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토공사 지침서

1. 적용범위 및 목적

토목공사에 소요되는 인력, 장비 및 재료를 공급하고 공사를 시행하는 것, 품질검사 등 흙 작업에 관련되는 내용을 문서화하여 품질관리를 하는데 그 목적이 있다.

2. 책임과 권한

2.1. 현장소장

전체적인 토공작업의 계획을 수립하고 장비운영을 총괄한다.

2.2 공무담당

장비운영 및 장비조합, 인력관리를 하고, 작업량을 집계하여 현장소장에게 보고한다.

2.3 검사자/시험요원

시방규정에 적합한 품질시험을 하고, 토질의 적합성 여부를 판단한다.

3. 작업지침 및 절차

3.1. 공사과장은 장비계획 및 인력계획을 수립하여 현장소장에게 보고한다.

3.2. 현장소장은 전체적인 공정에 맞추어 장비의 운영을 지시하고 토취장 및 사토장을 마련하여 작업에 지장이 없도록 한다.

3.3. 품질담당자는 성토작업을 하기전 시료를 채취하여 발주처의 승인을 득하여야 하며 규정에 따라 다짐 및 밀도 시험을 통해 품질검사를 한다.

3.4. 현장소장은 작업진행 과정이나 작업량을 집계하여 월말 본사에 보고한다.

4. 품질검사 LIST

4.1. 성토용 재료

성토공에 사용할 흙은 도로면 깎기, 배수공 및 구조물공 터파기에서 발생하는 흙 중에서 사용승인을 받은 재료이거나 승인된 토취장에서 반입된 재료이어야 하며 나무토막, 나무뿌리, 식물 및 기타 유해물이 포함되어 있어서는 아니된다.암괴나 토괴는 전압작업에 지장이 없는 크기로 깨어서 사용하여야 하며30cm 이상되는 암석은 성토의 전구간에서 또는 일부구간에서 그 사용을 금지한다. 최종 1m 심도의 성토공(노상)에서는 직경 15cm이상되는 암석을 사용할 수 없다.

4.2. 토공시공중의 배수

도급자는 주요 토공을 시공하기 전에 성토부, 토취장, 절토부 및 원지반에 고인물을 배수하여야 하며 공사를 시행하는 기간중에도 임시시설, 배수구 또는 기타 배수시설을 설치하여 적절한 배수조치를 하여야 하되 도로부지 범위 밖의 토지에 배수를 하여서는 안된다.

4.3. 표토 제거

표토는 식물의 뿌리가 함유되어 있어 공사감독이 성토재료로서 적합하지 못하나 다른 목적에 사용할 수 있다고 판단하는 자연지표의 얇은 층을 말한다.표토의 제거는 공사감독이 지정한 장소에서 지시된 깊이 만큼 시행하여야하며 표토제거의 특별지시가 없을 경우에는 그 표토 제거는 일반절토의 일부로 간주한다. 제거할 표토로서 비탈면 기슭에 재사용할 것은 공사감독이 적합하다고 인정한 평탄하고 배수가 잘 되는 곳에 보관하여야 하며, 사토로 취급할 표토는 공사감독이 지정하는 곳에 반출하여 사토 하여야 한다.

4.4. 흙 깎 기

4.4.1. 우기

우기 중에는 점토질 구간의 절토는 시행할 수 없으며 포장공의 첫층을 포설하는 단계에 이르기까지는 강우에 의한 시공면의 손상을 가능한 한 피하기 위하여 시공계획고상의 20cm이하로 절토를 해서는 안된다.

4.4.2. 마무리

깎기는 설계도면에 맞게 말끔히 시공하여야 하며 깎기한 표면은 공사 감독의 지시대로 또는 설계도면에 명시된 종단면 및 횡단면과 일치되게 말끔히 끝마무리하여야 한다. 흐트러지거나 파쇄되었거나 돌출되어 있는 암은 제거하여야 한다.

4.4.3. 허용오차

깎기 시공의 허용오차는 다음과 같다.

․ 노상 : ± 3cm

․ 토사구간의 절취법면 : ± 10cm

․ 리핑암구간의 절취법면 : ± 20cm

․ 발파암구간의 절취법면 : ± 30cm

4.4.4. 깎기의 토질분류

깎기의 토질은 다음과 같이 분류한다.

① 토사

보통 불도저 또는 스크레이퍼를 사용함으로써 효과적으로 깎을 수 있는 점토 및 모래, 자갈 또는 작은 돌이 섞인 흙, 부식암은 “토사”로 분류한다.

② 리핑암

유압식 갈퀴(ripper)를 장치한 불도저(최소출력 270마력)로 파쇄 절토할 수 있는 암을 “연암”으로 분류한다.

③ 발파암

갈퀴(Ripper)의 사용이 부적합하고 발파로서만 제거할 수 있는 암을 “경암”으로 분류한다.

④ 깎기재료의 분류

도급자는 깎기중 토질분류에 변화가 생길 경우 설계도서와의 이상 유무를 즉시 공사감독에게 보고하여 확인을 받은 후 시공하여야 한다. 연암 또는 경암의 깎기는 해당 종단을 확인한 후 공사감독의 승인없이는 시공할 수 없다. 도급자와 공사감독 사이에 토질분류에 관하여 이견이 있을 경우에는 공사감독의 결정에 따른다.

4.5. 운 반

운반은 깎은 재료 또는 사토를 원위치 또는 재료원으로부터 공사에서 정하여진 최종 위치까지 운반하는 것을 말한다. 토사의 운반은 승인된 토공계획과 일치되도록 시공되어야 한다. 공사감독은 필요하다고 판단할 경우 토공계획을 변경 할 수 있으며 도급자는 그 지시에 따라야 한다. 토공시공중 운반장치를 시공중인 도로면 전폭을 균일하게 접압할 수 있도록 통행하게 한다. 도급자는 시공 작업시간중 또는 작업시간 후에도 운반장치의 바퀴자국에 표면수가 고이지 않도록 각별히 유의하여야 운반토는 통행에 지장이 없도록 수시로 보수 관리하여야 한다.

4.6. 성토공법

4.6.1. 성토공은 소요폭으로 전압한 후에 두께가 노상은 20cm 그리고 노체는30cm를 초과하지 않게 균일한 수평층으로 성토하여야 하며, 각층을 승인된 장비로 고루펴고 다듬어서 소정의 형상을 이루도록 한다. 각층의 표면을 불룩꼴(camber) 또는 4%이상의 횡단구배를 두어 표면수가 잘 흘러 내리게 함으로써 물이 고이지 않도록 하여야 하며 먼저 시행할 층을 소정의 형으로 완전히 전압하기 전에는 다음층을 시공할 수 없다. 성토공은 설계도면 또는 공사감독의 지시에 따라 시공되어야 하며 설계도면에 표시된 법면 구배는 예상 사용재료에 따른 예상구배 이므로 공사감독이지시에 따라 실제 사용재료에 적합한 구배로 변경할 수 있다.

4.6.2. 전압작업은 재료의 함수량을 소정의 밀도를 얻기에 적합한 함수비로 조정하거나 또는 공사감독의 판단으로 변경한 최적함수비로 조정하기 전에는 시행 할 수 없다. 건조 또는 추가 살수등에 의한 함수비 조정은 사용승인을 받은 전압장비의 종류에 따라 정하며 그 최적 함수비는 전압코자 하는 전포설층에 균일하여야 하며 전압작업이 끝날때까지 유지되도록 하여야 한다. 과다한 함수비의 조정이 불가능한 상황에서는 소정의 함수량을 얻을 수 있는 기상 및 배수상태가 될때까지는 전압작업을 연기하여야 한다.

4.7. 법면보호공

떼는 뿌리가 무성한 것으로써 말라 죽을 우려가 없는 것이어야 하며 건조되지 않도록 조치하여 활착 관리토록 하여야 한다. 떼붙임공이 실질적으로 불가능한 경우에는 공사감독의 지시에 따라 파종을 할 수 있다.

4.7.1. 성토경사면(줄떼)

줄떼는 폭이 10cm이상인 것이어야 하며 도로에 평행으로 30cm간격으로 붙이고 습윤상태의 고운 흙으로 엷게 덮어서 잘다져야 한다.

4.7.2. 절토경사면(평떼)

평떼는 붙임다음 표면을 두드려 비탈면에 밀착시킨 후 꼬챙이를 꽂아 흘러 내리지 않도록 하여야 한다. 꼬챙이의 수는 떼가 흘러내리지 않도록 하는데 충분한 수이어야 하되 최소한 떼 하나에 두 개 이상이어야 한다. 떼붙임이 끝난 후에는 엷게 고운 흙을 덮고 두드려야 한다.

4.7.3. 리핑암, 발파암 경사법면(암면고르기)

완성된 암사면은 모양이 균일하도록 암면고르기를 실시하여 발파로 인하여 균열이 발생한 상태에서 그대로 모암이 붙어있는 부석을 제거하여야 하며 사면이 균일하도록 하고 암브스러기는 깨끗이 정리하여야 한다.

4.7.4. 측구 및 도수로

사면의 붕괴 및 유실을 방지하기 위하여 필요한 구간에는 설계도서나 감독의 지시, 승인받은 구간중 절토사면에 산마루 측구와 도수로를 설치하고 성토 사면에는 측구 및 도수로를 설치하여 배수가 용이하도록 한다.

터널공사지침서

1. 적용범위 및 목적

본 장은 시공에 관한 절차와 재료의 공급, 저장, 취급 등을 문서화하여 체계적인 품질관리를 하는데 그 목적이 있다.

2. 책임과 권한

2.1 현장소장

현장전체의 작업 및 터널공사의 구체적인 계획을 수립한다.

2.2 공사과장

터널공사의 진행과정을 관리, 감독, 검사하는 책임이 있다.

2.3 품질담당

각종 자재 및 완성품의 품질검사를 하는데 그 목적이 있다.

3. 작업지침 및 절차

3.1. 공사과장은 장비 및 인력 계획을 수립하여 현장소장에게 보고한다.

3.2 현장소장은 전체적인 공정에 맞추어 재료 및 장비의 운영을 지시한다.

3.3 품질담당자는 진행과정상 품질검사 및 재료검사의 책임을 진다.

4. 품질관리 LIST

4.1. 지형 및 지질

4.1.1. 조사방법과 순서

지형 및 지질조사는 그 목적과 터널의 규모에 따라 조사사정, 순서, 방법, 범위, 정밀도, 기관 등을 정한다. 조사단계는 일반적으로는 계획조사, 정밀조사 및 필요에 따라서 보완조사 등 3단계로 구분된다. 계획조사는 우선 자료조사와 현지답사를 주체로 한다. 자료조사는 지질도, 학술논문 등은 물론이고, 현지에 가까운 각 기관에 문의하는 것이 가장 현실적인 접근방법이다. 현지답사는 지질, 암석의 분포, 성공, 균열, 단층 등은 물론이고, 애추, 활동등 지형지질의 관찰을 포함한다.정밀조사는 노선의 최종적인 결정과 이 노선에 대한 시공방법, 공정설계, 공사량 선정등의 자료를 얻기 위한 조사로서 계획조사의 단계보다 정밀도를 높인다.

이상과 같은 조사의 주요 내용은 다음과 같다.

① 답사

답사는 노선의 결정, 기타의 필요한 조사계획을 위해 지형, 지질 및 예정터널의 갱구, 공사용 작업갱의 갱구, 토사장, 갱외설비부지, 공사용 도로 등의 지형, 지질 등을 파악하기 위한 것이다. 이는 주로 노선의 관찰에 의하여 필요한 자료를 얻는 방법이다.

② 탄성파탐사

탄성파탐사는 중력탐사, 전기탐사, 방사능탐사, 물리검층 등과 같은 물리 탐사의 일종이다. 탄성파탐사는 굴절파 방법과 반사판 방법의 2가지가 있는데, 터널조사에는 보통 굴절파 방법에 의한 종파측정이 이용된다. 이는 인공지진을 일으켜 이 기진점에서 어느 간격을 취하여 배치된 애진기로 탄성이 다른 지층의 경계면에서 반사, 굴절한 탄성파의 초동을 기록하여 그 주시곡선의 해석에 의하여 지증의 구분, 지하의 구조 등을 판별하는 것이다.탄성파의 전달속도는 지층의 물리적 강도에 비례하므로, 탄성파속도로부터 지층의 고결, 균질, 풍화, 습질등의 정도를 추정할 수 있다.

③ 전기탐사

전기탐사는 지층에 따라 전기상황과 자연전위가 다른 것을 이용하여 지하의 구조를 파악하는 방법이며, 이에는 비저항법과 자연 전위법이 있으나, 터널조사에는 일반적으로 비저항법이 사용된다. 또, 비저항법은 수직탐사법과 수평탐사법의 2가지가 있는데, 수직탐사법이 주로 사용된다. 비저항법은 전극을 지반에 설치하고 이에 전압을 주었을 때의 전류를 측정하여 지하수직방향의 지층변화에 따른 비저항의 차이를 구하여 지층의 구분, 함수비 상태등을 추정하는 조사법이다. 그러나 20m이상 깊은 곳의 정밀조사는 곤란하다.

④ 보링시험

답사, 탄성파탐사 등의 간접적인 방법으로는 터널예정지점의 지하 상황을 정확하게 판단하기 어려우므로, 보링에 의하여 채취한 코어의 관찰, 물리적 시험성 등을 종합하여 보링지점의 지질과 지하수상태를 조사하며, 필요한 경우는 보링조사 결과에 따라 정확한 지질도를 만들 수 있다.

⑤ 선진보링

전술한 바와 같은 여러 가지 조사에 의하여 미리 지질, 용수량등을 고려하여 굴착한 터널도 예상치 못한 지질의 변화와 갑작스런 대용수 등에 의하여 사고나 재해를 일으킨 예가 많다. 그러므로 선진보링(수평보링)을 하여 굴착전에 지질, 용수유무를 확인하고 필요시에는 지하수를 저하시켜 굴진을 안전하게 하는 공법을 채용하고 있다. 최근에는 보링 기계와 굴착 기술의 발달로 장대터널, 해저터널 등에 선진보링이 이용되어 전방의 지질, 용수 등을 조사 확인하면서 안전하게 굴진을 할 수 있게 되었다

4.2. 터 널 굴 착

4.2.1. 굴착형식

터널굴착 형식은 미국식(bench식), 상부개착식, 전지도갱식(pionia식), 일본식, 오스트리아식, 신오스트리아식(NATM), 독일식, 벨기에식, 영국식, 이탈리아식 등이 있다. 굴착 형식의 결정은 공사 전체를 지배하므로 신충히 검토해야한다. 특히 주의할 사항은 여굴을 적게 하는 수단의 강구와 발파공법으 개선에 있다.우선 터널의 단면형상, 연장, 공기등에 따라서 지질, 토피 등의 조건에 적합한 가장 안전하고 경제적으로 빨리 시공될 수 있는 형식을 선정해야 한다.

4.2.2. 기계굴착

터널의 굴착은 대부분 발파공법에 의하나, 최근에는 기계굴착공법도 많이 개발 이용되고 있다. 기계에 의한 굴착은 발파공법에 비해서 여굴이 적고 보다 평활한 굴착면을 얻을수 있으며, 주변의 원지반에 미치는 영향이 적어서 안전성이 높고 지질에 따라서는 공기면에서나 경제적인 면에서 유리한 점이 많기 때문에 구미를 비롯하여 일본에서 상당히 광범위하게 사용되고 있다. 셔블 계류의 굴착기는 지질조건만 잘 고려하면 터널의 막장 전단명의 굴착이 가능하다.굴착기계를 선정할 때는 다음 사항을 고려하여야 한다.

(1) 굴착하고자 하는 터널원지반의 일축압축강도를 조사하고 경제성을 검토한다.

(2) 굴착단면과 굴착기계의 작동범위를 고려하여 인력굴착이 가장 적게 되는 기종을 채용한다.

(3) 버력 적재 반출기 및 기타 적용기 등과의 작업성, 작업장소 등을 고려한다.

(4) 예상되는 지질의 변화에 대처할 수 있는 조치를 사전에 고려하여 선정한다.

(5) 발파공법과의 적용 기타 공법변경에도 대처할 수 있는 기종을 선정한다.

(6) 분해조립이 쉬운 기종을 선택한다.

4.2.3. 여굴과 혹따기

여굴이란 굴착에서 라이닝의 설계 두께보다 외측의 여분의 굴착을 말하며 일반공법에서는 피할 수 없다. 반대로 암반이 설계 굴착선보다 내측에 남는 일이 있으므로, 이것이 천정에 달려 있어 장해가 되고 또 설계단면 대로 복공을 하자면 떨어버려야 한다. 이것을 혹따기라 부른다. 이와같은 여굴과 흑따기는 터널공사비에 큰 영향을 주므로 주변 구명의 천공때는 특히 신중히 다루어야 한다. 여굴을 적게 하기 위하여 최근에는 조절발파(controlled blasting) 공법을 이용하는 경우가 많음은 제3장에서 설명한 바 있다.

4.2.4. 버력운반

천공발파로 발생된 버력을 생 밖으로 반출하는 작업을 버력처리라 말하고, 싣기, 운반, 버리기의 3작업으로 이루어진다. 버력처리는 천공, 폭파, 동바리공 등의 터널 굴착작업 중에서 시간을 차지하는 비율이 가장 크므로, 버력처리는 터널굴진속도를 지배하는 주요한 요소가 된다. 따라서, 싣기 기계, 운반방식, 운반차의 크기, 버력버리기 설비등은 안전을 고려해야 하며 작업 공정이신속하도록 충분히 검토하여 처리 계획을 세워야 한다.

4.3. 동바리공(지보공)

4.3.1. 동바리공의 목적과 종류

안정되어 있는 원지반속에 터널을 굴착하면 단순한 터널벽면의 흙 붕괴뿐 아니라, 터널공간을 폐쇄하려는 작용 즉 지압영향권의 확대를 유발하므로 굴착 후 즉시 콘크리트치기를 하여 영구라이닝하는 것이 이상적이다. 그런데 작업을 진행하면서 그때마다 콘크리트 라이닝을 한다는 것은 실행상 불가능하여 굴착이 끝난 후 라이닝을 완성할 때까지이 기간에 터널의 굴착면을 어느 정도 버티어주어서 굴착한 터널 공간을 보존하기 위해 임시로 설치하는 구조물이 동바리공이다. 지질에 따라 지압영향권의 확대에 시간의 차이가 있고 또 연한 점토와 같은 지질과 견고한 암석 지질과는 굴착후 큰 변화가 일어나기까지 시간 차이가 있다. 즉 굴착과 동시에 동바리 공을 필요로 하는 경우와 오랜 동안 동바리 없이 방치할 수 있는 경우가 있으므로 이들에 대응하여 원지반을 지지하는 목적을 충분히 고려한 동바리 공의 재료와 형식을 선정해야 한다.일반적으로 사용되고 있는 동바리 공에는 강제 아치 동바리공, 록볼트 (루프볼트), 숏크리트 등이 있다.

4.4. 라이닝(복공)

터널 굴착 후 특별한 경우를 제외하고 라이닝(lining)을 해야 한다. 그 재료는 현장타설 콘크리트로 하는 것이 상식으로 되어 있다. 특히 내압이 큰 수압 터널의 경우와 지질이 극히 연약하여 의부하중이 큰 경우 등에는 철근 콘크리트를 사용한다. 라이닝은 터널의 구조상 중요한 요소를 이루는 것으로 토압, 수압 등의하중에 장기적으로 견디어 내고 균열, 변형, 파괴등을 일으키지 않으며 내구성, 수밀성, 평탄성 등의 성질을 가짐과 동시에 터널로서의 필요 공간에 기능을 확실하게 확보유지하여야 한다. 현재는 대부분의 라이닝을 갱 밖의 전자동식 콘크리트 플랜트에서 혼합된 콘크리트 혹은 구입한 레디믹스트콘크리트를 에지테어터트럭으로 운반하여 이동식 강제 거푸집(center form)을 설치한 곳에 콘크리트펌프 프리스크리트(prescrete) 또는 콘크리트플레셔 등으로 타설하고 있다.