개념 한 쪽
터널 굴착 공법은 지반 조건과 공사 목적에 따라 NATM, TBM, Shield 등으로 구분되며 각 공법은 지보재 사용 방식과 기계화 수준, 지반 적응성에서 차이를 보인다고 한다.
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출제기준 단원 「터널굴착 공법」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| NATM 특징 판별 | 1 | 록볼트·분사콘크리트·가축성 동바리 병용을 확인하여 공법을 가름 |
| TBM 장단점 구별 | 1 | TBM의 장점(라이닝 얇음)과 단점(단면 변경 어려움 등)을 구분 |
| Shield 적용 지질 판정 | 1 | Shield 공법이 특히 유효한 지질을 선택 |
NATM(New Austrian Tunnelling Method)은 암반의 자체 지지력을 활용하는 원리에 기반한 공법이며 록볼트, 분사 콘크리트(뿜어붙이기 콘크리트), 가축성 동바리의 병용으로 지반 안정성을 확보한다고 설명한다. NATM은 암반을 구조체로 보고 현장에서 지반의 거동을 이용하여 지보를 설계·시공하는 것이 핵심이라고 한다.
TBM(터널 굴착기) 공법은 터널 굴착기를 사용하여 원형 단면을 기계적으로 굴착하는 공법이며 자동화에 의해 굴착 면의 평활도가 높고 여굴이 적다고 한다. TBM은 시공 속도가 빠르고 동바리 공이 적으며 라이닝을 얇게 할 수 있다는 장점이 있으나, 초기 장비비가 크고 지반 변화에 대한 즉각적 확인이나 단면 형상 변경이 어렵다는 단점이 존재한다고 한다.
Shield 공법은 쉴드라는 보호 장치를 사용해 전진하면서 굴착하는 방식이며 연약지반이나 지하수위가 높은 곳에서 지반 붕괴를 방지하며 굴착할 때 특히 유효하다고 한다. Shield 공법은 야간·악천후 작업이 가능하고 심층 시공에 적합하며 저소음·저진동이라는 장점을 가지나, 지질과 지하수위에 따라 쉴드 타입이나 추가 처치가 필요하여 모든 조건에서 무조건 적용 가능한 것은 아니라고 한다.
조사 방법 측면에서는 지반 특성과 지질 구조를 가장 정확히 확인하려면 보링(Boring)처럼 시료를 직접 채취하여 조사하는 방법이 필요하다고 한다. 물리적 탐사나 탄성파·전기 탐사 등 간접 탐사는 보링에 비해 정확도가 낮다고 한다.
문제로 NATM의 특징을 묻는다면 '록볼트+분사콘크리트+가축성 동바리의 병용'이 핵심이라는 점을 근거로 NATM을 정답으로 고른다. TBM 관련 문제에서는 '라이닝을 얇게 할 수 있음'과 '초기 투자비가 큼, 단면 변경이 어렵다'는 점을 대비하여 옳지 않은 진술을 판별한다. Shield 공법 적용 지질을 묻는 문제에서는 '연약지반'이 특히 유효한 조건임을 기준으로 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.
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