[논문]터널식 전력구 쉴드TBM 선정 및 기본설계 사양 제시에 관한 연구

김정주; 이지윤; 류희환; 정주환; 이석재; 배두산

doi:10.9711/ktaj.2023.25.3.201

터널식 전력구 쉴드TBM 선정 및 기본설계 사양 제시에 관한 연구
Study on selection and basic specifications design of shield TBM for power cable tunnels 원문보기

Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association = 한국터널지하공간학회논문집, v.25 no.3, 2023년, pp.201 - 220

김정주 (한전 전력연구원 송변전연구소) , 이지윤 (한전 전력연구원 송변전연구소) , 류희환 (한전 전력연구원 송변전연구소) , 정주환 (한전 전력연구원 송변전연구소) , 이석재 (한전 송변전건설단 구조건설실) , 배두산 (한전 전력연구원 송변전연구소)

초록
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터널식 전력구는 지중으로 전력을 공급하기 위한 구조물 중 하나이며, 도심지 및 해저구간을 통과하는 구간에 쉴드TBM 공법을 활용하여 안정적으로 건설을 추진한다. 전력구 건설의 경우에는 수직구 심도가 깊어 주로 암반지반을 굴착하며, 암반대상 밀폐형 쉴드TBM 선정에 대한 고찰이 필요하였다. 또한, 지반조사 보고서 결과를 바탕으로 범용적이고, 간단한 설계방법이 필요하였다. 이에 실대형 굴진시험, 누적 굴진데이터, 수치해석을 종합하여 쉴드TBM 설계방법과 관련 프로그램을 개발하였다. 프로그램 결과에 대해 검증을 수행하고자 준공된 전력구 1개 현장의 굴진데이터를 활용하였다. 굴진데이터의 모집단을 추정하기 위해 커널밀도추정 방법을 도입하여 추력, 토크, 동력의 기본사양에 대해 검증을 완료하였다. 본 연구결과를 통해 쉴드TBM 설계업무 전문성 강화 및 안정적 전력공급의 사용자 편익증대를 기대할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

Power cable tunnels is one of the underground structures meant for electricity transmission and are constructed using shield TBM method when transitting across urban and subsea regions. With the increasing shaft depth for tunnels excavation when the shield TBM excavated the rock mass, the review of selecting closed-type shield TBM in rocks becomes necessary. A simplified shield TBM design method is also necessary based on conventional geotechnical survey results. In this respect, design method and related design program are developed based on combined results of full-scale tests, considerable amount of accumulated TBM data, and numerical simulation results. In order to validate the program results, excavation data of a completed power cable tunnel project are utilized. Thrust force, torque, and power of shield TBM specification are validated using Kernel density concept which estimates the population data. The robustness of design expertise is established through this research which will help in stable provision of electricity supply.

주제어

표/그림 (23)

그림 Fig. 1. Slurry TBM and application case
그림 Fig. 2. EPB TBM and application case
표 Table 1. Area of application and selection criteria in rock (DAUB-Working Group, 2022)
표 Table 2. Average values of shield TBM specifications for power cable tunnels construction
그림 Fig. 3. Suggested relationships between normal force of single disc cutter and penetration depth (applicationfor 17" disc cutters)
그림 Fig. 4. Probability density functions of penetration depth in various rock mass classes
그림 Fig. 5. Different areas excavated by the center, face, and gage disc cutters in a cutterhead
그림 Fig. 6. Analysis of excavation efficiency according to the penetration depth and spacing of disc cutters in 70 MPa of rock (Lee et al., 2020)
그림 Fig. 7. Difference of normal and center disc cutters
표 Table 3. Estimation of gage cutter excavation areas according to disc cutter size
그림 Fig. 8. UCS-torque design curves according to normal force levels (Kim et al., 2020d)
그림 Fig. 9. UCS-RPM design curves according to normal force levels (Kim et al., 2020d)
그림 Fig. 10. Details of drive seals in a shield TBM
표 Table 4. Characteristics comparison of the material used as TBM drive seals
그림 Fig. 11. Development of a shield TBM design program for power cable tunnels
그림 Fig. 12. Slurry shield TBM at ○○ power cable tunnel project
그림 Fig. 13. Design program results of ○○ power cable tunnel project
그림 Fig. 13. Design program results of ○○ power cable tunnel project (continued)
그림 Fig. 14. Generation of kernel function at each data
그림 Fig. 15. Graphs of various kernel functions and bandwidth centered on the data
그림 Fig. 16. Scatter plot between two-variables and one-variable KDE graph at ○○ power cable tunnel
그림 Fig. 17. Two-variables KDE graph of data at ○○ power cable tunnel
표 Table 5. Comparison of program results with shield TBM specifications and KDE results

참고문헌 (15)

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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