초근접 병설터널에서 강성지지대에 작용하는 하중산정방법 연구
저자
발행사항
서울 : 서울대학교 대학원, 2017
학위논문사항
학위논문(박사)-- 서울대학교 대학원 : 에너지시스템공학부 2017. 8
발행연도
2017
작성언어
한국어
주제어
DDC
622.33 판사항(22)
발행국(도시)
서울
기타서명
Estimation of Rigid Support Load of Extremely Closely-Spaced Twin Tunnels
형태사항
삽화 ; 26 cm
일반주기명
참고문헌 수록
DOI식별코드
소장기관
부지이용에 대한 제약이 큰 도심지내에 병설터널을 설치하는 경우 터널 상호간의 간섭을 배제할 수 있을 정도의 충분한 필라 폭을 확보하기가 곤란한 경우가 많다.
이에 대한 대안으로 부지 점용을 최소화할 수 있는 터널 공법인 전통적 2(or multi)-arch 터널 또는 인공 필라 2-arch 터널의 시공사례가 최근 급증하고 있다. 그러나 이러한 공법들은 중앙 파일럿 터널을 먼저 굴착하고 중앙 기둥을 설치한 이후 좌·우측 터널을 확대 굴착하도록 계획되고 있어 기존 병설터널에 비해 공기 및 공사비의 증가가 필연적이다.
이러한 2-arch 터널의 단점을 보완하기 위해 암반 필라의 크기를 매우 작게 하는 근접 병설터널도 많이 시공되고 있으나 지반이 불량하고 두 터널사이의 이격거리가 충분하지 못할 경우 필라의 안정성 확보를 위해 타이볼트 또는 인장볼트 등을 이용한 보강이 필수적이라 할 수 있으며 이로 인한 공사비 및 공기의 증가가 필연적이다. 따라서 이러한 문제점을 해결 할 수 있는 대안 공법의 검토가 필요하다.
이 연구에서는 강성지지대를 활용한 초근접 병설터널 공법을 제안하여 기존 2-arch 터널 공법에 비해 공사비 및 공사기간을 크게 절감할 수 있도록 하였으며, 기존 근접 병설터널의 적용한계인 Pw/D(필라폭 /터널직경)가 0.2 이하인 구간에서도 강성지지대를 설치함으로써 안정적인 터널계획이 가능토록 하였다.
매개변수분석을 통해 초근접 병설터널에서 암반 필라에 작용하는 하중에 대한 응력집중계수(Stress Concentration Factor ; SCF)를 검토하였으며 이를 기반으로 강성지지대에 작용하는 하중에 대한 산정식을 제안하여 강성지지대를 활용한 터널 계획에 있어 즉각적인 활용이 가능토록 하였다.
아울러 실제 고속도로 터널을 대상으로 시공단계를 고려한 3차원 FEM 해석을 통해 본 공법의 안정성에 대해 검토하였으며, BIM을 이용한 시공 시뮬레이션을 수행함으로써 경제적인 효과를 객관적으로 검증하였다.
이 연구에서 제안한 강성지지대를 이용한 초근접 병설터널 공법이 적절히 활용된다면 기존 2-arch 터널 공법의 충분한 대안이 될 수 있음을 확인할 수 있었으며, 향후 실제 현장 적용성에 대한 보완 및 개선을 통해 초근접 병설터널의 계획 및 시공에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
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