1. 서 론
2. 기존 근접도 평가기준의 문제점
2.1 도시기반시설 현황 분석
2.2 도시기반시설 근접도 평가
2.3 도시기반시설 안정성 검토
2.4 도시기반시설 근접도 평가기준의 문제점
3. 근접도 평가기준 개선(안) 제시
3.1 근접도 평가 범위의 적정성 검증
3.2 근접도 보정율 산정
4. 근접도 평가기준 개선(안) 검증
4.1 도시기반시설 근접도 평가 재검토
4.2 안정성 검토를 통한 적정성 검증
5. 결 론
1. 서 론
최근에 수도권 급행철도 사업과 같이 지속 가능한 지역발전을 도모하기 위해서 도심을 통과하는 교통 터널의 건설이 활발하게 이루어지고 있다. 그러나 도심지 구간은 심한 풍화작용으로 인하여 취약지반이 깊게 발달하고, 지상과 지하에 노후된 구조물들이 다수 분포되어 있어 터널 안정성 확보를 위한 세심한 계획이 필요하다. 특히 도심지의 취약지반은 신설 구조물의 안정성에 영향을 미칠 뿐만 아니라 사용 중인 기존 구조물에도 영향을 미칠 수 있으며, 지하철 등 기존 철도 구조물에서는 궤도틀림 등의 사용성 및 열차 운행 안전성에 문제를 일으킬 수 있다(Korea National Railway, 2023a). 따라서 도심을 통과하는 터널 계획 시에는 신설터널은 물론 기존 구조물의 안정성도 확보할 수 있는 적절한 대책이 필요하다. 특히, 신설터널의 상부 또는 하부에 지하구조물이 위치할 경우에는 신설터널의 안정성에도 큰 영향을 미칠 수 있다. 따라서 본 연구에서는 기존 구조물과 신설터널의 안정성 확보를 위해 기존 구조물에 대한 근접도 평가 범위가 적정한지 검증하고 다양한 조건을 고려한 정량적 보정율을 제안하여 도시기반시설의 안정성을 확보하고자 한다.
2. 기존 근접도 평가기준의 문제점
2.1 도시기반시설 현황 분석
본 연구에서는 「수도권광역급행철도 00공구」의 도심을 통과하는 신설터널 구간 중 서울지하철 인접구간을 대상으로 연구하였다. 연구대상 구간은 암반Ⅳ등급 및 파쇄대 출현 구간이다(Fig. 1과 2). 도심지 통과구간의 기존터널(서울지하철)과 신설터널(수도권 광역 급행철도)의 안정성 확보를 위해 근접도 평가 및 수치해석을 수행하였다. 검토 구간의 안정성 검토시 적용된 지보패턴 보강량은 다음과 같다(Table 1).
Table 1.
Standard support pattern status
2.2 도시기반시설 근접도 평가
2.2.1 근접도 평가기준
신설터널 굴착으로 인한 근접시공이 기존터널에 미치는 영향은 지형, 지질조건, 기존 구조물의 손상정도, 공사종류 및 시공방법 등 다양한 조건에 따라 달라진다(Korea National Railway, 2020). 기존터널이 이미 손상된 경우에는 근접시공에 의해 손상정도가 더욱 심각해 질 수 있고, 구조적으로도 불안정할 수 있으므로 시공시 주의가 필요하다. 또한, 구체적인 손상이 나타나지 않더라도 기존터널에 구조적 결함이 있는 경우에는 근접시공으로 인하여 추가적인 손상이 발생하거나 붕괴될 위험이 있으므로 사전에 충분한 조사가 필요하다(SMRT, 2023).
터널 교차조건의 경우 Table 2, 3과 같은 ‘기존터널 근접시공 관리 매뉴얼(SMRT, 2001a)’의 근접도 평가기준을 일반적으로 적용하고 있으며, 지층조건에 따라 Table 4와 같은 보정율을 적용한다. 근접도 평가 범위는 Fig. 3과 같이 기존터널의 상부 및 하부 방향으로 터널 단면 중심에서 45°로 그은 선 사이에 놓인 범위이다. 이 기준은 ‘KR C-12010 터널계획(Korea National Railway, 2023b)’의 근접도 평가기준과 동일하다.
Table 2.
Tunnel Intersection proximity criteria according to tunnel location relationship (SMRT, 2001a)
Table 3.
Tunnel Intersection proximity correction according to tunnel ground conditions (SMRT, 2001a)
Table 4.
Tunnel intersection proximity correction according to tunnel ground conditions (SMRT, 2001a)
| Category | Correction rate |
| Stable hard rock or soft rock | -20% |
| Soil of sandy or clayey soil layer | +20% |
| Unstable ground | +40% |
| In case of poor existing tunnel lining | +20% |
Fig. 3.
Tunnel intersection proximity criteria according to tunnel location relationship (SMRT, 2001)
2.2.2 근접도 평가
기존터널 하부에 신설터널을 굴착하는 근접시공 조건을 고려하여 검토 대상 구간에 대한 근접도 평가를 수행하였다. 이를 위하여 기존터널과 신설터널의 근접 상태, 신설터널 구조물계획 및 지반조건 등을 종합적으로 고려하여 암반Ⅳ등급 구간과 단층파쇄대 구간을 검토구간으로 선정하였고, 대표 단면에 대한 근접도 평가를 Table 5와 같이 수행하였다.
Table 5.
Proximity evaluation status
근접도 평가 결과 이격거리는 약 45 m로 근접도 평가기준에 의하면 일반시공 범위에 해당되는 것으로 나타났다. 이에 따라 신설터널 굴착으로 인해 기존터널에 미치는 영향이 미미할 것으로 판단되어 추가 보강 없이 기존 지보패턴을 적용하여 기존터널 및 신설터널의 안정성 평가를 위한 수치해석을 수행하였다.
2.3 도시기반시설 안정성 검토
암반Ⅳ등급 구간과 단층파쇄대 구간을 대표단면으로 선정하여 2차원 안정성 검증을 수행하였다. 검토구간의 지반특성과 기존터널의 현황을 고려하여 Fig. 4 와 같이 2차원 모델링을 수행하였다. 신설터널의 시공중 안정성 검토를 위해 터널 변위 및 지보재 응력(숏크리트 휨압축응력 및 록볼트 축력)을 검토하고, 기존터널 구조물의 사용성(최대침하량, 각변위 등)에 대한 검증을 수행하였으며 수치해석 결과를 Table 6과 7 같이 정리하였다(Korea National Railway, 2012).
Table 6.
New tunnel 2D stability review results
Table 7.
Existing line 2D stability review results
안정성 검토 결과, 기존터널의 변위는 허용치 이내로 발생하였으나, 신설터널에서 발생하는 최대 변위 19.61 mm, 숏크리트 휨압축응력 17.33 MPa, 록볼트 축력 153.70 kN으로 검토 되어 지보재 응력이 허용치를 초과하여 신설터널 안정성 확보에 문제가 있음이 확인되었다. 따라서 기존터널의 안정성을 확보하기 위해 신설터널의 추가보강이 필요할 것으로 판단되었다.
2.4 도시기반시설 근접도 평가기준의 문제점
신설터널의 지보재 응력이 허용치를 초과한 이유는 기존터널과 교차하는 근접시공 구간에서 신설터널의 안정성이 확보되지 않았기 때문인 것으로 판단되었다. 기존의 근접도 평가 보정율은 암반층과 토사층으로 분류하여 ±20% 보정하였으며, 불안정한 지반(미고결 지반 등)은 –40%, 라이닝 변상 우려시 –20%를 보정하도록 제시하였다. 기존 보정율은 첫째, 본 연구의 검토구간과 같이 상대적으로 취약한 암반Ⅳ등급과 풍화작용에 취약한 파쇄대 등에 대한 보정율이 제시되지 않았고 둘째, 신설터널의 구조적 취약구간에 대한 보정율이 제시되지 않았으며 셋째, 구조물 노후도에 따른 보정율은 건전도 등급에 대한 구분없이 제시되어 있으며 총체적으로는 정성적인 분류 기준으로 보정율이 제시되어 있다는 문제점을 가지고 있다. 따라서 기존 근접도 평가 범위의 적정성을 검증하고 다양한 조건을 고려한 정량적 보정율 기준을 제안하고자 한다.
3. 근접도 평가기준 개선(안) 제시
3.1 근접도 평가 범위의 적정성 검증
근접도 평가기준의 경계영역을 검증하기 위하여 암반Ⅲ등급 조건에서 기존터널을 중심으로 상부와 하부에 각각 0.5D 간격으로 5.0D까지 이격된 신설터널을 굴착하는 조건으로 총 20가지 유형에 대하여 해석검증을 수행하였다(Fig. 5). 「수도권광역급행철도 00공구」의 터널 단면 및 지보패턴을 적용하여 검토하였다.
이격거리에 따른 영향범위를 검토하기 위하여 기존터널 인버트의 압축응력 증분을 검토하였으며, 대책시공 범위의 기준은 ‘기존터널 근접시공 관리 매뉴얼(SMRT, 2001a)’의 기존터널 응력 증가 허용치 기준 중 가장 위험한 상태인 건전도 ‘AA’ 등급의 압축응력 증분 기준인 1.0 MPa을 허용기준으로 선정하였다(Table 8). 또한 주의시공 범위의 기준은 이격거리별 압축응력 증분의 차이가 0.1 MPa 이하로 감소되는 지점을 수렴되는 기준으로 선정하였다(Table 9).
기존터널 상부 굴착 시 1.5D 이상 이격 되었을 경우 압축응력 증분 기준값인 1.0 MPa 이하로 나타났으며, 3.0D이상 이격되었을 때 압축응력 증분값이 수렴하는 것으로 나타났다. 또한 기존터널 하부 굴착 시 2.0D이상 이격 되었을 경우 압축응력 증분 한계값인 1.0 MPa 이하로 나타났으며, 3.5D이상 이격될 때 압축응력 증분값이 수렴하는 것으로 나타났다. 해석검증 결과 상부 굴착 시 대책시공 범위는 1.5D이며, 주의시공 범위는 3.0D로 기존 근접도 평가 범위와 일치하였으며 하부 굴착 시 또한 대책시공 범위는 2.0D, 주의시공 범위는 3.5D로 기존 근접도 평가범위와 일치하여 적정한 것으로 검토되었다.
Table 8.
Proximity evaluation criteria verification results (Bending compressive stress increment)
Table 9.
Proximity evaluation criteria verification results (Bending compressive stress increment difference values)
3.2 근접도 보정율 산정
3.2.1 암반등급에 대한 근접도 보정
앞서 검토된 근접도 평가 범위는 암반Ⅲ등급을 기준으로 검증되었으므로 실제 시공 시 지반조건에 따라 근접도 영향 범위 또한 크거나 작도록 보정되어야 한다. 터널 지반조건에 따른 보정율을 산정하기 위하여 암반등급 별로 유형을 구분하였다. 또한 이격거리별 보정율을 산정하기 위해 이격거리를 상부 1.5D, 상부 3.0D, 하부 2.0D, 하부 3.5D의 4가지 경우로 구분하여 검증을 수행하였다. 암반Ⅲ등급을 기준으로 각 암반등급의 압축응력 증분 변화량에 대해 비율로 정리하였다(Table 10).
Table 10.
Compressive stress increment results according to rock grade
암반Ⅲ등급을 기준으로 암반등급에 따른 기존터널의 영향범위를 검토한 결과, 이격거리에 따른 압축응력 증분 변화량 비율은 서로 크게 차이 나지 않고 비슷한 경향을 보였으나 암반등급에 따른 변화량 비율은 큰 차이를 보였다. 보정율은 압축응력 증분 변화량 비율 중 가장 보수적인 값을 10% 단위로 정리하여 적용하였다(Table 11).
Table 11.
Proximity correction rate according to rock grade
| Category | Proximity correction rate according to rock grade | ||||
| Ⅰgrade | Ⅱgrade | Ⅲgrade | Ⅳgrade | Ⅴgrade | |
| Correction rate | -60% | -30% | 0% | +70% | +90% |
3.2.2 지질적 취약구간에 대한 근접도 보정
일반적으로 파쇄대에서 터널을 굴착하는 경우 일반 암반층을 굴착하는 경우에 비해 상대적으로 안정성 측면에서 취약할 뿐 아니라 지하수 등으로 인해 파쇄대의 풍화가 급속하게 진행 되면서 막장붕괴 및 과다변형이 발생할 수 있다. 이런 파쇄대의 특성은 신설터널 뿐만 아니라 신설터널의 상부 또는 하부에 위치한 기존 구조물의 안정성에도 더 큰 영향을 미칠수 있기 때문에 파쇄대 유무에 따른 근접영향 범위를 보다 넓게 보정하여 안정성을 확보하여야 한다. 파쇄대의 검증은 신설터널과 기존 구조물의 중심부에 수직 파쇄대를 가정하여 기존 구조물의 압축응력 증분량을 통하여 검증하였다. 또한, 지하수의 영향으로 쉽게 풍화되고 쉽게 붕락되는 파쇄대의 특성을 고려하여 지하수위를 고려한 지하수 연계해석을 추가로 수행하였으며 그 결과를 Table 12에 정리하였다.
Table 12.
Compressive stress increment results according to geologically weak sections
지질적 취약구간에 대한 기존터널의 영향범위를 파쇄대가 없는 경우를 기준으로 비교 검토한 결과, 파쇄대가 존재하는 경우 압축응력 증분량이 크게 증가하였으며 신설터널이 기존터널과 가까운 위치에 있을수록 더 큰 영향이 발생하는 것으로 나타났다. 지하수 연계해석의 경우, 지하수위가 추가됨에 따라 기존터널에 미치는 영향이 증가하였고, 신설터널이 기존터널의 상부 보다 하부에 위치할 때 압축응력 증분량이 증가하는 것으로 나타났다. 보정율은 이격거리에 따라 산정하였으며, 지하수 영향이 없는 파쇄대가 있는 경우와 지하수 영향이 있는 파쇄대가 있는 경우로 구분하여 각각의 보정율을 산정하였다(Table 13).
Table 13.
Proximity correction rate according to geologically vulnerable sections
3.2.3 구조적 취약구간에 대한 근접도 보정
터널에 부수적으로 설치되는 연직갱, 경사갱 및 기재갱 등으로 인해 다수의 접속부가 발생하게 된다. 터널의 접속부는 구조적 취약구간이 될 뿐만 아니라, 굴착량이 증가함에 따라 주변 구조물에 추가적인 영향을 미칠 것으로 예상된다. 구조적 취약구간에 대한 검증은 신설터널에 횡갱을 설치하기 전·후를 비교하여 수행하였으며 이 때 접속되는 횡갱 단면은 본선터널과 동일한 크기의 단면으로 적용하였다(Table 14).
Table 14.
Compressive stress increment results according to structural weak sections
구조적 취약구간에 대한 기존터널의 영향범위를 검토한 결과, 신설터널에 접속부가 존재하는 경우 압축응력 증분량이 증가하였으며 신설터널이 기존터널의 하부에 위치하는 경우에 응력증분량이 더 크게 증가하였다. 신설터널에 접속부가 있는 경우 이격거리별로 보정율을 산정하였다(Table 15).
Table 15.
Proximity correction rate according to structural weak section
| Category | Proximity correction rate according to structural weak section |
| With connection | |
| Top 3.0D | +50% |
| Top 1.5D | +40% |
| Bottom 2.0D | +90% |
| Bottom 3.5D | +100% |
3.2.4 구조물 노후구간에 대한 근접도 보정
노후 구조물이 다수 분포하는 서울 도심지에서 터널을 굴착하는 경우 기존 구조물의 안정성을 확보하기 위해서는 건전도 평가 결과를 고려하여야 한다. 기존의 근접도 평가 범위도 기존터널의 건전도에 따라 20%씩 보정하였으나 건전도 평가 등급에 대해서는 별도의 차등 없이 AA, A1, A2를 묶어서 하나의 보정율을 적용하였기 때문에 보정율의 세분화가 필요하다고 판단하였다. 앞서 3.1의 근접도 평가 범위의 적정성 검증의 해석결과 값과 ‘도시철도 인접굴착공사 관리실무(SMRT, 2001b)’의 기존 라이닝 증가응력 허용치 기준을 참고하였다(Table 16).
Table 16.
Standards for allowable compressive stress increments of existing operating lines
| B, C, S |
A1, A2 (Transformation of shape, functional decline) |
AA (Crucial) |
| Compressive stress increment (MPa) | Compressive stress increment (MPa) | Compressive stress increment (MPa) |
| 5 | 2 | 1 |
기존터널의 압축응력 증분량 허용기준은 건전도 등급에 따라 3단계로 구분되며, 각각의 압축응력 증분량 허용기준이 선정되어져 있다. 기존 근접도 평가 범위 검증에서는 건전도 AA등급을 기준으로 검토하였기 때문에 A1, A2 등급과 B, C, S 등급의 보정율 산정을 위해 건전도 등급별 적정 이격거리를 검토하였다. A1, A2 등급은 휨 압축응력 증분량이 2.0 MPa 이하인 지점까지 대책시공 범위, 휨압축응력 증분량의 차이가 0.2 MPa 이하인 지점까지 주의시공 범위로 선정하였고 B, C, S 등급은 휨 압축응력 증분량이 5.0 MPa 이하인 지점까지 대책시공 범위, 휨압축응력 증분량의 차이가 0.5 MPa 이하인 지점까지 주의시공 범위로 선정하였다(Table 17과 18).
Table 17.
Appropriate distance by soundness grade
Table 18.
Compressive stress increment results according to structural weak sections
근접도 범위 보정율을 산정하기 위하여 건전도 AA등급을 기준으로 A1, A2등급과 B,C,S등급의 적정 이격거리에 대한 감소비율을 보정율로 반영하였다(Table 19).
Table 19.
Proximity correction rate according to the aging section of the structure
| Category | Proximity correction rate according to the aging section of the structure | |
| B, C, S | A1, A2 | |
| Top 3.0D | -30% | -10% |
| Top 1.5D | -60% | -30% |
| Bottom 2.0D | -50% | -20% |
| Bottom 3.5D | -20% | -10% |
3.2.5 근접도 평가 보정율 요약
압축응력 증분량 허용기준을 활용하여 수치해석을 통해 암반등급, 지질적 취약구간, 구조적 취약구간, 구조물 노후구간에 대하여 총 4개의 근접도 보정 단계를 선정하고 각각에 대한 세부 보정율을 제안하였으며, 설계 활용의 용이성을 고려하여 세부 보정율을 반영한 보정이격거리를 제안하였다(Table 20과 21).
Table 20.
Proximity evaluation correction rate calculation result
Table 21.
Proximity assessment correction distance calculation results
4. 근접도 평가기준 개선(안) 검증
4.1 도시기반시설 근접도 평가 재검토
기존터널 하부로 신설터널이 굴착되는 근접시공 조건의 검토대상구간에 대한 근접도 평가를 재수행하였다. 3장에서 제안한 근접도 평가기준(안)을 반영하여 Table 22와 같이 재평가를 수행하였다.
Table 22.
Proximity re-evaluation status
근접도 평가기준 개선(안) 반영 결과, 암반Ⅳ등급 구간은 주의시공 범위에 위치하고 파쇄대 구간은 대책시공 범위에 위치하는 것을 확인하였다. 주의시공 범위는 기존 구조물에 영향을 미칠 가능성이 있는 범위이고, 대책시공 범위는 기존 구조물에 영향을 미치는 범위이므로 두 구간에 대하여 추가적인 보강이 필요한 것으로 판단되었다. 주의시공 범위의 경우 기존터널에 발생하는 영향을 최소화하기 위해 숏크리트를 2패턴 상향하여 보강하고, 대책시공 범위의 경우 기존터널에 직접적인 영향을 미치기 때문에 숏크리트 뿐만 아니라 보조공법 또한 2패턴 상향하여 보강하여야 할 것으로 판단되었다. 다만 PPT-5,6패턴에 대해서는 2패턴씩 상향 시킬 상위 패턴이 없기 때문에 5패턴은 숏크리트를 상위 패턴과 동일하게 고강도 숏크리트로 적용하고 숏크리트 두께를 160 mm에서 250 mm로 증가시켰고, 6패턴은 숏크리트 두께를 160 mm에서 250 mm로 증가시키고 보강공법 또한 소구경(120°)에서 대구경(180°)로 상향 적용하였다. 새롭게 제시한 근접도 평가기준(안)에 따라 변경된 터널 보강계획의 적정성을 검증하기 위해 수치해석을 수행하였다.
4.2 안정성 검토를 통한 적정성 검증
4.2.1 2차원 안정성 검증
터널 안정성 확보에 대한 우려로 인해 PPT-5,6패턴의 숏크리트 두께를 250 mm로 증가시키고 PPT-6패턴의 보조공법을 대구경 강관보강(180°)로 상향하여 재검증을 수행하였으며, 수치해석 결과를 Table 23과 24와 같이 정리하였다.
Table 23.
Proximity correction rate according to the aging section of the structure
Table 24.
Results of 2D stability review of existing operating lines
안정성 검토 결과, 보강 전 허용값을 초과하였던 지보재 응력은 허용값 이내로 기존터널과 신설터널의 안정성 확보가 가능한 것으로 검토되었다.
4.2.2 3차원 안정성 검증
암반Ⅳ등급 구간과 단층파쇄대 구간에 대해 추가보강을 반영하여 3차원 안정성 검증을 수행하였다. 검토구간의 지반특성과 기존 구조물의 현황을 고려하여 Fig. 6과 같이 3차원 모델링을 수행하였다. 신설터널에 대한 안정성 검토를 위해 터널 변위 및 지보재 응력(숏크리트 휨압축응력, 록볼트 축력 등)을 검토하고, 기존터널(본선박스)의 구조물 사용성(최대침하량, 각변위 등)에 대한 검토를 수행하여 수치해석 결과를 Table 25와 26 같이 정리하였다.
안정성 검토 결과, 기존터널과 신설터널에 발생하는 변위는 허용값 이내로 검토되었으며 지보재 응력은 허용값 이내로 기존터널과 신설터널의 안정성 확보가 가능한 것으로 검토되었다.
Table 25.
Results of 3D stability review of existing operating lines
Table 26.
Results of 3D stability review of existing operating lines
5. 결 론
본 연구의 검토구간은 현재 운행 중인 서울지하철 직하부로 신설터널(수도권광역급행철도 00공구) 굴착이 계획되었으며, 해당 구간은 암반Ⅳ등급 구간과 파쇄대 출현 예상구간으로 열차가 운행 중인 지하철 구조물과 궤도의 안정성 확보를 위하여 검증이 필요하였다. 기존터널의 안정성을 평가하기 위해 수치해석을 수행한 결과 일부 지보재 응력이 허용값을 초과하여 안정성 확보를 위한 추가적인 보강이 필요한 것으로 검토되었다. 이러한 결과를 토대로 기존터널 교차시공에 따른 근접도 평가 범위를 보정하고, 보정된 근접도 평가 결과에 따라 지보량을 증대하고자 하였다.
터널 위치관계에 따라 영향범위를 파악하기 위하여 기존터널 상부 및 하부에 각각 0.5D ~ 5.0D만큼 이격된 위치에 신설터널을 굴착하는 조건으로 수치해석 검증을 수행하였다. 검증결과 기존의 근접도 평가기준과 동일하게 상부는 1.5D, 하부는 2.0D까지 기존터널에 영향을 끼쳤으며 상부는 3.0D, 하부는 3.5D 이상 이격되면 기존터널에 미치는 영향이 미소한 것으로 검토되었다. 그러나 기존의 근접도 평가기준에는 파쇄대 등과 같은 지질조건에 대한 보정율을 제시하지 않았으며 보정율이 세분화 되어 있지 않았다. 따라서 본 연구에서는 암반등급, 지질적 취약구간, 구조적 취약구간, 구조물 노후구간에 대하여 총 4개의 근접도 보정 단계를 선정하고, 각각에 대한 세부 보정이격거리를 제안하고 수치해석 검증을 수행하였다. 결론을 요약하자면,
첫 번째, 암반등급에 따른 보정율을 선정하기 위하여 암반등급 별로 유형을 구분하여 각각에 대한 수치해석을 수행하였다. 암반Ⅲ등급 구간의 기존 구조물 휨압축응력 증분량과 다른 암반등급 구간의 휨압축응력 증분량을 비율로 환산 후 이격거리에 반영하여 보정이격거리로 제안하였다.
두 번째, 지질적 취약구간의 보정율을 선정하기 위하여 파쇄대의 유무를 구분하여 수치해석을 수행하였다. 구조물 중심부에 수직 파쇄대를 가정하여 파쇄대가 없는 경우를 기준으로 지하수 영향이 없는 파쇄대가 있는 경우와 지하수 영향이 있는 파쇄대가 있는 경우의 기존 구조물 휨압축응력 증분량의 증가량을 비율로 환산 후 이격거리에 적용하여 보정이격거리로 제안하였다.
세 번째, 구조적 취약구간의 보정율을 산정하기 위하여 횡갱의 유무를 구분하여 수치해석을 수행하였다. 횡갱이 없는 경우와 횡갱이 있는 경우의 기존 구조물 휨압축응력 증분량을 비율로 환산 후 이격거리에 적용하여 보정이격거리로 제안하였다.
네 번째, 구조물 노후구간의 보정율을 선정하기 위하여 기존 구조물의 건전도 등급에 따른 증가응력 허용치를 고려하여 수치해석을 수행하였다. ‘도시철도 인접굴착공사 관리실무(SMRT, 2001b)’의 기존 라이닝 증가응력 허용치 기준을 참고하여 건전도 AA 등급을 기준으로 A1, A2 등급인 경우와 B,C,S 등급인 경우의 적정 이격거리에 대한 감소량을 보정이격거리로 제안하였다.
이번에 제안한 근접도 평가 보정율을 검토 구간에 적용하여 검증한 결과 암반Ⅳ등급 구간의 근접도 평가는 일반시공에서 주의시공으로 변경되었고, 파쇄대구간의 근접도 평가는 일반시공에서 대책시공으로 변경되어 추가적인 보강이 필요한 것으로 나타났다. 근접도 평가 결과에 따라 해당 구간 PPT-5,6패턴의 숏크리트 두께를 250 mm로 상향하고 PPT-6패턴의 보조공법을 대구경 강관보강(180°)로 상향하여 수치해석을 수행한 결과 신설터널과 기존터널 모두에서 안정성이 확보되는 것으로 검토되어 제안한 근접도 평가 보정율은 적정한 것으로 검토되었다.
결론적으로 이번 연구를 통해 암반등급, 지질적 취약구간, 구조적 취약구간, 구조물 노후구간에 대하여 총 4개의 근접도 보정 단계를 선정하고 각각에 대한 세부 보정율을 반영하여 다음과 같이 근접도 평가기준 개선(안)을 제안하였다(Table 27).
