터널설계의 모든 것

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터널설계의 모든 것에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 개요 및 현황

2. 암반분류

3. 터널의 내공단면과 표준단면

4. 터널의 안정성 해석 및 검토

5. NATM의 굴착 및 발파공법

6. 지보공

7. 보조공법

8. 갱문

9. 방·배수공

10. 터널 복공 설계

11. 계측의 정의 및 목적

12. 환기

13. 전기

* 유지관리 및 보수와 보강 *

본문내용

경이 34~49mm인 강관 파이프를 굴진 길이의 2~3배 길이로 터널단면 주위에 30~60cm 간격으로 타설 한다. 이것의 타설 범위는 선수봉과 같이 중복되게 시공하면 더욱 효과적이다. 이 미니 파이프는 선행하여 집수하는 목적으로도 사용되며 수발의 역할도 한다. 그 외에 애추 지대의 점착력이 없고 자립하기 어려운 원지반에서 파이프에 약 20cm 간격으로 구멍을 뚫어 삽입한 후 밀크를 주입하여 원지반을 굳게 함과 동시게 붕락 방지의 역할도 한다. fore poling과 마찬가지로 줄눈 현상에 의하여 파이프보다 아래쪽 지반이 박락하여 과잉 굴착되는 경우가 있기 때문에 타설 각도는 수평을 이루는 것이 좋다.
7.1.1.3 시트파일(sheet pile)
암반조건이 나쁜 토사지반에서는 막장을 보호하기 위하여 시트파일을 굴착면 바깥둘레에 따라 직접 타설하기도 한다.
선수봉은 봉부재로 쏠장질하는데 비하여 시트파일을 폭 15~20cm되는 사각형 부재로 넓은 면을 지지하는 것이다. 그러나 타설이 어렵고 암반을 손상시키기 쉽기 때문에 시공 전에 그 시공성을 확인하여야 한다.
숏크리트 시공 시에는 이들 지보재와 암반과의 사이에 공극이 발생하기 쉽고 밀착성이 나쁘기 때문에 뒤쪽 공극에 모르타르 또는 시멘트 밀크의 충전여부를 검토해야 할 필요가 있다. 따라서 긴급한 때를 제외하고는 사용하지 않는다.
7.1.2 막장면의 안정
막장면의 안정은 기본적으로 굴착단면을 분할하여 노출면적을 작게하는 것이 원칙이다. 그러나 시공상 필요한 단면은 확보해야 하므로 일반적으로 굴찰단면이 결정되면 다음과 같은 방법으로 시공한다.
(1) 막장면을 굴착직후에 숏크리트로 2~5cm두께로 덮는다.
(2) 막장면을 안전구배로 높인다.
(3) 핵을 남긴다.
(4) 1회의 굴진장을 짧게 한다.
(5) 록볼트 등으로 막장면을 보강한다.
(6) 압기 공법, 약액 주입고업, 동결공법 등의 특수공법을 병용하여 안정을 도모한다.
7.1.2.1 막장면의 숏크리트(face shotcrete)
미고결 지반이나 팽창성 암반과 같이 취약한 지반에서는 한 사이를 작업하는 사이에 암반이 현저히 약화되어 작은 붕락이 큰 붕락으로 연결되는 수도 있다. 이와 같은 경우에는 굴진 작업시 마다 막장이 상황에 따라 막장면에 수 cm의 숏크리트를 덮어 씌워 막장의 안정을 도모한다.
그림 7-4와 같이 이 방법은 대단히 쉽고 효과도 높다. 특히 오랫동안 굴착작업이 중단되는 경우에는 그 기간 주에 막장이 강도 약화를 방지할 목적으로 막장면 전체에 숏크리트를 타설한다.
7.1.2.2 막장면의 록볼트(Face Rock Bolt)
막장면이 굴찰된 터널 쪽으로 밀려나옴을 방지하기 위한 막장 강화대책의 하나로써 막장에 록볼트를 타설하여 막장의 안정을 얻으려는 방법이다. 암반의 상황에 따라 타설하는 록볼트의 개수와 설치간격이 결정되며, 막장면 일부에 설치하는 경우와 전면에 설치하는 경우가 있다. 록볼트의 길이는 막장 굴착 시 이전에 타설한 볼트가 충분히 암반에 남아 있어서 효과적으로 작용할 수 있는 길이가 요구되는데 보통 1회 굴진장의 3배 정도로 한다. 여기서 쓰이는 록볼트의 재질은 비교적 쉽게 절단되는 글라스 화이버(glass fiber) 록볼트를 사용한다.
7.2 용수처리
터널의 용수처리는 시공성 또는 마무리의 품질에 미치는 영향이 매우 크다. 용수는 숏크리트를 씻어 내리고, 부분적인 박리가 일어나게 하며, 숏크리트의 리바운드율도 크게한다.
용수에는 사질토 등에서 일어나는 유사현상을 동반한 용수 또는 경암의 원지반에서 집중적으로 뿜어 나오는 경우가 절리가 많은 원지반 전체에서 솟는 경우 등 여러 가지가 있으며 양적으로 용수, 적수, 침수로 구별하여 적절한 용수대책을 강구하기 위해서는 지질조사를 기본으로 한 지질구조, 암반절리, 파쇄대, 용수량 등의 충분한 파악이 필요하다.
7.2.1 지수 및 차수공법
7.2.1.1주입공법
지반중에 시추공으로 천공하고 공내에 시멘트나 물유리(water glass), 기타 약액을 주입하여 고결시켜 지반내의 각종 균열이나 틈을 충전함으로써 지수와 차수, 지반강화 및 변형방지를 목적으로 주입공법을 시행한다.
7.2.1.1.1 지반 주입제의 분류
주입제의 분류방법에는 재료, 반응형태, 시공방법, 토질의 적용성 등에 의해 여러 가지가 있지만 반응형태에 따라 표 7-1과 같이 분류하며 일반적으로 비약액계인 시맨트 및 벤토나이트는 암반내 지반강화 및 차수목적으로 사용된다. 그리고 물유리계는 점토, 실트, 모래 및 자갈층에 이르는 토질에 대하여 지반강화 및 차수목적으로 사용된다.
지반주입제
비약액계(시멘트,점토계)
시멘트
벤토나이트(bentonite)
시멘트+벤토나이트
모르타르
기타
약액계
물유리계
알카리계
현탁형
물유리+시멘트
물유리+시멘트+슬레그
용액형
물유리+산성반응제(무기질,유기질)
물유리+금속염반응제
물유리+알카리반응제
비알카리계
현탁형
실리카졸+슬레그+시멘트
용액형
물유리+산성반응제(직접법)
실리카졸+알카리반응제(간접법)
고분자계
아크릴아이드계
우레탄계
요소계
기타
기타
점토+물유리
시멘트+점토+물유리
기타
7.2.1.1.2 주입방법의 선정
지반주입제의 주입방법과 이에 적합한 주입제의 종류를 조합하면 표 7-2와 같다.
표 7-2 주입방법과 적절한 주입제
주입방법
주입계
로드(rod)방법
유기계 물유리 용액형
스트레이너(strainer)방법
무기계 현탁형 물유리
2중관 더블팩커(double packer)방법
메우기 주입:시멘트계 그라우트
침투주입:유기계물유리 용액형,산성실리카졸,중성점토,점토
2중관 스트레이너 방법(단상형)
무기계 물유리 용액,중성실리카졸,유리계 물유리
2중관 스트레이너 밥법(복상형)
1차주입:알카리 영역의 무기계 물유리 또는 유기계 물유리,중성 실리카졸
2차주입:산성실리카졸,유리계물유리
7.2.1.1.3 주입범위의 결정
주입범위를 산정하기 위해서는 지반 및 수리학적인 계산을 바탕으로 하고 여기에 안전율을 고려하여 결정하지만 주입으로 계량된 지반의 공학적 특성파악이 어렵고, 안정조건의 해석에 이용되는 계산식이 실제조건과 차이가 있으며, 개량지반의 불균질 등 어려움이 있어 계산결과만으로 주입범위를 결정하는데는 문제가 이

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터널,   터널설계,   터널공사,   터널시공예,   설계