콘크리트라이닝에서의 세굴작용에 관한 연구

Abstract

NATM공법은 원지반과 숏크리트, 록볼트를 주지보재로 사용하여 지반의 이완을 억제함으로써 원지반의 지보능력을 최대한 활용하는 공법이다. 우리나라에서의 NATM공벙은 도입초기에 콘크리트 라이닝을 내장재 설치 및 미관 기능으로 사용되었으나, 지금은 지반의 이완응력지지기능과 지반여건에 따라 수압을 일부지지하는 역할을 위해 사용되고 있다. NATM공법의 도입으로 원지반의 지보력은 극대화시켰으나, 터널의 사용연수가 오래되었을 때, 콘크리트라이닝의 시공 중에 콘크리트 공급중지에 의한 콜드조인트 및 건조수축에 의한 미세균열로 지하수의 콘크리트라이닝으로의 유입에 의해 발생할 수 있는 세굴현상이 콘크리트라이닝의 박락을 유발할 것으로 사료된다. 이에, 본 연구에서는 콘크리트라이닝에서의 균열발생 유무에 대해 베르누이 방정식 및 다르시법칙을 적용하고,세굴현상에 의한 콘크리트라이닝 박락을 예측하였다. 적용 결과, 세굴현상은 물의 흐름에서 유속에 의해 영향을 받음을, 베르누이방정식 및 다르시법칙의 적용으로 예측할 수 있었고, 균열이 발생하였을때 콘크리트라이닝에서의 지속적인 지하수 및 토사의 유입은 콘크리트라이닝의 박락을 유발 할 수 있을 것으로 예측할 수 있었다.; NATM method is to utilize the support capability of original ground to the maximum by suppressing the relaxation of the ground through using the original ground, shotcrete, and rockbolt as main support materials. Currently, NATM method in Korea, we use shotcrete, rockbolt, and concrete lining as tunnel support. In early stage of introducing NATM, concrete lining was used as the function of the installation of interior furnishing material and aesthetic purpose but now it is used as the function of supporting relaxation stress of ground and as the role of partial support of water pressure according to the condition of ground. By the introduction of NATM method, supporting force of the original ground has been maximized but there are significant concerns for the safety of old tunnels by the damages of support materials. When tunnels become old, underground water flows into the cold joint by the suspension of concrete supply during the construction work of concrete lining, and the micro crack due to the drying shirnkage. it is predicted that scour for concrete lining. In this study, when crack occurrence or not occurrence from concrete lining , against it applied Bernoulli's equation and Darcy's law. the concrete lining's defoliation ,which is the effect of scour, is predictied. Results shows that Bernoulli's equation and Darcy's law are able to application, when the crack occurs, the flow of continuous underground water and soil from underground to concrete lining.it is predicted the defoliation of concrete lining.