전단면 굴착과 숏크리트 리바운드

• 전단면 굴착은 상반과 하반을 한 번에 굴착하는 공법이며 지반이 안정된 소단면 터널에 적합하다.
• 벤치컷 공법은 상반과 하반을 나누어 동시에 굴착하며 벤치 길이에 따라 롱과 숏으로 나뉜다.
• 숏크리트 리바운드는 시멘트량과 골재와 급결제와 시공 방법을 관리해 줄인다.

시공계획과 전단면 굴착, 벤치컷 공법

• 터널 시공계획은 준비와 갱구부 시공과 굴착과 버력처리와 계측관리와 지보재 시공과 방수 배수와 콘크리트 라이닝으로 구분된다.
• 환경친화적인 계획으로 자연환경을 보전하고 땅깎이나 흙쌓기 구간을 최소화하며 공사 중 재난에 대비한 방재 시설을 계획한다.
• 갱구부는 비탈면 안정성을 우선하고 우수 유입에 따른 침수와 산사태 가능성을 충분히 고려해야 한다.
• 굴착공법은 단면의 크기와 연장과 지반 조건과 입지 조건과 공기를 종합해 선정한다.
• 전단면 굴착은 터널의 상반과 하반을 동시에 굴착하며 단면이 작거나 지반의 자립성과 지보능력이 충분할 때 적용한다.
• 전단면 공법은 대형 기계를 쓸 수 있는 막장이 한 곳이라 관리가 쉽지만 지질 조건 변화에 대한 순응성이 낮다.
• 지반 강도가 낮으면 막장 자립성 때문에 단면을 나누어 굴착하는 경우가 많고 벤치를 두어 상하반을 동시에 시공하기도 한다.
• 롱 벤치컷은 벤치 길이가 50m 이상이고 숏 벤치컷은 20~30m로 지질 조건이 변하거나 조기 단면 폐합이 필요할 때 짧게 둔다.

숏크리트 리바운드의 원인과 저감 대책

• 숏크리트는 굴착면을 빠르게 덮어 지반 이완과 암괴 붕괴를 막고 후속 작업을 원활하게 한다.
• 타설할 때 목적물에 붙지 않고 튕겨 나가는 현상이 리바운드이며 많으면 공사비가 늘어 대책이 필요하다.
• 리바운드는 급결제 성능만이 아니라 타설 각도와 거리와 노즐맨 숙련도와 골재 크기와 시멘트량과 잔골재율과 타설 두께 같은 여러 요인으로 달라진다.
• 벽면과 직각으로 분사하고 압력을 일정하게 유지하며 노즐과 타설면의 거리는 1m 정도로 둔다.
• 단위 시멘트량은 콘크리트 기준 350~400kg/㎥ 모르타르 기준 400~600kg/㎥가 적당하며 적으면 리바운드가 늘고 많으면 비경제적이고 분진이 늘어난다.
• 굵은 골재는 최대 15mm 이하가 이상적이고 잔골재 조립률은 2.8~3.2를 유지하면 리바운드와 분진을 줄일 수 있다.
• 급결제는 보통 2~5%를 쓰며 용수가 있으면 7~8%까지 늘린다.
• 적정 물시멘트비는 40~60% 잔골재율은 50~70%이며 굴착 후 가능한 빨리 타설하고 압송 거리는 짧게 한다.

롱 벤치컷과 숏 벤치컷 비교

숏크리트 배합 기준

핵심 개념

• 전단면 굴착 — 터널의 상반과 하반을 한 번에 굴착하는 공법이다.
• 벤치컷 공법 — 상반과 하반을 나누어 벤치를 두고 동시에 굴착하는 공법이다.
• 숏크리트 — 굴착면에 분사해 빠르게 붙이는 콘크리트이다.
• 리바운드 — 숏크리트가 목적물에 붙지 않고 튕겨 나가는 현상이다.

자주 묻는 질문

• Q. 전단면 굴착은 어떤 터널에 적합한가?
  A. 단면이 작고 지반의 자립성과 지보능력이 충분한 안정된 지반의 터널에 적합하다.
• Q. 롱 벤치컷과 숏 벤치컷은 어떻게 다른가?
  A. 벤치 길이가 롱은 50m 이상이고 숏은 20~30m이며 지질이 변하거나 조기 폐합이 필요하면 숏을 쓴다.
• Q. 숏크리트 리바운드를 줄이려면 어떻게 하는가?
  A. 벽면과 직각으로 분사하고 시멘트량과 골재 크기와 급결제 사용량을 적정하게 맞추며 가능한 빨리 타설한다.

정리

터널은 지반과 단면 조건에 맞춰 전단면과 벤치컷 공법을 고르고, 숏크리트는 배합과 시공을 관리해 리바운드를 줄여야 안정성과 경제성을 함께 얻을 수 있다고 정리한다.