표제지
목차
Ⅰ. 서론 10
1. 연구배경 10
2. 연구 방법 및 목적 11
3. 이론적 배경 12
3.1. 압착성(Squeezing) 거동 정의 12
3.2. 암반의 시간이력 거동특성 14
3.3. 경험적 분석을 통한 압착성(Squeezing) 예비 검토 18
Ⅱ. 지반조건 및 현황 분석 20
1. 연구지역 현황 20
1.1. 터널 현황 20
1.2. 터널 단면 현황 21
1.3. 암반등급 및 지보패턴적용 현황 21
2. 지반조건 23
2.1. 지질특성 23
2.2. 선구조 분석 23
2.3. 전기비저항 탐사결과 24
2.4. 시추조사 결과 24
3. 신갈단층대 지질학적 및 공학적 특성 분석 25
3.1. 기존 문헌자료 25
3.2. 신갈단층 지질구조 특성 26
3.3. 단층대 조사결과 26
4. 시공현황 28
4.1. 굴진현황 28
4.2. 지보패턴 시공현황 28
5. 현황 분석 결과 29
Ⅲ. 과다변위지반 특성 분석 30
1. 과다변위 발생 현황 30
1.1. 내공변위 30
1.2. 내공검즉 31
1.3. 주요지점별 과다변위 현황 32
1.4. 계측 결과 분석 33
2. 과다변위 발생원인 분석 34
2.1. 광물지질학적 원인 검토 34
2.2. 구조(Tectonic) 및 지보관점의 Squeezing 검토 35
2.3. 지질구조 영향 평가 39
2.4. 과다변위 원인분석 결과 40
3. 과다변위 지반변형 거동 분석 41
4. 과다변위 역해석 분석 42
4.1. 역해석 개요 42
4.2. 역해석 방법 42
4.3. 역해석 조건 44
4.4. 수치해석 조건 46
4.5. 연속체 역해석을 이용한 지반정수 산정 48
4.6. 시공지보패턴 적정성 검토 50
Ⅳ. 과다 변위를 고려한 터널 굴착 및 보강 방안 55
1. 유사사례 분석 55
1.1. 경부고속철도 복안터널 55
1.2. 소양강댐 보조여수로 터널 56
1.3. 경주~감포 2 국도 양북터널 57
1.4. 고속국도 제10호선 목포~광양 고속도로 강진1터널 58
1.5. Hujikawa터널 Iriyama 단층파쇄대 구간 59
1.6. 유사보강 사례 검토 결과 60
2. 최적 굴착 및 보강 방안 도출 61
2.1. 단층점토대 보강공법 61
2.2. 기초부 침하 및 과다변위 방지공법 62
2.3. 지보패턴 변경 계획 63
2.4. 구간별 보강공법 적용계획 66
Ⅴ. 안정성 검증 및 현장 적용 69
1. 수치해석적 안정성 검증 69
1.1. 개요 69
1.2. 검토방법 및 검토 조건 69
1.3. 보강 적정성 검토 73
2. 지보압 산정에 의한 적정성 검증 76
3. 현장 적용성 검증 77
3.1. 계측계획 77
3.2. 변위분석 결과 78
3.3. 지보재 응력 분석 결과 79
Ⅵ. 결론 81
1) 현황분석 81
2) 과다변위 발생원인 분석 81
3) 과다변위 방지를 위한 최적 굴착 및 보강 방안 82
참고문헌 83
ABSTRACT 85
표 1.1. 지반반응곡선과 지반 및 지보재 상호 개념도 15
표 1.2. 점소성역학에서의 응력-변형율 관계와 지반반응곡선 17
표 1.3. Q값과 토피고(H)를 이용한 검토결과 18
표 1.4. 암반계수(N)를 이용한 검토결과 18
표 1.5. 내공변위를 이용한 검토결과 19
표 2.1. 설계지보패턴 22
표 2.2. 굴착 연장 28
표 3.1. 과다변위 발생 주요지점 현황 32
표 3.2. XRD 광물성분 및 함량 34
표 3.3. ISRM Squeezing 분류표 36
표 3.4. ISRM Squeezing 검토 결과 37
표 3.5. Barla(1955)에 의한 Squeezing 검토 결과 37
표 3.6. Hoek & Brown 제안식 38
표 3.7. 패턴별 지보재 재원 38
표 3.8. 패턴별 지보압 산정 결과 38
표 3.9. 목표계측값 산정결과 46
표 3.10. 지반물성 46
표 3.11. 해석 영역 및 경계조건 47
표 3.12. 역해석 측압계수 및 하중분담율 48
표 3.13. 숏크리트-강지보 합성지보재 물성치 49
표 3.14. 숏크리트-강지보 부재력 분담비 49
표 3.15. 역해석에 의한 단층영향대 지반물성 산정 결과 50
표 3.16. 시공지보패턴 적정성 검토 적용 지반물성치 51
표 3.17. 25km080 검토 결과 53
표 3.18. 25km130 검토 결과 54
표 3.19. 25km310 검토 결과 54
표 4.1. 복안터널 보강공법 55
표 4.2. 소양강댐 보조여수로 터널 보강공법 56
표 4.3. 양북터널 보강공법 57
표 4.4. 강진1터널 보강공법 58
표 4.5. Hujikawa터널 보강공법 59
표 4.6. 유사조건 보강사례 검토결과 요약 60
표 4.7. 일반구간 변경 지보패턴표 63
표 4.8. 횡갱 접속부구간 변경 지보패턴표 64
표 4.9. 수원IC 하부통과구간 변경 지보패턴표 65
표 4.10. 지보패턴 적용계획 66
표 4.11. 하부측벽 및 인버트 보강그라우팅 적용 계획 68
표 5.1. 시공지보패턴별 숏크리트와 강지보 등가물성 69
표 5.2. 시공지보패턴별 숏크리트와 강지보 부재력 분담비 70
표 5.3. 시공지보패턴별 숏크리트와 강지보 부재력 분담비 70
표 5.4. 강관보강 그라우팅 영역 보강지반정수 산정결과 71
표 5.5. 하중분담율 산정 72
표 5.6. 하중분담율 산정 결과 72
표 5.7. 25km130 검토 결과 73
표 5.8. 25km310 검토 결과 74
표 5.9. 25km080 검토 결과 75
표 5.10. 지보압 산정 결과 76
표 5.11. 패턴별 지보압 안정율 결과 76
그림 2.1. 연구지역 현황도 20
그림 2.2. 터널단면 21
그림 2.3. 연구지역 암반등급 및 지보패턴도 21
그림 2.4. 연구지역 지 질도 23
그림 2.5. 선구조 분석결과 23
그림 2.6. 전기비 저항 탐사결과도 24
그림 2.7. 조사 위치 및 단면도 24
그림 2.8. 지체구조도 25
그림 2.9. 광역지질도 25
그림 2.10. 신갈단층 특성 26
그림 2.11. 시추코어 27
그림 2.12. 경사시추 영향범위 분석 27
그림 2.13. 시추코어 27
그림 2.14. 터널 굴진 및 연구구간 현황도 28
그림 2.15. 설계 및 시공지보패턴 적용 29
그림 3.1. 계측 위치별 변위 발생 현황 30
그림 3.2. 내공변위검측 결과 31
그림 3.3. XRD Pick 그래프 34
그림 3.4. 연구지역 단층점토대 분포 현황 39
그림 3.5. 과다변위 구간 변위 양상 및 하중 분포도 41
그림 3.6. 라이닝 변형양상 및 역학적 특징 41
그림 3.7. 역해석 선정 흐름도 42
그림 3.8. 역해석 수행 흐름도 44
그림 3.9. 역해석 위치 내공 계측 변위도(25km180.0) 45
그림 3.10. 역해석 지반조건 46
그림 3.11. 강지보를 고려한 합성부재 단면 47
그림 3.12. 역해석 단면 및 지보패턴 49
그림 3.13. 역해석에 의한 단층영향대 지반변형 계수 재산정 결과 50
그림 3.14. 시공지보패턴 적정성 검토 단면 및 지보패턴 52
그림 4.1. 단층대 지반보강그라우팅 적용 개념도 61
그림 4.2. 기초부 침하와 과다변위 방지 대책 개념도 62
그림 4.3. 단층대 지반보강그라우팅 보강 단면도 67
그림 4.4. 하부측벽 인버트 보강그라우팅 단면도 68
그림 5.1. 검토 단면 및 적용지보패턴도 73
그림 5.2. 검토 단면 및 적용지보패턴도 74
그림 5.3. 검토 단면 및 적용지보패턴도 75
그림 5.4. 연구구간 계측계획 77
그림 5.5. 상반 굴착시 계측 분석위치도 77
그림 5.6. 위치별 최대 천단침하 및 내공변위 결과 78
그림 5.7. 위치별 침하량 결과 78
그림 5.8. 25km128 지보재 응력 계측결과 79
그림 5.9. 25km137 지보재 응력 계측결과 79
그림 5.10. 25km128 숏크리트 응력 계측결과 80
그림 5.11. 25km137 숏크리트 응력 계측결과 80