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2009 Vol.11, Issue 4 Preview Page
Characterization of deterioration of concrete lining in tunnel structures

터널 콘크리트 라이닝 구조물의 성능저하 특성

Dong-Gyou Kim1
,
Ho-Seop Jung2*
,
Gyu-Jin Bae3
,
Hyu-Soung Shin1
김 동규1
,
정 호섭2*
,
배 규진3
,
신 휴성1
1한국건설기술연구원 지반연구실 선임연구원
2한국건설기술연구원 지반연구실 선임연구원
3한국건설기술연구원 선임본부장실 연구위원
*교신저자. *Corresponding Author. 
31 December 2009. pp. 387-391
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Abstract

The objective of this study is to evaluate the durability and deterioration of concrete lining in the seven conventional tunnels. These tunnels were constructed about 40~70 years ago, and closed about 10~40 years ago. The field investigation and various laboratory testings were performed for this study. It was observed from the visual examinations that the concrete linings of 7 tunnels were severely deteriorated, such as, cracks, leakages, desquamation, and exploitations. The compressive strengths obtained from rebound hardness method and uniaxial compressive strength test on core specimens largely differed depending on the locations in the tunnel. The maximum compressive strength of concrete lining was greater about 2 times than the minimum compressive strength of concrete lining in the same tunnel. The results of micro-structural analysis showed that the substances deteriorating the concrete lining, such as ettringite and thaumasite, were detected in the concrete lining of tunnel.

Keywords
Tunnel
concrete lining
durability
compressive strength
deterioration

터널구조물은 지하공간에 건설되며 육안으로 터널 배면상태를 확인하는 것이 불가능하기 때문에 유지 관리하는데 어려움이 있다. 본 연구에서는 재래식 터널의 주 지보재인 콘크리트 라이닝의 장기 내구성 및 성능저하 원인을 규명하기 위하여 준공된 지 약 40~70년이 경과된 7개의 철도 폐터널을 대상으로 현장조사 및 실내실험을 수행하였다. 그 결과, 조사 대상 터널 구조물의 콘크리트 라이닝은 준공년도에 관계없이 모든 구조물에서 다양한 형태의 균열이 조사되었으며 특히 시공이음부에 열화현상이 심각하게 나타났다. 터널 구조물의 콘크리트 라이닝 주변 지하 공간으로부터 유입되는 침출수의 유해이온은 콘크리트 열화에 직접적인 영향을 미치는 농도는 아니었으나 일정한 농도의 유해이온이 장기간 지속적으로 콘크리트 라이닝에 침식작용을 한 것으로 나타났다. 터널 구조물의 콘크리트 라이닝에서 측정한 비파괴 압축강도와 동일한 위치에서 채취한 코어시편을 대상으로 측정한 일축압축강도는 콘크리트 라이닝의 표면의 건전 여부에 따라 상이한 결과를 나타내었다.

키워드
장대도로터널
자연환기력
기압장벽고
굴뚝효과
풍압
References
1
1.배규진, 이성원, 조만섭, 이광호 (2001), “국내외 터널구조물의 변상에 관한 조사 및 분석”, 터널기술, 한국터널공학회 논문집, 제3권, 제3호, pp. 31-43.
2
2.서울특별시 (1998), 콘크리트 구조물의 부식상태 조사 및 방지대책에 관한 연구.
3
3.오혁희, 신용석, 이종우, 박남서, 김영근 (2001), “터널 구조물의 상태평가 기준에 관한 연구”, 터널기술, 한국터널공학회 논문집, 제3권, 제4호, pp. 35-55.
4
4.岸谷孝一, 樫野紀元 (1979), “コンクリート中の鐵筋の腐食に關する硏究(その1コンクリートの中性化深さが鐵筋腐食に及ぽす影響について), 日本建築學會論文報告集, 第283号, pp. 11-16.
5
5.新堀敏彦, 松田芳範, 下山貴史 (2003), “鐵道トンネルの剝離․剝落對策の現狀”, トンネルと地下, Vol. 34, No. 1, pp. 43-47.
6
6.猪態 明 (2004), “現場技術者のためにトンネル維持管理の實際”, 山海堂.
7
7.日本建築學會 (1983), “コンクリート强度推定のための非破壞試驗方法マニュアル, pp. 22-28.
8
8.Al-Amoudi, O.S.B. (2004), “Attack on Plain and Blended Cement Aggressive Sulfate Environments”, Cement and Concrete Composites, Vol. 24, pp. 305-316.
9
9.Freyburg, E. and Berminger, A.M. (2003), “Field Experiences in Concrete Deterioration by Thaumasite Formation: Possibilities and Problems in Thaumasite Analysis”, Cement and Concrete Composites, Vol. 25, No. 8, pp. 1105-1110.
10
10.Gollop, R.S. and Taylor, H.F.W. (1995), “Microstructural and Microanalytical Studies of Sulfate Attack, III, Sulfate- Resisting Portland-Cement: Reaction with Sodium and Magnesium Sulfate Solution”, Cement and Concrete Research, Vol. 25, No. 7, pp. 1581-1590.
11
11.Kropp, J. and Hilsdorf, H.K. (1995), “Performance Criteria for Concrete Durability”, RILEM REPORT 12, E & FN SPON.
12
12.Lee, S.T. and Hooton, R.D. (2005), “Prediction of Performance on Cement Matrix Exposed to Sulfate Media”, Annual Report, University of Toronto.
13
13.Lee, S.T., Kim, D.G. and Jung, H.S. (2009), “Sulfate Attack of Cement Matrix Containing Inorganic Alkali-free Accelerator”, KSCE Journal of Civil Engineering, Vol. 13, No. 1, pp. 49-54.
14
14.Romer, M., Holzer, L. and Pfiffner, M. (2002), “Swiss Tunnel Structures; Concrete Damage by Formation of Thaumasite”, 1st international concrete on thaumasite in cementitious materials.
15
15.Tumidajski, P.J., Chan, G.W. and Philipose, K.E. (1995), “An Effective Diffusivity for Sulfate Transportation into Concrete”, Cement and Concrete Research, Vol. 25, No. 6, pp. 1159-1163.
Information
  • Publisher :Korean Tunneling and Underground Space Association
  • Publisher(Ko) :한국터널지하공간학회
  • Journal Title :Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
  • Journal Title(Ko) :한국터널지하공간학회 논문집
  • Volume : 11
  • No :4
  • Pages :387-391
  • Received Date : 2009-10-20
  • Revised Date : 2009-11-10
  • Accepted Date : 2009-11-30
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