국가 건설 기준 센터에 나온 내용을 요약

암반의 초기 응력
- 굴착 전 원지반이 가지고 있는 응력.

터널 굴착방법의 종류
- 전단면/수평/수직분할/선진도갱굴착
- 인력/기계/파쇄/발파
- 기계의 종류 :
무쉴드 : 로드헤더, 그리퍼
쉴드 : 개방형(그리퍼, 추진잭), 밀폐형(이수,토압,혼합)
연암 이하의 경우 지보가 필요한 경우, 밀폐형 필요.
(압으로 막장면을 유지하면서 굴착 필요.)
- 커터의 종류 : 디스크 커터, 커터비트(크롬몰디브덴강, 니켈크롬몰디브덴강+초경합금 용접), 카피커터

터널 구성 : 굴진면(막장면), 굴진구역, 굴착구역, 후방구역

터널 조사의 종류 : 입지환경조사(지형도, 항공사진, 인공위성사진, 주변환경, 지장물, 사토장), 지반조사(노선 선정을 위한 예비조사, 계획 후 설계/시공계획을 위한 본조사, 보완조사), 시공 중 보완조사(문제점 해결을 위함. Face mapping 과 연결)
- 본조사 : 지표지질조사, 지구물리탐사, 시추조사(NX 이중 코아배럴, 노선방향 50~200m, 바닥부계획심도+직경/2 깊이까지, 갱구부는 반드시 포함), 현장시험 (표준관입시험, 현장투수시험, 루전시험, 공내재하시험), 실내시험
- 설계정보 : 토사-통일분류법, 암반-압축강도, 탄성파속도, 변형계수, RQD, 불연속면(간격,상태,방향), 지하수 상태, 초기응력 상태
- RMR=9lnQ+44 or RMR=15logQ+50
- 이에 따라 터널크기, 굴착패턴, 지보패턴 결정.
- 계획의 종류 : 조사계획, 계측계획, 갱구부/작업구 계획, 방수형식계획, 환기계획, 방재설비계획


RQD : NX 규격 이상의 코어로 10cm

응답변위법 : 표층 지반의 전단 진동에 따른 변위를 지반 속에 위치한 터널에 입력하여 터널의 변형과 응력을 산정하는 내진설계방법. 지진 시 지층지반의 변위는 일반적으로 수평변위를 대상으로 함. 응답스펙트럼법, 유한요소 진동모델 법.

인버트 : 터널 단면의 바닥 부분을 통칭. 원형 터널의 경우 바닥부 90도 구간의 원호 부분, 마제형 및 난형 터널의 경우 터널 하반의 바닥 부분을 지칭. 인버트의 형상에 따라 곡선형 인버트와 직선형 인버트로 분류. 라이닝 유무에 따라 폐합형 콘크리트라이닝과 비폐합형 콘크리트라이닝으로 구분.

물리탐사 : 탄성파, 전기비저항, 중력, 자기, 전자, 방사능

환기방식 : 종류식 – 제트팬식, 수직갱 송배기식, 집중배기식, 횡류식

계측
- 지중침하 : 인접지반의 침하를 보기 위해 터널 천장을 기점으로 지표로 갈수록 각 지층의 침하량을 확인.
- 지표침하 : 터널 종단/횡단 방향으로 침하판을 설치하여 상대적 침하량 측정

라이닝에 대하여 특별판

1. 라이닝의 목적 : 굴착면 안정성, 사용자의 심리적 안정감, 차수, 철근 콘크리트 or SFRC, 지보재 부식 방지, 터널 부착물 지지공간 확보
2. 두께 : t = 0.19 C r^0.5. (C : 암석계수, 탄성파속도에 따름)
300mm 보통, 부분적 100~200mm, 단면 크기에 따라 다름.
3. 형식 : 측벽형, 인버트형 (폐합), 원형, 마제형
4. 시공 : Caster 가 부착된 Sliding Form 사용. SFRC (30kg of Steel fiber / m3), Joint 관리
필요에 따라 Geotextile 등 토목 섬유나, HDPE sheet 등 설치 (배수/비배수 터널). 수발공/배수측구 유지여부 결정 필요.
- 전권 : 전단면 일시시공 – 작거나 지반 양호
- 역권 : 상부 -> 하부
- 순권 : 하부 -> 상부 – 지반 불량. 측벽선진도갱
- 가권 : 선행복공. 이완영역 방지
5. Bench cut 의 경우 가 Invert 가 형성되기도 한다.

암이 예상되는 구간의 지반조사는 크게 2가지로 분류한다.
해당 내용은 설계를 위한 예비조사에 해당하며,

시공 중 조사가 중요한 터널 등에서는 A 계측 (갱내조사 FM, 내공변위, 천단변위계, 지표침하계, 락볼트인발시험, 일상계측 50m 마다), B 계측 (숏크리트 응력, 지표,지중침하계, 락볼트 축력시험, 지중변위계, 대표계측 200m) 를 통해 monitoring 을 중요하게 고려하여 지보타입 변경, 숏크리트 두께 변경 등에 참고하도록 한다. 그리고 터널의 경우 인접구조물에 대한 영향 또한 관찰이 필요하다.

다시 돌아가 예비 조사의 종류는 SPT 등에 따른 시추를 통한 실내시험, 물리탐사로 나뉜다.
SPT (: Split Spoon 의 경우 교란 시료가 얻어지며, Shelby Tube 를 사용하는 경우 Undisturbed Sample 을 얻어낼 수 있다.) 를 얻어낼 수 있음.

시추조사의 경우 촘촘하게 진행하지 못하고, 원하는 곳까지 굴착이 어려운 경우가 많아 (풍화암의 경우 SPT N 50/10~50/1) Risk 가 있으며 물리탐사는 지속적으로 방법들이 개발되고 있다고 볼 수 있다.

직접조사 = 시추조사 = 공내재하시험 = 실내시험

간접조사 = 물리탐사 = 비파괴검사 = 지표지질조사

물리탐사 : 중력, 전기비저항, 탄성파 등 이용
- 지표탐사 : 지표면에 센서를 설치하여 물리적 특성을 측정하여 역산
- 물리검층 : 시추공 내 probe 삽입. BIPS, BHTV
- 시추공탐사 : 시추공 사이를 이용. TSP

1. 지표탐사 : 굴절탄성파, 반사탄성파 (암반분류, 지보패턴, 연약대파악), 전기비저항(Electrical Resistivity), GPR (전파를 이용한 지장물조사, 이론상 10m, 주로 1~3m, 빠른 속도도 가능.)

2. 시추공탐사 : Downhole, Crosshole test, (동탄성계수 획득) Tomograph

3. 물리탐사 : BHTV, BIPS, 전기비저항시험, 음파, 방사능
- BHTV : Bore Hole TeleViewer. 초음파 주사. 심도별 주향과 경사 등 공내정보 확인. 공내수 필요. 탁해도 됨. 분석에 전문성이 필요함.
- BIPS : Borehole Image Process System. 사진을 찍어서 절리면을 관찰. (절리면 간격, 주향과 경사, 불연속면 여부 확인), 공내수가 있어도 되나 나공이 좋고, 깨끗하게 유지 필요.)


TSP : Tunnel Seismic Prediction,

터널 내 단층이나 불연속면에 반사된 탄성파 신호분석. 수진기를 깊이 위치시켜 표면파의 영향을 최소화.

터널 측벽의 측선을 따라 수진공과 발파공을 천공 -> 수신기 설치 -> 소량의 화약, 발파 -> 수진기 하나, 발파공 여러개.

실제 막장 관측(Face Mapping) 하면서 비교할 필요. 조합하여 지보타입 선정 필요.



선진수평보링 : 전방 지반상태 파악. 수평 선진 시추로 시료채취, 코어로부터 파쇄대, 연약층 경계 확인.

보너스로 주향과 경사

주향 : 불연속면과 수평면의 교선. N40E = S40W (북에서 동으로 40도 각도)
경사 : 불연속면의 각도 (각도 표기)
경사방향 : 수평면에 투사하여 북쪽에서 시계방향으로 잼 (각도 표기)
불연속면의 방향성을 파악하여 설치될 구조물의 안정성을 파악하고 분석함.