KCI등재
하저터널 쉴드 TBM 설계를 위한 사건수 분석 기법 기반 확률론적 위험도 분석 사례 연구 = A Case Study for Probabilistic Risk Evaluation based on Event Tree Analysis Technique for the Design of Shield TBM
저자
홍은수(Hong Eun-Soo) ; 공정식(Kong Jung-Sik) ; 신희순(Shin Hee-Soon) ; 이인모(Lee In-Mo)
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2007
작성언어
Korean
주제어
KDC
531
등재정보
KCI등재
자료형태
학술저널
수록면
139-147(9쪽)
KCI 피인용횟수
3
제공처
소장기관
이 연구는 하저터널을 이토압(EPB; Earth Pressure Balance) 형식의 쉴드 TBM(Tunnel Boring Machine)에 의하여 굴착하는 경우에 대하여 확률론적 위험도 분석(Probability Risk Analysis)의 적용한 사례연구이다. 터널 설계 단계에서 사건수 분석 기법(Event Tree Analysis; ETA)이 위험도의 정량적 분석방법으로 적용되었다. 위험요소 즉, 초기사건(Initiating Event)으로부터 파생될 수 있는 결과가 분석되었으며, 위험요소로부터 안전을 확보하기 위한 적절한 통상적 대응책(안전요소)이 선정되었다. 초기사건의 규정을 위하여 경험적 분석, 실시설계 보고서 분석, 하저터널 문제 발생 사례 분석, 수치해석 결과와 수리모형 실험 결과 분석, 수문분석 등과 같은 다양한 분석 방법을 사용하였다. 지질 이상, 고수압, 집중호우 등 3개의 주요 초기사건에 대한 사건수가 구성되었다. 사건수는 32개 사건 경로로 구성되었으며, 5가지의 대응책(조사/설계, 공정계획, 장비형식, 시공관리, 보강대책)을 적용하는 경우에 대한 각 사건 경로의 발생확률이 산정되었다. 위험도의 정량적인 평가가 수행되었으며, 초기사건에 의존하는 발생빈도와 치명도(criticality)가 고려되었다. 평가 결과 이 현장은 통상적인 대응책만으로는 사고가 발생될 위험이 있는 것으로 나타났다. 평가된 위험도를 비탕으로 위험도를 축소시키기 위한 재해발생 확률의 개선 목표치가 제안되었고, 이에 상응하는 추가 대응책(mitigation action)이 결정되었다. 그 결과 잠재적인 위험요소를 체계적인 방법을 시용하여 최소회할 수 있게 되었다. 따라서 하저터널 굴착과 같이 불리한 환경 조건에서 존재할 수 있는 잠재 위험들에 대한 정량적인 분석 및 평가와 이에 대한 보다 효과적인 대응책의 제시를 위하여 ETA 기법을 적용하는 것이 유효함을 확인할 수 있었다.
더보기A case study for an application of the probabilistic risk assessment technique for the underwater tunnel excavation using an earth pressure balance (ETB) type TBM (Tunnel Boring Machine) is presented in this paper. An event tree analysis (ETA) has been adopted to quantify the risk at the design stage of the tunnel. Probable results, which may be originated from initiating events, are analyzed, and countermeasures (safety functions) are selected to ensure safely against risks. To identify the initiating events, various data are used such as empirical analyses, tunnel design reports, case studies, numerical analyses, model test results, and hydrologic analysis results. Event trees associated with three significant initial events are constructed: these are a) poor ground condition; b) high water pressure; and c) heavy rainfall. Each event tree consists of five countermeasures: investigation/design; process planning; machine type; construction management; and reinforcement. It results in 32 paths, and the probability of each path is calculated. A quantitative risk assessment is performed so that the occurrence probabilities and criticalities of the paths depending on the initiating events are considered. According to the ETA results, it has been found that the original excavation procedure has a considerable probability of accidents in spite of applying five countermeasures. Additional mitigating actions are suggested to reduce the risk up to allowable level. As a result, pobable risk factors can be minimized in a systematic way. It is found that the ETA is an effective method for the quantitative evaluation of probable risks and for proposing more effective countermeasures under hazardous conditions such as underwater tunnelling.
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