[토질 및 기초 기술사] 135회 1교시 기출문제 13번

13. 터널의 편토압

- 터널에 작용하는 지반 하중이나 지형적 조건이 비대칭인 상태로 인해 발생하는 압을 의미하고, 이로 인해 터널 구조물에 불균형 모멘트 및 전단력이 발생하여 부등 침하 및 부재 손상의 원인이 된다.

1) 지형적 요인: 갱구부 편절토 지형, 사면 선단부 굴착 등 지표면 경사로 인한 차이

2) 지질적 요인: 편층 지반, 단층 파쇄대가 한쪽에 편중된 경우, 암반 경계선 통과 시

3) 인위적 요인: 터널 인접 상부 하중(건물, 성토), 인접 터널 간섭

1) 라이닝 응력 집중: 좌우 비대칭 하중으로 인한 휨모멘트 증가 및 균열 발생

2) 이격 및 변위: 터널이 토압이 낮은 쪽으로 밀려나는 수평 변위 발생

3) 지보재 파손: 록볼트 인장력 불균형 및 숏크리트 전단 파괴 위험

1) 지반 보강: 편토압 측 지반에 그라우팅(LW, SGR) 등을 실시하여 지반 강도 균등화

2) 단면 형상 조절: 편심 하중에 저항할 수 있도록 라이닝 두께 강화 및 가변형 지보 적용

3) 압성토 및 보강토: 터널 좌우 지표면 높이 차를 줄이기 위해 낮은 쪽에 압성토 실시

4) 편토압 방지 옹벽: 갱구부 등에서 지형적 편차를 줄이기 위해 별도의 옹벽이나 피암터널 설치

5) 계측 관리: 천단침하 및 내공변위와 더불어 지중경사계를 통해 비대칭 변위 상시 감시

- 편토압 구간은 일반 구간보다 수치해석 시 3차원적 거동 분석이 필수적이다. 특히 시공 중 하중 불균형이 감지되면 즉시 인버트 조기 폐합을 통해 폐합 회합을 달성함으로써 구조적 안정성을 확보해야 한다.