터널 변상의 원인과 대책 공법

목차

1. 서 론

2. 변상 메커니즘

3. 변상 조사 기법 및 판정

4. 변상의 유형과 대책

5. 변상 대책공법의 분석 및 평가

6. 결 론

본문내용

다．
5.1.5 누수방지공
가. 도수공법
도수공법은 시공이음과 균열 등의 누수를 누수부위에 따라 선상으로 물길을 폐쇄시키지 않고 배수구로 유도하는 공법이다. 도수공법에는 복공표면에 평형의 통을 붙여 도수하는 공법과 누수부분에 V 또는 U 형으로 절취삽입, Pipe와 합성고무 등의 재료를 잘라 붙여 도수하는 공법이다.
나. 홈파기공
누수가 시공이음과 균열 등에 따라 선상으로 발생 시 누수부위를 V 또는 U형으로 홈을 판 뒤 Pipe와 고무 등의 재료를 붙여 도수하는 공법이다.
다. 지수공법
누수부위에 홈을 파서 급결성의 Mortar등 비정형재료로 충진하여 지수하는 공법이다.
5.1.6 내부 라이닝 콘크리트
라이닝의 추가는 세그먼트의 안쪽을 콘크리트 혹은 프리캐스트 콘크리트에 의해 한층을 다시 세우는 것이며, 내공에 여유 두께를 확보할 수 있는 충분한 여유가 있을 경우에 적용할 수 있다.
5.1.7 단열공
단열공법은, 복공표면 혹은 1차복공과 2차복공의 사이 등에 단열재를 설치하여 지반의 열이 동절기에 터널내로 나오지 않도록 하여 단열재의 표면을 빙점이상으로 유지함에 따라 동해를 방지하는 것이다.
가. U Cut 단열재 삽입공법
이음부, 균열부 등의 누수동결부위를 U형으로 도려내 단열재를 삽입하거나 복공면에 길게 붙여 동결을 방지하고 선상도수하는 것이다.
나. 표면단열처리공법
누수동결이 면상으로 발생하며 내공단면에 여유가 있는 경우에 적절하다. 또한 앵커볼트를 이용한 부착방법도 많이 통용되고 있다.
5.1.8 원지반 주입공
원지반의 전단강도, 점착력의 향상을 목적으로 행하는 공법이다.
5.2 공법 평가 및 적용성
대책 공법
공법평가 및 적용성
주입공법
-지반의 역학적 강도가 부족할 때 지반의 지지력 강화, 사면의 안정, 터널 굴착시 붕괴방지, 굴착시 인접 구조물의 방호, 지반 융기현상 방지등을 위한 토압 경감효과를 통한 안정성 확보
-주입대상의 지반의 투수성을 감소시켜 굴착시 투수량을 감소 시키거나 지하수위 저하를 억제하고, 파이핑 현상 등을 방지가 필요 시
방호네트
-재질열화에 의해 발생된 라이닝의 조각이 벽돌 크기 보다 작은 낙하물이 예측되는 경우적용
-큰 낙하물이 예측되는 경우 및 외부 힘의 영향 되는 경우 Saddle과 Rock Bolt와의 병용이 필요
숏크리트
-숏크리트의 두께와 재료를 선정할 때는 라이닝의 열화상황, 지압 등 외력에 의한 변상유무 정도, 건축한계 여유, 경제성, 시공성, 부착성, 내구성 등 여러 요소를 고려하여 결정-일반적으로 사용되는 재료는 콘크리트몰탈 이외에 GFRC, SFRC 고분자재료를 첨가한 시멘트계 재료 등이 주로 많이 이용
락볼트
-점착력이 충분한 지반에 적용되며 따라서 미고결 토사지반(홍적층, 강풍화층)이나 점토화된 연약한 파쇄대등 극단적으로 연질의 지반이 아닌 경우에 가능
-용수가 많은 경우에는 정착재가 유출되는 문제가 생기므로 용수상황에 대하여 사전 파악 필요
-Rock Bolt 보강공 시 볼트 머리부분이 라이닝 내면으로부터 돌출되기 때문에 그 만큼의 한계여유가 필요
누수
방지공
도수공법
일반적으로 이용되는 공법
홈파기공
누수량이 일반적으로 비교적 많고, 내공단면에 여유가 없는 경우
지수공법
누수량이 적고 누수범위도 한정된 경우에 적용
내부 라이닝
콘크리트
-시공은 대규모이고 동시에 장기간이 소요
-광범위한 열화에 의해 열차운행에 지장을 초래할 경우
-다른 대책공에서는 대처할 수 없는 경우에 사용
단열공
U-cut 단열재 삽입공법
-한냉지에서도 동결의 정도가 비교적 경미한 부위에 적용
표면단열
처리공법
-내동해성 향상을 위해 사용하는 덧씌움 재료는 내구성과 콘크리트와의 접착성이 좋아야함
6. 결 론
국내의 지하철, 도로터널 등 기존 터널구조물들에는 노후화에 따른 콘크리트 라이닝의 균열, 손상 및 누수 등으로 인해 터널구조물 자체와 사용의 안전성 그리고 인접구조물의 안전성에 대한 많은 문제가 발생 할 수 있다. 유지보수가 필요한 터널의 변상은 눈으로 확인해 보면 현저하게 진행적인 것이 특징이다. 터널 보수, 보강 공법은 구조적 적합성, 시공성, 경제성, 대민 영향도, 미관 및 기타사항 등을 충분히 고려하여 터널 시설물에 발생한 변상에 대해 적절한 조치를 취하여야 한다. 터널은 서론에서도 언급했듯이 한번 시공되면 거의 영구적으로 이용되기 때문에 그것에 대한 이러한 유지보수의 중요성이 매우 크다고 할 수 있다.
터널의 상태를 평가하여 등급을 산정하고 그에 따라 차등적인 보수, 보강 작업이 이루어져야 하며 변상의 발생을 최소화하기 위한 목적으로 터널의 변상에 대한 조사를 실시하여 변상에 대한 정보, 자료를 얻어서 변상상황을 파악하고 원인을 추정하여 그에 알맞은 대책을 세워 터널의 안정성을 유지해야한다. 이것은 또 다른 형태의 변상으로 전이되는 것을 사전에 예방하기 위한 행동으로서, 시설물의 공용수명을 연장할 수 있는 최선의 방법이다.
또한 터널의 변상은 한 가지 이유에서 일어나는 것이 아니라 두 가지 이상의 이유가 복합적으로 작용하여 발생하는 것이 대부분이기 때문에 그에 따른 대책공법 또한 두 가지 이상을 동시에 실행해야 한다.
터널 시설물은 지형학적, 지반공학적인 영향을 받는 구조물로서 불명확한 요소를 많이 내재하고 있어 발생한 변상에 대한 원인을 규명한다는 것이 매우 어려운 실정이다. 따라서 유지관리를 실시함에 있어서도 구조물의 특성을 고려하여 발생한 결함을 파악한 후에 구조물 자체 혹은 주변 환경의 변화 등을 점검하여 적절한 시기에 효과적인 조치를 취하는 것이 바람직하다.
7. 참고문헌
1. 이병현 (1998), “도로터널의 유지관리”
2. 독립행정법인토목연구소 (2003), “도로터널변상태책공매뉴얼(안)”
3. (재)도로보전기술센타 (2001), “도로터널 점검ㆍ보수 입문서”
4. 한국시설안전기술공단(2003),“안전점검 및 정밀안전진단 세부지침연구 보고서”
5. 한국시설안전기술공단 (2004), “도시터널 보수 매뉴얼”
6. 철도총합기술연구소(일본) (1990), “터널보수ㆍ보강매뉴얼”
7. 시설안전기술공단 (1999), “변상터널대책공 설계 매뉴얼”
8. 한국시설안전기술공단 (2002), “터널유지관리 매뉴얼”

키워드

터널 변상,   tunnel deformation,   tunnel,   터널