[토질 및 기초 기술사] 130회 1교시 기출문제 6번

암파열 (Rock Bursting)

 

1. 암파열의 정의

- 굴착에 의해 주변 암반으로 축적된 에너지가 급작스럽게 방출하면서 파괴가 유발하는 현상이며, 종종 1000m 이상의 대심도에서 발생하지만 높은 수평응력이 작용하는 천부에서도 나타날 수 있는데, 최대 및 최소 주응력의 차이로 기인한다.

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2. 암파열 발생 Mechanism (개요도)

 

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3. 발생 메커니즘 및 주요 특징

① 지중에 축적된 탄성에너지가 굴착에 따라 불균형 응력 상태가 되어 방출됨.

②  순간적 폭발, 소음·진동 동반, 큰 파편 비산 발생.

③ 스폴링(Spalling), 슬래빙(Slabbing)과 달리, 암파열은 폭발적이고 돌발적 발생 → 예측·제어가 어려움.

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4. 영향 요인 및 문제점

① 심도: 깊을수록 지중응력 커짐 → 발생 가능성 증가
② 암반 특성: 고강도·취성암, 불연속면 적을수록 발생
③ 지중응력 조건: 수평응력/수직응력 불균형 클수록 위험
④ 굴착 형상: 급격한 굴착, 사각형·예각부 등 응력집중시 심화

※ 문제점: 작업자 안전, 장비 피해, 시공 지연 등 심각

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5. 대응 방안 및 기술자적 제언

① 설계단계: 원형·타원형 단면 적용, 적정 피복 두께 확보
② 시공단계: 단계굴착, 응력해소공, 수압파쇄 등 응력 분산
③ 지보대책: 록볼트·숏크리트·강지보재 조기 설치
④ 모니터링: AE(음향방출), 응력계·변형계 활용 조기 징후 관리
⑤ 제언: 암파열은 단순한 굴착 안정성 문제가 아닌 에너지 방출 현상으로, 설계-시공-계측 전 과정에서 통합적 관리 필요