터널 갱구부

갱구부의 정의

갱구부는 터널의 시점부와 종점부다.

지반과 비탈면이 터널 본체에 접속하며, 비탈면 안정과 지반 보강이 함께 요구된다.

핵심 키워드는 갱문, 토피고, 편압, 풍화토 등이다.

안정을 좌우하는 조건

갱구부 안정을 결정하는 첫 조건은 토피고다.

토피고는 지표면에서 터널 천단까지의 깊이다.

토피가 얕으면 아칭 효과가 약해 굴착 직후 붕괴가 쉽게 일어난다.

두 번째 조건은 편압, 세 번째 조건은 지반이완하중이다.

이완하중이 지보력을 넘으면 막장과 지표가 함께 무너진다.

구성요소와 안전상 주의

갱구부는 비탈면, 가시설, 갱문, 지보재, 배수시설이 하나로 묶인 구조다.

가시설은 굴착 중 지반을 지지하고, 갱문은 낙석과 기후 영향을 막는다.

그래서 앵커 인장력과 벽체 변위, 갱문 접속부의 균열과 누수를 점검한다.

원리는 토피가 얇을 때 하중이 지보재에 직접 전이되는 것이다.

풍화토 붕락 사례

풍화토 구간의 붕락 사례를 보자.

NATM 시점 25m 지점의 막장이 지보 설치 중 붕괴되어 지표까지 함몰되었다.

풍화토가 설계보다 깊게 발달해 지반이완하중이 지보력을 넘은 것이 원인이다.

풍화토 깊이가 설계와 다르면 지보 패턴을 즉시 바꿔야 한다.

시험에서는 원인 서술 없이 보강공법만 나열하면 감점된다.

지반이완하중 계산과 대응

지반이완하중은 굴착 후 이완 영역 흙의 무게로 본다.

대략 P_v = γ·H 식으로 쓰며, 산정값이 지보력을 넘으면 붕락 위험이 있다.

출수가 있는 구간은 수발공으로 먼저 배수한다.

그다음 강관 다단 그라우팅으로 지반을 보강한다.

정답 확인

정답은 수발공이다. 출수 구간은 먼저 배수해야 한다.

배수 뒤에 강관 다단 그라우팅으로 지반을 보강하는 순서다.

안전시공 절차와 계측

갱구부 시공의 핵심은 토피고와 지반 상태에 맞춰 보강 단계를 정하는 것이다.

지반조사, 가시설, 전면 보강, 분할굴착, 즉시 지보, 계측 순서로 진행한다.

계측 결과가 관리기준을 넘으면 굴진을 멈추고 보강을 먼저 한다.

계측 결과로 굴진을 판단하는 것이 갱구부 안전시공의 기본이다.