싱글쉘 터널

한 줄 정의

싱글쉘 터널은 굴착 후 설치한 지보체를 영구 구조체로 활용하는 터널 형식이다.

보통은 임시 지보 안쪽에 2차 라이닝을 한 겹 더 만든다.

싱글쉘은 두 번째 벽을 따로 만들지 않고 첫 번째 지보체가 두 역할을 맡는다.

그래서 공사비와 공기를 줄이는 방식으로 실무 설계 검토에서 자주 거론된다.

구성요소

단일쉘은 지반과 숏크리트, 록볼트가 한 구조로 이어진 형태다.

숏크리트는 굴착면을 밀봉하고, 록볼트는 암반 블록을 결속한다.

이 지보체가 장기 하중을 부담하는 영구 구조체가 된다.

방수·배수층은 지하수압을 줄이는 장치이므로 배수 기능이 설계 전제가 된다.

단일쉘과 이중쉘 비교

단일쉘과 이중쉘은 1차 지보와 2차 라이닝을 나누는지로 구분하면 쉽다.

단일쉘은 지보체 하나가 굴착 안정과 장기 하중을 함께 맡는다.

2차 콘크리트를 생략하므로 공사비와 공기가 줄어든다.

반면 단일쉘은 지보체의 장기 성능이 설계의 전제가 된다.

계산 예제

지보체 두께를 정하려면 원주방향 응력을 먼저 확인한다.

원형 단면에서 내압, 반경, 두께의 관계는 이 식으로 나타낸다.

내압 0.5 MPa, 반경 3 m, 두께 0.2 m이면 응력은 7.5 MPa이다.

이 값은 콘크리트 설계강도보다 커서 두께나 강도를 재검토해야 한다.

흔한 실수와 채점 포인트

시험에서 자주 빠지는 실수는 세 가지다.

첫째, 단일쉘을 라이닝을 생략하는 공법으로만 정의하는 것이다.

둘째, 이중쉘과의 차이를 쓰지 않으면 감점이 크다.

셋째, 지반 조건을 언급하지 않으면 핵심을 놓친다.

지보체의 장기 내구성과 지반 적합성을 함께 쓰면 된다.