8. 도로의 깍기 비탈면 낙석예방 대책

기출 : 단답형 118회

- 129회 도로 비탈면의 낙석 발생원인과 보호 및 보강방안에 대하여 설명하시오.

 

󰊱 개요

1. 낙석은 암반내 불연속면(절리, 편리, 층리 등의 갈라진 틈)의 이완현상에 의해 암편이 모암으로부터 분리되어 낙하하는 현상으로 규모면에서 암편을 셀 수 있을 정도의 소량의 것을 의미하며

2. 사면 붕괴는 토사나 암석이 대규모로 무너져 내리는 현상으로 체적으로 표현되는 대량의 것을 말한다.

 

󰊲 낙석발생 원인

- 낙석이 발생하는 원인은 크게 두 가지로 자연발생적인 것과 인위적인 것이 있다.

1. 자연낙석은 주로 해빙기와 우기에 많이 발생

1) 해빙기에 눈과 얼음이 녹는 과정에서 바위 표면이 팽창하거나 수축하면서 돌이 떨어지는 경우

2) 여름철 집중호우로 인한 용식작용 때문에 발생

3) 암석의 일부가 풍화작용으로 응결력을 잃거나 태양의 복사열로 바위 표면이 열팽창하거나 수축작용을 하면서 발생

2. 퇴적암의 차별 풍화

1) 사암과 셰일층 교호시 발생

2) 셰일층 차별 풍화, 강도저하 침식 → 사암 하부지지력 상실

3. 붕적층, 화강암, 변성암의 핵석지반 존재

1) 붕적층, 핵석지반 : 토사, 암 혼재

2) 지표, 지하수 토사 세굴로 하부지지력 상실

4. 상부 자연사면의 낙석

1) 뜬돌 : 열화과정으로 모암이탈, 토사 내 분포

2) 지표수 세굴 작용, 지지력 상실, 식생으로 사전인지 곤란

5. 시공 불량, 발파균열에 의한 낙석

1) 면정리 불량, 과발파, 균열 및 뜬돌

 

󰊳 낙석에 대한 대책

1. 보강공법

1) 절취공법(Resloping)

① 경사도 완화, 이완 암편 제거 등을 수행하여 절개면을 안정화시키는 공법

2) (면정리) 대절토부 발파 후 면 정리 방법 개선

① 계획면에서 0.5~1m 부터 브레이카로 정리

3) 앵커, 록볼트

① 원지반과 결속력 증대, 비탈면 보강

4) 콘크리트 버팀벽

① 절취공사 중 과다발파, 암 탈락, 침식현상 등에 적용

5) 콘크리트 블록공법(Concrete Crib)

① 절개면에 격자블럭을 시공, 절개면의 풍화침식작용을 차단

6) 숏크리트(Shotcrete)

① 표면의 침식, 암석의 풍화, 불연속면의 이완 등을 방지

② 비탈면 표면을 시멘트, 모래, 물의 혼합 모르타르를 피복

7) 배수공법(Drainage)

① (용출수) 비탈면 용출수 처리대책 수립

- 용출수 처리시설 : 배수층, 맹암거, 수평 배수공

- 암반 풍화, 강도저하 방지

② 지표수, 지하수, 추가적 풍화, 침식에 대한 대책

- 산마루 측구 + 심부형 맹암거 설치, 간극수압 저하

8) 식생공법 : 지반 특성 고려 비탈면 녹화공법 선정 적용 / 기상, 정개면 경사도, 일조량

① 암 절개면 : 식생기반재 뿜어 붙이기

② 산성 암반 : 중성화 녹화 공법 적용

 

2. 보호공법

1) 낙석방지망

① 망, 와이어로프 등의 철망 및 강선재료를 사용하여 낙석의 우려가 있는 비탈면을 덮어 낙석의 발생을 억제하는 시설물

② 낙석을 미연에 방지함과 아울러 낙석이 발생한 경우에는 돌이 튀지 않도록 방지망 밑으로 유도하는 시설

2) 낙석방지울타리

① 지주와 지주 사이를 와이어 로프와 철망 등으로 연결하여 비탈면으로부터 떨어지는 낙석의 에너지를 흡수함으로써 낙석으로 인한 피해를 막는 시설이다.

3) 낙석방지옹벽

① 비탈면 하단부에 설치함으로써 토사나 낙석이 도로로 떨어지는 것을 막는 옹벽형 구조물이다.

4) 피암터널

① 대규모의 낙석이 예상되나 낙석방지시설을 설치하기가 어렵거나 많은 비용이 소요가 되는 구간에 설치하는 터널형의 구조물이다.

② 설치 필요구간

- 도로 절취 구간에 여유가 없는 급경사 비탈면

- 낙석 규모가 크고, 낙석방지지설로 방호 곤란시

- 급경사부, 대절토 연속 발생구간

5) 식생공법은

① 표면에 식생으로 피복시켜 동결융해나 풍화 등으로 부터 암반을 보호하여 낙석발생을 억제하여 주는 표면보호 방법이다.

 

3. 낙석방지시설의 선정 시 고려할 사항

1) 절개면의 지형 및 지질

2) 낙석방지시설의 기능 및 내구성

3) 예상되는 낙석의 규모와 에너지

4) 피암터널 설치 및 관리시 고려사항

① 시공중 우회도로 및 교통통제 조건

② 장래 확장 계획과 경제성

③ 하부지반 안정성

 

󰊴 결론

1. (우회) 노선 선정 시 테일러스구간은 우회를 원칙으로 하고 부득이 통과 시 저촉을 최소화 하고 정밀조사를 바탕으로 비탈면 보강대책을 수립

1) 완전제거 공법 : 경제성·환경성·시공성 검토 후 결정

2) 그라우팅 + 앵커 : 장기간 이완, 풍화 우려시 적용

3) 링네트 공법 : 계곡지형 적절

4) 낙석방지망, 방지책 : 소규모 낙석 발달지역 적

2. (시험시공) 깎기부 비탈면 시험시공 및 모니터링 도입

1) 비탈면 녹화와 절토 동시 시행, 상호 보완 성능확보

3. (즉시보수보강) 공용중 소규모 낙석 발생 시 즉시 보강·보호공적 적용, 안정성 확보

1) 경사 완화, 계단식 옹벽, 합벽식 콘크리트

4. (계측) 깎기 비탈면 자동 계측 시스템 도입 의무화

1) 첨단 ITS적용 비탈면 이상 사전 인지, 교통안전성 강화

2) 절토 사면(비탈면)에 ICT 등을 설치하여 위험징후를 자동 감지

3) 낙석 발생시 네비게이셩, vms 등을 통해 실시간 전달

4) 스마트 cctv 설치

5. (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