400km/h급 고속철도 대단면 터널 표준지보패턴 연구
Study on the Improvement of Standard Support Patterns for 400km/h-class Large-section Tunnels
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초록
최근 열차 고속화 연구에 따라 400 km/h급 열차가 개발되고 설계에 적용됨에 따라 터널 내부의 미기압 문제와 열차 승객의 이명감 등을 해결하기 위한 고속철도 대단면 터널 설계 사례가 증가하고 있다. 설계 속도 400 km/h가 적용되면서 고속철도 대단면 터널의 연장이 늘어날 것으로 예상되지만, 현재 설계기 준에는 고속철도 대단면 터널에 대한 표준지보패턴이 제시되지 않고 있다. 본 연구에서는 대단면 터널의 굴착 안정성을 확보하고 지반 대응성을 향상 시키기 위해 400 km/h급 고속철도 대단면 터널에 적합한 표준지보패턴을 제시하였다. 기존 대단면 터널의 표준지보패턴 사례와 설계기준을 분석한 후 수치해석 을 통해 제안된 지보패턴의 적정성을 검증하였다. 또한 지보재 응력 안전율 검토를 통해 지보량을 최적 화하고 굴진장 적정성 검증을 통해 하반 굴진장을 증대하여 400 km/h급 대단면 터널의 표준지보패턴 을 제안하였다.
Abstract
Recently, with the development of 400km/h high-speed trains and their application in design, there has been an increase in high-speed railway large-section tunnel design cases aimed at addressing issues such as low pressure inside tunnels and passenger discomfort due to pressure changes. As the design speed of 400km/h is applied, the length of high-speed railway large-section tunnels is expected to increase. However, current design standards do not present a standard support pattern for high-speed railway large-section tunnels. This study proposes a standard support pattern suitable for 400 km/h-class high-speed railway large-section tunnels to ensure excavation stability and improve ground response. After analyzing existing standard support pattern cases for large-section tunnels and design standards, the suitability of the proposed support pattern was verified through numerical analysis. Furthermore, by reviewing the stress safety factor of the support, the support amount was optimized, and the bottom excavation face was increased by verifying the appropriate support length, leading to the proposal of an improved standard support pattern for 400 km/h-class large-section tunnels.