도로터널 바닥부 융기 제어 대책과 인버트 설치 기준 제안
Countermeasures for road tunnel floor heave and proposed installation criteria for tunnel invert
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초록
최근 고속국도 장대터널에서 터널 바닥부 융기 현상이 빈번히 보고되고 있으며, 이는 단층대 교차, 지반의 압착(squeezing) 및 팽창(swelling) 거동이 복합적으로 작용한 결과로 분석된다. 이러한 융기 거동은 장기적으로 터널의 구조적 안정성과 사용성 저하를 초래하며, 효율적인 유지관리와 보강대책 수립을 위해 융기 원인에 대한 체계적 분석이 필요하다. 본 연구에서는 ○○터널을 대상으로 시공 및 공용 중 조사자료, 지질 분석, 계측 결과, 수치해석을 종합적으로 검토하여 바닥부 융기 발생 메커니즘을 규명하였다. 분석 결과, 융기 구간은 주로 외동·장항·탑정·연일 단층대를 교차하거나 인접한 구간에서 발생하였으며, 컴피턴스 지수(competence index)가 0.5–0.75 이하인 암반에서 융기 가능성이 높게 나타났다. 또한 강우 후 약 1–3개월의 지체시간을 두고 융기가 증가하는 경향이 확인되어 함수비 증가에 따른 팽창압 상승이 주요 요인으로 판단되었다. 국내외 사례 비교를 통해 ‘마이크로파일 + 사후관리’ 개념의 단계별 보강체계를 제안하였으며, 도로터널 인버트 설치 필요성을 정량적으로 검토할 수 있는 판단기준을 마련하였다. 본 연구의 결과는 도로터널 바닥부 융기 문제의 원인 규명 및 실무적 대응기준 정립에 기여할 것으로 기대된다.
Abstract
Recent cases from long road tunnels in Korea show recurring invert heave attributed to fault zone influence, squeezing, and swelling behaviour. This study examines the ○○ Tunnel using construction and operation records, geological investigations, monitoring results, and numerical analyses to clarify the underlying mechanism. Heave was mainly observed near the Oedong, Janghang, Tapjeong, and Yeonil fault zones, and its occurrence was more likely where the competence index was 0.5 to 0.75 or lower. Heave tended to increase one to three months after major rainfall, suggesting that swelling pressure linked to moisture rise is a governing factor. A staged reinforcement concept that includes micropiles and post-maintenance was developed, and criteria for evaluating the need for invert installation were prepared. The findings provide a technical basis for understanding invert heave and establishing practical maintenance guidelines.