락볼트 공법

 

벽면에 구멍을 뚫고 그 속에 볼트를 끼운 다음 너트를 단단히 죔으로써 굴착시 발파등으로 인하여 연약해진 암반을 견고하고 안정된 암반에 고정시켜 암반의 보강 및 낙석을 방지한다. 굴착 암반면의 안정을 위하여 삽입되는 Φ19~38mm볼트 로서 암반을 일체화 시키는 목적으로 사용 된다.   1. 원지반 자체의 강도를 이용해서 원지반을 지지한다. 2. 넓은 범위의 지질에 사용할 수 있다. 3. 사용량이 비교적 적다. 4. 터널 내의 공간을 넓게 한다. 5. 터널 내의 강도 및 경제성을 높일 수 있다. 6. 터널의 단면 형상의 변화에 대해서 적응성이 크다.   쐐기를 사용하여 정착시키고 인장력을 가하는 형이다. - 재질 : KSD3504 철근 콘크리트용 봉강의 4종 SBD 40인 강봉을 사용하며 인장강도 57㎏/㎠이상, - 재질 : 항복점 40㎏/㎠이상의 강봉이다. - 장점 : ①간단하고 염가이다. - 장점 : ②경암에서는 좋은 정착력을 내어 bolt에 즉시 인장력을 준다. - 단점 : ①시공상 쐐기의 탈락으로 작업에 능률과 확실성을 기하기 어렵다. - 단점 : ②암반과 확장부분의 접촉부분이 적으므로 암반의 강도가 약 100㎏/㎠이하인 곳에 서는 암반의 - 단점점 : 국부적인 파쇄에 따라 미끄러짐(slip)이 일어날 수 있다. - 이용현황 : 경암에서는 정착의 불확실성 때문에 확장형 볼트(expansion bolt)로 대체되어 현재는 별로 - 이용현황 : 사용치 않는다. 최근에 사용되는 가장 발달된 bolt이다. 시멘트 몰탈을 사용하여 정착시키고 인장력을 가하지 않는 형이다. - 재질 : Slotted bolt의 경우와 동일하다. - 장점 : ①시공이 간단하고 용이하다. - 장점 : ②부식이나 마모의 영향이 적다. - 장점 : ③가격이 저렴하다. - 장점 : ④레진 타입 볼트보다 인발하중이 높다. - 단점 : ①시공 직후 보강효과를 얻기 힘들다.(시멘트 몰탈이 양생시간) - 단점 : ②시멘트의 품질확인이 어렵다. - 이용현황 : 일반 절토 사면에 적용되고 있다. 최근에 사용되는 가장 발달된 bolt이다. 화학접착제를 사용하여 정착시키고 인장력을 가하는 형이다. - 재질 : Slotted bolt의 경우와 동일하다. - 장점 : ①사용이 간단하고 편리하다. - 장점 : ②연약암반에서도 고강도의 정착이 가능하다. - 장점 : ③수중 또는 용수가 있는 암반에서도 사용 가능하다. - 장점 : ④경화시간의 조정이 가능하며 짧은 경화시간을 가지는 resin을 사용하면 전 공정의 기계화 - 장점점 : 시공이 가능하며 작업의 안정성과 능률을 개선할 수 있다. - 단점 : ①resin이 고가이다. - 단점 : ②저장기간이 짧다.(6~12개월) - 이용현황 : 공사비에 비하여 시공속도와 확실성이 더 중요한 개소에서의 사용이 점차 증가되고 있다. Slotted bolt 보다 더 확실하고 안전한 정착을 위해 개발되었다. expansion shell을 사용하여 bolt 의 선단을 확장시켜 정착시킨 후에 인장력을 가하는 형이다. - 재질 : Slotted bolt와 같은 이형봉강 또는 원형봉강을 사용한다. KSD 3503-일반구조용 압연 강재 또는 - 장점 : 동등 이상의 재료를 사용한다. - 장점 : ① 설치 즉시 인장할 수 있고 grouting은 암반의 초기변위가 발생한 후에 할 수 있다. - 장점 : ② 양호암반에서는 좋은 정착을 얻을 수 있다. - 장점 : ③ 출수의 영향을 받지 않는다. - 단점 : ① 비교적 고가이다. - 단점 : ② 정확한 설치를 위해서는 숙련된 기능공과 부단한 감독이 요구된다. - 단점 : ③ 발파에 영향을 받기 쉽다. - 단점 : ④ 극경암과 연암에서는 사용될 수 없다. - 이용현황 : 토목공사의 영구보강용으로 널리 사용되었으며 Slotted bolt와 같이 사용이 감소 추세에 있다.   락볼트에 도입된 힘은 지압판(bearing plate)을 통하여 원지반에 전달되고 정착부와 지압판 사이의 원지반에 압축력을 작용시킨다. 따라서 지압판의 크기는 원지반의 지압강도를 넘지 않을 정도의 충분한 면적을 갖는 것이어야 한다. 지압판의 종류와 특징을 (표)1-1에 나타냈다. 표. 1-1. 지압판의 종류 및 특성 형상 및 명칭 재 질 특징 · 기타 사각형(평판) SS41 형상이 단순하고 경제적이다. 사각형(평판열쇠공) SS41 주입용관의 사용가능, 병용식에 쓰인다. 사각형(도너츠) SS41 사각평판에 비하여 같은 두께로 지압강도가 크다. 사각형(접시) SS41 ” ㄱ 자형 SS41 볼트 방향에 대하여 암반면의 경사가 45-60° 에 쓰임. 반구면 SS41 토크가 마찰에 의하여 손실됨이 적고 볼트를 삽입할 수 있다. 또 볼트가 암반면에 경사되어 있을 때에도 사용할 수 있다. 베벨링스프링 스프링강 판의 탄력성에 의하여 볼트인장력의 저하를 방지함. 소성적변형형 SS41 설치시, 판은 탄성변형하여 암반에 밀착한다. 변형으로 조 임을 체크한다. 설치는 텐서너로 행한다. -시공순서     ①천공   ②락볼트   ②락볼트     ③삽입 및 그라우팅   ④지압판체결   ④지압판체결         ⑤준공           발파등으로 느슨해진 암괴를 느슨하지 않은 암반에 고정해서 낙하를 방지하고자 하는 것이며, 가장 단순한 효과이다. 균열, 절리의 발달하는 암반에 있어서 숏크리트와 함께 비교적 작은 틈에 대해서도 효과가 있다. 일차 복공을 암반에 봉합시키는 것도 이에 해당된다. 지중내에 락볼트가 삽입되어 있으면 암반전단 저항력이 증대하고, 암반의 내하력이 크게 되는 것 뿐만 아니라, 암반 항복후에도 잔류강도가 증가한다. 이와같은 현상은 락 볼트에 의하여 암반전체의 물성이 개선된 것으로 본다. 공동천반(직접천반, immediate roof)이 수개의 층상으로 이루어졌을 때 각 지층이 상호 결박되지 않으면 분리되어 층리면을 따라 수평 및 수직운동을 하게되어 만곡파괴된다. 그러나 이들 박층을 Bolt로 결박하면 지층의 층리면을 따라 마찰력이 발생되어 지층의 운동을 방지 한다. 따라서 이를 마찰효과라 한다. bolting에 의한 마찰력은 bolt의 결박력의 크기에 비례 한다. 또한 bolt로 결박하면 수개 지층이 한개의 층과 같이 되어 양단고정보(beam)를 형성 하게 된다. 이를 빔형성효과라고 한다.   구분 단계에서의 조사 항목 시공간격을 결정하는 요소 1 암석의 종류 및 분포상황 암석의 종류 2 암반의 강도 강도 3 절리의 방향 · 간격 · 연속성 절리간격 · 길이 4 seam · 파쇄대의 분포상황 용수 유무 5 key block 적출 암반초기응력 6 암반분류 터널 단면크기, 형상 7 용수의 유무 굴착방법 강봉의 작용효과가 높아지는 타설방향은 굴착면에 수직한 방향이다. 그러나 탁월한 불연속면 이 굴착면과 높은 각도로 교차하는 경우는 불연속면을 일체화시킬 목적으로 비스듬히 타설하는 경우도 있다. 또한, 터널 굴진중에 취약부 출현이 예측되는 경우는 막장 전방을 미리 보강 해 놓을 필요가 있기 때문에 비스듬히 전방에 타설하는 경우(쏠장질)가 있으며 또한, 불안정한 막장을 안정시키기 위하여 막장에 수직으로 타설하는(fore poling) 경우 등이 있다. 시공길이는 굴착에 의한 영향범위를 보강하도록 결정된다. 보강한다는 것은 작용효과를 높이는 것이다. 따라서, 시공 길이는 기대하는 작용효과에 따라 다르게 된다. 즉 봉합효과. 들보형 성효과. 암반개량효과를 기대하는 경우에는 암반이 일체화될 수 있는 충분한 길이만이 필요하며, 반드시 느슨한 영역보다 큰 길이는 필요로 하지 않는다. 강봉의 강도, 직경은 암반조건 및 사용목적에 따라 결정된다. 일반적으로는 강봉에 유지해야 할 하중 즉, 암반블록의 중량이나 암반의 전단강도에 견딜 수 있는 강도 및 직경을 필요로 한다. 변형이 큰 경우에는 직경을 크게해서 조절하지만, 변형이 현저한 경우에는 시공간격을 좁혀 조절한다.   출처 : http://www.bmn.co.kr/