개념 한 쪽
특수터널 시공법은 지반 특성에 따라 TBM, 쉴드(Shield), NATM 등 서로 다른 원리와 장단점을 가진 공법을 선택하여 적용하는 것을 말한다. 각 공법은 굴착 방식, 지보재 조합, 지하수 대응 능력 등에서 차이가 있으므로 지질 조건과 설계 목적에 맞춰 적절히 결정해야 한다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
출제기준 단원 「특수터널 시공법」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 공법별 장단점 판단 | 1 | TBM의 단점과 장점을 구별하기 |
| 적용 지반 선택 | 1 | 쉴드 공법이 특히 유효한 지질을 선택하기 |
| 공법별 지보재 매칭 | 1 | 록볼트·숏크리트·가축성 동바리 조합의 공법을 고르기 |
TBM(터널 굴착용 대형 기계) 공법은 대형 기계로 암석을 절삭하여 터널 단면을 만드는 방식이다. TBM은 굴착면이 매끄럽고 시공 품질이 균일하며 라이닝 두께를 얇게 할 수 있는 이점이 있다. 반면 초기 투자비가 높고 지반 변화에 대한 적응력이 낮으며 지반 조건에 제한이 있다는 단점이 존재한다.
Shield 공법은 철제 쉴드를 전진시키며 내부에서 굴착을 진행하는 방식으로, 지하수위가 높거나 연약지반에서 지반 붕괴를 방지하고 방수 성능을 확보하는 데 유리하다. 연약지반에서 특히 유효하므로 하천이나 해수가 침투하는 환경에서 적합한 공법이다. 그러나 지질이나 지하수위에 따라 쉴드의 종류와 추진 방식이 달라져야 하므로 무조건적 적용은 불가능하다.
NATM(New Austrian Tunnelling Method) 공법은 암반의 자체 지지력을 이용하는 설계·시공 원리이다. 대표적으로 록볼트(Rock bolt), 분사 콘크리트(Shotcrete), 가축성 동바리(줄어드는 성질의 동바리)를 병용하여 암반의 변형을 제어하고 안정성을 확보한다. 이 공법은 암반을 구조체로 보는 개념을 중심으로 지보재의 조합을 통해 시공함으로써 자재 절감과 지반의 효율적 이용을 노린다.
분사 콘크리트(숏크리트)는 암반 표면 피복과 풍화 방지를 위해 널리 사용된다. 특히 본바닥의 풍화 방지와 균열 억제를 목적으로 분사 콘크리트를 적용한다. 습식 숏크리트 공법은 재료를 미리 배합하여 품질이 균일하고 분진이 적은 장점이 있으나 장거리 압송이 어렵고 설비가 대형화되는 제약이 있다.
스무스 블라스팅은 여굴을 최소화하여 암반면을 매끄럽게 하고 낙석을 방지하는 정밀 발파기법이다. 설계선에 맞춰 암반을 정밀하게 절단하는 목적이므로 주변 암반의 과도한 파쇄나 여굴을 증가시키는 것은 이 기법의 목적과 반대된다.
보링은 터널 계획·설계·시공 시 본바닥의 성질과 지질구조를 가장 정확히 파악할 수 있는 직접 조사 방법이다. 물리적 탐사나 탄성파 탐사, 전기 탐사 등 간접 탐사에 비해 실제 시료를 확보하여 지질을 확인하므로 '가장 정확하게'라는 조건이 붙는 조사에서는 보링을 선택해야 한다.
문항에서 TBM의 단점을 묻는다면 초기 투자비, 지반 적응력의 저하, 지반 제약과 같은 항목을 단점으로 확인하고 라이닝 두께 증가를 단점으로 제시한 보기는 오답으로 처리한다. 쉴드 공법의 적용 지질을 묻는 문제에서는 연약지반이나 지하수위가 높은 곳을 선택하여 쉴드의 지반 지지 및 방수 기능을 떠올려야 한다. 터널 본바닥의 성질을 '가장 정확하게' 알기 위한 조사 방법을 묻는 문항에는 보링을 정답으로 선택한다.
터널굴착에 있어서 록 보울트(Rock bolt)와 뿜어 붙이기 콘크리트와 가축성(可縮性)동바리공을 병용하는 터널굴착 공법은?
정답 ③ · 문항은 특정 터널 굴착 공법에서 록볼트, 분사(뿜어붙이기) 콘크리트, 가축성 동바리를 병용하는 공법을 묻고 있다. NATM은 암반의 자중과 지반 조건을 자체 지지체로 활용하는 이론에 기반하여 록볼트·분사콘크리트·가축성 동바리를 병용하는 대표적 공법이므로 정답이다.
NATM 공법은 터널 굴착 시 암반의 자체 지지를 활용하기 위해 록볼트, 분사 콘크리트, 가축성 동바리를 병용하는 현대적 터널 공법이다.
TBM(Tunnel Boring Machine)공법을 이용하여 암석을 굴착하여 터널단면을 만들려고 한다. TBM 공법의 단점이 아닌것은?
정답 ④ · 문제는 TBM 공법의 단점을 고르되 단점이 아닌 것을 찾는 문제이다. TBM은 막대한 설비비용과 지반 변화에 대한 적응성 부족, 특정 지반에 대한 적용 제한이 단점으로 알려져 있다.
TBM 공법은 lining 두께를 얇게 할 수 있어 오히려 이점이 있으므로, 두꺼워야 한다는 것은 단점이 아닙니다.
해저터널의 굴착에 특히 유효한 shield공법의 적당한 지질은?
정답 ④ · 문항은 해저터널 굴착에 적합한 실드공법의 적용 지질을 묻고 있다. 실드공법은 굴진면을 차폐하며 주변 지반 붕괴와 지하수 유입을 막는 기능이 뛰어나 연약지반이나 지하수위가 높은 곳에서 특히 유효하다.
Shield 공법은 연약 지반이나 지하수위가 높은 지역에서 지반 붕괴를 막으며 굴착할 때 가장 효과적으로 사용된다.
건설재료시험기사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.