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복합지반 지역에 NATM 터널을 시공하는 경우 갱구부 형성 후 초기굴착 진행 중에 터널붕괴가 빈번하게 발생하여 상당한 지장을 초래하게 된다. 본 연구에서는 국도 터널공사를 위한 NATM 공법을 적용하고 터널 갱구부 형성 후 약 12m 상반굴착 중 사면변형과 터널 내에 큰 천단변위를 동반하는 붕괴가 발생하여 정밀 지반조사를 통해 붕괴원인을 규명하고 보강대책을 적용하여 복합지반 보강에 대한 적정성을 확인하였다.
조사결과 블록파괴는 암반에서만 발생하는 것이 아니라 토사구간에서도 기존 암반 파쇄대 특성이 풍화토에 잔존파쇄대로 남아있어 블록파괴가 발생할 수 있다는 사실을 확인하였다.
갱구부의 붕괴원인은 풍화토에 잔존형태로 남아있는 파쇄대가 지하수 ...

복합지반 지역에 NATM 터널을 시공하는 경우 갱구부 형성 후 초기굴착 진행 중에 터널붕괴가 빈번하게 발생하여 상당한 지장을 초래하게 된다. 본 연구에서는 국도 터널공사를 위한 NATM 공법을 적용하고 터널 갱구부 형성 후 약 12m 상반굴착 중 사면변형과 터널 내에 큰 천단변위를 동반하는 붕괴가 발생하여 정밀 지반조사를 통해 붕괴원인을 규명하고 보강대책을 적용하여 복합지반 보강에 대한 적정성을 확인하였다.
조사결과 블록파괴는 암반에서만 발생하는 것이 아니라 토사구간에서도 기존 암반 파쇄대 특성이 풍화토에 잔존파쇄대로 남아있어 블록파괴가 발생할 수 있다는 사실을 확인하였다.
갱구부의 붕괴원인은 풍화토에 잔존형태로 남아있는 파쇄대가 지하수 포켓과 만나 팽창성과 유동성 점토로 변하는“복합지반 특성”으로 인해 상부사면 및 터널의 붕괴가 발생한 것으로 분석하였다.
복합지반 특성을 고려해 갱구형성 및 터널굴착을 위한 보강공법으로 상부사면 “측면부는 엄지말뚝과 버팀보, 배면부는 Anchor와 격자블록”, 터널보강“막장부는 수발공, 천단부는 대구경 강관다단 그라우팅, 측벽과 각부는 보강파일”을 적용하여 정상적인 갱구형성 및 굴착을 완료하였다.
시공 중 보강공법의 적정성 평가를 위해 수행된 6개월간의 계측분석 결과 천단침하는 허용치 이내인 최대 –12mm(기준 ±20mm), 내공변위는 최대 –13mm(기준 ±40mm)로 허용치 이내로 수렴되어 정상적인 천단침하와 내공변위 양상을 나타냈으므로 보강공법의 적정성을 확인하였다.
본 연구 결과, 복합지반에서 갱구부 형성 후 초기 NATM 굴착시 붕괴 위험성이 매우 크므로 복합지반의 특수성을 고려하여 사면부는 강성 큰 말뚝과 버팀보 형식이 유리하고 터널부는 배수공과 천단부 보강공, 측벽과 각부 보강파일을 동시에 적용하여야 보강효과가 있는 것으로 판단되었다.
주요어: NATM, 블록파괴, 잔존파쇄대, 복합지반, 엄지말뚝, 버팀보

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