지침 한국도로공사_설계실무자료집_2012년_8-5_터널 등 물리탐사 측정자료 관리 및 활용방안 검토
2024.04.24 15:27
2011년도 설계실무자료집 - 터널공
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8-5 터널 등 물리탐사 측정자료 관리 및 활용방안 검토 설 계 처-1338
(2011. 6. 3)
I 검토목적
□ ‘조사분야 성과 제고방안’의 일환으로 추진된 토질조사 프로세스
개선에 따른 물리탐사2) 내실화 방안 필요
※ 조사분야 성과 제고방안(설계처-635호, 2011.03.24)
: 취약대에 대한 물리탐사 선시행 ⇒ 탐사결과에 따른 시추위치, 현장시험 선정 등
□ 설계시의 물리탐사 측정자료를 시공 중 예기치 못한 지반상태
변화 분석에 활용토록 하여 예방적․안정적 시공 도모 필요
II 물리탐사 관련 기준
□ 터널 표준시방서 (국토해양부)
ㅇ 물리탐사자료는 막장관찰자료, 시추조사자료, 기타 지반정보자료 등과
함께 분석하여야 하며, 현장지반여건과 일치여부를 비교하여야 함
ㅇ 현장 측정자료를 보관하여 탐사결과의 신뢰성을 확인할 수 있도록
하여야 함
□ 터널설계기준 (국토해양부)
ㅇ 물리탐사 결과는 현장측정자료, 자료의 전산처리 결과 및 최종
해석 결과로 나타내어야 하며,
ㅇ 사용장비명, 측선 및 측점의 위치도와 현장 탐사 시 특기사항의
자세한 서술이 포함되어야 함
□ 실시설계시 물리탐사 기준 (한국도로공사)
ㅇ 터널부․교량부․깎기부 각각의 물리탐사 기준 제시(붙임 #1)
- 탄성파탐사, 전기비저항탐사, 전자탐사 등
2) 설계시 세부 시공방안의 결정을 위해 지반 구성물질의 물리적 성질차이에 의하여 발생하는 암반상태 및 지층구조 등을 비파괴
적인 방법으로 분석하기 위한 조사법(탄성파탐사, 전기비저항탐사, 전자탐사 등)
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III 현황 및 문제점
□ 물리탐사 측정자료 기록 및 관리체계 미흡
ㅇ 물리탐사 결과 위주의 지반조사보고서 작성으로 신뢰성 검토 곤란
- 탐사 전과정(개요, 측정, 해석, 결과 등) 보고서 포함 필요
ㅇ 설계용역 과업지시서상 물리탐사 측정자료 관리규정 불명확
- 물리탐사 시행관련 사항(조사 대상․빈도) 명기
- 측정자료에 대한 공사시행부서 인계사항 규정 없음
* 설계시 채취한 시료(시추조사 등)에 대한 인계규정만 있음
☞ 시공중 노선별 물리탐사 측정자료 보관 실태 상이
【물리탐사 측정자료 보관현황】
|
사업단 |
터널명 |
전기비저항 측정자료 보관현황 |
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5개사업단 |
대상 103개터널 |
미보관 55개터널, 보관 48개터널 |
|
울산포항 |
다운1터널 등 16개터널 |
미 보관 |
|
양남터널 |
보관 |
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|
상주영덕 |
낙동터널 등 38개터널 |
보관 |
|
홍천양양 |
군업터널 등 21개터널 |
미 보관 |
|
현리1터널 |
보관 |
|
|
광양남원 |
천마터널 등12개터널 |
미 보관 |
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삼척속초 |
맹방터널 등 6개터널 |
미 보관 |
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적노1터널 등 8개터널 |
보관 |
* 자료 : 터널 물리탐사 측정자료 관리 불합리 (감사실-2026, 2010.11.22)
□ 설계시 물리탐사 결과, 시공단계 확인․검증절차 미정립
ㅇ 물리탐사 결과는 탐사시의 계절, 탐사기술․방법 등에 따라 차이 발생
- 시공중 지반특성이 설계시 추정한 지반특성과 차이 발생
ㅇ 시공중 예상치 못한 연약대 등 지반 취약구간 발생시 원인분석
및 대책방안 마련 필요
☞ 물리탐사 측정자료를 활용한 공사중 재해석 등 방안 정립 필요
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IV 개선방안
□ 지반조사보고서 내실화
ㅇ 조사 목적, 측정에서 해석까지의 과정 및 결과 명확하게 기술
- 탐사결과에 대한 신뢰도를 평가할 수 있는 사항 상세 기술
【지반조사보고서 포함 세부 내용】
|
항 목 |
세부 기술내용 |
|
탐사개요 |
- 탐사목적, 탐사시기, 책임기술자(현장 데이터 취득자 포함) - 탐사위치, 측정 물량 등 |
|
탐사방법 |
- 탐사방법, 순서, 사용장비 일람표 등 |
|
해석방법 |
- 해석방법 및 제반사항 등 (해석S/W, 해석과정, 문제점, 대책, 처리결과 등 명시) |
|
탐사결과 |
- 해석한 내용 및 근거, 해석도면, 차후의 과제 또는 대책 |
□ 물리탐사 측정자료 관리체계 정립
ㅇ 실시설계 물리탐사 자료 공사시행부서 인계 의무화
- 설계용역 과업지시서(시료 및 물리탐사의 인계 부문) 명기
- 시공중 물리탐사 재해석을 위한 기초자료로 활용
|
항 목 |
활용방안 |
|
전기비저항탐사 전자탐사 |
- 단층, 파쇄대 등의 지질이상대 파악 - 암반분류, 지질도 재작성 등 |
|
굴절법 / 대심도 탄성파 탐사 |
- 단층, 파쇄대 등의 지질이상대 파악 - 지층선 파악, 암반분류, 지질도 재작성 등 |
※ 설계용역 과업지시서 보완 내용 (붙임 #2)
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□ 시공중 재해석을 통한 원인분석 및 조치방안
ㅇ 설계시 물리탐사 자료를 활용한 지반평가의 재해석
- 시공중 추가 조사시 연계해석을 통한 분석결과 정확도 제고
【시공중 재해석 흐름도 】
※ 물리탐사 역해석 개요 및 사례 (붙임 #3)
ㅇ 물리탐사 재해석을 위해 활용되는 측정값 (붙임 #4)
|
항목 |
활용 측정값 |
|
전기비저항탐사 |
- 전극 위치별 겉보기 비저항 등 |
|
전자탐사 |
- 측정 위치별 겉보기비저항, 위상 및 Coherence(측정 자료의 신뢰도) 등 |
|
탄성파탐사 |
- 주시곡선(송수신기 위치 및 측정시간) 등 |
* 측정․해석자료 등은 전산파일의 형태로 납품 (성과품 CD에 포함)
3) 물리탐사 해석 S/W에서 제공하는 해석의 신뢰도로써, 측정자료와 이론자료(S/W에서 제공)의 차이를 의미하며 값이 작을
수록 신뢰도가 높음 (예 : 전기비저항탐사 : RMS error, 전자탐사 : Coherence 등)
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V 기대효과
□ 조사분야 책임설계 유도를 통한 지반조사 성과의 내실화
ㅇ 물리탐사 책임기술자 및 방법, 순서, 해석 등 전과정 기술
ㅇ 설계단계에서 수행한 물리탐사 결과의 신뢰도 검토 가능
□ 물리탐사 결과의 시공시 활용도 제고
ㅇ 설계시 지반조사 자료 활용(재해석)을 통한 시간․비용 절감
ㅇ 시공중 추가 조사 결과와 연계해석을 통한 분석 정확도 향상
VI 적용방안
□ 설계중인 노선 : 본 방침 적용
□ 설계완료 후 미발주 노선 : 보완설계시 본 방침 적용
※ 붙 임 : 1. 실시설계 토질조사기준
2. 설계용역 과업지시서 보완 내용
3. 물리탐사 재해석 개요 및 사례
4. 물리탐사 재해석을 위한 측정값. 끝.
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실시설계 토질조사 기준
|
조사위치 |
조사항목 |
조사빈도 |
심 도 |
비 고 |
|
|
성 토 부 |
일반구간 |
핸드오거 |
300m |
3-5m |
|
|
연약지반 |
핸드오거 |
200m |
3-5m |
|
|
|
피에조콘관입시험 |
100m |
필요깊이까지 |
|
||
|
시추조사 |
200m |
지지층(풍화암)확인 |
- 콘관입시험 위치 |
||
|
베인시험 |
400m |
불교란시료 채취심도 |
- 시추조사 위치 - Borehole, Field vane식 |
||
|
간극수압소산시험 |
200m(1회/CPTu 2회) |
불교란시료 채취심도 |
- 콘관입시험과 병행 - 시추조사 위치 |
||
|
흙깎기부 |
시험굴조사 |
200m |
1-2m |
|
|
|
시추조사 |
개소당 1개소 이상 (조사등급별에 따라 조정) |
계획고하 2m |
- 붙임#1참조 - SPT : 1m마다 |
||
|
탄성파탐사 또는 전기비저항탐사 |
|||||
|
화상정보시험 |
|||||
|
구 조 물 부 |
교량부 |
시추조사 |
교대 및 교각 마다 1개소 |
경암 1m, 연암3m, 풍화암 7m까지 |
- SPT : 1m마다 -상․하행선 분리시 모두시행 |
|
화상정보시험 |
터파기시 사면 안전성 검토가 필요한 경우 |
암반구간 |
|
||
|
공내재하시험 |
- 풍화대가 깊어 직접기초 심도결정시 침하량산정이 필요한 경우 - 연약층이 깊어 말뚝기초의 수평방향변위 반력계수 산정이 필요한 경우 |
층별(토사,풍화암,암반) 각각 1회 |
|
||
|
탄성파탐사 또는 전기비저항탐사 |
- 직접기초 위치의 풍화암 심도가 급변 하는 경우 - 현장여건상 민원 등으로 시추조사가 불가한 경우 |
˙ 직접기초 예상심도 이상깊이 까지 |
- 교축방향 2개 측선 또는 교축 및 교축 직각방향 |
||
|
토모그래피 탐사 |
상부구조물에 큰 영향을 미칠 공동 발견시 |
․직접기초:푸팅 폭의 3배 깊이 까지, ․말뚝기초:기초폭의 1～3배 깊이 까지 |
|
||
|
터널부 |
시추조사 |
터널 입출구부 각각 2 개소 및300m마다 1개소 |
․계획고하 2m까지
|
- 시추조사하여 지층이 토사층 또는 연약층대 등이 존재시 풍화암층 또는 필요한 심도까지 |
|
|
탄성파 탐사 |
터널개소당 입출구부 필요한 연장 (Cross Hole Test 병행) |
|
|
||
|
전기비저항탐사 |
터널 전연장 |
|
계획심도 250m 미만 |
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|
전자탐사 |
터널 전연장 |
|
계획심도 250m 이상 |
||
|
암반수압시험 |
터널내 용출수산정에 필요한 시추조사 위치 |
|
|
||
|
화상정보시험 |
터널개소당 입출구부 각각 2개소 |
암반구간 |
흙깎기부 기준 준용 |
||
|
재 료 원 |
석 산 |
사추조사 |
3개소 이상 |
필요깊이까지 |
|
|
하천골재원 |
시추조사 |
필 요 시 |
필요깊이까지 |
|
|
|
토취장 |
시추조사 |
3개소 이상 |
필요깊이까지 |
|
|
|
시험굴조사 |
5개소 이상 |
1-2m |
|
||
붙 임 #1
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설계용역 과업지시서 보완사항
|
구 분 |
당 초 |
변 경 |
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(제4장 3절) 시험 및 성과의 정리 |
나. 성과품 제출항목은 다음과 같다 |
나. 성과품 제출항목은 다음과 같다 7) 물리탐사 성과표 |
||||||||||||
|
(제4장 4절) 시료 및 물리탐사자료의 인계 |
가. 실시설계시 채취한 시료는 공사중 확인보링결과와 비교, 안정성 검토시 활용할 수 있도록 사업단 등 공사시행부서에 반드시 인계하여야 한다.
|
가. 실시설계시 채취한 시료 및 물리탐사 전산자료(원데이터)는 공사중 확인보링결과와 비교, 안정성 검토시 활용할 수 있도록 사업단 등 공사시행부서에 반드시 인계하여야 한다. |
||||||||||||
|
(제9장 제2절) 보고서 작성지침 |
다. 토질조사보고서는 별도의 책으로 작성, 제출하여야 하며 탄성파 탐사 구간에 대하여는 다음과 같은 기술적 사항이 수록되어야 한다. 1) 측선위치도 2) 주시곡선도 3) 속도단면도 4) 속도층 분포곡선도 5) 시추 및 기 조사자료와 속도층과의 대비 기준표 6) 지질구조 분포도 7) 토질 및 암질의 평가에 따른 흙깎기 법면사면 안정 |
다. 토질조사보고서는 별도의 책으로 작성, 제출하여야 한다. 라. 물리탐사 성과품에는 조사단계, 목적을 명확히 기술하고, 측정에서 해석에 이르기까지 과장 및 결과 등에 다음과 같은 기술적 사항이 수록되어야 한다.
1) 측정 및 해석자료 등은 전산파일의 형태로 최종 성과품 납품시 제출(성과품 CD에 포함) 2) 물리탐사결과의 신뢰도를 평가할 수 있는 사항들이 기술되어야 한다. - 물리탐사 해석 S/W에서 제공하는 해석의 신뢰도 등(예:RMS error) |
붙 임 #2
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물리탐사 재해석 개요 및 사례(전기비저항탐사)
□ 역해석 순서
□ 역해석 단계별 세부내용
① : 현장 측정자료 소프트웨어를 이용하여 입력, 측점별 좌표 및 고도 입력
② : 불량한 측정자료의 제거
③ : 지형효과 보정, 자료의 질에 따른 적절한 역산변수 선정
④ : 소프트웨어에서 제공하는 이론값
⑤ : 측정자료의 신뢰도 검토 (RMS오차 : 측정자료와 이론자료의 차이)
|
구 분 |
자료 신뢰수준 |
조치내용 |
|
30%＜RMS |
매우불량 |
측정자료의 편집 및 재측정 |
|
20%＜RMS |
낮음 |
측정자료의 편집 |
|
10%＜RMS＜20% |
보통 |
- |
|
5%＜RMS＜10% |
양호 |
- |
|
RMS＜5% |
매우양호 |
- |
* 일반적으로 20%이내의 측정자료 신뢰수준에서 지반평가 수행
⑥ : 소프트웨어 역산변수 수정 등
⑦ : 해석결과의 도면화, 지표지질․시추조사 결과 등을 종합하여 지반평가
붙 임 #3
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□ 물리탐사 재해석 사례 (전기비저항탐사)
순서 내 용 비 고
①
현장측정자료
모델의 이론값
해석결과(도면화)
20%이상의
해석오차로
신뢰성 저하
- 설계시 측정자료 해석결과 (RMS error : 41.7%)
②
측정자료 편집 후
측정자료 편집
(불량 측정자료
제거)
모델수정
(역산모델변수/
자료해석변수
설정) - 측정자료의 편집
③
(재해석 자료 검증)
시공중 조사
결과와 비교하여
지반평가의
신뢰성증대
- 재해석 결과(RMS error 19.3%),
- 필요시 시공중 조사결과와 비교를 통한 재해석 자료 검증
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물리탐사 재해석을 위한 측정값
□ 탐사종류별 측정값
활용 측정값 형 태 비 고
【전기비저항탐사】
전극 위치별
겉보기 비저항
【전자탐사】
측정 위치별 겉보기비저항,
위상 및 Coherence(측정
자료의 신뢰도)
【탄성파탐사】
주시곡선
(송수신기 위치 및 측정시간)
붙 임 #4
