현장타설 용어

(1) 록볼트(Rock bolt) : 지반 중에 정착되어 지반을 보강하거나 변위를 구속하여 지반의 지내력을 증가시키는 막대기 모양의 부재. (2) 바닥부(Bottom) : 터널단면의 바닥부분.

(3) 섬유보강 숏크리트(Fiber reinforced shotcrete): 숏크리트의 인성(Toughness)을 증가 시키기 위하여 강섬유(Steel fiber) 또는 기타 재질의 섬유를 혼합하여 타설하는 숏 크리트.

(4) 세그먼트(Segments) : 터널 라이닝을 구성하는 단위 조각의 부재를 말하며, 사용하 는 재질에 따라 강재 세그먼트, 철근 또는 강섬유로 보강한 콘크리트 세그먼트 및 합성 세그먼트 등으로 구분하고 주로 쉴드TBM터널에 사용함.

(5) 숏크리트(Shotcrete) : 굳지 않은 콘크리트를 가압하여 노즐로부터 뿜어 소정의 위치 에 부착하는 콘크리트.

 

(6) 여굴(Overbreak) : 터널굴착공사에서 계획한 굴착면보다 더 넓게 굴착된 부위.

(7) 용출수(Sump water) : 터널의 굴착면으로부터 용출되는 지하수.

(8) 인버트(Invert) : 터널단면의 바닥 부분을 통칭하며, 원형터널의 경우 바닥부 90°구 간의 원호 부분, 마제형 및 난형 터널의 경우 터널 하반의 바닥 부분을 말함. 인버 트의 형상에 따라 곡선형 인버트와 직선형 인버트로 분류하며 인버트 부분의 콘크 리트라이닝 타설 유무에 따라 폐합형 콘크리트라이닝과 비폐합형 콘크리트라이닝으 로 분류함.

(9) 절리(Joint) : 암반에 존재하는 비교적 일정한 방향성을 갖는 불연속면으로서 상대적 변위가 단층에 비하여 크지 않거나 거의 없는 것을 말하며, 절리의 생성 요인은 암 석 자체에 의한 것과 외력에 의한 것이 있음.

(10) 접속부 : 단면의 형태 및 규모가 같거나 다른 터널이 서로 접속되는 구간.

 

(11) 주지보재(Main support materials) : 굴착 후 굴착면에 붙여 지반과 일체가 되도록 시공하는 숏크리트, 강지보재 및 록볼트로 조합된 지보체계를 말하며, 콘크리트라이 닝으로 이와 같은 지보체계의 역할을 대신하는 경우에는 콘크리트라이닝을 주지보 재에 포함할 수 있음.

(12) 지반(Ground) : 건설공사에 관련한 지구의 표층 부분이며, 구조물의 기초나 굴착 등의 대상이 되는 부분.

(13) 지반조건(Ground condition) : 터널 주변 지반의 지형, 지질, 지반특성, 수리·수문 조건 등을 말함.

(14) 지보재(Support materials) : 굴착 시 또는 굴착 후에 터널의 안정 및 시공의 안전 을 위하여 지반을 지지, 보강 또는 피복하는 부재 또는 그 총칭.

(15) 천장부(Crown) : 터널의 천단을 포함한 좌우 어깨 사이의 구간.

 

(16) 측벽부(Wall) : 터널어깨 하부로부터 바닥부에 이르는 구간.

(17) 콘크리트라이닝(Concrete lining) : 터널의 가장 내측에 시공되는 무근 또는 철근보 강 콘크리트의 터널부재.

(18) 토피 : 터널 천장으로부터 지표까지의 연직두께를 말한다.

(19) 팽창성 지반(Expansive soil) : 터널시공 및 운영 시 팽창으로 인하여 문제를 일으 키기 쉬운 지반으로, 제3기층의 열수변질을 받은 화산분출물, 팽창성 이암 및 온천 여토 등이 있음.

(20) 편압(Unbalanced earth pressure) : 터널의 좌우 또는 전후 방향으로 불균등하게 작 용하는 지반압력.

(21) RMR(Rock Mass Rating) 분류 : 무결암(intact rock) 압축강도, RQD, 불연속면 간 격, 불연속면 상태, 지하수 상태, 굴진방향과 불연속면의 상대적 방향 등을 반영하 여 암반 상태를 분류하는 정량적인 암반 분류방법.

(22) 세그먼트(Segments): 터널 라이닝을 구성하는 단위 조각의 부재를 말하며, 사용하는 재질에 따라 강재 세그먼트, 철근 또는 강섬유로 보강한 콘크리트 세그먼트 및 합 성 세그먼트 등으로 구분하고 주로 쉴드TBM터널에 사용함.

(23) 접속부(Tunnel intersection): 서로 다른 터널이 접속되는 구간 또는 동일 터널에서 단면의 형태, 규모가 다른 터널 단면이 접속하는 구간.

(24) 지반(Ground): 건설공사에 관련한 지구의 표층 부분이며, 구조물의 기초나 굴착 등 의 대상이 되는 부분.

(25) 지반조건(Ground condition): 터널 주변 지반의 지형, 지질, 지반특성, 수리·수문조 건 등을 말함.

 

(26) 토피고(Overburden): 터널 천장으로부터 지표면까지 연직높이(두께).

(27) 라이닝 두께 : 터널 횡단면에 있어서 전체 라이닝 두께를 말한다

(28) 상자형 세그먼트는 거더(Girder)와 이음판 또는 종 리브(Rib)에 의해 둘러싸인 요부 를 가지는 세그먼트를 말하며, 강재 및 주철제 세그먼트(덕타일 세그먼트)에서는 상 자형 세그먼트라 하고, 콘크리트계에서는 중자형 세그먼트라고 한다.

(29) 평판형 세그먼트는 채워진 단면을 갖는 평판형의 세그먼트를 말한다.

(30) K형 세그먼트에는 터널반경방향에 테이퍼(Taper)를 두어 터널 내측으로 삽입하는 것(반경방향 삽입형 세그먼트)과 축방향에 테이퍼를 붙여서 축방향으로 삽입하는 것 이 있다(축방향 삽입형 세그먼트).

 

(31) 분할수는 한 링을 구성하는 세그먼트 수를 말한다.

(32) 테이퍼 링은 곡선부의 시공 및 선형수정에 사용하는 테이퍼 처리한 링을 말한다. 특 히, 폭이 좁은 판상은 테이퍼 플래이트 링(Taper Plate Ring)이라 한다.

(33) 테이퍼 세그먼트는 테이퍼 링을 구성하는 세그먼트를 말한다.

(34) 테이퍼 량()은 테이퍼 링에 있어서 최대폭과 최소폭과의 차이를 말한다.

 (35) 테이퍼 각은 나타난 각도 를 말한다.

 

(36) 이음 각도는 주로 반경방향 삽 입형 K세그먼트의 경우에 사용된다.

(37) 세그먼트 길이는 터널 횡단방향으로 측정한 세그먼트의 호의 길이를 말하며 외주장 과 내주장으로 구분하여야 한다.

(38) 세그먼트 폭은 터널 종단방향으로 측정한 세그먼트의 치수를 말한다.

(39) 세그먼트 높이(두께)는 터널 종단면의 반경방향에서 측정한 세그먼트 측벽의 높이 를 말한다. 평판형 세그먼트에서는 세그먼트 두께라고도 한다.

(40) 거더는 상자형 세그먼트의 경우 터널 횡단방향 측벽(강재 세그먼트의 스킨 플레이 트를 제외한 측벽)을 말하며, 평판형 콘크리트계 세그먼트에 있어서는 터널의 종단 방향의 단면이 된다. 터널에 작용하는 외력에 저항하는 주요부분을 형성하여야 한 다.

 

(41) 이음은 세그먼트 이음과 링 이음으로 구분하며 터널 횡단방향에 세그먼트를 연결하 여 링을 형성하는 이음을 세그먼트 이음, 터널종단방향에 링 상호간을 잇는 이음을 링 이음이라고 한다.

(42) 이음판은 이음의 볼트 접합에 이용하는 판 또는 판상구조를 말한다

(43) 세그먼트의 스킨 플래이트 및 배판은 상자형 세그먼트에 있어서 거더와 이음판 등 으로 주변을 지지 받는 판을 말한다. 강재 세그먼트에 있어서는 스킨 플레이트라 하고, 콘크리트계 상자형 세그먼트에서는 배판이라고 한다.

(44) 종 리브는 상자형 세그먼트에 있어서 터널의 종단방향을 따라 삽입하는 보강재를 말한다. 쉴드잭의 추력에 저항함과 동시에 스킨 플레이트에 작용하는 하중을 거더 로 전달하여야 한다..

(45) 횡 리브는 상자형 세그먼트에 있어서 터널의 횡단방향에 따라 넣은 보강재를 말한다.

 

(46) 세그먼트 이음 볼트는 링을 형성하기 위해 세그먼트 상호의 연결에 사용하는 볼트 를 말한다.

(47) 링 이음 볼트는 링 상호의 연결에 사용하는 볼트를 말한다.

(48) 코킹 구는 코킹을 위해 세그먼트의 측벽의 내측에 따라 설치한 홈을 말한다.

(49) 실(Seal)구는 실재를 첨부하기 위해 세그먼트의 측벽에 따라 설치한 홈을 말한다.

(50) 주입공은 배면주입용 호스를 장착하기 위해 세그먼트에 설치한 구멍을 말한다.

 

(51) 고리는 이렉터에 매달기 위해 세그먼트에 설치한 철물을 말하며, 콘크리트계 세그 먼트에서는 주입공과 겸용하는 경우가 많다. (52) 보강판 강재 세그먼트에 있어서 이음판을 보강하는 삼각형상의 판을 말한다.

 

 

현장타설 라이닝의 설계

(1) 현장타설 라이닝을 설치하는 경우에는 지보특성, 지반 및 환경 조건, 시공방법 등을 고려하여 그 사용목적에 맞도록 현장타설 라이닝을 설계하여야 하며, 특히 세그먼트 를 사용하는 쉴드TBM에서는 세그먼트의 종류와 특성, 세그먼트와 현장타설 라이닝 의 접합 상황 등도 현장타설 라이닝의 설계 시 고려하여야 한다. 현장타설 라이닝의 설치 목적은 다음과 같다.

① 세그먼트라이닝의 방수와 방식

② 선형 확보 : 종단면상

③ 세그먼트 보강 및 변형대책

④ 부상방지

⑤ 환경 및방재: 방진, 방음, 내화

⑥ 내부시설 설치 및 고정

⑦ 격벽 설치

 

(2) 현장타설 라이닝의 두께는 터널의 사용목적, 시공성 및 안전성을 고려하여 결정하여 야 하나 최소한 150mm 이상이 되도록 하여야 한다.

① 현장타설 라이닝의 두께는 터널단면의 크기와 형상, 지반조건, 작용하중, 수압, 사용 재료, 시공법 등을 고려하여 결정하여야 한다. 실제 라이닝의 설계두께는 터널 단면 적과 지반조건 등 현장여건을 감안하여 증감할 수 있다.

② 2차 현장타설 라이닝의 두께는 콘크리트 타설시의 시공성, 사행 수정량 및 내삽관 설치의 시공성 등을 함께 고려하여 결정되어야 한다.

③ 2차 현장타설 라이닝의 두께는 150∼300mm의 사례가 많다. 외국에서는 외경이 10m를 넘는 대단면 터널에서 콘크리트 세그먼트 내측에 두께 350mm의 현장타설 콘크리트를 설치한 사례도 있다. 일반적으로 2차 현장타설 라이닝의 두께는 1차 라 이닝의 사행수정, 곡선부의 형틀설치, 터널의 선형 등을 고려하고 기존 실적을 참고 로 하여 결정하는 경우가 많다.

④ 방식(防蝕)에 대해서는 공용기간 동안의 콘크리트 열화와 마모에 대한 검토를 하고, 내화(耐火)에 대해서는 화재시의 콘크리트 폭열(爆裂) 심도를 검토하여 터널의 주 구조체인 세그먼트에 영향을 미치지 않도록 2차 현장타설 라이닝의 두께를 결정할 필요가 있다.

 

(3) 현장타설 라이닝을 구조체로 이용하는 경우는 현장타설 라이닝에 작용하는 하중 등 을 고려하여 단면력 및 응력을 계산하여 안정성을 확보하여야 한다. 자립성이 높은 양호한 지반에서도 1차 라이닝을 가설구조로 설치하고, 2차 현장타설 라이닝을 주 구조체로 설계하는 외국 사례도 있다. 쉴드TBM의 대심도화에 따라 양호한 지반에 터널을 설치하는 경우가 많게 되므로 이 방법이 경제성 측면에서 유리할 수 있다. 2 차 현장타설 라이닝의 설계는 단독으로 실시되고 하중이나 지반반력 등의 평가방법 이 1차 라이닝과 다른 것이 일반적이다.

 

(4) 세그먼트라이닝을 설치하는 쉴드TBM의 경우는 필요에 따라 방수처리 등 제반조치 후 현장타설 라이닝을 생략할 수 있다. 세그먼트라이닝의 고품질화·고강성화·고강 도화로 인해 세그먼트라이닝만으로 터널의 장·단기 안정성을 유지하는 사례가 증대 되고 있다. 종래의 콘크리트 세그먼트를 대체하는 합성 세그먼트(Composite Segment)를 대표적인 예로 들 수 있다. 이와 같이 현장타설 라이닝을 생략하고 세 그먼트라이닝만으로 터널을 지지하게 되면 터널의 내공단면을 줄일 수 있어, 상대적 으로 작은 지름의 TBM을 적용할 수 있고 굴착량이 감소하여 TBM 터널의 경제성 이 크게 향상될 수 있다. 하지만 이러한 경우에는 세그먼트의 장기 내구성 확보와 내화성능 확보 등과 같은 방재대책에 대한 검토가 선행되어야 한다.

 

출처-국가철도공단KRC-12045