[논문]터널 발파에 대한 방호쉴드 공법 및 방폭튜브 성능 개선 연구

김상환; 이수진; 권정남; 유동균; 김용우; 조광은

doi:10.9711/ktaj.2023.25.4.285

터널 발파에 대한 방호쉴드 공법 및 방폭튜브 성능 개선 연구
A study on the improvement of the protective shield construction method and explosion-proof tube performance for tunnel blasting 원문보기

Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association = 한국터널지하공간학회논문집, v.25 no.4, 2023년, pp.285 - 303

김상환 (호서대학교 토목공학과) , 이수진 (호서대학교 토목공학과) , 권정남 (호서대학교 토목공학과) , 유동균 (호서대학교 토목공학과) , 김용우 (호서대학교 토목공학과) , 조광은 (강릉건설 주식회사)

초록
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도심지 인프라 조성과 효율적인 공간 활용을 위하여 지하 공간 구축에 대한 관심이 증가하고 있다. 지하공간의 대표적인 활용방법으로는 터널이 있으며, 도로 터널 외에도 전력구 및 공동구와 같은 유틸리티 터널에 대한 건설도 점차 증가하고 있는 실정이다. 현행의 기본적인 터널 공법은 NATM (New Austrian Tunnelling Method)과 TBM (Tunnel Boring Machine)으로 구분할 수 있다. NATM 방식은 신뢰성 있는 공법이긴 하나 발파작업에 따른 진동 및 소음이 수반된다. TBM 굴착공법의 경우 공사 기간과 공사비 부분에서 불리한 측면이 있지만, 적정한 보완 방법들을 도입하면 경제성의 제고가 가능하다. 본 연구에서는 방호쉴드 공법을 이용하여 TBM 선행 굴착 후 NATM 방식으로 발파를 수행하는 공법을 개발하였다. 이는 각 터널 공법의 단점들을 보완한 형태로 공기 및 공사비 절감, 발파 진동 및 소음 등의 저감이 기대되는 방법이다. 개발 공법의 성능을 검토하기 위하여 방호쉴드 축소 모형을 적용한 방호쉴드의 성능평가 실험을 수행하였으며, 방호쉴드 공법의 발파진동 영향 등을 분석하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Interest in building underground spaces is increasing for the creation of downtown infrastructure and efficient space utilization. A representative method of utilizing underground space is a tunnel, and in addition to road tunnels, the construction of utility tunnels such as power conduits and utility conduits is gradually increasing. The current basic tunnel construction method can be divided into NATM (New Austrian Tunnelling Method) and TBM (Tunnel Boring Machine). The NATM is a reliable method, but it is accompanied by vibration and noise due to blasting. In the case of the TBM excavation method, there are disadvantages in terms of construction period and construction cost, but it is possible to improve economic feasibility by introducing appropriate complementary methods. In this study, a blasting method was develop using the NATM after TBM pre-excavation using the protective shield method. This is a method that compensates for the disadvantages of each tunnel construction method, and is expected to reduce construction costs, blasting vibration, and noise. In order to review the performance of the developed method, an experiment was conducted to evaluate the performance of explosion-proof tube to which a protective shield scale model was applied, and the impact of blasting vibration of the protective shield method was analyzed.

주제어

표/그림 (29)

그림 Fig. 1. Conceptual diagram of the opening of the protective shield
표 Table 1. Protection shield construction method construction stage
그림 Fig. 2. Test equipment
그림 Fig. 3. Tensile test specimen
표 Table 2. Tensile test case
그림 Fig. 4. Tensile test result graph of outer skin
그림 Fig. 5. Tensile test result graph of inner skin
표 Table 3. Tear test case
그림 Fig. 6. Tear test specimen
그림 Fig. 7. Tear test result graph of case outer skin
그림 Fig. 8. Tear test result graph of inner skin
표 Table 4. Shearing strength test case
그림 Fig. 9. Shearing strength test specimen
그림 Fig. 10. Shearing strength test result graph of outer skin
그림 Fig. 11. Shearing strength test result graph of inner skin
표 Table 5. Strength test results
그림 Fig. 12. Protection shield (explosion-proof tube) conceptual diagram
그림 Fig. 13. Scale model experiment equipment
그림 Fig. 14. Location of accelerometer
그림 Fig. 15. Experiment equipment
그림 Fig. 16. Improved compaction hammer
그림 Fig. 17. Impact point by hammer
표 Table 6. Impact amount by case
표 Table 7. Experiment case
그림 Fig. 18. Inflatable structure air inlet
그림 Fig. 19. Front view of miniature experiment
그림 Fig. 20. Experimental result of Case 1
그림 Fig. 21. Experimental result of Case 2
표 Table 8. Scale model experiment results

참고문헌 (7)

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