터널의 이론과 실무를 체계적으로 정리하다!

지상공간 부족에 대한 대안과 갈등 해소책으로서 터널의 수요는 앞으로도 확대될 것이다. 그러나 기존 공학 교육 체계만으로는 산업이 요구하는 수준의 터널 전문 인력을 양성하지 못한다는 질타가 일곤 했다. 터널 지식은 역학적 지식과 공학적 요소를 모두 포함하며, 터널의 형성원리부터 거동 및 유지관리까지, 선행해서 학습할 과목과 학문의 범위가 광범위하다. 또한, 터널 기술에 대한 정보와 지식은 넘쳐나지만, 지식이 체계적으로 정리되지 않고, 연결되지 못하여, 단편적 지식과 암묵지 형태로 전수되는 경향이 지배적이었다.

이에 터널의 계획과 설계, 공사관리 실무를 경험하고, 관련 연구와 자문을 수행하며, 터널과 지하공간 권위자로 인정받고 있는 신종호 교수가 터널학습을 위한 터널지식의 체계화를 시도하였다. 그는 기초지식과 전문지식이 혼재된 터널 지식체계를 터널의 형성원리 및 터널거동이론인 ‘터널역학(mechanics)’, 그리고 터널의 계획, 조사, 시공, 유지관리 실무를 포함하는 ‘터널공학(engineering)’을 ‘터널 역공학(tunnelling mechanics and engineering)’이라는 새로운 틀로 구성하여 터널의 거동이론과 공학적 구현과정에 대한 직관력, 그리고 실무의 전문가적 기초소양을 함양할 수 있는 학습체계를 제안하였다.

학부생은 물론이며, 현장의 실무자들도 터널에 대한 전문가적 기초소양을 다지는 지침서로서 이 책이 도움이 되기를 기대한다.

건국대학교 사회환경공학부 교수다. 한국공학한림원 정회원. ICE Fellow Member(FICE). Editor-in-chief, Int. Jnr. ‘Geomechanics and Engineering’. 토목(토질및기초)기술사

고려대학교 토목공학과. KAIST 토목공학과, MSc. Imperial College, London, UK, PhD

대우엔지니어링. 서울특별시(지하철건설본부, 청계천복원사업담당관). 대통령실 국토해양/지역발전비서관. 국가건축정책위원회/지역발전위원회 기획단장. (사)한국 터널지하공간학회 회장(12대)

<주요 저서>
· 터널역학 Tunnel Mechanics, 2020, 도서출판 씨아이알.
· 터널공학 Tunnel Engineering, 2020, 도서출판 씨아이알.
· 전산지반공학, 2015, 도서출판 씨아이알.
· 지반역공학 I : 지반거동과 모델링, 2015(개정), 도서출판 씨아이알.
· 지반역공학 II : 지반해석과 설계, 2015, 도서출판 씨아이알.

Chapter 01 왜 터널인가?

1.1 왜 터널 · 지하공간인가?
1.2 터널 건설기술 tunnelling technologies

Chapter 02 터널거동의 이론해석

2.1 터널굴착의 이론 모델링
2.2 등방응력조건 터널의 탄성거동 : 탄성원통이론
2.3 이방응력조건 터널의 탄소성 거동 : 평판 내 공동이론
2.4 터널 굴착에 따른 지반-지보재 상호거동 이론
2.5 터널 라이닝 단면력의 이론해석

Chapter 03 터널의 굴착 안정

3.1 터널의 붕괴 특성과 굴착안정성 검토
3.2 터널 파괴거동의 이론적 고찰
3.3 연약지반 터널의 굴착 안정 검토
3.4 암반터널의 안정 검토
3.5 터널굴착에 따른 지표거동과 인접 구조물 안정 검토

Chapter 04 터널의 수리와 수리적 안정성

4.1 터널 건설과 지하수 거동
4.2 터널 수리거동의 이론해
4.3 터널의 수리와 방배수 원리
4.4 터널의 수리열화
4.5 터널의 수리 안정성

Chapter 05 터널의 수치해석과 설계해석

5.1 터널 수치해석 개요
5.2 터널 수치해석(유한요소해석)의 기본이론
5.3 터널의 수치해석 모델링과 굴착안정해석
5.4 터널 라이닝 구조해석 : 라이닝 설계
5.5 터널 수리거동의 수치해석
5.6 터널 수치해석의 오류검토와 결과 정리
5.7 수치해석에 의한 터널 설계해석 실습

Chapter 06 터널 프로젝트와 터널의 계획

6.1 터널 프로젝트의 구상과 기획
6.2 터널 프로젝트를 위한 조사
6.3 터널의 계획
6.4 터널공사의 작업환경과 안전관리 계획

Chapter 07 관용터널공법

7.1 관용터널공법의 원리
7.2 관용터널공법의 굴착설계
7.3 관용터널공법의 굴착시공
7.4 관용터널공법의 지보재 시공
7.5 터널공사의 계측관리

Chapter 08 TBM 공법

8.1 TBM의 굴착 메커니즘과 적용성
8.2 TBM 공법의 장비구성과 굴착능력 검토
8.3 Gripper TBM 공법의 굴착시공과 지보재 설계
8.4 쉴드 TBM 공법의 장비선정과 세그먼트 라이닝 계획
8.5 쉴드 TBM의 시공

Chapter 09 특수 및 대안 터널공법

9.1 특수 · 대안 터널공법의 선정과 적용조건
9.2 얕은 중 · 소규모 터널 비개착공법
9.3 대형단면 특수터널공법
9.4 대안 터널공법-개착 및 매입형 터널공법

Chapter 10 터널의 운영과 유지관리

10.1 터널의 운영과 유지관리 체계
10.2 터널의 변상 원인과 특성
10.3 터널의 구조적 변상대책
10.4 터널의 수리열화와 손상대책
10.5 운영 중 터널의 근접영향 관리

APPENDIX 터널 설계 해석 실습
A.1 터널의 단면 작도
A.2 굴착 수량산출
A.3 굴착 안정해석
A.4 터널 라이닝 구조해석
A.5 터널의 수리해석