근접터널 굴착 시 지반변위 예측 = Estimation of Ground Displacement due to Neighboring Tunnel Excavation

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

With a city growing, the demand for SOC increases and SOC is forced to be constructed in close proximity to existing structures in large cities due to the nature of the city where structures are dense. Neighboring construction affects proximity structures and may cause damage even to new structures. Therefore, design and construction should be carried out by estimation displacement of surrounding ground, transformation, changes in the stress state etc. accompanied by nei호boring construction to prevent damage to both existing structures and new structures.
In order to estimate the settlement of surrounding ground caused by the excavation of neighboring tunnels at the design stage, the numerical analysis should be carried out and the numerical analysis requires a lot of time and effort. In this study, we proposed a method that can easily estimate settlement at the design stage without performing the numerical analysis requiring a lot of time and effort.
We established a correlation between a settlement function and settlement by reviewing measurement data and design data of the construction site of Seoul Subway Line 9 and comparing and analyzing the results of back analysis and numerical analysis of a variety of conditions and calculated the gradient and X-intercept value of this correlation. The settlement function proposed in this study is a function related to the position of a review point and tunnel and the gradient of a straight line is determined depending on the height of the underlying rocks around the tunnel.
If calculating the relationship between the settlement function and settlements suitable for field conditions by identifying the distribution of the underlying rocks and position of a review point at the design stage, we can easily estimate settlement at any point of surrounding ground depending on neighboring tunnel excavation.

국문 초록 (Abstract)

도시가 성장하면서 사회기반시설의 수요가 증가하게 되고, 대도시에서 사회기반시설의 건설은 구조물이 밀집된 도심지 특성상 기존 구조물에 근접한 시공이 불가피하게 된다. 근접시공은 주변의 구조물에 영향을 끼치게 되고 신설 구조물까지 손상이 발생할 수 있다. 그러므로 근접시공에 의해 수반되는 주변 지반의 변위, 변형, 응력상태 변화 등을 예측하여 설계 및 시공하여야 기존 구조물과 신설 구조물에 모두 손상이 발생하지 않아야 한다.
근접터널 굴착으로 인해 발생하는 주변 지반의 침하량을 설계단계에서 예측하기 위해서는 수치해석을 수행하여야 하며, 수치해석을 수행하기 위해서는 많은 시간과 노력이 필요하다. 본 연구는 많은 시간과 노력이 필요한 수치해석을 수행하지 않고, 설계단계에서 간단하게 침하량을 예측할 수 있는 방법을 제안하였다.
서울지하철9호선 건설 현장의 설계 자료와 계측 자료를 검토하고, 역해석과 다양한 조건의 수치해석 결과와 비교 분석하여 침하함수와 침하량과의 상관관계를 정립하였으며, 이 상관관계의 기울기와 X절편 값을 산출하였다. 본 연구에서 제안한 침하함수는 터널과 검토지점의 위치와 관련된 함수이며, 직선의 기울기는 터널 주변의 암반층 분포에 따라 결정된다.
설계단계에서 암반층 분포와 검토지점의 위치를 파악하여 현장조건에 맞는 침하함수와 침하량의 관계를 산출하면, 근접터널 굴착에 따른 주변 지반의 임의의 지점에서 침하량을 간단하게 예측할 수 있다.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론 1
• 1.1 연구배경 및 목적 1
• 1.2 연구동향 4
• 1.3 연구방법 및 범위 11
• 제 2 장 이론적 배경 13
• 2.1 근접시공 13
• 2.2 NATM 공법 31
• 2.3 강관보강 다단그라우팅 공법 36
• 2.4 터널 계측 41
• 2.5 역해석 58
• 2.6 수치해석 70
• 2.7 지중응력 85
• 제 3 장 자료 검토 및 역해석 90
• 3.1 현장 현황 92
• 3.2 지반정수 99
• 3.3 현장계측 94
• 3.4 역해석 108
• 제 4 장 침하량 간편예측 119
• 4.1 침하함수 119
• 4.2 수치해석 124
• 4.3 간편예측법 133
• 제 5 장 결 론 138
• 참 고 문 헌 140
• Abstract 147