7. 깎기 비탈면 설계, 깎기부 비탈면 붕괴 원인 및 대책

기출

- 85회 사면붕괴에 대한 대책공법과 공법선정시 유의사항에 대하여 설명하시오.

93회 풍수해로 인한 도로비탈면의 피해 및 대책방안을 설명하시오.

101회 깎기구간의 비탈면 안정성 확보를 위한 보강공법의 종류와 현행 보강공설계의 문제점 및 개선방향

103회 비탈면 붕괴사고예방을 위한 비탈면 조사요령과 비탈면 안정처리 대책

108회 도로(공항) 건설 중 또는 완공후에 대절토사면에서 발생할 수 있는 사면붕괴원인 및 형태, 사면복구대책과 방법에 대하여 설명하시오.

115회 도로절토사면의 붕괴유형과 붕괴원인 및 절토사면 설계 시 유의사항에 대하여 설명하시오.

117회 도로의 대절토사면 점검 및 관리대책에 대하여 설명하시오.

124회 도로절토사면의 붕괴 원인과 대책에 대하여 설명하시오.

128회 사면의 붕괴 원인 및 안정성 향상 대책에 대하여 설명하시오.

 

󰊱 개요

1. 도로의 비탈면은 절·성토에 의해 필연적으로 발생하며 강우, 적설, 풍화작용, 동결융해 등으로 지반이 불안정해진다.

2. 매년 비탈면 붕괴사고가 발생되어 사회적·경제적 피해가 크므로 설계·시공·유지관리 전 단계에 걸쳐 신중을 기해야 한다.

3. 본문에서는 깎기 바탈면 설계시 고려사항, 비탈면 붕괴유형, 원인 및 방지대책에 대해 기술한다.

 

󰊲 깎기비탈면 설계시 고려사항

1. 일반적 고려사항

1) 비탈면 안정해석 및 경사와 소단 결정

2) 지하수, 지표수 배수 계획

3) 장기적 비탈면 표면 보호공법

4) 시공중 관리방안, 유지관리를 위한 계측 및 점검시설

2. 암반 비탈면 설계 시 고려사항

1) 단층면, 파쇄대 고려 경사 결정

2) 암석 풍화를 고려한 경사도 확보

3) 연약 암반대 구간 비탈면 경사 및 보강대책 수립

4) 층리, 절리 등 불연속면 보강대책 수립

층리

단층 파쇄대

 

󰊳 붕괴 유형, 원인 및 방지대책

1. 비탈면 붕괴 유형

1) 활동 : 전단저항력이 상대적으로 작은 비탈면의 하단쪽으로 토체 및 암괴가 이동하는 현상

① 평면, 쐐기, 원호파괴

2) 흐름

① 운동이 점성 유체의 유동과 유사한 형태

② 토석류, 산사태

3) 전도

① 암석 블록들이 어떤 기준축 중심으로 중력에 의해 회전

4) 낙석

① 뜬돌이나 암편이 모암에서 분리된 암석 등이 비탈면 아래로 떨어지는 현상

 

2. 비탈면 붕괴 원인 (자연적, 지질적, 설계시공, 유지관리)

1) 자연적 원인

① 지표수, 지하수 침투, 침식, 간극수압 상승

② 동결융해에 의한 전단강도 감소, 암반강도 저하

2) 지질적 원인

① 단층, 파쇄대, 절리, 층리 등 존재 변질대, 붕적토 분포

② 암석 및 암반의 풍화, 강도 열화

3) 설계·시공상 원인

① 미흡한 지반조사, 사면해석 오류, 과발파

4) 유지관리상 원인

① 변화감지 곤란, 계측기 미설치 등

 

3. 비탈면 붕괴 방지대책

1) (face mapping) 암반 비탈면 발생 시 정밀 face mapping 실시

① 3차원 정밀 측정 기법 도입, 유지관리 기초자료로 활용

2) (면정리) 대절토부 발파 후 면 정리 방법 개선

① 계획면에서 0.5~1m 부터 브레이카로 정리

3) 공용중 소규모 sliding 발생 시 즉시 보수보강, 안정성 확보

① 경사 완화, 계단식 옹벽, 합벽식 콘크리트

4) (터널확대) 비탈면 발생 최소화가 되도록 터널 적용 확대

① 비탈면 높이 30m, 연장 200m 이상 터널 적용

5) (갱구부) 터널 갱구부 비탈면 지반·지형 고려

① 터널 연장 축소 위해 대절토 지양

6) (피암터널) 수변지역, 편측 비탈면 과대시 피암터널 적용

① 비탈면 높이 최소화

7) (우회) Talus등 낙석위험지역 노선 우회

① 토석류 및 낙석 지역은 안전을 고려하여 노선 우회를 최우선 검토

② 부득이 링네트 등 보강시설 설치

8) (심부형맹암거) 지표수, 지하수, 추가적 풍화, 침식에 대한 대책

① 산마루 측구 + 심부형 맹암거 설치, 간극수압 저하

② 경사완화, 지반 특성 고려 녹화공법 적용, 숏크리트 타설

9) (라이닝) 절토부 산마루 측구, 깎기부 도수로 현장타설 라이닝 공법 적용

① 조립식 제품 사용시 측면 세굴 발생

② 우수침투, 간극수압 증가, 비탈면 붕괴 원인 제공

10) (용출수) 비탈면 용출수 처리대책 수립

① 용출수 처리시설 : 배수층, 맹암거, 수평 배수공

11) (비탈면녹화) 주변 식생과 조화 되는 비탈면 녹화공법 선정 적용

① 암 절개면 : 식생기반재 뿜어 붙이기

② 산성 암반 : 중성화 녹화 공법 적용

12) 연약 암반대구간 비탈면 보강공법 적용

① 쏘일네일링, 락볼트, 절토부옹벽

 

󰊴 결론

1. (표준경사) 지반 조건별 비탈면 표준경사 세분화 정립 위해 장기적 추적조사 통한 공학적 분석 db구축

1) 현행 획일적 표준경사 제시, 적용

2) db구축하여 지반 조건별 경사 적용

2. (지반조사) 최적 설계 위한 지반조사 강화 및 대가 지급 기준 정립 제시

1) 현행 : 최소 기준 적용, 설계 시행

2) 비탈면 보강 필요 시 정밀 지반조사 실시

3. (여러단면) 비탈면 구간별 여러 단면 안정해석 후 구간별 보강설계 수행하도록 설계기준 개선

1) 현행 : 대표단면 해석 후 전 구간 보강 실시, 과다설계

2) 개선 : 깎기구간 암반 특성에 따라 여러 단면 해석 필요

4. 절대소단 설계기준 변경(개선) 필요

1) 현행 : 발파암 20m 이상

2) 개선 : 발파암 10m 이상, 비탈면 안정성 증대

5. 시공 전 시험결과 도출된 토질정수 적용하여 비탈면 안정 재해석 및 검증하도록 절차 개선

1) 설계 시 토질정수 추정

6. 깎기부 비탈면 시험시공 및 모니터링 도입

1) 비탈면 녹화와 절토 동시 시행, 상호 보완 성능확보

7. (계측) 깎기 비탈면 자동 계측 시스템 도입 의무화

1) 비탈면 이상 사전 인지, 교통안전성 강화

2) 절토 사면(비탈면)에 음향센서, 광섬유 센서 등을 설치하여 위험징후를 자동 감지

8. (드론) 드론을 활용한 비탈면 및 토석류 분석 관리

1) 비탈면 상태확인, 유지관리, 비탈면 3차원 모델링, 시뮬레이션

2) 토석류 위치 범위 조사

3) 촬영데이타 영상 분석, 물량 산출

4) 도로 유실상황 조사