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터널 피난연결통로 접속부 본선라이닝 철근보강 최적화 방안
한국도로공사
1. 일반현황

(1) 터널 방재기준 강화로 대인용 피난연결통로 추가 반영(2003년)됨에 따라 피난연결통로 수가 크게 늘어났음
(2) 그 동안 터널 본선 접속부의 라이닝 철근보강이 차량/대인용의 구분없이 동일하게 적용되고 있어, 접속부의 암질상태, 피난연결통로 규격 등을 감안하여 적정 라이닝 철근보강 방안을 수립하고자 함
공사 > 한국도로공사
터널공
건설일반
시설물분류>운송 교통시설>터널시설>도로터널;공종분류>토목공종>터널공사>터널 라이닝
2. 현황 및 문제점

2.1 설계 기준 (터널비상주차대 설치 및 보강방안 검토 [설심이13201-242, 2000.12.14])

(1) 보강 사유 : 본선에 피난연결통로 등의 설치로 인해 접속하는 구간은 일반부와 비교하여 국부적으로 응력이 커지므로 추가 보강 필요
(2) 보강 범위
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2.2 문제점
(1) 피난연결통로 규격이 상이함에도 보강범위는 동일하게 적용
(1.1) 굴착폭원 : 차량용 6.4m, 대인용 3.4m
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(2) 라이닝 거푸집 규격과 철근보강 연장 상이로 시공성 불리
(2.1) 라이닝거푸집 폼 규격 : L= 9.0m
(2.2) 라이닝 철근보강 연장 : L=20.0m (☞시공이음 2개소 발생)
(3) 피난연결통로 접속부 무근라이닝 시공사례
(3.1) 기존 마성터널(1994년 준공) 차량용 피난연결통로 본선 접속부가 무근 콘크리트로 시공되었음에도 일부 균열 외에 문제점 없음
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(4) 피난연결통로 접속부 라이닝 철근보강에 대한 적정성 검토 필요

3. 개선내용


3.1 구조계산에 의한 보강범위 검토
(1) 검토조건
(1.1) 대상구간 : 피난연결통로 접속부 좌우 25m
(1.2) 주요위치 : 접속부 측벽부, 어깨부1, 천단부, 반대편 어깨부2
(1.3) 지반조건 : 최근 설계 평균치
(1.4) 이완하중 및 잔류수압
(1.4.1) 이완하중 : RP-1: 0.5m, RP-2: 3.4m[0.25×(B)], RP-3: 4.3m[0.2×(B+Ht)]
(1.4.2) 잔류수압 : 1/3 × Ht (토사,리핑 구간 설계시 1/2 × Ht)
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(2) 구조검토 결과
(2.1) 피난연결통로 접속부 응력 영향범위
(2.1.1) 대인용 피난연결통로 접속부 중심에서 좌우 4~5m 구간
(2.1.2) 차량용 피난연결통로 접속부 중심에서 좌우 9~10m 구간
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<피난연결통로 형식별 응력영향범위 검토결과>

3.2 보강범위 결정
(1) 본선 라이닝 보강범위 (거푸집 규격 고려)
(1.1) 대인용 : 접속부 9m 구간
(1.2) 차량용 : 접속부 18m 구간
(2) 피난연결통로 접속부 및 본선부 (횡방향)
(2.1) RP-1(암질 좋음) : 접속부만 철근 보강(철근길이 고려 H=8.0m만 보강)
(2.2) RP-2, 3(암질 불량) : 아칭 형성을 위해 본선부까지 철근 보강
(3) 접속부 철근보강 개요도 및 철근배근 검토결과(예시)

4. 결론


(1) 적용방안
(1.1) 설계중인 노선 : 본 방침 적용
(1.2) 공사중인 노선 : 공사주관(시행)부서 적용여부 판단
(2) 기대효과
(2.1) 공사비 절감 : 약 106 억원
(2.1.1) 설계중인 노선 72억원, 공사중인 노선 34억원
(2.2) 철근량 절감에 따른 CO2 발생 저감 : 약 15,000톤
(2.2.1) 철근량 절감 6,431ton × CO2 절감 (2.34톤/ton) ≒ 15,000톤
(2.3) 시공성 향상
(2.3.1) 복잡하고 고소작업이 필요한 철근보강 범위 축소
(2.3.1) 철근보강 범위를 거푸집폼 규격에 맞춰 시공이음 축소
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