[스크랩] 터널설계- 갱구부

갱구부

A. 설계일반

    1. 갱구부는 일반적으로

        갱문구조물 배면으로부터 터널길이의 방향으로 터널직영의 1-2배 정도의 범위

        또는 터널직경 1.5배 이상의 토피가 확보되는 범위까지로 정의함을 원칙으로 함

        단, 원지반조건이 양호한 암반층 또는 붕적층, 충적층 등의 미고결층에서는

             별도의 구간을 갱구범위로 정의할 수 있음 

 

       * 참조

          도시철도터널과 같은 도심지에 건설되는 천층터널의 경우 위에서 정의한 갱구의 범위와는 달리 정의할 수 있음

          도시철도터널의 갱구부도 토피는 변하지 않으나 기하형상이 3차원적 응력집중이 발생하므로 별도의 보강이 필요함

      2. 갱구부는 일반부와는 달리 지형, 기상, 입지조건, 근접시설물 등의 외적 조건등을 고려하여

          구조 및 시공방법을 선정하여야 함

      3. 갱구부설계 시에는 다음 사항들을 검토하여 안정성을 확보하고

          환경훼손을 최소화할 수 있도록 하여야 함

           1) 갱구의 위치 및 설치방법

           2) 갱구부로 시공되는 범위

           3) 갱구부의 굴착공법. 지보구조. 보조공법과 콘크리트라이닝의 구조

           4) 갱구비탈면의 안정검토와 필요한 비탈면 보호 및 안정공법

           5) 갱구비탈면의 지표수 및 지하수 배수대책

           6) 기상재해의 가능성과 필요한 대책공법

           7) 지표침하 등 갱구주변의 구조물에 미치는 영향

B. 갱구부의 설계

      1. 갱구부의 위치는 지형이나 기상의 영향을 크게 받으므로

          지형과 터널중심축선과의 위치관계에서 다음 특성을 고려하여야 함

         1) 터널중심축선은 지형비탈면과 가급적 직교하도록 하여야 하며,

             이 경우 비탈면 하단보다 상부지역에 갱구부가 계획될 때에는 공사용 진입도로를 확보하도록 하여야 하고,

             인접구조물과의 관계 등도 고려하여야 함

          2) 갱구부는 갱구부 깎기 최소화를 위하여

              특수한 지형 및 지질조건을 제외하고는

              갱구부 상단토피 3-5m 또는 암토피고 1-2m 확보되는 지점에 갱구부를 형성하는 것을 표준으로함

          3) 터널 중심축선이 지형비탈면에 대하여 사각으로 진입하는 경우에는

              비대칭의 깎기비탈면이나 갱문이 형성되게 되므로

              횡방향 토피확보 여부와 편압에 대한 검토를 하여야 함

          4) 터널중심축선과 지형비탈면이 평행한 경우는 가급적 피해야 하며,

              골짜기 쪽의 토피가 극단적으로 얇아질 경우가 있으므로

               전구간에 걸쳐 편압에 대한 검토와 이에 대한 대책을 수립하여야 함

           5) 골짜기에는 일반적으로 지질구조대가 발달하여 있고

                지표수 유입과 지하수위가 높을 경우가 많으므로

                터널축선이 골짜기로 진입하는 경우는 최대한 피하여야 함

                부득이하게 계획되었을 경우는 수리.수문학적인 검토를 하여

                지표수와 갱문배면의 침투수가 원할하게 배수처리되도록 하여야 하며,

                낙석, 산사태, 눈사태 등이 자연재해 발생가능성에 대비하여야 함

           * 참조

               터널중심축선과 지형과의 위치관계

                1. 비탈면 직교형

                2. 비탈면 경사교차형

                3. 비탈면 평행형

                4. 능선 평행형

                 5. 골짜기 진입형

 

        2. 갱구의 위치는 깎기비탈면의 안정과 자연지형 보존을 위하여 깎기를 최소화 할수 있는 위치로 선정하여야 하며,

            갱구위치별 깎기량에 대한 경제성, 시공성, 경관성, 환경영향 등을 비교 검토하여야 함

        3. 갱구부의 설계에 있어서는 비탈면의 안전성, 지반의 지내력, 터널중심축선과 비탈면의 관계,

            갱구비탈면 깎기 및 터널의 안정성등을 검토하여야 함

           * 참조

              갱구부터널의 안정검토

                 갱구부터널의 경우 일반적으로 지층의 변화가 심하고 낮은 토피등으로 인하여

                 지반아치효과를 기대하기 어려운 경우가 발생하므로 이를 고려한 터널구간의 안전성 검토가 필요함

                 이경우 갱구부 3차원적 지반 상태를 고려한 해석이 가능한 3차원 안정성 해석을 이용하여

                 갱구부의 안정성을 검토하여야 함

                  또한 터널 갱구의 암반 상태가 불량한 구간에 위치하는 경우

                  개착터널의 지내력에 대한 검토를 하여야 하며 필요한 경우 보강대책을 수립하여야 함

         4. 갱구비탈면의 기울기는 비반조건에 따라 적절히 선정하여야 하며,

             필요시 비탈면 안정성 확보를 위하여 표면보호공법 과 활동방지대책 등의 적절한 보강공법을 적용하여야 함

         5. 갱구부는 일반적으로 지반의 강도와 고결도가 낮은 경우가 많고

             암반층에서도 균열발달이 심한 경우가 많으므로 지반의 자체 지보력 확보를 위하여

              보다 적극적인 보강공법을 적용하여야 하며,

              동일 지반조건에서의 일반 구간보다 안전한 굴착공법과 지보패턴의 적용을 검토하여야 함

         6. 토피가 얇고, 지반 자체의 지보력 형성이 어려울 것으로 예상되는 경우에는

             상재된 전토피 하중이 지보재로의 작용여부를 검토하여야 함

         7. 갱구부는 누수, 결빙등이 발생하기 쉽기 때문에

             적절한 방수 및 배수조치를 하여야 하며,

             갱구부에 작용하는 하중 및 기상조건에 따른 영향을 고려하여

             콘크리트라이닝의 철근보강 여부, 동상방지층, 제설시스템 및 방설시설으 적용여부를 검토하여야 함

         8. 갱구부에서는 지진영향에 대한 거동특성이 일반구간과는 다를 수 있으므로

             지진하중에 의한 영향을 검토하여야 함

         9. 갱구부 시공 시 지반이완과 비탈면 붕괴가 발생할 위험이 있는 경우에는

            터널굴착에 앞서 낙석방지와 비탈면안정대책을 수립하여야 함

         10. 터널중심축과 비탈면의 위치관계에서 3차원 거동이 예상되거나 편압이 작용되는 경우에는

              터널안정성 해석 시 이에 대한 검토를 하여야 하며,

              안정성이 확보되지 않는 경우에는 압성토와 깎기로서 지반압의  균형을 맞추도록 하거나

              불균형의 응력발생에 대비한 보강대책을 제시하여야 함

              * 참조

                  편토압대책

                    - 편토압 발생 억제 성토 옹벽

                    - 편토압 발생대비 지보재 증가

                    - 지반보강공법 적용

        11. 갱구부는 지표부에 과다한 침하와 지표함몰으 가능성이 있으므로

              지표부에 침하의 제한이 필요한 시설물이 있는 경우에는 이에 대한 충분한 대책을 검토하여야 하며,

              필요에 따라 보강공법을 제시하여야 함

C. 갱문의 설계

        1. 갱문의 위치선정에 있어서는 기상 및 자연재해에 의한 영향을 최소화할 수 있도록

            갱문배면의 지형, 지반조건, 깎기 및 비탈면의 안정성 등을 검토하여야 하며,

            갱구부 주변의 유지관리 시설과의 관계와 터널 외부의 구조물형식을 고려하여야 함

        2. 갱문은 비탈면에서의 낙석, 토사붕락, 눈사태, 지표수 유입 등으로부터

            갱구부를 보호할 수 있는 기능을 갖도록 하여야 하고,

            지반조건이 허용하는 한 최소 토피구간을 선정하여 자연환경 훼손을 최소하여야 하며,

            역학적으로 안정한 구조로 하여야 함

        3. 갱문의 외관과 형상은 터널의 사용목적에 맞고 주변경관과의 조화를 위한 조경계획과

            유지관리상의 편의를 고려하여 선정하여야 함

         4. 갱문의 형식은 다양한 형식으로 적용할 수 있고

             주로 면벽형과 돌출형으로 구분하며

              갱구부의 지형, 지반조건, 주변여건을 고려하여 다음과 같이 선정하여야 함

              1) 면벽형은

                   구조적으로 중력식과 날개식 등으로 나눌 수 읶고

                   갱문배면의 지반압을 받는 토류옹벽 구조로 하여야 함

               2) 돌출형은

                    터널본체와 동일한 내공단면이 터널 갱구부에 연속하여 지반으로부터 돌출한 형식으로서

                    그 형상에 따라 파라펫트식, 원통절개식, 벨마우스식 등이 있으며

                    각 형식별로 장.단점을 고려하여 선정하여야 함

               3) 해빙기와 집중호우 시 낙석, 눈사태, 산사태로부터 이용자의 안전을 확보할 수 있도록

                   갱문형식을 선정.설계하여야 함

         5. 갱문의 구조설계는 소요하중 외에 지진, 온도 변화, 콘크리트의 건조수축 등의 영향을 고려하여야 하며,

             갱문구조물의 기초 안정성도 검토하여야 함

         6. 갱문구조물의 일부로서 터널과 연결된 복개식 터널구조물은  개착구조물로 간주하여 설계하여야 하며,

             편압이 작용할 경우에는 이에 대한 영향을 고려하여야 함

         7. 갱문구조물과 본선터널의 접합부는 분리구조로 하고 적합한 조인트를 설치하여야 하며,

             재질이 서로 다른 두 종류의 방수막이 접합되는 경우,

             방수막 상호간  접합이 용이한 재료를 선정하여 사용함

             특히, 접합부에는 누수에 대비하여 구조물횡방향을 따라 도수로를 설치하여야 함

         8. 갱구부 개착구조물 설치 시 원지반의 특성을 감안하여 바닥슬래브의 설치여부를 검토하여야 함

 

                  

 

출처 : 행복마을

글쓴이 : 탄이탄 원글보기

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