에 따른 지반거동 분석을 위해 토피고 5 m, 10 m, 20 m, 30 m 4가지로 구분하였다.
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참고문헌 (19)

  1. Cho, W.S. (2016), Numerical analysis on the behavior of shield TBM cable tunnel, Master Thesis, Inha University, pp. 12-17. 

  2. Cho, W.S., Song, K.I., Kim, K.Y. (2014), "The study on the effect of fracture zone and its orientation on the behavior of shield TBM cable tunnel", Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association, Vol. 16, No. 4, pp. 403-415. 

  3. Japan Geotechnical Society (2012), Shield TBM method. 

  4. Jeong, H.Y., Zhang, N., Jeon, S.W. (2018), "Review of technical issues for shield TBM tunneling in difficult grounds", Tunnel and Underground Space, Vol. 28, No. 1, pp. 1-24. 

  5. Kang, B.Y., Park, H.K., Cha, J.H., Kim, Y.J. (2019), "A study on the optimal reinforced zone of a small sectional shield TBM tunnel in difficult ground", Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association, Vol. 21, No. 6, pp. 735-747. 

  6. Kim, J.W. (2013), Case study on the effectiveness of injection in LW grouting, Master Thesis, Pukyong National University, pp. 38-39. 

  7. Kim, J.Y., Moon, J.S., Jeon, K.C. (2017), "Soil improvement area estimation method and examples for shield TBM tunnel construction", Geotechnical Engineering, Vol. 33, No. 4, pp. 18-25. 

  8. Kim, K.Y. (2015), A study on cutter exchange cycle in earth pressure balance shield TBM method during the drilling of complex strata for city railway construction, Master Thesis, Seoul National University of Science and Technology, pp. 1-4. 

  9. Kim, S.S. (2001), A study on forecasting ultimate displacement in tunneling, Master Thesis, Inha University, pp. 13-15. 

  10. Ko, M.S. (2014), The study of tunnel reinforcement method by structural features of fault zones, Master Thesis, Woosong University, pp. 29-30. 

  11. Kwak, C.W., Park, I.J. (2015), "Numerical simulation for surface settlement considering face vibration of TBM tunnelling in mixed-face condition", Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association, Vol. 17, No. 3, pp. 333-339. 

  12. Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs (2011), Road design manual-tunnel (in Korean), pp. 1118. 

  13. Nam, K.C., Heo, Y., You, K.H. (2003), "The effects of the face reinforcement at shallow tunnels in fractured rock masses", Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association, Vol. 5, No. 4, pp. 323-336. 

  14. National Emergency Management Agency (2012), Active fault map and seismic hazard map (in Korean). 

  15. Oh, T.S. (2014), Model testing and analysis on shield TBM excavation for railway tunnel in mixed ground, Ph.D. Thesis, Seoul National University of Science and Technology, pp. 1-124. 

  16. Seo, M.B. (2016), Ground reinforcement effect of short-period vibration grouting, Ph.D. Thesis, Korea National University of Transportation, pp. 100-104. 

  17. Son, Y.M. (2017), Behaviour analysis of chimney collapse under tunnel excavation in small scaled fault fracture zone, Ph.D. Thesis, Mokpo National Maritime University, pp. 68-72. 

  18. Song, G.J., Yun, H.S., Seo, Y.S. (2016), "Prediction of fault zone ahead of tunnel face using longitudinal displacement measured on tunnel face", The Journal of Engineering Geology, Vol. 26, No. 2, pp. 187-196. 

  19. Yun, H.S., Seo, Y.S. (2016), "Analysis of fault attitudes by using trajectories of the maximum longitudinal displacement on tunnel face", The Journal of Engineering Geology, Vol. 26, No. 3, pp. 393-401. 

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