터널 지반조사 요령

 

1. 개요

   터널은 지반조건에 따라 설계.시공방법이 달라지며 경제성, 안정성이 좌우되므로 정확     한 지반조사를 실시하여 설계의 확인, 또는 설계변경에 필요한 제반자료를 준비하고,     설계와 상이한 부분은 그원인을 규명, 사전에 대책을 수립하여 시공의 적정성을 기하     기 위함

2. 시공흐름도

				자 료 조 사
지표지질조사
				현 장 조 사
지 반 조 사				시 추 조 사				실내시험
								원위치시험
지반의 역학적 성질 파악 지보 패턴 결정				물 리 탐 사				탄성파탐사
시공시 계측				지반의 거동분석				시   공
				지반상태파악

3. 지표지질조사

   - 지형, 지질구조, 암질, 토질, 지하수등을 개관적으로 파악

   - 단층, 습곡, 절리등 지질구조도를 작성하여 암석의 분포상태나 특성을 파악하여          지질재해의 가능성 검토

   - 지표지질조사는 1/25,000～1/50,000의 지형도 이용

   - 응용지질도(Engineering Geologic Map)를 표-1의 사항을 조사하여 제출

<표-1>  응용지질도 조사내용

종    류	조    사    내    용
표층지반	표토, 풍화토, 퇴적물의 종류, 분포상태 및 구성물질, 두께, 고결정도 함수상태, 투수성, 유동성등
암    질	암석의 종류, 입도, 조암광물과 배열, 공극상태, 압축강도, 인장강도 탄성파 속도
지질구조	지질분포, 지층의 성층상태, 주항과 경사, 절리, 습곡, 단층, 파쇄대, 변질대등
지하공동	자연공동(석회동굴등), 광산갱도, 폐광등
암반거동	팽창성 및 유동성 지반의 유무와 분포상태, 용수에 의한 붕괴 가능지반의 유무와 분포상태, 편암가능성등
지표수 및 지하수	지표수의 유하상태, 지하수 부존상태, 수온, 수질, 대수층의 구성, 지하수위, 대수층과 지질과의 관계, 용수상황등

4. 지반조사

   (1) 시추조사

      터널구간내의 지반 지층구성, 단층 파쇄등 불연속면의 위치와 폭, 지하수 유출량을        파악하고 시료를 채취하여 현장시험을 수해할 경우에는 수평 시추조사를 실시하여        야 하며, 조사목적과 현장조건을 고려하여 경사시추를 할수 있음

    가. 시추기준

       - 시추공 크기 : NX이상(외경 76mm이상)

       - 시추공 간격 : 터널개소당 3개소 또는 300m마다 1개소

       - 시추공 심도 : 필요깊이까지(계획고하 2m까지)

    나. 시추관리

       - 시추작업개시전 전문기술자를 임명하고 감독원 승인

       - 시추에 앞서 기준점으로부터 수준측량실시, 표고를 정하여 평면도상에 명기

       - 추진속도, 로드압력계, 펌프압력계, 용수량 및 배수량, 배수색깔, 슬라임우상태,           이물질 혼입 등에 주의하고 변화를 심도와 함께 기록

       - 시추를 이중 코아베럼을 사용하여 실시하며, 풍화대나 파쇄대등에서는 삼중             코아베럼이나 D-3 샘플러 사용

       - 시료채취후 시료의 형상, 강도, 색, 입도, 습윤상태, 혼입물등에 대해 기록

    다. 결과정리

       - 시추조사명 및 시추공보호

       - 위치 및 조사기간, 굴착자, 조사자 이름

       - 시추공 좌표 및 지반고(표고)

       - 시추공의 수량(심도) 및 종류

       - 시추장비 및 구경

       - 지하수위평가 및 관찰일자

       - 지반성층

       - 표준관입 저항치 및 표준관입시험 깊이

       - 채취된 흙 시료의 깊이, 형태 및 길이

       - 시험지반 굴착부 각 단면에 대한 실태조사 내용이 포함된 도면과 사진

       - 암석시편을 채취한 경우 코아채취율, RQD, 암석명, 색깔, 절리간격과 경사 절           리면의 거칠기등

    라. 실내시험

     ◦ 토질시험

        - 함수량시험(KS F 2306)

        - 비중시험(KS F 2306)

        - 액성한계시험(KS F 2303)

        - 소성한계시험(KS F 2304)

        - 입도분석시험(KS F 2302)

     ◦ 암석시험

        - 시추공마다 2～3개 이상의 시편 각각에 대하여 암석시편을 3개이상 제작하여            시험

        - 암석시편은 풍화, 균열상태, 방향성, 함수상태등을 고려하여 지반의 대표적인            부분에서 채취

        - 시험 : 일축압축강도시험, 인장강도시험, 탄성계수시험, 암석시편의 성형, 제작                   시험방법은 (한국산업규격(KS), 국제암반역학회의 표준시험규정)                       ASTM등에서 권장하는 방법 적용

    마. 원위치(In-Site) 시험

       - 골내재하시험

       - 수압시험

       - 투수시험

       - 초기응력 측정시험

   (2) 물리탐사

       지층의 성층상태와 성질, 표토 또는 풍화층등의 두께와 성질, 지반의 성질과 표면         의 형태, 파쇄대의 위치와 규모, 공동의 위치와 규모, 지하수등의 존재등을 조사

    가. 굴절법 탄성파 탐사

       - 탐사측선의 위치, 길이, 수, 분할측선길이, 측정간격 및 수인점의 위치는 터널의           길이, 토피, 지형 및 환경조건을 충분히 고려하여 선정

       - 측선단의 파일과 측선중간의 파일은 크기를 변화시키거나 색깔별로 구분할수           있도록 방호

       - 시험에 필요한 화약의 사용과 보관을 관계법령에 따라 취급

       - 발파공은 조사종료후 다짐하여 되게움

       - 2점이상 연속한 측점에서 결측된 경우에는 재측정

      ◦ 결과의 정리

       - 측점배치도, 주시곡선도 및 단면도에는 해석내용 명시

    나. 기타

       - 프레이셔 미터

       - 슈미트 함마 테스트

       - 포인트 로드테스트

       - 프트파일 게이지 미슈어먼트등

5. 조사결과의 정리

   ◦ 시추조사 결과는 일정한 양식의 시추주상도를 정리하여야 하며 지층설명은 색조,        N치, 강도, 풍화도, 균열상태, 암석명, TCR, RQD등을 포함하여 상세하게 기록하        고 시추주상도와 물리탐사등 기타자료를 참고하여 터널구간의 지질단면도 작성

   ◦ 채취된 시료는 일정한 껵의 시료병이나 시료상자에 정리

   ◦ 시료상자에 정리된 시추코아는 남색의 색조, 상태, 절리등의 관찰이 용이하도록 직        상부에서 천연색으로 촬영하여 사진첩에 정리

   ◦ 원위치 시험 및 물리탐사의 결과는 붙임 양식에 의거 자세히 기록

6. 암의 분류기준

표준 단면	암  질	특    징	RQD	탄성파 속  도 (km/sec)	일    축 압축강도 (km/cm2)	코  아 채취율
Ⅰ	경  암		70%이상	4.5이상	1,000이상	90이상
Ⅱ	보통암		40～70%	4.0～4.5	800～1000	70이상
Ⅲ	연  암		20～40%	3.5～4.0	600～800	40～70
Ⅳ	풍화암		20%이상 N>100:Ⅳ N<100:Ⅴ	3.5이하	600이하	40이하
Ⅴ	풍화암(±)		-	3.0이하	250이하	-
Ⅵ	-	갱구보강용	-	3.0이하	250이하	-

7. 지보패턴의 결정

   토질조사 및 현장조사, 실내시험조사에서 얻은 결과로 터널단면의 지보패턴을 결정