2011년도 설계실무자료집 - 포장공

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6-6 터널내 시멘트 안정처리필터층 두께 검토 설 계 처-2644

(2011. 11. 3)

I 목 적

터널내 원활한 배수를 위해 설치하는 시멘트 안정처리 필터층의

시공여건, 용출수량 등을 고려한 합리적 두께 적용방안을 검토함

으로써 시공성과 경제성을 증진코자 함

〈감사지적내용〉

포장 설계, 시공, 유지관리실태 감사 (2010. 8)

터널내 필터층 설계시, 시공여건, 용출수량 발생 정도 등을

종합적으로 고려하여 필터층 최소두께 적용기준을 재검토

※ 터널부 시멘트안정처리 필터층의 기능

- 펌핑현상 발생으로 인한 침식 방지

- 함수량 변화에 의한 강도저하 감소

- 터널내 포장의 내구성 증가

콘크리트 슬래브(28∼33cm)

시멘트안정처리 필터층(15∼25cm)

II 관련기준

□ 터널내 포장설계 지침 (국토해양부 2005)

o 시멘트 안정처리 필터층의 두께

- 설계시 용출수량을 파악하기 어려우므로 최소값 15cm 적용

- 시공시 용출수량의 정도에 따라 조정(아스팔트 포장도 동일)

 

용수량(㎥/분/km)	필터층 두께	비 고
0.5 미만	15cm
0.5 ~ 1.5	20cm
1.5 초과	25cm

 

 

□ 터널내 포장설계 기준 검토 (한국도로공사 설계처-1336, 2006)

o 시멘트 안정처리 필터층의 두께는 용수량을 고려 설계시

20cm 적용 (※ 시공시 용수량에 따라 조정 가능)

o 터널내 용출수량 산정에 대한 별도 검토 시행

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III 현 설계 및 문제점

□ 설계기준의 상충 발생

o 필터층 설계적용 기준

 

구 분	필터층 두께	비 고
국토부 지침	15cm	터널내 포장 설계지침
우리공사 기준	20cm	터널내 포장 설계기준

 

 

o 설계기준이 상이하여 현장적용시 혼란 유발

- 국토부 터널내 포장설계지침과 우리공사 설계기준이 서로 달

라 현장마다 상이하게 적용

[노선별 적용 현황]

 

구 분	시멘트안정처리필터층
	15cm 적용	20cm적용
적용 노선수	3	3
노선명	담양-함양, 목포-장흥 장흥-광양	여주-양평, 신갈-호법 동홍천-인제

 

 

□ 시공중 유출량을 고려한 굴착단면 조정 곤란

o 터널굴착공사는 설계시 결정된 단면으로 굴착되므로 시공중 용출

수량에 따라(특히 용수량이 적을 경우) 굴착단면을 변경하는 것

은 현실적으로 곤란

터널내 시멘트안정처리필터층 두께에 대한 재검토 필요

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IV 검토내용

□ 터널 유출수량 검토

o 운영중 터널에 대한 실제 유출수량 조사자료

[터널유출수 종합관리대책(건설환경실-2409, 2007)]

- 터널 유출수량 : 0.3 ㎥/분/km

- 터널 유출량을 통계분석한 결과, 통상적으로(92%) 0.05 ㎥/분/km

이하이며 최대 0.27㎥/분/km로 검토됨

유출수 원단위 분포 연장별 유출수 원단위

0.05㎥/분/km이하가 92% 최대값 - 0.27㎥/분/km

o 터널 맹암거규격 적용기준 검토 [설계도 10201-259, 2003.9]

- 실측치 및 경험식 검토결과, 유출수량 0.2∼0.5 ㎥/분/km로 조사됨

□ 터널내 필터층 두께 적용

o 터널내 유출수량 최대값이 0.5㎥/분/km 미만이므로, 터널내

포장설계 지침(국토해양부, 2005)에서 제시한 필터층 두께의

최소값인 15cm를 기본값으로 설계 적용

o 시공중 현장에서 측정된 유출량이 설계값을 초과하는 경우

터널내 포장설계지침에 따라 필터층 두께 조정

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□ 필터층 배수시간 검토

- 필터층이 포화된 상태에서 50%배수가 진행되는데 소요되는

시간에 대한 검토 결과, 배수시간이 1.94hr로서 기준 만족

 

구 분	관련기준	검토결과	판 정
필터층 배수시간	2시간 이내	1.94시간	만 족

 

 

※ 암반구간 포장설계 잠정지침(국토해양부, 2007)

□ 필터층 두께감소에 따른 공사비 절감액

 

 

 

구 분	터널 안정처리필터층 두께		절감액
	T=20cm	T=15cm
공사비 (일방향, 1km)	79.2백만원	62.3백만원	▽ 16.9백만원

V 적용방안

□ 설계중인 노선 : 적용

□ 공사중인 노선 : 공사시행부서 검토 후 적용

붙 임 1. 터널 연장별 유출수 검토

2. 필터층 두께 적정성 검토

3. 사업단별 두께 적용 현황

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붙 임 #1

터널 연장별 유출수 검토

□ 터널 연장별 유출수 원단위 검토

o「터널유출수 종합관리대책(한국도로공사 건설환경실-2409, 2007)」에

서 조사된 유출수 자료를 활용

o 500m이하의 터널에서는 0.13㎥/분/km 이하, 500m이상의 터널

에서는 0.27㎥/분/km 이하로서,

o 유출수 원단위는 최대 0.27㎥/분/km로 분석

전체 터널 500m이하 터널

o 최대값 : 0.27㎥/분/km o 최대값 0.13㎥/분/km

500m~1,000m 터널 1,000m이상 터널

o 최대값 0.27㎥/분/km o 최대값 0.15㎥/분/km

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붙 임 #2

필터층 두께 적정성 검토 자료

□ 필터층 배수시간 계산에 의한 검토

o 「암반구간 포장설계 잠정지침(국토해양부, 2007)」의 “필터층의

설계시 필터층이 포화된 상태에서 50%배수가 진행되는데 소

요되는 시간을 2시간 이내로 설계한다” 방법 활용

o 배수시간 계산 조건

노면 횡단, 종단경사 : 2% (가정) 필터층의 투수계수 k : 410m/day

터널 포장층 횡단폭 : 9.1m 유효 공극율 Ne : 0.25 (가정)

필터층의 D30 : 3.5mm 필터층 두께 : 15cm

o 필터층 두께 15cm인 경우 배수시간이 1.94hr로서 2.0hr이내인

것으로 확인

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붙 임 #3

노선별 필터층 두께 적용 현황

 

 

 

 

구 분		설계적용 (cm)	시 공 (cm)
사업단	노 선
냉정-부산	냉정부산	20	미시공
	부산외곽	20	미시공
담양-함양	담양-성산	20	15
목포-광양	목포-장흥	15	15
	장흥-광양	15~20	17~22
상주-안동	상주-영덕	20	미시공
안동-영덕	상주-영덕	20~30	미시공
수도권	여주-양평	20	20
	신갈-호법	공법변경	20
울산-포항	울산-포항	20	미시공
진주-마산	진주-마산	20	미시공
삼척-속초	주문진-속초	20	미시공
함양-성산	담양-성산	20	미시공
	영동-옥천	20	미시공
홍천-양양	동홍천-인제	20	20

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