최근 경제발전으로 인한 교통망 확보를 위해 부족한 지상공간을 대체할 수 있는 지하공간 활용을 위한 터널건설이 활발히 진행되고 있다. 따라서 터널 굴착시 안정성을 확보할 수 있는 다양한 건설기법들이 개발되면서 터널은 점점 장대화 되는 실정이며, 이로 인해 터널통과구간에서 단층대가 존재하는 경우가 빈번하게 발생하고 있다.
수도권 고속철도(수서~평택) 노반 건설공사 중 터널과 교차하는 대규모 단층대인 신갈단층 통과구간의 터널 보강방안을 수립하기 위해 수행된 연구로서 신갈단층의 현황을 정밀하게 조사하고, 조사결과를 고려하여 보강방안을 수립하였다.
신갈단층은 연장이 50km, 폭이 25~40m에 이르는 대규모 단층대로서 단층 핵, 단층파쇄대, 신갈단층에서 파생된 수반단층으로 구성된 전단대이다. 이러한 단층대의 특성을 분석하기 위해서 지표지질조사, 시추조사, 3차원 전기비저항탐사, 탄성파 탐사 등을 수행해 신갈단층의 방향, 규모를 파악하였고, 실내 역학시험과 공내재하시험, 공내전단시험 등의 현장시험을 통해 공학적 특성을 분석하였다.
신갈단층의 특성 분석 결과를 고려하여 예비해석, 실내 모형실험 결과를 바탕으로 터널 굴착공법, 단면계획, 보조공법을 검토하여 터널 통과방안을 수립하였고, 마지막으로 3차원 유한요소 해석을 통해 터널 안정성 및 보강방안 적정성을 검증하였다.