• Technical Note

    The suggestion of tunneling information and detail requirements for EPB shield machine design

    토압식 쉴드TBM 장비설계를 위한 설계항목과 세부 요구사양의 구성에 관한 제안

    Ki-Hwan Kim, Hyouk Kim, Seong-Cheol Kim, Si-On Kang, Cheol-Hwa Mun

    김기환, 김 혁, 김성철, 강시온, 문철화

    Recently, tunneling projects using shield TBM are increasing in Korea, but the information of client for machine design and manufacturing considering the ...

    최근 국내에서 쉴드TBM을 이용하는 터널공사의 발주가 증가하고 있으나 터널구간의 특성을 고려한 장비제작을 위한 정보의 제공은 체계적이지 못하여, 적합한 장비설계를 하는데 어려움이 많다 ...

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    Recently, tunneling projects using shield TBM are increasing in Korea, but the information of client for machine design and manufacturing considering the characteristics of the tunneling phase is not formal, and it is difficult to optimized machine for suitable tunneling works. This paper suggest as for reference the required terms that can be used in Korea on the design items and detailed requirements for ordering of EPB shield TBM based on overseas case study. It would be hope that the TBM user can request the overall tunneling plan and required machine specification when ordering TBM, and the TBM supplier can design and manufacturing that is clear condition and suitable machine for the successful project, so that there are no residential civil complaints and for safe tunneling as well, shield TBM tunneling method will be activated.


    최근 국내에서 쉴드TBM을 이용하는 터널공사의 발주가 증가하고 있으나 터널구간의 특성을 고려한 장비제작을 위한 정보의 제공은 체계적이지 못하여, 적합한 장비설계를 하는데 어려움이 많다. 본 기술보고는 외국의 사례검토를 바탕으로 토압식 쉴드TBM의 장비발주를 위한 설계항목과 세부 요구사양의 구성에 대해 국내에서 활용 가능한 내용을 예시로서 제시하였다. 제안하는 내용을 바탕으로 발주자는 장비 발주 시 필요한 전반적인 방향을 제시가능하고, 입찰자는 명확하고 과업조건에 적합한 장비를 설계, 제작하여 민원이 없고, 안전한 토압식 쉴드TBM 터널공사의 활성화에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

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    November 2020
  • Research Paper

    Development of penetration rate model and optimum operational conditions of shield TBM for electricity transmission tunnels

    터널식 전력구를 위한 순굴진율 모델 개발 및 이를 활용한 쉴드TBM 최적운전 조건 제안

    Jung Joo Kim, Hee Hwan Ryu, Kyoung Yul Kim, Sung Yun Hong, Ju Hwan Jung, Du San Bae

    김정주, 류희환, 김경열, 홍성연, 정주환, 배두산

    About 5 km length of tunnels were constructed by mechanized tunnelling method using closed type shield TBM. In order to avoid construction ...

    터널식 전력구는 약 5 km 이내의 연장을 기계식 굴착장비인 밀폐형 쉴드TBM을 이용하여 건설된다. 공기지연 예방 및 적기가압을 위해서는 암반등급별 공사기간의 예측정확도를 향상시켜야하며 ...

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    About 5 km length of tunnels were constructed by mechanized tunnelling method using closed type shield TBM. In order to avoid construction delay problems for ensuring timely electricity transmission, it is necessary to increase the prediction accuracy of the excavation process involving machines according to rock mass types. This is important to corroborate the project duration and optimum operation for various considerations involved in the machine. So, full-scale tunnelling tests were performed for developing the advance rate model to be appropriately used for 3.6 m diameter shield TBM. About 100 test cases were established and performed using various operational parameters such as thrust force and rotational speed of cuttterhead in representative uniaxial compressive strengths. Accordingly, relationships between normal force and penetration depth and, between UCS and torque were suggested which consider UCS and thrust force conditions according to weathered, soft, hard rocks. Capacity analysis of cutterhead was performed and optimum operational conditions were also suggested based on the developed model. Based on this study, it can be expected that the project construction duration can be reduced and users can benefit from the provision of earlier service.


    터널식 전력구는 약 5 km 이내의 연장을 기계식 굴착장비인 밀폐형 쉴드TBM을 이용하여 건설된다. 공기지연 예방 및 적기가압을 위해서는 암반등급별 공사기간의 예측정확도를 향상시켜야하며, 투입된 장비의 성능을 고려한 최적운전이 필수적이다. 이에 본 연구에서는 3.6 m급 쉴드TBM에 적합한 순굴진율 모델을 개발하고자 실대형 굴진시험을 수행하였다. 대표적인 일축압축강도에 대해서 소요추력과 커터헤드 회전속도를 바탕으로 약 100회의 실험을 수행하였다. 이에 풍화암, 연암, 경암분류에 따라 일축압축강도와 장비의 소요추력 조건이 고려된 연직력과 압입깊이 및 일축압축강도와 토크와의 상관관계를 제시하였다. 개발된 순굴진율 모델을 바탕으로 구동부 성능분석과 최적운전 조건에 대해 제시하였다. 본 연구결과를 통해 터널식 전력구 공사기간 단축 및 조기사용에 대한 사용자 편익증대를 기대할 수 있다.

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    November 2020
  • Research Paper

    Availability evaluation of automatic inspection equipment using line scan camera for concrete lining

    라인스캔 카메라를 이용한 콘크리트 라이닝 자동점검진단 장비 활용성 평가

    Gyu-Phil Lee, Hyung-Joon Lim, Jeong-Heum Kim

    이규필, 임형준, 김정흠

    The concrete lining inspection by inspector after traffic control poses various problems such as congestion caused by traffic control and social loss ...

    교통통제 후 인력점검 방식으로 시행되고 있는 콘크리트 라이닝 점검방식은 교통통제에 의한 정체유발 및 이로 인한 사회적 손실비용이 발생되며, 교통사고 및 점검자 안전사고 ...

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    The concrete lining inspection by inspector after traffic control poses various problems such as congestion caused by traffic control and social loss costs resulting from it, and risks of traffic accidents and safety accidents for inspectors et al. To solve the problems, the concrete lining inspection has been carried out using automatic inspection equipment and image analysis that can be objectively and quantitatively investigated in overseas. In this study, to solve the problems of concrete lining inspection by inspector and to review improvement plan for inspection, inspection was carried out using automatic inspection equipment for ○○ tunnel that precision safety diagnosis has been conducted in 2019. Analysis was carried out for both inspection results. Automatic inspection equipment investigated defects in concrete lining such as cracks more accurately than precision safety diagnosis.


    교통통제 후 인력점검 방식으로 시행되고 있는 콘크리트 라이닝 점검방식은 교통통제에 의한 정체유발 및 이로 인한 사회적 손실비용이 발생되며, 교통사고 및 점검자 안전사고 위험 등 다양한 문제점을 내포하고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 해외에서는 객관적이고 정량적 조사가 가능한 자동점검 장비 및 영상분석을 통한 콘크리트 라이닝 점검을 수행하고 있다. 본 연구에서는 인력점검 방식으로 시행되고 있는 콘크리트 라이닝 점검 및 진단방식의 문제점 해결 및 개선방안 검토를 위하여, 2019년 정밀안전진단을 시행한 ○○터널 상 ‧ 하행선에 대하여 국내에 도입된 터널 자동점검진단 장비를 이용한 점검 시행 후 정밀안전진단 조사 결과와 비교 분석하였다. 터널 자동점검진단 장비를 이용한 점검은 정밀안전진단 보다 정확하게 균열 등 콘크리트 라이닝에 발생한 결함을 조사할 수 있는 것으로 나타났다.

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    November 2020
  • Research Paper

    A study on the performance standards of autonomous fire extinguishing system

    자율형 초동진압용 소화체계 성능기준에 관한 연구

    Namkyun Kim, Hwiseong Kim, Jinouk Park, Byoungjik Park, Yangkyun Kim, Yongho Yoo

    김남균, 김휘성, 박진욱, 박병직, 김양균, 유용호

    The final purpose of this study is to present the performance evaluation criteria (draft) of the autonomous initial suppression digestion system. In ...

    본 연구의 최종 목적은 자율형 초동진압 소화체계의 성능평가 기준(안) 제시에 있다. 본 연구에서는 현재 개발단계에 있는 자율형 초동진압 소화제계의 성능기준 제시를 ...

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    The final purpose of this study is to present the performance evaluation criteria (draft) of the autonomous initial suppression digestion system. In this study, in order to present the performance standards for the autonomous initial suppression fire extinguishing agent system currently in the development stage, the legal performance standards for fire extinguishing equipment currently applied to domestic buildings and the performance standards of similar overseas previous research were compared and analyzed. In addition, based on this, the minimum performance standards required for the digestive system for autonomous initial suppression were presented. When the performance of the digestive system for autonomous initial suppression is evaluated based on the results of this study and applied, it is judged that it is possible to respond more quickly in the situation of fire.


    본 연구의 최종 목적은 자율형 초동진압 소화체계의 성능평가 기준(안) 제시에 있다. 본 연구에서는 현재 개발단계에 있는 자율형 초동진압 소화제계의 성능기준 제시를 위해 현재 국내 건축물에 적용되는 소방설비의 법적 성능기준 및 국외 선행연구를 기반으로 유사 제품의 성능기준을 비교분석하였다. 또한 이를 기반으로 자율형 초동진압용 소화체계에 요구되는 최소한의 성능기준을 제시하였다. 본 연구의 결과를 기반으로 자율형 초동진압용 소화체계의 성능평가를 수행 후 현장적용 시 화재에 보다 신속한 대응이 가능할 것으로 판단된다.

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    November 2020
  • Research Paper

    Fire resistance assessment of precast fireproof duct slab

    프리캐스트 방식 내화풍도슬래브의 화재저항성 평가

    Soon-Wook Choi, Tae-Ho Kang, Chulho Lee, Se Kwon Kim, Tae Kyun Kim, Soo-Ho Chang

    최순욱, 강태호, 이철호, 김세권, 김태균, 장수호

    In Korea, fireproof performance is evaluated through a series of fire-resistance tests for important structures, and the performance standard follows the guidelines ...

    국내에서는 중요 구조물을 대상으로 별도의 내화시험을 통해 내화성능을 평가하고 있으며, 그 성능기준으로 ITA에서 제시하고 있는 가이드라인을 따르고 있다. 프리캐스트 방식으로 슬래브와 내화재가 ...

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    In Korea, fireproof performance is evaluated through a series of fire-resistance tests for important structures, and the performance standard follows the guidelines suggested by ITA. The fireproof duct slab manufactured by combining the slab and the fireproof material with a precast method is effective in that it can eliminate the construction time of the fireproof material. In this study, a series of fire resistance tests was performed on the fire test specimens under the RWS fire scenario in order to secure the fire resistance performance of the precast fireproof duct slab. As a result of the test, it was found that the fireproof performance was secured when the thickness of the fireproof material was 30 mm or more. In both fireproof materials and concrete, the rate of temperature change initially increased, then decreased, and then increased again, and the temperature at the inflection point was measured as 110°C for all fireproof materials and concrete. It is judged that this occurs when the C-S-H (CaO-SiO2-H2O) generated by the hydration reaction in both the fireproof material and concrete is dehydrated.


    국내에서는 중요 구조물을 대상으로 별도의 내화시험을 통해 내화성능을 평가하고 있으며, 그 성능기준으로 ITA에서 제시하고 있는 가이드라인을 따르고 있다. 프리캐스트 방식으로 슬래브와 내화재가 일체화되어 제작되는 내화풍도슬래브는 내화재 시공시간을 단축할 수 있다는 점에서 효과적이다. 본 연구에서는 풍도슬래브의 내화성능을 확보하기 위해 RWS화재시나리오 하에서 내화시험체에 대한 화재저항시험을 수행하였다. 시험결과, 내화재 두께가 30 mm 이상에서 내화성능을 확보하는 것으로 나타났다. 내화재와 콘크리트 모두에서 온도 변화율이 초기에 증가했다가 감소하고 다시 증가하는 경향이 나타났으며, 다시 증가하는 변곡점에서의 온도가 모든 내화재와 콘크리트에서 110°C로 측정되었다. 이것은 내화재와 콘크리트가 모두 수화반응에 의해 생성된 C-S-H (CaO-SiO2-H2O)가 탈수되면서 발생하는 것으로 판단된다.

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    November 2020