양산단층 지역에서 터널 이상변위구간 보강방안에 관한 사례연구

Abstract

낙동강 하구언에서 북북동-남남서 방향으로 양산, 언양, 경주, 영덕 부근을 지나 울진군 기성면을 통과하는 양산단층은 연장이 150km이상에 이르고 폭이 넓고 깊어 한반도 동남부의 대표적인 지반공학적 취약구간이다. 경부고속철도 ○○공구 노반시설공사 중 울산광역시 울주군 두서면 일대 고속도로와 사교로 횡단하는 NATM터널 현장에서 시공 중 154mm의 천단 침하가 발생하여 지반조사 및 안정성 검토를 실시한 결과, 그 원인은 팽창성 점토 광물을 함유하고 활성도가 높으며 수분에 매우 취약한 양산단층대의 단층점토 특성과 단층 파쇄대에 기인한 것으로 나타났다. 본 연구에서는 양산단층대 지반의 팽창성 및 불균질성으로 인해 발생한 터널 이상변위 구간에서 최소한의 지반조사 결과와 시공 중 계측자료를 토대로 역해석을 수행하여 지반 정수를 재산정하고 이를 바탕으로 터널의 안정성을 검토하여 공기단축이 가능한 지반보강방법을 도출한 과정을 분석하였다. 지반보강공법으로 터널 바닥부 지반보강을 위한 터널내 마이크로파일, 상반의 침하를 방지하기 위한 측벽지지파일, 과다한 변형이 발생한 강지보 교체 및 규격변경, 천장부 보강을 위한 지보보강 록볼트, 훠폴링 등을 적용하였다. 보강 후 수치 해석결과, 지보재의 부재력은 허용치 이내로 나타나 터널의 안정성을 확인하였다. 본 연구 대상 현장과 같이 대규모 단층대를 통과하는 터널공사의 경우 정밀한 지반조사를 통한 설계지반정수를 신중히 결정하는 것이 가장 중요한 것으로 나타났으며 이를 적용한 정밀한 수치해석을 통하여 설계를 수행할 경우 ,터널의 안정성을 확보할 수 있을 것으로 판단한다.