터널 무진동 암반파쇄 공법 (Tunnel Super Wedge 공법)

1. 일반사항

 

(1) 적용범위

본 시방은 터널내부굴착공사를 시행하기 위해 암반을 인력이나 발파에 의존하지 않고 무진동 암반파쇄기로 파쇄하는 공사에 적용 한다.

①터널무진동 암반파쇄(TUNNEL SUPER WEDGE 공법)는 터널내부 굴착공사에 적용 한다.

②무진동 암반파쇄 작업 착수전 또는 작업중, 완료 후에 공사비 산정을 위하여 지층을 분류할 필요가 있는 경우 시공자는 관련 자료를 첨부하여 감독원에게 확인 요청을 하여 암판정을 받아 지층 경계선을 확정 하여야 한다.

③제출자료 및 육안확인으로 판정이 어려울 경우에는 시험시공을 실시하거나 전문기술자의 검토의견서를 참조한다.

④본 공법은 기계화 시공으로 공기단축 및 원가절감을 목표로 하므로 장비의 투입이 곤란한 협소한 터널이나 지장물 등이 방해하는 곳은 제외한다.

(2) 제출물

①공기 및 공사계획에 맞추어 시공계획서를 작성하여 제출 한다.

②다음 사항을 추가로 제출하여야 한다.

1) 터널 막장지질 기록부

2) 전일 굴착작업 기록부

 

2. 시공

 

(1) 시공일반

①터널 굴착패턴은 설계도서에 제시된 암반 분류기준에 의거하여 결정한다.

②굴착시에는 설계도서에 제시된 기준에 의해 매 막장마다 막장조사 및 시험을 실시하고, 그 결과를 터널 막장지질 기록부에 기록하여 감독원의 확인을 받아야 한다.

③암질에 따라 표준단면 및 지보형식을 변경할 필요가 있는 경우에는 감독원의 검측을 받아야 한다.

④굴착은 설계도서에 제시된 시공순서에 따라 진행하여야 하며, 과도한 지압, 파쇄대, 용수 등의 이유로 인해 굴착방법을 변경할 필요가 생긴 경우에는 사전에 감독원에게 보고하여 확인을 받아야 한다.

⑤시공자는 굴착작업의 정확한 기록을 유지하여야 하며, 감독원에게 전일 굴착작업 기록의 사본 1부를 제출하여야 한다.

 

 

(2) 여 굴

①시공자는 설계도서에서 지정한 범위를 초과하여 여굴이 발생하지 않도록 세심한 주의를 하여야 하며 여굴을 줄일 수 있도록 천공의 깊이, 간격, 각도 등을 조정하여야 한다.

②무진동 암반파쇄 공법은 투입비가 막대하므로 수시로 측량 및 관리를 철저히 하여 허용오차 이외의 여굴이 발생치 않도록 해야한다.

③절리가 발달한 암반에서의 여굴부분은 적절히 조치하여 진행성 여굴이 발생되지 않도록 하여야 한다.

④과다여굴이 발생한 경우에는 여굴 발생부분을 상세히 기록하여 이를 감독원에게 제출하여야 하며, 여굴의 발생상태와 원인을 조사하여 시공방법을 개선하여야 한다. 특히 절리, 단층파쇄대 등에 유의하여 천공의 위치, 각도등을 조절하여야 한다.

(3) 소 음

무진동 암반파쇄 작업의 필수공정인 천공시 발생하는 소음으로 인하여 가축 또는 주민들에게 피해가 예상되는 경우에는 현장에 적합한 소음피해방지 계획서를 제출하여 감독원의 확인을 받은 후 암반파쇄 작업을 하여야한다. 시공자는 소음 측정을 실시하여 주민의 피해를 사전예방 하고 소음측정결과를 감독원에게 제출하여야 한다.

(4) 버럭처리 및 운반

①버럭처리 계획은 지반조건, 주위환경, 터널단면의 크기, 연장구배, 굴착공법, 굴착방식, 버럭의 크기, 사용장비 등 현장여건을 고려하여 수립 하여야 한다.

②버럭을 적재할 때에는 안전에 유의하고, 기 설치된 지보재나 가설설비 등을 손상시키지 않도록 하여야 한다.

③버럭 적재중에는 위험구역을 정하여 해당 작업원 이외의 출입을 금지하고, 조명 및 환기시설을 충분히 설치하여야 한다.

④운반중에는 버럭이 떨어지지 않도록 적재함을 덮개를 씌우고 과적하지 않아야 한다.

 

 

3.공 정 (CYCLE TIME)

 

(1) 터널 무진동 암반파쇄의 기본공정은 다음과 같다.

① 천공

② 파쇄

③ 버럭처리

④ 지보공-락볼트-숏크리트

 

(2) 천 공

①천공을 실시하기 전 암 판정 설계도서와 지질주상도 및 현장주변 환경을 면밀히 파악 하여 시공패턴(천공각도, 간격, 깊이 등)을 계획 하여야 한다.

②시공패턴을 계획한 후 시험 암반파쇄를 실시하여 계획된 시공패턴을 결정 하고 시험시공의 결과를 감독원과 확정 한다.

③장 비

- 천공장비는 현장의 여러 가지 상황을 고려하여 선택 할 수 있으나 터널전용 천공장비인 점보드릴)2붐,3붐) 을 사용하는 것이 가장 유리하다.

- 터널굴착용 무진동 암반 파쇄기(=TUNNEL SUPER WEDGE) 의 능력에 맞추어 천공경 ￠76m/m를 가장 효율적으로 뚫을 수 있는 장비를 선택 한다.

- 점보드릴 사용시 400KW이상의 전원과 충분한 용수를 확보 한다

(점보3붐 1일 용수 사용량 약100ton)

④천공간격 : 시험시공의 결과에 따라 결정하나 일반적으로 시공패턴 계획시 필요한 천공간격은 아래와 같이하여 천공을 실시한다.

 

(단위 :M)

풍 화 암	연 암	보 통 암	경 암
0.6 × 0.6	0.55 × 0.55	0.5 × 0.5	0.4 × 0.4

 

- 터널선형 확보를 위해 외각공은 0.3M 간격으로 천공한다.

. 자유면 확보는 SLOTING을 하거나,수평보링(D=0.4M)을 실시한다.

⑤천공방향 :

- 수평천공 : 내부공은 수평으로 천공한다.

- 경사천공 : 외각공은 단면선형유지를 위해 경사천공을 한다.

⑥천공깊이 : 설계도서 및 현장조건에 의해 결정한다.

- 지보간격 및 사이클 타임에 의해 결정한다.

- 천공 깊이는 계획 굴착 깊이 보다 40cm 더 깊게 천공한다.

(쐐기를 보호하기 위함)

⑧자유면 확보 : 발파공법이나 무진동암반파쇄 공법이나 암반을 파쇄 하는 조건 중 가장 중요한 요소가 자유면이며 현장조건에 맞는 적절한 공법을 선택하여 적용한다.

1) 연속천공홀 : (= slotingl공법)

- 현장에 투입된 천공기를 이용 암반에 천공(Bit 105㎜)을 한다. 이때

1회 천공깊이는 3m가 적당하다.

- 천공 후 지금 90㎜ S45C, 길이 3m의 환봉을 천공구멍에 삽입한다.

- 천공구멍에 환봉삽입이 끝나면 처음구멍과 겹치도록 하여 천공기로

다시 천공을 하면 처음구멍속에 들어있는 환봉이 천공작업의 지지대

역할을 하고, 공기압이 새는 것을 방지하여 천공을 쉽게 할수 있다.

- 이런 방법으로 환봉을 5개 준비하여 천공과 삽입을 반복하고 여섯 번

째 구멍에는 처음 삽입한 환봉을 뽑아 올린 후 재 삽입한다. 일곱 번째구멍에는 두 번째 환봉을 뽑아올려 재삽입하고 이후 반복 시행하여 원하는 길이만큼 자유면을 확보한다.

2) 대구경천공 : 수평보링기를 이용하여 D=400mm 이상의 천공을 하여 자유면으로 이용한다.

(3) 파 쇄

①무진동 암반파쇄는 천공된 구멍에 파쇄기의 날개와 쐐기를 삽입하여 굴삭기의 유압에 의해 암반의 인장력과 전단력을 이용하여 파쇄 한다.

 

※ 암질의 종류에 따라 각기 다른 쐐기와 날개를 사용한다.

암 질	파쇄깊이 (M)	적 용 현 장	비 고
풍화암,연암,보통암	0.8~1	일반절취,터파기,터널	2단 파쇄
경 암, 극경암	0.5	터널,관로터파기,마무리	1단 파쇄

- 날개 및 쐐기는 소모품 이므로 구멍 삽입 시 및 파쇄 시 주의하여 사용하여 파쇄 중에 부러지거나 휘어지는 것을 방지 하여야 한다.

- 정상적인 사용 시 약 160~200㎥ 파쇄 후 날개와 쐐기를 교환 하여야 파쇄의 효율을 높일 수 있다.

- 쐐기가 날개 사이로 밀고 내려 올 때 약 1,000 ton 의 힘이 발생 마찰되고 마찰열이 발생하므로 잘 미끄러지고 마찰열을 줄이기 위해 특수 GREASE를 사용 하여야 한다.

- GREASE는 쐐기의 양면과 날개 면에 얇게 도포 하여야 하고 대개 4 ~ 6 구멍 파쇄 후 다시 도포 한다. 가능 하면 자주 도포 하여 쐐기 및 날개의 마모를 적게 한다.

- 특수GREASE를 도포하여도 마찰열이 심하게 발생하므로 냉각수를 공급한다.

- 이때는 현장에 물을 공급할 수 있는 호스 및 물탱크 등을 준비해야 한다

- 파쇄순서는 자유면에서 가까운 곳부터 시작한다.

 

(4) 버럭처리

파쇄 된 암반은 다음공정을 위해 즉시 반출 처리하여 다음공정의 작업구간을 확보해야 만 연속 동시 시공으로서 최대의 효과를 거둘 수 있다.

①버럭처리는 현장의 조건에 맞게 적절한 장비를 선택하여 사용한다.

②가능하면 집토와 동시에 운반하여 작업장을 확보하는 것이 가장 좋지만 타 공종에 방해되거나 사토장 확보가 여의치 않을 경우 연속동시작업을 위해 최대한 작업구간에서 멀리 터널외부에 적치 시킨다.

③집석시 암 비산 및 분진이 발생할 우려가 있으므로 충분히 살수 후 집토 하여야 깨끗한 현장관리에 도움이 된다.

(5) 지보공-락볼트-숏크리트

설계도서에 따라 시공한다.

터널시방서.hwp