고속도로 터널에서 쉴드 TBM 적용에 따른 단면구성에 관한 연구 = A Study on the Cross-sectional Configuration according to the Application of Shield TBM in Highway Tunnels

국문 초록 (Abstract)

해외에서는 도심지 및 해저터널에 쉴드 TBM 공법을 적용한 도로터널 설계 및 시공이 증가하고 있다. 이에 따라 각국에서는 쉴드 TBM 원형단면 특성을 고려하여 내부 시설물의 기능을 유지한 상태에서 효율적 시설배치를 통해 단면 최적화로 안전성 및 경제성을 확보하고 있는 추세이다.
최근 국내 최초로 고속도로에 쉴드 TBM 공법을 적용한 김포~파주 고속도로 제2공구 설계과정에서 기존 NATM 위주의 최적화 단면 기준을 통해 원형단면의 공간배치 최적화를 위해 공동구와 유지관리공간, 대인용 대피통로 하부 설치등 단면을 최적화하였으나, 이와 별도로 유지관리 및 각종 설비 배치와 규격 등으로 인해 해외 수준의 단면 최적화가 쉽지 않아 이에 대한 개선이 필요하였다.
이에 최근 김포~파주 고속도로 제2공구 쉴드 TBM 설계에 적용된 관련 항목과 기준을 검토하고, 해외의 쉴드 TBM 도로터널 적용 유사사례 분석을 통해 경제성 확보뿐 아니라 설계적용 활성화를 위한 개선사항을 제안하였다.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• 목 차 ⅰ
• 표 차례 ⅲ
• 그림 차례 ⅳ
• 국문요약 ⅵ
• 제 1 장 서론 1
• 1.1 연구배경 및 목적 1
• 1.2 연구내용 및 방법 2
• 제 2 장 쉴드 TBM 단면 검토 3
• 2.1 쉴드 TBM 단면 특징 3
• 2.2 지하철/철도 터널에서의 쉴드 TBM 단면 5
• 2.3 도로 터널에서의 쉴드 TBM 8
• 제 3 장 해외 도로 터널 사례 10
• 3.1 Nanjing Yangtze Tunnel(중국) 10
• 3.2 Shanghai ChangJiang Under River Tunnel(중국) 11
• 3.3 Metropolitan Expressway Shinagawa Line(일본) 13
• 3.4 Tokyo Wan Aqua Tunnel(일본) 14
• 3.5 A86 East Tunnel(프랑스) 16
• 3.6 WesterSchelde Tunnel(네덜란드) 18
• 3.7 Silberwald Tunnel(Silver Forest Tunnel)(러시아) 19
• 3.8 M-30 By-Pass Tunnel(스페인) 20
• 3.9 Brisbane North South Bypass Tunnel(CLEM7)(호주) 21
• 3.10 해외 도로 터널 사례조사 결과 23
• 제 4 장 국내 도로 터널단면 관련기준 25
• 4.1 고속도로 터널단면 관련기준 25
• 4.1.1 건축한계 및 시설한계 26
• 4.1.2 제트팬 규격 및 위치 27
• 4.1.3 검사원 통로 28
• 4.1.4 소화전함 30
• 4.1.5 공동구 30
• 4.2 고속도로 쉴드 TBM 터널 추가 검토사항 34
• 4.2.1 쉴드 TBM 시공오차 34
• 4.2.2 중간 슬래브(인버트 박스)와 하부공간 활용 36
• 4.2.3 피난 연결통로 38
• 4.2.4 배수설계를 위한 세그먼트 누수량 41
• 4.3 고속도로 쉴드 TBM 터널단면 계획 43
• 제 5 장 국내 설계기준 개선사항 46
• 5.1 개요 46
• 5.2 터널단면 관련 설계기준 개선사항 46
• 5.2.1 검사원 통로 규격 및 위치 46
• 5.2.2 소화설비 규격 및 위치 48
• 5.2.3 피난대피통로 49
• 5.3 기타 개선사항 50
• 5.3.1 세그먼트 누수량 50
• 5.3.2 터널 내장재 51
• 5.4 개선사항을 고려한 쉴드 TBM 터널단면 검토 53
• 제 6 장 결론 56
• 참고문헌 58
• ABSTRACT 60
• 감사의 글 61