SMR 분류법

왜 배우는가: SMR 분류법은 자연사면과 절취사면의 암반 안정성을 현장 조사 자료만으로 빠르게 정량화하는 방법이어서, 암반사면 설계와 점검 현장에서 실무적으로 많이 쓰인다. 기술사 시험에서는 평가 항목과 보정계수 산정 절차를 묻는 형태로 반복 출제되므로 개념과 계산 순서를 함께 익혀야 한다.

출제 이력: 제136회 2교시 4번, 제131회 1교시 10번, 제102회 1교시 3번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

답안 첫 줄에 쓸 정의는 다음과 같다.

SMR 분류법은 RMR 평점에 암반 불연속면과 사면의 상대 방향 및 굴착 방법에 따른 보정값을 적용하여 암반사면의 안정성 등급을 구하는 방법이다.

키워드

• SMR(Slope Mass Rating)
• RMR(Rock Mass Rating) 기본 점수
• 보정계수(F1·F2·F3)
• 굴착방법 보정계수(F4)
• 평면파괴·쐐기파괴·전도파괴
• 사면 안정성 등급

2. 개념 풀이

쉬운 말로 풀면, SMR은 암반이 얼마나 튼튼한지를 RMR로 먼저 점수화하고, 그 암반의 절리가 사면을 향하는 방향이 얼마나 나쁜지와 사면을 어떻게 팠는지를 점수로 깎아내는 방법이다. 같은 암반이라도 절리가 사면 쪽으로 기울어 있으면 위험도가 높아진다는 뜻이다.

정식 정의는 다음과 같다. SMR은 Romana가 제안한 방법으로, RMR의 다섯 항목(일축압축강도, RQD, 절리 간격, 절리 상태, 지하수 상태)의 합인 기본 RMR에 절리 방향 보정계수와 굴착 보정계수를 곱하거나 빼서 0~100 범위의 SMR을 얻는다. 위키 근거에 따르면 SMR은 RMR과 같은 첫 다섯 항목을 쓰고, 여섯 번째로 불리한 절리 방향에 대한 보정을 더한다.

핵심 용어를 풀이하면 다음과 같다.

• RMR 기본 점수: 암석 강도, RQD, 절리 간격, 절리 상태, 지하수 상태를 평점한 값이다.
• 절리 방향 보정계수(F1·F2·F3): 절리 走向과 사면 走向의 차이, 절리 경사와 사면 경사 차이, 파괴 형태에 따른 값을 각각 평가한다. 평면파괴와 전도파괴는 두 방향 관계로, 쐐기파괴는 두 절리 교선의 방향으로 판단한다.
• 굴착 보정계수(F4): 자연사면, 프리스플리팅, 스무스블라스팅, 일반발파, 기계굴착 등 굴착 방법에 따른 값이다.

3. 등장 배경과 필요성

암반사면 파괴는 암석 강도만으로 설명되지 않고 불연속면의 방향과 상태가 결정적이다. RMR은 암반 자체의 품질을 평가하지만 사면의 방향 조건은 반영하지 못한다. 이 한계를 보완하기 위해 RMR에 사면 방향과 굴착 방법을 더한 SMR이 제안되었다.

실무에서는 현장 조사와 계측 자료로 빠르게 등급을 정할 수 있어서 설계 초기 단계의 스크리닝 도구로 쓰인다. 평사투영법과 같이 쓰면 파괴 형태 판정과 보정계수 결정이 함께 이루어진다. SMR은 등급에 따라 보강 대책(록볼트, 앵커, 배수, 사면 경사 조정 등)을 연결하기 위한 근거로 활용된다.

평사투영 기반의 그래픽 방법과 연속 함수형 SMR(C-SMR) 같은 변형도 제안되었다. 이는 이산적 보정 구간 경계에서 점수가 불연속적으로 바뀌는 문제를 줄이기 위한 것이다.

4. 구성요소·원리·절차

SMR은 RMR에 사면 특유의 보정계수를 더해 암반사면의 안정 등급을 구하는 방법이다. 기본 점수는 RMR 기본값에서 출발하고, 불연속면과 사면의 상대 방향에 따른 보정(F1·F2·F3)과 굴착 방법에 따른 보정(F4)을 더한다. 최종 값은 0~100 범위에서 안정 등급으로 나뉜다.

SMR의 원리는 다음과 같다. 암반 자체의 강도와 절리 상태는 RMR로 평가한다. 여기에 불연속면이 사면을 향하는 방향과 경사각을 반영하면 파괴 가능성이 달라진다. 그래서 같은 암반이라도 절리 방향이 불리하면 점수가 크게 깎인다. 굴착 방법은 사면을 깎을 때 암반 손상 정도를 반영한다.

계산 절차는 다음과 같다.

• 현장 조사로 RMR 기본 점수를 구한다(암석 강도, RQD, 절리 간격, 절리 상태, 지하수 항목 합).
• 사면 주향·경사와 불연속면 주향·경사를 평사투영법으로 비교해 F1, F2, F3 점수를 정한다.
• 굴착 방법에 따라 F4 점수를 정한다.
• 다음 식으로 SMR을 구한다.

$SMR = RMR_{basic} + (F_1 \times F_2 \times F_3) + F_4$

여기서 RMR_{basic}는 기본 RMR(0~100), F_1, F_2, F_3는 보정 인자(0~1 범위의 곱), F_4는 굴착 보정값(음수 포함)이다.

• 구한 SMR을 안정 등급 I~V에 대입해 안정성과 보강 방법을 판정한다.

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SMR은 RMR 기본값에 방향 보정 F1·F2·F3와 굴착 보정 F4를 더해 구한다.

5. 관련 법령·기준·표준

SMR은 국내 법령이나 고시에서 직접 정한 평가법이 아니다. 「굴착공사 표준안전 작업지침」은 굴착면 기울기와 높이, 절토 시 낙석 방호와 부석 제거를 규정할 뿐 SMR 점수를 정하지 않는다. 따라서 SMR의 수치는 Romana가 제안한 경험식과 점수표를 기준으로 쓴다. 안전 기준 적용 시에는 위 지침의 굴착면 기울기 기준과 함께 검토한다.

지침이 정한 굴착 관련 기준값은 다음과 같다.

교재에 따라 F4 값의 범위가 다르게 제시된다. 시험 답안에는 방법별 방향성(자연면은 가산, 기계굴착은 감산, 발파는 방법에 따라 가감)만 쓴다.

개정 연혁으로 굴착공사 표준안전 작업지침은 현행 고시 원문을 기준으로 한다. SMR 자체의 기준값은 경험식으로 정착된 것이며 별도 개정이 없다.

6. 유형과 비교

SMR 분류법은 평면파괴, 쐐기파괴, 전도파괴 등 불연속면 방향에 따라 파괴 형태가 달라지므로 파괴 형태별 보정계수(F1·F2·F3)와 굴착 방법 보정계수(F4)를 달리 적용한다. 동일한 암반이라도 파괴 형태가 다르면 보정값과 안정성 판정이 달라진다. 따라서 먼저 파괴 형태를 판별하고 그에 맞는 보정 방식을 택하는 것이 답안의 기본 구조가 된다.