In August 2002, side wall of OO tunnel, at the Bonghwa, Kungbuk province, Korea, was collapsed by abruptly applied heavy soil and water pressure to side wall from a inclined shaft when there was a heavy rain. These days, Inclined shaft is used for the purpose of reducing construction time, using ven...
In August 2002, side wall of OO tunnel, at the Bonghwa, Kungbuk province, Korea, was collapsed by abruptly applied heavy soil and water pressure to side wall from a inclined shaft when there was a heavy rain. These days, Inclined shaft is used for the purpose of reducing construction time, using ventilation system, using the out of carrying equipment and mucking when we construct tunnel in the world. Recently constructed tunnel has the source of inclined shafts, but the more time elapse, we lose the source of the inclined shaft such as exact position, condition, and the fact that whether inclined shaft is exist or not. Therefore, this study inspected the interior's appearance, analyzed structure to evaluate the reason of collapsing side wall and this study also performed the repairing work. Finally, we show improving maintenance method to prevent that similar accident that might be happened.
In August 2002, side wall of OO tunnel, at the Bonghwa, Kungbuk province, Korea, was collapsed by abruptly applied heavy soil and water pressure to side wall from a inclined shaft when there was a heavy rain. These days, Inclined shaft is used for the purpose of reducing construction time, using ventilation system, using the out of carrying equipment and mucking when we construct tunnel in the world. Recently constructed tunnel has the source of inclined shafts, but the more time elapse, we lose the source of the inclined shaft such as exact position, condition, and the fact that whether inclined shaft is exist or not. Therefore, this study inspected the interior's appearance, analyzed structure to evaluate the reason of collapsing side wall and this study also performed the repairing work. Finally, we show improving maintenance method to prevent that similar accident that might be happened.
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문제 정의
보강 공사를 수행한 대책방안을 검토하였다. 또한 현재 국내외에 산재해 있는 터널의 사갱부분에 대한 유지관리 개선방안 등을 제시함으로서 유사한 사고의 발생을 미연에 방지하고자 한다.
이러한 사고의 경우를 접하면서 현재 국내외에 산재해 있는 터널의 사갱부분에 대한 유지관리 개 선방안으로서 사갱의 정확한 위치, 상태의 조사 및 관련자료의 유지관리와 정확한 자료가 없는 터널 에 대한 조사 등을 실시함으로서 유사한 사고의 발생을 미연에 방지하고자 한다.
이에 본 연구에서는 이번 사고가 발생한 터널에 대하여 자료조사, 주변여건조사, 지형 및 지질조 사, 외관조사, 구조해석 등을 통하여 정확한 사고 발생 원인을 분석하고자 하였으며 근원적인 보수 . 보강 공사를 수행한 대책방안을 검토하였다.
가설 설정
배수터널의 특성을 고려하여 배수가 원활한 경우로서 중앙배수로의 거동이 완벽한 상태를 가정한 상태이다. 해석결과 배수작용이 원활하여 배수능력범위의 지하수위일 때의 종방향 응력상태를 나타낸다.
제안 방법
시공은 ASSM공법 의 중앙배수로 되어 있으나 집중호우시 높아진 수두의 영향이 사갱을 통해 구조물에 영향을 줌으로서 콘크리트 라이닝의 허용응력을 초과하여 구조물이 취약해질 수 있는 조건이다. 더구나 본 구조물은 본선 터널과 사갱의 접속부에 시공이음부가 존재하여 취약부가 존재하는 것을 고려하여 수두의 증가가 구조물에 미치는 영향을 해석적으로 접근하고자 하였으며 구조해석 범용 프로그램인 SAP2000을 사용하였다.
이에 본 연구에서는 이번 사고가 발생한 터널에 대하여 자료조사, 주변여건조사, 지형 및 지질조 사, 외관조사, 구조해석 등을 통하여 정확한 사고 발생 원인을 분석하고자 하였으며 근원적인 보수 . 보강 공사를 수행한 대책방안을 검토하였다. 또한 현재 국내외에 산재해 있는 터널의 사갱부분에 대한 유지관리 개선방안 등을 제시함으로서 유사한 사고의 발생을 미연에 방지하고자 한다.
외관조사는 크게 콘크리트 라이닝부분, 사갱부분 등으로 구분하여 실시하였다.
대상 데이터
대상 구조물은 전술한 바와 같이 우측 측벽부에 사갱이 위치해 있으며 그 길이는 본선 터널 종방향으로 5m이 며 높이는 S.L까지 이다. 시공은 ASSM공법 의 중앙배수로 되어 있으나 집중호우시 높아진 수두의 영향이 사갱을 통해 구조물에 영향을 줌으로서 콘크리트 라이닝의 허용응력을 초과하여 구조물이 취약해질 수 있는 조건이다.
본 구조물은 준공 후 상당한 시간이 지난 관계로 충분한 자료수집이 불가하였으며 결함현상과 여러 여건을 조합해 볼 때 수압에 의한 변상으로 판단되므로 본 해석적 접근의 변수(parameter)는 수 두의 높이로 한정을 한다. 지점 조건은 스프링과 힌지를 사용하였으며 콘크리트 라이닝의 설계두께는 50cm이나 시공오차를 고려해 40cm로 한정하였다.
。。터널은 경북 봉화군 □□면 소재의 철도터널로서 준공년도는 1955년으로서 준공된지 47년 경 과한 구조물로서 단선 4종형의 말굴형의 전체길이 971m의 철도터널이다. 사갱 붕괴사고는 2002년 8 월 7일 22:30분경 터널입구로부터 120m지점에서 사갱이 위치한 터널 우측벽체로부터 붕괴사고가 발 생하였다.
준공년도 1955년으로서 준공된지 47년 경과한 구조물로서 단선 4종형의 말굴형 터널이다. 터널의 총연장은 971m이며 평면선형은 터널의 입구로부터 좌측으로 굽은 상태이다. 준공당시 설계, 시공 기술이 현재는 상이하여 일반적으로 기존의 표준도에 의하여 설계, 시공된 것으로 조사되었으 며 콘크리트 라이닝의 경우 설계 기준강도는 측벽부의 경우 lOOkgf/cmt 아치부의 경우 120kgf/cm2 으로 추정된다.
성능/효과
이의 사고 원인을 분석하고 이에 따른 보수 . 보강 대책 방안을 수립하여 성공적으로 시공 완료하였다. 조사 결과 사고 원인은 다음과 같이 분석되었다.
이상과 같이 해석가정을 전제로 할 때 집중호우로 터널주변의 배수능력의 저하와 함께 사갱을 통한 지하수위의 증가가 터널라이닝의 붕괴의 주원인임을 확인할 수 있었다.
콘크리트 라이닝 부분을 조사한 결과 사갱을 시공한 후 기존의 콘크리트 라이닝과 일체화 시공을 함 에 있어 철근, Rock Bolt 등으로 체결을 하지 않았음은 물론 Chipping 도 전혀 이루어지지 않은 상태에서 사갱연결부를 시공함에 따라 취약한 시공이음부가 조사되었다. 또한 Spring Line부에 수평방향의 사갱 연결부가 있음은 물론 시공시 수직방향을 시공이음부가 있어 직사각형의 취약부가 조사되었다.
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