해저터널굴진자료분석을통한 FPI 와비에너지의경험식제시 김경열 1* ㆍ배두산 2 ㆍ조선아 3 ㆍ류희환 4 1 정회원, 한전전력연구원책임연구원 2 비회원, 한전전력연구원일반연구원 3 정회원, 한전전력연구원박사후연구원 4 정회원, 한전전력연구원선임연구원 Suggestion

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경진 공
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1 해저터널굴진자료분석을통한 FPI 와비에너지의경험식제시 김경열 1* ㆍ배두산 2 ㆍ조선아 3 ㆍ류희환 4 1 정회원, 한전전력연구원책임연구원 2 비회원, 한전전력연구원일반연구원 3 정회원, 한전전력연구원박사후연구원 4 정회원, 한전전력연구원선임연구원 Suggestion of empirical formula between FPI and specific energy through analysis of subsea tunnel excavation data Kyoung-Yul Kim 1* ㆍDu-San Bae 2 ㆍSeon-Ah Jo 3 ㆍHee-Hwan Ryu 4 1 Principal Researcher, Korea Electric Power Corporation R.I. 2 Researcher, Korea Electric Power Corporation R.I. 3 Post-Doctoral Researcher, Korea Electric Power Corporation R.I. 4 Senior Researcher, Korea Electric Power Corporation R.I. *Corresponding Author : Kyoung-Yul Kim, solasido@kepco.co.kr OPEN ACCESS Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association 20(4) (2018) eissn: pissn: Received May 23, 2018 Revised June 7, 2018 Accepted June 14, 2018 This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License ( licenses/by-nc/4.0/) which permits unrestricted noncommercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Copyright c2018, Korean Tunnelling and Underground Space Association Abstract The construction of subsea tunnel differs from that of inland tunnel because of high water pressure due to sea water level and difficulties to reinforce the ground under construction. Therefore, it is very important to prevent trouble in advance when the subsea tunnel is constructed. In this paper, we established lots of databases about characteristics of geological and mechanical parameters on the construction of subsea tunnel using micro slurry TBM which depth is about 60 m. The correlation analysis is conducted to confirm the effect of thrust, torque and RPM among the excavation database on the net penetration rate. Also, An empirical formula is suggested to predict the net penetration rate through the correlation analysis between FPI (Field Penetration Index) and specific energy from the subsea tunnel excavation database. Keywords: Subsea tunnel, Slurry TBM, Face pressure, Specific energy, Excavation parameter 초록 해저터널의시공은육상터널의시공과몇가지다른부분이존재하는데지하수이외에해수가존재하여고수압을받으며, 시공중지반보강이육상터널보다매우어려운점등이대표적이다. 그러므로해저터널시공시시공트러블발생의예방은매우중요하다. 본고에서는서해안해저약 60 m에시공한소형슬러리 TBM의굴진성능을분석하기 687

2 Kyoung-Yul Kim ㆍ Du-San Bae ㆍ Seon-Ah Jo ㆍ Hee-Hwan Ryu 위하여대상지반의지질학적특성들과기계적특성들을 DB로구축하였다. 구축한 DB 중추력, 토크및 RPM 등이순굴진율에주는영향을확인하고자각변수들간의상관분석을실시하였다. 또한구축된 DB로부터비에너지와 FPI와의상관관계를분석하고순굴진율을예측할수있는경험식을제시하였다. 주요어 : 해저터널, 슬러리 TBM, 막장압, 비에너지, 굴착변수 1. 서론 기계식굴착장비인 TBM을이용하여지하에터널을시공한지수십여년이지났다. 신규로건설되는지하터널도점점증가하고있는실정이다 (Kim et al., 2013). 최근에는도시의발달과팽창으로해저를통과하는지하터널이증가하고있다. 해저터널의시공은육상터널의시공과몇가지다른부분이존재한다. 지하수이외에해수가존재하여고수압을형성하는것과시공중지반보강이필요한지형이나타나게되면육상에서의보강보다도어려운제약이따르는것을들수있다. 그러므로해저터널시공시시공트러블발생의예측과그것의예방은매우중요하다. 해저터널시공시시공트러블의예방을위해서는대상지반의지질학적데이터와시공중 TBM의기계데이터를이용한분석이필수적이다. 그동안국내에서건설된해저터널은발전소에서냉각용해수를유도하기위한도수터널일부와남해안지역에시공을완료한도로용침매터널이대부분이며, 현재가스터널이남해안에위치한거제지역에서시공중에있다. 국외에서는막장압이약 11 bar에가까운해저터널이터키보스포러스해협에서완공되었으며 (Burger and Arioglu, 2015), 홍콩지역에서는공항과홍콩섬및마카오지역을연결하는도로터널이해저약 50 m 아래에서시공되고있다 (Albert, 2017). 영국에서는템즈강하부에하수터널을계획중에있으며, 심도는약 70 m 가까이된다 (Phil, 2016). 싱가폴에서는해저 60 m 내외에전력구터널을시공하여 2018년에준공이예정되어있다 (Singapore Power, 2018). 이처럼해외에서는다양한프로젝트가완료되거나시공중에있으며, 고수압을받는터널현장에서다양한경험을 DB로구축하고있다. 그러나국내에서는고수압을받는해저터널에대한터널경험이매우부족하여이에대한연구가미약한실정이다. Teale (1965) 은광산개발과정에서회전식비트 (Rotary drilling bit) 가암반을효과적으로분쇄하는지를판단하기위한방법으로비에너지 (Specific Energy) 개념을최초로정립하였으며, Celada et al. (2009) 와 Bieniawski et al. (2012) 는 TBM의커터헤드가회전식비트와유사한움직임을보이는것에착안하여 TBM의굴진성능을비에너지로예측하는연구를수행하였다. 비에너지는암반의단위체적을굴착하는데필요한에너지로정의한다. 국내에서는 TBM의블랙박스에서직접취득한현장굴진자료가부족하거나정보가공개되지않는문제로인해비에너지의활용연구가부족한실정이다. 이에, 본고에서는대한민국최초로서해안해저지반에시공한소형슬러리 TBM의굴착성능을분석하고자하였으며, 이를위해 6 bar로예상되는해저터널의고수압에대응하기위한이수식 (Slurry) TBM의고려사항과 688

3 Suggestion of empirical formula between FPI and specific energy through analysis of subsea tunnel excavation data 대상지반의지질학적특성을분석하였다. 이를바탕으로시공현장에서획득한 TBM의기계데이터인순굴진율, 총추력, 토크및 RPM 등의상관관계를분석하였다. 더불어, 비에너지와 FPI (Field Penetration Index) 와의상관분석을통해순굴진율을예측할수있는경험식을제시하였다. 당현장은점토 (clay) 층이암반상부에 3 m 이상존재하고있어해당점토층이불투수막을형성하는관계로파쇄대층에서도실제수압은 6 bar가발생하지않았다. 이번에획득한해저터널경험과굴착성능 DB는향후해저터널건설시교훈으로활용될예정이다. 2. 서해해저터널프로젝트 당현장은대한민국의충남서해안해저지반하부약 60 m에건설되는소형터널이다. 터널의길이는 1,831 m 이고, 굴착외경은 3.59 m이다. 분석에사용된굴진자료는전체터널길이의약 65% 인 1,190 m에서구한자료를이용하였다. 지반조사자료가없는지역의굴진자료는분석에서제외하였다. TBM 장비의반입과반출을위한발진구와도달구의심도는각각 63.7 m와 57.0 m이다. 굴진은상향식굴진으로 0.3% 의구배를갖는현장이며, 수평터널은 RMR II~IV등급의암반층을통과한다. 2.1 이수식 (Slurry) TBM 당현장은설계수압이 6 bar로고수압을받고있고, 암반층을통과하며고수압대응에용이한장비의도입을위해 TBM은이수식 (slurry type) 으로선정하였다. 슬러리타입의장점은 EPB type보다고수압조건에대한막장압조절이용이하고낮은동력과토크를이용할수있으며, 커터마모가줄어드는장점이있다 (ITA, 2001; Townsend et al., 2009). 굴진에사용한 TBM은일본 RASA에서제작한외경 3.53 m급슬러리 TBM으로최대 4.6 RPM까지운전이가능하다. 정격토크는 3.0 RPM에서 915 kn m이며최대토크는 1,410 kn m이고, 커터헤드는 kw 전기모터로회전한다. 총 12개의쉴드잭으로 12,000 kn의추력을발휘한다. 디스크커터는수평터널이통과하는암반층이연경암구간으로커터당허용연직력이약 240 kn 인 15.5인치국산디스크커터를탑재하였다. 이를요약하여 Table 1에기록하였으며, 현장에적용한슬러리 TBM의개요도는 Fig. 1과같다 (RASA, 2016). Table 1. Profile of tunnel project Project micro tunnel Tunnel length 1,831 m TBM type Slurry TBM Manufacturer RASA (2016) Outside diameter 3,530 mm Raidus 200 m Max RPM 4.6 (Norm.3.0) rev/min Max stroke 1,700 mm Max torque 1,410 (Norm.915) kn m Thrust per jack 1,000 kn Cutter type CCS (15.5 inch) Total thrust 12,000 kn Cutter No. 27 ea Power 440 kw 689

Kyoung-Yul Kim ㆍ Du-San Bae ㆍ Seon-Ah Jo ㆍ Hee-Hwan Ryu Fig. 1. Slurry TBM schematic 2.2 지질조건당현장은총 11공의보어홀을이용하여지반조사를수행하였으며시추심도는 29 m에서 63 m까지시추하였다 (KEPCO, 2014).

4 Kyoung-Yul Kim ㆍ Du-San Bae ㆍ Seon-Ah Jo ㆍ Hee-Hwan Ryu Fig. 1. Slurry TBM schematic 2.2 지질조건당현장은총 11공의보어홀을이용하여지반조사를수행하였으며시추심도는 29 m에서 63 m까지시추하였다 (KEPCO, 2014). 조사지반은퇴적점토, 풍화토, 풍화암, 연암, 경암순으로분포가되어있으며, 그두께는다양하게분포되어있는것으로나타났다. 퇴적점토층은 3 m 이상의두께를갖는것으로나타났다. 수평터널이통과하는지층은대부분연암과경암층으로선캠브리아기의 Migmatitic gneiss와 Schist가주를이루는암반으로구성되어있다. 수평터널의상하부 1D 암반구간의 RMR을확인한결과, 11~77의값으로 II~V등급까지분포하는것으로나타났다. 터널길이에대한각각의구성비를살펴보면 II등급 4%, III등급 29%, IV등급 60% 및 V등급 7% 등으로나타났으며, III~IV등급이전체암반구간의약 89% 를점유하고있음을알수있다 (Table 2). 해수면은조수간만의차로인해최대 9.61 m까지변하는것으로나타났다. 지반이상대 (anomaly) 는 1번수직구로부터약 800 m 지점에석회암과공동및파쇄대가존재하는것으로나타났으며약 1500 m 지점에서도일부파쇄대가존재하는것으로나타나, 총두군데의이상대가존재하는것으로확인되었다 (Fig. 2). Table 2. Composition ratio of in-situ RMR RMR Tunnel length (m) Composition ratio (%) I - - II 70 4 III IV 1, V Sum 1,

Suggestion of empirical formula between FPI and specific energy through analysis of subsea tunnel excavation data Fig. 2. Geology, PR (penetration rate) and thrust (KEPCO, 2014) 3.

7±0.4로나타났으며, 평균토크는 96.4±2.4 kn m로운전되었다. TBM의운전에사용한평균추력은 5,375±1,012 kn으로나타났으며, 이때커터당개별평균추력은 199.1±37.5 kn로운전되었다. 막장압은최대 4.2 bar까지발생한것으로나타났으며, 이는설계수압 6.0 bar의 70% 정도임을알수있다. 3.

5 Suggestion of empirical formula between FPI and specific energy through analysis of subsea tunnel excavation data Fig. 2. Geology, PR (penetration rate) and thrust (KEPCO, 2014) 3. 굴진성능분석 분석에사용한데이터는 2016년 12월부터 2017년 8월까지 TBM을이용하여터널을시공한기계데이터를이용하였다. 순굴진율, 총추력, 커터추력, RPM 및막장압등을이용하여굴진성능에대한분석을수행하였다. 당현장의굴진성능에대해통계분석결과순굴진율은평균 14.1±3.2 mm/min로나타났으며, 평균압입깊이는 5.3±1.7 mm로계측되었다. 평균 RPM은 2.7±0.4로나타났으며, 평균토크는 96.4±2.4 kn m로운전되었다. TBM의운전에사용한평균추력은 5,375±1,012 kn으로나타났으며, 이때커터당개별평균추력은 199.1±37.5 kn로운전되었다. 막장압은최대 4.2 bar까지발생한것으로나타났으며, 이는설계수압 6.0 bar의 70% 정도임을알수있다. 3.1 순굴진율, 압입깊이, RPM 및토크터널길이와지반조건에따른순굴진율이 Fig. 2에도시되어있는것처럼순굴진율은약 800 m 근처에존재하는이상대 1번부근까지 15 mm/min를상회하며일정하게운전되다가이상대지역을통과하면서 15 mm/min 하부로운전되고있음을알수있다. 이상대 1번을통과한후다시 15 mm/min을상회하다가이상대 2번에서다시하부로운전되었다. 파쇄대및공동이존재하는이상대를통과할때에는시공트러블이예상되므로이에대비하여굴진속도를낮추어안전운전을시행한결과라볼수있다. Fig. 3에는터널거리에따른압입깊이를도시하 691

6 Kyoung-Yul Kim ㆍ Du-San Bae ㆍ Seon-Ah Jo ㆍ Hee-Hwan Ryu 였는데압입깊이가상대적으로작은지역은이상대 1, 2와 RMR 2등급구간인 1,100 m 구간인것으로나타났다. 파쇄대와같이이상지대를통과할경우에는커터헤드의공회전이발생할수있으며, 암반강도가상대적으로강할경우에도커터날의관입량이작아순굴진속도가늦어지는경우가발생하게된다. 당현장은고수압이예상되는해저터널이며, 시공트러블발생시소구경터널로인해내부에서보수보강이원활하지않고해상에서도보수보강이어려운만큼굴진에상당한주의를기울여시공한현장이다. Fig. 3. Pe (penetration depth) depending on the tunnel length 터널길이에따른 RPM과토크를 Fig. 4와 Fig. 5에도시하였다. 시공중 RPM은 2~3 범위에서운전되었다. 석회암관입과일부파쇄대가예상되었던이상대 1번지역을통과할때에는 RPM을 2까지다소떨어뜨려시공트러블이발생하지않도록안전한굴진을하였으며, 이상대 2번은별무리없이 3 rpm으로통과하였음을알수있다 (Fig. 4). 이때의토크는 90~110 kn m 범위에서운전하였으며, 실제운전에사용하는토크의변화는크지않음을알수있다 (Fig. 5). Fig. 4. Cutterhead RPM (rotation per minute) depending on the tunnel length 692

7 Suggestion of empirical formula between FPI and specific energy through analysis of subsea tunnel excavation data Fig. 5. Tq (torque) depending on the tunnel length Fig. 6(a) 의순굴진율과추력과의관계에서당현장은암반을통과하는터널로써추력이증가하면순굴진율은오히려떨어지는것으로나타났으며, 이는 Rostami (2016) 가보고한순굴진율과추력의관계와서로상반대는결과이다. 선행연구에서는유사한일축압축강도를갖는암반에서순굴진율과추력은비례하는경향을보이나, 당현장은굴진전체구간에서의순굴진율과추력의관계를도시한것으로일축압축강도가일정하지않기에나타나는차이로판단된다. 반면순굴진율에토크는큰영향을주지않는것으로나타났다 (Fig. 6(b)). (a) Penetration rate depending on thrust (b) Penetration rate depending on torque Fig. 6. PR (penetration rate) depending on thrust and torque Fig. 7(a) 의순굴진율과 RPM의관계에서는순굴진율을유지하기위하여 RPM을증가하여운전하는모습을관찰할수있다. RPM과토크의비교곡선에서는토크는일정하게유지하면서 RPM을변화시키고있음을알수있다 (Fig. 7(b)). 일반적으로 TBM의토크는일정하게유지하면서 RPM의증가가가능하며, 이와는반대로 RPM 은유지하면서토크를정격토크까지상승시킬수있는특성이존재하기에해당현장상황에맞게오퍼레이터가운전을하게된다. 693

8 Kyoung-Yul Kim ㆍ Du-San Bae ㆍ Seon-Ah Jo ㆍ Hee-Hwan Ryu (a) Penetration rate depending on RPM (b) Torque depending on RPM Fig. 7. PR (penetration rate) and Tq (torque) based on RPM 3.2 막장압당현장의예상되는막장압은최대 6.0 bar였으나, 실제굴진중발생한최대막장압은 4.2 bar로나타났다 (Fig. 8). 여기서다행인것은파쇄대구간두개소를통과할때발생한최대막장압은 4.0 bar 이하로나타난것이다. 그이유는해저표층에퇴적된퇴적점토가방수막을형성하여파쇄구간에서측정된막장압이지하수에의한정수압만영향을받았거나, 실제굴착된암반의파쇄지반이예상했던것보다더양호했을것으로판단된다. Fig. 8. Face pressure depending on the tunnel length 3.3 고찰당현장은파쇄대및석회공동등이존재할것으로예상되는이상대두개지역을통과하는소단면장거리해저터널이다. 또한설계단계에서부터 6.0 bar에가까운고수압이예상되었던해저터널이기에장비선정부터이해관계자모두가많은부담을갖고시작하는현장이었다. 국내에서는 6.0 bar에가까운고수압을받는해저터널구간 694

9 Suggestion of empirical formula between FPI and specific energy through analysis of subsea tunnel excavation data 을시공한경험이매우부족하고, 당현장의감독, 감리및시공담당자들도관련경험이거의전무했던관계로앞선부담감과시공리스크를해소하기위하여시공전단계부터안전한시공을위해학회전문가들로구성된전문가집단을운영하는등시공트러블방지에최선을다하였다. 이상대지역을통과하기전전기비저항을이용한전방탐사를수행하여이상대지반의존재여부를탐측하였으며, 디스크커터를사전에교체하여굴진트러블을사전에방지하고자하였다. 해저터널은시공중트러블이발생하면현장대응능력이떨어질수밖에없으므로이를사전에예방하는것이매우중요하다. 이를위해발생가능한예상트러블항목을도출하고이에대응하는시나리오를구성하여운영하였다. 그결과, 국내에서거의경험이없었던해저터널과이상대지역을사고없이원활하게통과할수있었으며시공트러블지역을미리예측하고안전한시공을위해감독, 감리및시공담당자들과학회전문가들로구성된전문가집단의유기적인노력과대비책이시공트러블을방지할수있었던것으로판단된다. 당현장에서수집된 DB들은향후다른해저터널시공시참조자료로활용할예정이다. 4. FPI 와비에너지의상관관계 FPI (Field Penetration Index) 는현장관입지수라고정의할수있으며, 굴진의난해성을의미하는지표이다. 이지수는암반의시추능력 (Bore-ability) 을정량적으로평가하기위해제시된것으로 Hamilton and Dollinger (1979) 가처음제안하였다. 비에너지 (Specific energy) 는암반의단위체적을굴착하는데필요한에너지로암반굴착효율을평가하는지표이다 (Teale, 1965). 본고에서는이두지표의상관분석을통해향후순굴진율을예측할수있는경험식을제안하고자하였다. 4.1 FPI (Field Penetration Index) 터널시공시현장관입지수가증가하면단위깊이당상대적으로높은커터작용력이요구되어장비의굴진이어렵게되며, 이와반대로현장관입지수가감소하면상대적으로낮은커터작용력으로동일한압입깊이를관입할수있기때문에시공효율이높아질수있다 (Lee et al., 2017). 순굴진율, 압입깊이및관입지수등이값들의관계를식으로요약하면다음과같다. PR (mm/min) = L/t (1) P e (mm) = PR/RPM (2) FPI (kn/mm) = F n /P e (3) 여기서, PR은순굴진율 (Penetration rate), L은세그먼트길이 (mm), t는 1세그먼트순굴진시간 (min), RPM은커터헤드분당회전수 (rev/min), F n 은커터추력 (kn), P e 는압입깊이 (mm) 이다. 695

10 Kyoung-Yul Kim ㆍ Du-San Bae ㆍ Seon-Ah Jo ㆍ Hee-Hwan Ryu 4.2 비에너지 (Specific energy) Teale (1965) 은비에너지를이용하여암반의단위체적당굴착하는데필요한에너지를구하고자하였으며, 이를이용하여암반의지질학적, 지반공학적정보뿐만아니라기계의작업효율까지확인할수있는지표로사용하고자하였다. 이를식으로정의하면다음과같다. SE (kwh/m 3, MJ/m 3 ) = (4) 여기서, F는추력 (kn). A는 cutting area (m 2 ). ω는회전속도 (RPS. Rev/sec). T는토크 (kn m), u는굴진율 (m/s) 이다. 상기식에서보는바와같이비에너지는두개의파트로구성이되며, 첫번째는추력그리고두번째는회전에너지와관련된파트이다. 이중추력과관련된비에너지는 TBM이지반굴착시필요한전체비에너지의 2% 정도로무시할수있다 (Celada et al., 2009). 이로인해식 (4) 는다음과같은식 (5) 로바꾸어쓸수있으며, Copur et al. (2001) 와 Bilgin et al. (2005) 은보수적인해석을위해에너지전달비 (k) 를고려한비에너지를식 (6) 과같이표기하였다. SE (kwh/m 3, MJ/m 3 ) (5) SE (kwh/m 3, MJ/m 3 ) (6) 여기서, k는에너지전달비 0.7~0.8, HP는동력 (kw), 순굴착량 (m 3 /hr) 등이다. 본연구에서는해석의원활함을위하여에너지전달비를제외하고식 (6) 을이용하여연구를수행하였다. 4.3 경험식산정분석에사용한데이터들은 11공의시추자료가존재하는지점과각각인접한 1개세그먼트의평균굴진데이터를활용하였다. TBM 장비가지반굴진시자동으로블랙박스에저장되는데이터 (RPM, 추력, 압입깊이및토크등 ) 를바탕으로현장관입지수 (FPI) 와비에너지의상관관계를분석하고관련경험식을제시하였다. 이두변수의상관관계는 Fig. 9에서보는바와같이매우양호한 (0.8161) 상관관계를갖는것으로나타났으며, 이때두변수의상관관계를나타내는경험식은식 (7) 과같다. FPI (kn/mm) = SE (R 2 = ) (7) 696

11 Suggestion of empirical formula between FPI and specific energy through analysis of subsea tunnel excavation data Fig. 9. Correlation between FPI and specific energy 향후에는지반조사결과로부터획득되는 RMR, RQD, UCS 등과같은지반특성값들을이용하여비에너지를계산하거나유추할수있는연구를추가로수행할예정이다. 이를통해현장의관입지수 (FPI) 를용이하게예측할경우시공중굴진율과관련한시공오차를손쉽게계산할수있어시공중발생할수있는리스크를관리할수있을것으로판단된다. 5. 결론 본연구에서는대한민국최초로서해안해저지반에시공한소형슬러리 TBM의굴착데이터를 DB로구축하고이를이용하여소형슬러리 TBM의굴착성능을분석하고자하였다. 이를위해시공현장에서획득한 TBM의기계데이터를바탕으로순굴진율, 총추력, 토크및 RPM 등의상관관계를분석하였으며, 이번에획득한해저터널경험과굴착성능 DB는향후또다른소단면해저터널건설시교훈으로활용될예정이다. 아래에연구결과를요약하면다음과같다. 1. 연경암을통과하는당현장의 RMR 분포는 II등급 4%, III등급 29%, IV등급 60% 및 V등급 7% 등, III~IV등급이전체암반구간의약 89% 를점유하고있으며, 파쇄대등과같은이상대지역은 2개소가존재하는것으로나타났다. 2. 당현장의굴진자료분석결과, 순굴진율은평균 14.1±3.2 mm/min로약 23% 의변동을보이고있으며, 운전추력은평균 5,375±1,012 kn으로약 19% 의변동을보이며, 운전토크는평균 96.4±2.4 kn m로약 3% 의변동을갖고운전된것으로나타났다. 이때커터헤드의평균 RPM은 2.7±0.4로약 15% 의변동을보이며, 최대 RPM의약 60% 내로운전되었음을알수있다. 3. 해저에건설하는당현장의최대막장수압은 6.0 bar로예상하였으나실제최대막장압은 4.2 bar가발생하였다. 그이유는서해해저지반의표층에존재하는퇴적점토가방수막을형성한것이하나의원인으로판단 697

12 Kyoung-Yul Kim ㆍ Du-San Bae ㆍ Seon-Ah Jo ㆍ Hee-Hwan Ryu 되며, 우리나라서해안의해성점토층이불투수층역할을하고있음을알수있다. 4. 파쇄대등이존재하는것으로예상되었던이상대 1지역과 2지역은시공전시공트러블이발생할것으로예측하였으나, 이상대지역을사고없이원활하게통과한것은이지역을미리예측하고안전한시공을위해감독, 감리및시공담당자들과학회회원들로구성된전문가집단의유기적인노력과대비책이고수압해저지반에서시공트러블을방지할수있었던것으로판단된다. 5. 암반의굴진효율을확인할수있는비에너지와현장관입지수 (FPI) 의상관관계를분석한결과, 유의한결과가나타났으며이두변수의관계를나타내는경험식을제시하였다. 향후지반변수들로부터비에너지를예측하고이를통해현장관입지수 (FPI) 의산출이가능하도록추가연구가필요하다. 감사의글 본연구는국토교통부 ( 국토교통과학기술진흥원 ) 의건설기술연구개발사업인 도심지소단면터널식공동구설계및시공핵심기술개발 (15SCIP-B ) 연구단과제의지원을받아수행되었습니다. References 1. Albert, T.Y. (2017), Design and construction of Hong Kong - Zhuhai - Macao bridge project, I 3 C Symposium on Infrastructural Developments, Singapore, pp Bieniawski, R.Z.T., Celada, B., Tardaguila, I., Rodrigues, A. (2012), Specific energy of excavation in detecting tunnelling conditions ahead of TBMs, Tunnels & Tunnelling International, February 1, pp Bilgin, N., Feridunoglu, C., Tumac, D. (2005), The performance of a full face tunnel boring machine (TBM) in Tarabya (Istanbul), Talor & Francis Group, London, pp Burger, W., Arioglu, E. (2015), Istanbul strait road tunnel crossing: Project challenges and TBM solutions, AFTES Journees Techniques, Lyon, pp Celada, B., Galera, J.M., Munoz, C., Tardáguila, I. (2009), The use of the specific drilling energy for rock mass characterization and TBM driving during tunnel construction. Proceedings of the ITA-AITES World Tunnel Congress, Hungary, pp Copur, H., Tuncdemir, H., Bilgin, N., Dincer, T. (2001), Specific energy as a criterion for the use of rapid excavation system in Turkish mines, Mining Technology, Vol. 110, No. 3, pp Hamilton, W.H., Dollinger, G.L. (1979), Optimizing tunnel boring machine and cutter design for greater boreability, Proceedings of the Rapid Excavation and Tunneling Conference, Vol. 1, Atlanta, pp ITA (2001), Recommendations and guidelines for tunnel boring machines, WG.14, Techanical Tunnelling, International Tunnelling Association, pp. I1 - I8. 9. KEPCO (2014), cable tunnel geotechnical investigation report, pp

13 Suggestion of empirical formula between FPI and specific energy through analysis of subsea tunnel excavation data 10. Kim, K.Y., Lee, D.S., Cho, J., Jeong, S.S., Lee, S. (2013), The effect of arching pressure on a vertical circular shaft, Tunnelling and Underground Space Technology, Vol. 37, pp Lee, H.L., Song, K.I., Kim, K.Y. (2017), Development and implementation of statistical prediction procedure for field penetration index using ridge regression with best subset selection, Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association, Vol. 19, No. 6, pp Phil Stride (2016), Building for 22nd century London, OSLO, Tideway, pp RASA (2016), DHL-3500 slurry shield machine inspection report, pp Rostami, J. (2016), Performance prediction of hard rock Tunnel Boring Machines (TBMs) in difficult ground, Tunnelling and Underground Space Technology, Vol. 57, pp Singapore Power (2018), Cable tunnel project, pp Teale, R. (1965), The concept of specific energy in rock drilling, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts, Vol. 2, No. 1, pp Townsend, B.F., Jenkins, P.E. (2009), TBM selection and specification, Mott Macdonald, pp

514 Soon-Wook Choi, Byungkwan Park, Soo-Ho Chang, Tae-Ho Kang, and Chulho Lee 나, 대단면 TBM 에서본연구의회귀식에서추정된최대토크가국외의회귀식보다더높게추정하는경향이나타났다. 핵심어 : 중대단면 TBM, 터널

514 Soon-Wook Choi, Byungkwan Park, Soo-Ho Chang, Tae-Ho Kang, and Chulho Lee 나, 대단면 TBM 에서본연구의회귀식에서추정된최대토크가국외의회귀식보다더높게추정하는경향이나타났다. 핵심어 : 중대단면 TBM, 터널 TUNNEL & UNDERGROUND SPACE Vol.28, No.6, 2018, pp.513-527 https://doi.org/10.7474/tus.2018.28.6.513 ISSN: 1225-1275(Print) ISSN: 2287-1748(Online) TECHNICAL NOTES 중대단면 TBM 설계사양예측을위한 DB 분석 최순욱 1, 박병관 2,