Study on the stability of pilot tunnel technology directly beneath running railway structures by 3D numerical analysis

운행중인 철도와 같이 변형이 엄격하게 제어되어야 하는 구조물 하부를 굴착하기 위한 기술로 선진도갱을 이용한 구조물 직하부 굴착 공법을 제안하고 3D 수치해석을 이용한 안정성 검토를 수행하였다. 본 기술은 기존 구조물 하부를 굴착하고 내부에 말뚝을 설치하여 구조물 하부를 말뚝으로 직접 지지시키는 공법이다. 말뚝 두부에 유압잭 등의 변위제어 장치를 이용하여 기존 구조물의 연직변위를 제어할 수 있다. 기술의 실시를 위해서는 시공 과정에서 굴착 공정의 안정성 확보와 기존선 지지에 적합한 말뚝 사양 결정이 필요하여 수치해석으로 이를 분석하였다. 운행중인 철도 선로 하부에 신설 선로를 건설하는 경우를 가정하여 수치해석을 수행하였다. 선진도갱의 폭을 1~10 m로 변화시켜 굴착 시 안정성을 파악하였으며, 마이크로파일과 대구경말뚝을 적용한 해석을 통하여 적정 말뚝 사양을 검토하였다. 해석결과, 선진도갱의 폭을 10 m까지 적용하여도 풍화암 조건에서는 기존 구조물의 안정성을 확보할 수 있는 것으로 나타났다. 또한, 말뚝 두부에서의 변위 제어를 고려하면 마이크로파일보다 대구경말뚝의 적용이 더 적절한 것으로 판단되었다.