터널 설계시 유의사항

설계 일반

(1) 지역여건, 지형상태, 토지이용 현황 및 장래전망, 지반조건 등 사전조사 성과 기초

(2) 건설 목적과 기능의 적합성, 공사의 안전성과 시공성, 공법의 적용성을 우선하여 수립, 건설비와 유지관리비 등을 포함하여 경제성 설계

(3) 공사 중은 물론 유지관리 시에도 주변환경에 유해한 영향을 미치지 않도록 하고 환경보전 배려, 건설 폐기물의 저감, 재활용, 적정한 처리 및 처분에 대한 계획 반영

(4) 터널의 내공단면의 크기는 터널의 기능과 목적에 따라 계획

(5) 터널의 구조와 형상은 사용목적, 지형, 지반, 시공법 및 하중조건 등을 고려 결정

설계요령 및 수량산출요령

(1) 선형(평면, 종단)

① 지형, 지질의 상황, 연직갱의 위치 도로로서의 선형, 주행성, 시공성을 고려, 가능하면 직선으로 계획, 곡선으로 계획할 경우에는 큰 반경곡선을 적용

② 갱구부의 위치는 비탈면의 안정과 자연지형 보존을 위하여 깎기를 최소화할 수 있거나 지반조건에 영향을 받지 않는 안정지반에 선정

③ 종단경사는 주행의 안정성, 배수, 방재시설 및 환기를 고려 가급적 순경사로 하되 완만한 값 적용하고 역경사 시 별도 배수계획수립

④  2차선 병렬터널의 중심간격은 30m(굴착폭의 약 2.5배)로 주로 반영

(2) 내공단면

① 도로폭원 및 설비를 감안한 시설한계 확보 및 터널내부 설비를 감안한 여유폭 확보

② 단면은 응력․변형 등에 대하여 구조적으로 안정하고 굴착량 등도 고려한 지형여건에 맞는 형 채택

③ 2차로 표준단면의 일반적 적용

(3) 여굴량

① 여굴두께는 위치(측벽 및 천정부 등)에 따라 10~20cm 적용

② 여굴량은 버력처리 포함, 굴착비에 미포함

(4) 강재보재

① 산정된 적용하중 부담토록 간격 및 규격 결정, 숏크리트와 일체화를 통해 효과적

② 종류 : H형강 지보재(SS400), 격자지보재(용접구조용 강재)

(5) 강섬유 보강 숏크리트

① 충분한 강도 및 강도 조기확보, 밀착성, 내구성, 수밀성, 반발율 적을 것

② 반발율 아치부 13%, 측벽부 10% 직경Φ0.5㎜, 길이30㎜ 사용량 37㎏/㎥이상

③ 시공두께 타입 (2차선 기준 )

(6) 록볼트

① 지반상태, 절리, 용수 고려하여 봉합효과, 보형성, 내압, 아치형성, 지반보강 역할설계

② 정착방법 고려 수지형과 시멘트 몰탈형 적용

③ 재질은 이형봉강으로 항복하중 고려 SD350~SD400

(7) 콘크리트 라이닝

① 내부 시설물보호, 보존, 점검, 보수관리. 내구연한동안 구조체역할, 내장재 미관담당

② 하중 및 시공조건에 따라 무근, 철근 , 강섬유 보강콘크리트 적용(강도 27MPa 이상)

③ 최소곡선반경 1,500m 이상 경우 강제거푸집길이 12m 적용

(8) 굴착보조공법

							◦경사 Bolt 혹은 Fore Poling
				천단의 안정			◦Mini Piperoof
							◦강시판
	막장의 안정
							◦Core를 형성시키는 방법 (Ring Cut)
							◦Tunnel Face 숏크리트
				막장의 안정			◦Tunnel Face 록볼트
							◦약액주입 등에 의한 지반개량
							◦동결공법
							◦약액주입공법
				지 수 공 법			◦동결공법
							◦압기공법
	용수처리
							◦Deep Well 공법
				배 수 공 법			◦Well Point 공법
							◦수발용 선진Boring
							◦수발용 갱

(9) 배수

① 부분 배수형으로 천장과 측벽에만 방수막 설치하여 유도배수 (터널 대부분 적용)

② 용출수(정상, 집중) 및 와 화재 시(소화용수, 수분무용수) 감안 관경 적용

③ 공동구는 입출구부 제외 기계화 시공이 원칙, 수축줄눈(9~12m), 벽체높이 0.66m 이상

(10) 방수

① 방수재는 인장강도 16MPa, 인열강도 60MPa 신축량(인장 2mm, 수축 4mm) 이하 재질로 두께 2mm 이상 원칙(동등이상 재질인 경우 두께 조정 사용가능)

② 개착부 방수보호재는 발포단열재(t=3.0mm) 사용 원칙

(11) 갱구부

① 갱구부 길이는 일반적 터널직경의 1~2배 또는 직경 1.5배 이상 토피 확보 범위

② 갱문형식-면벽형, 돌출형 (파라펫트식, 원통절개식, 벨마우스식 등)

③ 개착터널은 갱구부 및 중간 계곡부 개착부분, 터널과 터널사이 연장증설 복개터널

④ 개착터널은 특별한 경우제외 갱구부 설계에 준하여 설계

(12) 터널환기

① 환기 목표는 공용개시 후 20년 후 원칙, 교통량변동 고려 단계건설 계획

② 검토사항(터널사양, 교통량, 배출유해물질, 목표허용농도, 기상, 외부환경, 지형 지질 등)

③ 환기방식

(13) 조명시설

① 설계속도, 교통량, 야외 휘도 등을 고려하여 교통사고 및 인명피해 감소

② 기본, 입구, 출구 및 접속도로 조명으로 구성

③ 측벽상부 및 천장부에 눈부심 제거위해 노면상 4.5m 이상 위치 설치 원칙

④ 배광, 휘도분포, 램프, 플리커, 조명기구 보수율등을 고려 최적의 배열 선택

⑤ 기본부는 터널 전 구간에 걸쳐 조명기구를 일정간격으로 배치하여 조명

⑥입구부는 야외휘도, 설계속도 감안하며 경계부, 이행부등으로 단계적 감광

⑦ 출구부는 기본부와 같은 방법으로 조명

⑧ 정전시 조명은 UPS(무정전전원) 및 비상발전설비 적용

⑨ KS 규정에 의해 품질이 보장된 고효율 인증 제품 사용 원칙

(14) 관리용시설

① 소화, 급수 시설, 수배전시설, 터널관리시스템, 터널방재시설은 도로터널 방재시설 설치 및 관리지침 적용(별도 설명)

② 검사원통로는 피난연락갱 위치고려 주행차로측에 설치 폭 0.75m 이상

③ 터널세정수 저장조는 입출구에 일시적 저장조 설치(개당 30㎥/㎞)

(15) 터널내장재

① 타일붙임, 패널붙임, 내오염도장 등

② 조명효과향상, 벽면미관 정비, 시선유도 효과 등 목적 부합되게 적용

③ 단면감소최소, 반사율, 물청소 용이, 내화성, 경제적시공 및 유지보수 용이

④ 내장재 설치 높이 (1000m 미만 2.0m, 1000m 이상 3.0m)

→ 검사원통로 설치 시 통로 상단 20cm와 일반부 공동구상단 20cm 타일부착 제외

(16) 터널 입·출구부 회차로 시설

① 유지관리나 비상시 통행제한, 구조 및 시설한계 초과 통행제한 경우

② 회차대상 기준 (축하중 10톤 , 총중량 40톤 ,B=2.5m, H=4.0M. L=16.7m초과)

③ 터널부에서만 분리되는 경우 중분대 개구부 80~120m 적용

④ 터널과 터널, 터널과 장대교량 연속 선형 분리 경우  개구부 140~160m 적용

(17) 터널 입·출구부 결빙방지 시설

① 터널 입·출구부 응달이 많고 터널풍의 영향으로 노면결빙 예방책 강구

② 효과적, 유지관리 및 경제성 고려 성능 입증된 설비 검토

③ 제빙액분사, 발열콘크리트, 케노피설치, 그루빙 설치 등 지형 조건 고려 설계

(18) 오폐수 처리 및 시설

① 공사중 일평균 오폐수 발생유량 처리 시설 설치 적절한 처리공정 거쳐 방류 및 농축, 탈수 후 건설폐기물법에 의해 슬러치 처리 적용

② 청소시 입출구부 집수정 설치 또는 이동식 자가처리 장치 펌핑 후 위탁처리

(19) 터널 입⦁출구부 조경 시설

① 분리차선 경우 주변지형과 조화를 이루며 운전자 안정감 목표 발주처 협의 결정

② 태풍피해 최소화 위해 교목 설치 지양

(20) 굴착

① 굴착방법은 인력, 기계, 발파, 파쇄굴착 중 원지반 보존 우수하며 안정성, 경제성 및 시공성이 우수한 굴착방법 채택

공 법		계 략 도		적 용 조 건 (지반 및 단면의 크기)	비 고
		횡단면	종 단 면
전단면공법 (Full Face cut)				◦소단면에서 일반적인 시공법 ◦양호한 지반에서는 중단면 이상도 가능
	Long Bench Cut 공 법			◦비교적 양호한 지반에서 중단면 이상의 일반적 시공법	Bench 길이 L>50m
	Short Bench Cut 공 법			◦보통지반에서 중단면이상의 일반적 시공법	10m<L<50m
	Mini Bench Cut 공 법			◦연약한 지반에서 중․소단면 정도	L<10m혹은 터널 직경의 2배 이내
	Multi Bench Cut 공 법			◦중단면 이상에서 막장의 자립성이 극히 부족한 경우
	가 lnvert 공 법			◦중단면 이상에서 BENCH의 길이를 크게 할 필요가 있는 경우	풍화암 또는 그 이하의 지반상태
측벽선진 도갱공법 (Silot or Side Pilot)				◦대단면에서 지반이 비교적 불량한 경우 ◦침하를 극소화할 필요가 있는 경우

② 굴착공법

소단면 : 내공폭 3.0m , 내외중단면 : 내공폭 5.0m,  내외대단면 : 내공폭 8.0m 내외

(21)계측

① 일상적인 시공관리를 위한 일상계측과 지반거동 정밀분석위한 정밀계측 구분

② 일상계측 : 내공변위 및 천단침하, 지표침하, 터널내 관찰조사

③ 정밀계측

- 지중변위, 숏크리트 응력, 록볼트 축력, 강지보응력, 지중침하 측정

- 필요 시 물리탐사나 선진수평보링 동반 수행 도입

④ 유지관리 계측

- 구조적, 재료적 취약부, 내부응력변화 예상되는 곳

- 지장물근접, 주변지반 열악한구간 사전조사 분석하여 선정

- 터널길이 500m 이상은 일반구간도 계측에 포함하여 안전성 도모

(22) 터널내 포장

① 터널내 포장은 시멘트콘크리트 포장 원칙

② 연장 500m 이하는 여건, 시공성 고려 전후구간 포장형식 동일적용 가능

③ 시멘트 콘크리트 포장

- 표층과 하부층에 시멘트 안정처리 필터층, 필터층 적용

- 포장단면은 슬래브 두께 본선포장 동일하게 적용

- 굴착 시 여굴에 따른 노상요철으 빈배합콘크리트, 시멘트 안정처리 필터층 보정

- 동상방지층 갱구 입구 50m까지 설치. 양방향 터널은 상하행선 모두 적용

설계내용의 변경사항

(1) 지반의 재분류 : 적용지반의 분류

(2) 설계단면의 변경 : 지보재, 변형 여유량, 단면형상

3) 적용지보패턴의 변경 : 숏크리트 두께 , 록볼트 길이 및 본수, 강지보재 간격 및 규격

(4) 굴착방법의 변경 : 벤치컷 공법, 선진도갱공법, 기타 굴착단면 분할

(5) 보조공법 도입 : 굴진면 안정화, 지반보강, 용출수, 지표면 침하 및 근접 구조물 대책

(6) 단면의 폐합 : 인버트 콘크리트 타설(조기 시공),인버트 숏크리트 타설(가폐합), 콘크리트 라이닝 강성 증대, 이중 라이닝(임시 라이닝)

(7) 터널공법 변경 : 개착터널 공법으로 전환, 토공구간으로 전환

(8) 기타 : 상기내용 외에 제반 여건이 설계 시의 조건과 상이로 변경이 요구되는 사항

설계 시 감사지적 및 유의사항

(1) 조명시설 설계조도기준 부족으로 추돌 등 안전사고 발생 우려

(2) 조명등 설계 시 유지관리비 절감방안으로  광원 혼용 설치방안 강구

(3) 숏크리트 모르터를 시멘트 대신 분말시멘트(bullk)로 계상하여 절감

(4) 라이닝 강재거푸집 실소요 전용횟수를 고려 제작사용 및 실제 사용대로 정산

(5) 불연성 재질로 노면수 처리용 종배수관 재질 및 규격 적용

(6) 공동구와 종배수구는 구조검토를 통해 철근 배근 여부 검토 적용