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김동규,임민진 사단법인 한국터널지하공간학회 2017 한국터널지하공간학회논문집 Vol.19 No.6
The objective of this study was to evaluate the freezing and thawing resistance of the existing drainage system for leakage treatment of underground concrete structures operating in cold regions. The freezing and thawing test was conducted on 4 types of drainage system specimens to evaluate the freezing and thawing resistance of the drainage system. The freezing and thawing resistance was evaluated on 4 types of Hotty-gel, as a waterproofing material, connection methods and on two methods to fix the drainage board with Hotty-gel on the surface of cement concrete specimen. One cycle of the freeze-thaw testing was 48 hours (24 hours of freezing and 24 hours of thawing), and the temperatures of freezing and thawing were at -18°C and 10°C, respectively. Among the 4 types of Hotty-gel connection methods, leakage occurred after 28 cycles (8 weeks) of freeze-thawing only in the Hotty-gel connection method with the ‘V’ groove applied to the corner of the drainage board. No leakage occurred in the 3 types of Hotty-gel connection methods. In two fixing methods, leakage occurred in the method of fixing the drainage board on the cement concrete specimen using the washer, screw and plastic wall plug. Leakage occurred at one point after 10 cycles (3 weeks) of freezing and thawing. After 28 cycles (8 weeks) of freezing and thawing, leakage point increased to 5 points. As time passed, the leak point was not increased, but the amount of leakage was increased at each leak point. The Hotty-gel connection method with cross-sectional diagonal shape was evaluated to be the highest in the production efficiency considering the production time and manufacturing method of the Hotty-gel connection shape. In the construction efficiency considering the construction time and construction method, the fixing method of air nailer, fixed nail and washer was superior to that of the washer, screw and plastic wall plug. 본 연구의 목적은 한랭지역에서 운용중인 지하 콘크리트 구조물에서 발생한 누수를 처리하기 위하여 기존 유도배수시스템의 동결융해 저항성을 평가하는 것이다. 유도배수시스템의 동결융해 저항성을 평가하기 위하여 4가지 종류의 유도배수시스템 시험체를 제작하여 실내 동결융해 실험을 수행하였다. 유도배수판의 모서리 부분과 유도배수판 연결부분에적용할 방수재료인 Hotty-gel의 4가지 연결 방법에 대한 동결융해 저항성을 평가하였다. 또한 Hotty-gel이 부착된 유도배수판을 콘크리트 시편 표면에 고정시키 위한 2가지 방법에 대하여서도 동결융해 저항성을 평가하였다. 실내 동결융해실험에서 1 cycle은 48시간(동결 24시간과 융해 24시간)을 적용하였고 동결과 융해 온도는 각각 -18°C와 10°C를 적용하였다. 4가지 종류의 Hotty-gel 연결 방법 중 유도배수판 모서리 부분에 적용된 ‘V’자형 홈을 가진 Hotty-gel 연결 방법에서만 동결융해 28 cycles (8 weeks)후 누수가 발생하였다. 나머지 3가지 종류의 Hotty-gel 연결 방법들에서는 누수가발생하지 않았다. 2가지 고정방법 중 와셔, 나사못 및 칼브럭을 이용하여 유도배수판을 콘크리트 시편에 고정시키는 방법에서 누수가 발생하였다. 동결융해 10 cycles (3 weeks) 후 1개 지점에서 누수가 발생하였고 동결융해 28 cycles (8 weeks) 후에는 총 5개 지점에서 누수가 발생하였다. 시간이 경과함에 따라 누수 지점은 증가되지 않았지만 각각의 누수지점에서 누수량이 증가되었다. 공압타카, 타카핀 및 와셔를 사용한 고정방법에서는 누수가 발생하지 않았다. Hotty-gel 연결 형상의 제작 시간 및 제작 방법을 고려한 제작 효율성에서 Hotty-gel 가로면 대각선 형상이 가장 높게 평가되었다. 고정방법에서 시공 시간 및 시공 방법을 고려한 시공 효율은 공압타카, 타카핀 및 와셔를 사용한 방법이 우수하였다.
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운영중인 지하구조물의 누수처리를 위한 유도배수공법의 개선
김동규,임민진 사단법인 한국터널지하공간학회 2017 한국터널지하공간학회논문집 Vol.19 No.4
The objective of this study is to propose a modification of the previously proposed drainage system for catching the partial leakage of underground concrete structures. Two techniques were proposed for applying the drainage system only to the leaking parts. One was for conveying leaking groundwater to the collection point in the drainage system and the other was for conveying the collected groundwater to the primary drainage system of the underground concrete structure. Four waterproofing materials for conveying leaking groundwater to the catchment point of the drainage system, Durkflex made of porous rubber material, KE-45 silicone adhesive with super strong adhesion, Hotty-gel made of polymeric materials and general silicone adhesive were evaluated for waterproofing performance. Hotty-gel only showed perfect waterproof performance and the other three waterproof materials leaked. The modified drainage system with Hotty-gel and drainage pipe with fixed saddle to convey the leaking groundwater from the catchment point to the primary drainage system were tested on the concrete retaining wall. The waterproof performance and the drainage performance were evaluated by injecting 1,000 ml of water in the back of the modified drainage system at the 7-day, 14-day, 21-day, 28-day, 2-month and 3-month. There was no problem in waterproof performance and drainage performance of the modified drainage system during 3 months. In order to evaluate the construction period and construction cost of the modified drainage system, it was compared with the existing leaching repair method in surface cleaning stage, leakage treatment stage, and protective barrier stage. Total construction period and construction cost were compared in considering the contents of work, repair material, construction equipment, working time, and total number of workers. As a result of comparing and analyzing in each construction stage, it was concluded that the modified drainage system could save construction period and construction cost compared to the existing leaching repair method. 본 연구의 목적은 지하 콘크리트 구조물에서 부분적으로 발생하는 누수를 처리하기 위하여 기존에 제안된 전단면 유도배수시스템을 수정하여 제안하는 것이다. 누수된 부분에만 유도배수시스템을 적용하기 위하여 누수된 지하수를 유도배수시스템내에서 집수 지점으로 유도하는 기술과 집수된 지하수를 지하 콘크리트 구조물의 배수 시설로 이동시키기 위한기술을 추가 제안하였다. 유도배수시스템내로 누수된 지하수를 집수 지점으로 유도하기 위한 4가지 방수 재료들, 즉, 다공질의 고무 재료인 Durkflex, 초강력 접착력을 가진 KE-45 실리콘 접착제, 폴리머 계열 재료인 Hotty-gel 및 일반 실리콘 접착제에 대한 성능 평가를 수행하였다. 방수 재료 Hotty-gel만 완벽한 방수 성능을 보였고 나머지 3가지 방수 재료들에서는 누수가 발생하였다. 선정된 방수 재료 Hotty-gel과 집수 지점에서 배수시설로 누수된 지하수를 이동시키기 위한배수관 및 고정 새들(saddle)을 추가한 유도배수시스템을 콘크리트 옹벽에서 시험 시공하였다. 재령 7일, 14일, 21일, 28 일, 2개월, 및 3개월에 수정된 유도배수시스템 배면에 1,000 ml의 물을 주입하여 방수 성능과 유도배수 성능을 평가하였다. 재령 3개월까지 방수 성능 및 유도배수 성능에는 전혀 이상이 없는 것으로 확인되었다. 수정된 유도배수시스템의 총공사 기간 및 공사비에 대한 평가를 위하여 표면 정리 단계, 누수 처리 단계 및 단면 복구 단계별로 기존 누수 보수 공법과비교하였다. 작업 내용, 보수 재료, 시공 장비, 작업 시간, 작업 인원 등을 고려한 개략적인 총 공사 시간 및 공사비에 대하여 비교하였다. 각 시공 단계별로 비교 분석한 결과 수정된 유도배수시스템은 기존의 누수 처리 공법보다 총 공사 기간및 공사비를 절감할 수 있을 것으로 판단되었다.
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운영중인 지하구조물 누수처리를 위한 유도배수공법 개발 및 성능 검증
김동규,임민진,Kim, Dong-Gyou,Yim, Min-Jin 한국터널지하공간학회 2017 한국터널지하공간학회논문집 Vol.19 No.3
본 연구에서는 지하 콘크리트 구조물 내로 누수된 지하수를 유도하여 배수하는 유도배수공법을 제시하였다. 유도배수공법은 유도배수판, 철망, 고정핀, 광물질 혼입 모르타르로 구성된다. 시공성 향상을 위하여 유도배수판 및 철망은 공압타카와 고정핀를 사용하여 콘크리트 표면에 부착하였다. 고로슬래그미분말을 30% 혼입한 모르타르는 뿜어 붙임 모르타르 장비를 사용하여 유도배수판 및 철망 표면에 타설하였다. 유도배수공법의 현장 시공성 및 성능 검증을 위하여 재래식 콘크리트라이닝 터널과 콘크리트 옹벽에서 시험시공을 수행하였다. 시험시공 완료 3년 후 유도배수공법은 성능저하의 문제점이 없는 것으로 판단되었다. 재령 14일과 3년에 뿜어 붙임 모르타르의 부착력 실험을 수행하였다. 유도배수판 표면에 철망을 적용한 경우 뿜어 붙인 모르타르의 부착력은 재령 14일에 1.04 MPa, 재령 3년에 1.46 MPa로 측정되었다. 철망을 적용하지 않은 경우의 부착력은 재령 14일에 1.13 MPa로 측정되었지만, 재령 3년에는 0.89 MPa로 기준 부착력 1 MPa보다 낮게 측정되었다. In this study, drainage systems were proposed to drain the leakage of groundwater in the existing underground concrete structures. The system consists of drainage board, wire mesh, fixed nail, and mortar with mineral. In order to increase constructability, the drainage board and wire mesh were attached on the surface of cement concrete using the air nailer and fixed nail. The mortar with 30% of blast furnace slag was sprayed on the drainage board and wire mesh using the spray mortar equipment. The field test construction was carried out in a conventional concrete lining tunnel and concrete retaining wall for performance verification of the drainage system in the field. There was no problem with performance degradation in the drainage system for three years after construction. The bond strength tests were performed on the sprayed mortar at 14 days and about 3 years after field test construction. In case of attaching the wire mesh on the drainage board, the bond strengths of the sprayed mortar were 1.04 MPa at 14 days and 1.46 MPa about 3 years. In case of the drainage board without the wire mesh, the bond strengths of the sprayed mortar were 1.13 MPa at 14 days and 0.89 MPa, less than 1 MPa of bond strength criteria, about 3 years.
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