천공방향에 따른 각도와 절리계를 알아본다

1. 절리절단을 위한 경사천공

 

 ① 커튼그라우팅의 천공방향과 천공각도는 절리계의 방향과 경사 그리고 실제가능한 시공성에 의해 정합니다.

 

 ② 단순한 절리계일 때는 숙련된 기술자는 적정한 경사 방향과 경사도를 결정하 수 있으나 복잡한 절리계일 때는 스테레오네트 또는 하반구등면적 투영법으로 작성하여 이를 정합니다. 

 

 ③ 경사부에는 층상절리가 많이 발달하므로 이를 많이 절단할 수 있도록 경사방향으로 천공을 하게 됩니다.

 

 ④ 계곡의 방향과 평행하게 발달된 수직상에 가까운 절리가 발달하고 있는 계곡에서는 경사방향으로 천공하며, 경사가 수평에 가까운 경우일 때는 수직천공을 합니다.

 

 ⑤ 수직공이 천공하기가 가장 쉬우며 공내 붕괴도 잘 일어나지 않기에 천공비가 가장 적게 듭니다.

검사공에서의 천공은 협소한 작업장소 때문에 천공 스크류의 길이도 짧은 것을 사용해야 하며 많은 조작시간이 소요되어 천공비가 많이 듭니다.

 

 ⑥ 컨솔리데이션, 블랭킷그라우팅에서는 특별한 사유가 없는 한 수직천공을 합니다.

수직공을 천공할 때는 간이수준기와 직각형의 판재를 시추스크루에 대어 보면 수직을 잡을 수 있습니다.

 

 ⑦ 한 개의 절리면 절단을 위한 경사공일 때는 수진기와 기포경사계로 각도를 잡을 수 있으나 두 개 이상의 경사면을 절단하는 천공방향과 각도를 잡을 때는 프리컴퍼스와 같은 측량장비로 합성각과 방위각을 취하여야 합니다. 

 

2. 각도에 따른 천공

 

 ①  절리절단을 위한 경사천공은 적절하게 균열을 전달하기 위해 약간 경사지게 천공한 것입니다. 

 

 ② 수평. 수직 절리의 경사천공은 수직상이고 수평상인 절리까지 발달한 경우에는 이보다 더 경사지게 천공해야 합니다.

 

③ 불합리한 수직천공은 절리모형에서 수직천공을 하였다면 많은 수직절리가 절단되지 못하여 경사천공보다 효과적이지 못합니다.

 

 ④ 효과적인 수직천공은 몇 개의 절리계가 있어 이 절리계를 모두 절단할 수 없을 때는 주요 누수가능 유로가 절단되도록 경사방향을 취합니다.

 

⑤ 절리간격이 조밀할 때의 천공방향은 주입재 누출이 심한 절리의 경사가 수직성이라도 수직천공이 가장 유용합니다.

 

 ⑦ 경사천공각도는 부챗살 모양의 천공패턴일 때는 정확해야 하나 일반적으로 경우의 허용오차는 5~10도입니다.

그라우팅에서의 천공각도는 일반적으로 수직으로부터의 각도이며 이는 지질조사에서의 경사각처럼 수평에서부터의 각도와는 다릅니다.

 

3. 절리계의 표시

 

 ① 절리계를 표시할 수 있는 방법은 여러 가지가 있으나 그라우팅에서는 하반구등면적투영법과 같이 빨리 이해할 수 있는 표시방법이 좋습니다.

 

하반구등면적투영법 모식도

 

 ② 하반구등면적투영법은 남반구에 적도중심을 관통하여 표시한 절리가 있고, 선 OP에 수직이며 점 P에서 구면에 접하는 면 p`가 있고, 반구의 중심점 O를 지나는 면 p와 평행한 면 p`가 있습니다.

반구 내부에 있는 면 p는 면 p`의 주향 및 경사와 같은 값을 가집니다. 즉 반구상의 점 P는 면 p의 주향, 경사를 나타내며 이를 극등면적투영망에 투영하여 표시할 수 있습니다.

 

등면적다이아그램에 표시되는 점

 

 ③ 극동면적투영법망은 적도에 수평한 면을 이용하여 표시하는 것으로, 면 p의 주향, 경사는 다음과 같이 표시할수 있습니다.

면 p의 경사각(60NE)에 해당되는 동심원과 면 p의 주향(N30W)에 해당하는 반지름과의 교점 P로 표시합니다.

 

 ④ 실제 조사지역의 절리를 측정한 결과를 극동면적투영망상에 도시하면 다소 치우쳐져 있는 양상을 보입니다.

절리가 가장 많이 밀집된 영역은 망의 윗부분에 위치하며 평균 주향, 경사는 N65W, 60SW입니다.

나머지 절리가 밀집된 영역은 우측 중앙에서 하단에 걸쳐 분포하며 절리의 주향은 N~N45E, 경사는

30NW~90도입니다.

 

 ⑤ 절리가 12% 이상인 영역을 완전히 까맣게 도시하였습니다.

이 영역의 바깥쪽으로 갈수록 절리 밀접도가 더 낮은 영역들이 동심원상으로 둘러싸며 결국 흰색 영역에 이르게 됩니다.

흰색 영역은 무시할 수 있을 정도로 절리가 거의 없습니다.

 

 ⑥ 망의 가장자리 근처에 도시되는 점들은 경사가 거의 수직인 절리들이며, 이들 중 반구의 위, 아래(주향은 같으나 경사방향이 반대일 때)에 위치하는 여부에 따라 반대쪽 가장자리에 도시되기도 합니다.

 

4. 경사공의 설계

 

 ① 통상적으로 노두 또는 터파기면에 나타나는 절리들을 관찰할 수 있는 경우, 경험이 많은 그라우팅 설계자는 절리를 조사하여 그라우팅 주입공의 경사각을 정합니다.

그라우팅 설계 시 지질학적 정보들은 특히 외관상 절리를 관찰할 수 없는 지역이나 지표면 아래의 절리방향과 특성이 달라지는 경우에는 대단히 어려워집니다.

 

 ② 최적의 그라우팅 주입공 경사를 결정할 때 절리의 특성을 이용하는 방법이 몇 가지가 있으나 여기서 설명하고자 하는 방법은 절리를 하반구등면적투영법으로 표시한 것을 이용하는 것입니다.

 

 ③ 경사범위에 속하는 절리들 중 그라우팅 주입공에 직각인 절리는 비스듬하게 교차하는 절리보다 주입공에 더 잘 교차됩니다.

이경우에는 그라우팅 주입공의 경사가 수직 방향에 대하여 30도이며 해당되는 절리들의 경사범위는 오른쪽 부분의 수평에서 수직, 그리고 왼쪽 약 30도 까지입니다.

 

 ④ 이 방법은 절리들의 방향과 그라우팅 주입공의 최적 경사를 나타내기 쉬우나 절리 및 주입공 등의 주향을 고려할 때에는 보다 복잡해집니다.

평면상에 절리, 주입공 등을 도시해야 하고 댐, 구조물 등의 위치를 도면상에 표시할 필요가 있습니다.