해저터널 시공중 문제구간의 수리적 특성이 막장의 안정성에 미치는 영향에 관한 수치해석적 연구 (A Numerical Analysis: Effects of Hydraulic Characteristics of a Hazardous Zone on the Face Stability in Subsea Tunnelling)

서지정보

· 발행기관 : 한국암반공학회
· 수록지 정보 : 터널과 지하공간 / 18권 / 5호 / 366 ~ 374페이지
· 저자명 : 홍은수, 박의섭, 신희순, 김형목, 류동우

초록

지하수면하의 터널 굴착은 물로 인한 많은 지반공학적 문제가 나타나며, 해저터널의 경우 높은 투수성과 고수압을 나타내는 파쇄대 근처에서의 안전율 감소로 인한 침수사고를 유발될 수 있다. 이 연구에서는 유한한 폭의 투수성이 높은 구간(문제구간) 에서 터널 안전성에 대한 수압의 영향에 대하여 분석하였다. advance core 개념에 따라 막장전방의 가상 실린더에 작용하는 침투력을 모사 하였으며, 3차원 정상류 침투수 해석을 통하여 막장전방 지반의 수리적 거동에 주안점을 두고 침투력과 막장면의 안정성에 대한 문제구간의 영향을 분석하였다. 그 결과 막장면으로부터 터널의 막장면 안정성에 영향을 주는 가상 실린더의 경계면까지의 거리는 터널 반경의 약 5배 정도인 것으로 추정된다. 이 연구의 적용된 가정의 제한성에도 불구하고 문제구간의 위험성을 고려할 할 때 이 연구결과가 시사하는 바가 크다.

영어초록

Tunnelling under water table induces many geotechnical problems because of groundwater. In subsea tunneling, reduction of face stability can induce flooding in the vicinity of a fracture zone characterized by high permeability and high water pressure. In this study, the effects of high water pressure on the stability of a tunnel face in a limited zone with high permeability (hazardous zone) are analyzed. On the basis of the ‘advance core’ concept, the seepage force acting on a hypothetical cylinder ahead of a tunnel face is modeled. This study focuses on the hydraulic behavior of the ground ahead of the tunnel face by three-dimensional steady-state seepage analyses. The impact of the hazardous zone on the seepage force and stability of the tunnel face are simulated and analyzed. In light of the analysis results, it is estimated that the distance from the tunnel face to the exterior boundary limit, which the seepage force significantly affects the stability of the tunnel face, of a hypothetical cylinder is approximately 5 times the tunnel radii. Despite the restrictive assumptions of this study, the results are highly indicative regarding the risks of hazardous zones.

참고자료

· 없음