터널 보조공법 KCS 27 50 15 :2023 건설 표준시방서

터널 보조공법 KCS 27 50 15 :2023란?

KCS 27 50 15 :2023은 터널 보조공법에 대한 한국건설표준시방서로, 터널 굴착 시 지반 붕괴나 지하수 유입을 방지하고 안전성을 확보하기 위해 사용되는 다양한 공법에 대한 상세한 기술 기준과 시공 방법을 제시합니다. 이 시방서는 터널 보조공법의 종류, 설계 기준, 시공 절차, 검사 방법 등을 다루며, 터널 공사의 안전성과 품질 확보를 위한 필수적인 지침을 제공합니다. 특히, 지반 조건, 굴착 방법, 터널 규모 등을 고려하여 적절한 보조공법을 선택하고 적용하는 데 필요한 정보를 담고 있습니다.

터널 보조공법 KCS 27 50 15 :2023 건설 표준시방서

1. 일반사항

1.1 적용범위

(1) 이 기준은 터널공사를 위한 보조공법 시공에 적용한다.

1.2 참고 기준

1.2.1 관련 법규

(1) 이 기준의 관련 법규는 KCS 27 10 05(1.2.1)을 따른다.

1.2.2 관련 기준

(1) 이 기준의 관련 기준은 KCS 27 10 05(1.2.2)를 따른다.

1.3 용어의 정의

(1) 이 기준의 용어의 정의는 KCS 27 10 05(1.3)을 따른다.

1.4 지급자재

내용 없음

터널 보조공법 KCS 27 50 15 :2023 건설 표준시방서

2. 자재

2.1 재료

2.1.1 훠폴링

(1) 훠폴링은 구조용 이형강봉(KS D 3504)이나 구조용 강관(KS D 3566)을 사용하며 다른 재질을 사용할 경우 이와 동등 이상의 성능을 확보하는 것이어야 한다.

(2) 천공공의 충전재는 시멘트 모르타르(Cement mortar)형, 시멘트 페이스트(Cement paste)형 또는 환경에 무해한 수지(Resin)형을 사용할 수 있다.

2.1.2 가인버트

(1) 가인버트의 숏크리트 재료는 KCS 27 30 00(2.1.2)를 따른다.

(2) 가인버트용 강지보재의 재료는 KCS 27 30 00(2.1.1)를 따른다.

2.1.3 주입공법

(1) 주입재는 주입목적에 부합되는 내구성을 보유하여야 하며, 모든 주입재는 환경기준에 부합하여야 한다.

(2) 주입재는 대상지반의 입도나 절리의 발달 정도를 고려하여 주입 가능한 재료를 선정하여야 한다.

2.1.4 지하수 대책공법

내용 없음

2.1.5 강관보강그라우팅 공법

(1) 강관은 직경 50 mm 이상의 구조용 강관이어야 하며 이와 동등 이상의 보강효과를 발휘하는 다른 재질의 관도 사용할 수 있다.

(2) 충전재는 환경기준을 만족시키는 재료이어야 하며 강관과 지반을 양호하게 결합시키는 역할을 보유하여야 한다.

2.1.6 각부보강 공법

(1) 각부보강을 위한 숏크리트 재료는 KCS 27 30 00(2.1.2)를 따른다.

(2) 각부보강을 위한 파일은 강봉, 강관 등을 사용할 수 있다.

(3) 각부보강을 위한 파일의 설치 후 주입 시에는 이 기준의 2.1.3을 따른다.

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3. 시공

3.1 시공조건 확인

내용 없음

3.2 작업준비

내용 없음

3.3 시공기준

3.3.1 보조공법 적용조건

(1) 보조공법은 터널 주변지반 특성에 따른 효과, 경제성, 시공성을 고려하여 적합한 공법을 적용하여야 한다.

(2) 보조공법에는 훠폴링, 강관보강그라우팅, 막장면 숏크리트, 막장면 록볼트, 가인버트, 주입공법 및 지하수 대책공법, 각부보강 공법을 고려할 수 있으며 여건에 따라 이외의 보조공법을 적용할 수 있다.

(3) 시공 중 원지반의 전단강도가 작거나 파쇄 혹은 팽창성으로 인해 막장면의 안정성 확보가 어려운 경우, 지하수 유입이 많아 숏크리트의 부착성이 불량하거나 작업환경을 저해할 경우, 과다변위가 발생한 경우, 낙반의 우려가 있을 경우와 같이 터널 굴진의 안전성을 저해하는 요소가 발생할 경우에는 보조공법을 추가 또는 변경할 수 있다.

(4) 보조공법 적용 시에는 시공구간, 시공방법, 시험방법 및 계측계획과 같은 시공계획을 수립하고 시험시공을 통하여 공법의 효과를 확인하여야 한다.

(5) 보조공법은 단독 또는 다른 보조공법과 조합하여 적용할 수 있다.

(6) 지하수위 저하공법을 사용하는 경우에는 지하수위가 목표치만큼 저하된 것을 확인한 후 터널굴착작업을 하여야 한다.

(7) 보조공법 적용 시에는 환경피해가 최소화되는 시공법을 선정하여야 한다.

3.3.2 훠폴링 설치

(1) 훠폴링은 터널 천장부 지반의 자립이 어려운 경우 주지보재 설치 시까지의 안정성을 확보하기 위해 굴착 전에 설치하여야 한다.

(2) 훠폴링의 길이는 최소 1회 굴진장의 2.5배 이상이 되어야 하고 중첩길이는 막장면의 지반상태 및 단면크기에 따라 안정성을 고려하여 결정하여야 한다.

(3) 훠폴링용 강재의 한쪽 끝은 강지보재에 의해 지지되도록 설치하여야 한다.

(4) 종방향의 설치각도는 15° 이하가 되도록 하여야 하고, 여굴방지를 위하여 최대한 수평을 유지하여야 한다.

(5) 훠폴링의 횡방향 설치범위는 균질한 지반인 경우 천단을 중심으로 좌우 30~60° 구간을 표준으로 하고 절리방향과 파쇄대 형상에 따라 설치범위를 조정할 수 있다. 횡방향 설치간격은 300~800 mm 이하가 되도록 하여야 한다.

3.3.3 가인버트 시공

(1) 터널 주변 지반이 연약하여 과대 변위가 예상될 경우에는 가인버트를 시공하여야 한다.

(2) 가인버트 설치는 숏크리트 단독 혹은 강지보재와 병행하여 설치하여야 한다.

(3) 가인버트는 소요의 목적을 달성할 수 있는 두께와 적절한 형상으로 시공하여야 한다.

(4) 가인버트가 설치되는 바닥부 지반은 가능한 한 교란이 최소화되도록 하여야 한다.

(5) 가인버트는 시공장비에 의해 파손되지 않도록 조치하여야 한다.

3.3.4 주입공법 시공

(1) 주입공법은 막장면 주변지반의 자립성을 증진시키거나 투수성을 감소시킬 목적으로 적용하며 주입재료, 주입범위, 주입방법은 소요의 목적을 충족시킬 수 있도록 결정하여야 한다.

(2) 그라우팅은 소요의 목적을 달성할 수 있도록 주입재 주입범위와 주입방법을 결정하여야 한다.

(3) 공당 주입범위는 상호 중첩될 수 있도록 시공하여야 한다.

(4) 주입 시에는 공당 주입시간, 주입압력, 주입량을 정확히 기록하여야 하며, 이 기록을 분석하여 효과적인 주입이 이루어지도록 하여야 한다.

(5) 주입 시 이미 설치된 지보재와 인접시설물에 변형이 발생하지 않도록 육안 관찰이나 계측을 통하여 관리하여야 하며, 또한 막장면이나 지하매설물에 주입재가 유출되지 않도록 관리하여야 한다.

3.3.5 지하수위 저하공법 시공

(1) 다음과 같은 경우에는 지하수 대책공법을 적용하여야 한다.

① 용출수로 인해 막장면의 자립성이 저하되는 경우

② 용출수로 인해 숏크리트 부착이 불량한 경우

③ 용출수로 인해 록볼트 정착이 불량한 경우

④ 터널의 작업 능률이 심각하게 저하되는 경우

(2) 지하수 대책공법을 적용하는 경우는 지하수위 저하로 인한 지반침하, 각종 생활용수의 고갈, 그라우팅에 의한 환경영향에 대한 검토가 지하수위 저하공법 착수 전에 이루어져야 한다.

(3) 지하수 대책공법으로는 웰포인트 공법, 심정에 의한 배수공법 및 물빼기공에 의한 지하수위 저하 방법과, 그라우팅에 의한 차수 및 지수 방법이 있으며 현장에 적합한 공법을 선정하여야 한다.

(4) 배수 시 토립자가 유출되지 않도록 조치하여야 한다.

(5) 지하수위 저하공법을 적용하는 경우에는 주변시설물에 영향을 미치지 않도록 조치하여야 한다.

(6) 시공 후에는 지하수위 저하공을 폐쇄하여야 한다.

3.3.6 차수공법 시공

(1) 막장면 전방 혹은 주변 지중에 약액형 및 비약액형의 주입재를 침투시켜 차수를 한다.

(2) 주입재는 지반의 성질, 용출수압, 용출수량과 같은 시공조건에 적합한 재료를 선정하여야 한다.

(3) 주입 시에는 시공 중의 각 공의 주입량, 주입압의 변화, 지반의 상태 변화를 파악하여야 하며, 필요시 확인공을 천공하여 주입 효과를 확인하여야 한다.

3.3.7 강관보강그라우팅 공법 시공

(1) 천장부의 암피복이 얇거나 지반이 연약하여 굴착 전에 천장부 지반을 광범위하게 보강하여야 할 경우에 적용한다.

(2) 터널 굴착으로 인해 주변지반 및 구조물에 손상이 예상되는 경우에 적용한다.

(3) 강관의 한쪽 끝은 강지보재에 의해 지지되도록 설치하여야 한다.

(4) 터널 종방향의 설치각도는 20° 이하가 되도록 하여야 하며, 최대한 수평을 유지하도록 하여야 한다.

(5) 강관의 길이는 6 m 이상이 되어야 하며 중첩길이는 굴착면의 지반상태 및 단면크기에 따라 안정성을 고려하여 결정하여야 한다.

(6) 강관의 충전재는 1회 또는 수회에 나누어 주입할 수 있다.

(7) 충전재 주입 시에는 충전재의 종류, 배합비, 주입압, 주입량, 주입속도를 기록하여 보존하여야 한다.

(8) 강관보강그라우팅 공법 적용구간에서 록볼트에 의한 보강효과를 얻을 수 없거나 매우 저감되는 경우에는 록볼트를 생략할 수 있으며 강관하단의 낙반으로 여굴이 커질 우려가 있는 경우에는 훠폴링을 병행시공할 수 있다.

(9) 강관보강그라우팅 공법 시공 시에는 주입재의 특성에 적합한 주입재(씰재)를 주입한 이후 경화(겔화)하여 후속공정 시공이 가능한 최소시간을 선정하고 해당 시간이 경과한 이후 본 주입 및 후속 공정(굴착)을 진행하여야 한다.

3.3.8 각부보강 공법 시공

(1) 지보공 각부의 지반 지지력이 부족하여 각부 침하와 침하에 따른 지반이완이 발생하여 터널의 안정성 확보가 어려운 경우에 적용한다.

(2) 각부 지지력이 부족하여 침하 및 지반이완이 발생하는 경우에는 지보공 각부와 지반의 접지면적 확대, 상반 혹은 하반 숏크리트 타설 시 각부의 추가 타설, 지보공 각부에 하향으로 록볼트 또는 파일 등을 설치하여 지지력을 확보하여야 한다.

(3) 지보공 각부와 지반의 접지면적 확대를 위해서는 강지보에 윙립(Wing rib)을 부착할 수 있다.

(4) 가인버트에 숏크리트 타설 시에는 접지 면적 확대를 위해 각부를 확대 굴착 할 수 있다.

(5) 각부보강을 위한 록볼트 설치 시에는 KCS 27 30 00(2.1.3)을 따른다.

(6) 각부보강을 위한 파일의 설치 후 주입 시에는 이 기준의 3.3.4에서 정하는 바를 따른다.

 

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