Study on the Stability of Over Break in Tunnel

Kim, Dong-Baek; Kwon, Ki-Jun

Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation 2006;6(2):45-50.
Published online June 30, 2006.

여굴이 큰 터널의 안전성에 관한 연구

김동백, 권기준

Study on the Stability of Over Break in Tunnel

Dong-Baek Kim, Ki-Jun Kwon

Abstract

When we build the tunnel, occasionally, the blasted section exceed the designed section because of geological properties and the lack of blasting technologies, and the exceed section is remained as over break after the construction of tunnel lining. When the underground water leaks with silt and clay through the cracks of rocks, the large over break cause a structural stability problem in tunnel, and the back charging of over break is very important subject, because the undoing of back charging cause the drop of crashed rocks and serious problem in the stability of tunnel lining. Therefore, the theory of blast is studied and purpose the structural analysis of back charging and propose the safe method about the drop of crashed rocks.

Key Words: tunnel; blasting; over break; structural stability

요지

현재 터널을 시공할 때 발파기술의 발달로 설계단면보다 크게 단면을 발파하는 경우는 많지 않으나 지질 특성상 커다란 여굴이 발생하는 경우가 종종 있으며, 또한 발파기술이 낙후된 시기에 시공된 터널은 설계단면보다 훨씬 크게 발파단면이 형성되어 라이닝을 설치한 후에도 상당 부분이 여굴로 남는 경우가 있다. 여굴이 크게 발생한 부분은 절리를 따라 지하수가 스며들면서 점토질 성분이 혼입되어 있는 부분이 비스듬한 각을 이루면서 터널 단면을 절단하고 있는 파쇄대를 형성하고 있다. 절리면에서 쐐기를 형성하고 있던 상부는 작은 진동에도 모두 낙석으로 떨어지게 되며 구조적인 안정성 문제를 야기한다. 기존터널의 여굴이 발파단면내에 위치하지 못하여, 기존터널의 발파영향선이 확장터널의 발파영향선을 변화시키고, 아치(arch)작용이 발생하지 않아 터널의 안정성에 심각한 문제가 발생할 가능성이 있다. 또한, 여굴의 규모가 커서 여굴의 뒷채움을 하지 않으면 토압의 측면에서 매우 불리하며, 안정화되지 못한 여굴의 상부에서 낙반이 발생할 위험이 상존한다. 따라서 공사의 원만한 진행을 위해서는 여굴의 안정화를 이루고 난 후 후속공정을 진행하거나, 낙반에 대한 안전조치를 취한 후 공사를 진행해야 한다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해서 터널의 구조적 안전성과 시공성을 검토하였다.

핵심용어: 터널; 발파; 여굴; 구조안전성