터널 시방서 요약

터널표준시방서(1999)

 

□ 총칙

 

1. 경사

층리면, 단층면, 절리면과 같은 지질구조면의 기울기 각으로서 주향과 직각으로 만나는 연직면내에서 수평면과 지질구조면이 이루는 사이각을 말한다.

 

2. 굴착공법

막장면 또는 터널의 길이 방향의 굴착계획을 총칭하는 것으로서 전단면굴착, 분할굴착, 선진도갱굴착공법등이 있다.

 

3. 굴착방법

막장의 지반을 굴착하는 수단을 말하며 인력굴착, 기계굴착, 파쇄굴착, 발파굴착방법등이 있다.

 

4. 랜덤볼트

지반의 취약한 부분만을 보강하기 위해 국부적으로 설치하는 록볼트이다.

 

5. 록볼트 인발시험

록볼트의 인발내력을 평가하기 위한 시험을 말한다.

 

6. 록볼트 축력

지반에 설치된 록볼트에 발생하는 축방향하중을 말한다.

 

7. 막장

터널내에서 굴착작업이 수행되는 최전방 지역을 말한다.

 

8. 버력

터널 굴착과정에서 발생하는 암석덩어리, 암석조각, 토사등의 총칭

 

9. 벤치

터널 단면을 수평면으로 분할하여 굴착하는 경우에 분할면을 벤치라 한다.

 

10. 스프링라인(Spring Line)

터널 단면중 최대폭을 형성하는 점중 최상부의 점을 종방향으로 연결하는 점.

 

11. 시스템 볼트

일정한 간격과 길이로 규칙적으로 배열하는 록볼트 설치 형식을 말한다.

 

12. RMR(Rock Mass Rating) 분류

비에니아스키가 제안한 정량적인 암반분류방법이며 암석강도, RQD, 절리면 간격, 절리면 상태, 지하수 상태, 절리면의 상대적 방향등을 반영하여 분류하는 방법을 말한다.

 

13. RQD(Rock Quility Designation)

시추코아중 10cm 이상되는 코아편의 길이의 합을 시추길이로 나누어 백분율로 표시한 값으로서 암질의 상태를 나타내는데 사용한다. 이때 코아의 직경은 NX 규격 이다.

 

14. 어께(Should)

터널의 천단과 스프링 라인의 중간점을 말한다.

 

15. 엽리

암석이 재결정된 작용을 받아 같은 광물이 판상으로 또는 일정한 띠를 이루며 형성된 지질구조를 말한다.

 

16. 요잉(Yawing)

터널진행방향과 쉴드진행방향이 이루는 수평면상의 편차를 말한다.

 

17. 인버트(Invert)

터널 단면의 바닥부분에 설치되어 터널단면을 폐합시키기 위하여 숏크리트 또는 콘크리트등으로 설치한 지보부재를 말한다.

 

18. 일상계측

일상적인 시공관리를 위해 실시하는 계측으로서 지표침하, 천단침하, 내공변위측정등이 포함된 계측

 

19. 절리

암반중에 발달되어 있는 비교적 일정한 방향을 갖는 갈라진 틈이며 그 양측 암석의 상대이동량이 없거나 거의 없는 불연속면을 말한다.

 

20. 정밀계측

정밀한 지반거동 측정을 위해 실시하는 계측으로서 계측항목이 일상계측보다 많고 주로 종합적인 지반거동 평가와 설계의 개선 등을 목적으로 수행한다.

 

21. 주 지보재

굴착후 시공하는 지보재로서 보조 지보재 및 콘크리트 라이닝을 제외한 지보재의 총칭이며, 강지보재, 숏크리트, 록볼트, 철망등으로 구성된다.

 

22. 주향

지층, 단층과 같은 판상의 평면과 수평면이 이루는 교선의 방향을 기준으로 측정한 방위를 말한다.

 

23. 지보패턴

각 지보재들의 규격, 시공위치, 시공순서, 수량을 정한 것을 말한다.

 

24. 지중변위

터널 굴착으로 인해 발생하는 굴착면 주변 지반의 변위로서 터널 반경방향의 변위를 말한다.

 

25. 지중침하

터널 굴착으로 인해 발생하는 터널 상부 지반의 깊이별 침하를 말한다.

 

26. 지표침하

터널 굴착으로 인해 발생하는 터널 상부 지표면의 침하를 말한다.

 

27. 천단침하

터널 굴착으로 인해 발생하는 터널 천단(천정)부의 연직방향의 침하를 말하며 기준점에 대한 하향방향의 절대 침하량을 양(+)의 천단 침하량으로 정의한다.

 

28. 층리

퇴적암이나 충적토등이 층상으로 쌓이며 생성되는 불연속면이다.

 

29. Q-시스템

바톤등이 제안한 정량적인 암반분류의 하나이며 RQD, 절리군수, 절리면 거칠기, 절리면 변화정도, 지하수에 의한 감소계수, 응력감소계수 등을 반영하여 분류하는 방법을 말한다.

 

30. TCR(Total Core Recovery)

단위 시추길이에 대한 회수된 코아늬 길이비를 백분율로 표시한 값

 

31. 필러(Pillar)

굴착면 사이에 남아 있는 기둥이나 벽모양의 지반을 말한다.

 

32. 조명

막장 또는 작업을 하는 장소는 70룩스 이상의 조도를 확보해야하며, 통로전역에 걸쳐 10룩스 이하인 곳이 발생하지 않도록 하여야 한다.(예비전원 설치)

 

33. 통로

터널내에 궤도부설시 차량과 측벽 또는 장애물과의 안전거리 최소 0.6m 이상 되도록 궤도

부설하고, 타이어방식의 작업차량 이용시는 측벽으로부터 1.0m 이상 떨어져 운행

 

□ 시공계획

 

1. 사토장계획

발생버력은 골재 또는 성토재로서 유용방안을 강구하여 재사용 하도록 하여 사토량을 줄일 수 있도록 계획

 

2. 시공계획변경

시공중 설계내용이 현장 조건에 부적합하다고 판단될 때는 감독관 또는 감리원의 승인을 받아 현장 조건에 적합한 설계내용으로 지체없이 변경

 

□ 조사 및 측량

 

1. 조사

① 조사계획일반

② 입지환경조사 →지형조사, 환경조사, 지장물조사, 사토장조사, 공사용설비조사, 보상조사

③ 지반조사 →기존자료조사, 현장답사, 터널내조사, 시험터널 조사

④ 시험 →암반역학회(ISDM: International Society for Rock Mechanics)에서 권장하는 방법에 따른다.

 

2. 측량

① 기준점은 기존 삼각점등으로 도입하되 적합한 측량방법을 선택하여 시행

② 상세지형측량의 축척은 1/100 ~ 1/1,200으로 한다.

③ 측점 간격은 직선부에서는 약 100m 정도를 표준으로 하고, 곡선부에서는 곡선반경, 단면의 크기, 구배등을 고려하여 적절한 간격을 결정하되 1측점에서 전후로 적어도 2점이상 관측될수 있는 측점 간격으로 해야한다.

 

□ 터널의 굴착

 

1. 굴착방법의 선정

① 인력굴착방법 : 굴착면 지반의 자립시간이 짧고 진동영향이 심한 지반을 소규모로 굴착하고 조기에 지보재를 설치하는 경우

② 기계굴착방법 : 중장비에 의한 굴착으로 소음, 진동을 억제 하여야하는 조건 적용

③ 발파굴착방법 : 가장 일반적인 굴착방법이며 인력굴착방법이나 기계굴착방법을 적용하는 경우를 제외한 모든 굴착에 적용

 

2. 굴착공법의 선정

① 굴착공법에는 전단면굴착, 분할굴착이 있으며 분할 굴착은 수평분할굴착, 연직분할굴착 및 선진도갱 공법으로 구분

② 벤치길이가 30m 이상인 경우는 롱벤치, 30m 미만일 경우는 쇼트벤치, 터널직경 미만일 경우는 미니벤치, 다단벤치는 벤치의 수가 3개 이상인 수평분할 굴착을 말하며 벤치의 길이는 통상 터널직경 이하로 한다.

 

3. 여굴

여굴이 심하게 발생한 곳은 숏크리트와 록볼트로 보강하여 응력의 집중에 따른 진행성 여굴 또는 불안정상태 발생을 방지한 후 잔여 여굴부분을 모르터 또는 콘크리트로 치밀하게 채워야한다.

※ 고속철도 공사시방서 : 수급자는 굴착시 여굴이 최소화 되도록 노력해야하며 시공시 설계여굴량보다 초과 굴착된 부분은 수급자 부담으로 숏크리트와 록볼트로 보강해야한다.(설계0912-158「99.8.23」두께는 평균두께 개념으로 설계되어 별도의 여굴반영 불가)

 

4. 뜬돌처리

발파후 버력처리에 앞서서, 막장면, 측벽, 아치부등을 잘 점검하여 모든 뜬돌을 제거 하여야 하며, 분할 발파시의 뜬돌처리는 발파 부위 뿐만 아니라 아직 지보재가 시공되지 않은 구간에 대해서도 실시하여야 한다.

 

□ 터널 지보재

 

1. 강지보재

강지보재의 재질은 KS D 3503에 규정된 SS400을 표준으로 하며 H 형강, U 형강, 격자지보(Lattice Girder)등을 사용

 

2. 숏크리트

① 응력집중현상을 피하도록하고, 건식과 습식으로 구분하여 강 또는 기타 재질의 섬유도 혼합하여 사용

② 숏크리트용 시멘트는 KS L 5201(시멘트)의 기준에 적합한 1종 보통 포틀랜드 시멘트 사용을 원칙으로 한다.

③ 굵은골재 및 잔골재의 규격, 입도기준과 재료별 배합비율은 설계시방배합에 따라야 하며 현장 배합시험 결과에 따라 조정

④ 숏크리트 두께는 핀등을 이용하여 측정하고 검측된 평균두께가 설계두께이상 이어야 하며 검측된 최소두께는 설계두께의 75%이상이어야 한다.

⑤ 숏크리트 두께 측정결과 두께가 설계두께에 미달되는 구간은 좌우 1m 범위내에서 재측정하여 미달된 구간에 설계두께 이상으로 보완 하여야하며 보완시공의 최소두께는 30mm 이상으로 하여야함.

⑥ 반발재가 유출되도록 70° 정도 경사지게 한 후 뿜어 붙인다.

⑦ 굳지않은 숏크리트의 시간에 따른 강도 발현 상태를 파악하기 위하여 단기 및 장기 재령강도시험을 시행하여야한다.(단기 : 8시간, 24시간, 장기 : 3일, 28일)

 

3. 록볼트

① 지압판의 두께는 6mm를 표준 하되 팽창성 지반에 대하여는 9mm 정도 두께로 사용.

② 록볼트의 정착형식은 선단정착형, 전면접착형, 혼합형 록볼트

③ 록볼트 정착재로 시멘트 모르타르, 레진을 사용(용수지역에서는 급결제를 사용하거나 팽창성 강관 록볼트를 사용하는 것이 바람직)

④ 인발시험은 인발하중의 1ton/분 내외로 하며 설계인발내력의 80% 에 달하면 합격

⑤ 인발시험결과 불합격될 경우 불합격부위에서 5개를 추가시공하여 5개중 3개이상 불합격되면 표본구간으로 대표된 전구간에 대하여 설계와 동일수량의 록볼트를 재시공해야한다.

 

4. 철망

① 철망의 지름은 5mm 내외 100mm ×100mm 또는 150mm ×150mm

② 철망은 터널 종방향으로 100mm, 횡방향으로 200mm정도 중첩이음

 

□ 콘크리트 라이닝

 

1. 시공시기

콘크리트 라이닝은 주지보재의 시공이 완료된후 계측결과를 토대로 변위가 수렴된 것을 확인후 시공하며 수렴되지않은 경우는 변위량과 속도를 기준하여 콘크리트 라이닝 타설시기를 결정

 

2. 품질관리

콘크리트 라이닝두께는 설계두께 이상이 되도록 관리하여야하며 국소부위는 10cm 또는 설계두께의 1/3값중 작은값 이상을 초과하지 않는 범위내에서 시공오차 적용.

콘크리트 라이닝의 강도는 3회 이상의 시험결과로 판정하되 시험재령 28일 강도가 설계강도 이상 이어야하며, 1차 시험에서 미달될 경우 좌우 5m등 범위내에서 재시험을 실시하고 그결과가 설계강도에 미달될 경우 두께증가등의 보완시공 또는 재시공 하여야한다.

 

3. 거푸집 떼어내기

콘크리트 라이닝의 거푸집은 부어넣은 콘크리트의 강도가 30kg/㎠ 이상 발현된 후, 또는 콘크리트 라이닝의 자중을 견딜수 있는 강도가 발현된후에 제거하여야 한다.

 

관리항목	관리내용 및 시험	시험빈도	비고
시공정확도 두께 균열,변형	-소정의 위치에 철근 및 거푸집 설치 상태 -콘크리트라이닝 두께관리 -콘크리트라이닝 타설후 균열, 변형 상태	-시공전 -시공전 및 시공직후 -시공후 수시
슬럼프 시험	콘크리트 슬럼프 값	필요할 때마다	KSF2402
압축강도시험	콘크리트 압축강도		KSF2405

콘크리트라이닝 품질관리 내용

 

□ 배수 및 방수

 

1. 배수형 터널

굴착면을 통하여 터널로 유입되는 지하수를 배수관을 통하여 집수정으로 유도한 후 터널 밖으로 배수하는 형식으로서 지하수위가 높거나 유입지하수량이 적은 경우에 적용.(유입수가 과다할 경우는 차수그라우팅 실시)

 

2. 비배수형 터널

굴착면을 통하여 터널로 유입되는 지하수를 인위적으로 배수하지 않는 터널형식으로서 지하수량이 많아 유지관리비가 크게증가하는 경우 또는 지하수위가 그다지 크지 않는 경우에 적용

 

3. 부직포

터널의 아치부와 측벽부에 설치하는 배수용 부직포는 유입지하수를 원활히 배수할 수 있는 배수능력을 갖춘 것 이어야한다.

 

4. 배수관

① 인버트 중앙부 또는 측방에 설치하는 주배수관은 콘크리트 흄관, 아연도강관, THP관등을 사용할수잇으며 직경은 200mm이상 되어야하며 THP관을 주배수관으로 사용시는 외력으로부터 관을 보호할 수 있는 조치를 강구하여야 한다.

② 부직포를 통해 집수된 지하수를 배수하는 측방향의 배수관은 직경 100mm 이상의 유공관 사용

③ 배수시설 청소구의 간격은 50m를 초과해서는 안된다.

 

5. 방수막

① 인성 및 유연성이 풍부한 재질로서 두께가 2mm이상 되어야 한다.

② 공기압 1.5 ~ 2.0 kg/㎠ 상태를 5분이상 지속할수있는가를 판정기준으로 하고 방수막이 손상되었을 경우 덧붙여 용융접합하고 진공시험기로 접합상태 확인

③ 방수막을 3겹 이상 겹쳐서 접합하게 될 경우에는 접합부의 방수막 단부를 30° 이하의 예각으로 잘라낸후 접합

 

□ 보조공법

 

1. 훠폴링(Forepoling)

① 굴착전에 지반을 미리 보강하기 위해 설치

② 1회 굴진장의 2.5 ~ 3배 정도

③ 충진재는 시멘트모르터 또는 시멘트풀

④ 설치각도는 진행방향의 15°이하가 되도록하며

⑤ 설치구간은 천단부 중심으로 좌우 60°구간을 표준으로 50cm 이하가 되도록 설치

 

2. 막장면 숏크리트

① 장기간 굴착을 중지할 경우 숏크리트를 막장면에 타설해야한다.

② 록볼트와 병행하여 시공할수 있으며 두께는 최소 3cm 이상 되도록 해야한다.

 

3. 막장면 록볼트

막장면의 안정을 위협하는 불연속면이 출현하는 경우나 막장면 지반이 터널내부로 밀려 오는 경우에 록볼트 시공

 

4. 주입공법

① 굴착면 주변지반의 자립성을 증진시키고 투수성을 감소시킬 목적으로 그라우팅 실시

② 주입범위는 상호 중첩될수 있도록 적용

③ 그라우팅공당 주입압력, 주입량등을 정확히 기록

 

5. 지하수위 저하공법

① 굴착면 안전성 증진과 유입지하수량을 감소시키기 위하여 지하수위저하 공법을 적용

② 웰포인트공법, 심정에의한 배수공법, 물빼기공등 적용

 

6. 강관다단 그라우팅공법

① 천단부에 암피복이 얇거나 파쇄가 심한 지반에서 굴착전에 천단부 지반을 광범위하게 보강

② 강관은 직경 50mm 이상의 구조용 강관 사용.

③ 그라우팅재로 시멘트풀 사용

④ 강관은 강지보재에 의해 지지되도록 설치

⑤ 진행방향의 20°이하가 되도록 설치

⑥ 강관의 길이는 6m 이상 되어야하며 막장 굴착면 이상의 중첩길이가 확보되도록 하여야함.

⑦ 경우에 따라 훠폴링 병용 시공

 

□ 계측관리

 

1. 지표 및 지중침하 측정

① 토피가 터널직경의 3배 이내일 때에는 지표 및 지중침하를 측정하여 지반의 연직 변위에 대한 지상 구조물 및 지반의 안정성 확인

② 토피가 터널직경의 3배 이상이더라도 지표상에 지반의 연직변위로 피해를 입은 구조물이 있는 경우 지표 및 지중침하를 측정하여야 한다.

③ 지표침하는 ±0.1mm 이내 오차를 유지할수 있는 수준측량으로 측정하고 터널내에서 천단침하 측정과 동일한 수준점을 사용하여 상호 비교가 가능하도록 하여야한다.

④ 지표침하 계측측선은 터널 축방향에 따라 20m 간격으로 배치함을 원칙(갱구부 50m구간과 토피가 터널직경의 2배 이하인 구간은 10m 간격을 표준으로 지형여건을 고려한 배치)

 

2. 내공변위 및 천단침하 측정

① 내공변위와 천단침하 측정의 오차는 ±0.1mm 이내 오차

② 내공변위와 천단침하 측점은 터널 축방향에 따라 20m 간격으로 배치함을 원칙(갱구부 50m구간과 토피가 터널직경의 2배 이하인 구간은 10m 간격을 표준으로 지형여건을 고려한 배치)

 

3. 지중변위 측정

① 측정오차의 한계는 ±0.1mm 이내

② 500m 간격을 표준으로 배치

③ 측벽부 및 천장부 3개소에 3 ~ 5 측점의 심도별 다중측점 지중변위계를 설치

④ 지중변위계는 1차 숏크리트가 타설된 직후 설치

 

4. 록볼트 축력측정

① 500m 간격을 표준으로 배치

② 측점간격은 0.5 ~ 1.0m

 

5. 숏크리트 응력측정

① 숏크리트 응력계는 0.1 kg/㎠ 이상의 정확도를 가져야함

② 숏크리트 응력계의 측정단면은 500m 간격을 표준

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