터널 여굴

왜 배우는가: 터널 여굴은 설계선 밖으로 암반이 더 깎여 나가는 현상으로, 콘크리트·숏크리트 물량 증가와 지보 불안정, 붕락으로 이어져 공사비와 안전에 직접 영향을 준다. 발생 원인과 방지대책은 1교시 용어 문제부터 2~4교시 논술까지 반복해서 출제되므로 개념을 정확히 잡아 두어야 한다.

출제 이력: 제135회 3교시 3번, 제123회 2교시 2번, 제117회 2교시 1번, 제115회 2교시 3번, 제94회 1교시 5번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

여굴은 설계된 굴착선 밖으로 암반이 과도하게 굴착되어 생기는 여분의 굴착 부분으로, 시공 방법과 발파 조건에 따라 달라진다.

• 여굴(Overbreak)
• 설계 굴착선
• 지불선
• 진행성 여굴
• 스무스 블라스팅(Smooth Blasting)
• 라인드릴링(Line Drilling)
• 백브레이크(Back Break)
• 과굴착 방지

2. 개념 풀이

쉽게 말하면 터널을 파면서 설계한 단면보다 더 넓게 파낸 부분이 여굴이다. 그만큼 암반이 쓸데없이 빠져나가므로 되메움 콘크리트와 숏크리트 물량이 늘고, 막장과 천단의 이완이 커져 지보 부담이 증가한다.

정식 정의는 다음과 같다. 여굴은 설계 또는 지불 대상 굴착선 바깥으로 발생한 굴착 초과 부분을 말한다. 설계 단면 안에서 발생하는 과굴착은 지불 대상이 아니므로, 여굴 중 설계 단면 밖의 부분만 발주처 지불 대상이 되는지 계약 조건으로 구분한다.

여굴은 지불선과 구분해야 한다. 지불선은 계약상 물량을 산정하는 기준선이고, 여굴은 시공 결과로 실제 파낸 선이다. 두 선 사이의 차이가 지불 대상 여굴이 되는지 여부는 계약 조건과 여굴 허용치에 따른다.

여굴은 발생 시점에 따라 일반 여굴과 진행성 여굴로 나뉜다. 일반 여굴은 굴착 한 번의 발파나 천공에서 생기는 국부적 초과 굴착이다. 진행성 여굴은 불량 지반이나 이완대에서 굴착 뒤 암괴가 계속 떨어져 여굴 범위가 막장과 천단을 따라 넓어지는 현상이다.

여굴의 핵심은 과도한 발파 에너지와 천공 정밀도 저하다. 두 원인이 겹치면 암반 손상대가 설계선 바깥까지 넓어진다.

3. 등장 배경과 필요성

터널은 지반 조건을 완전히 알 수 없는 상태에서 굴착한다. 굴착 후 설계선 밖의 암반은 지보재가 직접 받치지 못하고, 이완되어 낙반이나 붕락 위험을 키운다. 따라서 여굴 관리가 곧 막장 안정 관리가 된다.

발파 기술이 발전하면서 여굴을 줄이는 기법이 도입되었다. 주변공을 일정 간격으로 배치해 발파 에너지를 굴착면 방향으로 모으는 제어발파가 대표적이다. 여굴 저감은 공사비 절감과 안전 확보를 동시에 노리는 기술 목표가 되었다.

도심 지하 공사와 대단면 터널이 늘면서 여굴의 영향 범위가 커졌다. 지표 침하와 인접 구조물 피해를 막기 위해 여굴 허용 한도를 엄격히 관리한다. 시험에서 여굴을 단순한 물량 문제로 보지 않고 안전과 지반 거동 문제로 설명해야 하는 이유가 여기에 있다.