근접병렬터널 이란? pillar부 보강 방법, 강연선 인장 시험

근접병렬터널은 터널 간 중심간격이 2D(터널 직경의 두 배) 미만으로 매우 근접하여 시공되는 터널입니다. 이 경우, 터널의 굴착 및 시공 과정에서 발생하는 진동, 충격 및 변위가 근접한 필라부에 집중되어 필라부의 안정성에 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 근접병렬터널의 필라부는 다음과 같은 보강 방법을 통해 안정성을 확보해야 합니다.

1. 숏크리트 보강

숏크리트 보강은 가장 일반적인 필라부 보강 방법입니다. 숏크리트는 강도가 우수하고 시공이 간편하여 경제적인 장점이 있습니다. 숏크리트 보강은 터널 천공 후 숏크리트 타설 시 철근 또는 강연선을 배근하여 필라부의 강성을 증가시키는 방식으로 수행됩니다.

2. 그라우팅 보강

그라우팅 보강은 숏크리트 보강과 함께 사용되는 보강 방법입니다. 그라우트는 숏크리트와 달리 시공 후 경화되면서 부피가 팽창하는 특성이 있습니다. 이를 이용하여 필라부의 균열을 메우고, 필라부와 터널 벽면 사이에 구속압을 증가시켜 필라부의 안정성을 확보합니다.

3. 강연선 보강

강연선 보강은 필라부에 강연선을 설치하여 필라부를 보강하는 방식입니다. 강연선은 필라부의 전단강도를 증가시켜 필라부의 안정성을 확보합니다.

4. 벽체 보강

벽체 보강은 필라부에 벽체를 설치하여 필라부를 보강하는 방식입니다. 벽체는 필라부를 둘러싸서 필라부와 터널 벽면 사이의 변위를 제한하여 필라부의 안정성을 확보합니다.

근접병렬터널의 필라부 보강 방법은 터널의 중심간격, 지반의 종류, 터널의 용도 등을 고려하여 적절하게 선정해야 합니다.

근접병렬터널 필라부 보강 방법의 종류

보강 방법특징

숏크리트 보강	경제적, 시공이 간편
그라우팅 보강	필라부의 균열을 메우고, 구속압을 증가시킴
강연선 보강	필라부의 전단강도를 증가시킴
벽체 보강	필라부와 터널 벽면 사이의 변위를 제한함

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근접병렬터널 필라부 보강의 효과

근접병렬터널 필라부 보강은 다음과 같은 효과를 가집니다.

• 필라부의 안정성을 확보하여 터널의 안전성을 향상시킴
• 필라부의 변위를 감소시켜 터널의 균열 및 손상을 방지함
• 터널의 시공성을 향상시킴

근접병렬터널 필라부 보강의 사례

국내에서는 다음과 같은 근접병렬터널 필라부 보강 사례가 있습니다.

• 서울 지하철 9호선 3단계 구간: 숏크리트 및 강연선 보강
• 대구 도시철도 3호선 2단계 구간: 숏크리트 및 그라우팅 보강
• 인천국제공항 제2여객터미널 접속터널: 숏크리트 및 벽체 보강

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근접병렬터널에서 강연선 인장 시험은 터널 굴착 및 보강 과정에서 사용되는 강연선의 품질을 확인하기 위한 시험입니다. 시험은 강연선을 견인 장치에 연결하여 일정한 하중을 가하면서 강연선의 인장 강도, 신장률, 탄성계수 등을 측정하는 방식으로 진행됩니다.

근접병렬터널에서 강연선 인장 시험을 수행하기 위한 준비물은 다음과 같습니다.

• 견인 장치
• 강연선
• 하중계
• 로드셀
• 초음파 두께계
• 디지털 계측기
• 디지털 카메라

시험 절차는 다음과 같습니다.

1. 강연선을 견인 장치에 연결합니다.
2. 하중계를 견인 장치에 연결합니다.
3. 로드셀을 강연선에 연결합니다.
4. 초음파 두께계를 사용하여 강연선의 두께를 측정합니다.
5. 디지털 계측기를 사용하여 강연선의 인장 강도를 측정합니다.
6. 디지털 카메라로 강연선의 변형을 기록합니다.

시험 결과는 다음과 같이 해석합니다.

• 인장 강도: 강연선이 파단되는 하중을 의미합니다.
• 신장률: 강연선이 늘어난 길이를 원래 길이로 나눈 값을 의미합니다.
• 탄성계수: 강연선이 변형된 후 원래의 길이로 돌아오는 정도를 나타내는 값을 의미합니다.

근접병렬터널에서 강연선 인장 시험은 다음과 같은 경우에 수행합니다.

• 신규로 강연선을 설치하기 전에 품질을 확인하기 위해
• 기존 강연선의 상태를 점검하기 위해
• 강연선의 파단 원인을 조사하기 위해

근접병렬터널에서 강연선 인장 시험은 터널의 안전을 확보하기 위한 중요한 시험입니다. 따라서 시험을 수행할 때는 다음과 같은 사항에 유의해야 합니다.

• 시험 장비를 정확하게 설치하고 조정해야 합니다.
• 시험 절차를 정확하게 수행해야 합니다.
• 시험 결과를 정확하게 기록해야 합니다.

근접병렬터널에서 강연선 인장 시험에 대한 자세한 내용은 다음과 같은 기준을 참조할 수 있습니다.

• 한국산업표준(KS) KFS 5212:2014 강연선의 인장 시험 방법
• 한국지반공학회 표준(KSGE) 2017-002 근접병렬터널의 강연선 인장 시험 방법

 

근접병렬터널에서 강연선 인장 시험에서 신장률 변환 방법은 다음과 같습니다.

1. 강연선의 원래 길이를 측정합니다.
2. 강연선이 늘어난 길이를 측정합니다.
3. 늘어난 길이를 원래 길이로 나눈 값을 신장률로 계산합니다.

예를 들어, 강연선의 원래 길이가 100 mm이고 늘어난 길이가 5 mm인 경우, 신장률은 다음과 같이 계산됩니다.

신장률 = 늘어난 길이 / 원래 길이
신장률 = 5 mm / 100 mm
신장률 = 0.05

이 경우, 신장률은 5%입니다.

근접병렬터널에서 강연선 인장 시험에서 신장률은 강연선의 강도를 평가하는 중요한 지표입니다. 신장률이 높을수록 강연선이 더 많이 늘어나고, 이는 강연선의 인장 강도가 낮아짐을 의미합니다. 따라서, 강연선의 신장률은 일반적으로 1% 미만으로 유지해야 합니다.

신장률을 변환하는 방법은 다음과 같습니다.

• % 단위: 신장률을 그대로 % 단위로 사용합니다.
• mm/m 단위: 신장률을 1000으로 나눈 값을 mm/m 단위로 사용합니다.
• % → mm/m: 신장률을 1000으로 나누면 mm/m 단위로 변환됩니다.
• mm/m → %: 신장률을 1000으로 곱하면 % 단위로 변환됩니다.

예를 들어, 신장률이 5%인 경우, 다음과 같이 변환할 수 있습니다.

% 단위: 5%
mm/m 단위: 5 / 1000 = 0.005
% → mm/m: 5 / 1000 = 0.005
mm/m → %: 0.005 * 1000 = 5%

근접병렬터널에서 강연선 인장 시험에서 신장률을 변환할 때는 시험 목적에 따라 적절한 단위를 사용해야 합니다.