Application of risk analysis and assessment considering tunnel stability and environmental effects in tunnel design

Young-Geun* Kim; Do-Hyung Kim

doi:None

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2008 Vol.10, Issue 1 Next Page

Application of risk analysis and assessment considering tunnel stability and environmental effects in tunnel design 터널 안정성 및 환경성을 고려한 위험도 평가기법의 적용

31 March 2008. pp. 1-15

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Abstract

Recently, because of the various factors by uncertainty of underground, the risks in tunnelling have been occurred increasingly. Therefore, it is very important to estimate and control the risks considering geotechnical conditions for tunnel stability and environmental problems by tunnel construction. In this study, the risk analysis for tunnel stability was carried out by classifying the risk factors such as ground support capacity, ground settlement, the inflow of groundwater into the tunnel and the damage by the earthquake. Also, the risk assessment for the environmental problems was performed by calculating the vibration and noise by blasting and the drawdown of the groundwater level caused by tunnel construction. Each risk factor was evaluated quantitatively based on the probabilistic and statistic technique, then it was analyzed the distribution characteristic along overall tunnel site. Finally, it was evaluated that how much each risk factor influences on the construction cost with a period for tunnel construction, so it is possible to perform reasonable tunnel design which was capable of minimizing the risks in the tunnel construction.

Keywords

Risk analysis

tunnel stability

environmental effect

tunnel design

터널과 같은 지하구조물의 경우에는 지반의 다양한 변동성과 불확실성으로 인하여 터널 시공단계에서의 위험이 계속적으로 증가하고 있으므로, 터널 설계단계에서 터널 안정성 및 환경성에 영향을 주는 위험요소에 대한 위험도 평가 및 관리가 매우 중요하다. 본 연구에서는 터널굴착으로 인한 안정성에 대한 위험도 분석을 지반자체의 지보능력, 지반침하에 의한 인접구조물 손상, 막장내 지하수 유입량, 지진영향 등의 요소로 구분하여 평가하였다. 또한 환경성에 대한 위험도 분석을 발파로 인한 소음･진동, 운영중 열차운행으로 인한 소음･진동, 지하수위 저하로 인한 환경영향 등으로 평가하였다. 이와 같은 위험요소들에 대하여 위험도를 정량적으로 평가하고 터널 전구간에 걸친 위험도의 분포특성을 파악하였다. 또한 다양한 확률론적 기법과 통계자료를 사용하여 각각의 위험도에 대한 비용(cost)을 분석하므로서 위험도가 터널공사에 미치는 영향을 평가하였다. 그리고 본 위험도 평가기법을 터널설계단계에서 적용하므로서 기존의 방법을 보완할 수 있는 보다 합리적인 위험도 평가방법으로서의 유용성을 검토하였다.

키워드

위험도 분석

터널 안정성

환경성

터널 설계

References

1.위용곤, 박준경, 전성권, 김영근(2002), 합리적인 터널설계를 위한 정량화 지표(Multiple Index) 개발 및 적용에 관한 연구, 한국암반공학회 추계학술발표회 논문집, pp. 31-42.

2.최창림, 박준경, 유동욱, 김영근, 이두화 (2003), 도심지 터널 특성을 고려한 MI 시스템 개발 및 적용, 한국터널공학회 춘계학술발표회 논문집, pp. 156-173.

3.유광호, 박연준, 강용 (2001), 절리암반 터널의 안전율 평가를 위한 수치 해석적 연구, 터널과 지하공간, 제11권 제3호, pp. 279-288.

4.박종원, 박연준, 유광호, 이상돈 (2004), 터널의 안전율 평가 기법에 관한 연구, 터널과 지하공간, 제14권 제5호, pp. 327-338.

5.김창용 (1998), 도심지 터널 굴착에 따른 지반거동 특성예측과 인접구조물 손상평가에 관한 연구, 한양대학교 대학원 박사학위 논문.

6.중앙환경분쟁조정위원회 (1997), 소음으로 인한 피해의 인과관계 검토기준 및 피해액 산정방법에 관한 연구.

7.중앙환경분쟁조정위원회 (2003), 진동으로 인한 건축물 피해에 관한 연구.

8.(주)삼보기술단 (2005), 성남-여주 복선전철 5공구 건설공사 설계보고서.

9.(주)삼보기술단 (2005), 성남-여주 복선전철 5공구 건설공사 위험도 분석 보고서.

10.Attewell, P.B., Woodman, J.P. (1982), “Predicting the dynamics of ground settlement and its derivatives caused by tunneling in soil”, Ground Engineering, Vol. 15, No. 8, pp. 13-22.

11.Attewell, P.B., Taylor, R.K. (1984), “Ground movements and their effects on structures”, Survey University Press, USA.

12.Arends, G., Bielecki, R., Castle, J., Drabek, S., Haack, A., Nedbal, F., Nordmark, A., Sterliag, R. (2004), Risk budget management in progressing underground works, ISTT and ITA Joint Working Group Report, Tunnelling and Underground Space Technology, Vol. 19, No. 1, pp. 29-33.

13.Eskesen, S.D., Tengborg, P., Kampmann, J., Veicherts, T.H. (2004), Guidelines for tunnelling risk management: ITA Working Group No. 2, Tunnelling and Underground Space Technology, Vol. 19, No. 3, pp. 217-238.

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 : 10
No :1
Pages :1-15

Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association ISSN:2233-8292(Print) 2287-4747(Online) 한국터널지하공간학회 논문집

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