터널공사 재해 최소화 및 예방기술 개발(V)(5차년도) : (Development of Technologies for Minimizing and Preventing the Disaster on Tunnel Construction)

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This research focuses mainly on the protective technology for risk minimization of tunnel failure／local collapse, consequently analyse the failure patterns and develops its assessment and a new protective technology. To achieve those aims we introduce a large-scale model test and propose the damage assessment for tunnelling induced ground movements which affect to the adjacent structures. In addition, we suggest a new design technology for the tunnel support pattern based on various ground conditions and consideration of tunnel construction sequence in Korea.

국문 초록 (Abstract)

본 연구의 최종목적은 터널 붕괴／붕락 재해 최소화를 위한 사전 예방기술, 원인규명 및 평가·대처기술의 개발에 있다. 이를 위하여 다양한 터널 재해들의 원인규명 및 원천 기초기술 확보를 위한 실대형 실험 기반의 구축, 터널굴착에 따른 인접구조물의 피해를 최소화하기 위한 손상도 예측기술과 국내 지반 및 시공조건을 고려한 지보패턴 설계기술을 제시하고자 한다.

목차 (Table of Contents)

• 제1편 연구과제 총괄
• 제1장 연구 개요
• 1. 연구 배경
• 2. 연구목표 및 내용
• 2.1 총괄 목표 및 개발 기술
• 2.2 연차별 목표 및 연구내용
• 2.3 당해 연도 연구목표 및 수행방법
• 3. 연구 로드맵(TRM) 및 수행일정
• 3.1 연구 로드맵(TRM)
• 3.2 당해 연도 세부 연구수행 일정
• 3.3 목표 달성도(2008. 11월 기준)
• ?편 터널 시공 중 재해 저감 기술 개발
• 제1장 실대형 모형실험 인프라 구축현황
• 1. 개요
• 2. 기 구축현황
• 2.1 재하프레임
• 2.2 유압 서보 엑추에이터
• 2.3 유압펌프 유닛
• 2.4 유압 서보제어 시스템
• 2.5 대형 시험체 이송용 대차시스템
• 2.6 고속카메라
• 2.7 전자식 균열진행 측정기
• 3. 당해 연도 신규 구축 현황
• 3.1 엑추에이터
• 3.2 파이형 변위 계측 시스템
• 3.3 인공균열 발생 장치
• 제2장 터널 시공 위험도 관리 시스템 개발
• 1. 개요
• 2. 신규 터널 붕괴 사례 조사 및 분석
• 2.1 터널붕괴사례 1: 탄층과 지하수 용출로 인한 과대변위 및 붕락 사례
• 2.2 터널붕괴사례 2: 2차 단열대에 의한 단층분포의 붕락 사례
• 2.3 터널붕괴사례 3: 계곡부에 발달한 탄질 천매암층의 붕락 사례
• 2.4 터널붕괴사례 4: 집중호우에 의한 파쇄대층의 붕락 사례
• 2.5 터널붕괴사례 5: 파쇄대의 절리가 교차하면서 생긴 붕락 사례
• 2.6 터널 붕괴 사례 분석 정리
• 3. 터널 붕괴 현장자료 분류체계 재구축
• 3.1 기하학적 특징
• 3.2 지질 조건
• 3.3 불연속면 조건
• 3.4 지하수 상태
• 3.5 굴착조건
• 3.6 지보/보강상태
• 4. 터널 붕괴사례 데이터베이스 기초 통계 분석
• 5. 터널 붕괴 위험도 지수(KTH-index) 산정 시스템
• 5.1 이론적 배경
• 5.2 터널 붕괴 위험도 지수(KTH-index)값 산정
• 6. 현장 적용
• 6.1 현장 적용 사례 1
• 6.2 현장 적용 사례 2
• 7. 웹기반 터널 시공 위험도 통합 관리 시스템 구축
• 7.1 연구 개요
• 7.2 웹기반 터널 시공 안전 관리 시스템
• 7.3 웹기반 터널 시공 안전 관리 시스템 주요 기능
• 7.4 웹기반 터널 시공 안전 관리 시스템의 사이트 구성
• 8. 소결론
• 제3장 터널 숏크리트 라이닝 응력 모니터링 기법 개발
• 1. 개요
• 2. 기존 라이닝 응력 측정 방법 고찰
• 2.1 토압계(Pressure Cells)
• 2.2 플랫잭 시험
• 2.3 Rod 혹은 Tape Extensometers
• 2.4 변형률게이지(Strain Gauges)
• 2.5 Load Cells
• 2.6 광섬유센서
• 3. 터널 시공 중 숏크리트 라이닝 작용응력 측정방안 제안 및 현장 적합성 검토
• 3.1 개요
• 3.2 측정장비
• 3.3 계측방법
• 3.4 현장 적합성 검토 결과
• 4. 2차원 유한요소해석을 이용한 사전 검토
• 4.1 수치해석 개요
• 4.2 2차원 수치해석 결과
• 5. 실대형 터널 라이닝 하중 재하 실험
• 5.1 실대형 터널 라이닝 하중 재하 실험 개요
• 5.2 실대형 터널 라이닝 하중 재하 실험 방법 및 조건
• 5.3 실대형 터널 라이닝 하중 재하 실험 결과
• 6. 소결론
• 제4장 터널 붕괴·붕락의 예방을 위한 합리적인 지보설계 방안 제시
• 1. 지반-지보재 상호작용을 고려한 이론적 해석 프로그램 개발
• 1.1 개요
• 1.2 해석이론
• 1.3 프로그램의 구성
• 2. 터널의 붕괴·붕락을 모사하기 위한 요소제거 알고리즘의 개발
• 2.1 개요
• 2.2 알고리즘 개념 및 유한요소 정식화
• 3. 터널의 붕괴·붕락 방지를 위한 고성능 지보재의 적용 방안 연구
• 3.1 배경
• 3.2 연구방법
• 3.3 고성능 지보재를 적용한 터널 지보패턴 설계사례 검토
• 3.4 고강도 숏크리트의 적용을 위한 이론적·해석적 분석
• 3.5 록볼트 충전재 강도에 따른 거동 분석
• ?편 터널 시공 중 붕괴 사고 최적 대응 기술 개발
• 제1장 터널 붕괴 특성 및 대책 공법
• 1. 개요
• 1.1 과업개요
• 1.2 과업수행 내용
• 2. 터널 붕괴 특성
• 2.1 터널 붕괴 양상 고찰
• 2.2 터널붕괴 유형 파악
• 3. 대책공법의 종류 및 특성
• 3.1 터널 지보재
• 3.2 터널 보조공법
• 3.3 응급복구공법
• 제2장 터널 붕괴 사고 및 대책 사례 분석
• 1. 개요
• 1.1 사례분석 개요
• 1.2 자료의 분석
• 2. 붕괴사례분석
• 2.1 국내현장 붕괴사례
• 2.2 국외현장 붕괴사례
• 3. 기존사례 분석 결과
• 3.1 개요
• 3.2 평가기준을 이용한 사례분석 결과
• 3.3 붕괴유형에 따른 붕괴징후 및 대책공법 사례분석 결과
• 제3장 붕괴유형별 대책공법 검토
• 1. 개요
• 2. 보조공법 분류
• 3. 보조공법 특성 검토
• 4. 붕괴유형별 대책공법 제안
• 4.1 1차 지보재 타설전 붕괴시 대책공법
• 4.2 1차 지보재 타설후 붕괴시 대책공법
• 4.3 터널 붕괴유형별 대책공법
• 제4장 위기관리 대응절차 수립
• 1. 개요
• 2. 위기관리 대응절차
• 2.1 위기관리 대응절차의 흐름도
• 2.2 대응 1단계
• 2.3 대응 2단계
• 2.4 대응 3단계
• 제5장 소결론