[토목지질학] 터널과 지질과의 상관관계

목차

Part 1 응용지질학
1. 지질학이란. 응용지질학이란

2. 터널과 지질
2-2. 터널 공사와 지질과의 관련
2-3. 터널 공사를 곤란하게 하는 불량 지반
2-4. 산악 터널에서의 지질 조사의 특수성
2-5. 표어에 보이는 터널과 지질의 상관

Part 2 터널공사에 필요로 하는 기초적 지질학
1. 지구의 구조 - 그림 Ⅰ - 1. 참조
2. 지층이나 암석의 분류
3. 지질 작용
4. 지질 구조
5. 지형과 지질의 상관

본문내용

양과 수체부터 유출할 양으로 평형 상태를 유지하고 있다. 유동은 평형을 유지하기 위한 중개이다.
③ 유출 : 물이 지하수체로부터 자연에 유출한다든지 인위적으로 퍼 올리면, 자연의 유출은 샘물이나 하곡 저부로부터의 자연 유출이며, 인위적인 것은 우물 양수나 터널, 절취 사면 등의 구축에 따른 용수 등이다.
7-1-2. 지하수의 수직 분포
순환계의 지하수는 지하의 수직 분포로부터 지하수면의 위의 통기대와 지하수면 아래의 포화대수로 구분된다. 통기대의 물을 더 세분하면 토양수와 포화대수 바로 위의 모세관수, 양자의 사이의 침강수로 구분된다.
7-2. 지하수의 용기로서의 지질과 기본적 생각
7-2-1. 지하수의 용기란
지반에는 일반적으로 공극이 있으며, 강수나 지표수가 그의 공극에 침투, 저류해서 지하수가 형성된다. 지중에 저류되는 상태는 지반의 공극률이나 공극의 크기에 지배된다. 유효 공극이 큰 지반일수록 지하 저류 능력이 큰 것으로 된다. 물론 용기가 커도 용기에의 물의 침투, 함량이 없으면 지하수는 없고, 많은 침투, 함량이 있어도 용기의 차수성이 작으면 지하수는 고이지 않는다. 따라서 지하수의 용기로서의 지질은 저류 가능하고 유동 가능한 유효 공극률을 가진 지층 또는 지질의 분포에 따라 분류된다.
7-2-2. 지하수 용기의 종류
지하수의 용기는 지하수의 저류 상태 또는 투수 간극의 상태에 의거해서 ① 지층, ② 열극, 공동, ③파쇄대 등의 세 가지로 분류할 수 있다.
① 지층의 용기
충적층, 홍적층, 신제3기층에 속하는 모래층, 사력층, 역층, 화산 사력층, 사암, 역암 등 주로 미고결 또는 고결도가 약한 퇴적층에 보이는 입자 사이의 공극이 이루는 용기이다.
② 열극, 공동의 용기
용암이나 석회암 등의 지질에 보이는 용기이다. 용암은 화산의 분출이나 용암 유동후의 냉각 등에 의해, 또한, 석회암은 용식 등에 의해 큰 공극이나 동굴을 형성한다. 대개 공동이 너무 크기 때문에 지하수로서의 성격보다 지표수와 같은 성격을 가진다.
③ 파쇄대의 용기
지각 변동 등으로 지반이 변형, 파괴한 경우에 이차적 개구로서 형성되는 틈을 지하수의 용기로 하는 것이다.
7-3. 구조, 지형으로 본 지하수의 존재
7-3-1. 구조
지하수 존재에 영향을 미치는 구조를 정리해 보면 다음과 같이 된다.
① 암석의 주향 경사에 의해 판정되는 구조
단사 구조, 분지 구조는 피압 지하수를 형성하기 쉽다. 이 경우, 기반에 관계없이 대수층을 형성한다. 투수층의 성질과 그 두께가 문제로 된다.
② 단층, 절리, 틈계
이들이 발달한 부분은 응당 지하수를 풍부하게 가진다. 이 경우, 틈의 많고 적음과 그의 크고 작음이 문제로 된다.
③ 부정합
상위 지층이 공극질로 되기 쉽고, 지하수맥을 형성하기 쉽다. 이와 같은 경우는 기반의 구조를 알 수 없다.
④ 기타
풍화 상황, 하천망도 지하수의 존재에 영향을 미친다. 또한 지층의 수평, 수직에의 연속 상태도 중요하다. 이 점에 대해서는 지층의 퇴적 환경 및 지사에 관한 정보로부터 판단해야 한다.
7-3-2. 지형
지형은 지하수의 수문적 환경으로서의 함양 - 유동 - 배출에 크게 관계되어 있다. 일반적으로 기복이 작은 완경사부는 함양 지대, 기복이 큰 경사의 변환부는 배출 지대로 되기 쉽다. 이와 같은 관점에서 지형을 관찰하면, 지하수에 관한 정보가 의외로 많은 것을 알 수 있다.
① 해안 평야, 사구, 삼각주
양호한 대수층을 형성
② 범람원
지하수의 양호한 유로이다.
③ 선상지
양호한 대수층을 형성한다. 일반적으로 선상지의 정부는 함양대, 중앙 상부는 자유수대, 중앙 하부는 피압수대, 말단부는 용수대를 형성하고 있기 때문에 물 이용상은 피압수대 이하의 지역이 풍족하다.
④ 단구, 대지
위에서 언급한 지형이 해퇴에 의한 조륙 운동의 결과 형성된 지형이고, 지하수를 하부에 가지고 있다.
⑤ 분지
지하수가 풍부하고 피압 지하수를 형성할 경우가 많다.
⑥ 화산 지대
선상지에 유사한 물 순환 기구를 가지고 있다. 산체부는 함양대를 형성하고 있기 때문에, 지하수를 얻는 것은 어렵지만, 산기슭부는 배수대이기 때문에 대량의 물이 얻어진다.
⑦ karst 지형
대지 표면에서 지하수를 얻는 것은 곤란하고, 동굴수를 형성하는 경우가 많다. 화산 지대와 마찬가지로 물은 편재 또는 어느 장소에 집중하지만 대량의 물이 얻어진다.
⑧ 일반 산지
산붕괴, 산사태, 애추, 암맥 등에 지하수를 동반하는 것이 많다. 위에 언급한 ① ~ ⑦에 비교해서 얻어지는 지하수는 일반적으로 적다.
7-3-3. 틈의 진화
7-4. 지하수의 물 그 자체
7-4-1. 지하수체를 보는 방법
직접육안으로 볼 수 없는 지하수에 대한 사고 방식은 유동에 관해서는 ① 퍼텐셜에 의한 방법, ② tracer에 의한 방법이 있다.
7-4-2. 지하수의 퍼텐셜
일반적으로 지하수의 표면을 평면의 등고선으로 표시한 것은 잘 알려지고 있는 지하수면도이다. 최근까지 지하수체 내부의 수면을 계측하고 지하수의 표면보다 높으면 피압수(면)이라 한다. 최근에는 유동하지 않은 지하수 이외는 모두 지하수체의 내부의 수압이 다르며, 마치 지하수의 표면을 나타낸 지하수면도와 같은 것이 지하수체 내부에 있어서도 규칙적으로 분포하는 것이 명백히 되었다. 이것을 지하수의 퍼텐셜 분포라고 한다.
7-4-3. tracer
터널 공사에서는 용수의 규모가 크게 될수록 실용적으로 평균의 지하수 유동의 사고 방식, 해석 결과로서는 쓸모 없는 경우가 많다. 따라서 실제의 지하수의 움직임에 초점을 맞추어서 조사하고자 하는 기법이 tracer에 의한 기법이다. 자연의 tracer에 의한 방법과 인공 tracer법에 의한 방법으로 나눌 수 있다.
① 자연의 tracer에 의한 방법
수질, 환경 동위체, 온도 등이 사용되며, 그들의 변화로부터 지하수 유동의 해명이 실시되어 왔다. 퍼텐셜에 의한 유동과 마찬가지로 주로 매크로적인 광역의 지하수 유동에서 물의 순환을 대상으로 하고 있다.
② 인공 tracer법
식염이나 물감 등을 사용해서 지하수, 용수의 기원, 유동 경로, 실제 속도, 투수성을 명백히 하는 목적으로 실시되어 있다.
7-4-4. 지하수의 함양, 유동량, 유출량

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