포어폴링(fore poling) 훠폴링 이란 ? 선진보강그라우팅 무엇인가, 시공계획서 작성 요령 , 샘플, 터널보조공법

포어폴링(fore poling) 이란 

터널보조공법 fore poling(선진보강그라우팅)은 터널 굴착에 앞서 강관을 수평으로 터널 주위에 미리 삽입하여 이것을 루프로 하고 지보역할도 할 수 있도록 굴착하는 공법입니다. 굴착 자유면의 길이를 감소함으로써 여굴 발생을 억제하고 막장 전면 상부토사의 붕괴를 방지하는 효과가 있습니다.

원리:

fore poling 공법은 터널 굴착에 앞서 지반 깊숙이 강관을 삽입하고, 주입재를 주입하여 강관과 주변 지반을 일체화시키는 방식으로 이루어집니다. 강관은 주로 강철파이프를 사용하며, 직경은 3~4cm, 길이는 3~5m 정도입니다. 주입재는 시멘트 모르타르, 암반용 레미콘, 에폭시 수지 등이 사용됩니다.

주요이점:

  ● 안전성: Fore Poling은 작업자들과 인근 구조물의 안전성을 보장하기 위해 사용됩니다. 약한 지반에서 발생할 수 있는 붕괴나 결함 등으로부터 보호할 수 있습니다.
  ● 유연성: 이 방법은 다양한 지반 조건에 적용 가능합니다. 특히 연약한 지반이나 조력구간에서 많이 사용됩니다.
  ● 비용 절감: 기존의 대체 방법인 철타설(Timber Heading)에 비해 비용면에서 경제적입니다.

시공순서:

1. 터널 굴착 예정 구간에 강관을 삽입합니다.
2. 강관에 주입재를 주입합니다.
3. 주입재가 경화되면 터널을 굴착합니다.

장점:

• 굴착 자유면의 길이를 감소시켜 여굴 발생을 억제합니다.
• 막장 전면 상부토사의 붕괴를 방지합니다.
• 지반의 이완, 침투수의 차단, 지압의 확대 등을 미연에 방지합니다.

단점:

• 시공비가 다소 비쌉니다.
• 지반 조건에 따라 시공이 제한될 수 있습니다.

적용대상:

• 붕괴성 미고결 지반이나 연약지반에서의 터널 굴착
• 용수 압력이 높은 지반에서의 터널 굴착
• 터널의 굴착폭이 좁은 경우

사례:

• 서울 지하철 9호선 4단계 구간
• 경부고속철도 KTX-이음
• 제2경인선

결론:

fore poling 공법은 굴착 자유면의 길이를 감소시켜 터널 안정성을 확보하는 효과적인 보조공법입니다. 붕괴성 미고결 지반이나 연약지반, 용수 압력이 높은 지반 등에서 적용하기에 적합합니다.

 

다음은 포어폴링의 시공계확서 샘플:

 

목 차

 

1. 목 적

2. 공 사 개 요

3. 인원, 장비, 자재 투입계획

4. 시공관리계획

5. 품질관리계획

6. 안전 및 환경관리계획

 

1. 목 적

굴착보조공법으로 적용되는 포오폴링의 기준, 시공방법 및 계획을 기술함으로써

본 계획서에 의한 체계적이고 완벽한 시공으로 소요의 품질을 확보하고 합리적으로

시공하는데 목적이 있다.

2. 공사 개요

가. 시공개요

1) 공 사 명 : 

2) 위 치 : 

3) 공사기간 : 

4) 연 장 : 

5) 굴착방법 : NATM

 

나. 지보패턴 개요도 및 표준지보공도

다. 보조공법 시공수량(Φ 38)

터널(  방향) - 25공/개소

터널(   방향) - 25공/개소

STA.

전체연장

적용연장

패턴

공수

STA.

전체연장

적용연장

패턴

공수

14+473

~

14+481

8.0

8.0

ND

125

14+473

~

14+481

8.0

8.0

ND

125

14+481

~

14+490

9.0

9.0

NC

75

14+481

~

14+490

9.0

9.0

NC

75

14+490

~

14+520

30.0

30.0

NB

250

14+490

~

14+520

30.0

30.0

NB

250

관통부 보강

625

15+317

~

15+323

6.0

3.0

D-1(50%)

50

15+323

~

15+329

6.0

3.0

D-2(50%)

50

관통부 보강

625

소 계

1,075

1,175

합 계

2,250

터널(   방향) - 27공/개소							터널(   방향) - 27공/개소
STA.			전체연장	적용연장	패턴	공수	STA.			전체연장	적용연장	패턴	공수
16+043	~	16+064	21	21	WL-1	378	16+040	~	16+070	30	30	WL-1	540
16+179	~	16+185	6	3	D-2(50%)	54	16+178	~	16+182	4	2	D-1(50%)	27
16+300	~	16+312	12	12	WL-1	216	16+293	~	16+314	21	21	WL-1	378
16+576	~	16+590	14	7	D-1(50%)	108	16+572	~	16+584	12	6	D-1(50%)	81
16+699	~	16+709	10	5	D-1(50%)	54	16+584	~	16+593	9	5	D-2(50%)	81
16+733	~	16+739	6	3	D-1(50%)	27	16+708	~	16+717	9	9	WL-1	162
16+759	~	16+774	15	15	WL-1	270	16+733	~	16+741	8	4	D-1(50%)	54
16+794	~	16+805	11	11	WL-1	189	16+767	~	16+773	6	3	D-1(50%)	54
16+825	~	16+849	24	24	WL-1	432	16+815	~	16+852	37	37	WL-1	675
17+400	~	17+424	24	24	WL-1	432	17+410	~	17+425	15	15	WL-1	270
17+492	~	17+504	12	12	WL-1	216	17+488	~	17+503	15	15	WL-1	270
17+831	~	17+837	6	6	WL-1	108	17+571	~	17+592	21	21	WL-1	378
관통부 보강						648	17+836	~	17+851	15	15	WL-1	270
							19+291	~	19+297	6	6	WL-1	108
							관통부 보강						648
소 계						3,132							3,996
합 계			7,128

※ 위 시공수량은        1,2터널 위치별 포폴링 시공계획표(첨부)에 따른 시공수량이며,

막장 암질상태에 따라 감독원과의 협의 하에 시공수량 변동, 시공 가능.

라. 포어폴링 시공도면

1) 표준지보 패턴표 (별첨)

2) 터널 보조공법 개요도 (별첨)

3) 터널 관통부 시공 및 보강개념도 (별첨)

3. 인원 및 장비투입계획

가. 인원투입계획

□ 관리자 투입계획

업 무 내 용	담당 책임자
	원도급사		협력사
	직 책	인원수	직 책	인원수
총 괄	현장소장	1	현장소장	1
품 질 관 리
	품질팀장	1
	품질선임	2
공 사 관 리	공사팀장	1	공사부장	1
	공사부장	1	공사차장	1
	공사과장	1	공사과장	2
	공사주임	1
안 전 관 리	안전팀장	1	안전차장	1
	안전관리	2

□ 근로자 투입계획

구 분	인 원 (명)		비 고
	1조	2조
장비기사	2	2	차징카, 점보드릴
반 장	1	1
터 널 공	6	6
안전관리	1	1
계	12	12

나. 장비투입계획

장 비 명	규 격	단위	수 량(대)	비 고
점보드릴	XL3C	대	1	천공장비
차징카	2 Boom	대	1	보강용

4. 시공관리계획

가. 굴착보조공법(Fore Poling) 시공개요

터널 굴진작업 중 굴착보조공법으로 막장 천장부 지반의 안정에 사용되는 Fore Poling, 파이프루프공법(강관다단그라우팅 포함) 및 프리그라우팅공법 등이 있으며, 본 기준은 포오폴링에 대하여 기술한다.

 

나. 굴착보조공법의 분류

각 보조공법의 특징은 다음과 같다.

- 시공방법에 의한 분류

구 분	Fore Poling	강관다단 그라우팅	Pre 그라우팅
적용대상	∙파쇄대 ∙단층 및 풍화대	∙단층 또는 파쇄대 ∙갱구부 보강	∙단층대 및 용수구간 ∙차수 및 지반 보강
주입재료	∙시멘트 몰탈 ∙시멘트밀크 ∙급결재 및 팽창재 첨가	∙시멘트+규산소다+팽창제	∙시멘트 + 규산 소다
설치연장	∙굴진장의 2.5～3.0배	∙12～16m	∙6～9m
특 징	∙천공홀 및 Pipe 채움 ∙주입호스 사용	∙천공홀 및 Pipe 채움 ∙주입호스 사용	∙주입 Packer 사용 ∙지반보강

 

- 주입재료에 의한 분류 (약액주입)

구 분	지반고결공법(우레탄)	시멘트(LW)	S.G.R
점도(CPS)	약 30～40	3～5	4～32
Geltime(초)	10～120	40～600	6～9
PH	중성	알칼리성	알칼리성
강도(kg/cm2)	40	10～20	5～10
설 비	압입펌프와 Packer 압입볼트 및 호스	특별설비 필요	특별설비 필요
시공성	용이	복잡	복잡
주입후 후속공정	주입 후 즉시 후속공정 시공가능	강도 발현까지 지연	순결성이므로 즉시 후속공정 시행가능
주입효과	고결강도가 높다 지수효과 양호	용수에 의한 영향력이 크고 고결강도 저하 액상 주입이 되기 쉽다.	차수효과 양호 고결강도 저하 액상주입이 되기 쉽다.

 

가. 포어폴링 시공방법

☐ Fore Poling 시공 순서

☐ Fore Poling 시공 기준

1) Fore Poling의 길이는 굴진장의 2.5~3.0배

설치구간은 천단부를 중심으로 좌우 60° 구간을 표준으로 하고 횡방향 간격은 C.T.C 50cm가 되도록 한다. 단, 감독원과 협의 후 현장여건에 따라 변경 가능.

2) Fore Poling 재질은 구조용 탄소강관 φ38mm, T=3.2mm 로 한다.

3) Fore Poling 은 강지보에 의해 지지되도록 하여야 한다.

4) Fore Poling 주변은 그라우팅이나 Mortar 채움에 의해 반드시 충전해야 한다.

5) Fore Poling 진행방향의 설치각도는 여굴 방지를 위해 최대한 수평유지 (15° 이하)하여 종방향 매 굴진장마다 설치하되 굴진방향으로 Fore Poling이 최소 50% 이상은 중첩되도록 한다.

☐ 시공 시 유의사항

1) Fore Poling 설치 각도

Fore Poling 시공구간은 파쇄대 및 풍화단층대가 존재하므로 시공각도를 15°이하로 제어하지 않을 경우 천정부의 심한 여굴을 유발할 수 있으므로 최대한 각도를 낮추어 시공해야 한다.

2) 설치간격(횡방향)의 조정

파쇄의 정도 및 절리 단층의 상태에 따라 30~50 cm 간격으로 조정하여 시공해야 국부적인 붕락을 예방할 수 있다.

3) Rock Bolt 와 중첩되지 않도록 시공

Fore Poling 시공 구간은 Rock Bolt를 생략할 수 있다.

5. 품질관리계획

가. 접착재료

1) 시멘트 모르타르(Cement Mortar)형

① 시멘트 모르타르의 배합은 소요강도와 시공성에 중점을 두어 결정한다. 모르타르는 모래와 시멘트 및 첨가제로 구성되며, 물-결합재비(W/B)는 40∼50 %로 한다.

② 모르타르용 모래는 직경 2 mm 이하로 입도분포가 좋아야 하며, 모래의 표면수량에 따라 물량을 조정하여야 한다.

③ 시멘트는 보통시멘트와 조강시멘트 등을 사용할 수 있으며, 보통시멘트를 사용할 경우에는 조기에 접착능력을 발휘할 수 있도록 캡슐형 급결제 또는 동등 이상의 품질을 가진 급결제를 사용하여야 한다.

④ 조강시멘트를 사용할 경우에는 지연제를 사용하여 모르타르 경화시간을 조정할 수 있어야 하며, 시공관리에 특별히 유의하여야 한다.

 

6. 안전 및 환경관리 계획

가. 일반사항

1) 관계 제법규를 준수하여 안전 위생에 대한 대책수립

2) 작업원의 작업 환경을 쾌적하게 유지하고 안전을 확보하기 위한 시공 중 설비를 맞추도록 한다.

3) 현장 실정에 적합한 안전관리 체제를 수립하여 작업원의 안전교육을 지도, 현장의 정기적 점검 및 개선을 통하여 사고 방지에 노력

4) 안전 위생 및 사고 방지 전담 책임자 등을 지정하여 관리 지도를 행한다.

5) 터널 굴착 시 지형, 지질 및 지층의 상태를 적절한 방법으로 조사, 그 결과를 기록 유지

6) 가연성 가스, 유해성 가스 농도를 주기적으로 측정

7) 시공과 안전, 환경이 일체가 되는 안전관리 조직 구성 운영

8) 산업안전보건법, 노동부 재정기준 및 각종 법규사항 준수

9) 표준 안전관리비 사용 철저

10) 공사 관련 설계도서 숙지를 통한 사전 안전, 환경 대책 수립

11) 무재해 운동의 적극적 동참 및 작업원들의 동참 노력

12) 직원 및 전체 작업자의 사전 정밀 건강진단 실시(디스크 검사 포함)

나. 자재 점검사항

1) 부재의 손상, 변형, 부식, 변위, 탈락의 유무 점검

다. 터널지보공의 안전 조치

1) 변형 부식 손상된 것은 사용 금지

2) 보강도 작성

 

라. 장비 작업 안전

1) 운반기계, 굴착기계 등의 운행 경로, 토석 적재장소 등을 주지

2) 후진 경보음 발생기 부착

3) 장비 유도자 배치

4) 부석의 낙하 위험장소, 지보공 보수, 보강 장소 등에 출입 금지

5) 장비 임대시 해당 기계의 상태 및 서류 현황, 보험 가입 여부를 확인한다.

6) 보유 장비에 대한 정기적 상태 점검을 실시하여 시공간 최적의 장비상태를 유지 한다.

7) 터널내 작업자와 장비 통행로를 분리 시켜 사고 예방한다.

마. 지반보강

1) 낙반 위험이 있는 경우 지보공 설치, 부석 제거 등 필요한 조치를 할 것

2) 낙반은 주로 야간에 자주 발생하므로 요주의하고 붕괴징후 발생 시 즉각 대비

3) 재해 발생을 신속히 알리기 위한 비상벨 설치

바. 안전 담당자 지정

1) 안전 담당자를 지정하여 다음 사항을 이행토록 함

2) 안전 작업방법 결정 및 작업 지휘

3) 재료, 기구의 결함 유무 점검 및 불량품 제거

4) 작업중 보호구 착용사항 감시

5) 안전 담당자는 터널 작업반장으로 임명

사. 안전교육 계획

1) 신규자교육, 정기교육, 특별교육 등으로 안전상태 유지를 위하여 지속적인 교육을 실시한다.

2) 일일교육 : 현장작업 10분전에 안전교육을 실시한다.

3) 안전점검 순찰

구 분	점검방법	비 고
안전관리 책임자	수 시
안전관리 담당자	수 시

4) 교육내용

- 현장의 개요, 위험지역 및 작업장을 설명

- 근로자의 안전수기 의무에 관한 사항

- 재해사례 및 산업재해 예방대책 설명

5) 장비작업 시 및 이동시 유도자를 배치한다.

6) 각종 장비에 깃발을 설치하여 타 차량에 의한 충돌방지 및 일몰시 차량 식별을 하게 한다 7) 장비 후진 시 유도자를 배치하여 안전사고를 예방한다.

 

아. 환경관리 계획

1) 실측 시공으로 불필요한 폐기물 발생의 최소화 시키고 지정장소를 정하여 잔 콘크리트를

모아 일정량이 되면 폐기처리

2) 가연성 물질은 저장장소에 보관

3) 자재는 품목별 적재 장소 선정 후 보관

4) 현장에 투입된 장비에 대해 공회전을 최소화하여 매연발생 예방

 

Ⅱ.자율품질경영협의체 회의

Ⅲ.교육

Ⅳ.검측