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사진측량기법을 이용한 대규모 절토 비탈면 지표지질조사 사례연구
한원준,노병돈 대한지질공학회 2016 대한지질공학회 학술발표회논문집 Vol.2016 No.1
도로를 시공하는 데 있어 기존의 석산개발 구간을 통과하는 계획이 수립되는 경우가 간혹발생하며, 석산개발 시의 굴착 비탈면은 도로나 철도에서의 암반 비탈면 굴착과 매우 상의한형태로 높이가 50m 이상의 대규모 절토비탈면이 형성되는 경우가 많고, 이 구간을 터널로 관통할 경우, 대규모의 터널 갱구 비탈면을 형성하여 터널의 굴착이 진행되어야 한다. 본 사례는 높이 약 52~61m, 비탈면 경사각 약 63~70°의 암반비탈면을 경사완화 등의 추가 굴착 없이 갱문을 설치하여 터널을 굴착하기 위해 사진측량기법을 이용, 지표지질조사를 실시하여 암반비탈면의 안정성 평가를 수행하였다. 터널 갱문 위치의 암반 비탈면은 소단 형성 없이 급경사로 60m 정도 형성되어 있으며, 배후에도 계속적으로 암반 절토 비탈면이 형성되어 있고, 일부 구간은 불연속면에 의해 블록 파괴가 발생, 일부구간은 경사각이 90°에 가까운 경사를 보이므로, 비탈면에 올라가 근접한 지표지질조사는 불가능하였다. 따라서 높은 위치의 암반 상태 및 불연속면의 안정상태를 파악하기 위하여 사진측량기법을 이용하였고, 현재 형성되어 있는 비탈면의 3D 형상 및 주변지형의 3D 형상을 정확하게 묘사하기위하여 무인항공 측량시스템을 시용하였다. 사진측량 기법이란, 대상면에 대하여 두 장의 사진영상을 취득한 후 이 영상을 이용하여 대상면의 공간정보를 추출하는 방법으로서 동일 피사체에 대해 서로 다른 측정위치 및 방향에서 얻은 2개이상의 화상정보를 분석함으로써 피사체 표면에 대한 화상정보가 포함되므로, 불연속면의 방향은 물론 불연속면의 트레이스와 같은 선구조의 분석이 가능하다. 사진측량기법을 이용하여 사람이 접근할 수 없는 암반 비탈면을 관찰 및 불연속면에 대한정보(Dip/Dip direction)를 획득하여 평사투영해석을 통한 암반 비탈면의 안정성을 평가하고, 불연속면내의 불안정한 요소들을 사진을 통한 관찰과 무인항공 측량시스템을 이용한 현상태 비탈면의 실측 단면에 최종적으로 평사투영을 통한 암반비탈면의 안전율을 평가하여 보강 대책을 수립하였다.
노병돈,한원준 대한지질공학회 2016 대한지질공학회 학술발표회논문집 Vol.2016 No.1
최근 집단주거시설 건설과 더불어 기존 지역에 대한 재개발 혹은 재건축이 그 어느 때보다 활발히 진행되고 있다. 이는 대부분 기존의 밀집한 도심에서 이루어지는 경우가 많으며 이로인한 집단민원은 물론 각종 환경문제, 첨예한 기술적 검토사항 등이 대두된다. 기존 건축물의 철거시 발생하는 소음, 분진, 석면 등 유해물질, 지반의 굴착 및 발파와 관련한 제반 문제, 협소한 공사여건으로 인한 기술적 제약, 부족한 공기 등 수많은 현실적 문제에 직면하게 된다. 특히공용중 도로변이나 인접 건물에서의 근접굴착시 굴착 비석, 소음, 분진 등은 피할수 없는 극복과제일 것이다. 따라서 본 연구에서는 공용중 도로변 및 인접 구조물에 근접한 굴착시 통상의 암파쇄방호벽의 설치조차 불가능한 여건에서 각종 현장조사 결과에 근거하여 기존 사면을 사전 보강한 후고강도 텐션네트를 활용한 굴착방법을 적용한 사례이다. 주요 인접 구조물로는 산후조리원을 운영 중인 병원, 영업 중인 주유소, 2m 폭의 보도를 지닌 왕복 4차로 도로 등으로 소음, 분진,낙석 등에 매우 취약한 상황이었다. 본 공법의 적용을 위하여 해당 부지에 대한 전반적인 지질조사와 함께 노출된 노두면에 대한 사면안정성 평가조사를 시행, 필요한 안정화 조치가 선행되었다. 이후 근접 구조물의 건축특성, 이용특성, 유지관리 상태 등에 대한 면밀한 조사와 평가가 수행되었고, 적용공법의 시공상한계점, 공사비용, 민원 등을 고려하여 최종적으로 고강도텐션네트공법이 체택 되었다. 특히 암반 굴착을 위한 각종 방법, 즉 발파공법, 암파쇄방호벽 설치, 낙석방호조치 등이 제약을 받는 상황에서 시공중 안정성은 물론 2차 피해인 낙석, 소음, 분진 등으로 인한 인접구조물 이용자의 불편을 최소화하기 위한 고려가 강구되었다. 본 연구를 통하여 도심지 근접굴착시 고강도텐션네트를 이용하여 상기와 같은 제반 제약조건에서도 성공적으로 작업을 수행할 수 있음을 확인하였고 향후 더욱 확대 적용할 계획이다.