근접터널 영향평가

근접터널 영향평가의 정의

근접터널 영향평가는 기존 구조물 하부나 인접부를 지나는 신설 터널의 영향을 예측하는 절차다.

기존 구조물과의 이격거리, 지반 종류, 측압 조건에 따라 대책이 달라진다.

그래서 시험에서는 지반 조건별 비교 문제로 반복해 출제된다.

측압계수 K0

측압계수 K0는 수평 유효응력과 연직 유효응력의 비다.

정지토압 상태의 지중 응력을 나타내며 지반별로 따로 구한다.

Jaky 식에서 K0는 1에서 내부마찰각의 사인값을 뺀 값이다.

평가 절차

평가 절차는 지반조사에서 시작해 시공 중 계측까지 이어진다.

지반조사와 구조물 현황 조사 결과를 수치해석의 입력으로 쓴다.

예측 변위가 구조물 허용치를 넘으면 그라우팅, 보강 말뚝 등 보강 공법을 적용한다.

시공 중 계측으로 예측과 실측을 비교하고, 차이가 있으면 공법을 조정한다.

이 순환 구조가 근접 영향평가의 기본 흐름이다.

통과 방향별 비교

근접 통과는 신설 터널이 기존 구조물을 지나는 방향에 따라 검토 중점이 달라진다.

평행 통과는 상부 하중 증가에 따른 축응력과 연직 침하가 중심이다.

직교 통과는 기존 구조물의 횡방향 강성이 문제라 부등침하 관리가 핵심이다.

지반 조건별 차이

지반 조건에 따라 굴착 안정과 침하 억제의 난이도가 달라진다.

토사 지반은 굴착 안정과 침하 억제 모두 불리하다.

토사는 막장 자립이 나빠 지반 개량을 먼저 하고, 암반은 발파 진동 관리가 중요하다.

암반은 자립성이 좋아 발파 제어와 국부 록볼트로 대응한다.

정답은 지반 개량이다.

개략 계산 예

가상의 예로 기존 BOX 하부를 직교 통과하는 2차선 NATM 터널을 보자.

하중 분산 폭을 터널 폭 B로 보면 선하중은 상부 하중 q와 B의 곱이다.

q가 60 kN/m², B가 10 m이면 선하중 w는 600 kN/m가 된다.

이 계산은 개략 예이므로 실제 설계는 지반 모델과 수치해석으로 확정한다.

정리와 시험 포인트

계측 항목은 내공변위, 천단침하, 지중·지표침하, 록볼트 축력, 숏크리트 응력이다.

이상 변위가 발견되면 작업을 즉시 중지하고 장비와 인력을 대피시킨다.

답안에서는 측압계수 K0, 허용 변위, 언더피닝, 계측관리를 핵심어로 쓴다.

지반 조건별 측압계수와 보강 방법을 구분해 서술해야 한다.