NATM 붕락 유형과 원인

붕락의 정의

NATM 붕락은 굴착으로 지반의 응력 평형이 깨져 지보가 감당하지 못할 때 생긴다.

막장·천단·측벽이 무너지거나 지표가 함몰되는 현상을 모두 붕락이라 한다.

핵심 키워드는 천단 붕락, 막장 붕락, 쐐기형 블록 붕락, 지표 함몰이다.

붕락이 생기는 원리

굴착을 하면 그 자리의 흙과 암반이 받던 힘이 주변으로 재배분된다.

지반이 스스로 버티지 못하고 지보가 늦거나 약하면 굴착면이 무너진다. 이것이 붕락이다.

이완 영역이 커지면 붕락 하중도 늘어나므로 지보는 즉시 설치해야 한다.

그래서 NATM은 즉시 지보와 단면 폐합을 기본 원칙으로 삼는다.

붕락 유형 비교

붕락은 발생 위치와 기구에 따라 나뉘며, 유형마다 원인과 보강 우선순위가 다르다.

가장 빈번한 형태는 천단 붕락이다. 쐐기형 블록이 절리 교차로 분리된 뒤 발파 진동으로 이완되는 경우가 많다.

강조된 천단 붕락은 아치부 천단에서 쐐기형 암괴가 떨어지는 붕락이다.

유형마다 원인 지반이 다르므로 한 가지 대책으로 묶지 않는다.

원인과 무지보 구간

붕락의 원인은 지반, 지하수, 지보 측면으로 나눠 쓴다.

지반은 불연속면과 연약대·파쇄대가, 지하수는 과다 용수와 세립토 유출이 대표 원인이다.

지보 측면에서는 지보 지연과 굴진장 과다가 붕락을 키운다.

무지보 구간이 길수록 자립 시간이 부족해진다.

계측과 관리기준

앞 문제의 정답은 천단 붕락이다. 자립 시간이 부족한 아치부에서 생긴다.

계측은 천단침하, 내공변위, 지표침하, 지하수 변화를 본다.

가장 중요한 실무 기준은 천단침하와 내공변위가 관리기준을 넘는 경우다. 이때 굴착을 중지한다.

굴착 직후에는 숏크리트를 즉시 타설해 막장 노출 시간을 줄인다.

붕락 후 추가 붕락 방지

붕락 후에는 추가 붕락을 막는 복구 순서를 지켜야 한다.

첫째, 막장을 폐쇄한다. 둘째, 붕락부를 되메움하거나 충진한다.

셋째, 주변 지반에 그라우팅 보강을 한다. 이 순서를 지켜야 한다.

가장 먼저 할 조치를 직접 골라 보자.

보강 대책과 정리

앞 문제의 정답은 막장 폐쇄다. 붕락 후에는 막장부터 막아야 한다.

채점 포인트는 원인을 지반·지하수·지보로 나눠 쓰는 것이다.

보강은 사전 예측, 선행 보강, 지보 폐합, 계측 관리 순서로 정리한다.

붕락은 굴착 직후 무지보 상태에서 이완이 진행될 때 생긴다. 신속한 지보가 핵심이다.