390 ❙ 터널공

73

터 널 공

고속도로 터널공법(Ex-TM) 수립(안) 설계처-1253

(2015.05.08)

1 수 립 배 경

□ 최근 고속도로 노선의 터널 비율이 증가하고 장대화되는 추세이나,

터널 설계 및 시공은 현장의 다양한 지반조건에 적절하게 대처하지

못하고 획일적인 표준지보패턴을 적용하는 등 과거사례 답습

* 터널비율: 홍천-양양60.8%, 부산외곽42.8%, 함양-울산53.6%등3개노선평균52.5%

□ 이에 현장에서 발생하는 다양한 지반조건에 적절하게 대처하기 위해

설계시 지반조사를 강화하고 탄력적인 지보패턴을 도입하며,

□ 시공시 현장기술자가 매막장 확인 과정에서 굴착당시의 지반특성에

적합한 지보패턴을 결정할 수 있도록

□ 고속도로 터널공법(Ex-TM)을 수립하여 터널 설계 시공 기술의

발전과 선진화를 도모하고자 함

설계단계에서 조사된 자료를 통해 다양한 지보패턴을 제시하고,

시공단계에서는 현장기술자의 판단에 따라 지반특성에 적합한

지보패턴을 결정하여 시공할 수 있도록 하는 한국도로공사의

터널 설계 및 시공관리 방안

고속도로 터널공법 (Ex-TM : Expressway Tunnelling Method )

터널공 ❙ 391

터널공

2 추진경위

□ 2008.11 표준도 개정시 터널 표준단면도 삭제 (설계처-2848)

* 토질조건에 따라 다양한 터널단면 세부설계 시행

□ 2009.07 고속도로 맞춤형 터널설계 가이드라인 발간 (설계처-3663)

* 터널종류, 지반 및 지형조건 등에 따라 안전하고, 경제적인 터널설계 실현

□ 2012.09 터널 계측 품질관리기준 개선 (녹색환경처-3610)

* 계측관리자 고급인력 투입 및 기준 상향 조정, 적정 계측인원 투입

□ 2014.05 터널 설계/시공 최적화 추진방안 (설계처-1417)

* 예비설계 개념 도입 및 로드맵 수립

□ 2014.08 터널 시공관리 개선대책 (건설처-3582)

* 시공 중 막장관리 시스템 구축 등

□ 2014.11 지반조사 신뢰도 향상방안 (설계처-2805)

* 지표지질조사, 물리탐사, 저토피구간 조사기준 강화 등

□ 2015.02 “맞춤형터널설계및시공방안” 자문조치결과통보 (설계처-425)

* 다양한 지반에 맞는 지보패턴 설계 및 시공방안 제시 등

3 현실태 및 문제점

설 계 시

□ 지반조사의 근원적 한계 존재

o 시추(점) 조사와 전기비저항(면) 조사만으로 터널 내부 정밀 확인 불가

- 시추조사의 경우, 지층변화가 심한 국내산악지의 전반적인 현황 파악이 어려움

- 전기비저항 조사는 지하수, 철광석, 송전탑 등의 영향으로 실제지반과 차이 발생

시추조사(점조사) 전기비저항조사(면조사)

392 ❙ 터널공

□ 조사 세부항목 및 분석 미흡

o 터널구간 노두조사 등 상세 지표지질조사 미흡, 물리탐사 측점기준 부재

o 저토피 구간에 대한 조사미흡 및 측량오차 등으로 설계변경 다수 발생

* 고속도로 건설공사 중 최근 5년간 저토피 구간 총사업비 협의 : 6건/160억원

o 전기비저항 결과 위주의 암반분류(확인보링 결과와 상이한 사례발생)

확인보링 3등급

전기비저항 2등급

□ 획일화된 표준지보패턴(5개) 위주의 상세설계

o 지반특성에 맞는 다양한 지보패턴 및 보강방안 제시 미흡

구 분 1 2 3 4 5

RMR 100~81 80~61 60~41 40~21 20이하

개요도

굴착방법 전단면 전단면 전단면 반단면 반단면

굴진장 4.0m (2회) 4.0m 2.5m 1.5/3.0m 1.2/1.2m

숏크리트 5cm(일반) 6cm(강섬유) 9cm(강섬유) 12cm(강섬유) 16cm(강섬유)

록볼트 랜덤(L=3m) 2.0m간격(L=3m) 1.5m간격(L=4m) 1.5m간격(L=4m) 1.2~1.5m간격(L=4m)

강지보 - - - 50×20×30 70×20×30

보조공법 - - - - 포어폴링

* 갱부구, 저토피부 등 연약대는 표준지보패턴 P-6 추가 설계

□ 현장여건의 반영이 어려운 성과품 구성 및 내역체계

o 설계성과품을 확정설계로 인식하여 지반특성보다 성과품 우선경향

o 표준지보패턴별로 내역이 구성되어 단가 개수가 과다하고 정산이

어렵고, 부분보강 등 예비물량이 미반영됨

터널공 ❙ 393

터널공

시 공 시

□ 굴착 전 설계적정성 검토 미흡

o 터널현장에 전담기술자 미상주, 시공자의 터널설계 이해도 부족

o 사전 지반조사시 내역에 반영된 수량 위주의 형식적 조사 및 검토

□ 비전문적인 막장관찰을 통한 암반분류

o 계측용역 초급기술자 등 비전문가에 의한 막장관찰 시행

o 막장관찰 상세기준 및 기존사례 검토를 위한 Data Base 부족

o 막장면의 일부 취약구간을 중심으로 안전측 암반분류

막장관찰 사진 막장관찰도

2타입 4타입

<지보패턴 4타입 판정 및 시공>

□ 굴착 및 보강시 설계 제시 패턴 위주의 보강

o 건설사업단 암판정 분석결과 설계타입 준용이 많음(약 45%)

* 부분보강시 검증 및 정산이 어렵고, 신규단가 발생등으로 적용 기피

o 장비 및 인력조합 등 비용절감에 유리한 P-3 선호(36.8%)

설계시 시공시

P-1~3, RP-1,2

 : 73.1 %

P-4~6, RP-3

 : 26.9 %

P-1~3, RP-1,2

 : 70.2%

P-4~6, RP-3

 :29.8 %

[10개 건설사업단 107개 터널 조사 결과, 2014.01]

o 표준패턴에 의한 굴진장 및 지보보강 준수로 시공성 등 현장개선 의지 미흡

* 예)전단면굴착이 가능하다고 판단되는 지반임에도, 4타입 판정시 반단면굴착 등

394 ❙ 터널공

4 개선방향

□ 터널 설계/시공 흐름 및 Ex-TM 개념

설 계 시 공

기본

계획

조지반사

상설계세

(지보등패턴 )

성과품

작성 

시공전

검토

굴착 및

보강

공동구

/라시이공닝

터널내

포장

부대

시설

기본

계획 고속도로 터널공법(Ex-TM)

공동구

/라시이공닝

터널내

포장

부대

시설

항 목 당 초 Ex-TM

설계

단계

지반조사

o개략 지표지질조사

o물리탐사 측점기준 부재

o저토피구간 조사기준 부재

o정밀 지표지질조사 시행

o물리탐사 측점기준 제시

o저토피구간 조사기준 강화

상세설계

(지보패턴 등)

o표준지보패턴(P-1~5) 위주 설계

-갱구부 등 필요시 P-6 추가

-굴진장 패턴별 정수화

o기본지보패턴(9개)+부분보강패턴

-지반조건에 따라 굴진장 변화, 부분

보강 추가 등 다양한 조합 가능

성과품

작성

o설계성과품을 확정설계로 인식

o표준지보패턴별 내역체계 운영

-패턴별구성으로, 단가개수과다

-부분보강 물량 미반영

o설계성과품을예비설계개념으로작성

o세부공종별 내역체계 변경

-지반에 맞춰 보강 후 정산이 용이

하도록 단가 단순화

시공

단계

시공전

검토

o터널 전담 감독(감리)원 부재

o초급기술자 계측 시행

-막장관찰 업무 병행

o설계수량위주의시추및형식적검토

o전담 감독(감리)원 추가 투입

o계측시 고급기술자 투입

-막장관찰 전담 감리원 시행

o지반조사결과확인등설계적정성검토

굴착 및

보강

o막장관찰도 수기 작성

o일부 형식적인 막장관찰 및 지보

패턴선정

o공사비 정산 어려움

o디지털 매핑 도입

o매막장별 지반상태에 따라 전담

감리원이 지보패턴 결정

o실시공에 따른 공사비 정산

* Ex-TM 업무 흐름도 : 붙임 1

터널공 ❙ 395

터널공

4 주요 개선사항

설 계 단 계

1) 지반조사

□ 노두조사 등 지표지질조사 강화

o 터널 중심 좌우 500m구간 100×100m 간격으로 격자망 구성․조사

o 세부적인 암종 분포도 등 정밀지질도 작성 [단층대 추가 확인]

□ 물리탐사 정밀도 향상을 위한 조사방법별 측점기준 제시

탐사방법 탄성파 탐사 전기비저항 탐사 전자탐사

조사위치 갱구부 토피 100m이하 토피 100~250m 토피 250m초과

조사방법 격자망 조사 터널 방향별 터널 방향별 도로 중심선

측점간격 5m 이내 10m 이내 20m 이내 40m 이내

□ 저토피 구간 조사기준 강화 [시추공 추가, 격자망 물리탐사]

<개념도, 현장지형을 감안하여 시추조사 위치 조정>

▣ 저토피 : 토피고기준

터널직경의 2배미만

▣ 물리탐사 : 종․횡방향

- 20∼30m 간격 격자망

▣ 시추조사 : 20∼30m

- 물리탐사와 동일 선상

▣ 화상정보시험(BIPS)

- 행선별 1회 이상

396 ❙ 터널공

2) 상세설계(지보패턴) [붙임 2]

□ 기본지보패턴(9개)

구분 A B-1 B-2 C-1 C-2 D-1 D-2 E-1 E-2

RMR 100~81 80~71 70~61 60~51 50~41 40~31 30~21 20~11 10이하

개요도

굴진장 4.0m이상 3.5~4.0m 3.0~3.5m 2.5~3.0m 2.0~2.5m 1.5~2.0m 1.5/3.0m 1.2/2.4m 1.2/1.2m

숏크리트 5cm

(일반)

5cm

(강섬유)

6cm

(강섬유)

8cm

(강섬유)

9cm

(강섬유)

12cm

(강섬유)

12cm

(강섬유)

16cm

(강섬유)

16cm

(강섬유)

록볼트 랜덤

(L=3m)

2.5m간격

(L=3m)

2.0m간격

(L=3m)

1.8m간격

(L=4m)

1.5m간격

(L=4m)

1.5m간격

(L=4m)

1.5m간격

(L=4m)

1.2~1.5m

(L=4m)

1.5m간격

(L=4m)

강지보 - - - - (50×20×30) 50×20×30 50×20×30 70×20×30 H-100

보조공법 - - - - - (포어폴링) (포어폴링) 포어폴링 선진보강

* 갱구부(P), 저토피부(L), 토사(S) 등의 연약대 지보패턴은 별도 검토 및 제시

□ 부분보강패턴

o 주절리 각도 및 간격에 따른 변경패턴(안)

구 분 절리각도 30°내외 절리각도 45°내외 절리각도 90°내외

개요도

보통암 우측 록볼트 각도 조정 우측 록볼트 각도 조정 천단 록볼트 각도/간격 조정

연암 우측 록볼트 각도 조정 우측 록볼트 각도/간격 조정 천단 록볼트 각도/간격 조정

o 일부 단층 파쇄 연약대가 있는 경우의 부분보강(안)

구 분 소규모

(파쇄대 폭 1.0m미만)

중규모

(파쇄대 폭 1.0~3.0m)

대규모

(파쇄대 폭 3.0m초과)

개요도

경 암 기본 지보패턴 B

단층부 추가 록볼트

기본 지보패턴 C

단층부 포어폴링+록볼트

기본 지보패턴 E

단층부 강관다단그라우팅

보통암 기본 지보패턴 C

단층부 추가 록볼트

기본 지보패턴 D

단층부 포어폴링+록볼트

기본 지보패턴 E

단층부 선진보강그라우팅

연암 지보패턴 D

단층부 추가 록볼트

지보패턴 E

단층부 선진보강그라우팅

지보패턴 E

천단+단층 선진보강그라우팅

* 단층 파쇄 연약대 보강범위 : 2W = 파쇄대 폭원(W) + 0.5W(양측)

* 추가보강 록볼트는 충분한 정착장을 확보할 수 있도록 길이를 증가하고

설치각도 조정, 필요시(W= 2.0m 이상) 강지보 추가 설치

터널공 ❙ 397

터널공

3) 성과품 작성

□ 예비설계 개념 도입

설계 (예비설계) 시공 (설계확정)

지반특성을고려한기술검토로

다양한 지보패턴 제시

지반조건에 맞춰 시공 후

공사비 정산

□ 성과품 작성 방안

구 분 내 용

설계도면 ○터널지질개요도에 설계시 위치별 지보패턴 미표기

터널해석보고서

○대상터널에 적용 가능한 보강방안 등 기술적인 사항 수록

- 기본 지보패턴, 부분 보강패턴, 연약대 지보패턴

- 수치해석을 통해 천단침하 등 계측관리기준 제시 등

수량산출서

○지반및시공조건에맞춰다양한지보패턴을적용할수있도록산출

- 부분보강수량 추가 반영 등

내역서 및

단가산출서 ○시공수량에 맞춰 정산하기 쉽게 단순화

□ 내역체계 변경 (표준지보패턴별 → 세부공종별) [붙임 3]

o 지반에 맞춰 보강 후 정산이 용이하도록 내역구성(50%이상 축소)

당 초(12개) 변 경(3개)

공 종 명 규 격 단위 공 종 명 규 격 단위

6. OO터널 6. OO터널

05. 록볼트 05. 록볼트

표준단면-1 L=3.0m 조 L=3.0m 공

표준단면-2 L=3.0m 조 L=4.0m 공

표준단면-3 L=4.0m 조 L=5.0m 공

표준단면-4 상부 L=4.0m 조

표준단면-4 하부 L=4.0m 조

표준단면-5 상부 L=4.0m 조

표준단면-5 하부 L=4.0m 조

표준단면-6 상부 L=4.0m 조

표준단면-6 하부 L=4.0m 조

RP-1 L=3.0m 조

RP-2 L=4.0m 조

피난연락갱 L=3.0m 조

[내역체계 개선(안) - 록볼트공종 예]

398 ❙ 터널공

시 공 단 계

4) 시공전 검토

□ 전문인력 투입을 통한 공사계획 수립

o 터널 현장 전문인력 투입

- 터널 감리원(감독원) 추가 투입 [터널 시공관리 개선 대책(건설처-3582, 2014.8)]

•자격기준 : 건설기술자 등급 중급이상

•배치기간 : 터널굴착기간 + 2개월(굴착 전 후 1개월)

•주요업무 : 굴착시 막장관찰(Face Mapping) 업무 수행 및 암판정 시행

※ 원활한 업무 추진을 위해 터널 전문 교육(감독원 터널관리 전문가 과정) 실시

•배치인원 : 해당공구당 1명씩 배치하되, 야간 및 휴일, 주말 등 감독원 미근무시

암판정 업무 등에 공백이 없도록 배치

- 계측시 지반분야 고급기술자 투입 [터널 계측 품질관리기준 개선(녹색환경처-3610, 2012..9)]

•자격기준 : (계측책임자, 비상주)특급기술자 이상, (계측관리자) 고급기술자

•배치인원 : (일방향 1km 미만) 3인 이상, (일방향 1km 이상) 4인 이상

o 공사계획 수립 : 터널공사계획서, 계측계획서 작성 및 확인

□ 지반조사결과 확인 등 설계적정성 사전 검토

o ‘지반조사 표준과업지시서’에 따라 미시추구간 및 기존 조사결과

확인을 위한 시공전 지반조사 시행

o 설계시 조사자료와 상이할 경우 원인을 분석하고, 안정해석 재검토 시행

OO방향

Ⅴ Ⅴ Ⅴ Ⅳ Ⅳ ⅣⅤ Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅳ ⅤⅣ ⅤⅣ Ⅴ

[설계자료와 비교분석 예]

터널공 ❙ 399

터널공

5) 굴착 및 보강

□ 막장관찰 및 암판정

o 디지털 맵핑 방법을 활용한 막장관찰

막장사진 촬영 ➡ Face Mapping(암종/암질/절리 등 입력) ➡ RMR 평가

① 사진촬영 ② 촬영된 사진위에 Face Mapping ③ RMR 평가

막장 촬영 암질 맵핑 절리 맵핑 암종 맵핑 통합 표현

* 디지털매핑 결과 활용 D/B를 구축하여 향후 설계 및 시공에 활용

o 터널 막장관찰 및 암판정 시행방안[붙임 4] 참조

□ 시공시 지보패턴 확정

o 막장관찰 결과에 따라 세분화된 기본지보패턴에서 우선 선정

o 단층 파쇄 연약대 등이 부분적으로 있는 경우 지반 및 지형 조건을

감안하여 기본지보패턴+부분보강이 복합된 지보패턴을 적용[붙임 5]

o 사전검토된 지보패턴 및 타현장 사례를 참고하여 현장에서 결정

구 분 막장관찰도 당초(P-4) 변경(C-3, 부분보강)

개념도

내용

기반암은 경암으로 양호한

암반이나, 우측에 1m

이상의 수직 단층과 지하수

유출이 발생되어 전단면

P-4로 보강

굴진장 1.5/3.0m

숏크리트 12cm(강섬유)

록볼트 1.5m간격(L=4m)

강지보 50×20×30

보조공법 -

개략공사비 452만원/m

굴진장 2.0m

숏크리트 10cm(강섬유)

록볼트 1.5m간격(L=4m)

강지보 50×20×30

보조공법 포어폴링(파쇄대)

개략공사비 355만원/m

[지반특성을 감안한 지보패턴 선정 예]

□ 공사비 정산

o 매막장 막장관찰도에 굴진장, 숏크리트 두께 등 지보패턴 표기

o 록볼트, 포어폴링, 강관다단 등 주요 시공물량은 사진증빙을 통한

공사비 정산 시행

o 준공설계도의 터널 지질도에 위치(Station)별 지보패턴 표기

o 막장관찰도, 굴착대장 등 주요서류 준공도서 제출 및 D/B 입력

400 ❙ 터널공

5 향 후 계 획

o 2015. 4~5 : 지반맞춤형 터널 관련 교육 시행

-「품질관리 직무교육(2015.4)」에 ‘지반맞춤형 터널’ 과목 포함

- 밀양~울산, 대구순환 건설사업단 방문 교육

o 2015. 6 : 한국터널지하공간학회 학회지 원고제출

o 2015. 9 : “한국도로공사 터널 공법” 책자발간

붙 임 : 1. Ex-TM 업무 흐름도

2. 지반특성에 따른 맞춤형 보강(안)

3. 내역체계 개선(안)

4. 터널 막장관찰도 작성요령

5. 터널지보재 적용 가이드라인

6. 설계자문의견 요약

터널공 ❙ 401

터널공

[붙임 #1]

Ex-TM 업무 흐름도

설

계

1) 지반조사

o 지질 및 지형특성, 인근 현장 자료 확인 등 상세조사

* 지표지질조사 및 저토피구간 조사강화

⇩

2) 상세 설계

(지보패턴 등)

o 다양한 지보패턴 제시, 갱구부 등 연약대 보강설계

o 암반등급별 다양한 추가보강 지보패턴 반영

o 수치해석을 통한 주요단면 계측관리 기준 제시

o 콘크리트라이닝 철근보강범위 검토

⇩

3) 성과품 작성 및

내역구성

o 설계도면에 터널 지질도만 수록(암반등급 미표기)

o 터널해석보고서에 선택가능한 다양한 지보패턴 수록

o 수량산출서에 암반등급별 수량산출기준 수록

o 내역서 및 단가산출서는 정산이 쉽도록 작성

시

공

4) 시공 전 검토

o 추가확인 지반조사 및 측량, 설계도서 사전 검토

o 추가 조사결과와 원설계 비교(필요시 원설계사 지원)

o 지반조사 표준과업지시서에 따라 시행

o 계측 고급기술자 투입, 감리원(감독원) 등 관련자 사전교육

o 인근 현장, 유사지반 및 지형 시공사례 조사

o 공사계획서 및 계측계획서 작성, 확인

⇩

5) 굴착 및 보강

o 막장관찰반, 감리원(감독원) 막장관찰 및 지보패턴 결정

o 막장관찰시 디지털매핑 및 싸이클타임 반영

o 터널 암판정대장, 막장관찰도, 사진대지 등 서류작성

o 시공후 정산을 위한 사진 등 증빙서류 작성

o 공사진행에 따른 영향구간 지속적 육안 관찰

o 설계시 수치해석구간과 계측 결과 비교

o 사업단 본부, 원설계사, 연구원 등 기술지원 및 확인

o 막장관찰도 입력 및 터널 D/B 구축(타현장 전파)

o 시공결과에 따라 공사비 정산

o 설계 및 시공시 사례분석을 통한 지보패턴 지속보완

402 ❙ 터널공

[붙임 #2]

터널공 ❙ 403

터널공

□ 부분보강패턴

o 단층․ 파쇄․ 연약대가 있는 경우의 지보패턴 예

구 분

소규모

파쇄대 폭 1.0m미만

중규모

파쇄대 폭 1.0~3.0m

대규모

파쇄대 폭 3.0m초과

경암

기본 지보패턴 B

단층부 추가 록볼트

기본 지보패턴 C

단층부 포어폴링+록볼트

기본 지보패턴 E

단층부 강관다단그라우팅

보통암

기본 지보패턴 C

단층부 추가 록볼트

기본 지보패턴 D

단층부 포어폴링+록볼트

기본 지보패턴 E

단층부 선진보강그라우팅

연암

지보패턴 D

단층부 추가 록볼트

지보패턴 E

단층부 선진보강그라우팅

지보패턴 E

천단+단층 선진보강그라우팅

* 보강범위 : 2W = 파쇄대 폭원(W) + 0.5W(양측)

* 추가보강 록볼트는 충분한 정착장을 확보할 수 있도록 록볼트 길이를 증가

하고 설치각도 조정, 필요시(폭원 2.0m 이상) 강지보 추가 설치

* 막장 천단부에 토사, 풍화가 심한 파쇄대, 미고결 퇴적층 등 발생시

보조공법(선진보강 그라우팅 등) 및 강지보 적용 검토

* 점토 등 충전물 5mm 이상시 별도의 안정성검토 시행

* 굴진장, 굴착방법 등은 단층 파쇄 연약대 등 암반조건, 막장 안정성,

장비 특성 및 조합 등을 고려하여 현장에서 변경하여 적용 가능

* 지반조건이 아닌 장비운영 및 시공성 등에 따라 굴진장 및 지보패턴 변경시

에는 감독원 사전 승인

404 ❙ 터널공

o 단층대 교차각에 의한 보강범위변화 (단층 진행방향 : 좌측→우측)

구 분

A-A단면 : 단층이 좌측 천단부를

통과하는 경우

B-B단면 : 단층이 우측 천단부를

통과하는 경우

평면도

보강

방안

검토

의견

‧ 단층 통과구간에 대한 추가보강영역은 단층폭(W)에 대해 양측으로 0.5W 추가

‧ 단층과 터널 교차각 및 그라우팅의 중첩장을 고려하여 보강영역을 추가

o 단층 통과위치에 의한 보강범위변화

구 분 단층의 천단부 통과 단층의 측벽부를 넓은 폭으로 통과

보강

방안

∙ 단층 폭에 따른 지보패턴 적용 ∙ 단층 폭에 따른 지보패턴 적용

∙ 취약부 숏크리트 두께 증가(t=160mm)

검토

의견

‧ 터널측벽부에 단층 통과시 그 영향범위가 천단부 통과시 보다 증가하여 안정성에

미치는 영향이 더욱 커지므로, 단층 취약부에 대한 숏크리트 두께(여굴 채움)

증가 등 지보재 부분 보강을 통해 안정성을 확보하여야 함

A-A B-B

터널공 ❙ 405

터널공

o 주절리 각도 및 간격에 따른 변경패턴 예

구 분 절리각도 30°내외 절리각도 45°내외 절리각도 90°내외

보통암

(절리

간격

1.5m)

우측 록볼트 각도 조정 우측 록볼트 각도 조정 천단 록볼트 각도/간격 조정

연암

(절리

간격

0.4m)

우측 록볼트 각도 조정 우측 록볼트 각도/간격 조정 천단 록볼트 각도/간격 조정

* 사향경사 구간은 록볼트 설치 각도 조절로,

하향경사 구간은 록볼트 설치 간격 축소로 봉합효과 확보

* 절리각도 15° 미만인 경우는 수평과 동일한 각도로 록볼트 시공

406 ❙ 터널공

□ Ex-TM 보강 사례

o P-4 에서 C-3+부분보강 변경 사례

막장관찰 사진 막장관찰도

o 기반암은 P-2의 양호한 암반이나 막장 좌측에 1.0m 이상의 수직 단층과

지하수의 유출이 발생함

현재 (P-4 시공) 개선 (C-3, 부분보강)

굴진장 1.5/3.0m

숏크리트 12cm(강섬유)

록볼트 1.5m간격(L=4m)

강지보 50×20×30

보조공법 -

개략공사비 452만원/m

굴진장 2.0m

숏크리트 10cm(강섬유)

록볼트 1.5m간격(L=4m)

강지보 50×20×30

보조공법 포어폴링(파쇄대)

개략공사비 355만원/m

터널공 ❙ 407

터널공

o P-4 에서 C-2+부분보강 변경 사례

막장관찰 사진 막장관찰도

o 기반암은 P-3 구간이나 막장 중앙에 1.0m 미만의 수직 단층과

우측 상단에 여굴이 크게 발생함

현재 (P-4 시공) 개선 (C-2, 부분보강)

굴진장 반단면 1.5/3.0m

숏크리트 12cm(강섬유)

록볼트 1.5m간격 (L=4m)

강지보 50×20×30

보조공법 -

개략공사비 452만원/m

굴진장 전단면 2.0m

숏크리트 10cm(강섬유)

록볼트

1.5m간격 (L=4m)

단층대 0.75m 간격

보조공법 포어폴링(여굴예방)

개략공사비 309만원/m

408 ❙ 터널공

o 각종 지반특성에 따른 Ex-TM 보강 사례

구 분 막장 관찰도 맞춤형 지보패턴

절리

심한

균일한

지반

∙ 불규칙한 절리 발달, 셰일층 존재

용출수는 없으나 암의 응집력이 낮음

∙ 막장이 균일하고 주절리 방향은 수평

암반등급에 맞춰 지보패턴 D-2 적용

불량한

지반이

지배

∙ 터널진행방향으로 단층‧파쇄대 나타남

점토가 밀실하며 젖어있음 보조공법 검토

∙ 단층‧파쇄대와 점토층의 발달로 보조공법

& 강지보의 보강패턴 E-2 적용

소규모

파쇄대

∙ 기반암은 경암, 수직, 수평 절리 있음

우측 측면에 충진물 협재

∙ 충진물과 절리간격을 고려 B-2 적용

충진물 구간 록볼트 추가 보강

국부적

절리

발달

∙ 천단 부근 단층 및 연질류의 충전물이

관찰되며, 작업 중 낙반 발생 우려

∙ 암반등급에 맞춰 E-1 지보패턴에서

천단좌측(낙반 우려)에 추가 보강

터널공 ❙ 409

터널공

구 분 막장 관찰도 맞춤형 지보패턴

파쇄대

수직

절리

발달

∙ P-5 ∙ E-1, 암반상태 불량

경암

약 45°

절리

∙ P-2 ∙ B-2, 절리각도 고려 우측 록볼트 추가

연암

약 60°

절리

∙ P-3 ∙ C-2, 하단 록볼트 삭제

연암

절리

및

충전물

발생

∙ P-4 ∙ D-1, 굴진장 축소, 하단 록볼트 삭제

410 ❙ 터널공

구 분 막장 관찰도 맞춤형 지보패턴

불량한

지반이

지배

∙ P-5

∙ E-1, 파쇄대 발달 및 암반 불량으로

포어폴링 보강 시행

경암

국부적

파쇄대

∙ P-2 ∙ B-2, 파쇄대 추가 록볼트 설치

연암

수직

절리

∙ P-3 ∙ C-1, 측면 록볼트 삭제

연암

수직

절리

∙ P-3 ∙ C-2, 하단 록볼트 삭제

터널공 ❙ 411

터널공

구 분 막장 관찰도 맞춤형 지보패턴

전반적

암반

불량

∙ P-4

∙ D-2, 천단부 절리간격 및 각도에 맞춰

록볼트 설치

좌상단

여굴

약 30°

절리

∙ P-4 ∙ C-1, 측면 록볼트 삭제

불량한

지반이

지배

∙ P-5

∙ E-1, 암반불량 및 연약한 충전물로

포어폴링 보강 시행

수직

절리

발달

∙ P-3 ∙ C-2, 절리각도 고려 하단 록볼트 삭제

412 ❙ 터널공

[붙임 #3]

터널 내역체계 개선방안

□ 현 행 : 표준지보패턴별 내역체계 운영

o 표준타입에 따라 굴착, 버력처리, 숏크리트, 록볼트 등 세분화로

단가 갯수가 많으며, 표준타입 외 시공에 대한 정산이 곤란함

□ 개 선 : 세부공종별 공사물량 기준 내역체계 변경

o 공사물량에 따른 대표단가 작성 (평균 싸이클타임 적용)

* 굴착(발파공법별 굴진장 범위), 버력처리(발생량), 숏크리트(타설량), 록볼트(공수) 등

o 터널 세부공종별 수량 중심 내역구성으로 공사비 정산 유리

- 세부공종별 단가 갯수 축소를 통한 내역서 간소화로 편리성 향상

- 터널 굴착 관련 단가 개수 50% 이상 축소

- 사진 및 굴착대장을 통해 실제 시공수량에 맞춰 공사비 정산

o 터널 굴착관련 공종 (당초 / Ex-TM 예)

< 당 초 > < Ex-TM >

공 종 명 규 격 단위 단가(원) 공 종 명 규 격 단위 단가(원)

6. 신원2터널 자연환기 6. 신원2터널 자연환기

01. 굴착 01. 굴착

전단면 굴착 전단면 굴착

표준단면-1 일반발파 ㎥ 17,270 굴진장 3.0m초과 일반발파 ㎥ 17,507

표준단면-2 일반발파 ㎥ 17,550 굴진장 2.0~3.0m 일반발파 ㎥ 20,041

표준단면-3 일반발파 ㎥ 20,041

RP-1 일반발파 ㎥ 18,299

RP-2 일반발파 ㎥ -

피난연락갱 일반발파 ㎥ 56,209 피난연락갱 일반발파 ㎥ 56,209

반단면 굴착 반단면 굴착

표준단면-4 상부 일반발파 ㎥ 32,478 굴진장 1.2~2.0m 상부 일반발파 ㎥ 32,478

표준단면-4 하부 일반발파 ㎥ 22,378 굴진장 1.2~2.0m 하부 일반발파 ㎥ 22,378

표준단면-5 상부 일반발파 ㎥ 38,088 굴진장 1.2m이하 상부 일반발파 ㎥ 41,891

표준단면-5 하부 일반발파 ㎥ 40,689 굴진장 1.2m이하 하부 일반발파 ㎥ 47,673

표준단면-6 상부 일반발파 ㎥ 40,120

표준단면-6 하부 일반발파 ㎥ 50,290

터널공 ❙ 413

터널공

< 당 초 > < Ex-TM >

공 종 명 규 격 단위 단가 공 종 명 규 격 단위 단가

02. 버력처리 02. 버력처리

전단면 버력처리 버력처리

표준단면-1 일반발파 ㎥ 4,534 버력처리 버력발생량 ㎥ 4,554

표준단면-2 일반발파 ㎥ 4,534 부석 및 막장정리 전단면 회 29,652

표준단면-3 일반발파 ㎥ 4,113 부석 및 막장정리 반단면(상부) 회 29,652

RP-1 일반발파 ㎥ 3,800 부석 및 막장정리 반단면(하부) 회 19,372

RP-2 일반발파 ㎥ -

피난연락갱 일반발파 ㎥ 5,037

반단면 버력처리

표준단면-4 상부 일반발파 ㎥ 4,118

표준단면-4 하부 일반발파 ㎥ 4,006

표준단면-5 상부 일반발파 ㎥ 3,732

표준단면-5 하부 일반발파 ㎥ 3,917

표준단면-6 상부 일반발파 ㎥ 3,823

표준단면-6 하부 일반발파 ㎥ 4,045

03. 강지보공 03. 강지보공

강지보 (2차로) 강지보 (2차로)

격자지보(표준단면-4) 50×20×30 조 895,095 격자지보 50×20×30 조 895,095

격자지보(표준단면-5) 70×20×30 조 882,054 격자지보 70×20×30 조 882,054

H형강(표준단면-6-1) 100×100×6×8 조 1,147,200 H형강 100×100×6×8 조 1,147,200

H형강(표준단면-6-2) 150×150×7×10 조 1,044,108 H형강 150×150×7×10 조 1,044,108

04. 숏크리트 04. 숏크리트

숏크리트공(전단면) 숏크리트공

표준단면-1 일반발파 ㎥ 25,756 숏크리트 일반 ㎥ 26,658

표준단면-2 일반발파 ㎥ 99,756 숏크리트 강섬유보강 ㎥ 103,648

표준단면-3 일반발파 ㎥ 97,884 숏크리트(갱구부) 일반 ㎥ 59,699

RP-1 일반발파 ㎥ 96,557

RP-2 일반발파 ㎥

피난연락갱 일반발파 ㎥ 104,401

숏크리트공(반단면)

표준단면-4 상부 일반발파 ㎥ 102,465

표준단면-4 하부 일반발파 ㎥ 101,048

표준단면-5 상부 일반발파 ㎥ 102,538

표준단면-5 하부 일반발파 ㎥ 108,984

표준단면-6 상부 일반발파 ㎥ 104,417

표준단면-6 하부 일반발파 ㎥ 112,226

05. 록볼트 05. 록볼트

록볼트 록볼트

표준단면-1 L=3.0m 조 91,179 록볼트 L=3.0m 공 59,592

표준단면-2 L=3.0m 조 60,867 록볼트 L=4.0m 공 66,697

표준단면-3 L=4.0m 조 65,082 록볼트 L=5.0m 공 63,201

표준단면-4 상부 L=4.0m 조 66,340

표준단면-4 하부 L=4.0m 조 72,596

표준단면-5 상부 L=4.0m 조 66,871

표준단면-5 하부 L=4.0m 조 86,267

표준단면-6 상부 L=4.0m 조 75,761

표준단면-6 하부 L=4.0m 조 73,135

RP-1 L=3.0m 조 57,951

RP-2 L=4.0m 조 -

피난연락갱 L=3.0m 조 53,893

414 ❙ 터널공

[붙임 #4]

터널 막장관찰도 작성 요령

1. 터널 막장관찰도(Face Mapping) 작성기준

가. 막장관찰(Face Mapping) 체계

막장관찰은 조사 분석

거동

예측의 체계를 갖추어야 의미가 있음

조 사

암종, 불연속면 방향성, 간격,

연속성, 지하수, 단층 파쇄대,

암괴의 크기, 충진물, 간극 등

분 석

▪암반등급 평가

▪불연속면 분포 분석

▪불연속암반 물성 평가

▪공법 분석 및 검토

거동 예측

▪계측과 연계

▪전방 지질 예측

▪보강범위 산정

▪지보패턴 수정 보완

나. 막장관찰(Face Mapping)

a. 암석의 종류, 암질, 풍화, 변질의 상태

b. 암석강도, RQD

c. 불연속면의 방향성, 간격, 연속성, 거칠기, 절리틈새, 누수, 암괴의 크기 등

d. 절리(Joint), 편리(Schistosity), 충진물, 단층파쇄대 등의 상태

e. 단층, 습곡 등의 지질구조 (주향, 경사, 규모, 구성물질 습윤상태 등)

f. 천단부의 Block 이완 가능성 여부

2. 막장관찰 및 암판정 시행

가. 막장관찰반의 구성 및 임무

o 구성 : 계측담당자(토질분야 고급기술자), 작업반장, 천공장비 운전원,

원도급사 및 하도급사 터널시공담당자

o 임무 : 막장면 Face Mapping 시행 및 작성, 계측 및 관찰

부석제거 확인 등 막장면 작업의 안전성 점검 및 보완

나. 터널전문감리원의 임무

o 주요임무 : 막장관찰도 확인 및 보완, 암판정 및 지보패턴 결정

o 자격기준 : 건설기술자 등급 고급이상(터널 경험 9년이상)

o 배치기간 : 터널굴착기간 + 2개월(굴착 전․후 1개월씩)

o 배치인원 : 해당 공구당 1명 기준

다. 건설사업단의 임무

o 굴착중인 터널에 대해 주 1회 이상 암판정 적정성 확인 및 검토

o 담당노선내 터널의 암판정 비교․분석, 막장관찰반 및 감리원 교육

터널공 ❙ 415

터널공

3. 터널 막장관찰도 작성요령

가. 고해상도 카메라를 활용한 디지털 매핑 적용

막장사진 촬영 ➡ Face Mapping(암종/암질/절리 등 입력) ➡ RMR 평가

① 사진촬영 ② 촬영된 사진위에 Face Mapping ③ RMR 평가

막장 촬영 암질 맵핑 절리 맵핑 암종 맵핑 통합 표현

나. 막장관찰도 작성요령

o 터널관리자 및 작업반원이 쉽게 이해할수 있도록 표현

항 목 주요내용 및 표기방법

암반의 상태 ◦경암, 연암, 풍화암, 풍화잔류토 범례에 따라 구간별 도식화

암질계수 ◦조사구간 표시 및 절리수 표시

불연속면 간격 ◦절리, 파쇄대 등의 개략적인 평균 간격을 측정 기록

불연속면

상태

길이,틈새,

충전물

◦불연속면의 길이, 틈새, 충전물 특성을 숫자로 표현

거칠기

◦매우 거침(VR), 거침(R), 약간 거침 (SR), 매끄러움(S)

단층마찰면(FP) 한글로 표현(영어약자 사용자재)

풍화정도

◦신선(F), 약간풍화(SW),보통풍화(MW),심한풍화(HW),

완전풍화(CW) 한글로 표현(영어약자 사용자재)

지하수,유출수 조건

◦건조(CD, D), 습윤(Damp), 젖어있음(wet)

물방울떨어짐(dripping), 물 흐름(flow) 한글로 표현

(영어약자 사용자재)

불연속면 방향성

◦주향/경사(N30E/45NW) 또는 경사방향/경사(300/45)로

표현하나 경사방향/경사로 표기

◦막장관찰도 범례에 따라 방향성 기호 추가 표시

(붙임1 참조 - 막장관찰도 개선양식)

◦막장 관찰도 좌측 상단에 굴진 방향 표시

막장 안정성

◦부분적 낙반 취약구간, 절리불량 구간 등 안전성

취약구간은 관찰도내 구간별 표시

416 ❙ 터널공

사 진 대 지

위 치 Sta. 0+000 00방향 일 자 00년 0월 0일

<천단>

<좌측> <우측>

특이사항

터널공 ❙ 417

터널공

막 장 관 찰 도

※ 굵은 선 외곽부분은 Wall Mapping 구간임

N

S

W E

․절리면 간격 :

․절리면 길이 :

․절리면 거칠기 :

․절리갯수 : A= B= C=

․지하수 상태 :

․풍화정도 :

․절리면 틈새 :

․절리방향 :

범례

굴착현황

및

특기사항

안전취약구간

RQD

산출근거

RQD(%) = 115-(3.3×JV)

작성자 확인자

418 ❙ 터널공

※ 작성예시

막 장 관 찰 도

※ 굵은 선 외곽부분은 Wall Mapping 구간임

․절리면 길이 : 3.0 ～ 8.0m

․절리면 간격 : 5 ~ 10cm 내외

․절리면 거칠기 : 거침(Rough)

․절리갯수 : A= 23 B=23 C=16

․지하수 상태 : 습윤상태(damp)

․풍화정도 : 약간풍화(SW)

․절리면 틈새 : 0.1 ～ 1.0mm

․주절리방향 : 주향이 터널방향과 역경사

범례 절리

단층대

파쇄대

경암 연암 +++

+++ 풍화암 ----

----

풍화

잔류토

굴착현황

및

특기사항

․현재 막장은 풍화암이 주 기반암으로 형성되어 있으며 풍화정도는 약간 풍화

․불연속면 길이는 3.0~8.0m 내외로 높은 연속성을 가짐

․절리간격은 조밀하며 절리틈새에 토사 충진물(5.0mm이하)이 협재되어 있음

․막장면 좌측 및 천장부는 잔절리 발달하여 쐐기파괴의 우려가 있음

․절리면 거칠기는 거칠며, 막장면은 전반적으로 습윤 상태임

․절리의 방향은 터널 진행방향과 역경사를 이루고 있어 불리한 상태

안전취약구간 ․좌측 및 천단부에 쐐기파괴 및 낙반 우려되므로 발파 및 버럭 처리시 주의 시공

RQD

산출근거

RQD(%) = 115-(3.3×JV) = 115 - ( 3.3 × 23 ) = 39.1%

작성자 (인) 확인자 (인)

터널공 ❙ 419

터널공

4. R.M.R 평가를 통한 암판정 요령

가. 일축압축강도( R1)

o 일축압축강도는 시추조사에 의해 회수한 코아 또는 암버력으로 공시체를

제작, 실내시험을 실시하거나 점재하시험에 의해 결정하여야 하나

o 신속한 판단이 필요한 경우에는 지질조사용 해머로 막장에 노출된

암반에 타격을 가하고 반응상태에 따라 다음과 같은 기준에 의하여 추

정할 수 있다.

구 분 평 가 방 법 일축압축강도

(MPa)

Ⅰ 맑은소리가 나며 망치로 강하게 타격하면 암석의

일부분이 깨지는 정도 250초과

Ⅱ 맑은소리가 나며 여러차례의 강한 타격에 깨어짐 100～250

Ⅲ 몇차례의 타격에 깨어짐 65～100

Ⅳ 둔한소리가 나며 1회 타격에 깨어짐

주머니칼로 긁어지지 않음 40～65

Ⅴ 망치로 치면 자국이 생기며 칼로 어렵게 긁힘 25～40

Ⅵ 망치로 치면 자국이 생기며 칼로 쉽게 긁힘 5～25

Ⅶ 엄지손가락으로 누르면 약간 들어가는 흔적 5미만

o 정량적인 판단을 위해서는 다음의 그래프(산식)을 이용한다

R1 = 1.4514 + 0.0684 × σC(일축압축강도)

o 1개 조사구역(대표단면 영역 설정)에서 가로,세로 각 1m에 대해 25Cm

간격으로 25개공을 타격한 data의 평균값을 취하고, 사전에 실시한

유사 암질의 공인시험성적과 비교 검토 후 암반강도를 판정한다.

420 ❙ 터널공

나. R.Q.D (R2)

o RQD는 시추코어에 의한 암반분류를 시행하기에 곤란하므로, 현장

에서의 R.Q.D 평가는 Scan Volume(조사체적)법을 사용한다.

o Scan Volume법은 다음의 공식을 이용하며, Jv < 4.5 에 대해서는

RQD=100, Jv > 35 에 대해서는 RQD=0을 적용한다.

RQD = 115 - 3.3Jv

* Jv : 모든 방향에서 1m당 나타나는 모든 절리수의 총갯수

o 다음 그래프(산식)에 의해 R2를 신속히 산정할 수 있다.

RQD R2

25이하 3

25～40 13

(RQD-16)

40이상 RQD

5

다. 절리면 간격 (R3)

o 소형 Steel Tape를 이용하여 막장 암반의 불연속면 간격을 측정하고,

평균간격을 산정하여 그래프(산식)와 같이 평점을 평가함

평균간격 R3

0.06m

이상 14.65×SP0.3587

0.06m

미만

5

터널공 ❙ 421

터널공

라. 절리면의 상태 (R4)

o 불연속면의 길이, 간격, 거칠기, 충전물, 풍화정도 항목으로 측정

요 소 점 수

불연속면의 길이

(연속성)

1m 미만 1-3m 3-10m 10-20m 20m 이상

6 4 2 1 0

불연속면의 간격

(틈새)

없음 0.1mm미만 0.1-1.0mm 1-5mm 5mm 이상

6 5 4 1 0

거칠기

매우 거침 거침 약간 거침 매끄러움 단층마찰면

6 5 3 1 0

충전물

없음 단단한 충전물 연한 충전물

5mm미만 5mm이상 5mm미만 5mm이상

6 4 2 2 0

풍화정도

풍화안됨 약간 풍화 풍화 심한 풍화 파쇄

6 5 3 1 0

① 불연속면의 길이

- 줄자 또는 육안으로 관찰한다.

② 불연속면의 간격

- Silt gage나 Crack scale에 의해 틈의 간격을 실측한다.

③ 거칠기

- 절리면의 거칠기는 JRC(Joint Roughness Coefficient)로 결정하며,

조도 Profile에 따른 점수표는 다음과 같다.

구 분 JRC Profile 점 수

1 0~2

0

2 2~4

3 4~6

1

4 6~8

5 8~10

3

6 10~12

7 12~14

5

8 14~16

9 16~18

6

10 18~20

422 ❙ 터널공

④ 충전물

- Silt gage나 Crack scale, 지질망치 등을 이용하여 측정한다.

⑤ 풍화도

분류

기호

용 어 풍화상태 점수

D-1

Fresh

(신선한 암반)

∙모암의 색이 변하지 않고 결정이 광택을 보임

∙Joint 면이 부분적으로 얼룩이 져있고 타격을 가했을 때

맑은 소리가 남

6점

D-2

Slightly Weathered

(약한 풍화)

∙일반적으로 Fresh한 상태를 보이나, 구조면의 주변부가

다소 변색 모암의 강도는 Fresh한 경우와 별 차이가 없음

5점

D-3

Moderately eathered

(중간 풍화)

∙상당히 많은 부분이 변색되어 있으며 구조선은 Open

Joint로서 구조선 안쪽까지 변질되어 있음, 대부분의 장

석이 변질됨

3점

D-4

Highly Weathered

(심한 풍화)

∙석영을 제외한 대부분의 입자들이 변색되어 있으며, 구

조선은 거의 Open Joint로서 절리면으로 부터 상당히 깊

은 곳까지 변질 되어 있음

1점

D-5

Completely Weathered

(완전 풍화)

∙입자들이 부분적으로 존재하기는 하나, 완전히 변질을

받은 상태임 이 단계에서 부터는 토질로 분류함.

0점

마. 지하수 조건 (R5)

10m당 유입량

(l/min)

절리수압최대주응력 일반조건 점수(R5)

없음 0 완전건조 15

10미만 0.1 습윤 10

10-25 0~0.2 젖어있음 7

25-125 0.2~0.5 물방울 떨어짐 4

125초과 0.5초과 물이 흐름 0

o 지하수 유출위치마다 수량을 정량적으로 측정하기는 곤란하므로 주

요 유출부위에서 용기를 이용하여 분당 유출량을 측정하고 기타 구

간은 개략적으로 판단한다.

o 막장에서 배출되는 총수량은 V-notch를 이용하여 원칙적으로 10m

마다 측정을 수행하고, 이상용수 구간은 매 발생시마다 별도로 설치

측정토록 계획한다.

터널공 ❙ 423

터널공

바. 절리면 방향에 따른 보정 (R6)

주향이 터널방향과 수직인 경우 주향이 터널방향과

평행인 경우

주향과

무관한

경사방향으로 굴착 경사 반대방향으로 굴착 경우

45~90° 20~45° 45~90° 20~45° 20~45° 45~90° 0~20°

매우 유리 유 리 양 호 불 리 매우 불리 양 호 양 호

0 -2 -5 -10 -12 -5 -5

주향이 터널굴진방향과 평행 주향이 터널굴진방향과 수직

주향이 터널방향과 수직

(경사방향으로 굴착)

주향이 터널방향과 수직

(경사 반대방향으로 굴착)

주향이 터널방향과 평행

※ 불연속면의 방향성 표현

- 주향 : 불연속면(절리 등)과 수평면이 이루는 교선의 방향, 북(N)을 기준으로 표현 (N60W)

- 경사 : 불연속면이 수평면에 대하여 기울어진 정도 (30NE)

- 경사방향 : 경사가 가리키는 방향(주향과 직각), 360을 기준으로 3자리 숫자로표현(120),

방향성은보통[경사방향/경사]의형태로 표현 (120/30)

424 ❙ 터널공

암판정 검측대장

터널명 위치 STA. ( )방향 일자 20 년 월 일

1. 항목별 평가

①

일축압축

강도

점하중강도

(MPa)

10이상 4-10 2-4 1-2

일축압축강도 사용

슈미트햄머 51이상 44-51 34-44 10-34

일축압축강도

(MPa)

250이상 100-250 50-100 25-50 5-25 1-5 1미만

점 수 (R1) 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

② 암질계수(%) 90-100 75-90 50-75 25-50 25미만

점 수 (R2) 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3

③ 절리면 간격 2m이상 0.6-2m 0.2-0.6m 6-20cm 6cm미만

점 수 (R3) 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5

④

절리면

상태

불연속면의

길이(연속성)

1m 미만

6

1-3m

4

3-10m

2

10-20m

1

20m 이상

0

불연속면의

간격(틈새)

없음

6

0.1mm 이하

5

0.1-1.0mm

4

1-5mm

1

5mm 이상

0

거칠기

매우 거침

(Very Rough)

6

거침

(Rough)

5

약간 거침

(Slightly Rough)

3

매끄러움

(Slickenside)

1

단층마찰면

(Fault Planar)

0

충전물

없음

6

단단한 충전물 연약한 충전물

5mm 미만

4

5mm 이상

2

5mm 미만

2

5mm 이상

0

풍화정도

풍화안됨

(Frash)

6

약간 풍화

(Slightly

Wathered)

5

풍화

(Moderately

Wathered)

3

심한 풍화

(Hightly

Wathered)

1

파쇄(완전풍화)

(Completely

Wathered)

0

점 수 (R4) R4(불연속면의 길이 + 불연속면의 간격 + 거칠기 + 충전물 + 풍화정도)

⑤

지하수

10m당

유입량

없음 10미만(ℓ/min) 10-25(ℓ/min) 25-125(ℓ/min) 125초과(ℓ/min)

절리수압/

최대주응력

0 0.1미만 0.1-0.2 0.2-0.5 0.5초과

일반조건

완전 건조

(Completely dry)

습윤

(damp)

젖어 있음

(wet)

물방울 떨어짐

(dripping)

물이 흐름

(flow)

점 수 (R5) 15 10 7 4 0

⑥ 절리방향에

따른 보정

주향이 터널방향과 수직 주향이 터널 진행방향과

평행

주향과

경사방향 굴진 역경사 방향 굴진 무관

45-90° 20-45° 45-90° 20-45° 45-90° 20-45° 0-20°

점 수 (R6) 0 - 2 - 5 - 10 - 12 - 5 - 5

암반

평가

RMR 평점 100 - 81 80 - 61 60 - 41 40 - 21 20 비고

암반상태 매우우수 우 수 양 호 불 량 매우불량

2. 총 점

R1+R2+R3+R4+R5+R6

지보패턴 결정

터널공 ❙ 425

터널공

5. 터널 지질 조사시 주의사항

o 터널 시공중 막장관찰을 통한 암반등급의 구분은 암반의 거동에 영

향을 줄 수 있는 부분에 대해 수행한다.

o 암반분류는 막장관찰반 또는 전문감리원이 가능한 막장 근처에서 조

사를 실시하고, 가능한 개인차가 없는 객관적이고 정량적인 암반분류

에 노력하여야 하며 지보설치 후에라도 필요시 기 판정내용의 적정

성 유무를 검토해야 한다.

o 막장관찰조사 중 터널 안정성 저하를 일으킬 수 있는 취약부(예 : 천

정부, 어깨부)에서의 낙석, 붕괴, 지하수 유출 등에 대해서는 암반등

급 평가시 안정성을 감안한 가중치 부여를 고려해야 한다.

o 막장내 암반등급은 막장면의 위치에 따라 다양하게 분포하므로, 터널

막장면의 전·후 관계를 고려하여 암반등급 평가 시 신중을 기해야

한다.

o 분할굴착에 따른 막장관찰은 굴착단계에 따라 막장면 관찰을 시행하

여 해당 막장면 지질도를 갱신하여야 한다.

< 막장면 위치에 따른 암반등급 변화 > < 분할굴착에 따른 막장관찰 >

426 ❙ 터널공

6. 터널 지질도 작성

가. 필요성

o 매 막장관찰도(Face Mapping)의 지질 상태를 연속적 형태로 전개한

것으로 터널 지반상태에 대한 종합적 분석에 중요하게 활용 가능하며,

굴착 중 막장과 연계하여 신뢰성 높은 전방지질 예측이 가능함

o 설계시 전기비저항 탐사를 바탕으로 한 지질도는 전반적인 지형의

경향만 예측할 뿐 굴착구간의 정확한 지질정보를 획득할 수 없음

o 막장관찰도를 이용한 지질도 작성으로 터널의 지질정보를 한 눈에

파악가능하며, 보강범위 및 보강의 적정성 확인이 용이함

나. 지질 전개도 작성(예)

터널공 ❙ 427

터널공

[붙임 #5]

터널 지보재 적용 가이드라인

□ 터널 지보재의 종류와 기능

지보재는 터널굴착으로 발생한 응력을 지반강도 이내로 저감시켜

원지반의 지보기능을 최대한 활용할 수 있도록 하여야 하며,

1차지보, 2차지보, 보조공법으로 분류한다.

구분 종 류 개 념

1차

지보

∙ 숏크리트 ∙ 록볼트 ∙ 강지보공

∙ 터널굴착후 주변지반이 지보기능을 발휘할 수 있도록

지반거동을 억제하여 안정상태에 이르게 하기위해 설치 ∙ 터널굴착에 의해 발생되는 지반의 거동을 조기에 억제

시켜 지반이 보유하고 있는 지지력 및 강도를 최대한

이용할 수 있도록 하고 지반을 안정시킴

2차

지보

∙ 내부 라이닝

∙ 배수형 터널의 경우 모든 지반하중을 1차 지보가 담당

하고, 내부 라이닝은 터널 내부 시설물의 보호, 미관유

지, 쾌적한 공간유지 등의 부수적 기능 담당 ∙ 비배수형 터널의 경우 수압을 지지

보조

공법

∙ 포어폴링 ∙ 선진보강그라우팅 ∙ 프리그라우팅 등

∙ 단층파쇄대, 터널 시․종점부, 용수대 등 지반이 불량한

경우 터널굴착의 안정성 확보를 위해 설치하는 것으로

1차 지보의 보강기능

지보재 개념도(P-4 기준)

428 ❙ 터널공

□ 지보재의 설계기준

o RMR 값을 이용한 방법

RMR 값에 의한 지보량 산출식

① Rock Bolt 길이(m)

L ＝ 6 － 0.05 × RMR ≥ 3 ( RMR ＜ 80 )

② Rock Bolt 간격(m)

S ＝ 0.5 ＋ 0.025 × RMR ≥ 1 ( RMR ＜ 80 )

③ Shotcrete 두께(mm)

T ＝ 200 － 2.5 × RMR ≥ 50 ( RMR ＜ 80 )

④ 강지보공 간격(m)

Sr ＝ 0.375 ＋ 0.0375 × RMR ( RMR ＜40 )

o Q 값을 이용한 방법

1) 무지보

2) 랜덤 록볼트

3) 시스템 록볼트

4) 시스템 록볼트＋일반숏크리트(40~100mm)

5) 시스템 록볼트＋강섬유보강숏크리트(50~90mm)

6) 시스템 록볼트＋강섬유보강숏크리트(90~120mm)

7) 시스템 록볼트＋강섬유보강숏크리트(120~150mm)

8) 시스템 록볼트＋강섬유보강숏크리트(150mm 이상)

터널공 ❙ 429

터널공

□ 지보재 적용방안

o 터널의 주지보재인 강지보재, 숏크리트, 록볼트는 각각의 특성에

맞게 수행하는 기능과 역할이 있으며, 현재의 지보패턴은 각각의

특성이 복합되어 최적화되어 있음

o 지보패턴 선정시 가장 영향이 큰 천단부의 지반특성에 따라 대부분

결정되나, 하부 지반이 양호할 경우 측면하부의 록볼트 미설치

등 탄력적인 적용이 필요

o 숏크리트는 강섬유 숏크리트 사용을 기본으로 하며, 지하수 발생

이나 팽창성 지반과 같은 큰 변형이 발생되는 지반에서 국부적으로

박리되는 경우, 경암에서 절리의 발달로 국부적인 붕락이 예상되

거나 여굴부 채움 등에는 철망을 사용하여 시공성 및 안정성 향

상시킬 필요가 있음

o 강지보는 시공성이 좋은 격자지보재 사용을 기본으로 하나,

토사, 미고결지반, 파쇄대 또는 지하수와 연계된 풍화암 등의 지반과

갱구부, 저토피부 등 아칭효과 증대가 필요한 지형에는 H형 강지보재

를 사용하여 터널의 안전성을 증가시킬 필요가 있음

o 터널 보조공법은 지형 및 지반조건에 따라 선정

- 지반조건 및 위치에 따른 보조공법 선정 사례

구 분 연암층 풍화암층 토사층

지반

조건

갱구부 소구경강관다단 대구경강관다단 대구경강관다단(2열)

터널내부 포어폴링 소구경강관다단 대구경강관다단

- 보강범위는 120°를 기본으로 지반조건(연약대 범위)에 따라 증감

하며, 터널의 안정성을 증가시키기 위해 상호 중첩하여 설치하고

강지보재와 지반을 이용하여 2점 지지가 되도록함

- 포어폴링은 록볼트와 간섭되지 않게 설치간격 및 위치를 조정

하여 설치하고, 선진보강(강관다단) 중첩이 없는 구간 하부에

설치하여 여굴 및 붕락을 방지

430 ❙ 터널공

터널 지보재의 역할 및 효과

□ 숏크리트

o 특징 : 굴착 후 빠른시간 내에 지반에 밀착되도록 시공이 가능하고

조기강도를 얻을수 있으며, 굴착단면 형상에 영향을 받지 않음

o 지보효과(역할)

암괴의

붕락방지

굴착면 표면에 형성되는 삼각형등 불연속면의

절개된 암괴가 중력작용으로 분리되는 것을

막는 효과

응력집중

완 화

숏크리트 타설로 굴착면 요철부의 응력집중

을 완화하고 국부적인 파괴를 막는 효과

연약부

봉합효과

굴착면에 숏크리트를 부착시켜 연약부를 3차

원적인 응력조건이 되게하여 내하력을 증가

시키는 효과

응력전달

굴착면 주변에는 응력재분배에 의해 응력 집

중이 일어난다. 숏크리트의 타설로 굴착표면

적의 응력을 매끄럽게 전달하는 효과

절리의

봉 합

벌어진 절리에 숏크리트가 들어가 박혀 굴착면

표면의 암괴이동을 구속하는 효과

암괴의

전단

이동 방지

암괴 A가 붕락할 때 생기는 절리면 a－a에

따른 이동을 방지하는 효과

터널공 ❙ 431

터널공

□ 록볼트

o 록볼트의 역할 및 효과

구 분 개 념 도 지 보 효 과

봉합

작용

∙ 굴착에 의해 이완되어 있는 지반을 견고한 원지반

에 결합하여 낙반을 방지 ∙ 숏크리트와 병용하여 균열․절리가 발달한 지반의 균열

확산 억제

보강

작용

∙ 록볼트의 효과적인 설치로 절리․균열등 역학적인

불연속면 또는 굴착중 발생하는 파괴면에서부터

암괴가 분리되어 파괴되는 것을 방지

아치

형성

효과

∙ 시스템 록볼트에 의한 내압효과로 지반을 일체화

시켜 내하성능이 높아진 원지반을 내공측으로 일

정하게 변형하는 것에 의해 대형 아치를 형성 ∙ 층상절리 암반을 록볼트로 결합시켜 마찰저항(전단

저항 능력) 증대로 지반의 내하성능 증진

내압

효과

∙ 연암지반 터널의 안정을 검토할 경우 주로 고려되

는 효과로 록볼트의 인장력에 해당하는 힘이 내압

으로 터널 벽면에 작용하여 2축 응력상태의 터널

주변 지반을 3축 응력상태로 만들어 지반이 항복

후에도 록볼트에 의해 일체성을 유지하고 지반의

내하력 저하를 억제

□ 강지보재

o 강지보재의 역할

- 숏크리트 타설 후 경화까지 임시보강재 기능

- 천단지지공(강관다단그라우팅, 포어폴링, 경사볼트 등)의 지점 역할

- 지표침하 억제, 큰 지반압으로 1차 지보재의 강도․강성 높임

o 주요 강지보재의 특성

H-형강(SS400) 격자지보(SD500W)

제 원

단면적

(㎠)

단위

중량

(kgf/m)

단면2차

모멘트

(㎝4)

단면

계수

(㎤)

제 원

단면적

(㎠)

단위

중량

(kgf/m)

단면2차

모멘트

(㎝4)

단면

계수

(㎤)

H-100×100×6×8 21.9 17.2 383 76.5 50×20×30 13.35 12.3 193 38.0

H-125×125×6.5×9 30.3 23.8 847 136 70×20×30 13.35 12.5 306 51.0

H-150×150×7×10 40.1 31.5 1,640 219 95×22×32 15.64 14.9 589 78.0

H-200×200×8×12 63.5 49.9 4,720 472

H-250×250×9×14 92.2 72.4 10,800 867

432 ❙ 터널공

□ 굴착보조공법

o 포어폴링 : 천단의 전단강도 증대, 전방지반의 이완방지

o 강관다단 : 애추, 단층파쇄대, 미고결지반 등과 같이 아칭효과가

기대될 수 없는 불안정한 지반 보강 및 선행변위 억제

대 책 목 적 공 법

원지반 조건

비 고

경암 연암 토사

지반

강화

및

구조적

보강

천단

안정

파이프루프 △ △

경사 록볼트 △

훠폴링 △ △ 철근, 강봉, 강관 등 사용

강관다단 그라우팅 △ ○

그라우팅공법 ○

막장면

막장면 숏크리트 △ ○

막장면 록볼트 △ △

코어 핵 △ ○ ring cut

약액주입공법 ○

각부보강

각부보강볼트 △

각부보강파일 △

가인버트 △ △

용수

대책

지수 /

배수

그라우팅공법 △ ○ ○

물빼기공 △ ○ ○ 웰포인트, 딮 웰공법 포함

웰포인트공법 ○

딮 웰공법 ○

주) ○ : 비교적 자주 사용되는 공법

△ : 보통 사용되는 공법

 

< 보강목적에 따른 공법의 적용성 >390 ❙ 터널공

73

터 널 공

고속도로 터널공법(Ex-TM) 수립(안) 설계처-1253

(2015.05.08)

1 수 립 배 경

□ 최근 고속도로 노선의 터널 비율이 증가하고 장대화되는 추세이나,

터널 설계 및 시공은 현장의 다양한 지반조건에 적절하게 대처하지

못하고 획일적인 표준지보패턴을 적용하는 등 과거사례 답습

* 터널비율: 홍천-양양60.8%, 부산외곽42.8%, 함양-울산53.6%등3개노선평균52.5%

□ 이에 현장에서 발생하는 다양한 지반조건에 적절하게 대처하기 위해

설계시 지반조사를 강화하고 탄력적인 지보패턴을 도입하며,

□ 시공시 현장기술자가 매막장 확인 과정에서 굴착당시의 지반특성에

적합한 지보패턴을 결정할 수 있도록

□ 고속도로 터널공법(Ex-TM)을 수립하여 터널 설계 시공 기술의

발전과 선진화를 도모하고자 함

설계단계에서 조사된 자료를 통해 다양한 지보패턴을 제시하고,

시공단계에서는 현장기술자의 판단에 따라 지반특성에 적합한

지보패턴을 결정하여 시공할 수 있도록 하는 한국도로공사의

터널 설계 및 시공관리 방안

고속도로 터널공법 (Ex-TM : Expressway Tunnelling Method )

터널공 ❙ 391

터널공

2 추진경위

□ 2008.11 표준도 개정시 터널 표준단면도 삭제 (설계처-2848)

* 토질조건에 따라 다양한 터널단면 세부설계 시행

□ 2009.07 고속도로 맞춤형 터널설계 가이드라인 발간 (설계처-3663)

* 터널종류, 지반 및 지형조건 등에 따라 안전하고, 경제적인 터널설계 실현

□ 2012.09 터널 계측 품질관리기준 개선 (녹색환경처-3610)

* 계측관리자 고급인력 투입 및 기준 상향 조정, 적정 계측인원 투입

□ 2014.05 터널 설계/시공 최적화 추진방안 (설계처-1417)

* 예비설계 개념 도입 및 로드맵 수립

□ 2014.08 터널 시공관리 개선대책 (건설처-3582)

* 시공 중 막장관리 시스템 구축 등

□ 2014.11 지반조사 신뢰도 향상방안 (설계처-2805)

* 지표지질조사, 물리탐사, 저토피구간 조사기준 강화 등

□ 2015.02 “맞춤형터널설계및시공방안” 자문조치결과통보 (설계처-425)

* 다양한 지반에 맞는 지보패턴 설계 및 시공방안 제시 등

3 현실태 및 문제점

설 계 시

□ 지반조사의 근원적 한계 존재

o 시추(점) 조사와 전기비저항(면) 조사만으로 터널 내부 정밀 확인 불가

- 시추조사의 경우, 지층변화가 심한 국내산악지의 전반적인 현황 파악이 어려움

- 전기비저항 조사는 지하수, 철광석, 송전탑 등의 영향으로 실제지반과 차이 발생

시추조사(점조사) 전기비저항조사(면조사)

392 ❙ 터널공

□ 조사 세부항목 및 분석 미흡

o 터널구간 노두조사 등 상세 지표지질조사 미흡, 물리탐사 측점기준 부재

o 저토피 구간에 대한 조사미흡 및 측량오차 등으로 설계변경 다수 발생

* 고속도로 건설공사 중 최근 5년간 저토피 구간 총사업비 협의 : 6건/160억원

o 전기비저항 결과 위주의 암반분류(확인보링 결과와 상이한 사례발생)

확인보링 3등급

전기비저항 2등급

□ 획일화된 표준지보패턴(5개) 위주의 상세설계

o 지반특성에 맞는 다양한 지보패턴 및 보강방안 제시 미흡

구 분 1 2 3 4 5

RMR 100~81 80~61 60~41 40~21 20이하

개요도

굴착방법 전단면 전단면 전단면 반단면 반단면

굴진장 4.0m (2회) 4.0m 2.5m 1.5/3.0m 1.2/1.2m

숏크리트 5cm(일반) 6cm(강섬유) 9cm(강섬유) 12cm(강섬유) 16cm(강섬유)

록볼트 랜덤(L=3m) 2.0m간격(L=3m) 1.5m간격(L=4m) 1.5m간격(L=4m) 1.2~1.5m간격(L=4m)

강지보 - - - 50×20×30 70×20×30

보조공법 - - - - 포어폴링

* 갱부구, 저토피부 등 연약대는 표준지보패턴 P-6 추가 설계

□ 현장여건의 반영이 어려운 성과품 구성 및 내역체계

o 설계성과품을 확정설계로 인식하여 지반특성보다 성과품 우선경향

o 표준지보패턴별로 내역이 구성되어 단가 개수가 과다하고 정산이

어렵고, 부분보강 등 예비물량이 미반영됨

터널공 ❙ 393

터널공

시 공 시

□ 굴착 전 설계적정성 검토 미흡

o 터널현장에 전담기술자 미상주, 시공자의 터널설계 이해도 부족

o 사전 지반조사시 내역에 반영된 수량 위주의 형식적 조사 및 검토

□ 비전문적인 막장관찰을 통한 암반분류

o 계측용역 초급기술자 등 비전문가에 의한 막장관찰 시행

o 막장관찰 상세기준 및 기존사례 검토를 위한 Data Base 부족

o 막장면의 일부 취약구간을 중심으로 안전측 암반분류

막장관찰 사진 막장관찰도

2타입 4타입

<지보패턴 4타입 판정 및 시공>

□ 굴착 및 보강시 설계 제시 패턴 위주의 보강

o 건설사업단 암판정 분석결과 설계타입 준용이 많음(약 45%)

* 부분보강시 검증 및 정산이 어렵고, 신규단가 발생등으로 적용 기피

o 장비 및 인력조합 등 비용절감에 유리한 P-3 선호(36.8%)

설계시 시공시

P-1~3, RP-1,2

 : 73.1 %

P-4~6, RP-3

 : 26.9 %

P-1~3, RP-1,2

 :70.2 %

P-4~6, RP-3

 : 29.8 %

[10개 건설사업단 107개 터널 조사 결과, 2014.01]

o 표준패턴에 의한 굴진장 및 지보보강 준수로 시공성 등 현장개선 의지 미흡

* 예)전단면굴착이 가능하다고 판단되는 지반임에도, 4타입 판정시 반단면굴착 등

394 ❙ 터널공

4 개선방향

□ 터널 설계/시공 흐름 및 Ex-TM 개념

설 계 시 공

기본

계획

조지반사

상설계세

(지보등패턴 )

성과품

작성 

시공전

검토

굴착 및

보강

공동구

/라시이공닝

터널내

포장

부대

시설

기본

계획 고속도로 터널공법(Ex-TM)

공동구

/라시이공닝

터널내

포장

부대

시설

항 목 당 초 Ex-TM

설계

단계

지반조사

o개략 지표지질조사

o물리탐사 측점기준 부재

o저토피구간 조사기준 부재

o정밀 지표지질조사 시행

o물리탐사 측점기준 제시

o저토피구간 조사기준 강화

상세설계

(지보패턴 등)

o표준지보패턴(P-1~5) 위주 설계

-갱구부 등 필요시 P-6 추가

-굴진장 패턴별 정수화

o기본지보패턴(9개)+부분보강패턴

-지반조건에 따라 굴진장 변화, 부분

보강 추가 등 다양한 조합 가능

성과품

작성

o설계성과품을 확정설계로 인식

o표준지보패턴별 내역체계 운영

-패턴별구성으로, 단가개수과다

-부분보강 물량 미반영

o설계성과품을예비설계개념으로작성

o세부공종별 내역체계 변경

-지반에 맞춰 보강 후 정산이 용이

하도록 단가 단순화

시공

단계

시공전

검토

o터널 전담 감독(감리)원 부재

o초급기술자 계측 시행

-막장관찰 업무 병행

o설계수량위주의시추및형식적검토

o전담 감독(감리)원 추가 투입

o계측시 고급기술자 투입

-막장관찰 전담 감리원 시행

o지반조사결과확인등설계적정성검토

굴착 및

보강

o막장관찰도 수기 작성

o일부 형식적인 막장관찰 및 지보

패턴선정

o공사비 정산 어려움

o디지털 매핑 도입

o매막장별 지반상태에 따라 전담

감리원이 지보패턴 결정

o실시공에 따른 공사비 정산

* Ex-TM 업무 흐름도 : 붙임 1

터널공 ❙ 395

터널공

4 주요 개선사항

설 계 단 계

1) 지반조사

□ 노두조사 등 지표지질조사 강화

o 터널 중심 좌우 500m구간 100×100m 간격으로 격자망 구성․조사

o 세부적인 암종 분포도 등 정밀지질도 작성 [단층대 추가 확인]

□ 물리탐사 정밀도 향상을 위한 조사방법별 측점기준 제시

탐사방법 탄성파 탐사 전기비저항 탐사 전자탐사

조사위치 갱구부 토피 100m이하 토피 100~250m 토피 250m초과

조사방법 격자망 조사 터널 방향별 터널 방향별 도로 중심선

측점간격 5m 이내 10m 이내 20m 이내 40m 이내

□ 저토피 구간 조사기준 강화 [시추공 추가, 격자망 물리탐사]

<개념도, 현장지형을 감안하여 시추조사 위치 조정>

▣ 저토피 : 토피고기준

터널직경의 2배미만

▣ 물리탐사 : 종․횡방향

- 20∼30m 간격 격자망

▣ 시추조사 : 20∼30m

- 물리탐사와 동일 선상

▣ 화상정보시험(BIPS)

- 행선별 1회 이상

396 ❙ 터널공

2) 상세설계(지보패턴) [붙임 2]

□ 기본지보패턴(9개)

구분 A B-1 B-2 C-1 C-2 D-1 D-2 E-1 E-2

RMR 100~81 80~71 70~61 60~51 50~41 40~31 30~21 20~11 10이하

개요도

굴진장 4.0m이상 3.5~4.0m 3.0~3.5m 2.5~3.0m 2.0~2.5m 1.5~2.0m 1.5/3.0m 1.2/2.4m 1.2/1.2m

숏크리트 5cm

(일반)

5cm

(강섬유)

6cm

(강섬유)

8cm

(강섬유)

9cm

(강섬유)

12cm

(강섬유)

12cm

(강섬유)

16cm

(강섬유)

16cm

(강섬유)

록볼트 랜덤

(L=3m)

2.5m간격

(L=3m)

2.0m간격

(L=3m)

1.8m간격

(L=4m)

1.5m간격

(L=4m)

1.5m간격

(L=4m)

1.5m간격

(L=4m)

1.2~1.5m

(L=4m)

1.5m간격

(L=4m)

강지보 - - - - (50×20×30) 50×20×30 50×20×30 70×20×30 H-100

보조공법 - - - - - (포어폴링) (포어폴링) 포어폴링 선진보강

* 갱구부(P), 저토피부(L), 토사(S) 등의 연약대 지보패턴은 별도 검토 및 제시

□ 부분보강패턴

o 주절리 각도 및 간격에 따른 변경패턴(안)

구 분 절리각도 30°내외 절리각도 45°내외 절리각도 90°내외

개요도

보통암 우측 록볼트 각도 조정 우측 록볼트 각도 조정 천단 록볼트 각도/간격 조정

연암 우측 록볼트 각도 조정 우측 록볼트 각도/간격 조정 천단 록볼트 각도/간격 조정

o 일부 단층 파쇄 연약대가 있는 경우의 부분보강(안)

구 분 소규모

(파쇄대 폭 1.0m미만)

중규모

(파쇄대 폭 1.0~3.0m)

대규모

(파쇄대 폭 3.0m초과)

개요도

경 암 기본 지보패턴 B

단층부 추가 록볼트

기본 지보패턴 C

단층부 포어폴링+록볼트

기본 지보패턴 E

단층부 강관다단그라우팅

보통암 기본 지보패턴 C

단층부 추가 록볼트

기본 지보패턴 D

단층부 포어폴링+록볼트

기본 지보패턴 E

단층부 선진보강그라우팅

연암 지보패턴 D

단층부 추가 록볼트

지보패턴 E

단층부 선진보강그라우팅

지보패턴 E

천단+단층 선진보강그라우팅

* 단층 파쇄 연약대 보강범위 : 2W = 파쇄대 폭원(W) + 0.5W(양측)

* 추가보강 록볼트는 충분한 정착장을 확보할 수 있도록 길이를 증가하고

설치각도 조정, 필요시(W= 2.0m 이상) 강지보 추가 설치

터널공 ❙ 397

터널공

3) 성과품 작성

□ 예비설계 개념 도입

설계 (예비설계) 시공 (설계확정)

지반특성을고려한기술검토로

다양한 지보패턴 제시

지반조건에 맞춰 시공 후

공사비 정산

□ 성과품 작성 방안

구 분 내 용

설계도면 ○터널지질개요도에 설계시 위치별 지보패턴 미표기

터널해석보고서

○대상터널에 적용 가능한 보강방안 등 기술적인 사항 수록

- 기본 지보패턴, 부분 보강패턴, 연약대 지보패턴

- 수치해석을 통해 천단침하 등 계측관리기준 제시 등

수량산출서

○지반및시공조건에맞춰다양한지보패턴을적용할수있도록산출

- 부분보강수량 추가 반영 등

내역서 및

단가산출서 ○시공수량에 맞춰 정산하기 쉽게 단순화

□ 내역체계 변경 (표준지보패턴별 → 세부공종별) [붙임 3]

o 지반에 맞춰 보강 후 정산이 용이하도록 내역구성(50%이상 축소)

당 초(12개) 변 경(3개)

공 종 명 규 격 단위 공 종 명 규 격 단위

6. OO터널 6. OO터널

05. 록볼트 05. 록볼트

표준단면-1 L=3.0m 조 L=3.0m 공

표준단면-2 L=3.0m 조 L=4.0m 공

표준단면-3 L=4.0m 조 L=5.0m 공

표준단면-4 상부 L=4.0m 조

표준단면-4 하부 L=4.0m 조

표준단면-5 상부 L=4.0m 조

표준단면-5 하부 L=4.0m 조

표준단면-6 상부 L=4.0m 조

표준단면-6 하부 L=4.0m 조

RP-1 L=3.0m 조

RP-2 L=4.0m 조

피난연락갱 L=3.0m 조

[내역체계 개선(안) - 록볼트공종 예]

398 ❙ 터널공

시 공 단 계

4) 시공전 검토

□ 전문인력 투입을 통한 공사계획 수립

o 터널 현장 전문인력 투입

- 터널 감리원(감독원) 추가 투입 [터널 시공관리 개선 대책(건설처-3582, 2014.8)]

•자격기준 : 건설기술자 등급 중급이상

•배치기간 : 터널굴착기간 + 2개월(굴착 전 후 1개월)

•주요업무 : 굴착시 막장관찰(Face Mapping) 업무 수행 및 암판정 시행

※ 원활한 업무 추진을 위해 터널 전문 교육(감독원 터널관리 전문가 과정) 실시

•배치인원 : 해당공구당 1명씩 배치하되, 야간 및 휴일, 주말 등 감독원 미근무시

암판정 업무 등에 공백이 없도록 배치

- 계측시 지반분야 고급기술자 투입 [터널 계측 품질관리기준 개선(녹색환경처-3610, 2012..9)]

•자격기준 : (계측책임자, 비상주)특급기술자 이상, (계측관리자) 고급기술자

•배치인원 : (일방향 1km 미만) 3인 이상, (일방향 1km 이상) 4인 이상

o 공사계획 수립 : 터널공사계획서, 계측계획서 작성 및 확인

□ 지반조사결과 확인 등 설계적정성 사전 검토

o ‘지반조사 표준과업지시서’에 따라 미시추구간 및 기존 조사결과

확인을 위한 시공전 지반조사 시행

o 설계시 조사자료와 상이할 경우 원인을 분석하고, 안정해석 재검토 시행

OO방향

Ⅴ Ⅴ Ⅴ Ⅳ Ⅳ ⅣⅤ Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅳ ⅤⅣ ⅤⅣ Ⅴ

[설계자료와 비교분석 예]

터널공 ❙ 399

터널공

5) 굴착 및 보강

□ 막장관찰 및 암판정

o 디지털 맵핑 방법을 활용한 막장관찰

막장사진 촬영 ➡ Face Mapping(암종/암질/절리 등 입력) ➡ RMR 평가

① 사진촬영 ② 촬영된 사진위에 Face Mapping ③ RMR 평가

막장 촬영 암질 맵핑 절리 맵핑 암종 맵핑 통합 표현

* 디지털매핑 결과 활용 D/B를 구축하여 향후 설계 및 시공에 활용

o 터널 막장관찰 및 암판정 시행방안[붙임 4] 참조

□ 시공시 지보패턴 확정

o 막장관찰 결과에 따라 세분화된 기본지보패턴에서 우선 선정

o 단층 파쇄 연약대 등이 부분적으로 있는 경우 지반 및 지형 조건을

감안하여 기본지보패턴+부분보강이 복합된 지보패턴을 적용[붙임 5]

o 사전검토된 지보패턴 및 타현장 사례를 참고하여 현장에서 결정

구 분 막장관찰도 당초(P-4) 변경(C-3, 부분보강)

개념도

내용

기반암은 경암으로 양호한

암반이나, 우측에 1m

이상의 수직 단층과 지하수

유출이 발생되어 전단면

P-4로 보강

굴진장 1.5/3.0m

숏크리트 12cm(강섬유)

록볼트 1.5m간격(L=4m)

강지보 50×20×30

보조공법 -

개략공사비 452만원/m

굴진장 2.0m

숏크리트 10cm(강섬유)

록볼트 1.5m간격(L=4m)

강지보 50×20×30

보조공법 포어폴링(파쇄대)

개략공사비 355만원/m

[지반특성을 감안한 지보패턴 선정 예]

□ 공사비 정산

o 매막장 막장관찰도에 굴진장, 숏크리트 두께 등 지보패턴 표기

o 록볼트, 포어폴링, 강관다단 등 주요 시공물량은 사진증빙을 통한

공사비 정산 시행

o 준공설계도의 터널 지질도에 위치(Station)별 지보패턴 표기

o 막장관찰도, 굴착대장 등 주요서류 준공도서 제출 및 D/B 입력

400 ❙ 터널공

5 향 후 계 획

o 2015. 4~5 : 지반맞춤형 터널 관련 교육 시행

-「품질관리 직무교육(2015.4)」에 ‘지반맞춤형 터널’ 과목 포함

- 밀양~울산, 대구순환 건설사업단 방문 교육

o 2015. 6 : 한국터널지하공간학회 학회지 원고제출

o 2015. 9 : “한국도로공사 터널 공법” 책자발간

붙 임 : 1. Ex-TM 업무 흐름도

2. 지반특성에 따른 맞춤형 보강(안)

3. 내역체계 개선(안)

4. 터널 막장관찰도 작성요령

5. 터널지보재 적용 가이드라인

6. 설계자문의견 요약

터널공 ❙ 401

터널공

[붙임 #1]

Ex-TM 업무 흐름도

설

계

1) 지반조사

o 지질 및 지형특성, 인근 현장 자료 확인 등 상세조사

* 지표지질조사 및 저토피구간 조사강화

⇩

2) 상세 설계

(지보패턴 등)

o 다양한 지보패턴 제시, 갱구부 등 연약대 보강설계

o 암반등급별 다양한 추가보강 지보패턴 반영

o 수치해석을 통한 주요단면 계측관리 기준 제시

o 콘크리트라이닝 철근보강범위 검토

⇩

3) 성과품 작성 및

내역구성

o 설계도면에 터널 지질도만 수록(암반등급 미표기)

o 터널해석보고서에 선택가능한 다양한 지보패턴 수록

o 수량산출서에 암반등급별 수량산출기준 수록

o 내역서 및 단가산출서는 정산이 쉽도록 작성

시

공

4) 시공 전 검토

o 추가확인 지반조사 및 측량, 설계도서 사전 검토

o 추가 조사결과와 원설계 비교(필요시 원설계사 지원)

o 지반조사 표준과업지시서에 따라 시행

o 계측 고급기술자 투입, 감리원(감독원) 등 관련자 사전교육

o 인근 현장, 유사지반 및 지형 시공사례 조사

o 공사계획서 및 계측계획서 작성, 확인

⇩

5) 굴착 및 보강

o 막장관찰반, 감리원(감독원) 막장관찰 및 지보패턴 결정

o 막장관찰시 디지털매핑 및 싸이클타임 반영

o 터널 암판정대장, 막장관찰도, 사진대지 등 서류작성

o 시공후 정산을 위한 사진 등 증빙서류 작성

o 공사진행에 따른 영향구간 지속적 육안 관찰

o 설계시 수치해석구간과 계측 결과 비교

o 사업단 본부, 원설계사, 연구원 등 기술지원 및 확인

o 막장관찰도 입력 및 터널 D/B 구축(타현장 전파)

o 시공결과에 따라 공사비 정산

o 설계 및 시공시 사례분석을 통한 지보패턴 지속보완

402 ❙ 터널공

[붙임 #2]

터널공 ❙ 403

터널공

□ 부분보강패턴

o 단층․ 파쇄․ 연약대가 있는 경우의 지보패턴 예

구 분

소규모

파쇄대 폭 1.0m미만

중규모

파쇄대 폭 1.0~3.0m

대규모

파쇄대 폭 3.0m초과

경암

기본 지보패턴 B

단층부 추가 록볼트

기본 지보패턴 C

단층부 포어폴링+록볼트

기본 지보패턴 E

단층부 강관다단그라우팅

보통암

기본 지보패턴 C

단층부 추가 록볼트

기본 지보패턴 D

단층부 포어폴링+록볼트

기본 지보패턴 E

단층부 선진보강그라우팅

연암

지보패턴 D

단층부 추가 록볼트

지보패턴 E

단층부 선진보강그라우팅

지보패턴 E

천단+단층 선진보강그라우팅

* 보강범위 : 2W = 파쇄대 폭원(W) + 0.5W(양측)

* 추가보강 록볼트는 충분한 정착장을 확보할 수 있도록 록볼트 길이를 증가

하고 설치각도 조정, 필요시(폭원 2.0m 이상) 강지보 추가 설치

* 막장 천단부에 토사, 풍화가 심한 파쇄대, 미고결 퇴적층 등 발생시

보조공법(선진보강 그라우팅 등) 및 강지보 적용 검토

* 점토 등 충전물 5mm 이상시 별도의 안정성검토 시행

* 굴진장, 굴착방법 등은 단층 파쇄 연약대 등 암반조건, 막장 안정성,

장비 특성 및 조합 등을 고려하여 현장에서 변경하여 적용 가능

* 지반조건이 아닌 장비운영 및 시공성 등에 따라 굴진장 및 지보패턴 변경시

에는 감독원 사전 승인

404 ❙ 터널공

o 단층대 교차각에 의한 보강범위변화 (단층 진행방향 : 좌측→우측)

구 분

A-A단면 : 단층이 좌측 천단부를

통과하는 경우

B-B단면 : 단층이 우측 천단부를

통과하는 경우

평면도

보강

방안

검토

의견

‧ 단층 통과구간에 대한 추가보강영역은 단층폭(W)에 대해 양측으로 0.5W 추가

‧ 단층과 터널 교차각 및 그라우팅의 중첩장을 고려하여 보강영역을 추가

o 단층 통과위치에 의한 보강범위변화

구 분 단층의 천단부 통과 단층의 측벽부를 넓은 폭으로 통과

보강

방안

∙ 단층 폭에 따른 지보패턴 적용 ∙ 단층 폭에 따른 지보패턴 적용

∙ 취약부 숏크리트 두께 증가(t=160mm)

검토

의견

‧ 터널측벽부에 단층 통과시 그 영향범위가 천단부 통과시 보다 증가하여 안정성에

미치는 영향이 더욱 커지므로, 단층 취약부에 대한 숏크리트 두께(여굴 채움)

증가 등 지보재 부분 보강을 통해 안정성을 확보하여야 함

A-A B-B

터널공 ❙ 405

터널공

o 주절리 각도 및 간격에 따른 변경패턴 예

구 분 절리각도 30°내외 절리각도 45°내외 절리각도 90°내외

보통암

(절리

간격

1.5m)

우측 록볼트 각도 조정 우측 록볼트 각도 조정 천단 록볼트 각도/간격 조정

연암

(절리

간격

0.4m)

우측 록볼트 각도 조정 우측 록볼트 각도/간격 조정 천단 록볼트 각도/간격 조정

* 사향경사 구간은 록볼트 설치 각도 조절로,

하향경사 구간은 록볼트 설치 간격 축소로 봉합효과 확보

* 절리각도 15° 미만인 경우는 수평과 동일한 각도로 록볼트 시공

406 ❙ 터널공

□ Ex-TM 보강 사례

o P-4 에서 C-3+부분보강 변경 사례

막장관찰 사진 막장관찰도

o 기반암은 P-2의 양호한 암반이나 막장 좌측에 1.0m 이상의 수직 단층과

지하수의 유출이 발생함

현재 (P-4 시공) 개선 (C-3, 부분보강)

굴진장 1.5/3.0m

숏크리트 12cm(강섬유)

록볼트 1.5m간격(L=4m)

강지보 50×20×30

보조공법 -

개략공사비 452만원/m

굴진장 2.0m

숏크리트 10cm(강섬유)

록볼트 1.5m간격(L=4m)

강지보 50×20×30

보조공법 포어폴링(파쇄대)

개략공사비 355만원/m

터널공 ❙ 407

터널공

o P-4 에서 C-2+부분보강 변경 사례

막장관찰 사진 막장관찰도

o 기반암은 P-3 구간이나 막장 중앙에 1.0m 미만의 수직 단층과

우측 상단에 여굴이 크게 발생함

현재 (P-4 시공) 개선 (C-2, 부분보강)

굴진장 반단면 1.5/3.0m

숏크리트 12cm(강섬유)

록볼트 1.5m간격 (L=4m)

강지보 50×20×30

보조공법 -

개략공사비 452만원/m

굴진장 전단면 2.0m

숏크리트 10cm(강섬유)

록볼트

1.5m간격 (L=4m)

단층대 0.75m 간격

보조공법 포어폴링(여굴예방)

개략공사비 309만원/m

408 ❙ 터널공

o 각종 지반특성에 따른 Ex-TM 보강 사례

구 분 막장 관찰도 맞춤형 지보패턴

절리

심한

균일한

지반

∙ 불규칙한 절리 발달, 셰일층 존재

용출수는 없으나 암의 응집력이 낮음

∙ 막장이 균일하고 주절리 방향은 수평

암반등급에 맞춰 지보패턴 D-2 적용

불량한

지반이

지배

∙ 터널진행방향으로 단층‧파쇄대 나타남

점토가 밀실하며 젖어있음 보조공법 검토

∙ 단층‧파쇄대와 점토층의 발달로 보조공법

& 강지보의 보강패턴 E-2 적용

소규모

파쇄대

∙ 기반암은 경암, 수직, 수평 절리 있음

우측 측면에 충진물 협재

∙ 충진물과 절리간격을 고려 B-2 적용

충진물 구간 록볼트 추가 보강

국부적

절리

발달

∙ 천단 부근 단층 및 연질류의 충전물이

관찰되며, 작업 중 낙반 발생 우려

∙ 암반등급에 맞춰 E-1 지보패턴에서

천단좌측(낙반 우려)에 추가 보강

터널공 ❙ 409

터널공

구 분 막장 관찰도 맞춤형 지보패턴

파쇄대

수직

절리

발달

∙ P-5 ∙ E-1, 암반상태 불량

경암

약 45°

절리

∙ P-2 ∙ B-2, 절리각도 고려 우측 록볼트 추가

연암

약 60°

절리

∙ P-3 ∙ C-2, 하단 록볼트 삭제

연암

절리

및

충전물

발생

∙ P-4 ∙ D-1, 굴진장 축소, 하단 록볼트 삭제

410 ❙ 터널공

구 분 막장 관찰도 맞춤형 지보패턴

불량한

지반이

지배

∙ P-5

∙ E-1, 파쇄대 발달 및 암반 불량으로

포어폴링 보강 시행

경암

국부적

파쇄대

∙ P-2 ∙ B-2, 파쇄대 추가 록볼트 설치

연암

수직

절리

∙ P-3 ∙ C-1, 측면 록볼트 삭제

연암

수직

절리

∙ P-3 ∙ C-2, 하단 록볼트 삭제

터널공 ❙ 411

터널공

구 분 막장 관찰도 맞춤형 지보패턴

전반적

암반

불량

∙ P-4

∙ D-2, 천단부 절리간격 및 각도에 맞춰

록볼트 설치

좌상단

여굴

약 30°

절리

∙ P-4 ∙ C-1, 측면 록볼트 삭제

불량한

지반이

지배

∙ P-5

∙ E-1, 암반불량 및 연약한 충전물로

포어폴링 보강 시행

수직

절리

발달

∙ P-3 ∙ C-2, 절리각도 고려 하단 록볼트 삭제

412 ❙ 터널공

[붙임 #3]

터널 내역체계 개선방안

□ 현 행 : 표준지보패턴별 내역체계 운영

o 표준타입에 따라 굴착, 버력처리, 숏크리트, 록볼트 등 세분화로

단가 갯수가 많으며, 표준타입 외 시공에 대한 정산이 곤란함

□ 개 선 : 세부공종별 공사물량 기준 내역체계 변경

o 공사물량에 따른 대표단가 작성 (평균 싸이클타임 적용)

* 굴착(발파공법별 굴진장 범위), 버력처리(발생량), 숏크리트(타설량), 록볼트(공수) 등

o 터널 세부공종별 수량 중심 내역구성으로 공사비 정산 유리

- 세부공종별 단가 갯수 축소를 통한 내역서 간소화로 편리성 향상

- 터널 굴착 관련 단가 개수 50% 이상 축소

- 사진 및 굴착대장을 통해 실제 시공수량에 맞춰 공사비 정산

o 터널 굴착관련 공종 (당초 / Ex-TM 예)

< 당 초 > < Ex-TM >

공 종 명 규 격 단위 단가(원) 공 종 명 규 격 단위 단가(원)

6. 신원2터널 자연환기 6. 신원2터널 자연환기

01. 굴착 01. 굴착

전단면 굴착 전단면 굴착

표준단면-1 일반발파 ㎥ 17,270 굴진장 3.0m초과 일반발파 ㎥ 17,507

표준단면-2 일반발파 ㎥ 17,550 굴진장 2.0~3.0m 일반발파 ㎥ 20,041

표준단면-3 일반발파 ㎥ 20,041

RP-1 일반발파 ㎥ 18,299

RP-2 일반발파 ㎥ -

피난연락갱 일반발파 ㎥ 56,209 피난연락갱 일반발파 ㎥ 56,209

반단면 굴착 반단면 굴착

표준단면-4 상부 일반발파 ㎥ 32,478 굴진장 1.2~2.0m 상부 일반발파 ㎥ 32,478

표준단면-4 하부 일반발파 ㎥ 22,378 굴진장 1.2~2.0m 하부 일반발파 ㎥ 22,378

표준단면-5 상부 일반발파 ㎥ 38,088 굴진장 1.2m이하 상부 일반발파 ㎥ 41,891

표준단면-5 하부 일반발파 ㎥ 40,689 굴진장 1.2m이하 하부 일반발파 ㎥ 47,673

표준단면-6 상부 일반발파 ㎥ 40,120

표준단면-6 하부 일반발파 ㎥ 50,290

터널공 ❙ 413

터널공

< 당 초 > < Ex-TM >

공 종 명 규 격 단위 단가 공 종 명 규 격 단위 단가

02. 버력처리 02. 버력처리

전단면 버력처리 버력처리

표준단면-1 일반발파 ㎥ 4,534 버력처리 버력발생량 ㎥ 4,554

표준단면-2 일반발파 ㎥ 4,534 부석 및 막장정리 전단면 회 29,652

표준단면-3 일반발파 ㎥ 4,113 부석 및 막장정리 반단면(상부) 회 29,652

RP-1 일반발파 ㎥ 3,800 부석 및 막장정리 반단면(하부) 회 19,372

RP-2 일반발파 ㎥ -

피난연락갱 일반발파 ㎥ 5,037

반단면 버력처리

표준단면-4 상부 일반발파 ㎥ 4,118

표준단면-4 하부 일반발파 ㎥ 4,006

표준단면-5 상부 일반발파 ㎥ 3,732

표준단면-5 하부 일반발파 ㎥ 3,917

표준단면-6 상부 일반발파 ㎥ 3,823

표준단면-6 하부 일반발파 ㎥ 4,045

03. 강지보공 03. 강지보공

강지보 (2차로) 강지보 (2차로)

격자지보(표준단면-4) 50×20×30 조 895,095 격자지보 50×20×30 조 895,095

격자지보(표준단면-5) 70×20×30 조 882,054 격자지보 70×20×30 조 882,054

H형강(표준단면-6-1) 100×100×6×8 조 1,147,200 H형강 100×100×6×8 조 1,147,200

H형강(표준단면-6-2) 150×150×7×10 조 1,044,108 H형강 150×150×7×10 조 1,044,108

04. 숏크리트 04. 숏크리트

숏크리트공(전단면) 숏크리트공

표준단면-1 일반발파 ㎥ 25,756 숏크리트 일반 ㎥ 26,658

표준단면-2 일반발파 ㎥ 99,756 숏크리트 강섬유보강 ㎥ 103,648

표준단면-3 일반발파 ㎥ 97,884 숏크리트(갱구부) 일반 ㎥ 59,699

RP-1 일반발파 ㎥ 96,557

RP-2 일반발파 ㎥

피난연락갱 일반발파 ㎥ 104,401

숏크리트공(반단면)

표준단면-4 상부 일반발파 ㎥ 102,465

표준단면-4 하부 일반발파 ㎥ 101,048

표준단면-5 상부 일반발파 ㎥ 102,538

표준단면-5 하부 일반발파 ㎥ 108,984

표준단면-6 상부 일반발파 ㎥ 104,417

표준단면-6 하부 일반발파 ㎥ 112,226

05. 록볼트 05. 록볼트

록볼트 록볼트

표준단면-1 L=3.0m 조 91,179 록볼트 L=3.0m 공 59,592

표준단면-2 L=3.0m 조 60,867 록볼트 L=4.0m 공 66,697

표준단면-3 L=4.0m 조 65,082 록볼트 L=5.0m 공 63,201

표준단면-4 상부 L=4.0m 조 66,340

표준단면-4 하부 L=4.0m 조 72,596

표준단면-5 상부 L=4.0m 조 66,871

표준단면-5 하부 L=4.0m 조 86,267

표준단면-6 상부 L=4.0m 조 75,761

표준단면-6 하부 L=4.0m 조 73,135

RP-1 L=3.0m 조 57,951

RP-2 L=4.0m 조 -

피난연락갱 L=3.0m 조 53,893

414 ❙ 터널공

[붙임 #4]

터널 막장관찰도 작성 요령

1. 터널 막장관찰도(Face Mapping) 작성기준

가. 막장관찰(Face Mapping) 체계

막장관찰은 조사 분석

거동

예측의 체계를 갖추어야 의미가 있음

조 사

암종, 불연속면 방향성, 간격,

연속성, 지하수, 단층 파쇄대,

암괴의 크기, 충진물, 간극 등

분 석

▪암반등급 평가

▪불연속면 분포 분석

▪불연속암반 물성 평가

▪공법 분석 및 검토

거동 예측

▪계측과 연계

▪전방 지질 예측

▪보강범위 산정

▪지보패턴 수정 보완

나. 막장관찰(Face Mapping)

a. 암석의 종류, 암질, 풍화, 변질의 상태

b. 암석강도, RQD

c. 불연속면의 방향성, 간격, 연속성, 거칠기, 절리틈새, 누수, 암괴의 크기 등

d. 절리(Joint), 편리(Schistosity), 충진물, 단층파쇄대 등의 상태

e. 단층, 습곡 등의 지질구조 (주향, 경사, 규모, 구성물질 습윤상태 등)

f. 천단부의 Block 이완 가능성 여부

2. 막장관찰 및 암판정 시행

가. 막장관찰반의 구성 및 임무

o 구성 : 계측담당자(토질분야 고급기술자), 작업반장, 천공장비 운전원,

원도급사 및 하도급사 터널시공담당자

o 임무 : 막장면 Face Mapping 시행 및 작성, 계측 및 관찰

부석제거 확인 등 막장면 작업의 안전성 점검 및 보완

나. 터널전문감리원의 임무

o 주요임무 : 막장관찰도 확인 및 보완, 암판정 및 지보패턴 결정

o 자격기준 : 건설기술자 등급 고급이상(터널 경험 9년이상)

o 배치기간 : 터널굴착기간 + 2개월(굴착 전․후 1개월씩)

o 배치인원 : 해당 공구당 1명 기준

다. 건설사업단의 임무

o 굴착중인 터널에 대해 주 1회 이상 암판정 적정성 확인 및 검토

o 담당노선내 터널의 암판정 비교․분석, 막장관찰반 및 감리원 교육

터널공 ❙ 415

터널공

3. 터널 막장관찰도 작성요령

가. 고해상도 카메라를 활용한 디지털 매핑 적용

막장사진 촬영 ➡ Face Mapping(암종/암질/절리 등 입력) ➡ RMR 평가

① 사진촬영 ② 촬영된 사진위에 Face Mapping ③ RMR 평가

막장 촬영 암질 맵핑 절리 맵핑 암종 맵핑 통합 표현

나. 막장관찰도 작성요령

o 터널관리자 및 작업반원이 쉽게 이해할수 있도록 표현

항 목 주요내용 및 표기방법

암반의 상태 ◦경암, 연암, 풍화암, 풍화잔류토 범례에 따라 구간별 도식화

암질계수 ◦조사구간 표시 및 절리수 표시

불연속면 간격 ◦절리, 파쇄대 등의 개략적인 평균 간격을 측정 기록

불연속면

상태

길이,틈새,

충전물

◦불연속면의 길이, 틈새, 충전물 특성을 숫자로 표현

거칠기

◦매우 거침(VR), 거침(R), 약간 거침 (SR), 매끄러움(S)

단층마찰면(FP) 한글로 표현(영어약자 사용자재)

풍화정도

◦신선(F), 약간풍화(SW),보통풍화(MW),심한풍화(HW),

완전풍화(CW) 한글로 표현(영어약자 사용자재)

지하수,유출수 조건

◦건조(CD, D), 습윤(Damp), 젖어있음(wet)

물방울떨어짐(dripping), 물 흐름(flow) 한글로 표현

(영어약자 사용자재)

불연속면 방향성

◦주향/경사(N30E/45NW) 또는 경사방향/경사(300/45)로

표현하나 경사방향/경사로 표기

◦막장관찰도 범례에 따라 방향성 기호 추가 표시

(붙임1 참조 - 막장관찰도 개선양식)

◦막장 관찰도 좌측 상단에 굴진 방향 표시

막장 안정성

◦부분적 낙반 취약구간, 절리불량 구간 등 안전성

취약구간은 관찰도내 구간별 표시

416 ❙ 터널공

사 진 대 지

위 치 Sta. 0+000 00방향 일 자 00년 0월 0일

<천단>

<좌측> <우측>

특이사항

터널공 ❙ 417

터널공

막 장 관 찰 도

※ 굵은 선 외곽부분은 Wall Mapping 구간임

N

S

W E

․절리면 간격 :

․절리면 길이 :

․절리면 거칠기 :

․절리갯수 : A= B= C=

․지하수 상태 :

․풍화정도 :

․절리면 틈새 :

․절리방향 :

범례

굴착현황

및

특기사항

안전취약구간

RQD

산출근거

RQD(%) = 115-(3.3×JV)

작성자 확인자

418 ❙ 터널공

※ 작성예시

막 장 관 찰 도

※ 굵은 선 외곽부분은 Wall Mapping 구간임

․절리면 길이 : 3.0 ～ 8.0m

․절리면 간격 : 5 ~ 10cm 내외

․절리면 거칠기 : 거침(Rough)

․절리갯수 : A= 23 B=23 C=16

․지하수 상태 : 습윤상태(damp)

․풍화정도 : 약간풍화(SW)

․절리면 틈새 : 0.1 ～ 1.0mm

․주절리방향 : 주향이 터널방향과 역경사

범례 절리

단층대

파쇄대

경암 연암 +++

+++ 풍화암 ----

----

풍화

잔류토

굴착현황

및

특기사항

․현재 막장은 풍화암이 주 기반암으로 형성되어 있으며 풍화정도는 약간 풍화

․불연속면 길이는 3.0~8.0m 내외로 높은 연속성을 가짐

․절리간격은 조밀하며 절리틈새에 토사 충진물(5.0mm이하)이 협재되어 있음

․막장면 좌측 및 천장부는 잔절리 발달하여 쐐기파괴의 우려가 있음

․절리면 거칠기는 거칠며, 막장면은 전반적으로 습윤 상태임

․절리의 방향은 터널 진행방향과 역경사를 이루고 있어 불리한 상태

안전취약구간 ․좌측 및 천단부에 쐐기파괴 및 낙반 우려되므로 발파 및 버럭 처리시 주의 시공

RQD

산출근거

RQD(%) = 115-(3.3×JV) = 115 - ( 3.3 × 23 ) = 39.1%

작성자 (인) 확인자 (인)

터널공 ❙ 419

터널공

4. R.M.R 평가를 통한 암판정 요령

가. 일축압축강도( R1)

o 일축압축강도는 시추조사에 의해 회수한 코아 또는 암버력으로 공시체를

제작, 실내시험을 실시하거나 점재하시험에 의해 결정하여야 하나

o 신속한 판단이 필요한 경우에는 지질조사용 해머로 막장에 노출된

암반에 타격을 가하고 반응상태에 따라 다음과 같은 기준에 의하여 추

정할 수 있다.

구 분 평 가 방 법 일축압축강도

(MPa)

Ⅰ 맑은소리가 나며 망치로 강하게 타격하면 암석의

일부분이 깨지는 정도 250초과

Ⅱ 맑은소리가 나며 여러차례의 강한 타격에 깨어짐 100～250

Ⅲ 몇차례의 타격에 깨어짐 65～100

Ⅳ 둔한소리가 나며 1회 타격에 깨어짐

주머니칼로 긁어지지 않음 40～65

Ⅴ 망치로 치면 자국이 생기며 칼로 어렵게 긁힘 25～40

Ⅵ 망치로 치면 자국이 생기며 칼로 쉽게 긁힘 5～25

Ⅶ 엄지손가락으로 누르면 약간 들어가는 흔적 5미만

o 정량적인 판단을 위해서는 다음의 그래프(산식)을 이용한다

R1 = 1.4514 + 0.0684 × σC(일축압축강도)

o 1개 조사구역(대표단면 영역 설정)에서 가로,세로 각 1m에 대해 25Cm

간격으로 25개공을 타격한 data의 평균값을 취하고, 사전에 실시한

유사 암질의 공인시험성적과 비교 검토 후 암반강도를 판정한다.

420 ❙ 터널공

나. R.Q.D (R2)

o RQD는 시추코어에 의한 암반분류를 시행하기에 곤란하므로, 현장

에서의 R.Q.D 평가는 Scan Volume(조사체적)법을 사용한다.

o Scan Volume법은 다음의 공식을 이용하며, Jv < 4.5 에 대해서는

RQD=100, Jv > 35 에 대해서는 RQD=0을 적용한다.

RQD = 115 - 3.3Jv

* Jv : 모든 방향에서 1m당 나타나는 모든 절리수의 총갯수

o 다음 그래프(산식)에 의해 R2를 신속히 산정할 수 있다.

RQD R2

25이하 3

25～40 13

(RQD-16)

40이상 RQD

5

다. 절리면 간격 (R3)

o 소형 Steel Tape를 이용하여 막장 암반의 불연속면 간격을 측정하고,

평균간격을 산정하여 그래프(산식)와 같이 평점을 평가함

평균간격 R3

0.06m

이상 14.65×SP0.3587

0.06m

미만

5

터널공 ❙ 421

터널공

라. 절리면의 상태 (R4)

o 불연속면의 길이, 간격, 거칠기, 충전물, 풍화정도 항목으로 측정

요 소 점 수

불연속면의 길이

(연속성)

1m 미만 1-3m 3-10m 10-20m 20m 이상

6 4 2 1 0

불연속면의 간격

(틈새)

없음 0.1mm미만 0.1-1.0mm 1-5mm 5mm 이상

6 5 4 1 0

거칠기

매우 거침 거침 약간 거침 매끄러움 단층마찰면

6 5 3 1 0

충전물

없음 단단한 충전물 연한 충전물

5mm미만 5mm이상 5mm미만 5mm이상

6 4 2 2 0

풍화정도

풍화안됨 약간 풍화 풍화 심한 풍화 파쇄

6 5 3 1 0

① 불연속면의 길이

- 줄자 또는 육안으로 관찰한다.

② 불연속면의 간격

- Silt gage나 Crack scale에 의해 틈의 간격을 실측한다.

③ 거칠기

- 절리면의 거칠기는 JRC(Joint Roughness Coefficient)로 결정하며,

조도 Profile에 따른 점수표는 다음과 같다.

구 분 JRC Profile 점 수

1 0~2

0

2 2~4

3 4~6

1

4 6~8

5 8~10

3

6 10~12

7 12~14

5

8 14~16

9 16~18

6

10 18~20

422 ❙ 터널공

④ 충전물

- Silt gage나 Crack scale, 지질망치 등을 이용하여 측정한다.

⑤ 풍화도

분류

기호

용 어 풍화상태 점수

D-1

Fresh

(신선한 암반)

∙모암의 색이 변하지 않고 결정이 광택을 보임

∙Joint 면이 부분적으로 얼룩이 져있고 타격을 가했을 때

맑은 소리가 남

6점

D-2

Slightly Weathered

(약한 풍화)

∙일반적으로 Fresh한 상태를 보이나, 구조면의 주변부가

다소 변색 모암의 강도는 Fresh한 경우와 별 차이가 없음

5점

D-3

Moderately eathered

(중간 풍화)

∙상당히 많은 부분이 변색되어 있으며 구조선은 Open

Joint로서 구조선 안쪽까지 변질되어 있음, 대부분의 장

석이 변질됨

3점

D-4

Highly Weathered

(심한 풍화)

∙석영을 제외한 대부분의 입자들이 변색되어 있으며, 구

조선은 거의 Open Joint로서 절리면으로 부터 상당히 깊

은 곳까지 변질 되어 있음

1점

D-5

Completely Weathered

(완전 풍화)

∙입자들이 부분적으로 존재하기는 하나, 완전히 변질을

받은 상태임 이 단계에서 부터는 토질로 분류함.

0점

마. 지하수 조건 (R5)

10m당 유입량

(l/min)

절리수압최대주응력 일반조건 점수(R5)

없음 0 완전건조 15

10미만 0.1 습윤 10

10-25 0~0.2 젖어있음 7

25-125 0.2~0.5 물방울 떨어짐 4

125초과 0.5초과 물이 흐름 0

o 지하수 유출위치마다 수량을 정량적으로 측정하기는 곤란하므로 주

요 유출부위에서 용기를 이용하여 분당 유출량을 측정하고 기타 구

간은 개략적으로 판단한다.

o 막장에서 배출되는 총수량은 V-notch를 이용하여 원칙적으로 10m

마다 측정을 수행하고, 이상용수 구간은 매 발생시마다 별도로 설치

측정토록 계획한다.

터널공 ❙ 423

터널공

바. 절리면 방향에 따른 보정 (R6)

주향이 터널방향과 수직인 경우 주향이 터널방향과

평행인 경우

주향과

무관한

경사방향으로 굴착 경사 반대방향으로 굴착 경우

45~90° 20~45° 45~90° 20~45° 20~45° 45~90° 0~20°

매우 유리 유 리 양 호 불 리 매우 불리 양 호 양 호

0 -2 -5 -10 -12 -5 -5

주향이 터널굴진방향과 평행 주향이 터널굴진방향과 수직

주향이 터널방향과 수직

(경사방향으로 굴착)

주향이 터널방향과 수직

(경사 반대방향으로 굴착)

주향이 터널방향과 평행

※ 불연속면의 방향성 표현

- 주향 : 불연속면(절리 등)과 수평면이 이루는 교선의 방향, 북(N)을 기준으로 표현 (N60W)

- 경사 : 불연속면이 수평면에 대하여 기울어진 정도 (30NE)

- 경사방향 : 경사가 가리키는 방향(주향과 직각), 360을 기준으로 3자리 숫자로표현(120),

방향성은보통[경사방향/경사]의형태로 표현 (120/30)

424 ❙ 터널공

암판정 검측대장

터널명 위치 STA. ( )방향 일자 20 년 월 일

1. 항목별 평가

①

일축압축

강도

점하중강도

(MPa)

10이상 4-10 2-4 1-2

일축압축강도 사용

슈미트햄머 51이상 44-51 34-44 10-34

일축압축강도

(MPa)

250이상 100-250 50-100 25-50 5-25 1-5 1미만

점 수 (R1) 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

② 암질계수(%) 90-100 75-90 50-75 25-50 25미만

점 수 (R2) 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3

③ 절리면 간격 2m이상 0.6-2m 0.2-0.6m 6-20cm 6cm미만

점 수 (R3) 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5

④

절리면

상태

불연속면의

길이(연속성)

1m 미만

6

1-3m

4

3-10m

2

10-20m

1

20m 이상

0

불연속면의

간격(틈새)

없음

6

0.1mm 이하

5

0.1-1.0mm

4

1-5mm

1

5mm 이상

0

거칠기

매우 거침

(Very Rough)

6

거침

(Rough)

5

약간 거침

(Slightly Rough)

3

매끄러움

(Slickenside)

1

단층마찰면

(Fault Planar)

0

충전물

없음

6

단단한 충전물 연약한 충전물

5mm 미만

4

5mm 이상

2

5mm 미만

2

5mm 이상

0

풍화정도

풍화안됨

(Frash)

6

약간 풍화

(Slightly

Wathered)

5

풍화

(Moderately

Wathered)

3

심한 풍화

(Hightly

Wathered)

1

파쇄(완전풍화)

(Completely

Wathered)

0

점 수 (R4) R4(불연속면의 길이 + 불연속면의 간격 + 거칠기 + 충전물 + 풍화정도)

⑤

지하수

10m당

유입량

없음 10미만(ℓ/min) 10-25(ℓ/min) 25-125(ℓ/min) 125초과(ℓ/min)

절리수압/

최대주응력

0 0.1미만 0.1-0.2 0.2-0.5 0.5초과

일반조건

완전 건조

(Completely dry)

습윤

(damp)

젖어 있음

(wet)

물방울 떨어짐

(dripping)

물이 흐름

(flow)

점 수 (R5) 15 10 7 4 0

⑥ 절리방향에

따른 보정

주향이 터널방향과 수직 주향이 터널 진행방향과

평행

주향과

경사방향 굴진 역경사 방향 굴진 무관

45-90° 20-45° 45-90° 20-45° 45-90° 20-45° 0-20°

점 수 (R6) 0 - 2 - 5 - 10 - 12 - 5 - 5

암반

평가

RMR 평점 100 - 81 80 - 61 60 - 41 40 - 21 20 비고

암반상태 매우우수 우 수 양 호 불 량 매우불량

2. 총 점

R1+R2+R3+R4+R5+R6

지보패턴 결정

터널공 ❙ 425

터널공

5. 터널 지질 조사시 주의사항

o 터널 시공중 막장관찰을 통한 암반등급의 구분은 암반의 거동에 영

향을 줄 수 있는 부분에 대해 수행한다.

o 암반분류는 막장관찰반 또는 전문감리원이 가능한 막장 근처에서 조

사를 실시하고, 가능한 개인차가 없는 객관적이고 정량적인 암반분류

에 노력하여야 하며 지보설치 후에라도 필요시 기 판정내용의 적정

성 유무를 검토해야 한다.

o 막장관찰조사 중 터널 안정성 저하를 일으킬 수 있는 취약부(예 : 천

정부, 어깨부)에서의 낙석, 붕괴, 지하수 유출 등에 대해서는 암반등

급 평가시 안정성을 감안한 가중치 부여를 고려해야 한다.

o 막장내 암반등급은 막장면의 위치에 따라 다양하게 분포하므로, 터널

막장면의 전·후 관계를 고려하여 암반등급 평가 시 신중을 기해야

한다.

o 분할굴착에 따른 막장관찰은 굴착단계에 따라 막장면 관찰을 시행하

여 해당 막장면 지질도를 갱신하여야 한다.

< 막장면 위치에 따른 암반등급 변화 > < 분할굴착에 따른 막장관찰 >

426 ❙ 터널공

6. 터널 지질도 작성

가. 필요성

o 매 막장관찰도(Face Mapping)의 지질 상태를 연속적 형태로 전개한

것으로 터널 지반상태에 대한 종합적 분석에 중요하게 활용 가능하며,

굴착 중 막장과 연계하여 신뢰성 높은 전방지질 예측이 가능함

o 설계시 전기비저항 탐사를 바탕으로 한 지질도는 전반적인 지형의

경향만 예측할 뿐 굴착구간의 정확한 지질정보를 획득할 수 없음

o 막장관찰도를 이용한 지질도 작성으로 터널의 지질정보를 한 눈에

파악가능하며, 보강범위 및 보강의 적정성 확인이 용이함

나. 지질 전개도 작성(예)

터널공 ❙ 427

터널공

[붙임 #5]

터널 지보재 적용 가이드라인

□ 터널 지보재의 종류와 기능

지보재는 터널굴착으로 발생한 응력을 지반강도 이내로 저감시켜

원지반의 지보기능을 최대한 활용할 수 있도록 하여야 하며,

1차지보, 2차지보, 보조공법으로 분류한다.

구분 종 류 개 념

1차

지보

∙ 숏크리트 ∙ 록볼트 ∙ 강지보공

∙ 터널굴착후 주변지반이 지보기능을 발휘할 수 있도록

지반거동을 억제하여 안정상태에 이르게 하기위해 설치 ∙ 터널굴착에 의해 발생되는 지반의 거동을 조기에 억제

시켜 지반이 보유하고 있는 지지력 및 강도를 최대한

이용할 수 있도록 하고 지반을 안정시킴

2차

지보

∙ 내부 라이닝

∙ 배수형 터널의 경우 모든 지반하중을 1차 지보가 담당

하고, 내부 라이닝은 터널 내부 시설물의 보호, 미관유

지, 쾌적한 공간유지 등의 부수적 기능 담당 ∙ 비배수형 터널의 경우 수압을 지지

보조

공법

∙ 포어폴링 ∙ 선진보강그라우팅 ∙ 프리그라우팅 등

∙ 단층파쇄대, 터널 시․종점부, 용수대 등 지반이 불량한

경우 터널굴착의 안정성 확보를 위해 설치하는 것으로

1차 지보의 보강기능

지보재 개념도(P-4 기준)

428 ❙ 터널공

□ 지보재의 설계기준

o RMR 값을 이용한 방법

RMR 값에 의한 지보량 산출식

① Rock Bolt 길이(m)

L ＝ 6 － 0.05 × RMR ≥ 3 ( RMR ＜ 80 )

② Rock Bolt 간격(m)

S ＝ 0.5 ＋ 0.025 × RMR ≥ 1 ( RMR ＜ 80 )

③ Shotcrete 두께(mm)

T ＝ 200 － 2.5 × RMR ≥ 50 ( RMR ＜ 80 )

④ 강지보공 간격(m)

Sr ＝ 0.375 ＋ 0.0375 × RMR ( RMR ＜40 )

o Q 값을 이용한 방법

1) 무지보

2) 랜덤 록볼트

3) 시스템 록볼트

4) 시스템 록볼트＋일반숏크리트(40~100mm)

5) 시스템 록볼트＋강섬유보강숏크리트(50~90mm)

6) 시스템 록볼트＋강섬유보강숏크리트(90~120mm)

7) 시스템 록볼트＋강섬유보강숏크리트(120~150mm)

8) 시스템 록볼트＋강섬유보강숏크리트(150mm 이상)

터널공 ❙ 429

터널공

□ 지보재 적용방안

o 터널의 주지보재인 강지보재, 숏크리트, 록볼트는 각각의 특성에

맞게 수행하는 기능과 역할이 있으며, 현재의 지보패턴은 각각의

특성이 복합되어 최적화되어 있음

o 지보패턴 선정시 가장 영향이 큰 천단부의 지반특성에 따라 대부분

결정되나, 하부 지반이 양호할 경우 측면하부의 록볼트 미설치

등 탄력적인 적용이 필요

o 숏크리트는 강섬유 숏크리트 사용을 기본으로 하며, 지하수 발생

이나 팽창성 지반과 같은 큰 변형이 발생되는 지반에서 국부적으로

박리되는 경우, 경암에서 절리의 발달로 국부적인 붕락이 예상되

거나 여굴부 채움 등에는 철망을 사용하여 시공성 및 안정성 향

상시킬 필요가 있음

o 강지보는 시공성이 좋은 격자지보재 사용을 기본으로 하나,

토사, 미고결지반, 파쇄대 또는 지하수와 연계된 풍화암 등의 지반과

갱구부, 저토피부 등 아칭효과 증대가 필요한 지형에는 H형 강지보재

를 사용하여 터널의 안전성을 증가시킬 필요가 있음

o 터널 보조공법은 지형 및 지반조건에 따라 선정

- 지반조건 및 위치에 따른 보조공법 선정 사례

구 분 연암층 풍화암층 토사층

지반

조건

갱구부 소구경강관다단 대구경강관다단 대구경강관다단(2열)

터널내부 포어폴링 소구경강관다단 대구경강관다단

- 보강범위는 120°를 기본으로 지반조건(연약대 범위)에 따라 증감

하며, 터널의 안정성을 증가시키기 위해 상호 중첩하여 설치하고

강지보재와 지반을 이용하여 2점 지지가 되도록함

- 포어폴링은 록볼트와 간섭되지 않게 설치간격 및 위치를 조정

하여 설치하고, 선진보강(강관다단) 중첩이 없는 구간 하부에

설치하여 여굴 및 붕락을 방지

430 ❙ 터널공

터널 지보재의 역할 및 효과

□ 숏크리트

o 특징 : 굴착 후 빠른시간 내에 지반에 밀착되도록 시공이 가능하고

조기강도를 얻을수 있으며, 굴착단면 형상에 영향을 받지 않음

o 지보효과(역할)

암괴의

붕락방지

굴착면 표면에 형성되는 삼각형등 불연속면의

절개된 암괴가 중력작용으로 분리되는 것을

막는 효과

응력집중

완 화

숏크리트 타설로 굴착면 요철부의 응력집중

을 완화하고 국부적인 파괴를 막는 효과

연약부

봉합효과

굴착면에 숏크리트를 부착시켜 연약부를 3차

원적인 응력조건이 되게하여 내하력을 증가

시키는 효과

응력전달

굴착면 주변에는 응력재분배에 의해 응력 집

중이 일어난다. 숏크리트의 타설로 굴착표면

적의 응력을 매끄럽게 전달하는 효과

절리의

봉 합

벌어진 절리에 숏크리트가 들어가 박혀 굴착면

표면의 암괴이동을 구속하는 효과

암괴의

전단

이동 방지

암괴 A가 붕락할 때 생기는 절리면 a－a에

따른 이동을 방지하는 효과

터널공 ❙ 431

터널공

□ 록볼트

o 록볼트의 역할 및 효과

구 분 개 념 도 지 보 효 과

봉합

작용

∙ 굴착에 의해 이완되어 있는 지반을 견고한 원지반

에 결합하여 낙반을 방지 ∙ 숏크리트와 병용하여 균열․절리가 발달한 지반의 균열

확산 억제

보강

작용

∙ 록볼트의 효과적인 설치로 절리․균열등 역학적인

불연속면 또는 굴착중 발생하는 파괴면에서부터

암괴가 분리되어 파괴되는 것을 방지

아치

형성

효과

∙ 시스템 록볼트에 의한 내압효과로 지반을 일체화

시켜 내하성능이 높아진 원지반을 내공측으로 일

정하게 변형하는 것에 의해 대형 아치를 형성 ∙ 층상절리 암반을 록볼트로 결합시켜 마찰저항(전단

저항 능력) 증대로 지반의 내하성능 증진

내압

효과

∙ 연암지반 터널의 안정을 검토할 경우 주로 고려되

는 효과로 록볼트의 인장력에 해당하는 힘이 내압

으로 터널 벽면에 작용하여 2축 응력상태의 터널

주변 지반을 3축 응력상태로 만들어 지반이 항복

후에도 록볼트에 의해 일체성을 유지하고 지반의

내하력 저하를 억제

□ 강지보재

o 강지보재의 역할

- 숏크리트 타설 후 경화까지 임시보강재 기능

- 천단지지공(강관다단그라우팅, 포어폴링, 경사볼트 등)의 지점 역할

- 지표침하 억제, 큰 지반압으로 1차 지보재의 강도․강성 높임

o 주요 강지보재의 특성

H-형강(SS400) 격자지보(SD500W)

제 원

단면적

(㎠)

단위

중량

(kgf/m)

단면2차

모멘트

(㎝4)

단면

계수

(㎤)

제 원

단면적

(㎠)

단위

중량

(kgf/m)

단면2차

모멘트

(㎝4)

단면

계수

(㎤)

H-100×100×6×8 21.9 17.2 383 76.5 50×20×30 13.35 12.3 193 38.0

H-125×125×6.5×9 30.3 23.8 847 136 70×20×30 13.35 12.5 306 51.0

H-150×150×7×10 40.1 31.5 1,640 219 95×22×32 15.64 14.9 589 78.0

H-200×200×8×12 63.5 49.9 4,720 472

H-250×250×9×14 92.2 72.4 10,800 867

432 ❙ 터널공

□ 굴착보조공법

o 포어폴링 : 천단의 전단강도 증대, 전방지반의 이완방지

o 강관다단 : 애추, 단층파쇄대, 미고결지반 등과 같이 아칭효과가

기대될 수 없는 불안정한 지반 보강 및 선행변위 억제

대 책 목 적 공 법

원지반 조건

비 고

경암 연암 토사

지반

강화

및

구조적

보강

천단

안정

파이프루프 △ △

경사 록볼트 △

훠폴링 △ △ 철근, 강봉, 강관 등 사용

강관다단 그라우팅 △ ○

그라우팅공법 ○

막장면

막장면 숏크리트 △ ○

막장면 록볼트 △ △

코어 핵 △ ○ ring cut

약액주입공법 ○

각부보강

각부보강볼트 △

각부보강파일 △

가인버트 △ △

용수

대책

지수 /

배수

그라우팅공법 △ ○ ○

물빼기공 △ ○ ○ 웰포인트, 딮 웰공법 포함

웰포인트공법 ○

딮 웰공법 ○

주) ○ : 비교적 자주 사용되는 공법

△ : 보통 사용되는 공법

 

< 보강목적에 따른 공법의 적용성 >