[토질 및 기초 기술사] 136회 1교시 기출문제 8번

8. 터널의 갱구부 설계 시 고려사항

 

Ⅰ. 개요

- 터널의 갱구부는 시점 및 종점부로서 토사층이나 풍화암이 두껍게 발달하여 지반 자립성이 낮고 토피가 얕은 구간으로, 지형적으로 편토압 및 사면 불안정성이 상존하므로 저토피, 연약지반, 편토압을 핵심 키워드로 설계해야 함

Ⅱ. 설계 시 주요 고려사항

1) 위치 선정 및 선형 설계

• 갱구 전면 사면의 안정성과 용지 확보를 고려하여 결정
• 가급적 지층의 등고선과 직각으로 교차하도록 설계하여 편토압 발생 최소화

2) 지반 조사 및 암반 등급 평가

• 풍화대 두께 및 불연속면(절리, 단층) 방향성 정밀 분석
• 갱구부 특성을 반영하여 일반 구간보다 보수적인 암반 등급 적용

3) 토피고 및 지보 설계

• 저토피 구간(1D ~ 2D 이하): 지표 침하 및 붕락 방지를 위해 대구경 강관다단층 그라우팅 등 보조공법 필수
• 지보 패턴 격상(D-Type 이상) 및 인버트 조기 폐합 설계

Ⅲ. 주요 안정성 검토 및 대책

1) 사면 안정: 갱구부 대절토 사면의 붕괴 방지를 위해 록볼트, 숏크리트, 어스앵커 등 적용

2) 편토압 대책: 지형적 비대칭 시 압성토, 옹벽 설치 또는 피암터널 구조물 검토

3) 갱문 형식 선정: 지형과의 조화, 낙석 방지 기능을 고려하여 면벽식, 돌출식, 반돌출식 중 최적 형식 선정

Ⅳ. 시공 단계별 유의사항

1) 갱구부 보조공법: 강관다단층, Fore-poling 등을 통해 막장 전방 지지력 사전 확보

2) 배수 체계: 갱구 상부 및 주변의 우수가 터널 내로 유입되지 않도록 산마루 측구 및 배수시설 강화

3) 환경 및 미관: 주변 자연경관과의 조화를 고려한 조경 설계 및 인근 가옥 진동·소음 대책 수립

Ⅴ. 기술자적 제언

- 갱구부는 터널의 얼굴이자 안전의 최전방이다. 따라서 설계 시 3차원 수치해석을 통해 굴착 단계별 사면-지반-구조물의 상호작용을 면밀히 분석해야 하며, 시공 중에는 자동화 계측을 도입하여 초기 변위를 엄격히 관리해야 한다