터널의 붕락 형태 1) 발파 직후 무지보 상태에서의 막장 붕락 2) 숏크리트 타설 후 붕락 3) 터널 라이닝 타설 후 붕락

 

• 터널공법과 사고: NATM과 TBM공법 모두에서 터널사고가 꾸준히 발생하고 있으며, 특히 도심지 터널공사에서 사고가 많이 발생하고 그 영향도 심각함.
• 터널사고의 원인: 지질 및 지반 문제, 설계상의 오류와 해석문제, 시공기술 부족과 관리문제 등이 주된 원인임. 특히 지반조사 부족, 설계해석 오류로 인한 잘못된 지보선정, 시공경험 부족 등이 가장 근본적인 문제.
• 터널사고의 영향: 작업자 피해뿐 아니라, 지상인프라 손상, 환경영향, 공기지연, 손실보험, 책임문제 등 심각한 2차적 영향을 초래함.
• 터널사고 예방 대책: 리스크 분석에 기반한 리스크 관리가 핵심이며, 국제터널협회(ITA)에서는 정량적 리스크분석 가이드라인을 제시하고 프로젝트 전단계에 걸친 선제적 리스크 관리를 강조하고 있음.

 

 

 

 

터널 굴착 단계별 붕락 형태를 정리하면 다음과 같습니다.

1. 발파 직후 무지보 상태에서의 막장 붕락
- 벤치부 파괴: 터널 하부 벤치 굴착 시 발생
- 천장부 파괴: 터널 상부 천장 쪽에서 낙반 등으로 인해 발생
- 막장부 파괴: 터널 전방 막장면에서 과도한 변형이나 낙반으로 발생
- 전막장 파괴: 막장 전체가 불안정해져서 일시에 붕락
- 연약대 파괴: 터널이 연약대를 통과할 때 막장 및 주변부 과도변형으로 붕락
- 표토층 파괴: 터널 굴착으로 인해 상부 표토층까지 영향을 미쳐 함몰 발생

2. 숏크리트 타설 후 붕락
- 지보재 설치 후에도 지반 자립성 부족으로 인버트에서 침하, 전단파괴 발생
- 터널 주변 지반의 측압으로 인해 바닥부 부풀림 현상
- 터널 측벽부 콘크리트 라이닝에 측압이 작용해 파괴 발생

3. 터널 라이닝 타설 후 붕락  
- 전단파괴: 콘크리트 라이닝에 과도한 전단력 작용으로 파괴
- 압축파괴: 라이닝에 과도한 압축력으로 인해 파괴
- 휨과 축력의 조합파괴: 휨모멘트와 축력의 복합작용으로 라이닝 파괴
- 국부파괴: 낙반 등에 의해 라이닝 일부분이 국부적으로 파괴

터널 굴착 초기 무지보 상태일수록 막장부, 천장부 등 국부적 붕락 가능성이 높습니다. 숏크리트와 록볼트 등 1차 지보재 설치 후에는 주로 측압에 의한 변형과 파괴가 발생하며, 콘크리트 라이닝까지 타설된 후에는 과도한 외력에 의한 구조적 파괴가 주요 붕락 형태라 할 수 있습니다.