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논문 : 터널 내 탄성파탐사(TSP)기법의 주암댐 보조여수로 적용 사례 연구
배종섬 ( Jong Soem Bae ),장찬동 ( Chan Dong Chang ) 대한지질공학회 2013 지질공학 Vol.23 No.1
주암댐 보조여수로 건설공사 터널 구간 중 사전 조사가 미치지 못하는 구간의 정보취득과 파쇄대의 정확한 위치 및 크기를 예측하기 위하여 일부 구간에 대하여 터널 내 탄성파반사법(TSP)탐사를 실시하였다. 공사 착공 전에 실시한 사전조사 결과(지표 지질조사, 전기비저항 탐사, 시추조사 등), TSP탐사 결과, 그리고 실제 현장 굴진면에 대한 지질매핑 결과를 비교하였다. TSP탐사는 사전조사에서 감지하지 못한 주요 파쇄대를 잘 감지해내었으며 이에 따라 초기에 계획된 보강 계획을 변경하였다. TSP탐사 예측결과와 현장 막장면 비교 결과 파쇄대가 발달한 지점이 대부분 일치하는 것을 확인할 수 있었고, 이를 통해 터널 굴진면 예측에 비용 및 시간을 최소화 할 수 있고, 높은 정확성을 갖고 있는 TSP탐사의 현장 적용이 유용한 것으로 판단하였다. 다만 TSP탐사법이 갖는 몇 가지 단점으로 인하여 현장 적용에 일부 제약이 뒤따르나 이를 보완한다면 터널 굴착시 전방 예측을 위해 비교적 높은 효율성과 신뢰성을 갖고 TSP탐사를 활용할 수 있을 것이라 사료된다. We conducted a Tunnel Seismic Prediction (TSP) survey in a spillway tunnel at Juam Dam to predict the locations of major discontinuities ahead of the tunnel face. We compared the results of the TSP survey with those from pre-construction inspections (including a surface resistivity survey and borehole investigations) as well as with direct tunnel-face mapping during excavation. The TSP method predicted the locations of major fracture zones that were unnoticed in the pre-construction inspections. The reinforcement patterns planned on the basis of pre-construction inspections were changed on the basis of the TSP results. The results demonstrate that TSP surveys are a cost-effective and reliably accurate method of predicting the locations of fracture zones. Although the TSP method has some limitations, these results suggest that the method is generally useful for predicting geological conditions prior to tunnel face construction.
기술보고 : 터널 입구부 대절토 사면 안정성 사례 연구
박동순 ( Dong Soon Park ),배종섬 ( Jong Soem Bae ) 대한지질공학회 2015 지질공학 Vol.25 No.1
대단면 터널 입구부의 대절토 사면은 불안정한 응력분포 및 소성변형 가능성으로 인해 잠재적 취약부로 인식되고 있다. 본 사례연구에는 대단면 터널 갱구부 대절토 사면의 강우 후 유실사고 및 원인규명, 복구공법을 분석하여 제시하였다. 대상 현장은46 mm의 강우 후 암반의 불연속면을 따라 대규모 평면파괴가 발생하였으며, 상부 절토사면의 불안정을 야기하였다. 지질조사 및매핑 자료 분석 결과, 붕괴 원인은 풍화된 암반의 불연속면에 협재된 충전물과 지반 포화로 인한 절리면 연화(softening)로 판단되었다. 알칼리 장석이 풍부한 화강편마암은 풍화에 취약한 것으로 나타났다. 침하량 계측자료 분석 결과, 붕괴 직전에 급격한변위량 증가를 관찰하였으며, 향후 사면 계측관리에 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 응급복구 대책으로 콘크리트 공동충전 및외부로부터 압성토 채움을 성공적으로 시행하였다. 항구복구 대책으로 사면부에는 격자블럭 및 지중 앵커 시스템을, 터널 측벽부에는 추가 락볼트 보강 및 그라우팅 공법을 성공적으로 적용하였다. 한계평형해석과 평사투영해석을 통해 원 사면의 불안정성과 보강방법의 유효성을 확인하였다. 본 사례연구는 향후 유사한 대절토 사면에 귀중한 참고자료로 활용될 것으로 기대된다. The cut-slope of a large-sectional tunnel portal is recognized as a potential area of weakness due to unstable stress distribution and possible permanent displacement. This paper presents a case study of a slope failure and remediation for a large-scale cut-slope at a tunnel portal. Extensive rock-slope brittle failure occurred along discontinuities in the rock mass after 46 mm of rainfall, which caused instability of the upper part of the cut-slope. Based on a geological survey and face mapping, the reason for failure is believed to be the presence of thin clay fill in discontinuities in the weathered rock mass and consequent saturationinduced joint weakening. The granite-gneiss rock mass has a high content of alkali-feldspar, indicating a vulnerability to weathering. Immediately before the slope failure, a sharp increase in displacement rate was indicated by settlement-time histories, and this observation can contribute to the safety management criteria for slope stability. In this case study, emergency remediation was performed to prevent further hazard and to facilitate reconstruction, and counterweight fill and concrete filling of voids were successfully applied. For ultimate remediation, the grid anchor-blocks were used for slope stabilization, and additional rock bolts and grouting were applied inside the tunnel. Limit-equilibrium slope stability analysis and analyses of strereographic projections confirmed the instability of the original slope and the effectiveness of reinforcing methods. After the application of reinforcing measures, instrumental monitoring indicated that the slope and the tunnel remained stable. This case study is expected to serve as a valuable reference for similar engineering cases of large-sectional slope stability.