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요약문
Executive Summary
목차
제1장 서론 26
1. 연구배경 및 필요성 26
2. 연구의 비전 및 목표 28
3. 연구내용 및 방법 29
제2장 자유단면굴착기용 커팅헤드 최적 설계시스템 구축 31
1. 개요 31
2. 자유단면굴착기의 설계기법 분석 32
2.1. 자유단면굴착기의 주요 구성 및 원리 32
2.2. 커팅헤드의 형식 및 설계개념 36
3. 자유단면 굴착기 설계를 위한 데이터베이스 구축 50
3.1. 구축된 데이터베이스의 개요 50
3.2. 데이터베이스의 통계분석 52
4. 커팅헤드 설계모델 개발을 위한 실험인프라 구축 55
4.1. 커팅헤드 설계를 위한 절삭실험 개요 55
4.2. 외국의 절삭 실험장비 조사 56
4.3. 실험인프라의 구축을 위한 커팅헤드의 핵심 설계 변수 61
4.4. 실물절삭실험 인프라 구축 64
5. 커팅헤드 설계모델 도출을 위한 실물절삭실험 66
5.1. 픽커터의 선정과 설치 66
5.2. 시험체 제작 및 시험방법 69
5.3. 선형절삭시험결과 71
6. 자유단면굴착기용 커팅헤드 설계시스템 제작 84
6.1. 커팅헤드의 설계방법 및 설계절차 도출 84
6.2. 커팅헤드 설계를 위한 스프레드시트 제작 87
6.3. 커팅헤드 최적 설계시스템 제작 88
제3장 박층 뿜칠 라이너의 시작품 제작 및 성능평가 93
1. 개요 93
2. TSL의 개념 및 특징 94
2.1. TSL의 지보 메커니즘 94
2.2. TSL의 주요 구성 재료 96
2.3. TSL의 특성 98
3. 해외 TSL의 재료분석 100
3.1. 분석기법 및 장비 100
3.2. 재료 유형별 분석 103
3.3. 분석결과 요약 112
4. TSL의 성능평가 방법 113
4.1. 개요 113
4.2. TSL의 직접인장 시험 113
4.3. TSL의 인발시험 115
4.4. TSL로 코팅된 시험편의 압축시험 117
4.5. EFNARC(2008)의 TSL 지지력 평가 시험 117
5. 분말형 TSL 시작품의 제작 및 성능평가 121
5.1. 개요 121
5.2. 예비 배합시험 121
5.3. 분말형 TSL 시작품의 배합조건 도출 123
5.4. 분말형 TSL 시작품의 성능평가 결과 124
5.5. 2성분 TSL 시작품의 제작 130
5.6. 2성분 TSL 시작품의 성능평가 131
6. TSL 시작품의 현장 타설시공 138
6.1. 적용대상 현장조건 138
6.2. TSL 시작품의 타설시공 절차 및 결과 139
제4장 도심지 주방식 지하구조의 지보패턴 및 배수시스템 141
1. 개요 141
2. 주방식 지하구조물의 개념 및 특징 142
2.1. 지하자원 개발을 위한 종래의 주방식 채굴공법 142
2.2. 주방식 공간의 안정성 확보를 위한 암주의 설계 개념 154
2.3. 서브트로폴리스의 사례 분석 158
3. 주방식 지하구조의 안정성 평가 방법 163
3.1. 기존 주방식 채광 공법의 암주 평가 방법 164
3.2. 기존 주방식 채광 공법의 천장부 안정성 평가 방법 167
4. 주방식 지하구조의 안정성 해석 170
4.1. 주방식 공법에서 무지보 암주에 관한 수치해석 검토 170
4.2. 주방식 공법에서 천장부와 암주의 안정성 해석 177
5. 주방식 지하구조물의 지보패턴 설계 184
5.1. 지보패턴 설계를 위한 검토사항 184
5.2. 지보량 산정을 위한 사전 검토 184
5.3. 설계단면 결정을 위한 검토(Type 1~3) 186
5.4. 주방식 지하구조의 표준지보패턴(Type 1~3) 193
5.5. 주방식 지하구조의 표준지보패턴(Type 4~5) 214
5.6. 지보패턴의 안정성 검증 225
6. 주방식 지하구조의 배수시스템 설계 232
6.1. 1~2차년도 주방식 지하구조의 배수시스템 검토 232
6.2. 유출수량별 대책공법 검토 및 유출수 실측사례 검토 236
6.3. 주방식 지하구조의 배수시스템 248
7. 주방식 지하구조의 굴착공정 검토 260
7.1. 개요 260
7.2. 2차년도 주방식 지하구조 굴착공정 검토 262
7.3. 발파공정을 고려한 주방식 지하구조 굴착공정 검토 263
7.4. 소결론 287
8. 주방식 지하구조의 경제성 분석 288
8.1. 개요 288
8.2. 주방식 공법의 단위 공사비 산정 288
8.3. 기존방식의 지하공간 건설 사례 공사비 294
8.4. 주방식 공법 경제성 분석 296
제5장 결론 298
참고문헌 301
서지자료 312
Bibliographic Data 313
판권기 318
표 1.1. 제1세세부과제의 연차별 연구목표 및 연구내용 30
표 2.1. 로드헤더의 장·단점 분석 37
표 2.2. 로드헤더의 설계를 위한 데이터베이스 항목 51
표 2.3. 데이터베이스의 통계분석을 통해 도출된 로드헤더 설계용 회귀식 54
표 2.4. 커팅헤드 설계를 위한 설계입력변수 63
표 2.5. 3방향 로드셀의 사양 64
표 2.6. 코니컬커터의 제원 66
표 2.7. 무수축모르타르의 배합표 69
표 2.8. 2차년도에서 수행된 선형절삭시험조건(목표강도 60 MPa) 70
표 2.9. 3차년도에서 수행된 선형절삭시험조건(목표강도 80 MPa) 71
표 2.10. 제작된 스프레드시트에 의해 배열설계된 픽커터들의 좌표 91
표 3.1. TSL의 물리적 특성 97
표 3.2. TSL 성능 분류 97
표 3.3. TSL과 숏크리트의 특징 비교 98
표 3.4. TSL과 숏크리트의 시공비용, 시공기간 및 시공성 비교 99
표 3.5. TSL의 특성에 따른 분류 99
표 3.6. 재료 M의 EDS 성분분석 결과 106
표 3.7. TSL의 최소 성능 규정 119
표 3.8. 배합방법에 따른 TSL의 장·단점 분석 121
표 3.9. 분말형 TSL 시작품 개발을 위한 예비 배합조건 122
표 3.10. 분말형 TSL 시작품의 2가지 배합조건 123
표 3.11. EFNARC(2008) 기준에 따른 분말형 TSL 시작품의 성능등급 분석 130
표 3.12. 2성분 TSL 시작품에 사용된 분말재료의 2가지 배합조건 131
표 3.13. EFNARC(2008) 기준에 따른 TSL 시작품들의 성능 분석결과 137
표 4.1. 주방식 채굴법의 장·단점 144
표 4.2. 재래식 굴착공법에 의한 석탄 채굴과 비석탄 채굴 작업의 비교 148
표 4.3. 석탄의 암주 강도를 추정하기 위한 대표적인 경험식 155
표 4.4. 암주 형상에 따른 대표적인 기존 암주 강도 추론식 165
표 4.5. 해석에 적용된 암반의 입력물성 172
표 4.6. 형상비(ω/H)에 따른 암주 강도와 암반 강도 비교 176
표 4.7. 수치해석에 적용된 암반 물성 180
표 4.8. 지보패턴 설계를 위한 사전 검토사항 184
표 4.9. 서울시 지하철 정거장 심도 184
표 4.10. 지보패턴 검토에 적용된 지반물성 186
표 4.11. 기능별 지하공간에 대응되는 시설물 187
표 4.12. 지하구조물 형태에 따른 굴칙 및 암주높이 187
표 4.13. 연구에 적용한 암주 높이와 암주 폭 188
표 4.14. 연구에 적용한 암주 높이에 따른 룸의 폭 189
표 4.15. 주거/사무공간(H=3.0) 189
표 4.16. 물류 창고형공간(H=6.0) 190
표 4.17. 수치해석 적용 조건 190
표 4.18. 안정석 해석을 위한 해석조건 및 모델링 192
표 4.19. 주방식 지하구조의 형상 조건 193
표 4.20. 지하구조 기능에 따른 지하공간 활용률 검토 결과 194
표 4.21. 암주 안전율에 따른 지하공간 활용성 194
표 4.22. 주거/사무공간(H=3m) 195
표 4.23. 물류창고형공간(H=6m) 195
표 4.24. 지반조건별 한계변형률 검토 기준 196
표 4.25. 주거/사무공간(H=3m) 197
표 4.26. 물류 창고형공간(H=6m) 198
표 4.27. 고려한 시공 장비의 제원 200
표 4.28. 시공장비 적용성 검토 방법 200
표 4.29. 주거/사무공간(H=3m) 201
표 4.30. 물류창고형공간(H=6m) 201
표 4.31. 지반조건에 따른 주거/사무공간(H=3m)의 지보패턴 검토 대상(변형계수 18,000MPa) 202
표 4.32. 지반조건에 따른 주거/사무공간(H=3m)의 지보패턴 검토 대상(변형계수 9,000MPa) 202
표 4.33. 지반조건에 따른 주거/사무공간(H=3m)의 지보패턴 검토 대상(변형계수 5,400MPa) 203
표 4.34. 지반조건에 따른 물류 창고형공간(H=6m)의 지보패턴 검토 대상(변형계수 18,000MPa) 203
표 4.35. 지반조건에 따른 물류 창고형공간(H=6m)의 지보패턴 검토 대상(변형계수 9,000MPa) 204
표 4.36. 지반조건에 따른 물류 창고형공간(H=6m)의 지보패턴 검토 대상(변형계수 5,400MPa) 204
표 4.37. 록볼트 보강 방식에 따른 작용효과 205
표 4.38. 암주의 안전율에 따른 숏크리트 두께 206
표 4.39. 주거/사무형(H=3m) 록볼트 배치 방안(Type 1) 206
표 4.40. 주거/사무형(H=3m) 록볼트 배치 방안(Type 2) 207
표 4.41. 주거/사무형(H=3m) 록볼트 배치 방안(Type 3) 207
표 4.42. 물류창고형(H=6m) 록볼트 배치 방안(Type 1) 208
표 4.43. 물류창고형(H=6m) 록볼트 배치 방안(Type 2) 208
표 4.44. 물류창고형(H=6m) 록볼트 배치 방안(Type 3) 209
표 4.45. 숏크리트 산정 결과(주거/사무공간(H=3m)) 209
표 4.46. 숏크리트 산정 결과(물류 창고형공간(H=6m)) 211
표 4.47. 지보패턴 산정 결과(주거/사무형 공간(H=3m)) 212
표 4.48. 지보패턴 산정 결과(물류 창고형 공간(H=6m)) 213
표 4.49. 지보패턴 산정 결과(물류 창고형 공간(H=6m)) 214
표 4.50. Type 4 및 5의 지보패턴 검토에 사용된 암주 및 룸 형상비 214
표 4.51. 룸 안정성 검토 결과 215
표 4.52. 암주 안정성 검토 결과 216
표 4.53. 암주 암전율 검토 결과 218
표 4.54. 숏크리트 지보량 산정 결과 219
표 4.55. 록볼트의 지보량 산정 결과(Type 4) 219
표 4.56. 록볼트의 지보량 산정 결과(Type 5, 소구경 강관다단) 220
표 4.57. 록볼트의 지보량 산정 결과(Type 4) 220
표 4.58. 록볼트의 지보량 산정 결과(Type 4)소구경 강관다단 221
표 4.59. 숏크리트의 지보량 산정 결과(주거/사무공간) 221
표 4.60. 숏크리트의 지보량 산정 결과(물류 창고형) 222
표 4.61. 주방식 지하구조 지보패턴(주거/사무공간형) 223
표 4.62. 주방식 지하구조 지보패턴(물류 창고형) 224
표 4.63. 해석에 적용된 지보재 물성 225
표 4.64. 고강도 숏크리트의 물성 225
표 4.65. 주거/사무형 지하구조의 안정성 검토 결과(Type 4) 226
표 4.66. 주거/사무형 지하구조의 안정성 검토 결과(Type 5) 227
표 4.67. 물류 창고형 지하구조의 안정성 검토 결과(Type 4) 228
표 4.68. 물류 창고형 지하구조의 안정성 검토 결과(Type 5) 228
표 4.69. 주거/사무공간형 지하공간의 지보패턴 검토 결과 229
표 4.70. 물류 창고형 지하공간의 지보패턴 검토 결과 230
표 4.71. 국내 터널 유출수 실측 사례 237
표 4.72. 터널 유출수별 분류 246
표 4.73. 배수관경별 통수용량 검토 방법 252
표 4.74. 배수관경과 동수경사에 따른 통수용량 검토 252
표 4.75. 굴착연장과 유출수 유입연장에 따른 비유출수량 검토 254
표 4.76. 굴착연장 및 비유출수량에 따른 적용 가능 배수관경 257
표 4.77. 단계별 배수시스템 비교 258
표 4.78. 굴착공정별 굴착순서 261
표 4.79. 굴착공정 세부 검토 내용 263
표 4.80. 경찰서장의 화약류 허가 사례 264
표 4.81. 2012년 서울지역 일출 및 일몰시간 265
표 4.82. 굴착 단면적별 터널의 구분 267
표 4.83. 터널 규모의 따른 터널 구분 방식 267
표 4.84. 굴착단면적별 천공장비 산정 268
표 4.85. 천공기계별 천공속도 268
표 4.86. 건설공사 표준품셈의 천공시간 계산 269
표 4.87. Smooth blasting을 고려한 천공수 검토 결과 272
표 4.88. 고려한 굴착단면적에 따른 적정 천공수 272
표 4.89. 주방식 지하구조 굴착 싸이클 타임 검토 결과 273
표 4.90. 계획부지의 크기별 세부 검토 내용 274
표 4.91. 48×48m 계획부지에서의 굴착장비 운영대수에 따른 굴착공기 281
표 4.92. 57×57m 계획부지에서의 굴착장비 운영대수에 따른 굴착공기 285
표 4.93. 계획부지별 굴착공정 검토 결과 286
표 4.94. 경제성 분석을 위한 지반조건 289
표 4.95. 경제성 분석을 위한 지보 패턴 289
표 4.96. 지보량 및 방배수 시스템 292
표 4.97. 주방식 공법 단위공사비 산정결과 293
표 4.98. 개착 정거장의 단위공사비 산정결과 295
표 4.99. 지하철 시공시 지반조건 비율 296
표 4.100. 주방식 지하구조물과 개착정거장의 공사비 비교표 297
그림 1.1. 개발될 기술의 주요 활용분야 28
그림 1.2. 기존 기술의 한계를 극복하기 위한 지하굴착 솔루션의 개발배경 및 이를 활용하는... 29
그림 1.3. 연구과제의 연차별 목표와 최종 목표 29
그림 2.1. 로드헤더와 컨티뉴어스 마이어용 커팅 붐의 절삭 운동 32
그림 2.2. 트윈 붐(twin boom)이 장착된 로드헤더의 예 33
그림 2.3. 쉴드에 장착된 로드헤더의 예 33
그림 2.4. 로드헤더의 주요 구성 34
그림 2.5. 로드헤더의 작동 원리 35
그림 2.6. 커팅 붐의 구성 요소 35
그림 2.7. 종방향 커팅헤드가 장착된 로드헤더의 예 36
그림 2.8. 횡방향 커팅헤드가 장착된 로드헤더 37
그림 2.9. 횡방향 및 종방향 커팅헤드를 장착한 로드헤더의 안정성 38
그림 2.10. 커팅헤드의 종류에 따른 로드헤더의 절삭과정 39
그림 2.11. 절삭깊이에 따른 픽커터의 3차원 작용력 40
그림 2.12. 픽커터의 관입깊이에 따른 커터 작용력의 측정 예 40
그림 2.13. 픽커터 합력의 방향과 절삭각의 관계 41
그림 2.14. 픽커터의 사각에 대한 정의와 개념도 42
그림 2.15. 픽커터의 간격이 절삭 비에너지에 미치는 영향 43
그림 2.16. 커팅헤드의 형식 및 절삭 방향에 따른 절삭깊이의 변화 43
그림 2.17. 절삭간격과 선간격의 정의 44
그림 2.18. 커팅헤드의 회전에 따른... 46
그림 2.19. 커팅헤드의 회전에 따른... 46
그림 2.20. 횡방향 커팅헤드에 대한 픽커터들의 나선형 배열 개념 47
그림 2.21. 암석의 일축압축강도와 로드헤더의 동력에 따른 로드헤더의 성능예측 곡선 48
그림 2.22. 픽커터의 소모량을 추정하기 위한 챠트 50
그림 2.23. 데이터베이스에 포함된 로드헤더 제작사 자료 현황 51
그림 2.24. 워크시트 형태로 구축된 로드헤더의 데이터베이스(총 143개) 52
그림 2.25. 데이터베이스 분석을 통해 도출된 로드헤더 주요 사양간의 상관관계 53
그림 2.26. 미국 CSM의 실규모 선형절삭실험장비 58
그림 2.27. 터키 ITU의 실규모 선형절삭실험장비 58
그림 2.28. 소규모 절삭실험장비 59
그림 2.29. 미국 KENNAMETAL사의 실험장비 59
그림 2.30. 미국 West Virginia University의 회전절삭실험장비 60
그림 2.31. 폴란드 AGH University of Science and Technology의 회전절삭실험장비 60
그림 2.32. SANDVIK사의 커팅헤드 실험 61
그림 2.33. 선형절삭실험장비(LCM) 65
그림 2.34. 픽커터 작용력 측정용 로드셀 및 사각 조절용 지그 65
그림 2.35. 실물절삭실험에 사용된 코니컬커터 66
그림 2.36. 코니컬커터의 절삭각도 68
그림 2.37. 코니컬커터의 암석 절삭각도 조절 69
그림 2.38. 무수축모르타르 시험체 70
그림 2.39. 절삭거리에 따른 커터작용력의 변화 예(받음각 45˚, 사각 6˚) 72
그림 2.40. S/d비에 따른 비에너지의 변화 74
그림 2.41. 관입깊이에 따른 비에너지의 변화 74
그림 2.42. S/d비에 따른 평균연직력의 변화 74
그림 2.43. S/d비에 따른 평균절삭력의 변화 74
그림 2.44. S/d비에 따른 비에너지의 변화 75
그림 2.45. 관입깊이에 따른 비에너지의 변화 75
그림 2.46. S/d비에 따른 평균연직력의 변화 76
그림 2.47. S/d비에 따른 평균절삭력의 변화 76
그림 2.48. S/d비에 따른 평균구동력의 변화 76
그림 2.49. 커터간격에 따른 평균연직력의 변화 77
그림 2.50. 커터간격에 따른 평균절삭력의 변화 77
그림 2.51. 커터간격에 따른 평균연직력의 변화 78
그림 2.52. 커터간격에 따른 평균절삭력의 변화 78
그림 2.53. 커터간격에 따른 평균구동력의 변화 78
그림 2.54. 관입깊이에 따른 평균연직력의 변화 79
그림 2.55. 관입깊이에 따른 평균절삭력의 변화 79
그림 2.56. 관입깊이에 따른 평균연직력에 대한 평균절삭력의 비 변화 79
그림 2.57. 관입깊이에 따른 평균연직력의 변화 80
그림 2.58. 관입깊이에 따른 평균절삭력의 변화 80
그림 2.59. 관입깊이에 따른 평균구동력의 변화 80
그림 2.60. 관입깊이에 따른 평균연직력에 대한... 81
그림 2.61. 관입깊이에 따른 평균연직력에 대한... 81
그림 2.62. 관입깊이에 따른 평균절삭력에 대한 평균구동력의 비 변화 81
그림 2.63. 최대 연직력과 평균 연직력의 관계 82
그림 2.64. 최대 절삭력과 평균 절삭력의 관계 82
그림 2.65. 최대연직력과 평균연직력의 관계 83
그림 2.66. 최대절삭력과 평균절삭력의 관계 83
그림 2.67. 최대구동력과 평균구동력의 관계 83
그림 2.68. 본 연구에서 정립한 자유단면 굴착기의 설계 흐름도 84
그림 2.69. 픽커터의 배열설계 예(커팅헤드의 전개도) 86
그림 2.70. 자유단면굴착기 설계용 스프레드시트 89
그림 2.71. 제작된 스프레드시트에 의한 커팅헤드의 배열 설계 예... 90
그림 2.72. 커팅헤드 설계시스템의 UI(User Inferace) 및 구성 92
그림 2.73. 설계시스템에 의한 커팅헤드 설계결과(예) 92
그림 2.74. 커팅헤드 최적 설계시스템의 데이터베이스 검색관리 모듈 92
그림 3.1. 지보 거동 메커니즘 95
그림 3.2. 일반적인 TSL 시공 순서 98
그림 3.3. FT-IR 분석 장비 100
그림 3.4. TGA 분석 장비 101
그림 3.5. FE-SEM/EDS 분석 장비 102
그림 3.6. XRF 분석 장비 103
그림 3.7. 원소주기율표 103
그림 3.8. 시료 M의 FT-IR 그래프 104
그림 3.9. EVA 분자식 및 분자모형도 104
그림 3.10. 재료 M의 TGA 그래프 105
그림 3.11. 재료 M의 SEM 사진 106
그림 3.12. 재료 M의 EDS 그래프 106
그림 3.13. 재료 M의 XRF 그래프 107
그림 3.15. 재료 T(액상)의 건조 전 라이브러리 검색결과 그래프 108
그림 3.16. 재료 T(액상)의 건조 후 FT-IR 그래프 108
그림 3.17. 재료 T(액상)의 건조 후 라이브러리 검색결과 그래프 109
그림 3.18. 재료 T(분말)의 FT-IR 그래프 109
그림 3.19. 재료 T(분말)의 라이브러리 검색결과 그래프 110
그림 3.20. 재료 T(액상)의 건조 후 TGA 그래프 110
그림 3.21. 재료 T(액상)의 TGA 그래프 111
그림 3.22. 재료 T(액상)의 XRF 그래프 111
그림 3.23. 재료 T(분말)의 XRF 그래프 112
그림 3.24. TSL의 역학적 특성 평가를 위한 시험의 하중 재하 메커니즘 114
그림 3.25. ASTM D638(Type 1) 규정 인장강도 시험 시편 규격 114
그림 3.26. ASTM D638(Type 1) 규정 인장강도 시험을 위한 TSL 시편 준비 과정 115
그림 3.27. TSL 인장강도 시험 115
그림 3.28. TSL 인발시험 개요도 116
그림 3.29. TSL 인발시험을 위한 시편 준비 과정 116
그림 3.30. TSL 코팅시료 압축시험을 위한 시편 제작 과정 118
그림 3.31. TSL 선형블록지지시험 120
그림 3.32. TSL 비중첩전단시험 120
그림 3.33. TSL 지지력시험을 위한 시편 제작과정 120
그림 3.34. EFNARC(2008) 제안 TSL 지지력 시험의 파괴 이후 모습 120
그림 3.35. 분말형 TSL 시작품의 예비 배합조건별 직접인장강도 시험결과 123
그림 3.36. 재령별 분말형 TSL 시작품의 평균 직접인장강도 124
그림 3.37. 분말형 TSL 시작품의 파괴 시 신장률 측정결과 124
그림 3.38. 재령별 분말형 TSL 시작품의 평균 부착강도 125
그림 3.39. 재령별 분말형 TSL 코팅 시험체의 평균 압축강도 126
그림 3.40. 분말형 TSL 코팅 시험체 및 무코팅 시험체의 평균 압축강도 비교 126
그림 3.41. 분말형 TSL 코팅 시험체 및 무코팅 시험체의 응력-변형률 곡선(예) 127
그림 3.42. LBS시험에 의한 분말형 TSL 시작품의 재령별 선형내하력 128
그림 3.43. 두 가지의 휨시험으로부터 측정된 분말형 TSL 시작품의 평균 선형내하력 128
그림 3.44. 재령별 분말형 TSL 시작품의 안전율 129
그림 3.45. 2성분 TSL 시작품의 재령별 평균 직접인장강도 132
그림 3.46. 2성분 TSL 시작품의 인장응력-변형률 곡선(재령 28일) 132
그림 3.46. 2성분 TSL 시작품의 재령별 파괴 시 신장률 133
그림 3.47. 2성분 TSL 시작품의 재령별 부착강도 133
그림 3.48. 2성분 TSL 시작품의 압축응력-변형률 곡선(예) 134
그림 3.49. TSL 시작품과 외국산 T재료에 의한 코팅 시험체의 일축압축강도 증가율 135
그림 3.50. 2성분 TSL로 코팅된 모르타르 시험체의 파괴 후 3차원 단층촬영 단면(예) 135
그림 3.51. LBS시험에 의한 TSL 시작품의 재령별 선형내하력 136
그림 3.52. TSL 시작품의 재령별 평균 안전율 137
그림 3.53. TSL 타설시공 대상 노후터널의 내부 열화 및 누수 현황 138
그림 3.54. 2성분 TSL 시작품 타설을 위한 타설장비(Strobot 406S) 139
그림 3.55. TSL 시작품의 현장 타설시공 순서 140
그림 3.56. TSL 현장 타설 후의 터널 라이닝 내부 현황 140
그림 4.1. 암주를 회수하지 않고 채굴공동을 굴착하는 주방식 광산의 사례 145
그림 4.2. 모든 채굴공동과 섹션 암주 라인을 보여주는 주방식 채굴시스템의 사례 146
그림 4.3. 주방식 광산의 천공 및 절삭 패턴 147
그림 4.4. 주방식 채굴법에서의 굴착 순서 예(엔트리가 7개인 경우) 148
그림 4.5. 재래식 굴착공법으로 채굴된 대규모 주방식 광산 사례 149
그림 4.6. 컨티뉴어스 굴착공법에 의한 지하 석탄광의 채굴 작업 149
그림 4.7. 컨티뉴어스 마이너에 의한 주방식 석탄광산의 채굴작업 150
그림 4.8. 루프 볼터에 의한 천정부 록볼트 시공 장면 150
그림 4.9. 벤치굴착에 의한 Stope-and-Pillar Mining의 모식도 151
그림 4.10. Stope-and-pillar mining에서의 벤치 굴착 방법 153
그림 4.11. 주방식 구조에서 암주, 엔트리 및 크로스컷의 배열과 기하학적 관계 157
그림 4.12. 서브트로폴리스의 조감도 159
그림 4.13. 서브트로폴리스의 내부 및 외부 현황 159
그림 4.14. 서브트로폴리스의 지층 구조 160
그림 4.15. 서브트로폴리스의 평면도 160
그림 4.16. 서브트로폴리스의 내부 구조 및 용도 161
그림 4.17. 서브트로폴리스의 다양한 활용 현황 162
그림 4.18. 기존 암주 강도 추정식 비교(w=10 m) 166
그림 4.19. 붕괴 사례 연구를 통해 제시한 암주의 안전율과 형상 관계 167
그림 4.20. 사례 연구를 통한 천장부 너비에 따른 안전성 검토 168
그림 4.21. 사례 연구를 통해 제시한 천장부 두께와 천장부 너비 168
그림 4.22. 천장부의 단순보 형태 가정 169
그림 4.23. 암주 강도 검토를 위한 수치해석 모식도 171
그림 4.24. 암주의 형상비와 암주 강도와의 관계 172
그림 4.25. 암주의 응력-변형 곡선의 예 173
그림 4.26. 수치해석 결과(ω/H=0.8) 174
그림 4.27. 수치해석 결과와 기존 경험식 비교 175
그림 4.28. 형상비에 따른 암주강도와 일축압축 강도 비교 176
그림 4.29. 천장부 파괴와 암주 접촉부에서 파괴 179
그림 4.30. 수치해석 모델의 개략도와 수치해석에 사용된 해석 격자의 예 180
그림 4.31. 각 하중 단계에서 인장 파괴와 소성 상태 181
그림 4.32. 상재하중 비와 암주와 천장부 형상비에 따른 초기이완대 발생 위치 182
그림 4.33. 서울지하철 노선별 심도 분포 185
그림 4.34. 주방식 지하구조의 형상 조건과 지하공간 활용률 193
그림 4.35. Type 4 링폐합 방식 217
그림 4.36. Type 5 철판보강+링폐합 방식 217
그림 4.37. 천단변위 발생경향 226
그림 4.38. 지보재응력 발생경향 226
그림 4.39. 천단변위 발생경향 227
그림 4.40. 지보재응력 발생경향 227
그림 4.41. 천단변위 발생경향 228
그림 4.42. 지보재응력 발생경향 228
그림 4.43. 천단변위 발생경향 229
그림 4.44. 지보재응력 발생경향 229
그림 4.45. Type 4, E=1,800(MPa) 230
그림 4.46. Type 5, E=200(MPa) 230
그림 4.47. Type 4, E=1,800(MPa) 231
그림 4.48. Type 5, E=200(MPa) 231
그림 4.49. 1차년도 구조물 주변 배수처리 방안 233
그림 4.50. 1차년도 구조물 내부 배수처리 방안 233
그림 4.51. 2차년도 주방식 지하구조 배수시스템 개요도 234
그림 4.52. 외부배수 방안 234
그림 4.53. 내부배수 방안 234
그림 4.54. 터널내유출수량(배수량)과 조사시의 지하수위의 관계 236
그림 4.55. 국내 터널연장별 터널 유출수량 246
그림 4.56. 상부 배수시스템 248
그림 4.57. 하부 배수시스템 248
그림 4.58. 주방식 지하구조 배수시스템 개요도(전체) 249
그림 4.59. 주방식 지하구조 배수시스템 개요도(바닥) 250
그림 4.60. 배수시스템의 적정성 판단 방법 251
그림 4.61. 주방식 지하구조 배수용량 검토 방법 251
그림 4.62. 배수관경과 동수경사에 따른 통수용량 253
그림 4.63. 주방식 지하구조의 유출량 검토 253
그림 4.64. 주방식 굴착 공정 사례 260
그림 4.65. 2차년도 시공순서에 따른 안정성 및 시공성 검토 결과 262
그림 4.66. 총포·도검·화약류 단속법[법률 제10219호, 2010.3.31.] 264
그림 4.67. 터널굴착 1발파당 싸이클 타임(건설공사 표준품셈, 국토해양부) 266
그림 4.68. 발파단면적에 따른 천공수 270
그림 4.69. 천공직경에 따른 천공 간격 271
그림 4.70. SOME RECOMMENDATIONS FOR SMOOTH BLASTING 271
그림 4.71. 계획부지 30×30m 굴착공정 시물레이션 결과 275
그림 4.72. 굴착공정에 따른 막장운영수와 굴착공기 276
그림 4.73. 계획부지 39×39m 굴착공정 시물레이션 결과 277
그림 4.74. 굴착공정에 따른 막장운영수와 굴착공기 278
그림 4.75. 계획부지 48×48m 굴착공정 시물레이션 결과 280
그림 4.76. 굴착공정에 따른 막장운영수와 굴착공기 281
그림 4.77. 계획부지 48×48m 굴착공정 시물레이션 결과 284
그림 4.78. 굴착공정에 따른 막장운영수와 굴착공기 284
그림 4.79. 계획부지별 장비운영 대수 추정식 286
그림 4.80. 경제성 분석을 위한 주방식 지하구조의 단면 설정 290
그림 4.81. 주방식 공법의 공간이용 계획(임의 가정) 291
그림 4.82. 서울지하철 9호선 OOO정거장 설계단면도 294