토목기사 요약/터널공 문서 원본 보기

== 출제기준 ==
2019-2021

* 조사, 암반분류
* 굴착공법
* 발파
* 지보, 보강공법
* 콘크리트 라이닝, 배수
* 특수공법
* 터널 계측 및 부대시설

== 조사, 암반분류 ==

=== 암석의 채취 ===
♣♣ 19-1 등

회수율 <math> = \frac{\text{채 취 된  시 료  길 이 }}{\text{코 어  이 론 상  길 이 }}</math>

<math>RQD = \frac{10cm \text{이 상  회 수 된  부 분 의  길 이  합 }}{\text{코 어  이 론 상  길 이 }}</math>
{| class="wikitable"
|+
!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 ===
09-1, 11-2

* RMR
* Q 분류법
* RQD 분류법
*[https://civileng7.tistory.com/2182 절리] 간격에 의한 분류
* 풍화도에 의한 분류

==== RMR ====

♣♣♣00-2, 17-1

구성요소4. 또는 절리가 발달된 암반을 공학적으로 판단하기 위한 암질변수로 물어봄.(00-2)

# 암석 강도
# RQD
# [http://blog.naver.com/sneveragain/90188589238 불연속면] 간격
# 불연속면 상태
# 지하수 상태

==== Q 분류법 ====
♣♣ 04-1, 05-2, 11-1, 17-2 계산

07-2, 08-2, 11-3 각 항의 의미

<math>Q (\text{정 수 })=\frac{RQD (\%)}{J_n} \times \frac{J_r}{J_a} \times \frac{J_w}{SRF}</math>

*<math>\frac{RQD (\%)}{J_n}</math> : 암반을 형성하는 블록의 크기
** J<sub>n</sub> : 절리군 수
* <math>\frac{J_r}{J_a}</math> : 절리 전단강도
** J<sub>r</sub> : 절리면 거칠기 계수(Joint Roughness number)
** J<sub>a</sub> : 절리면 변질계수(Joint Alteration number)
* <math>\frac{J_w}{SRF}</math> : 암반 응력상태
** J<sub>w</sub> : 지하수 보정계수
** SRF : 응력 저감 계수(Stress Reduction Factor)

=== 암반 불연속면 조사항목 ===
3가지 (12-2)

* 절리 방향
* 절리 간격
* 절리 거칠기
* 절리 연속성
* 절리 간극(틈새 크기)
* 절리 간극 충전물

=== 터널 막장 불연속면 파괴종류 ===
11-2

* 평면파괴
* 쐐기파괴
* 원호파괴
* 전도파괴

[https://04plan.tistory.com/m/162?category=599531 블로그 그림 참고]

=== 암반 탄성계수 결정 시험 ===
01-2, 09-2

* Jacking test(암반 평판재하시험)
*[https://blog.naver.com/bestfd21/220816348780 공내 재하시험]
* 동적 반복재하시험

=== 암반 초기응력 측정방법 ===
07-1, 11-1

* 응력 해방법
* 응력회복법
* 수압파쇄법
* AE법

=== 기타 시험 ===
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? 

<math>\sigma_t = \frac{2P}{\pi DL}</math>
* P : 파괴 시 압축하중
* D : 시편 직경
* L : 시편 길이

==== 물리탐사 ====
5가지(03-2, 05-2)
* 방사능 탐사법
* 탄성파 탐사법
* 전기 탐사법
* 전자기파 탐사법(GPR 탐사법)
* 음파 탐사법
* 시추공 탐사법

===== 탄성파 탐사법 =====
암반의 탄성계수 E(99-3, 02-1, 17-1)

<math>V = \sqrt{\frac{E}{\frac{\gamma}{g}}}</math>

* V : 압축파(P파) 속도
* γ : 암반의 단위중량
* g : 중력가속도

== 굴착공법 ==
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)

[[wikt:도갱|도갱]]을 선진시켜 용수의 확인을 한 다음, ring 상으로 굴착, 동바리공, [[wikt:복공|복공]]을 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
* [https://cdn5.vectorstock.com/i/1000x1000/65/79/jack-leg-drill-vector-706579.jpg leg drill(사진링크)]
** 수평 천공용
** 모든 암반을 신속 천공
** 저소음 저진동

[[File:Tennessee Valley Authority Douglas Dam French Broad River Sevier County TN man with jackhammer 1942.gif|thumb|jack hammer]]

본 터널 시공 전 본터널에서 약간 떨어진 곳에 파이럿 터널 시공하는 주 목적 3가지(♣ 93-3, 97-2)
* 버럭반출
* 재료운반
* 환기
* 배수

[[wikt:여굴|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
*[[wikt:백브레이크|백브레이크]] 발생 방지
* 적정량 폭약 사용
* 정밀 폭약 사용

수중에서 기계에 의해 다량의 암석제거하는 방법 적기(85-3)
* 준설선
* [http://blog.daum.net/cinematang/11758696 중추식 쇄암선]
* 연속충격식 쇄암기

== 발파 ==
뜻풀이 문제

최적심도, 임계심도(optimum depth)(19-2)
* 분화구가 최대 체적을 가질 때의 장약 깊이.
*<math>N = EL^\frac 13 \quad [m]</math>
**E : 변형에너지(암석은 4 ~ 5)
**L : 장약량(kg)

누두지수(♣19-2)
* [[wikt:누두공|누두공]] 형상을 나타내는 지수.
*<math>n = \frac RW</math>
**n = 1 : 표준장약
**n > 1 : 과장약
**n < 1 : 약장약

용어 문제

폭약 형상에 관계없이 폭약 중심에서 자유면까지 최단거리는?(♣ 92-2, 99-4)
* 최소저항선

[[File:누두공.png|thumb|누두공 그림. W : 최소저항선, R : 누두반경|351x351픽셀]]

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)

<math>L = CD^2</math>
* 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 ===
용어 문제

주성분은 과염소산암모니아<chem>(NH4ClO4)</chem>이며, 규산철<chem>(Fe2SiO4)</chem>, 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<ref>[http://contents.kocw.net/KOCW/document/2016/chosun/kangseongseung/2.pdf KOCW 조선대 강의자료] 14쪽</ref>
* DS : [[w:데시|Deci]]second : 0.1초 이상

=== 발파의 기본식 ===
전체적으로 이해하기 ♣♣

기본식(Hauser 공식)

표준장약량(kg)

<math>L = CW^3</math>

* C : 발파계수

식이 어떻게 나온건가 하면...(참고)

원뿔 부피를 이용해서 나온 것임.

<math>\begin{align} V & = \frac 13 \pi R^2 W \\
                & \doteqdot 1 \times R^2 W  \\ \end{align}</math>

표준장약 시 R = W이므로

<math>V = W^3</math>

표준장약량은 분화구 체적과 비례하고, 비례상수는 C로 쓴다면

<math>L = CW^3</math>

==== 1 자유면 발파계수 ====
장약량과 변수들간 관계, 변수 의미 ♣♣93-1, 93-4, 99-1, 99-2 

<math>C = ged \cdot f(w)</math>

* 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 ====
식이 달라서 이해 안 되는 부분이라 살짝 외워야할 듯. 99-4 한 문제 나옴.

압력 작용면적

<math>A = C_a WS = nd \times d</math>

[[File:직교 2자유면 발파.png|right|300px]]

* C<sub>a</sub> : 암석계수
*S : 압력 작용면 주면 길이<math>= 2 (nd + d)</math>
*nd : 장약 길이
*d : 공정(구멍 직경)

천공길이

<math>D = W + \frac{nd}{2}</math>

장약량[W]

<math>L = \underbrace{ \frac{\pi d^2}{4} \times nd }_{\text{장 약 체 적 }} \times g</math>

* g : 장약 비중

참고자료
* [http://contents.kocw.net/KOCW/document/2016/chosun/kangseongseung/3.pdf KOCW 조선대 강의자료(PDF) - 벤치발파]
* {{서적인용|제목=토목기사 실기|날짜=2019|성=박영태|이름=|출판사=세진사|쪽=370|판=|장=}}

==== 벤치컷 필요 장약량 ====
벤치컷 모양 생각하면 됨. 쉽게 유도 가능.

♣89-1, 92-1, 94-1, 96-1, 96-5, 97-4

<math>L = CWSH \quad [kg]</math>
* S : 천공 간격(m)
* H : 벤치컷 높이(m)

천공깊이(92-1, 97-4)

<math>N = H + (0.1 \sim 0.3) {\color{red} W }</math>

평균값 0.2W로 계산하면 됨.

=== 천공기 속도 ===
♣♣♣06-2, 08-2, 19-1, 19-2

<math>V_T = \alpha C_1 C_2 V</math>
* V<sub>T</sub> : 천공속도(착공속도)(cm/min)
* V : 표준암 천공(착공) 순속도(cm/min)

=== 조절발파공법 종류 ===
= controlled blasting

4가지 ♣♣ 05-2, 08-3, 12-1, 17-4

* line drilling
* cushion blasting
* smooth blasting
* pre splitting

[http://contents.kocw.net/KOCW/document/2016/chosun/kangseongseung/6.pdf 많이 자세한 조절발파공법 설명 자료... pdf임]

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 ==
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
*[https://www.youtube.com/watch?v=JcHUz3dIIko 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
*[https://civileng7.tistory.com/1210 pipe roof 공법]

pipe messer<ref>조합한 특수 강판을 jack으로 1매씩 본바닥 관입시켜 흙막이판으로 둘러싸인 공간을 굴착하면서 동바리 설치하는 공법</ref> 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) ===
건식법 특징(18-2)
* 많은 분진발생
* 반발(rebound)량이 많음.
* 작업원 숙련도에 따라 품질이 좌우됨.

=== 락볼트 ===
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 ==
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

[[파일:Проходческий комбайн 2.JPG|섬네일|road header]]
하저 통과 터널식 공법 3가지(93-4)
* shield 공법
* NATM 공법
* 침매공법
* 잠함공법(pneumatic caisson method)

=== NATM ===
♣♣♣ 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)
* [https://postfiles.pstatic.net/20140113_73/sneveragain_1389575686947i8Moc_PNG/4.png?type=w2 내공변위]

=== 침매공법 ===
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 ===
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 ==
94-3, 00-2

* 배기식
* 송기식
* 흡인식

== 터널 부대시설 ==
방재시설(17-2)

* 소화설비 : 소화기, 소화전, 물 분무 소화설비
* 경보설비 : 긴급전화, CCTV, 터널진입차단설비
* 피난대피시설 : 비상주차대, 피난연결통로
* 제연설비
* 비상전원설비

참고자료 : [http://www.law.go.kr/%ED%96%89%EC%A0%95%EA%B7%9C%EC%B9%99/%EB%8F%84%EB%A1%9C%ED%84%B0%EB%84%90%EB%B0%A9%EC%9E%AC%EC%8B%9C%EC%84%A4%EC%84%A4%EC%B9%98%EB%B0%8F%EA%B4%80%EB%A6%AC%EC%A7%80%EC%B9%A8 국토교통부 - 도로터널 방재시설 설치 및 관리지침]

== 각주 ==