토목기사 요약/터널공
출제기준
[편집]2019-2021
- 조사, 암반분류
- 굴착공법
- 발파
- 지보, 보강공법
- 콘크리트 라이닝, 배수
- 특수공법
- 터널 계측 및 부대시설
조사, 암반분류
[편집]암석의 채취
[편집]♣♣ 19-1 등
회수율
RQD(%) | 0-25 | 25-50 | 50-75 | 75-90 | 90-100 |
---|---|---|---|---|---|
암질 | 매우불량 | 불량 | 보통 | 양호 | 우수 |
암석 채취 코어 배럴 크기순 나열하기(95-4) : NX > BX > AX > EX
암반분류법
[편집]09-1, 11-2
- RMR
- Q 분류법
- RQD 분류법
- 절리 간격에 의한 분류
- 풍화도에 의한 분류
RMR
[편집]♣♣♣00-2, 17-1
구성요소4. 또는 절리가 발달된 암반을 공학적으로 판단하기 위한 암질변수로 물어봄.(00-2)
- 암석 강도
- RQD
- 불연속면 간격
- 불연속면 상태
- 지하수 상태
Q 분류법
[편집]♣♣ 04-1, 05-2, 11-1, 17-2 계산
07-2, 08-2, 11-3 각 항의 의미
- : 암반을 형성하는 블록의 크기
- Jn : 절리군 수
- : 절리 전단강도
- Jr : 절리면 거칠기 계수(Joint Roughness number)
- Ja : 절리면 변질계수(Joint Alteration number)
- : 암반 응력상태
- Jw : 지하수 보정계수
- SRF : 응력 저감 계수(Stress Reduction Factor)
암반 불연속면 조사항목
[편집]3가지 (12-2)
- 절리 방향
- 절리 간격
- 절리 거칠기
- 절리 연속성
- 절리 간극(틈새 크기)
- 절리 간극 충전물
터널 막장 불연속면 파괴종류
[편집]11-2
- 평면파괴
- 쐐기파괴
- 원호파괴
- 전도파괴
암반 탄성계수 결정 시험
[편집]01-2, 09-2
- Jacking test(암반 평판재하시험)
- 공내 재하시험
- 동적 반복재하시험
암반 초기응력 측정방법
[편집]07-1, 11-1
- 응력 해방법
- 응력회복법
- 수압파쇄법
- AE법
기타 시험
[편집]85-1
시추공에 일정 압력의 물을 주입해서 투수계수를 측정하는 시험. 원래 암석의 투수계수를 측정하기 위해 사용되던 시험임
- 팩커시험(packer test) (=Lugeon test)
여기서 나온 계수는?(85-2, 85-3)
- Lugeon 계수
92-2
원통형 암석시편에 압축하중을 가해서 인장강도를 구하는 간접시험방법은?
- 압열인장시험(Brazilian test)
인장강도 산정식은?
- P : 파괴 시 압축하중
- D : 시편 직경
- L : 시편 길이
물리탐사
[편집]5가지(03-2, 05-2)
- 방사능 탐사법
- 탄성파 탐사법
- 전기 탐사법
- 전자기파 탐사법(GPR 탐사법)
- 음파 탐사법
- 시추공 탐사법
탄성파 탐사법
[편집]암반의 탄성계수 E(99-3, 02-1, 17-1)
- V : 압축파(P파) 속도
- γ : 암반의 단위중량
- g : 중력가속도
굴착공법
[편집]명칭 문제
상부 반단면을 일시 굴착하면 막장이 붕괴할 우려가 있을 때 우선 링 상으로 부분굴착하여 강 아치 동바리공을 세워 지지시키고, 굴진하는 굴착공법은?(96-4)
- 링 컷 공법(ring cut method)
도갱을 선진시켜 용수의 확인을 한 다음, ring 상으로 굴착, 동바리공, 복공을 행하는 방법은?(86-1)
- 저설도갱 선진링 공법(신 오스트리아식 반단면 공법)
작업능률은 낮으나 지질불량, 큰 지압이나 대용수가 예상될 때 적합한 공법. 양측벽에 따라 도갱굴착, 측벽 콘크리트 치기, 나머지 구간 굴착 순으로 진행하는 공법은?(96-3)
- 측벽도갱 선진링 공법(side pilot tunneling method)
충격식 착암기 3가지(85-1)
- 브레이커
- 픽 해머
- 픽 스틸
jack hammer, leg drill 차이 사용 용도별 구분하여 설명(88-2)
- jack hammer(sinker)
- 하향천공용
- 작업원이 손에 들고 작업. 수동
- leg drill(사진링크)
- 수평 천공용
- 모든 암반을 신속 천공
- 저소음 저진동
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/31/Tennessee_Valley_Authority_Douglas_Dam_French_Broad_River_Sevier_County_TN_man_with_jackhammer_1942.gif/220px-Tennessee_Valley_Authority_Douglas_Dam_French_Broad_River_Sevier_County_TN_man_with_jackhammer_1942.gif)
본 터널 시공 전 본터널에서 약간 떨어진 곳에 파이럿 터널 시공하는 주 목적 3가지(♣ 93-3, 97-2)
- 버럭반출
- 재료운반
- 환기
- 배수
여굴(overbreak)량 감소방안 3가지 11-3, 17-1, 18-2
- 스무스 블라스팅 공법(폭파조절공법 채택)
- 예상 연약지반에 pre grouting
- 발파 후 빨리 숏크리트 시공
- 적절한 장비 선정
- 숙련된 작업원 활용, 기능교육 실시
- 백브레이크 발생 방지
- 적정량 폭약 사용
- 정밀 폭약 사용
수중에서 기계에 의해 다량의 암석제거하는 방법 적기(85-3)
- 준설선
- 중추식 쇄암선
- 연속충격식 쇄암기
발파
[편집]뜻풀이 문제
최적심도, 임계심도(optimum depth)(19-2)
- 분화구가 최대 체적을 가질 때의 장약 깊이.
-
- E : 변형에너지(암석은 4 ~ 5)
- L : 장약량(kg)
누두지수(♣19-2)
- 누두공 형상을 나타내는 지수.
-
- n = 1 : 표준장약
- n > 1 : 과장약
- n < 1 : 약장약
용어 문제
폭약 형상에 관계없이 폭약 중심에서 자유면까지 최단거리는?(♣ 92-2, 99-4)
- 최소저항선
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/53/%EB%88%84%EB%91%90%EA%B3%B5.png/351px-%EB%88%84%EB%91%90%EA%B3%B5.png)
발파 방법, 사용 약량 등을 변화시키면서 암석, 폭약에 대한 계수를 결정하기 위한 발파는?(92-3, 96-3)
- 시험발파
시험발파 통해 구하고자 하는 것(2가지)(84-1)
- 발파계수
- 적정 장약량
발파 시 첫번 발파에 의해 자유면을 증대시켜 다음 발파를 용이하게 하기 위한 가장 중요한 발파는?(92-1)
- 심발 발파(심빼기 발파, cut out blasting)
암반굴착, 채석을 위한 대량 암석 굴착 시 굴착량당 사용폭약이 적어도 되는 경제적인 발파공법은?(89-1)
- 벤치 컷 공법
지상을 계단식으로 수평굴진하며 굴착에는 Crawler Drill, 적사에는 power shovel, 운반에는 덤프트럭을 이용하는 암석굴착 공법은?(88-3)
- 벤치 컷 공법
굴착선 따라 폭파로 예비 파괴단면을 만들어놓고 주폭파에 의한 진동, 파괴 영향을 적게 하고 여굴을 방지하려는 공법이다. 공경은 5-10cm, 천공 간격 30-60cm 정도로 한다. 이 공법은?(♣91-3, 93-3, 97-3, 00-2, 07-2)
- pre-splitting method
주굴착 폭발공과 동시 점화하고, 그 최종단에서 폭파시키는 것이 특징인 발파공법은?(88-3)
- smooth blasting
목적 파단선을 따라 조밀한 간격으로 천공, 이 천공은 장전하지 않은 채로 발파하여 인접공에 대한 발파에너지 영향으로 공열에 의해 형성된 마감면까지 파괴시키는 제어발파 공법은?(♣92-1, 06-3, 07-2)
- line drilling method
심발공(심빼기 발파공) 종류 4가지(♣04-3, 06-1, 10-3, 17-1)
- swing cut
- burn cut
- no cut
- wedge cut(V cut)
- pyramid cut
벤치컷 종류 3가지(10-1)
- long bench cut
- short bench cut
- SMB(Sato Micro Bench cut)
비산 발생원인 3 (08-1)
- 단층, 균열, 연약면 등에 의한 암석강도 저하
- 천공 잘못으로 인한 국부적인 장약공 집중
- 과다한 장약량
- 점화순서 착오로 인한 지나친 지발시간
발파 후 생긴 암덩어리가 너무 클 때 2차폭파 또는 조각발파를 하는데 3가지 방법 쓰기(12-3, 16-4)
- block boring
- snake boring
- mud capping(복토법)
mud capping 장약량(kg)
- C : 발파계수
- D : 암석 최소지름(m)
발파 진동치 제어방법 3가지(96-3, 02-2)
- 화약 선택에 의한 저감
- 장약량 제한, 분할발파
- MS 뇌관 사용
- 인공자유면 이용한 심빼기 발파
- 방진공 천공으로 인한 감쇄방법
진동속도에 영향 미치는 인자 3가지(♣96-1, 99-1, 06-2)
- 장약량
- 진원으로부터 거리
- 암질, 종류에 따른 계수, 지수
폭약 종류
[편집]용어 문제
주성분은 과염소산암모니아이며, 규산철, 목분, 중유 등을 조합한 분말. 다이너마이트보다 발화점 높고 충격에 둔함. 취급 위험 적으며 위력은 흑색화약의 4배. 대폭파에 좋은 폭약은?(87-3)
- 카알릿(Carlit)
질산암모늄, 연료유의 단순 혼합물. 다습한 곳에서는 사용불가 단점. 싸고 안전, 취급 간단한 폭약은?(85-1, 86-2)
- ANFO(Ammonium Nitrate Fuel Oil Mixture)
초안, TNT, 물로 미음과 같이 혼합한 것. ANFO에 비해 강력. 내수성. 용수 있는 곳에도 사용 가능한 폭약?(92-4)
- slurry 폭약
물과 수화작용에 의해 발생하는 팽창압으로 암석, 콘크리트를 파쇄하는 완화 파쇄제. 무소음, 무진동인 이 폭약은?(94-1, 94-4, 97-2)
- Calmmite(캄마이트)
전기뇌관은 지발 간격에 따라 MS, DS 뇌관으로 구분. 각 뇌관의 기폭간격은?(92-4)
- MS : millisecond : 0.001초 이상[1]
- DS : Decisecond : 0.1초 이상
발파의 기본식
[편집]전체적으로 이해하기 ♣♣
기본식(Hauser 공식)
표준장약량(kg)
- C : 발파계수
식이 어떻게 나온건가 하면...(참고)
원뿔 부피를 이용해서 나온 것임.
표준장약 시 R = W이므로
표준장약량은 분화구 체적과 비례하고, 비례상수는 C로 쓴다면
1 자유면 발파계수
[편집]장약량과 변수들간 관계, 변수 의미 ♣♣93-1, 93-4, 99-1, 99-2
- g : 암석 저항계수(폭파에 저항하는 계수)
- e : 폭약계수. 다이너마이트 No.1(NG 60%)가 기준(e = 1)
- d : 전색계수. 완전 전색이면 1, 그 이외는 1 이상
- f(w) : 약량 수정계수
직교 2자유면 발파
[편집]식이 달라서 이해 안 되는 부분이라 살짝 외워야할 듯. 99-4 한 문제 나옴.
압력 작용면적
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a9/%EC%A7%81%EA%B5%90_2%EC%9E%90%EC%9C%A0%EB%A9%B4_%EB%B0%9C%ED%8C%8C.png/300px-%EC%A7%81%EA%B5%90_2%EC%9E%90%EC%9C%A0%EB%A9%B4_%EB%B0%9C%ED%8C%8C.png)
- Ca : 암석계수
- S : 압력 작용면 주면 길이
- nd : 장약 길이
- d : 공정(구멍 직경)
천공길이
장약량[W]
- g : 장약 비중
참고자료
- KOCW 조선대 강의자료(PDF) - 벤치발파
- 박영태 (2019). 《토목기사 실기》. 세진사. 370쪽.
벤치컷 필요 장약량
[편집]벤치컷 모양 생각하면 됨. 쉽게 유도 가능.
♣89-1, 92-1, 94-1, 96-1, 96-5, 97-4
- S : 천공 간격(m)
- H : 벤치컷 높이(m)
천공깊이(92-1, 97-4)
평균값 0.2W로 계산하면 됨.
천공기 속도
[편집]♣♣♣06-2, 08-2, 19-1, 19-2
- VT : 천공속도(착공속도)(cm/min)
- V : 표준암 천공(착공) 순속도(cm/min)
조절발파공법 종류
[편집]= controlled blasting
4가지 ♣♣ 05-2, 08-3, 12-1, 17-4
- line drilling
- cushion blasting
- smooth blasting
- pre splitting
제어발파(smooth blasting) 실시 목적 3가지(85-2)
- 여굴 감소
- lining(복공) 콘크리트 절약
- 뜬돌(부석)떼기 작업 감소
- 낙석 위험 감소
용어 문제
마감면의 주변공을 최초에 발파하여 미리 파단선을 형성하고 잔여공을 발파하는 방법. 암반 파괴는 미리 균열된 파단선을 넘지 않아 과발파 문제점이 해결된다. 이 공법은?(91-3, 00-2)
- pre splitting
지보, 보강공법
[편집]터널 이상지압 대책공법(♣ 96-2, 98-4, 99-3)
- 압성토
- 보호절취
- 갱구 부근에 포괄 콘크리트(embrace concrete) 시공
NATM 1차 지보재 종류 4가지(♣♣ 96-5, 98-4, 04-1, 09-3, 12-3)
- rock bolt
- wire mesh(철망)
- steel rib(강 지보)
- shotcrete
터널 암반보강 강 지보재 종류 3가지(10-2)
- H형강
- U형강
- 강관
- 격자 지보(lattice girder)
굴착면 자립시간 짧은 지반에서는 터널보조공법을 적용한다. 4 종류를 쓰시오.(♣ 98-3, 00-3, 01-1, 16-4)
- rock bolt
- shotcrete
- fore poling(Youtube)
- grouting
- 강관 다단 grouting
토사지반 천단 안정공법 3가지(12-2)
- fore poling
- 강관 다단 grouting
- 우레탄 보강공법
- 약액 주입공법(LW 보강공법)
rock bolt, shotcrete를 제외한 4가지 암반보강공법(05-3)
- fore poling 공법
- 그라우팅 공법
- 강관 다단 그라우팅 공법
- pipe roof 공법
pipe messer[2] 공법 장점 4가지(98-1)
- 무소음, 무진동
- 여굴, 복공량 적음
- 막장 단면 급변화에 적용 가능
- 안전, 숙련공 필요 없음.
- 연약지반, 보통 토사지반에도 적용 가능.
용어문제
막장에서 전방 원지반 내에 볼트, 단관파이프 등 보조재를 삽입, 천단 지지와 원지반 이완방지를 하는데 이때 설치하는 것을 무엇이라 하는가?(12-1)
- fore poling
터널, 지하구조물 보조공법으로, 굴착에 앞서 강관을 수평으로 터널 주위에 미리 삽입, 이것을 지붕(roof)으로 사용하면서 지보 역할도 할 수 있게 하는 굴착공법은?(94-3, 95-3, 97-2)
- pipe roof 공법
숏크리트(shotcrete)
[편집]건식법 특징(18-2)
- 많은 분진발생
- 반발(rebound)량이 많음.
- 작업원 숙련도에 따라 품질이 좌우됨.
락볼트
[편집]락볼트 인발시험 목적(18-1)
- 인발내력 측정
- 시공 후 정착효과 판정
- 락볼트 종류 선정
락볼트 정착형식 3 (♣00-5, 08-2, 10-1)
- 선단정착형
- 전면접착형
- 혼합형
특수공법
[편집]용어 문제
물 속 또는 지하수면 아래에 터널 굴착을 위해 터널 일부를 케이슨 제작, 물에 띄워 예항한 뒤, 침하시켜 가설 부분과 연결, 되메우기한 다음 물을 빼서 터널을 구축하는 공법은?(♣ 88-3, 96-2)
- 침매공법
지하철 공사 시 큰 강을 지하통과할 때는 개착식과 터널식이 있다. 개착식 공법 중 수심 낮은 곳에 채택되는 방법으로, 서울 지하철 5호선에 사용된 공법은?(♣ 93-1, 94-2)
- double sheet pile 공법
용수 동반하는 연약지반에 터널을 만들기 위한 공법. 본래는 하천, 바다 밑 연약지반, 대수층 지반에 대한 터널공법으로 개발된 것으로, 최근 도시터널 시공에도 이용되는 공법은?(♣ 93-2, 97-4)
- shield 공법
터널 외형 단면 크기 강제 통이나 틀을 굴착진행방향에 따라 설치한 뒤 잭에 의해 압입해 나가는 연약지반 터널굴착공법은?(89-1) 후방에선 조립된 아치를 1차 라이닝으로 사용(96-2)
- shield 공법
상하좌우 boom대를 이동하여 굴착하는 공법은?(93-2) 남산 1호 터널공사에서 2차 투입(96-4)
- road header
하저 통과 터널식 공법 3가지(93-4)
- shield 공법
- NATM 공법
- 침매공법
- 잠함공법(pneumatic caisson method)
NATM
[편집]♣♣♣ 93-1, 94-2, 00-4, 07-1, 09-1, 10-3
일상의 시공관리 위한 계측항목 3가지
- 갱내 관찰조사
- 내공변위 측정
- 천단침하 측정
- rock bolt 인발시험
굴착 직후 설치하는 계측장치 4가지(94-1)
- 내공변위 측정기
- 천단침하 측정기
- rock bolt 인발시험기
- 지중변위 측정기
용어 문제
터널 벽면 간 변위, 변위 최대치, 변위 속도 등을 측정할 수 있어 주변 지반의 안정, 설계형태(pattern)의 적성 등의 판단자료로 활용할 수 있는 것은?(02-1)
침매공법
[편집]침매공법 우수한 점 3가지(97-3)
- 단면 형상 자유롭고 큰 단면 시공 가능
- 수심이 매우 깊어도 시공 가능
- 육상 제작하므로 터널 본체 신뢰성 높음.
TBM
[편집]TBM 장점 4가지(♣ 86-1, 86-2, 87-3)
- 주위지반 이완이 적다
- 복공(lining) 두께를 얇게 할 수 있다.
- 지보공 절약
- 낙반 적고 작업자 안전성 높음
- 여굴 적음
- 노무비 절약
- 공기오염 적음
공사중 터널의 환기
[편집]94-3, 00-2
- 배기식
- 송기식
- 흡인식
터널 부대시설
[편집]방재시설(17-2)
- 소화설비 : 소화기, 소화전, 물 분무 소화설비
- 경보설비 : 긴급전화, CCTV, 터널진입차단설비
- 피난대피시설 : 비상주차대, 피난연결통로
- 제연설비
- 비상전원설비
참고자료 : 국토교통부 - 도로터널 방재시설 설치 및 관리지침
각주
[편집]- ↑ KOCW 조선대 강의자료 14쪽
- ↑ 조합한 특수 강판을 jack으로 1매씩 본바닥 관입시켜 흙막이판으로 둘러싸인 공간을 굴착하면서 동바리 설치하는 공법