1. 일반사항

1.1 압력수로터널의 수리구조 특성

(1) 압력수로터널은 운영(통수와 배수)과정에서 내수압의 작용이 반복되기 때문에 내·외수압의 차이에 따른 수리구조의 검토가 시행되어야 한다.

(2) 수격작용은 압력수로터널에서 수류의 급작스런 변화에 의해 수압이 변화되어 발생된 압력파가 상·하류로 전파되는 현상으로 터널, 관로, 펌프, 터빈, 밸브, 펌프/터빈 등의 시설물을 파손시키거나 진동·소음을 발생시킨다.

2. 기자재 : 해당사항 없음

3. 시공

3.1 압력수로터널공

(1) 압력수로터널의 수리구조 검토를 위해서는 내수압이 이수압보다 큰경우와 외수압이 내수압보다 큰 경우로 구분하여 검토한다.

(2) 내수압이 외수압보다 큰 경우

① 누수검토

가. 굴착구간을 대형보링홀로 취급하여 암반의 누수를 예측할 수 있으며, 내수압이 외수압보다 크므로 터널내부로부터 터널외부로 누수량에 대한 검토가 필요하다.

나. 내수압이 외수압의 2배 이상일 경우 누수량이 과다하여 표면 용출(Surface Spring)발생 가능성이 있다. 이 경우는 누수량을 제어하는 방안을 검토하여야 한다.

다. 누수추정량은 구속조건이 만족되지 않을 경우 과소평가될 수 있으므로 주의하여야 한다.

라. 누수량을 제어하기 위하여 차수 및 압밀그라우팅과 철근콘크리트 라이닝(균열조건의 최소철근비)을 병행할 수 있으나, 토피가 적을 경우 과도한 그라우팅 주입압은 피하여야 한다. 그라우팅 주입압은 토피의 2배, 내수압의 3배 이하로 하며 30kg/㎠으로 제한한다.

② 구속조건 검토

가. 내수압에 대한 구속력 부족시 과다한 누수와 수압분산이 발생하여 지반파괴와 과다한 용수의 손실이 발생한다.

나. 지반의 인장력은 고려할 수 없으므로 토압에 의한 내수압 구속조건을 검토한다.

다. 일반적으로 구속조건 검토는 Snowy Mountains Criterion과 Norwegian Criterion을 적용한다.

라. 공내재하시험이나 수압파쇄시험을 통하여 구속조건 검토의 지반특정치를 구한다.

마. 구속조건이 만족되지 않을 경우 차수그라우팅과 철근콘크리트 라이닝을 병행하여 과다한 누수발생을 억제하거나, 강 라이닝(Steel Lining)을 사용하여 지반에 작용되는 내수압을 근원적으로 제거하여야 한다.

바. 라이닝 적용구간은 횡단과 종단을 모두 검토하여 불리한 단면에 대하여 검토하여야 한다.

(3) 외수압이 내수압보다 클 경우

① 지하수 유입과 콘크리트 라이닝 균열 및 시공이음을 통한 통수능력을 검토하고, 터널 내부로의 지하수유입이 클 경우(외수압이 내수압의 2배 이상 Weep Hole을 설치하여 콘크리트 라이닝에 작용되는 외수압에 대한 하중을 경감시켜야 한다.)

② 일반적으로 누수문제 보다 지하수위 저하에 대한 대책을 강구하여야 한다.

③ 차수그라우팅에 의하여 지하수위의 급격한 저하를 방지할수 있으나, 넓은 구간에 걸쳐서 많은 용출수가 발생하는 경우에는 배수시설 설치를 검토하여야 한다.

④ 구속조건은 암반의 단위중량이 물의 단위중량의 2배 이상이므로 안전율 2이상이 예상되나, 주변지반의 종·횡단구배를 고려하여 급사면에 구속력 검토가 필요하다.

3.2 라이닝공

(1) 라이닝공은 6-5-1 관련사항의 3.1(콘크리트라이닝)에 따른다.