서울지하철 1~4호선 구간에서 부분적으로 도시터널공법을 채택하여 건설한 노선은 2~4호선으로서, 2호선 구간은 2기 지하철 건설시 시공된 신정기지 인입선 도림천~까치산역 구간 터널을 제외하고는 전체가 재래식 공법(ASSM)을 3~4호선 터널은 지형적인 여건 및 토압의 영향에 따라서 ASSM공법과 NATM공법을 병행하여 건설하였으며, 지하수 처리 형식은 지반조건과 지형적인 조건, 지하수위 저하에 의한 영향, 장기적인 운전 유지비 등을 감안하여 배수 및 비배수 형식을 적용하여야 하나, 이에 대한 충분한 사전검토 없이 채택하므로서 완전방수(비배수) 형식은 건설시에도 시공성이 떨어지고 기술적으로도 불합리한 요소를 지닌 채 설치되었으며, 부분방수(배수)형식은 배수관 기능저하, 배수구배 부적정 등으로 인해서 터널 구조물의 유지관리에서 누수와 수압에 의한 라이닝 콘크리트 균열, 박리 현상이 지속적으로 발생하여 보수 및 보강공사에 많은 비용이 소요되고 또한 터널 안정성 확보에 어려움이 있는 실정이다. 그러므로 터널 방수 형식에 대한 설계 및 시공 개념을 고찰함으로서 기술적인 문제점 등을 파악해서 유지관리의 개선 방향을 제안하고자 한다.
서울지하철 1~4호선 구간에서 부분적으로 도시터널공법을 채택하여 건설한 노선은 2~4호선으로서, 2호선 구간은 2기 지하철 건설시 시공된 신정기지 인입선 도림천~까치산역 구간 터널을 제외하고는 전체가 재래식 공법(ASSM)을 3~4호선 터널은 지형적인 여건 및 토압의 영향에 따라서 ASSM공법과 NATM공법을 병행하여 건설하였으며, 지하수 처리 형식은 지반조건과 지형적인 조건, 지하수위 저하에 의한 영향, 장기적인 운전 유지비 등을 감안하여 배수 및 비배수 형식을 적용하여야 하나, 이에 대한 충분한 사전검토 없이 채택하므로서 완전방수(비배수) 형식은 건설시에도 시공성이 떨어지고 기술적으로도 불합리한 요소를 지닌 채 설치되었으며, 부분방수(배수)형식은 배수관 기능저하, 배수구배 부적정 등으로 인해서 터널 구조물의 유지관리에서 누수와 수압에 의한 라이닝 콘크리트 균열, 박리 현상이 지속적으로 발생하여 보수 및 보강공사에 많은 비용이 소요되고 또한 터널 안정성 확보에 어려움이 있는 실정이다. 그러므로 터널 방수 형식에 대한 설계 및 시공 개념을 고찰함으로서 기술적인 문제점 등을 파악해서 유지관리의 개선 방향을 제안하고자 한다.
Excepting tunnel of dorimstream - ccachimountain station section, the subway line No.2th section was build using ASSM and NATM methods because of soil pressure and land condition. The way of dealing underground water was selected without sufficient preconsideration of geographical features, ground c...
Excepting tunnel of dorimstream - ccachimountain station section, the subway line No.2th section was build using ASSM and NATM methods because of soil pressure and land condition. The way of dealing underground water was selected without sufficient preconsideration of geographical features, ground condition, influence of lowing underground water, and long-term cost of running maintenance so that the form of undrained tunnel was build having decreased construction characteristics and technically improper elements. The form of partial drainage is very difficult to manage structures of tunnel, because water leakage, water pressure causing cracks of lining concretes and scaling are constantly happened. so partial drainage suggest that setting reinforced Anchor Bolt to prevent buoyancy and should increase center drainage way up to height of railroad. Partial drainage suggest that holey pipe(${\phi}$350mm) manhole, drainage checking pipe manhole are should be regularly dredged, when changing roadbed(gravel${\rightarrow}$concrete) drainage checking pipe manhole should be build and setting a limitation of entering underground water's quantities. Beside drainage degree in changed section of structures causing instability of structures is continuous degree. so if efficient drainage way and the patterns of flaws, problems are considered in survey, it will be expected to have a advantage condition in maintenance part.
Excepting tunnel of dorimstream - ccachimountain station section, the subway line No.2th section was build using ASSM and NATM methods because of soil pressure and land condition. The way of dealing underground water was selected without sufficient preconsideration of geographical features, ground condition, influence of lowing underground water, and long-term cost of running maintenance so that the form of undrained tunnel was build having decreased construction characteristics and technically improper elements. The form of partial drainage is very difficult to manage structures of tunnel, because water leakage, water pressure causing cracks of lining concretes and scaling are constantly happened. so partial drainage suggest that setting reinforced Anchor Bolt to prevent buoyancy and should increase center drainage way up to height of railroad. Partial drainage suggest that holey pipe(${\phi}$350mm) manhole, drainage checking pipe manhole are should be regularly dredged, when changing roadbed(gravel${\rightarrow}$concrete) drainage checking pipe manhole should be build and setting a limitation of entering underground water's quantities. Beside drainage degree in changed section of structures causing instability of structures is continuous degree. so if efficient drainage way and the patterns of flaws, problems are considered in survey, it will be expected to have a advantage condition in maintenance part.
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문제 정의
지하수 처리 형식은 지반조건과 지형적인 조건, 지하수위 저하에 의한 영향, 장기적인 운전 유지비 등을 감안하여 배수 및 비배수 형식을 적용하여야 하나, 이에 대한 충분한 사전검토 없이 채택하므로서 완전방수(비배수) 형식은 건설시에도 시공성이 떨어지고 기술적으로도 불합리한 요소를 지닌 채 설치되었으며, 부분방수(배수)형식은 배수관 기능저하, 배수구배 부적정 등으로 인해서 터널 구조물의 유지관리에서 누수와 수압에 의한 라이닝 콘크리트 균열, 박리 현상이 지속적으로 발생하여 보수 및 보강공사에 많은 비용이 소요되고 또한 터널 안정성 확보에 어려움이 있는 실정이다. 그러므로 터널 방수 형식에 대한 설계 및 시공 개념을 고찰함으로서 기술적인 문제점 등을 파악해서 유지관리의 개선 방향을 제안하고자 한다.
제안 방법
PVC 유공관을 통하여 집수된 누수는 C.T.C 10m마다 설치한 PVC파이프(D100)을 통하여 각각 배수구(THP PIPE D300)로 배수한다.
Sheet방수는 방수막과 부직포로 이루어져 있으며, 부직포는 거친 Shotcrete면에 부착되어 방수막의 손상을 방지하고 투수력을 증진시켜서 부분적 수압에 의한 내부 콘크리트 라이닝의 압력집중을 방지하고 터널주위에 수압을 일정하게 만드는 역할을 한다. 그리고 방수막의 손상 없이 내부 콘크리트와 Shotcrete면간의 미세한 움직임이 가능하도록 설치하였다.
또한 방수막은 Shotcrete에 침윤을 방지하고 내부라이닝이 지하수에 심하게 부식됨을 방지하도록 설치하였다. 따라서 부직포는 Shotcrete면에 확실하게 부착시켜야 콘크리트 라이닝 설치시 방수막에 변형이 생기는 것을 방지할 수 있고 방수막 용접부위에는 필히 방수시험을 하여 용접의 결함으로 차후 누수가 생기지 않도록 설치하여야 한다.
부분방수(배수)터널은 중앙유공관(ø 350㎜) 맨홀과 배수 확인공 맨홀을 정기적으로 준설하고 도상 교체시(자갈→콘크리트)에 배수 확인공 맨홀을 신설하여 정기적으로 확인하는 방안을 제안한다.
시공기술 및 방수재료의 미비로 많은 누수가 발생하여 터널의 유지관리에 큰 문제점을 야기하고 있는바 설계에 있어서는 다음의 방수공법을 비교 검토하여 그중 가장 합리적이고 안전한 방수공법을 채택하여야 한다.
터널 완공후 배수는 터널의 안정과 내구성을 유지시키는데 있어서 가장 중요한 작업 중 하나이며, 터널의 형태에 있어서 invert가 설치된 지하철과 같은 방수터널과 배수시설을 구비한 배수터널로 구분하여 볼 수 있으나 본 터널과 같은 산악터널의 경우에 있어서는 수압을 줄이고 굴착단면을 줄이기 위하여 Arch 및 측벽부만 방수막을 설치한 부분방수 터널로 설계한다.
성능/효과
둘째 비배수형 터널은 환경적인 측면이 강조되는 경우와 독일이나 오스트리아의 경우 1960년대 후반부터 도심지뿐만 아니라 전 지역에 적용을 하고 있으며, 지하수압이 3~4㎏/㎠ 정도 이하인 경우에 국한하여 적용하되 시공법은 수밀콘크리트 라이닝에 의존하는 경향이며 시공이음부에 지수판을 설치하여 누수에 대비하고 있다.
둘째, 역청재 도포 방수공법의 역청재(Asphalt)를 사용한 방수는 제품이 다양하고 시공경험이 많으며 공사비가 저렴하다. 이 공법의 단점은 역청재의 경화시간이 필요해 작업시간이 많이 소요되며 내구성이 없다.
후속연구
또한 구조물의 불안정을 초래할 수 있는 변단면 구조물 접속부위의 배수 구배는 단차 없이 연속적인 기울기로서 원활한 배수처리토록 건설하는 방안과 지하철 하자 발생 유형 및 문제점을 설계 반영한다면 유지관리 측면에서 경제적으로 유리한 조건이 될 것을 기대한다.
셋째, Mortar도포 방수공법은 방수재를 혼합한 Mortar를 구조물 표면에 도포하여 방수하므로 시공은 간편하나 완전한 시공을 기대하기가 어렵고 외부충격 등으로 파손되기 쉬우며, 균열이 발생될 수 있으므로 이에 대한 보완이 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
지하수 처리 형식은 무엇을 감안해야 하는가?
서울지하철 1~4호선 구간에서 부분적으로 도시터널공법을 채택하여 건설한 노선은 2~4호선으로서, 2호선 구간은 2기 지하철 건설시 시공된 신정기지 인입선 도림천~까치산역 구간 터널을 제외하고는 전체가 재래식 공법(ASSM)을 3~4호선 터널은 지형적인 여건 및 토압의 영향에 따라서 ASSM공법과 NATM공법을 병행하여 건설하였으며, 지하수 처리 형식은 지반조건과 지형적인 조건, 지하수위 저하에 의한 영향, 장기적인 운전 유지비 등을 감안하여 배수 및 비배수 형식을 적용하여야 하나, 이에 대한 충분한 사전검토 없이 채택하므로서 완전방수(비배수) 형식은 건설시에도 시공성이 떨어지고 기술적으로도 불합리한 요소를 지닌 채 설치되었으며, 부분방수(배수)형식은 배수관 기능저하, 배수구배 부적정 등으로 인해서 터널 구조물의 유지관리에서 누수와 수압에 의한 라이닝 콘크리트 균열, 박리 현상이 지속적으로 발생하여 보수 및 보강공사에 많은 비용이 소요되고 또한 터널 안정성 확보에 어려움이 있는 실정이다. 그러므로 터널 방수 형식에 대한 설계 및 시공 개념을 고찰함으로서 기술적인 문제점 등을 파악해서 유지관리의 개선 방향을 제안하고자 한다.
터널은 지하수를 처리하는 방법에 따라 어떻게 나누어지는가?
지하수를 처리하는 방법에 따라 터널은 크게 배수형과 방수형으로 나누어지며, 배수형 터널은 다시 부분배수형과 완전배수형으로 구분된다.
완전배수형과 부분배수형은 무엇인가?
배수형 터널이란 터널주변의 지하수를 인위적으로 배수시키는 터널로서 배수의 허용정도에 따라 완전배수형과 부분배수형으로 분류할 수 있다. 배수형 터널중 완전배수형이란 터널내부의 전단면으로 배수를 허용한 경우로 일부 수로터널이나 시공중의 터널이 여기에 해당되며, 부분 배수형이란 쾌적한 공간제공을 목적으로 터널의 천장과 측벽까지 방수막을 설치하여 지하수를 터널바닥의 측방 배수구나 하부 집수관으로 유도하여 배수시키도록 설계, 시공된 터널을 말한다.
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