터널 락볼트 정착기준 개선 (2007.4.)

Ⅰ. 검토배경

터널 지보재로 적용하고 있는 록볼트의 수지(레진)형 전면접착방법이 용수구간에 정착기능이 미흡하여 설계기준, 정착 방법 및 재료별 검토를 통해 현장여건에 부합되는 내실있는 설계를 시행코자 함.

Ⅱ. 추진경위

○ ‘02. 2. 28 : 터널 록볼트 접착재료 적용방안 수립(건설기13105-29)
☞ 정착재료를 수지(레진)형으로 변경

○ ‘02. 10. 14 : 터널 지보공관련 품질기준 개정(잠정)(도연제15404-31906)
☞ 용수가 많은구간은 시멘트계 등의 대체재료로 검토 시행

○ ‘03. 11. 26 : 터널 록볼트 접착재료 설계 부적정 감사지적(감사기12108-30272)
☞ 수지형 정착재료는 용수가 존재하는 경우 정착기능을 발휘하지 못하므로 접착재료 적용기준 수립

Ⅲ. 관련기준

○ 터널설계기준(건설교통부, 1999)

- 록볼트 정착방법은 선단정착형, 전면접착형, 혼합형 등이 있으며, 사용목적, 지반조건, 시공성 등을 고려 선정

- 록볼트 설계는 지반상태, 불연속면의 분포, 발생용수 등을 고려 록볼트 효과가 사용목적에 적합하도록 설계

- 적용범위

구 분	적 용 범 위	비고
선단정착형	절리 또는 균열발달이 비교적 적은 경암 또는 보통암 층에서 일부 사용
전면접착형	경암, 보통암, 연암, 토사 원지반에서 팽창성 원지반까지 적용
혼 합 형 (선단정착+전면접착)	팽창성 원지반 또는 프리스트레스를 도입하는 경우 유효

○ 고속도로 건설공사 표준도(한국도로공사, 2003)
- 록볼트 천공시 용출수 발생시 감독원의 지시(수발공 설치, 용수 유도, 케미칼레진, 시멘트고착제 사용 등)에 따라야 한다.

○ 도로설계요령(한국도로공사, 2001)
- 록볼트의 형식(정착방식)은 그 사용목적, 지반조건, 시공성 등을 고려 선정.

○ 고속도로공사 전문시방서(한국도로공사, 2004)
- 록볼트의 선정은 지반강도, 절리, 균열상태, 용수상태, 시공성, 정착의 확실성, 경제성 등을 고려 선택.
- 두 종류이상의 록볼트를 선정하여 시험시공, 인발시험 등을 실시 하고, 그 결과를 제출하여 감독자의 승인을 받은 후 시공.

Ⅳ. 현 행 및 문제점

1. 현 행

구 분		정착방식	정착재료	비 고
도 로	기타공사	전 면 접착형	수지(레진)형
	턴키 맟 대안공사		수지(레진)형, 시멘트몰탈형
지하철․철도			수지(레진)형, 시멘트몰탈형

☞ 용수 및 암반불량 구간은 시멘트 고착제 및 시멘트 몰탈 등 사용

2. 문제점

○ 수지(레진)형 록볼트 정착재료는 용수구간에서 정착기능 미흡

- 용수발생시 수지형 충진 접착재 성능 비교 시험

구 분	발포 경과시간	인장력	변위	비 고
급결재+물(20g)	125분	8톤	8.65m/m	※ 기 준  - 인장력 : 15톤  - 변 위 : 5m/m
충진용1개	130분	4톤	4.03m/m
충진용+물(20g)	130분	1톤	10m/m

☞ 감사지적 “터널 록볼트 접착재료 설계부적정” (감사실12108-30272)참조

○ 터널 록볼트 관련기준과 상이하게 정착재료 적용

- 터널설계기준 등 관련기준에서 록볼트는 사용 목적, 지반조건, 시공성 등을 고려 선정토록 하고 있으나 수진(레진)형으로 설계

Ⅴ. 록볼트 정착방법별 검토

정착방법	선단정착식	전면접착식	혼합형
정착재료	쐐기형, 확장형, 레진형	시멘트 몰탈, 고착제, 밀크 및 레진형 등	선단정착식 정착제 + 시멘트 밀크, 몰탈 등
개 요	록볼트의 선단을 정착재료로서 정착	록볼트 전장에 걸쳐 정착재료로서 정착	선단정착식 + 전면접착식
시 공 순 서	1. 천공 2 볼트 삽입 3 Pre-Stress 도입	1. 천공 2. 레진 삽입 3. 볼트 삽입 4. 볼트 체결	1. 천공 2. 볼트 삽입 3. Pre-Stress 도입 4. 몰탈 주입
공 사 비 (P-3)	확장형 : 166,238원/조	레진형 : 150,015원/조 몰탈형 : 166,788원/조	몰탈형 : 171,938원/조
특 징	- 공사비 보통 - 암반불량구간 적용곤란 - 록볼트 부식 우려 - 지반상태에 따라 이완발생 - 현재 사용하지 않음	ㅁ 레진형 - 공사비 저가 - 용수구간 취약 - 조기강도 양호 ㅁ 몰탈형 - 공사비 보통 - 지반보강 효과 - 장기강도 양호	- 공사비 고가 - 지반이 견고한 용수구간 양호 - 지반보강 효과 - 장기강도 양호 - 지보효과 확대 (저토피구간 적용 양호)

Ⅵ. 개선방안

※ 터널 록볼트는 시공시 현장여건을 고려 선정

○ 터널 록볼트 정착방법 및 정착재료는 시공시 지반조건, 사용목적, 시공성 등을 고려하여 선정
- 시공시 록볼트 시험시공, 인발시험 등을 실시후 기준에 적합한 터널 록볼트 정착방법 및 정착재료 선정
- 선단 정착식은 현재 사용하지 않고, 지반상태에 따라 정착력 감소, 록볼트 부식 우려 등으로 선정 제외
- 수지(레진)형은 용수발생구간에서 정착기능이 미흡하므로 용수발생구간은 선정 제외

○ 설계단가는 전면접착식 레진형 및 몰탈형, 혼합형 평균단가 적용
- 설계시 상세한 지반조건, 용수발생 여부 등의 토질조사 곤란

○ 고속도로건설공사 표준도 변경
- 정착방법 : 시멘트모르트식, 레진식 → 전면접착식, 혼합형
- 정착재료 : 모르터 주입, 레진 삽입 → 정착재료 주입(삽입)

Ⅶ. 적용방안

○ 설계중 및 설계완료후 미발주 노선 : 본 기준 적용

○ 공사중 노선 : 공사주관부서에서 현장여건을 고려하여 적용여부 판단

hi-설계(설계CITIS)