터널 변상

터널 변상의 정의

터널 변상은 라이닝과 지보재가 기능을 잃고 손상된 상태를 말한다.

균열, 변형, 박리, 누수가 대표적인 모습이다.

구조적 변상은 안정성, 기능적 변상은 사용성에 관계된다.

구성요소와 원리

변상의 구성요소는 지반, 지하수, 지보재, 라이닝, 시공으로 나뉜다.

지반은 하중의 원천이고, 지하수는 지반 강도를 떨어뜨리는 요인이다.

지보재는 이완하중을 지지하고, 라이닝은 장기 하중과 누수를 막는다.

이 요소들은 따로 작용하지 않는다. 용수가 있으면 전단강도가 떨어져 이완하중이 늘어난다.

변상 발생 절차

굴착하면 막장 주변 지반 응력이 재분배되고 이완 영역이 생긴다.

여기에 용수나 발파 진동이 더해지면 이완 영역의 강도가 줄어든다.

그러면 이완하중이 설계 지보력을 넘어 지보재가 변형·파손된다.

이 상태가 이어지면 막장 붕락이나 지표 함몰로 이어진다.

보강 뒤에도 응력이 다시 재분배되므로 계측으로 확인하며 반복 보강한다.

변상 유형과 대책

변상은 원인과 형태에 따라 지반, 지보, 라이닝, 배수 유형으로 나뉜다.

지반 관련 변상은 지보력을 넘는 하중이 원인이므로 보강이 우선이다.

지보 관련 변상은 두께 부족과 리바운드 과다가 원인이라 시공 품질로 예방한다.

답안에서는 유형별 원인과 대책을 짝지어 쓰는 것이 유리하다.

계산 예제

함몰 체적은 길이, 폭, 깊이를 곱해서 구한다.

길이 12m, 폭 6m, 깊이 5m이면 체적은 360 m³이다.

결과는 터널 단면 규모와 비교해 상식 범위인지 확인한다.

정답은 120 m³이다. 세 값을 곱하면 체적이 된다.

헷갈리는 점과 정리

이완하중은 지반이 지보재에 전달하는 하중이다.

지보력은 지보재가 버틸 수 있는 능력이다. 두 값을 구분해야 한다.

누수는 라이닝 균열과 이음부에서 시작해 철근 부식과 강도 저하로 이어진다.

붕락과 누수를 같은 현상으로 쓰면 감점된다. 변상은 이완하중이 지보력을 넘는 순간의 결과다.