네트워크 도로터널에서 근접행렬을 이용한 교통량 계산 방법

김학범,백종훈,Kim, Hag Beom,Beak, Jong Hoon 한국터널지하공간학회 2018 한국터널지하공간학회논문집 Vol.20 No.3

도로 터널 내의 환기설계를 위해서는 먼저 각 차종별 교통량 구성 비율을 알아야 한다. 일반적인 도로터널의 경우 입구와 출구의 수가 동일하고 일방향이기 때문에 유입된 차종별 구성 비율이 출구에서 나올 때까지 달라지지 않는다. 반면에 네트워크 도로터널의 경우 터널 내의 연결이 복잡한 네트워크로 되어 있기 때문에 차종별 구성 비율이 달라진다. 이에 본 연구에서는 근접행렬을 이용하여 네트워크 도로터널에서 차종별 일교통량 구성 비율을 쉽게 계산할 수 있는 방법을 제시하였다. In order to design the ventilation in the road tunnel, it is necessary to know the ratio of average annual daily traffic by vehicle type. In general, the road tunnels are onedirectional tunnel, so the traffic of each vehicle type does not change along the tunnel. On the other hand, in the case of network road tunnels, since the connections in the tunnels are complex, the traffic of vehicle-type varies depending on the network composition of tunnels. In the studying the easy method for calculating the ratio of vehicle type for the network road tunnel are proposed with using incidence matrix.

초장대 해저터널의 공사중 덕트 접속부의 누풍 성능 개선에 관한 연구

조형제,민대기,김종원,이주경,백종훈,Jo, Hyeong-Je,Min, Dea-Kee,Kim, Jong-Won,Lee, Ju-Kyung,Beak, Jong-Hoon 한국터널지하공간학회 2017 한국터널지하공간학회논문집 Vol.19 No.2

The construction of long sub-sea tunnel does not provide the favorable condition for the installation of ventilation system to be used during construction due to the constrained construction space. For the ventilation system required during construction, the artificial island where ventilation shaft is located is constructed at some location along the sub-sea tunnel route, which requires a high construction cost. Therefore, it is intended, as much as possible technically, to minimize the construction of artificial island. However, this requires a longer distance between ventilation shafts, there-by causing increased air leakage at the ventilation duct connection points due to the higher fan pressure being required to deliver ventilation air. Previously the air leakage was studied as an important issue. In this study experiments were carried out to develop the improved duct connection method considering various conditions such as, tunnel length, etc. Additionally, its performance results with leakage rates are shown and compared to the "S" class leakage rate of SIA. As a result, the new duct coupling type of improved method is analyzed as applicable to such a 30 km long tunnel with the leakage rate of $1.46mm^2/m^2$, which is better performance than SIA leakage rates. 초장대 해저터널의 건설은 건설공간의 제약 및 건설비용 측면에서, 공사중에 사용되는 환기 시스템 설치에 유리한 조건을 갖고 있지 않다. 공사중 환기시스템을 제공하기 위해, 환기갱이 설치되는 인공섬들이 해저터널의 루트를 따라서 일부위치마다 건설됨으로써, 건설 비용이 많이 소요된다. 따라서 이러한 인공섬의 수를 최소화하는 것이 경제적으로 필요하다. 그러나 이것은 환기갱 사이의 거리가 더 길어지게 되므로, 필요한 환기풍량을 이송하기 위한 높은 팬 압력으로 인해 환기 덕트 접속부에서 누풍이 더 많이 발생하게 된다. 선행 연구에서 공기 누설이 중요한 문제임을 조명하였다. 본 연구는 개선된 덕트 접속 방식을 개발하기 위한 실험들을 소개하고, 또한 SIA 의 "S" 등급 누풍율 및 다양한 조건들을 비교하여 터널 연장에 따른 달성된 누풍율의 환기 성능을 제시한다. 본 연구의 결과로 누풍율이 $1.46mm^2/m^2$인 새로운 접속방식을 개발하였으며, 개선된 방식이 30 km규모의 장대터널에 적합한 것으로 분석되었다.

횡류식 도로터널의 급배기구 개도율 최적화 프로그램 개발 연구

조형제,전규명,민대기,김종원,백종훈,Jo, Hyeong-Je,Chun, Kyu-Myung,Min, Dea-Kee,Kim, Jong-Won,Beak, Jong-Hoon 한국터널지하공간학회 2017 한국터널지하공간학회논문집 Vol.19 No.3

도심지 터널에 주로 적용되는 횡류식 환기방식은 환기구간 거리가 길어질수록 환기성능이 저하되므로 균일한 풍량분배가 필요하다. 본 연구에서는 환기구간 거리가 길어져도 균일한 풍량분배를 통해 설계값의 환기성능을 확보할 수 있도록 급배기구의 개도율을 최적화하는 프로그램을 개발하였으며, TUNVEN DUCT 프로그램과의 비교를 통해 프로그램의 예측 성능을 검증하였다. 이를 위해 반횡류 급기 환기방식을 적용하였으며, 두 프로그램은 유사한 포트 크기 및 풍량 분배를 예측하고 있으며, 계산값의 변동범위는 각각 11.71% 와 1.36% 인 것으로 나타났다. 이 프로그램은 다양한 터널 연장 및 급배기 포트 설치 조건에 대한 신속한 분석이 가능하므로, 횡류식 및 반횡류 환기방식의 포트 최적화 설계에 상당히 유용할 것으로 판단된다. The transverse ventilation system, commonly applied to urban tunnel, is necessary to be distributed with airflow uniformly. In this study, we developed a program that can optimize the opening ratio of ports to ensure ventilation performance of design criteria through a uniform airflow distribution even though ventilation interval becomes longer. And program's prediction performance was verified by comparison with TUNVEN DUCT program. For comparison, Semi-transverse ventilation system was applied. Both programs predicted a similar port size and air flow distribution, and the variation range of the calculated values was 11.71% and 1.36%, respectively. This program is very useful for port optimization design of transverse and semi-transverse ventilation system, because it is possible to analyze various tunnel lengths and supply/exhaust port installation conditions.

공사 중 환기덕트 누풍 최소화를 위한 접속부 개발 및 성능평가 연구

조형제,전규명,민대기,김종원,백종훈,Jo, Hyeong-Je,Jun, Kyu-Myung,Min, Dea-Kee,Kim, Jong-Won,Beak, Jong-Hoon 한국터널지하공간학회 2018 한국터널지하공간학회논문집 Vol.20 No.1

초장대 해저터널은 환기를 위한 연직갱 또는 경사갱 설치에 공간적으로 많은 제한을 받게 되므로 일부 인공섬을 건설하여 환기를 수행할 필요가 있다. 그러나 인공섬 설치는 건설의 어려움뿐만 아니라 건설비용이 증가하게 되므로 인공섬 설치를 최소화할 필요가 있다. 이에 따라 환기거리가 증가하여 누풍에 의한 공급 풍량이 커지게 되면, 공사 중 환기를 위한 덕트 설치가 불가능해지거나 팬 정압 및 동력이 상당히 증가하게 된다. 따라서 초장대 해저터널을 건설하기 위해서는 이러한 현실적인 문제를 극복하고 시공 중 터널 내 환경을 쾌적한 상태로 유지할 수 있는 기술력이 필요하다. 선행 연구에서 우리는 누풍이 이 문제들을 해결하는 핵심 인자이며 실험 결과 새로운 접속방식의 누풍율은 대략 $1.46mm^2/m^2$임을 밝혔다(Jo et al., 2017). 본 연구에서는 새로운 접속방식이 적용된 시제품의 누풍율 측정 결과를 제시하고 기존 접속방식의 누풍 성능 개선을 위해 덕트 내부에 연질막 적용시의 누풍 성능 개선을 실험적으로 분석하였다. Long subsea tunnel is subject to many restrictions in terms of spatial limitation when vertical or inclined shafts are built for tunnel ventilation. So, the construction of some artificial island is required to provide ventilation. But, because of construction difficulty and cost increase, it is necessary to minimize the artificial island construction. As a result, ventilation distance become longer and supply airflow becomes excessive due to air leakage, So, duct mounting for temporary ventilation is impossible or fan pressure and power increase exponentially. Therefore, in order to build a long subsea tunnel, it is necessary to overcome these practical problems and to develop technical solution that can keep the comfortable condition of tunnel environment during construction. In previous study, we have found that air leakage is the key factor in solving these problems and experimental results show that the new connection method has a leakage rate of about $1.46mm^2/m^2$ (Jo et al., 2017). In this study, we present the experimental results of the measurement of the leakage rate of the prototype with the new connection method, and analyze experimentally the improvement of the leakage rate when applying the flexible cover inside the duct to improve the leakage performance of the existing connection method.

횡류식 도로터널의 급배기구 개도율 최적화 프로그램 개발 연구

조형제(Hyeong-Je Jo),전규명(Kyu-Myung Chun),민대기(Dea-Kee Min),김종원(Jong-Won Kim),백종훈(Jong-Hoon Beak),정형진(Hyung-Jin Jung) 대한설비공학회 2018 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2018 No.6

To decide tunnel ventilation shaft location is difficult in the densely populated urban area because of public complaint and geographically complicated conditions. If ventilation section becomes long from these reasons, ventilation efficiency decreases. So, it is necessary to arrange ventilation ports efficiently for uniform air supply and exhaust over ventilation section. In this study, we developed a program that can optimize the opening ratio of ports to ensure ventilation performance of design criteria through a uniform airflow distribution even though ventilation interval becomes longer. And program"s prediction performance was verified by comparison with Tunven Duct program. For comparison, Semi-transverse ventilation system was applied. This program is very useful for port optimization design of transverse and semi-transverse ventilation system, because it is possible to analyze various tunnel lengths and supply & exhaust port installation conditions.

초장대 해저터널 공사중 누풍 최소화를 위한 덕트 접속부 개발 및 성능 평가

조형제(Hyeong-Je Jo),전규명(Kyu-Myung Chun),민대기(Dea-Kee Min),김종원(Jong-Won Kim),이주경(Ju-Kyung Lee),백종훈(Jong-Hoon Beak) 대한설비공학회 2018 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2018 No.6

Long subsea tunnel is subject to many restrictions in terms of spatial limitation when vertical or inclined shafts are built for tunnel ventilation. So, the construction of some artificial island is required to provide ventilation. But, because of construction difficulty and cost increase, it is necessary to minimize the artificial island construction. As a result, ventilation distance become longer and supply airflow becomes excessive due to air leakage, So, duct mounting for temporary ventilation is impossible or fan pressure and power increase exponentially. Therefore, in order to build a long subsea tunnel, it is necessary to overcome these practical problems and to develop technical solution that can keep the comfortable condition of tunnel environment during construction. In previous study, we have found that air leakage is the key factor in solving these problems and experimental results show that the new connection method has a leakage rate of about 1.46 mm2/m2. In this study, we present the experimental results of the measurement of the leakage rate of the prototype with the new connection method, and analyze experimentally the improvement of the leakage rate when applying the flexible cover inside the duct to improve the leakage performance of the existing connection method.