터널굴착

1. 품질요구사항
(1) 시험발파
① 시험발파는 지반조건이 상이하여 패턴조절이 필요한 경우 실시해야 한다. 단 시험발파 과정에서 터널의 위험성이 제기될 때는 감독자/감리원의 판단에 의하여 아니할 수 있다.
② 시공자는 시험발파계획서를 작성하여 감독자/감리원의 승인을 받아 시험발파를 시행한 후 발파패턴을 조절해야 한다.
③ 공사장 인근에 민원발생이 예상되는 시설이 위치하고 있을 경우에는 소음․진동허용치를 설정하여 시험발파결과에 따라 발파패턴을 조절해야 한다.
④ 시험발파 결과의 적정여부는 허용진동치의 초과여부와 여굴 정도, 버력의 비산거리 및 크기 등을 종합하여 평가할 수 있도록 해야 한다.
⑤ 시험발파 시에는 실제 진동치와 소음을 함께 측정해야 한다.
⑥ 발파 소음 및 진동
가. 진동측정 계기는 발파진동의 주파수(통상 2∼500㎐) 범위에 적합하고 진동변위, 진동속도, 진동가속도를 측정할 수 있는 것으로 하며 정밀분석이 필요할 경우에는 주파수 분석이 가능하도록 시간이력을 기록할 수 있는 것을 사용해야 한다.
나. 진동측정 항목은 진동변위, 진동속도, 진동가속도의 3가지로 구분하며 측정목적에 따라 측정항목을 다르게 할 수 있다.
다. 발파에 의한 지반진동의 크기 및 파형의 측정은 원칙적으로 연직방향과 이에 직교하는 수평 2방향의 3성분을 동시에 측정해야 하며, 진동크기의 거리에 따른 감쇠를 측정할 필요가 있는 경우에는 최소한 3측점 이상을 동시에 측정해야 한다.
라. 대상시설물에 대한 진동은 발파원으로 부터 가장 근접한 위치의 시설물 부위에서 측정하고 여건상 이것이 불가능한 경우에는 이에 근접한 지표에서 측정할 수 있다.
마. 측정빈도는 이 기준을 표준으로 하되 현장의 작업여건이나 입지여건에 따라 조절할 수 있다.
- 시험발파 또는 발파패턴 변경 시에는 목표의 발파효과와 발파진동 관리치 도달 시까지 매 발파마다 측정한다.
- 일상적 발파작업이 이루어질 경우에도 주 1회 이상 주기적으로 측정하여 발파작업의 효과확인과 종업원에 대한 안전 의식을 반복적으로 점검하도록 해야 한다.
- 문화재, 진동예민구조물 및 특별관리대상시설물에 대하여는 발파진동 영향권 전 구간을 통과할 때까지 매 발파마다 측정해야 한다.
바. 발파지점 주변에 보호해야 할 시설물이나 구조물이 있는 경우, 대상시설물 위치에서의 발파진동허용치는 최대입자속도측정치를 기준하여 <표>에 정한 값 이하로 하며, 주요구조물이나 민가가 없는 교외지에서는 공사시방서에서 조절할 수 있다.

 

구조물 손상기준 발파진동허용치

구 분	구조물 형 식	문화재 및 지반진동 예민 구조물	조적식 벽체 (벽돌,석재등) 와 목재로 된 천장을 가진 구조물	지하기초와 콘크리트 슬래브를 갖는 조적식 건물	철근콘크리트 골조 및 슬래브를 갖는 중소형 건물	철근콘크리트, 철근골조 및 슬래브를 갖는 대형 건물
	구조물 종 류	문화재 등	재래가옥, 저층일반가옥 등	저층 양옥, 연립주택 등	중·저층아파트, 중소상가 및 공장	내진구조물 고층아파트, 대형 건물 등
주파수 대역별 허용치 (㎝/s)	50Hz 이상	0.75	1.5	2.5	4.0	5.0
	50Hz 미만	0.3	1.0	2.0	3.0	5.0

 

사. 발파지점 주변의 주거민에 대한 생활공해 방지를 위한 발파진동허용치는 환경부제정 진동과 소음에 관한 규정을 준용한다. 단, 가축사육 및 양식장 인접공사의 경우에는 가축이나 양식업에 피해가 생기지 않도록 한다.
아. 발파진동치가 허용기준치를 초과할 경우에는 저폭속의 폭약사용, 다단발파 적용, 1발파 당 장약량제한, 발파방법 재검토 등으로 진동치가 허용범위 이내가 되도록 조절해야 한다.
(2) 시공허용오차
① 굴착 시 중심선 수평허용오차 : ±50mm
② 발파굴착 시 천장부 및 측벽부 허용굴착오차 : +150mm
③ 바닥부 및 배수공동구 하부 버림콘크리트 최소두께 : 100mm(국소부에서는 최소 50mm
이상, 평균두께는 라이닝폼 1스팬 길이 당 3개소에 대한 평균)

 

2. 운송, 보관 및 취급
(1) 화약 및 뇌관
① 화약 및 뇌관의 수령 및 운반은 반드시 관련 자격을 보유한 기술자가 해야 하며 1일 사용량 이상을 초과하여 수령하여서는 안 된다.
② 화약과 뇌관은 각각 별도로 보관하고 잔여량은 반드시 반납해야 한다.
③ 화약류 취급소는 관계법규에 제시되어 있는 설치기준에 따라 설치계획을 수립하여 감독자/감리원의 승인을 받아야 하며, 관리책임자를 선임하여 안전사고가 발생하지 않도록 관리해야 한다.
④ 발파 장소에서 화약류의 소운반은 소정의 용기, 운송 방법에 준하되 지명된 종업원에 의해서 시행해야 한다.

 

3. 환경요구사항
공사장 인근에 민원발생이 예상되는 시설이 위치하고 있을 경우에는 소음, 진동 및 비산먼지에 대한 대책 마련으로 방진 및 방음막, 비산먼지 저감설비 등을 설치해야 한다.

1) 시공조건 확인
(1) 시공자는 터널을 굴착하기 위한 측량기준점 및 인조점이 요구된 정도를 확보하였는지 확인해야 한다.
(2) 설계서와 시험발파결과 및 굴착부관찰결과 등에 따라 계획된 발파공법 및 패턴이 지반조건 및 주변 지장물의 영향을 고려하여 적정하게 계획되었는지 확인해야 한다.
(3) 시공자는 공사 진행에 따른 민원발생 방지를 위하여 계획한 방음, 방진설비 및 환경설비 등이 적절하게 설치되었는지 확인해야 한다.
(4) 발파작업이 기 시공된 숏크리트, 강지보 등의 시설물에 미치는 영향에 대하여 확인해야 한다.
(5) 시공자는 안전한 굴착작업을 위하여 터널 내 환기시설, 조명시설, 배수로 등의 안전시설이 설계서와 같이 설치되었는지 확인해야 한다.
(6) 공사시행과 관련한 관계기관 협의사항의 이행상태를 확인하여 공사가 원활히 추진될 수 있도록 해야 한다.
(7) 굴착부 관찰결과 암질에 따른 굴착패턴을 변경해야 할 경우에는 계약자 암판정(부록10-1) 결과보고를 하여 발주자의 승인을 득한 후 다음 공정을 진행해야 한다.

2) 작업준비
(1) 시공자는 터널굴착 시공계획서에 의한 공사 장비, 공사자재, 작업조 편성 현황 등이 준비되었는지 확인해야 한다.
(2) 시공자는 작업용 장비의 점검여부와 장비소모품의 준비상태 등을 확인하여 장비고장 등으로 후속공정이 지연되지 않도록 해야 한다.
(3) 시공자는 터널굴착 중 굴착부붕괴 등 비상사태 발생에 대비한 장비 및 자재는 준비되어 있는지 확인하여 비상사태 발생 시 조속히 조치할 수 있도록 해야 한다.

 

3) 발파굴착
(1) 천공
① 천공 시에는 1발파 당 천공수와 천공길이, 천공위치, 천공방향, 천공각도, 착암기의 비트크기 등 발파패턴에 맞추어 정확하게 천공해야 한다.
② 천공기계는 암질, 터널단면의 크기, 형상, 연장, 굴착공법, 발파계획, 버력처리방법, 공사기간 등을 고려하여 선정해야 하며 롯드(Rod)와 비트(Bit)는 천공기계, 암질 등에 적합한 것을 사용해야 한다.
③ 천공에 앞서 굴착부의 점검, 뜬돌 제거, 잔류폭약의 유무 확인 및 회수 등의 조치를 취하여 천공 중 굴착부에서의 붕락, 잔류폭약에 의한 폭발사고 등을 방지하도록 해야 한다.
④ 천공 시에는 미리 정해진 위치, 방향, 깊이대로 정확하게 천공해야 하며 장약 유무가 육안으로 확인되지 않은 전회 발파공을 다시 천공하여서는 안 된다.
⑤ 천공 중에는 이상 용출수, 가스분출, 지질변화 등이 있을 경우에는 즉시 천공을 중지하고 필요한 조치를 취해야 하며, 예상보다 심할 경우는 발파패턴을 재검토해야 한다.
(2) 폭약장전
① 발파계획에 따라 심빼기, 측벽부, 천장부, 바닥부, 중간부 별로 천공한 1구멍 당 폭약장전량을 확인하여 장전해야 한다.
② 폭약장전량은 발파패턴에 의해 여러 차례 시험발파하여 얻어진 자료를 기초로 산정해야 한다.
③ 전기뇌관은 발파모선 및 보조선의 저항을 측정하고 발파기와 같이 갱외에서 시험발파하여 불발 등 안전성을 확인한 후 장전 발파해야 한다.
④ 전기뇌관 각선과 결선 및 모선의 연결부가 단락 또는 누전으로 불발할 수 있으므로 비닐테이프, 방수캡 등으로 결선 및 연결부를 절연 방호해야 한다.
⑤ 갱내 화약운반량을 1발파 당 소요량의 과부족이 없도록 미리 조사하여 준비해야 한다.
⑥ 시공자는 관계법령에 따라 선정된 화약류 취급자가 갱내운반 및 장약하도록 해야 한다.
⑦ 장약 전에는 공내슬라임 등 천공상태를 점검해야 하며 천공 중에 발생한 뜬돌의 유무를 점검하고 이를 제거한 후 장약을 실시해야 한다.
⑧ 발파효과를 높이기 위하여 장약공은 소정의 채움재로 세밀하게 다지며 메워야 한다.
⑨ 유출된 지하수가 잔류하는 굴착부의 하단 장약공은 수중으로 전달되는 충격압의 영향으로 불발될 우려가 있으므로 인접 장약공과 동일한 단수의 뇌관을 사용하는 등의 조치를 취해야 한다.
 전기뇌관을 사용할 경우에는 다음 사항을 준수해야 한다.
가. 반드시 낙뢰탐지 및 낙뢰경보기, 뇌우경보기, 누설전류탐지기, 저항측정기, 도선연결시험기, 발파능력측정기, 내정전다짐봉, 정전기발생 방지 의류착용 등 소정의 안전장구류를 사용하여 점검하고 순서에 따라 작업을 실시해야 한다.

나. 발파책임자는 미주전류, 누설전류, 정전기, 지전류의 유무 및 크기를 측정하여 안전여부
를 매 발파 전에 확인하여 보고해야 한다. 
다. 작업에 불필요한 모든 전기동력선은 전원으로부터 차단하고 조명이 필요한 개소에서는 헤드램프를 이용해야 한다.
라. 발파모선의 재질은 완전 절연된 것을 사용해야 하고 전선의 수는 발파선의 회로수를 포함하여 접지선과 여유 1선을 확보하는 것으로 해야 한다. 터널 내의 전기선로, 정전기 발생이 우려되는 급기관, 급수관 등 기타 대전의 우려가 있는 곳으로부터 완전히 격리
시켜 설치해야 한다. 점화기에 접하는 발파모선의 단말은 점화시 이외에는 점화기로부터 분리시켜야 한다. 발파보조모선은 반드시 1회만 사용하며 재사용을 금한다. 보조모선의 연결은 모선과 발파굴착부가 최소 70m 이상을 이격하여 모선의 손상을 방지하도록
한다.
마. 우기(장마) 및 우천 시에는 터널 내에서 전기뇌관을 사용한 장약작업을 할 수 없으며, 낙뢰탐지 및 낙뢰경보기, 뇌우경보기의 경보가 발생 시 전기뇌관을 사용한 장약작업을 할 수 없다.
바. 전기뇌관을 사용한 기계화 장전 및 벌크폭약(발파제, Blasting Agent)의 장약작업을 할 수 없다.
사. 발파모선은 중간에 절단을 해서는 안 되며, 부득이 절단해야 할 경우 절연이 완벽하게 처리된 분전반 및 터미널 보드를 사용하여 누전 및 절연에 완벽을 기하여 결선해야 한다.
 장약은 발파패턴도에 정해진 순서에 따라 안전하게 시행해야 한다.
 비전기식 및 전자식 뇌관을 사용할 경우는 제품에 따른 안전수칙을 준수해야 한다.
(3) 발파 및 점화
① 발파는 반드시 발파책임자의 지휘 하에 수행해야 하며, 발파책임자는 다음 사항을 확인해야 한다.
가. 위험구역, 대피장소 및 경로지정
나. 점화장소 지정
다. 발파예고, 점화, 해제 등의 각종 신호 및 경보 결정
라. 점화자 지정
마. 위험구역 표지 및 감시원 배치
바. 결선상태 확인
② 시공자는 발파를 시행하기 전에 이미 설치된 지보재 및 계측기에 대한 방호를 철저히 하여 손상을 입지 않도록 해야 한다.
③ 터널의 양방향 굴착 시 관통이 가까워졌을 때에는 양방향에서 동시에 발파가 이루어지지 않도록 해야 한다.
④ 발파책임자는 종업원의 대피상황을 최종적으로 점검해야 하며, 발파 시 모든 종업원 및 주변 주민에게 발파를 알리는 사이렌 경보를 해야 하며 필요 시 주민대피, 교통통제, 가축대피 등의 조치를 취해야 한다.
⑤ 안전사고에 대비하여 발파 후에는 전기식 발파의 경우 5분 이상, 비전기식 발파의 경우 발파 후 15분 이상 시간이 경과한 다음에 굴착부에 접근해야 하며, 불발 장약공 및 잔류폭약의 유무를 점검하고 잔류폭약의 제거 등 필요한 조치를 취해야 한다.
⑥ 여굴이 심하게 발생한 곳은 숏크리트와 록볼트로 보강하여 응력집중에 따른 진행성 여굴 또는 불안정 상태 발생을 방지한 후 잔여 여굴 부분을 숏크리트 또는 콘크리트로 치밀하게 채워야 한다.
⑦ 터널하부에 과다굴착으로 인한 여굴이 발생하였을 경우에는 고압살수 등으로 깨끗이 청소한 후 버림콘크리트 또는 동등 이상의 재료로 채워야 한다.
⑧ 1km 이상의 장대터널인 경우 분진 및 가스, 매연 등의 내부 공기 오염원의 개선을 위하여 조치토록 해야 한다.
(4) 버력의 적재 및 운반
① 운반방법은 터널의 경사, 크기, 연장 등을 고려하여 정해야 한다.
② 버력적재 작업 시 안전에 유의하고 기 설치된 지보재, 가설설비 등을 손상시키지 않도록 해야 한다. 버력적재 시 과도한 분진이 발생할 경우에는 살수 등 분진발생 억제조치를 취해야 한다.
③ 버력적재는 운반도중에 버력이 떨어지지 않도록 덮개 등을 씌워야 하며 과적하지 않도록 해야 한다.
④ 버력적재 작업 장소에는 안전한 작업을 위하여 위험구역을 정하여 해당 종업원외의 출입을 금지하고 조명과 환기시설을 설치해야 한다.
⑤ 버력적재 작업은 반드시 발파 후 부석정리, 불발 및 잔류화약 제거, 환기 등 안전한 작업 조건을 확보한 후 수행해야 한다.
⑥ 운반은 운행관리 규정을 정하여 차량운행시 안전성을 확보해야 하며, 운반시설의 운영관리는 효율적으로 수행해야 한다.
⑦ 운전원을 포함한 터널 종업원, 기타 관계자에게 안전운행에 관한 교육을 실시하고 운행관리 규정을 준수하도록 해야 한다.
⑧ 버력운반을 위한 운반로는 수시로 유지 보수하도록 하여 도로훼손, 비산먼지 발생 등에 따른 민원발생을 예방해야 한다.

4) 기계굴착
(1) 기계굴착의 적용
① 기계굴착은 쇼벨, 브레이커 등의 중장비를 사용하여 굴착하는 방법으로, 지반의 이완을 최소화하고 굴착부의 안정을 유지해야 하며 여굴이 적게 발생하도록 해야 한다.

② 기계굴착은 절리가 심하게 발달한 암반이나 토사지반에 적용한다.
③ TBM과 쉴드TBM에 의한 굴착은 10-11 TBM 터널 에서 정한 바를 따른다.
(2) 굴착기계의 선정
① 굴착기계는 지반조건, 주위환경, 터널단면의 크기, 형상, 연장, 굴착공법, 버력처리방법 등을 고려하여 선정하고 지반의 특성에 적합하고 경제성이 있는 기종을 선정해야 한다.
(3) 굴착기계의 운전
① 절리면의 발달 상태를 관찰하며 암의 밀려나옴이 발생하는지 유의하여 굴착해야 한다.
② 기계운전원은 회전, 전진, 후진 시 다른 종업원이 다치지 않도록 주의하며 운전해야 한다.
③ 기계운전원과 다른 종업원과의 신호방법을 정하여 의사소통이 원활할 수 있도록 조치해야 한다.
④ 기계굴착을 적용할 경우에는 굴착패턴을 준수하고 기계운전에 의해 바닥면이 약화되지 않도록 바닥면 보호를 실시해야 한다.

5) 파쇄굴착
(1) 파쇄굴착의 적용
① 인력굴착방법을 적용할 수 없는 견고한 지반에서 기계 또는 발파에 의한 굴착을 채택하기 어려운 경우에는 압력에 의한 파쇄굴착방법을 적용한다.
(2) 굴착공법 선정
① 지반조건, 터널주변환경, 공사기간, 터널연장, 터널굴착 단면크기, 버력처리조건 등을 고려하여 적합한 공법을 선정해야 한다.
② 터널굴착 시공성, 안전성, 품질관리, 경제성을 고려하여 안전하고 확실한 공법을 선정해야 한다.
(3) 파쇄굴착 계획
① 터널주변에 주택지나 주요구조물, 공공건물, 병원, 학교, 목장 등 주변환경으로 인하여 진동과 소음을 최소화할 필요가 있을 경우 파쇄굴착 작업계획을 작성하여 검토한 후 굴착해야 한다.
② 파쇄굴착 계획을 변경하고자 할 경우에는 변경계획서를 작성하여 감독자/감리원의 승인을 받아 변경해야 한다.
(4) 파쇄굴착 기록관리
① 파쇄굴착 작업 순서와 싸이클타임, 1일굴진실적, 굴진부진 시 부진사유 등을 매일 기록, 관리해야 한다.
② 소음 및 진동 측정기를 공사작업장에 설치하여 매일 측정하고 기록․관리해야 한다.
(5) 파쇄굴착 품질관리
① 설계도 및 공사시방서에 따라 확인하고 품질관리를 해야 한다.

 

철도건설공사 전문시방서(노반편)