도로안정성을 고려한 친환경적 터널 갱문 설계 및 시공사례

위용곤,김도형,김영근,김일환,권재석,이원우 한국암반공학회 2004 한국암반공학회 학술대회 및 세미나 자료집 Vol.- No.-

터널 설계에 있어 갱구부의 위치 및 갱문형식의 선정은 터널 및 갱구사면의 안정성뿐만 아니라, 주위환경과의 조화 및 자연환경 훼손 최소화 등과 같은 환경적인 측면에서도 매우 중요한 부분이다. 현행 국내의 경우 경제성과 시공성 위주의 갱구부 위치 선정으로 과다 절취구간이 발생되어 환경훼손, 민원문제 발생, 과다한 용지 매입비용 등의 여러 가지 부작용이 발생되고 있다. 또한, 갱문 형식의 선정에 있어서 갱구부의 지형여건 및 제반 환경적 영향을 고려하지 않고 원통절개형과 면벽식 갱문의 획일적인 적용으로 주변지형과의 부조화를 이루는 사례가 다수 발생하고 있으며 갱구부 상단의 유실된 토석이 완충공간의 부족으로 도로 노면상에 낙하되는 사고가 발생하고 있어 그에 대한 대책이 필요한 실정이다. 이와 같은 문제점을 보완하기 위해 갱구부 절취구간 최소화를 위한 구체적인 최소토피고 기준을 마련하였으며, 갱구상단 지형경사의 완급, 갱문주위의 배수기능, 낙석ㆍ산사태 등의 발생가능성 등을 고려한 새로운 갱문형식을 제안하고 체계적인 검토를 수행하였다. 이를 통해 점차 강화되는 환경보호정책 방향에 부응하고 자연환경 훼손을 최소화하며, 특히 해빙기와 집중호우시 낙석ㆍ눈사태로부터 도로의 안전을 확보할 수 있는 터널 갱문부 설계기준을 제시하였다. 또한, 실제 고속도로 터널의 설계 적용사례를 통하여 본 설계기준의 적용성을 분석하였으며, 실제 갱문 시공사례를 소개하여 향후 설계 및 시공에 도움이 되고자 하였다.

싱가포르 DTL2 C913 Project

위용곤,나승훈,나승훈,노재호,Wi, Yong-Gon,Na, Seung-Hun,Na, Seung-Hun,No, Jae-Ho 한국터널지하공간학회 2011 자연, 터널 그리고 지하공간 Vol.13 No.1

다변량분석을 이용한 터널에서의 효율적인 암반분류에 관한 연구

위용곤,노상림,윤지선,Wye, Yong-Gon,No, Sang-Lim,Yoon, Ji-Son 한국터널지하공간학회 2000 터널기술 Vol.2 No.2

지하 터널 굴착 등의 암반 공학적 문제에 있어서 암반분류가 널리 적용되고 있다. 하지만, 조사 방법이 체계화되어 있지 않아서 터널 지질 전문가라 할지라도 암반분류에 어려움이 많은 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 다변량분석을 이용하여 객관적이고 사용하기 간편한 암반분류법을 제시하였다. RMR 요소는 RQD, 절리상태, 지하수, 강도, 보정, 절리간격 순으로 중요도가 결정되었으며, 각각의 단계에서 RMR에 관한 최적의 다중회귀모형식을 제시하였다. Rock Mass Rating has been widely applied to the underground tunnel excavation and many other practical problems in rock engineering. However, Rock Mass Rating is hard, even by the experts of tunnel assessment owing to lack of investigation system. In this study, using multivariate analysis we presented rock mass rating system that is objective and easy to use. The constituents of RMR are decided to RQD, condition of discontinuities, groundwater conditions, intact rock strength, orientation of discontinuities, spacing of discontinuities in important order. In each step, we proposed the best multiple regression model for RMR system.

합리적인 터널설계를 위한 정량화 지표(Multiple Index) 개발 및 적용에 관한 연구

위용곤,박준경,전성권,김영근 한국암반공학회 2002 한국암반공학회 학술대회 및 세미나 자료집 Vol.- No.-

Kriging 기법을 이용한 지하수위 분포 추정

박준경,박영진,위용곤,이상호,홍창수,추석연 사단법인 한국터널지하공간학회 2002 한국터널지하공간학회논문집 Vol.4 No.3

Geostatistical methods were used for the groundwater flow analysis on the ○○ tunnel area. Linear regression analysis shows that the topographic elevation and ground water level of this area have very high correlation. Groundwater-level contour maps produced by ordinary kriging and cokriging have little differences in mountain areas. But, comparing two maps on the basis of an elevation contour map, a groundwater-level contour map using cokring is more accurate. Analyzing the groundwater flow on two groundwater-level contour maps, the groundwater of study area flows from the north-west mountain areas to near valleys, and from the peak of the mountain to outside areas. In the design steps, the groundwater-level distribution is reasonably considered in the tunnel construction area by cokriging approach. And, geostatistics will provide quantitative information in the unknown groundwatrer-level area. ○○터널 구간의 지하수유동분석을 위해 지구통계학적 기법을 적용하였다. 이 지역의 표고와 관정 및 터널시추공에서의 지하수위의 선형회귀분석결과 상관성이 매우 큰 것으로 나타났다. 보통크리깅 및 공크리깅을 이용하여 작성된 지하수위 등고선도는 표고등고선도를 기준으로 비교해보면 공크리깅에 의한 것이 정밀성이 더 큰 것으로 나타났다. 보통크리깅과 공크리깅에 의해 작성된 지하수위 등고선도에서는 지하수 유동상태를 검토해 보면, 북서쪽의 산악지형에서 계곡쪽으로, 봉우리 일대에서 외곽쪽으로 각각 유동하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 터널굴착 예정지역의 정확한 분석이나 관측자료의 평가없이 사용하던 지하수위 분포를 정량적으로 설계에 반영할 수 있었으며, 공간상에 분포하는 자료측정의 제한성과 경제적인 이유로 충분한 자료를 확보할 수 없는 현실에 비추어 볼 때 지구통계학은 미지의 구간에 대해 보다 정량적인 자료를 제공할 수 있음을 보여주었다.

Kriging 기법을 이용한 지하수위 분포 추정

박준경,박영진,위용곤,이상호,홍창수,추석연,Park, Jun-Kyung,Park, Young-Jin,Wye, Yong-Gon,Lee, Sang-Ho,Hong, Chang-Soo,Choo, Suk-Yeon 한국터널지하공간학회 2002 터널기술 Vol.4 No.3

${\bigcirc}{\bigcirc}$ 터널 구간의 지하수유동분석을 위해 지구통계학적 기법을 적용하였다. 이 지역의 표고와 관정 및 터널시추공에서의 지하수위의 선형회귀분석결과 상관성이 매우 큰 것으로 나타났다. 보통크리깅 및 공크리깅을 이용하여 작성된 지하수위 등고선도는 표고등고선도를 기준으로 비교해보면 공크리깅에 의한 것이 정밀성이 더 큰 것으로 나타났다. 보통크리깅과 공크리깅에 의해 작성된 지하수위 등고선도에서는 지하수 유동상태를 검토해 보면, 북서쪽의 산악지형에서 계곡쪽으로, 봉우리 일대에서 외곽쪽으로 각각 유동하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 터널굴착 예정지역의 정확한 분석이나 관측자료의 평가없이 사용하던 지하수위 분포를 정량적으로 설계에 반영할 수 있었으며, 공간상에 분포하는 자료측정의 제한성과 경제적인 이유로 충분한 자료를 확보할 수 없는 현실에 비추어 볼 때 지구통계학은 미지의 구간에 대해 보다 정량적인 자료를 제공할 수 있음을 보여주었다. Geostatistical methods were used for the groundwater flow analysis on the ${\bigcirc}{\bigcirc}$ tunnel area. Linear regression analysis shows that the topographic elevation and ground water level of this area have very high correlation. Groundwater-level contour maps produced by ordinary kriging and cokriging have little differences in mountain areas. But, comparing two maps on the basis of an elevation contour map, a groundwater-level contour map using cokring is more accurate. Analyzing the groundwater flow on two groundwater-level contour maps, the groundwater of study area flows from the north-west mountain areas to near valleys, and from the peak of the mountain to outside areas. In the design steps, the groundwater-level distribution is reasonably considered in the tunnel construction area by cokriging approach. And, geostatistics will provide quantitative information in the unknown groundwatrer-level area.

연속터널에서의 오염물질 재유입 및 환기영향평가

김영근,김우성,위용곤,김남영,이호석 사단법인 한국터널지하공간학회 2003 한국터널지하공간학회논문집 Vol.5 No.2

Recently, there are many cases in the roadway design for successive tunnel with small distance between two tunnels. In this case, the degree of interference for successive tunnels is a significant consideration in the design of ventilation systems. Also, Re-inflows of contaminated air in successive tunnel make serious ventilation problems in case of fire accident in the tunnel. In this study, for successive tunnels in Donghae highway project, the concentration of contaminant such as CO, NOx and Smoke were calculated by numerical analysis using 1D and 3D-CFD analysis. And, the rate of re-inflow at the portals of successive tunnel according to the direction of wind were analysed. 최근 도로설계시 두 개의 터널이 짧은 거리로 계속적으로 존재하는 연속터널에 대한 설계사례가 증가하고 있다. 이러한 경우에 있어, 한 터널내에서 발생한 오염물질은 다른 터널로 재유입하여 터널환기 시스템에 중대한 영향을 미치게 되므로, 이에 대한 적절한 환기검토가 수행되어야 한다. 본 연구에서는 동해 고속도로 설계시 나타난 연속터널을 대상으로 하여 1차원 터널내 오염농도 해석 및 3차원 CFD 해석 프로그램을 사용하여 터널내 오염농도의 거동 및 터널 갱구부 주변의 오염물질의 재유입 여부를 분석하여, 연속터널에 대한 터널내 외부유동에 대한 환기영향을 검증하였다. 이를 위하여 해당지역인 속초지방의 기상데이터를 분석하고, 기상조건에 따른 터널내부의 공기환경을 검토하였으며, 3차원 시뮬레이션을 통하여 각각의 터널에 대한 재유입 여부 및 재유입율을 분석하였다.

개선된 DRASTIC 기법을 이용한 터널굴착 예정지역의 지하수 오염 가능성 평가기법 개발에 관한 연구

박준경,박영진,위용곤,최영태,이한민,Park, Jun-Kyung,Park, Young-Jin,Wye, Yong-Gon,Choi, Young-Tae,Lee, Han-Min 한국터널지하공간학회 2003 터널기술 Vol.5 No.1

지하수 오염에 대한 광역적인 취약성 평가를 위한 DRASTIC 시스템은 미국 EPA에서 개발된 것으로서 지하수위, 충진률, 대수층매체, 토양매체, 지형경사, 비포화대매체, 수리전도도등 수리지질학적 요소들을 이용하여 지하수 오염 취약성을 상대적으로 평가하기 위한 표준화된 시스템으로 현재 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 GIS 기법을 활용하여 기본 DRASTIC 모델에 구조선 밀도, 토지이용, 터널굴착으로 인한 지하수위 저하의 영향을 추가한 변형된 DRASTIC 모델을 개발하고 ${\bigcirc}{\bigcirc}$지역의 터널굴착으로 인한 지하수 오염가능성을 평가하고자 하였다. 통계적인 분석을 위하여 각각의 인자별 벡터 레이어를 격자레이어로 전환하고 각 인자별 상관계수, 3방향의 주성분분석에 의한 공분산, 고유치, 고유벡터 등을 구하여 인자들의 상관관계를 비교 분석하였다. 또한, 일반적인 DRASTIC 레이어와 구조선 밀도 레이어, 토지이용 레이어, 터널굴착영향 레이어간의 상관계수를 각각 구하고, 이를 각각의 가중치로 적용하여 최종적인 변형된 DRASTIC 모델을 구축하고자 하였다. 변형된 DRASTIC 모델을 사용한 결과 일반적인 DRASTIC 모델에 비해 오염 가능지역이 많이 세분화되었고, 그 결과를 활용하여 오염가능성이 높은 취약지역을 구체적으로 구분할 수 있었다. The DRASTIC system is widely used for assessing regional groundwater pollution susceptibility by using hydrogeological factors such as depth to water, net recharge, aquifer media, soil media, topography, vadose zone media, hydraulic conductivity. This study is providing Modified Drastic Model to which lineament density, land use, influence of groundwater drawdown caused by tunnel excavation are added as additional factors using geographic information system, and then to evaluate groundwater contamination potential of ${\bigcirc}{\bigcirc}$ area. For statistical analysis, vector coverage per each factor is converted to grid layer and after each correlation coefficient between factors, covariance, variance, eigenvalue and eigenvector by principal component analysis of 3 direction, are calculated, correlation between factors is analyzed. Also after correlation coefficients between general DRASTIC layer and rated lineament density layer, between general DRASTIC layer and rated land use layer, between general DRASTIC layer and rated tunnel excavation influence layer are calculated, final modified DRASTIC model is constructed by using them with each weighting. When modified DRASTIC model was compared with general DRASTIC model, contamination potential in modified DRASTIC model is fairly detailed and consequently, vulnerable area which has high contamination potential could be presented concretly.

연속터널에서의 오염물질 재유입 및 환기영향평가

김영근,김우성,위용곤,김남영,이호석,Kim, Young-Geun,Kim, Woo-Sung,Wye, Yong-Gon,Kim, Nam-Yung,Lee, Ho-Suk 한국터널지하공간학회 2003 터널기술 Vol.5 No.2

최근 도로설계시 두 개의 터널이 짧은 거리로 계속적으로 존재하는 연속터널에 대한 설계사례가 증가하고 있다. 이러한 경우에 있어, 한 터널내에서 발생한 오염물질은 다른 터널로 재유입하여 터널환기 시스템에 중대한 영향을 미치게 되므로, 이에 대한 적절한 환기검토가 수행되어야 한다. 본 연구에서는 동해 고속도로 설계시 나타난 연속터널을 대상으로 하여 1차원 터널내 오염농도 해석 및 3차원 CFD 해석 프로그램을 사용하여 터널내 오염농도의 거동 및 터널 갱구부 주변의 오염물질의 재유입 여부를 분석하여, 연속터널에 대한 터널내 외부유동에 대한 환기영향을 검증하였다. 이를 위하여 해당지역인 속초지방의 기상데이터를 분석하고, 기상조건에 따른 터널내부의 공기환경을 검토하였으며, 3차원 시뮬레이션을 통하여 각각의 터널에 대한 재유입 여부 및 재유입율을 분석하였다. Recently, there are many cases in the roadway design for successive tunnel with small distance between two tunnels. In this case, the degree of interference for successive tunnels is a significant consideration in the design of ventilation systems. Also, Re-inflows of contaminated air in successive tunnel make serious ventilation problems in case of fire accident in the tunnel. In this study, for successive tunnels in Donghae highway project, the concentration of contaminant such as CO, NOx and Smoke were calculated by numerical analysis using 1D and 3D-CFD analysis. And, the rate of re-inflow at the portals of successive tunnel according to the direction of wind were analysed.

개선된 DRASTIC 기법을 이용한 터널굴착 예정지역의 지하수 오염 가능성 평가기법 개발에 관한 연구

박준경,박영진,위용곤,최영태,이한민 사단법인 한국터널지하공간학회 2003 한국터널지하공간학회논문집 Vol.5 No.1

The DRASTIC system is widely used for assessing regional groundwater pollution susceptibility by using hydrogeological factors such as depth to water, net recharge, aquifer media, soil media, topography, vadose zone media, hydraulic conductivity. This study is providing Modified Drastic Model to which lineament density, land use, influence of groundwater drawdown caused by tunnel excavation are added as additional factors using geographic information system, and then to evaluate groundwater contamination potential of ○○ area. For statistical analysis, vector coverage per each factor is converted to grid layer and after each correlation coefficient between factors, covariance, variance, eigenvalue and eigenvector by principal component analysis of 3 direction, are calculated, correlation between factors is analyzed. Also after correlation coefficients between general DRASTIC layer and rated lineament density layer, between general DRASTIC layer and rated land use layer, between general DRASTIC layer and rated tunnel excavation influence layer are calculated, final modified DRASTIC model is constructed by using them with each weighting. When modified DRASTIC model was compared with general DRASTIC model, contamination potential in modified DRASTIC model is fairly detailed and consequently, vulnerable area which has high contamination potential could be presented concretly. 지하수 오염에 대한 광역적인 취약성 평가를 위한 DRASTIC 시스템은 미국 EPA에서 개발된 것으로서 지하수위, 충진률, 대수층매체, 토양매체, 지형경사, 비포화대매체, 수리전도도등 수리지질학적 요소들을 이용하여 지하수 오염 취약성을 상대적으로 평가하기 위한 표준화된 시스템으로 현재 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 GIS 기법을 활용하여 기본 DRASTIC 모델에 구조선 밀도, 토지이용, 터널굴착으로 인한 지하수위 저하의 영향을 추가한 변형된 DRASTIC 모델을 개발하고 ○○지역의 터널굴착으로 인한 지하수 오염가능성을 평가하고자 하였다. 통계적인 분석을 위하여 각각의 인자별 벡터 레이어를 격자레이어로 전환하고 각 인자별 상관계수, 3방향의 주성분분석에 의한 공분산, 고유치, 고유벡터 등을 구하여 인자들의 상관관계를 비교․분석하였다. 또한, 일반적인 DRASTIC 레이어와 구조선 밀도 레이어, 토지이용 레이어, 터널굴착영향 레이어간의 상관계수를 각각 구하고, 이를 각각의 가중치로 적용하여 최종적인 변형된 DRASTIC 모델을 구축하고자 하였다. 변형된 DRASTIC 모델을 사용한 결과 일반적인 DRASTIC 모델에 비해 오염 가능지역이 많이 세분화되었고, 그 결과를 활용하여 오염가능성이 높은 취약지역을 구체적으로 구분할 수 있었다.