TSP 탐사: 막장 전방 지질조사

TSP 탐사란

TSP 탐사는 터널 굴착 중 막장 전방의 지질 이상대를 미리 예측하는 방법이다.

굴착면 앞의 보이지 않는 지층 변화를 미리 알아보는 것이 목적이다.

특히 단층파쇄대처럼 지질이 급변하는 구간을 찾는 데 가장 중요하게 쓰인다.

탐사 원리

원리는 암반의 음향 임피던스 차이에 있다. 발파로 생긴 탄성파가 경계에서 되돌아온다.

단층파쇄대처럼 밀도와 탄성파 속도가 바뀌는 경계에서 반사가 생긴다.

반사 신호의 도달 시간과 방향을 해석하면 경계의 위치를 알 수 있다.

구성 요소와 절차

구성은 발파공, 수진기, 기록·처리 장치, 해석 소프트웨어다.

발파는 소량의 화약으로 하며, 굴착이 끝난 측벽에 발파공을 둔다.

얻은 반사파에서 직접파와 굴절파를 걷어내고 파쇄대의 위치와 규모를 도출한다.

두 가지 배열 방식

TSP 탐사는 발파점과 수진점의 배치에 따라 두 가지 방식으로 나뉜다.

다수진점-소발파점 방식은 수진점을 20~50개, 발파점을 3~5개 둔다.

다발파점-소수진점 방식은 반대로 발파점을 20~50개, 수진점을 3~5개 둔다.

두 방식의 자료는 원리적으로 동등하며, 현장 여건에 따라 고른다.

예시 계산

반사파의 왕복 주시는 t = 2d/v 로 구한다. 여기서 d는 반사면까지의 거리다.

예를 들어 v가 4,000 m/s, t가 0.05초이면 d는 100 m가 된다.

이 값은 막장 전방 탐사거리 범위 안에 있어 상식 범위에 맞다.

다음 문제를 직접 풀어 보자.

헷갈리는 점

첫째, TSP는 탄성파 반사를 이용한다. 전기비저항 탐사와 구분해야 한다.

둘째, 탐사거리는 막장 전방 장거리 범위다. 수 m 정도로 쓰면 틀린다.

셋째, TSP 결과는 보조 자료다. 확정 지질은 막장 관찰과 선진시추로 확인한다.

정리

정리하면 TSP는 갱내 탄성파로 막장 전방의 반사면을 찾는 기법이다.

원리는 VSP를 터널에 응용한 것이고, 방식은 두 가지다.

목적은 파쇄대의 존재, 위치, 규모, 교차 방향을 파악하는 것이다.