본문
건설실무정보
상세정보보기
| 제트팬 설치부 라이닝 철근 최적화방안 | |||||
| 한국도로공사 | |||||
|
1. 일반현황 (1) 최근 터널 연장 비율은 지속적으로 증가하며, 터널 방재 기준도 강화되어, 제트팬 설치가 크게 증가됨 (1.1) 홍천-양양 60.8%, 부산외곽 42.8%, 함양-울산 53.6% 등 주요노선 평균 52.5% (2) 제트팬 설치부의 암질상태, 앵커 설치위치 등을 감안하여 적정 라이닝 철근보강 방안을 검토코자 함 |
|||||
| 공사 > 한국도로공사 | |||||
| 터널공 | |||||
| 건설일반 | |||||
| 시설물분류>운송 교통시설>터널시설>도로터널;공종분류>토목공종>터널공사>터널 라이닝 | |||||
|
2. 현황 및 문제점 2.1 설계 기준 (1) 도로설계요령 및 도로설계편람의 터널 환기편에 제트팬 설치하중(부속자재 포함)의 15배 이상 안전율 확보 필요
(2) 제트팬 설치부 철근 보강(1996년 이후) (2.1) 라이닝 철근보강 연장 : 9.0m (3) 제트팬 관련 규격 (3.1) 제트팬 길이 : 5.2m (3.2) 주 앵커 설치 폭 : 약 2.0m (3.2.1) 보조앵커 포함 총 설치 폭 : 5.8m (3.2.2) 앵커는 라이닝 타설 후 천공 설치 [앵커(약 14cm 매입)와 라이닝 철근 미연결]  2.2 문제점 (1) 제트팬 설치에 따른 영향범위에 대한 세부 검토 및 설계기준이 없어, 설계시 노선별, 설계자별 라이닝 철근보강 범위 상이 (1.1) 제트팬 설치부 철근보강 범위 설계사례 : 8.0~10.0m (별첨 참조) (2) 1995년 이전 준공된 마성터널(영동선), 다부(중앙선), 달성1터널(중부내륙지선) 등 무근 라이닝 구간에 제트팬을 설치하였으나 현재까지 제트팬 앵커 인발 등의 문제 발생사례는 없음 (3) 터널 라이닝에 다수 발생하는 천단부 균열이 제트팬 앵커 부위로 진행된 사례가 있으나 일관성은 없음 (4) 터널 라이닝 균열발생 사례 (정밀안전진단보고서 발췌) (4.1) 제트팬 설치 구간 
(5) 라이닝 구조검토시 적용하는 제트팬 설계기준 정립 필요
|
|||||
|
3. 개선내용 3.1 (단기) 현 적용방법에 따른 보강범위 검토 3.1.1 검토조건 (1) 검토구간 : 제트팬 설치부 라이닝 1span (L=9.0m) (2) 검토위치 : 제트팬 주 앵커 설치부 (라이닝 span 중앙부) (3) 검토조건 : 제트팬 설치하중의 15배 (동하중 및 장기하중 감안) 3.1.2 구조검토 결과 (1) 암반 타입별 2차원 해석 결과 (1.1) 제트팬 미설치시 및 설치시 라이닝 아치부 응력검토결과 제트팬 설치로 인하여 아치부 허용 인장응력 초과  (1.2) 횡방향 응력분포도  (2) 제트팬 설치구간 3차원 해석 결과 (암반등급 Ⅳ 기준) (2.1) 주 앵커 설치부 연장 4m 구간에서 허용응력 초과  3.1.3 적정 철근보강 범위 결정 (1) 구조검토 결과 및 시공성을 고려하여 철근보강 범위 최적화 (1.1) (주철근 : 보강연장) 제트팬주앵커구간 4.0m 보강(앵커폭 2 + 2m) (1.1.1) 대상구간 : 암반 1~4등급 구간, 별도 철근보강 구간 적용 제외 암반 5등급 구간은 제트팬 설치시 라이닝 1span(L=9m) 보강 (1.1.2) 라이닝 시공전 절리발생 등 지반불리 구간은 감독 판단에 따라 추가 보강 (1.2) (배력철근 : 보강폭) 주 앵커의 응력영향범위 고려 천정부 중심 ±30° 구간의 배력철근은 200mm, 이외 구간은 250mm 간격배근 (1.3) (전단철근) 배력철근 간격의 2배인 400~500mm 간격 배근 3.1.4 철근보강 개선(안) (1) 철근 배근도 (예시)  (2) 철근보강 최적화에 따른 변경 현황  3.2 (장기) 제트팬 하중적용에 대한 설계기준 정립 3.2.1 검토방향 (1) 철근보강 미적용이 가능한 라이닝 구조 역해석 결과 (1.1) 현 조건에서 제트팬 하중의 2.5배까지 무근콘크리트 라이닝 적용 가능 (⇒철근보강 불필요) (2) 라이닝 검토시 제트팬 하중적용 설계기준 정립 필요 (2.1) 방향 : 제트팬 경량화 및 라이닝 균열발생 최소화 추진으로 제트팬 설치에 따른 라이닝 철근보강 삭제 3.2.2 검토내용 (1) 현재 개발중인 슬림형 제트팬(시설처)의 실물 하중실험 추진 (1.1) 슬림형 제트팬 목표성능  (2) 실물 테스트 결과에 따른 라이닝 하중 적용기준(안) 수립 (2.1) 개선기준 : (자중 + 제트팬 가동 축력 + 진동하중) × 안전율 (2.1.1) 제트팬 앵커 인발력 설계기준은 별도 검토 예정(시설처) (3) 터널 제트팬 설치부 라이닝 균열발생 현황 분석(연구원 협조) (3.1) 무근 라이닝 구간 제트팬과 천단부 균열 상관관계 분석 (3.1.1) 필요시 라이닝 균열발생 최소화 방안 검토 3.2.3 추진계획 (1) 라이닝 하중 적용기준(안) 설계심의 후 적용기준 수립
|
|||||
|
4. 결론 (1) 적용방안 (1.1) 설계중인 노선 : 최종 설계기준 정립(장기)시까지 단기 검토결과인 라이닝 철근보강 범위 축소방안 적용 (2) 기대효과 (철근보강 범위 축소시) (2.1) 공사비 절감 : 약 35 억원 (2.1.1) 설계중인 노선 22억원, 공사중인 노선 13억원 (2.2) 철근량 감소에 따른 CO2 발생 저감 : 약 5,600 톤 (2.2.1) 철근 절감량 약 2,400 ton × CO2 절감 (2.34톤/ton) ≒ 5,600 톤 (2.3) 시공성 향상 (2.3.1) 복잡하고 고소작업이 필요한 철근보강 범위 축소
|
|||||
| 다운로드 | |||||