NATM 시공사례

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1. 지하공간의 활용과 장래성

가.  활용범위
(1) 교통운송시설
(2) 저장시설
(3) 생산처리시설
(4) 생화, 문화시설
(5) 기타 시설

나. 장래성

(1) 국제적 동향
(2) 우리나라 상황

2. NATM 工法

가. 어원, 유래
나. 기본개념

(1) 굴착주변지반의 성격

                                         굴    착
원지반(굴착주변지반)  --------------->   무너짐(파괴)
                                         시    간

                                               강도저하 정도와 자립한계시간 지반 상이

(2) 지보개념
   · 원지반 내력이 주지보 역할
     (재래식 터널의 주지보 →목재, 강제 등에 의한 강제, Support 개념)
   · 따라서 원지반 굴착에 따른 지반(변형) 상태의 인지와 관측 (계측과 보조공)이 따름

(3) 성립이론
   · 굴착 후 빠른시간내(1차변형 즉시) Shotcrete 밀봉으로 원지반의 지내력  보전하므로 지보에 활용
   · 시공과 동시 계측실시로 응력확인 및 제어하므로 안전성 확보
   · 주변지반의 내하Ring 구성으로 일체화 구조물 형성

(4) 정  의
지반의 강도를 상실하지 않는 범위의 변위내에서 지반과 Shotcrete, Rock Bolt, Steel Rib, Wire mesh등의 지보재가 계측을 통하여 평형을 이루도록 관리하는 터널설계·시공 개념이다.                                               ▲top

다.  설계개념

(1) 개  념

   · 사전설계, 예비적 설계, 미확정 설계 또는 계측결과에 의한 Feed Back을 전로  한 설계.
     (지반의 다양성으로 일정한 물성치로 국한시한 설계가 부가 내지 비합리적으로 지반이 갖고있는 그 특성에 접근하고자 하는 개념)

(2) 설계방법

   (가) 통계적 개념에 의한 방법
  경험적 자료에 의거 해석대상을 몇가지 요소(한정적, 주관적)로 한정하여 지반을 구분하고 또한 그 지반에 따른 지보 정도를 판정케 하는 경험공식  (또는 패턴)에 의한 설계방법
- RSR법(Rock Structure Rating)
- RMR법(Rock Mass Rating)
- Q-System(NGI 분류법)
- 지반 분류에 따른 Pattern 등

(나) 물성치에 의한 이론식
- FEM 해석
- 역해석
- 3차원 해석
해석의 대상(지반, 지보재)을 절점간에 연속체 요소로 하여 그 요소의 각 절점에서 힘의 평형방정식으로 연속체의 변형, 응력을 구하는 근사해법이다. 그러나 물성치의 대표성, 조사방법, 해석 Model에 따른 실제와의 차이, 계산의 복잡성과 고비용, 장시간 소요 등이 문제이다.

라. 기본적 보조지보공
필연적이 아니고 일반으로 기본적으로 활용하는 보조적 지보공법

(1) Shotcrete공

(가) 역할(기능)
     삼축응력상태지보(Confinning Stress)
     응력집중방지효과(외력배분효과)
     전단저항효과
     피복효과

(나) 콘크리트 혼합·수송방식 : 건식, 습식
   - 건식 뿜어붙이기 방식
   - 습식 뿜어붙이기 방식

(다) 콘크리트의 재료와 배합
       · 재    료 : 시멘트+세골재+조골재(최대 15mm)+물+급결재(분말 또는  액상)+강섬유(선택적 이용)]
       · 배    합 : 원칙적으로 배합시험에 의한 중량배합
       · 특수배합 :  
- 강섬유보강(Steel Fiber Reinforced Concrete)은 균열저항이 크고, 인장강도,휨강도, 전단강도가 높고, 인성이 크나 고가이며 품질관리가 난하다.

(라) 용수개소의 시공
      · 용수가 많은 경우는 숏크리트의 부착성저하로 탈락(미끄러져 떨어짐)과   시공성에 많은 영향을 미치므로 적절한 대책이 필요하다.
    ① 시멘트량, 급결재를 증가하는 등의 배합 변경
    ② 부분적인 용수는 Drain Pipe를 설치하고, 그 용수량이 많을때는 수발공을 설치한 후 Shotcrete를 시행한다.
    ③ Wire mesh나 S.F.R.C(Steel Fiber Reinforced Concrete) 사용
        Wire mesh는 사질토의 경우 Shotcreting시 압력으로 붕락되므로 이때 부착성을 좋게하며, SFRC는 ( 직경 0.25~0.5mm, 길이 20~30mm) Shotcrete의 전단강도 증진                                                                     ▲top

(마) 시공시 유의사항
       · 1차 Shotcrete는 굴착후 가능한 빨리 시행, 굴착면에 밀착
       · 붙침면(굴착면)의 부석정리, 청결한면 유지, 가능한 적은 요철
       · Rebound율의 측정과 감소대책, 기능도 여부  (타설각도 90℃, 타설거리 1m 내외)
       · 일반으로 측벽부터 점차 Arch부위로 지보공배면 충진여부
       · 1회 뿜어붙임 적정두께(최대 10정도)결정
       · 조명, 비계, 슈팅기둥 압력관리(기계위치 30cm 이내, 노즐압력 1~1.5kg/㎠, 수압 2.5kg/㎠, 용수압 3.5kg/㎠)

(바) Shotcrete의 조건
       · 조기강도가 크고 충분한 소요강릉 가질것
       · 부찰력이 좋고 Rebound가 적을것
       · 분진(Rebound)량이 최소되어 작업환경과 Damage를 줄일것
       · 작업 Schedule에 맞는 용량의 기계로 가능한 Robot화

(2) Rock Bolt공

(가) 역할(기능)
     내압(내공변위저항) 효과
     Arch 형성효과
     봉합작용(전단저항)효과
     보형성 효과

(나) 정착 및 접착방식에 의한 분류
   · 선단정착형
    - Wedge형
    - Expansion형(기계식)
    - Resin형(수지형)

     · 전면접착형 : 토사지반등 연약지반에서 Ground Arch 형성에  특히 유효함
    - 충진형(Resin형, Cement Milt형)
    - 주입형(Cement Milt형, 수지형등 약액형)
    - 병용형 : (선단정착형+전면접착형)
    - 마찰형 : 주변지반강도증진, 시공속도유리, 내구성, 가격 및 강도는 비교적 불리(Swelex)
    - 자천공 방식(연약지반용)

   (다) Rock bolt의 타입형태 분류
       Random Bolting - 필요한 부분에만 타입
       System Bolting  - 일률적 타입

   (라) Rock Bolt 계산식

          F.W          N : Rock Bolt 개수
    N = ----         B : Rock Bolt 인장강도
           B            W : Rock Bolt 재하하중
                          F : 안전율

       N = 1.4+0.18B       L : Rock Bolt의 길이
                                  B : 터널폭

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(3) 강재지보공(Steel Rib)

(가) 역  할
   · Shotcrete강도 발휘전 지반이완이 심한경우
   · 합성(Shotcrete 및 Rock Bolt등) 보강효과
   · 갱구보강, 근접시공 등

(나) 종  류
   · H-형강   : 일반적으로 100×100 또는150×150
   · U-형강등 : 팽창성 지질등에 사용, 즉, 가축이음(Joint)부착으로 신축가능
   · Lattice Girder : 3,4개 지지강봉과 이를 연결하는 연결용 부재로 구성되어  있으며 배면간극의우려(H형강 경우 배면공백 발생)가 없고, 부재간 연결  (Plate, Nut, Bolt등)이 용이하여 다단굴착에 따른 이음이 쉽고 유연성,  경중량, Shotcrete를 보강시키며, 다양한 형태등 장점이 많음)

   (다) 시공시 유의사항
      · H-형강은 그 형상으로 인하여 그 배면에 Shotcrete 시공시 공극이 남게되는 단점이 있으나 경제성으로 널리 이용된다.
      · 강재지보공은 굴착후 지반이 붕락이 심한 경우 보통 3~5cm 정도의 1차 Shotcrete후 건립한다. 강재지보공 건립이음재는 Tierod에 강봉, 강판등을  이용한다.
      · 건립시 받침부의 지압부족으로 들뜨는 경우 또는 침하되는 경우가 있으므 로 충분히 내력을 갖도록 받침부에 붙임 Con’c를 다지고 받침판 위에 건립해야 하며 이때 정확한 소정위치에 건립하여야하며 이를 위해 쇄기를  이용한다.

(4) Wire mesh
   · Shotcrete의 안전보강, 전단보강
   · Shotcrete의 Rebound  감소효과

마. 계  측

(1) 목    적 : 터널 굴착에 따른 주변지반의 움직임과 지보부재의 효과 즉,
    · 지반거동
    · 지보공 효과
    · 안전상태와 인접구조물의 영향등을 파악하여 Feed Back을 위한 자료로 활용키 위함이다. 즉, 정보화시공을 하며 또 차후 설계의 공사자료로도 이용된다.

(2) 계측계획 : 계측계획은 다음사항에 대하여 여러 상황을 고려하여 결정하여야 한다.
    · 계측항목 선정 : 산악 터널, 도심터널 등 고려
    · 관리기준치 결정
    · 계측기 및 간격(위치), 측정회수 등 결정

(3) 계측결과의 활용
· 시공중 안정확보
· 설계타당성 평가
· 설계변경 자료
· 인접구조물의 영향평가

계 측 빈 도                                                                           ▲top

※ 빈도란중 ( )은 수렴이 빨리 수려해 버리는 경우의 빈도임.

㈜ 다음의 경우는 계측간격, 계측회수를 변경할 수 있다.
(1) 팽창성 지질에서 장기간 지반이 안정치 않을 경우
(2) 굴착의 진행이 현저히 빠르거나 안정치 않을 경우
(3) Tunnel의 연장이 길거나 혹은 많은 경우
(4) 양호하게 같은 형의 지질이 연속될 경우
(5) 지질의 변화가 현저한 경우
(6) 변위가 대단히 빨리 수렴해 버리는 경우                                               ▲top

(3) A 계측

   (가) 갱내외 관찰조사
   · 계측으로 구하는 주된 사항 -갱내 지질관찰(·지질 및 그분포·고결도 및 균열상태,·단층, 파쇄대 및 변질대,·지층상태,그경사,색채 및 분포,·용수량과 그 위치상태 등), 지보공관찰(·Rock Bolt의 접착여부, 방향, 위치등,
   · Shotcrete두께, 변형여부, 용수상황 등, ·강제집공의 변형, 상태등), 지표및 주변시설 변위 파악으로 안전, 지보방법, 계측선정, Feed Back에 의한 설계·시공,보완

   (나) 내공변위 측정
   · 계측으로 구하는 주된 사항 - 내부단면 변위파악으로 안전성, 지보효과와 시기, 방법에 활용.
   · 측정방법은 - 평측선 및 경사측선으로 측정
            - 고밀도 측정기들이용 반사 Target를 시준하고 측정기의 Data  콜렉타를 써서 좌표계산으로 하는 방법.

   (다) 천단침하 측정
      · 계측으로 구하는 주된 사항 - 절대 침하량을 측량하여 단면변형, 천단의 안전성, 지보효과 파악(부석부분의 측정 위치 선정에 주의요)

(4) B계측

   (가) Rock Bolt 인발시험

   · 계측으로 구하는 주된 사항–Rock Bolt의 인발내력, 정착효과 및 적정길이 판단, 정착방식 결정에 확용하며 정착효과를 확인하는데 목적이 있다.
   · 측정방식은 - 실제 인발기에 의한 인발하중 측정법
           - 진동파를 이용한 충진상태 조사방법
           - 비파괴시험

   (나) 지중 변위 측정(갱내)
      · 계측으로 구하는 주된 사항
- 터널주변의 이완영역 판정
- Rock Bolt의 적정길이 판정
- 지반의 안전도파악 등
   · Motar 고정형과 기계식 고정형이 있으며 전기 변환식 스트레인 Motor를 판독
   · 변위계 최대 설치깊이는 보통 Rock Bolt의 1.5~2배 이상이 바람직하다.

   (다) 숏크리트 응력측정
    · 계측으로 구하는 주된 사항
   - 토질의 크기와 분포, 복공내 응력, 복공시기, 강도자료
    · 측정방식은 응력계 등의 계기를 묻는 방법과 Shotcrete 표면의 구간변위량을 측정하여 응력을 산정하는 방식이 있다.

   (라) 지표침하 측정(굴착막장 전방변위까지 계측실시)
    · 계측으로 구하는 주된 사항
- 터널굴착으로 인한 지표의 영향파악 (특히 토피가 얇은 터널 및 그 주변의 안전성)

   (마) 지중침하측정(갱외)
       · 계측으로 구하는 주된 사항
- 심도별 지중의 수직침하량 측정으로 이완영역, 터널에 작용하는 하중범위, 지보방법, 침하대책 수립에 활용(토피가 얇거나 구조물 인접지는 꼭  시행)

   (바) 지중수평변위 측정
       · 계측으로 구하는 주된 사항
- 지반심도별 수평변위량 측정으로 수평방향의 이완영역 판단

   (사) Rock Bolt 축력측정(갱내)
       · 계측으로 구한 주된 사항
- Rock Bolt의 심도별 축력측정으로 이완영역을 파악하고 적정길이, 증설여부, 배치결정
· 측정방식은 변형 Gauge를 이용한 전기변환식과 구간길이를 Rock Bolt 등에서 기계적으로 재는 방법
· 보통 System Bolt 가운데 몇 개를 계측용으로 바꾸어 계측한다.                                 ▲top

바. 굴착공법
· 1회 굴진장(Advance)
· 굴진단면(굴착방법)
· Bench 길이(경과시간), 높이
· 굴착순서와 지보방법 등에 따라 주변지반의 영향이 지대함.

 

1. 굴착방법

굴착공법	횡단면	적 용 조 건	특 징
전단면공법		A=60㎡ 이상에는 극히 안전한 지반 A=30㎡급은 비교적 안전한 지반	·기계화로 : 성역화, 급속시공유리 ·양호지질과 불량지질이 재된곳 곤란 ·시공법 변경이 비교적 곤란 ·숏크리트, 록볼트시 족장필요 ·큰단면에는 붕락방지에 세심한주의 필요
굴착공법	횡단면	적 용 조 건	특 징
[Benchcut공법] Long Bench Cut 공법 (상반선진공법)		·전단면으로 막장이자립되지 않을 때 ·비교적 안정되고 시공중 인바트 폐합이 필요않은 경우	·상반, 하반 병행작업 가능 ·지지력이 부족하고 토압이 큰 지반은 적용곤란 ·상반, 하반 병행작업시는 기계설비 2조 필요 ·상황에 따라 시공도중인바트페합
Short Bench공법		·토사에서 팽창성 지반까지 NATM으로 하는일반적 시공공법	·지반상황에 대처가 용이 ·상반 작업으로 Space가 적다 ·변형침하가 현저할시 페합시기를 빨리할 필요가 있고 최단 Bench長을 검토해야 한다.
다단 Bench cut 공법		·상하단면의 Bench Cut공법으로는 막장자립에 문제가 있을 때 ·적용기계의 적용상 문제가 있을 때	·막장의 안정성에 유리하다. ·각 Bench장이 한정되어 작업Space가 협소하다. ·Short bench에 비하여 Cycle time에 불리하고 페합이 늦어질 우려가 있다.
Mini bench 공법(재래식)		·도시T/L에서 침하를 억제해야 할 경우 ·팽창성지반에 빨리 지보해야 될 경우	·상반굴착시 가인바트를 시공 ·침하량을 최소화에 유리 ·상반, 하반 병행작업 곤란 ·시공속도가 저하되기 쉽다
가인바트 공법		·도시T/L로 침하억제 할 경우 또는 Shortbench 공법으로 침하가 클 경우	·상반굴착시 가인바트를 시공 ·상반시공속도가 저하되며 전체시공속도 저하
사이롯트 공법		·비교적 큰 단면으로 지반의 지지력이 부족한 경우	·대반면에도 침하량을 최소로 할 수 있다. ·지하철역부위등 대단면에도 적용 가능 ·타공법에 비해 일반적으로 공사비가 높다 ·도갱내벽 철거시 검토가 필요함 ·팽창성이 현저한 지반에 적용 곤란
중기분활공법		·비교적 대다면의 지반에서 변위를 억제할경우	·막장작업을 죄우 병행하므로 능률적이다. ·중벽으로 중기의 작업에 제약을 받는 경우가 있다.
Ring Cut 공법		·연질지반에서 막장을 안정시키고저 할 때 ·굴착작업 또는 지보 작업시 핵(Core)을 발 판으로 이용 ·가볍게 채용 가능	·공간부족과 Cycle time 지체로 비능률적 ·막장근처 보강작업(Rock bolt등) ·막장안정처리 공법으로 이용
굴착공법	횡단면	적 용 조 건	특 징
상반중벽분활공법(CD공법)		·자립성이 나쁜 지반의 편평대단면 안전 굴착시 적용	·상부반단면을 세로로 2분활굴착으로 막장자립성 향상 ·대형기계 작업에 유리 ·굴착공법 변경이 용이하고 물빼기 선행도갱 기능도 겸비
CRD 굴착공법		·토지가 얇은 토소지반의 침하량 억제효과 ·Rock Bolt 대신한 지보구조	·CD에 상단, 중단 버팀보 설치로 가로방양의 변형억제 ·중단에 임시 Invert 지보역할 ·Rock Bolt의 효과(버팀목)
전단면굴착Mini Bench공법, K.F.B공법, Mini Short공법		·Mini Bench Cut 공법적용 경우 해당 ·종전의 상하단면 굴착 범위와 확대적용 가능	·상하단면 동시굴착으로 공기단축과 시공능률 향상 ·작업공정 간소화로 기계, 인력절감 ·Bench장을 7.0m까지 가능

 

굴착공법 적용 범위의 예

No	단면크기지반조건	소 단 면	중 단 면	대 단 면	특수대단면
1	풍 화 토 (연약지반)	·Full Face Cut ·Short Bench Cut ·Ring Cut+Short Bench Cut	·Ring Cut+Short Bench Cut ·Short Bench Cut + Temp.Invert	·Ring Cut + Short Bench Cut ·Long Bench Cut + Temp.Invert	·Side Wall Gallery ·Multi Bench Cut + Temp.Invert
2	풍 화 암 (연약지반)	·Full Face Cut	·Short Bench Cut ·Long Bench Cut + Temp.Invert	·Short Bench Cut ·Long Bench Cut + Temp.Invert	·Side Wall Gallery ·Multi Bench Cut
3	연 암	·Full Face Cut	·Rong Bench Cut ·Full Face Cut	·Short Bench Cut ·Long Bench Cut	·Short Bench Cut ·Long Bench Cut ·Multi Bench Cut
4	경 암	·Full Face Cut	·Full Face Cut	·Full Face Cut	·Long Bench Cut ·Multi Bench Cut ·Full Face Cut

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(2) 굴착작업시 설계와 시공의 문제점
① 굴착은 지반조건을 무시하고 굴착단면 크기와 무리한 Bench장 운영시
② 지반조건(지질, 토피, 용수)을 고려하지 않고 무리한 굴진장 운영이나 하부 단면 굴착시
③ 인버트 구조적 취약(응력전달에 유리한 원형), 페합시기 지연 Invert 시공을 위한 굴착작업등의 영향
④ Ring Cut시 Core가 크고 깊을 경우 1차 지보가 부실하기 쉽고
⑤ 계측관리 및 Feed Back 미비시
⑥ NATM 적용 불가지반(Arch형성불가 또는 자립시간이내 지보불가 지반)은 인위적 지반개량(보강 내지 추가 지보제)후 시행토록
⑦ 표준굴착공법만 제시하지 말고 실제여건에 따른 상세한 굴착공법 순서가 제시되어야 함.

(3) 붕괴유형 및 원인
터널의 붕괴유형은 아래 ①~⑤에 의한 유형과 원인으로 발생되지만 특히 단면확폭(하부반단면, 인버트굴착등)이나 용수의 포화상태 등으로 그 붕괴시기와 규모를 촉발하는 요인등이 되고 있다.

① Siding Failure(or Wedge Failure)
절리방향이 Tunnel축과 거의 직교하고 상향경사 20~45′지층을 굴진한 경우 그림 ①②와 같은 Sliding Failure 발생 원인은
       ㉮ 지반조사시 단층파쇄대 또는 절리방향 미확인
       ㉯ 막장 관찰결과에 따른 탄력적 변경시공 부진
       ㉰ 기능공 숙련미숙 및 이해도, 지보순서, 방법 미숙

② 침하에 따른 전단파괴(Shear Failure)
굴착면 지지력이 약할 경우 1차 지보가 완료된 측벽이 침하연약 토사층에는 전토피하중이 전달되므로 S/C 파괴발생으로 균열 또는 붕괴된다.
그원인은
         ㉮ 굴착저면지지력이 불충분한 경우
         ㉯ 배수구설치 또는 배수가 되지 않아 지지력이 저하
         ㉰ 장비운용을 위해 T/L 중앙부 굴착
         ㉱ 연약한 토사층에 작은 토파를 둔 경우

③ 진행성 파괴(Progressive Failure)
무지보의 막장면이 연약지반 또는 지하수 유입으로 지지력 저하로 수분~수시간에 걸쳐 진행성 파괴 발생 원인
         ㉮ 자립시간이 지보설치 시간보다 짧다
         ㉯ 용수량 과다로 지지력 약화되어 1차 지보 곤란
         ㉰ 굴착 즉시 Scaling Shotcrete가 안되었을 때
         ㉱굴착방법과 지보방법이 부적절
         ㉲ 기능공 이해도, 숙련도, 부진(굴진장, 지보순서 방법)

④ Creep Failure
1차 지보후 지반이 균형을 위해 장시간 Creep 거동이 지속되며 간혹 붕괴 까지도 발전된다

⑤ 적은 토피를 갖는 터널
- 최근 미고결지반에서 적은 토파를 가진 터널특성을 조사한 결과를 보면 거동은 · 지반의 역학적 특성
       · 토파의 조건
       · 지하수 조건에 크게 좌우된다.

- 터널의 벽면변위(내공변위, 천단침하등)는 토질의 입도구성(사질토, 점질토에 따라 크게 변하다
· 사질지반에서는 토파가 적은 터널에서 (2D 이하) 토피가 적을수록 천단변형이 커지고 측변병형은 역으로 적어지며, 토파가 큰 터널(2D 이상)에서는 천단변형과 측벽변형의 차이가 별로 없다.
· 점토질지반에서는 토파의 대소에 영향이 없고 천단과 측벽의 변형차이가 별로 없다
· 벽면변형비 : (측벽변형/천단변형) : 토피가 적은 터널(2D 이하)에서 그 토피가 더 적어질수록 점질토 경우는 벽면변형비가 커지고(즉, 측벽 변형이 상대적으로 큼) 사질토에는 벽면 변형비가 적어(즉, 천단변형이 상대적으로 큼)지며 토파가 큰 터널(2D 이상)에서는 토질에 따른 큰차가 없다.

3. 현장시공관리

3-1. 터널굴착작업

가.  굴 착

- 굴착은 원지반이 가지고 있는 본래의 지보능력을 최대로 이용 할 수 있도록 정확히 시행하여 어떤 경우에도 주변지반의 이완을 최소화 할 수 있도록 시행하여야 한다
- NATM 터널의 굴착방법에는 전단면굴착, 상·하반단면굴착, 측벽선진도갱굴착, C/D분할굴착 등이 있으며,
- 지반의 조건, 막장의 자립성, 지반의 지지력, 지표면 침하의 허용치 등을 고려하여 결정하고
- 굴착단면의 형상과 크기, 굴착방법, 굴착순서, 지보부재의 크기와 시공순서 등을 감안하여 시공계획에 따라 굴착하여야 한다.

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나.  발파면 부석정리 및 버럭처리

(1) 발파면 부석정리
- 막장면, 측벽, 아치부 등을 잘 점검하여 이완된 암괴, 암편 등은 붕락, 탈락하여 상해사고의 원인이 되므로- 즉시 부석을 제거하고 1차 Shotcrete 작업을 실시하여야 한다

(2) 버럭처리
- 버럭 반출작업시 기 설치된 지보공, 조명등, 가시설물을 손상시키지 않도록 하고, 배수로가 막히지 않도록 주의하여야 한다.
- 버럭은 즉시 갱외로 반출하되, 갱내적치가 불가피한 경우에는 버럭 적치물에 의해 계측시행 및 배수처리에 장해가 되지 않도록 한다

다. 여굴발생처리
 - 발파 또는 기계시공시 과발파나 암절리에 의하여 여굴이 발생되면
- 즉시 실링 숏크리트를 타설하고, 와이어매쉬 설치와 숏크리트 타설을 반복시공하며, 굴착선까지 여굴부분을 공극없이 충진한 후
- 정상적인 지보공순서에 의하여 후속공종을 추진하여야 한다

라. 막장관리
(1)  막장면 정리
- 천정부나 측벽부의 막장면 부석은 암편, 암괴의 낙석이 없도록 정리한후
- 막장면에 실링 숏크리트를 타설하여 안전 조치하여야 하며
- 풍화대등 연약지반에서는 지지 CORE를 확보토록 하고
- 발파 막장면이 가급적 D형이 되도록 한다. 

(2)  막장내 용수처리
- 지하수가 다량으로 유출되는 막장면은 막장 실링 숏크리트의 부착을 위하여 지하수를 유도처리 한 후 실링 숏크리트를 타설하여야 하며
- 막장내 지하수 처리를 위하여 도수로나 가집수정등을 설치하고 양수작업을 실시하여 작업에 지장을 주지않도록 하여야 한다.

(3)  막장면 조명등 및 통신시설 설치
- 막장내 조명은 밝게하여 막장의 변형을 조기에 발견할 수 있도록 하고
- 작업원 및 장비통행에 지장이 없도록 설치한다(70Lux이상 유지)
- 막장의 붕괴등 사고에 대비하여 외부와 긴급 연락할수 있는 통신장비(유선시설,무전기등)를 갖추고 긴급사항에 대처할수 있도록 하고 작업한다.

 마. 막장주변관리
 (1) 막장주변 바닥관리
- 막장면 주변(막장에서 10-20m내)은 근로자가 굴착등 중요작업을 시행하는 작업장이므로
- 배수로를 설치하여 항상 바닥이 건조한 상태가 되어야 하며,
- 역구배(하향) 터널인 경우 막장에서 10-20m내에 유도집수정을 설치하여 막장면 배수를 자연배수 시키고
- 유도집수정에서 Relay 식으로 pumping하여 유도처리, 바닥에 물이 고이지 않고 항상 건조한 상태를 유지해야 하며
- 특히 바닥이 풍화대 토질 등으로 연약할 경우 버럭 등을 포설하여 건조한 상태에서 작업을 실시하여야 한다.

(2) 조명관리
- 막장면 조명은 작업시 이동이 편리한 투광기등을 2개이상 설치하여70 lux이상으로 밝게 하고 막장면 관리와 작업원 통행및 작업능률을 고조시키고, 조명등 설치는 막장면 화약장진시 폭발등의 위험이 예상되므로 15m이상 이격시켜 안전하게 설치하여야 한다.

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바.  대차관리
- 수직기둥 밑면에 접지plate를 달아 기둥의 침하를 방지할수있어야 하며
- 작업발판을 미끄럽지 않게 하고 발판과 발판사이 틈이 없도록 하여야 한다.
- 안전난간을 설치하여 작업시 작업원의 추락을 방지하여야 하며
- 사다리를 설치하여 작업원이 안전하게 오르내릴 수 있게 하여야 한다.   

사.  터널내 장비관리
(1)  경보등 설치 및 유도원 배치
    -.  터널내에서는 장비를 사용하여 굴착 및 운반작업을 할 때에는 경보등을 반드시 부착하여야 하며,
    -.  경보음은 후진시에는 작동케 하고 연속 또는 3초이내의 간격을 두고 울리는 것이어야 한다.
    -. 페이로다와 크렘셜을 병용하여 버럭을 반출할 때에는 유도원과 신호수를 배치하여 일정한 신호방법에 의하여 작업하여야 하며,
    -. 호각을 병행 사용하여 유도하고 장비의 창문은 조금 열어서 운전원이 쉽게 감지할 수 있도록 한다.

 (2) 면허증 소지 및 정기검사
-. 장비의 운전은 반드시 관련작업에 대한 자격면허증을 소지한 자가 운전하여야 하며, 장비를 임대하여 사용할 경우 장비소유자가 사업등록 및 산재보험 가입여부등을 확인하여야 한다.
-. 운반장비 및 설비는 정기적으로 작업전에 점검, 정비한 후에 운전하여야 하고, 급한 전,후진과 회전은 금하여야 하며
-. 건설기계관리법에 의한 년 1회의 정기검사를 받아야 한다.

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아.  Tunnel 발파 Pattern
(1) 발파 Parttern 적용
- 발파 Parttern 적용은 반드시 시험발파를 실시하여 진동추정식을 결정하고 주변건물 및 구조물의 안전성 확보 후 발파하여야 한다
- 발파 Parttern의 현장 적용은 발파 책임자 및 관리 감독자가 암질변화를 면밀히 조사한 후 적정한 발파 Parttern을 적용한 후 발파하여 여굴 및 붕락등의 재해를 예방하여야 한다

(2) 진동(소음)제어 방법
- 저폭속폭약 및 정밀폭약을 사용하여 진동(소음)을 경감시키고, 특히 Tunnel 굴착면 근접 Line에는 Crack-Zone을 최소화 하기 위하여 정밀폭약을 사용하여야 한다
- 지하철건설 현장에서는 원칙적으로 다이너마이트는 사용하지 않는다.

3-2. 지보공 관리

가.  강지보(Steel Rib) 시공

(1) Steel Rib 밀착시공
- 굴착바닥 원지반에 밀착되도록 쐐기목 등으로 받침을 하고 수직이 되도록 설치하여야 한다.
- 숏크리트면에 밀착시켜 지보공의 Arch 효과가 충분히 작용하도록 시공하여야 한다.

(2) Steel Rib 연결부 시공
- 상,하반 Steel Rib의 연결은 Plate를 붙여 밀착되도록 하고 볼트로 완전히 체결하여야 한다.

나.  와이어 매쉬(Wire Mesh) 시공

(1)  Wire Mesh 고정 및 밀착시공
- 토사터널일때는 1차 숏크리트 전에 고정핀을 원지반에 박아넣고 고정하여야 한다
- 암반인 경우는 1차 숏크리트시 철망의 한줄을 L형으로 구부린 고정핀을 숏크리트중에 넣고 철망을 고정시켜야 한다.
- Wire mesh는 전단보강이나 부착력의 향상 및 암반의 떨어짐을 방지하고 팽창성 원지반에 큰 변형이 발생할 경우 균열등의 발생을 방지하는 것으로
- 숏크리트면에 밀착하여 고정핀과 단단히 결속하여 숏크리트 타설시 이동, 진동 같은 것이 일어나지 않도록 해야 한다.

(2)  wire mesh 겹이음길이 유지
- wire mesh 이음부는 종방향(굴진방향) 10cm, 횡방향(항,하방향) 및 상,하부 반단면 경계 부분은 20cm 이상 겹쳐서 설치 하여야 하고
- 겹치는 부분은 이동 및 탈락이 없도록 단단히 결속 하여야 한다.
- 상부 반단면 시공시 하부에 리바운드된 숏크리트는 즉시 제거하여야 한다                                               ▲top

다.  ROCK BOLT 시공

(1)  Rock Bolt 천공 및 삽입
- Rock Bolt 천공시는 굴착면과 가급적 직각이 되도록 기계로 천공하여야 소정의 각도유지가 용이하며,
- 인력천공시에는 각도 유지에 특히 유의하여야 한다
- Rock Bolt는 삽입전에 녹, 기타 이물질등이 부착되지 않도록 청소하여야 한다.

(2)  Rock Bolt 정착 및 두부정리
- Rock Bolt 천공 직후에 몰탈주입기에 의하여 완전한 충진이 되도록 주의하여 몰탈주입을 완료하고, 용수가 있을시는 누수되지 않도록 조치하여야 한다
- 주입된 몰탈이 양생완료후 Anchor plate가 숏크리트면에 밀착되도록 1~2ton의 힘으로 Bolt 조임을 하여야 한다
- Rock Bolt 두부는 Nut면에서 3Pitch 여유을 두고 정리한 후 R=30cm 이상의 둥근면으로 정리하고 피복을 4cm 이상 숏크리트로 마감한다

3-3. 쇼크리트 관리 

가.  1차 쇼크리트 타설
 -. 굴착 후에 굴착면의 부석등을 정리하고 즉시 1차쇼크리트 (T=5cm) 를 타설하여 지반을 안정시킨다.
 -. 1차 쇼크리트 타설한 후 와이어메쉬 및 강지보 설치등 후속 지보공 쇼크리트를 타설하여야 한다.
 -. 용수가 과다하게 발생시 그라우팅등의 적합한 조치를 하여야 한다.

나. 2차 및 3차 쇼크리트 타설
-. 1차쇼크리트를 타설한 후 쇼크리트면에 1차 와이어메쉬를 밀착하여 설치하고 강지보를 설치한 후 2차 쇼크리트(T=10cm)를 타설한다.
-. 3차쇼크리트를 타설할 경우는 2차 와이어메쉬 설치후, 쇼크리트를 타설한다.
-. 1차쇼크리트타설과 2차 쇼크리트 타설후 1막장 간격을 유지하면서 뒤따라서 3차 쇼크리트를 타설한다.
-. 쇼크리트 타설시에는 노즐과 굴착면과의 거리는 1m유지를 표준으로하고 직각이 되도록 타설하여 공동이 발생하지 않도록 한다.

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 쇼크리트 품질관리

  (1) 골 재
 -. 골재는 잔골재와 굵은 골재를 선별 분리하여 보관하여야 하며, 우수 및 이물질 혼입되지 않도록 하고,동절기에는 얼음조각이나 눈이 들어가지 않도록 하고, 동해를 받지 않도록 저장 관리 하여야 한다.
 -. 잔골재중 해사는 염분허용치를 시방규정에 맞도록 사용하여야 하며,  0.1mm 이하의 세립자를 포함하지 않은 깨끗한 모래를 사용하여야 한다.
 -. 굵은골재는 최대입경 15mm 이하의 깨끗하고 둥근 강자갈이나 쇄석을 사용하고, 쇄석사용시는 쇼크리트의 호스 마모에 주의하여야 한다.

 (2) 배 합
 -. 배합은 배합계획에 의거 자동계량기로 중량에 의하여 배합하여야 하며
 -. 믹서를 사용하여 균등질이 되도록 충분히(3분이상)혼합하여야 하며, 일단 재료 배합 후에는 적어도 90분이내 타설하여야 한다.

 (3) 타 설
 -. 아리바는 타설하고자 하는 지점에서 가능한 한 30m 이내에 두도록 한다.
 -. 쇼크리트 타설시 노즐과 타설부위와의 거리는 0.75 ~ 1.25m가 적당하며,  1m 정도 떨어졌을 때 리바운드량이 최소가 되고,
 -. 타설부위에 대한 노즐의 각도는 직각에 가깝도록 하여야 한다.

3-4. 방 수 관 리 

가. 쇼크리트 면정리 

-. 방수막을 시공하는 면은 청결하고 평탄하며 유해물질과 돌출부가 없어야 한다.
-. 방수막 고정을 위한 쇼크리트 두께는 최소 5cm이어야 하며,쇼크리트표면의 요철은 추가의 쇼크리트 타설로 제거하여 요철부의 길이와 깊이는 5 : 1 이상이 되어야 한다.
-. 록볼트 두부처리를 위한 마감 처리시 곡률반경은 최소 30cm로 한다.
-. 철근,철사,간격재,강관등이 돌출될경우 추가의 쇼크리트를 타설하지 않는다면  돌출부를 절단하여야 한다.
-. 모든 쇼크리트면은 면정리용 쇼크리트(조골재 10mm크기의 원형골재사용)로 평탄하게하되 두께는 2cm 이상 이어야 한다.

 나. 부직포 시공 

-. 부직포는 방수막의 손상을 방지하고,지하수를 측방향 배수시설로 유도 처리하여  내부라이닝에 수압이 작용하지 않도록 하는 기능을 수행하여야 하고,
-. 부직포의 연결부는 10cm정도 겹이음하여 점용접 또는 적합한방법으로 연결하고,
-. Randelle등 고정장치를 단위면적당 2~4개를 사용하여 쇼크리트면에 부착 고정해야 하며,
-. 부직포의 공칭중량은 설계 또는 시방규정에 적합한 것을 사용해야 한다.

다. 터널 방수시공 및 시험관리

-. 방수쉬트는 용접시 중복되는 부분을 8cm이상으로 하여야 하다.
-.겹 이음부 AIR-TEST는 시방서 규정대로 이음부 전체에 대하여 실시하여야 한다.
-.RANDELLE위에 방수쉬트를 전기인두로 (60C) 접합시켜야 한다.
-.방수쉬트를 설치하기 위하여 방수쉬트 자체에 못을 박아서는 안되며 안전점검시  방수쉬트 손상부위를 발견시는 즉시 분무식 페인트로  표시하여 보수하여야 한다.

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라.  작업대 관리

 -. 터널방수작업대는 방수시공전 면정리,부직포 및 방수쉬트 시공등 고소작업시 작업대로 사용하는 것으로서,
-. 작업대차 자재인 강파이프 연결부는 클램프등으로 고정하여 변형이 없도록 하고 작업발판은 틈이 없도록 고정하여야 한다.
-. 작업대 단부는 안전난간을 설치하여 작업원의 추락에 대한 안전조치를 하여야 하며, 작업원이 안전하게 오르 내릴수 있도록 사다리를 설치하여야 한다.

 마.  방수 쉬트의 품질검사(터널구간 검측)

 (1)  AIR - TEST

  (가) 품질검사의 방법
-. 접합이 끝난 쉬트의 완전봉합여부를 확인하기 위해 AIR - TEST 를 한다.
-. 2중으로 접합된 Channel의 한쪽을 공기가 새지 않게 차단하고 AIR  TEST  로 다른 한쪽에서 공기를 주입한다.
-. 1.5 ~ 2 BAR 의 압력에서 10분간 압력이 떨어지지 않으면 봉합된 것으로 본다.
-. 압럭이 걸리지 않거나 걸렸다가 급격히 떨어지지 경우는 누기지점을 찾아 재차 봉합하여야 한다.

  (나) 기록유지
  -.  AIR TEST 결과는 시험구간별로 기록유지한다.
  -. 검측결과 합격된 부위는 쉬트상에 칼라펜으로 OK란 표시와 시험일시를 전 종사원이 알수 있도록 한다.

  (다) 검측결과 표시사례
  -. AIR TEST 결과를 방수시트상에 표시하여 작업원들이 알수있게 한다.

 (2)  진공 TEST(VACCUM  TEST)

  (가) 품질검사의 방법
  -. 쉬트 설치후 인위적 또는 돌발적인 사고로 쉬트에 손상이 생긴 경우 덧붙이기를 시행한 부분에 진공 TEST를 시행한다.
  -. 덧붙인 부위에 검사액 또는 비눗물을 뿌리고 진공검사를 실시한다.
  -. 진공압력 0.02N/㎟에도 거품이 발생하지 않으면 용접상태가 양호한 것으로 한다.                           

  (나) 진공 TEST기계 및 결과표시
   -. 덧붙이기한 부위 진공 TEST후 결과를 쉬트상에 표시한다.                                             ▲top

3-5. TUNNEL  LINING 관리

가. TUNNEL LINING 철근조립

 -. 철근조립은 조립도에 의거 시행하고,철근간격,이음장,스트럽등의 설치를 철저히 해야한다.
 -. 철근조립시 간격재등 철근이 방수지에 임시적으로 닿을시는 고무패드등으로 방수지를 보호해야 한다.
 -. 철근과 LINING 측벽(내측)방수지 및 외측 강재 거푸집과의 피복유지를 위하여 스페이서를 설치해야 한다.
 -. .스트럽 및 겹이음 부분은 소정의 길이로 겹이음하고 0.9mm 이상의 철선 또는 크립등으로 견고하게 결속하고,
 -. 스트럽은 내외측 주철근을 완전히 감싸도록 조립하고 결속하여 LINING콘크리트 타설시 밀림등으로 갈고리 및 철근이 방수지에 닿지 않도록 해야 한다.

 나. LINING SLIDING FORM 제작설치

 (1) Sliding  From 제작
 -. Sliding Form의 1Span 길이는 콘크리트의 경화수축에 의한 균열을 방지하기 위하여 10m를 초과하지 않아야 좋다.
 -. Lining 콘크리트의 매끄러운 표면유지를 위하여 녹제거 및 유성의 박리제를 사용하여야 한다.
 -. Form 용접제작시 감전사고예방을 위하여 용접기에는 자동전격방지기 설치 및 접지시설을 하여야 하고,
 -. 용접불티의 비산,낙하에 따른 화재발생을 방지 해야 하며 용접제작시 주변에 인화성 물질 및 가연성 물질이 없도록 조치하고, 소화기를 비치하여야 한다.
 -. Form 상단부 제작작업시 작업원 추락사고예방을 위하여 안전난간,안전망 등을 설치하여야 한다.
 -. Sliding Form 설치후 터널내부 작업원이 안전하게 통과할 수 있도록 사다리,발판등을 설치하여 통로를 확보해야 한다.

 (2) Sliding Form 설치
 -. Lining Sliding Form은 중심선 및 종단측량에 의하여 정확한 위치에 내부 Lining  두께,철근피복을 유지하면서 좌,우 대칭이 되도록 균형있게 설치하여야 한다.
 -. 전차선 매립전홀 설치는 Sliding Form 이음부에 근접하여 설치하지 않아야 한다.

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 다. Lining Con’c 타설

 -. con’c 타설속도는 좌우측으로 균형있게 여름 1.5m/hr,겨울 1.0m/hr을 표준으로 하고 Form에 부상이나 편압이 걸리지 않도록 한다.
 -. 새들과 상목,막판으로 조립된 조립식 Form은 타설콘크리트의 압력에 의해  처짐 또는 붕괴되지 않도록 새들의 설치간격(1.2 ~1.5m) 및 상목의 걸림턱등을 확인 한 후 콘크리트를 타설하여야 한다.
 -. con’c Pump와 타설 지점은 가급적 압송거리를 짧게 하고, 압송관을 먼거리에 걸쳐 배관할 경우 con’c Pump의 압력과 압송관의 직경 등을 고려하여 무리한 타설이 되지 않도록 하여야 한다.
 -. .크라운부는 con’c 타설 후 수축에 의하여 발생되는 공극에 대비하여 충진 그라우트 홀을 설치하여 몰탈로 그라우팅을 하여 공극이 없도록 하여야 한다.
 -. con’c 타설시 가수하여서는 않되며, Slump조정이 필요 할 때는 유동화제등혼화제를 사용하여 Slump치를 조정하여야 한다.
 -. 압송관은 조립된 철근 위에 배치하여서는 안되며, 곡관 부위는 압송관이 손상 되지 한게 쿠션제를 배치 하여야 한다.
 -. 바닥위에 흘린 콘크리트의 잔재 및 타설 후 압송관내에 남은 con’c는 다음 작업의 안전을 위해 굳기 전에 제거하여야 한다.
 - .높은곳에서부터 con’c를 직접 세게 쳐 넣지 않도록 하고, Cold Joint가 발생되지 않도록 con’c 타설 준비에 철저를 기하여야 한다.

라. 철근조립용 작업대 관리

 -. 작업대차 자재인 강파이프 연결부는 클램프등으로 고정하여 변형이 없도록  하고, 철근을 과다하게 올려놓고 작업을 하여서는 안된다.
-. 작업발판은 미끄럽지 않게 하고 발판과 발판사이는 틈이 없도록 고정하여야 한다.
-. 작업대 단부는 안전난간을 설치하여 작업원의 추락에 대한 안전조치를 하여야  하며, 사다리를 설치하여 작업원이 안전하게 오르내릴수 있도록 하여야 한다.

   3-6. 터널배수관리

 가. 시공중 배수처리
 -. 터널내에서는 발생되는 작업원 및 장비이동을 제약하고, 바닥면의 연약화를 초래하므로 배수로를 설치하여 지하수를 처리하여야 한다.
 -. 배수로는 적정구배 및 단면을 유지하여야 하고,
 -. 대단면 터널의 경우는 양쪽으로, 소단면 터널을 한쪽으로 측벽에서 일정거리만큼 떨어져 설치하여 측면 지반의 연약화를 예방하여야 한다.
 -. 집수정에는 배수용량에 맞도록 양수기를 설치하고, 예비양수기도 확보해 두어야 한다.
 -. 탁도가 불량한 지하수는 하수도로 직접 방류되지 않도록 침전시설을 설치하여야 한다.
 -. 배수로는 수시로 정비하여 갱내에 물이 차지 않도록 하고,
 - . 전기배선 및 펌프호스등이 배수로에 닿지 않도록 하여야 한다.

나. 측벽 배수관 설치
 -. 측벽 유공배수관 ( φ100mm )은 시공 바닥면을 깨끗이 정리한 후 지하수가 원활이 유입되어 U   DITCH 까지 배수되도록 배수구배를 맞추어 측벽면에 밀착되게 종방향으로 시공하고,
 -. 배수관의 파손방지,바닥면 콘크리트의 접착성저하 방지를 위하여 측구를 항상 깨끗이 청소하여야 한다.

 다.  횡배수관 설치
 -. 터널 횡배수관(PVC Φ150mm)은 바닥 기초 콘크리트를 타설하기전에 15m의  간격으로 토공면에 밀착되게 시공한 후 바닥 기초 콘크리트를 타설하여  배수관의 유동을 방지하여야 한다.
 -. 터널 횡배수관은 30m를 1주기로 15m 간격으로  1개소는 중앙맨홀에, 1개소는 중앙자갈층에 직접 연결하여 시공하여야 한다.

 라.  중앙 집수관 설치
 -. 바닥에 15cm 의 기초 콘크리트(5종)을 타설하여 종단구배를 유지하고, 그 위에 유공흄관을 설치한다.
 -. 유공흄관 ( 단선 Φ 300mm,복선 Φ400mm )을 부직표로 한바퀴 감은 후, 시공하여야 한다.
 -. 중앙집수로는 깨끗한 자갈( Φ20 ~ 40 mm )로 채우고,
 -. 유공 흄관 위 자갈 피복은 10cm이상을 유지하여 관로의 보호 및FILTER의 기능을 유지토록 하여야 한다.

 3-7. 조명 및 환기시설

 가. 조명시설 설치
 -. 터널내부의 막장이나 직접 작업을 하는 장소의 조명은 작업 및 장비 통행에  지장이 없도록 밝게 설치 하여야 한다. (70LUX이상)
 -. 조명등 설치시 파손 및 감전방지를 위해 보호망을 설치하고 배선은 절연물질의 고정체 위에 설치하도록 하고 작업원이나 장비등관는 일정한 간격을 유지하여 접촉되지 않도록 하고
 -. 조명등의 열에 의해 방수쉬트가 손상되지 않도록 한다.
 -. 터널관리를 위하여 항시 조명등을 켜 놓아야 하고 파손 되거나 제기능을  발휘하지 못할 경우 즉시 보수 및 교체하여야 한다.
 -. 투광기의 방향은 작업자의 눈부심 방지를 위해 작업자를 직접 향하지 않도록 한다.

 나. 환기시설
  -. 터널내에는 발파후 가스,분진 및 기타 내연기관의 배기가스등이 많고 자연환기가 되지않아 작업원들의 건강과 작업능률에 영향을 미치므로 환기장치를 설치  강제로 터널을 환기시켜야 한다.
 -. 송기관이 훼손되거나,송풍기가 가동되지 않는 일이 없도록 하고,
 -. 터널내에 적절한 산소농도(18%이상)를 유지하여야 한다.
 -. 환기시설은 갱내 유해가스의 허용기준치 및 산소결핍등을 방지할수 있도록 적정하게 설치하여야 하며, 갱내에 발생되는 분진이 허용농도을 초과하지 않도록 현장을 쾌적하게 유지관리하여야 한다.

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