표제지
목차
요약문 9
ABSTRACT 10
제1장 서론 11
1.1. 연구배경 및 목적 11
1.2. 연구내용 13
1.2.1. 전체 연구내용 13
1.2.2. 자체부문 연구내용 13
1.2.3. 용역부문 연구내용 13
제2장 깎기 비탈면 발파설계 일반사항 15
2.1. 깎기비탈면 발파공법 적용기준 15
2.2. 발파진동으로 인한 피해사례 18
2.3. 깎기부 발파설계 20
2.3.1. 깎기비탈면 발파설계 20
2.3.2. 터널 발파설계 22
2.4. 깎기부 옹벽 24
2.5. 발파에 따른 구조물 손상관련 연구 27
제3장 수치해석을 통한 발파영향 분석 28
3.1. 발파진동 일반사항 28
3.2. 수치해석을 통한 영향인자 분석 34
3.2.1. 해석개요 34
3.2.2. 발파하중 산정 35
3.2.3. 해석방법 및 기초자료 36
3.2.4. 해석 모델링 37
3.2.5. 적용물성치 38
3.2.6. 해석결과 38
3.2.6.1. 동탄성계수에 따른 영향 38
3.2.6.2. 감쇠비에 따른 영향 39
3.2.6.3. 장약량에 따른 영향 40
3.3. 수치해석을 통한 보강구조물 손상특성 분석 41
3.3.1. 이격거리별 진동속도 변화 검토 43
3.3.2. 시험발파 사례분석을 통한 수치해석 결과의 적정성 검토 49
3.3.3. 허용진동기준에 따른 이격거리별 발파시 진동영향권 범위 분석 52
3.3.4. 보강공법의 손상도 평가 53
제4장 터널 갱구부 최적 설계방안 수립 57
4.1. 일반사항 57
4.2. 갱구부 설계 프로세스 및 문제점 59
4.3. 국내외 터널 갱구부 설계 및 시공현황 조사 61
4.4. 영향인자 도출 및 설계방안 검토 66
4.5. 터널 갱구부 최적설계방안(안) 69
제5장 결론 72
참고문헌 73
판권기 80
표 2.1. 국외의 발파 시 진동속도 허용기준(요약) 16
표 2.2. 양생중인 콘크리트에 대한 허용진동속도 기준 17
표 2.3. 과거 10년간 발파진동에 의한 피해발생사례(균열발생구간) 18
표 2.4. 국외의 재료 및 구조물 별 피해사례(Jones and Stokes, 2004) 19
표 2.5. 표준발파공법별 분류 기준(한국도로공사, 2006) 21
표 2.6. 터널 발파진동 추정 제안식 22
표 2.7. 절토부 옹벽의 분류 24
표 2.8. 깎기부 옹벽 시공(일반적인 경우) 25
표 2.9. 국내의 건설 중 발파진동 허용기준 검토사례(깎기부 옹벽 위주) 26
표 3.1. 발파진동의 단위 29
표 3.2. 발파진동상수, 감쇠지수 측정사례 33
표 3.3. 암종에 따른 진동속도 추정식(김수일 등) 33
표 3.4. 발파하중 산정을 위한 기초자료 35
표 3.5. 설계지반정수 기존자료(동탄성계수) 36
표 3.6. 해석적용 설계지반정수 36
표 3.7. 해석적용 CASE 38
표 3.8. 동탄성계수에 따른 영향 검토결과 38
표 3.9. 감쇠비에 따른 영향 검토결과 39
표 3.10. 장약량에 따른 영향 검토결과 40
표 3.11. 지발당 장약량 42
표 3.12. 설계지반정수 42
표 3.13. 그라운드앵커 영향평가 결과 43
표 3.14. 수치해석에 의한 발파진동속도 발생 결과(장약량 0.125kg) 43
표 3.15. 수치해석에 의한 발파진동속도 발생 결과(장약량 7.500kg) 44
표 3.16. 앵커 정착장 및 두부에서의 발파진동 발생 경향(수치해석) 44
표 3.17. 앵커 정착장 및 두부에서의 발파진동 발생 경향(국토부식) 46
표 3.18. 앵커 정착장 및 두부에서의 발파진동 발생 경향(현장추정식) 47
표 3.19. 앵커 정착장 및 두부에서의 발파진동 발생 경향(현장추정식) 50
표 3.20. 장약량에 따른 비탈면 영향범위 조견표 51
표 3.21. 12.7cm/sec 영향권 범위 51
표 3.22. 장약량에 따른 비탈면 영향범위 조견표 52
표 3.23. 해석적용 설계지반정수 53
표 3.24. 앵커 인장력 변화에 따른 비탈면 안전율 54
표 3.25. 이격거리와 지발량에 따른 발파손상결과(대표구간) 55
표 4.1. 터널 갱구부 설계 개선 이력 59
표 4.2. 터널 갱구부 설계를 위한 영향인자 분석 66
표 4.3. 터널 갱구부 최적설계 상세검토사항 71
그림 1.1. 발파로 인한 기존 시설물의 문제점 11
그림 1.2. 깍기부 비탈면 발파설계 문제점(감사실, 2019) 12
그림 1.3. 터널굴착으로 인한 보강시설물 성능저하(예) 12
그림 2.1. 발파 시 진동속도 허용기준 15
그림 2.2. 땅깍기부 암발파 설계흐름도 20
그림 2.3. 터널발파 설계 흐름도 22
그림 2.4. 터널발파 시공과정 흐름도 23
그림 2.5. 깎기부 옹벽 구조 24
그림 3.1. 발파진동의 진동전파 형태 및 주요성분 28
그림 3.2. 측정된 진동파형을 이용한 발파하중 산정방법(박도현 등, 2006) 30
그림 3.3. 감쇠비에 따른 발파 진동추정식과 비교(지속시간 0.001초) 31
그림 3.4. 감쇠지수(n) - 지반감쇠비(ξ) 관계 31
그림 3.5. 지반특성에 따른 진동속도 감쇠특성 32
그림 3.6. Viscous boundary 34
그림 3.7. 모델링도 (3D, 정면도 및 단면도) 37
그림 3.8. 해석결과 측정위치 37
그림 3.9. CASE-1 최대진동속도 및 최대변위 발생경향 39
그림 3.10. CASE-1 최대진동속도 발생결과도 39
그림 3.11. CASE-2 최대진동속도 및 최대변위 발생경향 40
그림 3.12. CASE-2 최대진동속도 발생결과도 40
그림 3.13. CASE-3 최대진동속도 발생결과도 41
그림 3.14. 깎기비탈면 계획 및 발파진동 해석조건 41
그림 3.15. 수치해석 시 발파진동 및 앵커축력 측정위치 42
그림 3.16. 환산 이격거리에 따른 발파진동속도(수치해석, 앵커 정착장) 45
그림 3.17. 환산 이격거리에 따른 발파진동속도(수치해석, 앵커 두부) 45
그림 3.18. 환산 이격거리에 따른 발파진동속도(국토부식, 앵커 정착장) 46
그림 3.19. 환산 이격거리에 따른 발파진동속도(국토부식, 앵커 두부) 47
그림 3.20. 환산 이격거리에 따른 발파진동속도(수치해석 vs 국토부식, 앵커 정착장) 48
그림 3.21. 환산 이격거리에 따른 발파진동속도(수치해석 vs 국토부식, 앵커 두부) 48
그림 3.22. 환산거리에 따른 발파진동속도(자승근, 최근 50개 현장 사례분석) 49
그림 3.23. 환산거리에 따른 발파진동속도(삼승근, 최근 50개 현장 사례분석) 49
그림 3.24. 환산거리에 따른 발파진동속도(수치해석, 앵커 두부) 50
그림 3.25. 환산거리에 따른 발파진동속도(수치해석, 앵커두부 + 앵커정착장) 50
그림 3.26. 환산거리에 따른 발파진동속도 51
그림 3.27. 앵커 인장력 변화 검토를 위한 해석단면 53
그림 3.28. 앵커 인장력 검토결과 54
그림 4.1. 터널 갱구부 최적설계방안 수립 흐름도 57
그림 4.2. 국내의 터널현황 및 갱문 형식 58
그림 4.3. 터널 갱구부 붕괴구간 영향인자 검토 58
그림 4.4. 터널 갱구부 갱문 설치기준 59
그림 4.5. 터널 갱구부 시범설계 방안 60
그림 4.6. 터널 갱구부 깎기부옹벽 손상 배제를 위한 계획(안) 68
그림 4.7. 비탈면 최소화를 위한 설계프로세스(안) 70