사질성 지반에서 이수식 쉴드 TBM 적용시 굴진면으로의 이수 침투특성에 대한 해석적 고찰

노병국,고성일,추석연,Roh, Byoung-Kuk,Koh, Sung-Yil,Choo, Seok-Yeon 한국터널지하공간학회 2012 한국터널지하공간학회논문집 Vol.14 No.3

본 논문은 이수식 쉴드 TBM 굴착시 굴착면 안정에 큰 영향을 미치는 굴착면의 이수 침투에 따른 이막형성여부에 대하여 해석적 고찰을 수행하였다. 이러한 해석적 접근은 이수식 쉴드 TBM의 계획 및 설계시 최적 장비 형식 선정 및 시공계획 수립에 참고가 될 수 있으나, 이제까지 이에 대한 효과적인 해석적 방법에 대하여 제안된 것이 없는 상황이다. 따라서 본 논문에서는 사질토 입자의 모델링에 효과적인 $PFC^{2D}$의 Fluid Coupling simulation을 이용하여 해석을 수행하였으며, 해석결과, 이수침투 특성은 굴착 대상지반의 투수성과 이수특성(비중, 점성계수등)에 따라 변화됨을 파악할 수 있었다. 본 해석적 접근방법을 통하여 이수식 쉴드 TBM의 계획 설계단계에서 대상지반 특성을 고려한 이수 점도관리 방안 수립과 함께 시공중의 초기굴진단계에서의 최적 이수점도의 재검증을 통하여 안전한 터널시공에 도움이 될 것이라 판단된다. This paper presents numerical analysis of the mud cake infiltration behaviour which is influenced tunnel face stability during excavation by slurry shield TBM. This analysis method can make useful data to select proper shield TBM type and to set up the construction plan. But effective analysis did not proposed until now. In this paper, we carried out numerical analysis using by $PFC^{2D}$ fluid coupling simulation which is suitable for sandy soil modelling. As a analysis result, we checked that the slurry infiltration behaviour varied with soil permeability and slurry characteristic(specific weight, viscosity etc). This analysis method is helpful safety excavation through anticipating the proper slurry viscosity at the design stage and verifying the slurry quality at initial excavation stage.

반개착식 터널 공법에 관한 수치 해석적 연구

노병국,박종관,백승규,Roh, Byoung-Kuk,Park, Jong-Kwan,Baek, Seung-Kyu 한국터널지하공간학회 2013 한국터널지하공간학회논문집 Vol.15 No.2

최근 터널 갱구부와 저토피 구간에 대한 환경 친화적인 터널공법에 대한 관심이 증가하고 있다. 콘크리트 슬래브를 이용한 반개착식 터널공법을 적용한 연구 및 시공사례가 증가하고 있으나, 하중조합 및 아치콘크리트의 단면에 대한 별도의 적용 기준이 없다. 따라서 본 연구에서는 반개착식 공법에 대한 기준을 제시하기 위하여 지반조건과, 터널 상부 지층 두께, 되메움 두께, 상부지반 지표면의 경사 각도를 변화시키는 등의 다양한 조건들에 대하여 수치해석을 수행하였다. 수치해석 결과들을 회귀분석법으로 분석하고, 유도된 회귀 분석식을 분류하고 정리하여 합리적이고, 경제적이며, 안전한 반개착식 터널 굴착 공법의 기준을 제안하고자 하였다. Recently there has been increased interest for the portal and shallow tunnel for an eco-friendly tunneling method. Semi cut & cover tunnel excavation techniques applied to concrete slab and construction and a growing number of cases, but there is no load combinations and arch concrete cross section for the applicable standards. Therefore, in this study, ground conditions and tunnel overburden thickness, thickness of backfill, overburden surface slope angle changes to a variety of conditions in order to propose standards for the semi cut & cover method was performed numerical analysis. Regression analysis method to the analysis of the results of numerical analysis, and linear regression equations derived to classify and organize a rational, economical, and safe semi cut & cover tunneling method based proposed.

철도투자평가체계 개선방안의 고찰

노병국(Byoung-Kuk Roh),김용배(Young-Bea Kim),진학기(Hak-Ki Jin) 한국철도학회 2011 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2011 No.10

최근 정부는 지속가능한 녹색성장을 위하여 도로 중심의 교통체계에서 친환경·고효율의 교통수단인 철도중심의 교통체계로의 전환을 적극 추진하고 있다. 철도망을 통해 국토를 통합·다핵·개방형 구조로 재편하고자 철도부문 최상위 계획인 제2차 국가철도망구축계획을 고시('11.4)하였으며 전국 주요거점을 일상 통근시간대인 1시간 30분대로 연결하여 하나의 도시권으로 통합하고자 하고 있다. 그러나 SOC 사업의 타당성분석을 위한 비용편익분석방법론에는 철도사업의 특성이 반영되지 않아 철도사업이 도로 사업에 비해 불리한 실정이었다. 이를 개선하기 위하여 철도시설공단에서는 철도투자 평가체계 개선방안 연구를 시행하였으며 기획재정부에서는 철도투자평가체계 개선방안에 대한 많은 내용을 도입하여 철도부문 예비타당성조사에 대한 개선사항을 예타지침에 적용하였다. 본 논문에서는 철도투자 평가체계 개선방안에서 주요하게 논의된 사항인 분석기간 할인율 통행시간절감편익 교통사고절감편익 차량대체 투자비 및 고속철도 운영유지보수비 부분에 대한 고찰을 하였으며 아울러 추가로 연구되어야할 부분에 대하여 알아보고자 한다. 이러한 개선 방안들이 향후 철도부문 타당성평가 방법론에 반영됨으로써 합리적·객관적인 철도투자 평가체계 구축이 가능할 것이며 또한 선순환적인 철도투자가 이루어질 수 있을 것이다. Recently The government is actively transit road-oriented Traffic System to the eco-friendly and high-efficiency railroad-oriented transportation system for the sustainable green growth. The second plan of Nationwide Railway Network which has been officially announced rearrange to integration multi-core open architecture country by the railway network and integrate to the one mega city that rink an important city in one hour 30 minute. But the railroad industry is disadvantageous when it compares with the road industry on the ground that railroad industry peculiarities(a cost-benefit analysis an environment value etc) have not reflected in the (preliminary) feasibility study for SOC industry. The government establish Improved methodology of Rail Investment Rating System and improved preliminary feasibility study in railroad project by introduction many content(analysis periods rate of discount the benefits of shortening of transit hours the estimation of traffic accident reduction benefits investment cost of vehicle substitution and operation and maintenance cost of high speed rail) about the Improved methodology of Rail Investment Rating System. This study is intended to consideration the key content that was included in the Improved methodology of Rail Investment Rating System. In addition the points to be considered for additional study have been reviewed in this study. We hope we will carry out make a reasonable and objective Rail Investment Rating System and to perform the railway industry of the virtuous cycle such improvement plans are reflected at a hereafter railroad section

인천공항철도 활성화를 위한 시설 및 열차운영방안 고찰

노병국(Byoung-Kuk Roh),김용배(Young-Bea Kim) 한국철도학회 2010 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2010 No.7

인천공항철도는 인천공항철도의 허브화 전략에 따라 당시 경쟁공항(간사이, 첵랩콕 등) 수준의 접근성 확보를 위해 건설을 추진하였으며, 현재 1단계(인천공항~김포공항, 40.3㎞)는 ‘07.3월 개통하여 운영중이며, 2단계(김포공항~서울역, 20.7㎞)는 ’10.10월말에 개통예정으로 있으나, 인천공항철도가 서울역에서만 이용이 가능하도록 계획되어 있어 접근성이 불리하고, 운행속도가 최대 110㎞/h 수준으로 공항버스 등과 비교할 때 시간경쟁력이 부족하며, 현재 운행 중인 고속 철도와 서울역에서 추가적으로 환승하여야 하는 등의 이유로 현재 1단계 운영구간의 공항철도 이용수요가 저조(7%)하며, 수요에 대한 재예측 결과 또한 협약대비 수요가 부족한 것으로 분석되어 국가가 부담하여야할 보조금이 연평균 4천억원 수준에 달하여, 국가에서는 한국철도공사가 민간지분을 매입 보조금 규모를 축소하는 대책을 마련하였음에도 불구하고, 상당한 규모의 보조 금지급(연평균 2천억원)이 불가피한 실정에 있어 수요증대를 위한 인천공항철도 활성화 방안이 절실하다. 따라서, 본 고에서는 현재 KTX의 직결운행, 인천공항철도 운행열차의 고속열차(EMU 180 ㎞/h급)대체를 통한 Speed UP을 통한 수요창출을 위한 시설계획 및 운영계획 등을 제언하여, 국가의 관문인 인천공항을 이용하는 승객들에게 신속하고 편리한 운행수단을 제공하고, 아울러 수요창출을 통한 국가보조금의 축소에도 기여할 것으로 기대된다. With the hubbing strategy, construction of "Incheon Airport Railroad(AREX)" was proceeded to expand the accessibility at the level of airports in rivalry like Kansai and Chek Lap Kok. At the present 1st phase which routes from Incheon Airport to Kimpo Airport is opened March 2007. 2nd phase which is planned from Kimpo Airport to Seoul station will be opened at the end of October 2010. But the accessibilty to AREX is delinquent because it is connected only in Seoul station and the maximum operation speed is 110㎞/h which downgrade the time competitiveness with airport limousine. In addition, transfering of user is necessary to access to AREX from Kyungbu KTX. With these reasons, travel demand in 1st phase section is low(7%). According to reestimation of travel demand, demand analysis result compared with convention condition is insufficient, so required annual average government grant-in-aid amounts to 200 billions won, and it is right time to develop the method for revitalization of Incheon airport railroad. In this paper, facilities plan and operating plan to make new travel demand by speed-up which is able through substitution train now running with high speed train(EMU, 180㎞/h) and direct connection of KTX, will be suggested. This will contribute to offering high speed railroad service to customers and the reduction of government grant-in-aid by way of demand expansion.

문화재 보호구역 주변 근접통과 구간의 철도노선 계획 사례 연구

노병국(Roh Byoung-Kuk),김재복(Kim Jae-Bok) 한국철도학회 2008 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.- No.-

After rapid running is begun in domestic, problem by the train wind that was not considered at existent train running appeared. If the High-Speed railway business speed rises by 350km/h in the future, is going to become more big issue. This study conducts an experiment that measure in local about KTX train beside Gyeongbu High-Speed railway track about aerodynamics effect that happen by passage of train and analyzed. In case KTX Ⅱ runs with the 350km/h speed, forecasted effect that get in the simple vertical surfaces parallel to tracks according to distance from rail center. Compared construction size with structural analysis in case do not consider with case that consider the train wind about soundproofing walls representatively. As a result, proposed wind load standard that apply at soundproofing walls design.

철도하부 통과 구간의 파형강판의 적용성 검토 연구

노병국(Roh Byoung-Kuk),김흥도(Kim Hung-Do),오경준(Oh Kyung-Jun) 한국철도학회 2007 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.- No.-

Corrugated structural plate is ductile structural member which has high sectional properties compared with same thickness of plate. Corrugated plate resists the external forces by the combined action of retained soils and structures. Since it is easy to transport and assemblage of in-situ, the duration and cost of construction can be reduced. Corrugated plate structures, therefore, are widely used in culverts, hydro passages and simple bridges. RC culvert with supported by unstable soil layersin railway construction project of pohang~samchuk has been replaced by corrugated plate culvert due to the reduction of construction duration andcost, especially the performance of behavior of settlement of ground. The structural analysis, design processes, and the economic advantages of the corrugated plate culvert are studied in this paper.

반개착식 터널 공법의 기준 제안을 위한 수치해석적 연구

노병국(Byoung-Kuk Roh),박종관(Jong Kwan Park),백승규(Seung Kyu Baek) 한국철도학회 2013 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2013 No.5

터널 갱구부와 저토피 구간에 대하여 원지반의 훼손을 최소화할 수 있는 환경 친화적인 반개착식 터널공법을 적용한 연구 및 시공사례가 증가하고 있으나, 하중조합 및 아치콘크리트의 단면 등 반개착식 터널공법에 대한 별도의 적용 기준이 없는 실정이므로 과다한 설계가 되고 있다. 본 연구에서는 수치해석적 검토를 수행하여 반개착식 터널공법의 설계 기준을 제안하고자 한다. 설계에 영향을 줄 수 있는 요인인 지반조건, 터널 상부 지층 두께, 상부지반의 경사각도, 아치콘크리트의 두께 등을 변화시키며, 수치해석을 실시하였다. 수치해석 결과들에 대한 각 영향인자들의 상관관계 분석을 실시하여, 합리적이고 경제적이며, 안전한 아치콘크리트의 제원을 제안하여 반개착식 터널공법의 기준을 제시하고자 하였다. Research techniques applied to the tunnel and construction of environmentally friendly semi-cut and cover tunnel portal and shallow section of the foundation can minimize corruption and a growing number of cases, but the load combinations and the cross-section of the concrete arch and half cut & cover tunnel method not apply for separate standards, so the design has become excessive. In this study, semi cut & cover tunnel design process of a review numerical criteria are proposed. Of factors that can affect the design, numerical analysis was conducted by varying the inclination of the upper soil, ground conditions, tunnel upper strata thickness, the thickness of the concrete arch. The numerical results, the correlation analysis of influence factors for each of the rational, economical, and safe specifications of concrete arch semi cut & cover tunnels of the proposed criteria were proposed.

문화재 보호구역 주변 근접통과 구간의 철도노선 계획 사례에 대한 연구

노병국(Byoung-Kuk Roh),김재복(Jae-Bok Kim) 한국철도학회 2009 한국철도학회논문집 Vol.12 No.3

철도사업 타당성 평가방법 개선방안 연구

노병국(Byoung-Kuk Roh),진학기(Hak-Ki Jin),김성(Sung Kim) 한국철도학회 2010 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2010 No.10

카린시안 터널 공법의 기준 제안을 위한 수치 해석적 연구 -국내 고속철도 복선터널 표준 단면을 기준으로-

노병국 ( Byoung Kuk Roh ),백승규 ( Seung Kyu Baek ),차민웅 ( Min Woong Cha ) 대한화약발파공학회 2013 화약발파 Vol.31 No.1

개착식공법과 NATM 공법을 결합한 카린시안(Carinthian) 공법에 대한 관심이 증가하고 있다. 아치콘크리트를 이용한 설계 및 시공 사례가 증가하고 있으나, 아치 단면에 대한 별도의 적용 기준이 없다. 따라서 본 연구에서는 카린시안 공법에 대한 기준을 검토하기 위하여 지반조건과, 터널 상부 지층 두께, 되 메움 두께, 상부지반 지표면의 경사 각도를 변화시키는 등의 다양한 조건들에 대하여 수치해석을 수행하였다. 수치해석 결과들을 회귀분석법으로 분석하고, 유도된 회귀 분석 식을 분류하고 정리하여 합리적이고, 경제적이며, 안전한 카린시안 공법의 기준을 제안하고자 하였다. Carinthian cut and cover tunnelling method which combines cut & cover and NATM tunnel excavation method has increased the interest. Design and construction of arch concrete have been increased, but there is no applicable standards for arch concrete. Therefore, in this study numerical analysis was performed to propose standards for the Carinthian tunnelling method considering a variety of conditions such as ground conditions, tunnel overburden thickness, thickness of backfill, and overburden surface slope angle changes, linear regression equations derived to classify and organize a rational, economical, and safe Carinthian cut and cover tunneling method based proposed.