A Study on the Improvement of Connection for Shield Tunnel Lining Using Trapezoidal Segments

쉴드터널 라이닝 사다리꼴 세그먼트의 연결방법 개선에 관한 연구

The assemblage of the trapezoidal segments, which is being used increasingly to shield tunnelling, with Guide rod and Dowel forms tunnel lining. In this case the larger the taper angle of trapezoidal segment is, the easier the assembly work becomes. The large angle can reduce the water proof material's phenomenon of being pushed back, but decreases the structural safety in connecting section of tunnel lining. In this paper a 3-dimensional numerical analysis was performed to estimate the exact behavior of a model shield tunnel made by connecting 3-dimensionally various accessories with irregular sectioned segments. We obtained the operating force of connecting section according to the change of taper angle of trapezoidal segment and sought for improved scheme for connecting section by comparing and analyzing the test results on the friction resistance force of connecting parts.

쉴드터널에서 사용이 증가되고 있는 사다리꼴 세그먼트는 연결봉과 연결쐐기를 사용하여 세그먼트를 조립함으로서 터널라이닝을 형성하게 된다. 이 경우 사다리꼴 세그먼트의 테이퍼 각도를 크게 할수록 조립시공이 용이하고, 또한 지수재의 밀림현상을 줄일 수 있지만 반면 연결부의 구조적 안정성은 감소하게 된다. 본 논문에서는 단면형상이 불규칙한 세그먼트와 여러가지 부속재가 3차원적으로 연결되는 쉴드터널에 대해 현장의 시공과정을 모사하여 3차원 해석을 수행하였으며, 사다리꼴 세그먼트의 테이퍼 각도변화$(0^{\citc$\mid$,\; 10${\circ},\; 20^{\circ})$에 따른 연결부의 작용력을 구하여 연결부에 대한 마찰저항력 시험결과와 비교, 분석함으로서 연결부에 대한 개선방안을 모색하였다.