Relation of Groundwater Flow Rate and Fracture System Associated with Waterway Tunnel Excavation

도수로터널 굴착에 따른 지하수 유출량과 단열의 관련성

  • 이병대 (한국지질자원연구원 환경지질연구부) ;
  • 조병욱 (한국지질자원연구원 환경지질연구부) ;
  • 성익환 (한국지질자원연구원 환경지질연구부) ;
  • 함세영 (부산대학교 지구환경시스템학부) ;
  • 이춘오 (한국지질자원연구원 지질연구부)
  • Published : 2001.12.01

Abstract

To verify the characteristics of groundwater inflow accompanied by the tunnel excavation, the flow rate was measured before and after primary grouting. The relationship between the flow rate and fracture system was also analyzed. The initial flow rate was estimated as 120,990 m$^3$/day through six zones, which were characterized by a large amount of inflow before the primary grouting. After the primary grouting, although considerable amount of inflow was still recognized at the six zones, the flow rate was greatly reduced as 42,844 m$^3$/day. However, great recovery of water levels was not observed. Groundwater flow into the tunnel by excavation of the tunnel is mainly controlled by the fracture system that include faults and joints developed in the host rocks. Four sets of discontinuities affecting on the network of grondwater inflow in the study area were identified as follows: N60-85$^{\circ}C$ W.25$^{\circ}$SW/80$^{\circ}$SW(TSet 1), N40-50$^{\circ}$E.85$^{\circ}$SE/85$^{\circ}$NE(TSet 2), N10-20$^{\circ}$E.85$^{\circ}$SE(TSet 3), and N70-80$^{\circ}$E.80SE(TSet 4).

터널 굴착에 따른 연구지역 지하수체의 거동 특성을 파악하기 위하여 터널 굴착시 그라우팅 이전의 초기 유출량과 초기 그라우팅 이후의 구간별 유출량을 측정하였고 단열구조와 비교, 분석하였다. 초기 유출량은 120,990m$^3$/day이며, 초기 유출이 심했던 구간은 크게 6개 구간으로 구분할 수 있다. 초기 그라우팅 이후에 지하수 유출이 심했던 구간도 그라우팅 이전과 마찬가지로 6개 구간으로 구분할 수 있다. 그라우팅 전, 후의 유출량을 비교해 보면 그라우팅 후의 유출량은 42,844m$^3$/day으로, 그라우팅 전에 비해 많이 감소되었다. 그러나 주변 지역에 있는 관측공들은 지하수위는 그라우팅 전, 후를 비교하여 큰 차이가 없었다. 터널 굴착시 터널내로 유출되는 지하수의 대부분은 터널과 직교 혹은 사교하는 단층 및 단층 파쇄대와 연장성 및 연결성이 양호한 절리면들을 따라서 유동되고 있다. 터널내의 지하수 유출에 영향을 미치는 단열들은 대체로 4조의 불연속군으로 분류 할 수 있는데, 주 분포방향은 크게 TSet 1 : N60-85$^{\circ}C$ W.25$^{\circ}$SW/80$^{\circ}$SW, TSet 2 : N40-50$^{\circ}$E.85$^{\circ}$SE/85$^{\circ}$NE, TSet 3 : N10-20$^{\circ}$E.85$^{\circ}$SE, TSet 4 : N70-80$^{\circ}$E.80$^{\circ}$SE 이다.

Keywords