Document1

재해복구사업 사전심의요청서

(실시설계단계)

의안번호 제 호

건 명 : 우면산 산사태 복구공사(1공구)

2011. 11.

요청기관명서 울 특 별 시

동부푸른도시사업소

공 사 설 명 서

시 행 청서울특별시

동부푸른사업소설계자

산림조합중앙회

엔지니어링사업본부

공사위치 서울특별시 서초구 방배동 산92-15 일대설계기간 2011. 9. ～ 2011. 3. ( 180 일간)

개 략

공 사 비6,844백만원(공사6,538 실시설계233 감리73)

실 제

공사금액

- 공 사 비 : 6,538,000천원

- 감 리 비 : 73,000천원

- 설 계 비 : 233,000천원

- 총사업비 : 6,844,000천원

사 업 량

■ 수해복구공사 : 피해면적 A=0.1418km2

유역면적 A=0.632km2

◉ 토 공 : 흙깎기(토사)-58,000m3, 흙깎기(리핑암)-0,000m3

흙깎기(발파암)-9,200m3

◉ 구조물공 : 다기능 버트리스 사방댐 6개소

전석붙임 사방댐 1개소

보막이 2개소, 골막이 57개소

중력식 옹벽(H=2.0m, L=256m, H=5.5m, L=40.4m) 등

◉ 사면보호공 : 식생토낭, 돌망태심줄박기, 선떼붙이기 등 1식

쏘일네일링(L=6.0m)-188공

사면보강 수평배수공(L=12.0m)-29공

◉ 조 경 공 : 1식

◉ 부 대 공 : 1식

첨부서류 사업계획서, 위치도, 현황사진, 설계서(실시설계보고서, 설계도면)

구 분 세부평가항목 페이지

공

통

사

항

가. 피해원인분석의 적정성

① 피해당시 상황자료의 확보 및 정리 1-2, 도면참조

② 피해지역 재해이력 조사 2-11～2-16

③ 직⋅간접 피해원인 및 유역전체 차원에서의 피해원인 분석 2-11～2-16

④ 피해원인 규명의 적정성 별도발주

나. 복구계획의 타당성

① 설계 수문량의 적정성 4-1～4-26

② 계획빈도의 적정성 4-48～4-50

③ 자연친화적 복구설계의 반영 1-7～1-10

하

천

가. 하천일반

① 하도의 통수능 확보 및 유지대책(장애물 처리, 퇴저고사 준설 등) 4-42～4-43

② 계획 홍수위의 적용 및 제방계획고의 적정성 4-48～4-50

③ 사방댐 설치 등 필요한 피해재발방지 대책 도면참조

④ 하도계획의 적정성(평면계획, 종⋅횡단 계획 등) 도면참조

사

면

가. 산사태

① 비탈다듬기, 단끊기 등 정지작업의 적정성 6-30

② 조공법, 단쌓기, 떼 붙이기 등 사면 보호공의 적정성 7-7

③ 골막이 적정성 6-43, 도면참조

나. 야계사방(계류보전)

① 야계사방 위치 선정의 적정성 6-41～6-42

② 둑 높이에 따른 기울기 준수 도면참조

③ 골막이, 보막이, 바닥막이, 기슭막이의 적정성 6-43, 도면참조

다. 옹벽

① 활동, 전도, 지지력 등 옹벽의 안정성 확보 6-40

우면산 복구공사 현황(전공구)

과업구간 위치(1공구-래미안, 임광, 전원마을)

과업구간 수해복구 조감도(래미안, 임광)

과업구간 수해복구 조감도(전원마을)

- i -

목 차

1. 사업계획서 ··································································································································· 1-1

1.1 사업명 및 위치 ························································································································· 1-1

1.2 사업의 목적 ······························································································································· 1-1

1.3 사업의 내용 ······························································································································· 1-1

1.4 산사태 피해현황 ······················································································································· 1-2

1.5 설계요약 ······································································································································ 1-4

1.5.1 지반조사 분야 ···················································································································· 1-4

1.5.2 수리수문 분야 ···················································································································· 1-5

1.5.3 토질 및 기초 분야 ············································································································ 1-6

1.5.4 사방대책(요약) ···················································································································· 1-7

2. 기초조사 ········································································································································ 2-1

2.1 일반현황 ······································································································································ 2-1

2.1.1 유역의 일반현황 ················································································································ 2-1

2.1.2 유역의 자연현황 ················································································································ 2-6

2.1.3 유역의 현황 분석 ·············································································································· 2-9

2.2 수문 조사 ·································································································································· 2-10

2.2.1 수문관측소 현황 ················································································································ 2-10

2.3 피해 현황 ·································································································································· 2-11

2.3.1 수해 현황 ··························································································································· 2-11

3. 지반조사 ········································································································································ 3-1

3.1 조사개요 ······································································································································ 3-1

3.1.1 조사목적 ······························································································································· 3-1

3.1.2 조사지역 ······························································································································· 3-1

3.1.3 조사항목 ······························································································································· 3-2

- ii -

3.1.4 조사기간 ······························································································································· 3-2

3.1.5 조사장비 ······························································································································· 3-2

3.2 일반사항 ······································································································································ 3-3

3.2.1 지표지질조사 ························································································································ 3-3

3.2.2 현장조사 ································································································································· 3-9

3.2.3 현장시험 ······························································································································· 3-10

3.2.4 실내시험 ······························································································································· 3-14

3.2.5 폐공처리 ······························································································································· 3-17

3.2.6 흙과 암반의 분류 및 기재방법 ····················································································· 3-18

3.3 지형 및 지질 ··························································································································· 3-28

3.3.1 지형특성 분석 ·················································································································· 3-28

3.3.2 지질특성 분석 ·················································································································· 3-29

3.4 조사결과 ···································································································································· 3-31

3.4.1 지표지질조사 ···················································································································· 3-31

3.4.2 현장조사 ····························································································································· 3-33

3.4.3 현장시험 ····························································································································· 3-34

3.4.4 실내시험 ····························································································································· 3-37

3.5 설계지반정수 산정 ················································································································· 3-38

3.5.1 기본방향 ····························································································································· 3-38

3.5.2 토사층 설계지반정수 산정 ··························································································· 3-38

3.5.3 풍화암 설계지반정수 산정 ··························································································· 3-44

3.5.4 기반암 설계지반정수 산정 ··························································································· 3-45

3.5.5 수리특성 설계지반정수 산정 ························································································· 3-48

3.6 조사결과 요약 ························································································································· 3-49

3.6.1 조사결과 요약 ·················································································································· 3-49

4. 홍수량 및 홍수위 산정 ········································································································ 4-1

4.1 기본홍수량 및 계획홍수량 ···································································································· 4-1

4.1.1 홍수량 산정지점 ················································································································ 4-1

4.1.2 강우분석 및 확률 강우량산정 ······················································································· 4-6

- iii -

4.1.3 강우의 시간분포 결정 ···································································································· 4-19

4.1.4 도달시간 ····························································································································· 4-23

4.1.5 기본 및 계획 홍수량산정 ····························································································· 4-27

4.2 홍수위 산정 ····························································································································· 4-36

4.2.1 계산방법의 선정 ·············································································································· 4-36

4.2.2 홍수위 산정을 위한 자료의 선정 ··············································································· 4-38

4.2.3 기점홍수위 ························································································································ 4-41

4.2.4 계획하폭 ····························································································································· 4-42

4.2.5 홍수위 계산 ······················································································································ 4-44

5. 개수계획 ········································································································································ 5-1

5.1 평면, 종단, 횡단 계획공 ········································································································· 5-1

6. 비탈면 안정성 검토 ················································································································· 6-1

6.1 과업의 목적 ································································································································· 6-1

6.2 과업의 내용 ································································································································· 6-1

6.3 비탈면 현황 ································································································································· 6-2

6.4 비탈면 불안정 요인 및 파괴유형 ·························································································· 6-3

6.4.1 비탈면 불안정 요인 ············································································································ 6-3

6.4.2 토사비탈면 파괴형태 ·········································································································· 6-4

6.4.3 암반비탈면 파괴형태 ·········································································································· 6-5

6.5 설계기준 ········································································································································ 6-6

6.5.1 경사 및 소단 적용기준 ······································································································ 6-6

6.5.2 비탈면 안전율 적용기준 ··································································································· 6-7

6.6 토사비탈면 안정해석 방법 ······································································································ 6-9

6.6.1 개요 ········································································································································· 6-9

6.6.2 비탈면 안정해석법 ·············································································································· 6-9

6.6.3 해석조건 ······························································································································· 6-11

6.6.4 침투해석 프로그램 ············································································································ 6-11

6.6.5 한계평형해석 프로그램 ··································································································· 6-11

- iv -

6.7 암반비탈면 안정해석 방법 ···································································································· 6-12

6.7.1 개요 ······································································································································· 6-12

6.7.2 평사투영법 ·························································································································· 6-13

6.7.3 한계평형해석 ······················································································································ 6-14

6.7.4 개별요소법 ·························································································································· 6-16

6.8 토사비탈면 안정성 검토 ········································································································ 6-17

6.8.1 해석조건 및 설계지반정수 ····························································································· 6-17

6.8.2 최소 비탈면 경사 선정 ···································································································· 6-18

6.8.3 래미안 구간 안정성 검토 ······························································································· 6-19

6.8.4 비탈면 법면대책 수립 ······································································································ 6-30

6.8.5 비탈면 보강대책 ················································································································ 6-31

6.9 기타 구조물 안정성 검토 ······································································································ 6-35

6.9.1 철탑구간 안정성 검토 ······································································································ 6-35

6.9.2 상부 옹벽 구조물 안정성 검토 ····················································································· 6-40

6.9.3 사방댐 구조물 안정성 검토 ··························································································· 6-42

6.9.4 돌골막이 구조물 안정성 검토 ······················································································· 6-44

7. 사방구조물 계획 ························································································································ 7-1

7.1 과업의 목적 ································································································································· 7-1

7.2 설계방향 ········································································································································ 7-1

7.3 주요 사방구조물 ························································································································· 7-2

7.3.1 다기능 버트리스 사방댐 ··································································································· 7-2

7.3.2 슬릿트 사방댐 ······················································································································ 7-2

7.3.3 콘크리트 사방댐 ·················································································································· 7-3

7.3.4 전석붙임 사방댐 ·················································································································· 7-3

7.3.5 비탈식 사방댐 ······················································································································ 7-4

7.3.6 보막이 ····································································································································· 7-4

7.3.7 골막이 ····································································································································· 7-5

7.3.8 바닥막이 ································································································································· 7-5

7.3.9 기슭막이 ································································································································· 7-6

- v -

7.3.10 본 과업구간 사방구조물 계획현황 ··············································································· 7-6

7.4 비탈면 침식방지 방안 ··············································································································· 7-7

7.5 주거지 및 도로 경계 사방계획 ······························································································ 7-8

7.6 사방계획 종합 ····························································································································· 7-9

◐ 부 록 Ⅰ

◐ 부 록 Ⅱ

◐ 도 면

계 획 평 면 도

종 단 면 도

비탈면 보강계획도

1. 사업계획서1. 사업계획서

1.1 사업명 및 위치

1.2 사업의 목적

1.3 사업의 내용

1.4 산사태 피해현황

1.5 사방대책(요약)

1. 사업계획서

1 - 1

1. 사업계획서


ㅇ 사업명 : 우면산 산사태 복구공사(1공구) 실시설계 용역

ㅇ 위 치 : 서울특별시 서초구 양재동 산34-1 일원


본 사업은 2011년 집중호우로 발생한 산사태 피해지(서울특별시 서초구 양재동 산34-1

일원)에 대한 재발방지를 위한 완벽한 복구로 계류의 침식을 방지하고 토사의 고정 및

유출저지로 산지를 안정시켜 유역내 재해예방 기능을 강화하는 등 산림자원의 기반조성

과 공공이익의 증진, 국토보존 등 산림의 공익적 기능을 극대화하는데 그 목적이 있다.


업무내용 수량 단위 비 고

1. 현황측량, 현장조사 1 식․산사태 구역 및 주변지역에 대한 현황측량

․군부대 옹벽 등 붕괴구조물에 대한 조사

2. 지반조사

지표지질조사 1 식․지질 및 구조현황 및 특성 검토

․표토 및 기반암의 분포 및 암질 검토

시 추 조 사 1 개소․지층분포, N치, 지하수위 및 투수계수 측정

시험굴조사 2 회 ․원지반과 붕적토의 밀도 및 시료채취

현장투수시험 1 회 ․토사층의 대표 투수계수 측정

지표투수시험 1 회 ․우수시 유입율, 투수계수 측정

기본물성시험 2 식 ․토층의 기본 물성 파악

직접전단시험 2 회 ․원지반과 붕적토의 강도특성 파악

3. 응급복구공사 1 회 ․추가 피해 방지를 위한 토석류 제거 및 임시보강

4. 항구복구공사 1 회 ․산새태 방지를 위한 종합적인 사방대책 수립

5. 설계도 작성 1 식 ․실시설계도서 작성

6. 설계예산서 작성 1 식 ․2011년도 물가자료, 표준품셈에 의한 설계예산서

7. 종합보고서 작성 1 식 ․수리/수문분석, 개수계획, 비탈면 안정성 검토 등

1.사업계획서

1 - 2


【그림 1.4-1】래미안, 임광, 전원마을 산사태 피해전경

래미안, 임광

1. 사업계획서

1 - 3

【그림 1.4-2】전원마을 산사태 피해전경

전원마을(1,2,3호지)

1.사업계획서

1 - 4

1.5 설계요약

1.5.1 지반조사 분야

지표지질조사 시추조사

∙불연속면 방향성 및 공학적 특성 파악 ∙지층분포 특성 파악 및 제시험

현징밀도시험 지표투수시험

∙토사층의 현장단위중량 및 토량환산계수 파악 ∙투수계수, 침투율 및 수위상승고 파악

표준관입시험 현장투수시험

∙ 지반의 조밀도 및 연경도 파악 ∙ 지층별 투수계수 파악

토질기본물성시험 직접전단시험

∙물리적 특성 파악 및 토성분류 ∙토사의 점착력 및 내부마찰각 산정

1. 사업계획서

1 - 5

1.5.2 수리수문 분야

구 분 공 종 내 용

기초조사

총 9개 유역으로 구성됨

(래미안1,2 ,전원마을1~6, 임광)

유역면적, 유로연장, 유역평균폭,

유역형상계수 산정

9개 유역에 대한 평균경사 및 평균

고도산정

유역의 토양군별 타입결정

관측소 및

강우량조사

과업유역 주변 서울, 인천, 수원

관측소 중 시우량자료 및 신뢰성이

확보된 서울관측소 선정(시강우 보유

년수 51개년 적용)

과업유역 주변 서초, 남현, 관악관측소는

시우량 자료 부족으로 신뢰성 미확보

기왕홍수분석

서초관측소 남현관측소 2011년 7월 27일 홍수피해 분석

-서울 서초관측소 : 시간최대 강우

68.5mm, 일최대 281.0mm

-서울 남현관측소 : 시간최대 강우가

80.5mm, 일최대 352.0mm

-금회 계획 빈도 : 약 90년빈도에 해당

홍수피해 : 우면산에약 60ha 산사태발생

홍

수

량

산

정

확률

강우량

분석

10

100

1000

1 10 100 1000

Duration Time(min)

Rainfall Intencity(mm/hr)

200년

100년

80년

50년

30년

20년

10년

서울관측소 1961년～2011년(51개년)의

시우량 자료이용하여 확률강우량 산정

국립방재연구소의 "FARD 2006" 프로

그램 이용

확률가중모멘트법에 의한 Gumbel

분포를 채택

확률강우강도공식은 3시간이전·이후에서

Sherman형이 적합한 것으로 나타남.

홍수량

산정

초기유입시간을 고려한 도달시간 산정

(Rziha, Kirpich, Kraven-II등)

유역추적법, NRCS,합리식등의 홍수량

산정비교

빈도별 홍수량산정 : 100년 빈도 홍수량

채택(20년,30년,50년,80년,100년,200년)

개수

계획

gV2

21a

gV2

22a

XSh fL D=eh

1Y

2Y

1Z2Z기준고

하상OS

WS수면

에너지경사

S f

표준축차계산법에 의한 홍수위 산정

(래미안유역)

빈도별 홍수위 산정(래미안유역)

(20년,30년,50년,80년,100년,200년)

홍수량에 따른 통수단면 검토 : 임광

및 전원마을

1.사업계획서

1 - 6

1.5.3 토질 및 기초 분야

(1) 과업구간에 적합한 설계기준 산정

최소 안전율 기준 선정 100년 빈도 강우강도 적용

∙건설공사 비탈면설계기준(2009) 준용

구 분 조 건 최소안전율 비 고

원지반

비탈면

만수위시 Fs > 1.2

강우강도

적용시Fs > 1.3

∙적합한 설계기준 선정으로 비탈면 안정검토 수행 ∙100년 빈도 강우강도를 적용한 침투해석 실시

(2) 비탈면 안정해석


침투해석 활동안정성 검토

∙강우강도를적용한침투해석 ∙침투해석을연동한활동검토

중력식 쏘일네일링 보강공법적용후안정성검토

∙부분적인파괴에안정성확보유리 ∙보강공법적용으로안정성확보

(3)비탈면 법면대책 수립

구 분 비탈면경사완화(비탈면 정지)

돌망태 기슭막이 전석 기슭막이

법면대책

특징 ∙경사완화로원지반이완최소화 ∙수로부등측면비탈면안정성확보 ∙수로부및경사비탈면안정성확보

(4)기타 구조물 안정성 검토

철탑구간 옹벽 구조물

활동안정성 검토 3차원 수치해석


외적안정성 검토 활동안정성 검토

∙외적안정성 검토결과

- 활동 Fs = 4.63 > 1.5

- 전도 Fs = 3.45 > 2.0

- 지지력Fs = 2.14 > 2.5

※ 안정성 확보

4.882

Distance(m)0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Elevation(m)

200

210

220

230

240

250

260

270

280

290

∙기준안전율이상으로안정성확보 ∙옹벽구조물활동안정성확보

1. 사업계획서

1 - 7

1.5.4 사방대책(요약)

【그림 1.5-1】래미안, 임광 사방대책

래미안, 임광

1.사업계획서

1 - 8

【그림 1.5-2】전원마을 1호지 사방대책

전원마을 1호지

1. 사업계획서

1 - 9



1.사업계획서

1 - 10



2. 기초조사2. 기초조사

2.1 일반현황

2.2 수문 조사

2.3 피해 현황

2. 기초조사

2 - 1

2. 기초조사

2.1. 일반현황

2.1.1.유역의 일반현황

(1) 유역의 개황

본 과업대상은 우면산 유역으로 각각의 유역면적 및 유로연장은 【표 2.1-1】과 같으

며 대부분의 유역이 작고 협소하다. 해발 300m내의 저산지급이며 수 미터의 표토층이

호사편마암반층 위에 형성되었고, 유로의 길이가 짧고 경사가 급하여 강우시 첨두유량

증가 및 유속 및 소류력이 크다.

(2) 유역의 특성

유역특성은 하천을 포함한 그 유역이 가지는 일반적인 현황을 파악할 수 있으며, 유역

의 강우-유출 등 수문학적 특성 분석을 위한 기초자료로 사용되므로 정확성이 확보되어

야 한다. 따라서 금회 과업에서는 국토지리정보원에서 제작, 배포한 수치지형도를 사용

하여 유역특성을 정도 높게 분석하였다. 유역특성의 분석은 유역의 평균적 특성, 표고별

누가면적 및 구성비, 평균고도, 평균경사 등으로 구분하여 실시하였다.

(가) 유역의 평균적 특성

유역의 일반적 특성은 유역면적, 유로연장, 유역평균폭, 유역형상계수 등으로 구분되며, 이는

하천을 포함한 유역을 이해하고, 유역의 유출특성을 파악할 수 있는 가장 중요한 기초자료이

다. 금회 과업에서는 구간 내 주요 지류의 합류지점, 수리․수문 분석시 중요한 지점을 선정하

여 유역의 일반적 특성을 분석하였으며,【표 2.1-1】과 같다. 유역의 평균폭은 유역면적을 유로

연장으로 나눈 값으로 하천의 길이에 대한 유역의 평균적인 폭을 나타내며, 일반적으로 대하천

일수록 수치가 커진다. 유역의 형상계수는 유역면적을 유로연장의 제곱으로 나눈 값으로 형상

계수가 크면 길이에 비해 폭이 넓은 유역이고, 작으면 유역의 폭이 좁고 길이가 긴 유역을 형

성하는 것이 일반적이다. 유역의 형상계수는 유역의 형태를 나타내는 무차원 단위의 수치로써

형상계수가 1.0에 가까울수록 유역의 형상은 정방형에 근접하며 형상계수가 클수록 유출의 집

중성향이 매우 크므로 첨두홍수량이 크게 발생된다. 반면 형상계수가 작으면 유출의 집중성향

도 약해지며 따라서 첨두홍수량이 비교적 적게 나타날 것으로 예측할 수 있다.

2. 기초조사

2 - 2

【표 2.1-1】유역의 평균적 특성

산 정 지 점 부 호

유 역

면 적

A(km2)

유 로

연 장

L(km)

유 역

평균폭

(A/L)

유 역

형상계수

(A/L2)

비고

레미안

유역1

하구 RM0 0.098 0.64 0.15 0.24

지류 합류후 RM1 0.094 0.60 0.16 0.26

지류 합류전 RM2 0.076 0.60 0.13 0.31

상류지점 RM3 0.045 0.27 0.17 0.62

레미안 유역2 RM4 0.020 0.19 0.11 0.55

전원마을1 JW1 0.021 0.110 0.19 1.73

전원마을2 JW2 0.032 0.200 0.16 0.80

전원마을3 JW3 0.048 0.290 0.16 0.57

전원마을4 JW4 0.004 0.040 0.10 2.5

전원마을5 JW5 0.075 0.340 0.22 0.64

전원마을6 JW6 0.059 0.320 0.18 0.57

임광유역 IK0 0.040 0.270 0.14 0.54

(나) 유역의 평균고도 및 평균경사

① 유역평균경사

유역의 경사는 침투나 유출, 토사의 침식 등에 영향을 미치는 중요한 인자이다. 유역의

평균경사를 분석하기 위하여 본 과업구간의 주요지점을 대상으로 수치지도를 이용한

GIS TOOL(ArcView)을 사용하여 분석한 결과 다음과 같이 나타났다.

② 유역평균고도

일반적으로 유역의 고도가 증가하게 되면 이에 비례하여 강수량이 증가하게 되며, 이

로 인해 유출도 증가하게 된다. 이러한 점에서 유역의 평균고도는 지상학적 인자로서 주

된 유역 특성중 하나이다. 유역의 평균고도를 분석하기 위하여 본 과업구간의 주요지점

을 대상으로 수치지도를 이용한 GIS TOOL(ArcView)을 사용하여 분석한 결과, 다음과

같이 나타났다.

2. 기초조사

2 - 3

【표 2.1-2】유역의 평균경사 및 평균고도

주 요 지 점산정지점

부 호

평균고도

(EL.m)

평균경사

(%)비 고

레미안 유역1 RM0 182.11 19.00

레미안 유역2 RM4 111.40 18.43

전원마을1 JW1 78.18 15.91

전원마을2 JW2 116.11 22.96

전원마을3 JW3 134.05 23.27

전원마을4 JW4 87.65 19.37

전원마을5 JW5 130.56 19.44

전원마을6 JW6 124.5 20.69

< 유역의 평균 경사도 > < 유역의 평균 고도 >

【그림 2.1-1】레미안 유역1


【그림 2.1-2】레미안 유역2

2. 기초조사

2 - 4


【그림 2.1-3】전원마을1(JW1)





2. 기초조사

2 - 5







2. 기초조사

2 - 6

2.1.2. 유역의 자연현황

(1) 지형․지질 및 토양

(가) 지 형

① 유점사 쉼터 계곡

유점사 쉼터 계곡 유역은 서울특별시 서초구, 경기도 과천시 경계에 있는 우면산에 위

치하고 있는 계곡이며, 관악산 줄기였던 우면산은 남태령 고갯길 확장으로 완전히 분리

되었다. 모양이 소가 누워 있는 모습을 닮았다 하여 붙인 이름이다. 관암산이나 도마산,

사정산, 수정봉 등으로 불렸다. 2004년 7월 23일 자연생태공원으로 지정되었다. 과천과

서울을 경계를 짓는 우면산의 장소는 실제로서는 방배역부터이다. 왜냐하면, 방배역 지

점에서 우면산 너머는 과천시의 경마공원 근방이기 때문이다. 또한, 대공원 지점에서 우

면산 너머에는 방배역과 사당역 사이이다. 우면산의 동쪽 끝은 실제로 양재역이지만, 경

부고속도로를 만들려고 우면산의 중도를 끊어버려서 양재역에서는 우면산을 다닐 수 없

게 되었다. 우면산의 서쪽 끝은 사당역이다.

(나) 지 질


계곡유역의 지질 구성은 선캄브리아기의 흑운모 호상편마암(BCEbngn)이 전 지역에 걸

쳐 분포하고 있는 것으로 나타났다.

(다) 토 양

농업과학기술원이 전산화 사업을 통해 구축한 1:25,000 도엽의 정밀토양도를 이용하여 금

회 과업 유역 내의 토양분포 상황을 살펴본 바, SCS의 수문학적 토양군 중 침투율 크고 표

토토성이 사질이나 미사질양토 등으로 구성되며, 화성암과 제4기층을 포함하고 있는 TYPE

A는 유역 전반에 걸쳐 임야 및 간이 초지의 형태로 분포되어 있다.

토양형은 Arc, ArD, SNE2, SRF2로 침투가 대체로 크고 사양토와 양토 등으로 형성되어

있다

상기의 언급된 정밀토양도에 대한 SCS의 수문학적 토양별 분류기준은 미 토양보존국

SCS(현재 NRCS)와 한국농촌진흥청이 정밀토양도 제작시 미 농무성(U.S. Department of

Agriculture)의 토양분류기준을 기초로 제작했기 때문에 다음의【표 2.1-3】SCS의 분류기준

으로 수문학적 토양군별로 재분류가 가능하다.

2. 기초조사

2 - 7

즉, 토성, 토양심도, 토양배수, 토양팽창, 유기물함량에 대한 SCS와 농촌진흥청의 분류기

준을 정량적으로 비교, 검토하여 정밀토양도상의 토양통을 SCS의 수문학적 토양군 A, B, C,

D로 분류기준을 적용할 수 있다. 이를 농과원 등(2007)은 위 연구를 기초로 토성, 배수등급,

투수성, 투수저해토층의 유무 및 출현깊이, 지하수위 등 침투수량을 지배하는 요인들을 적

용하고, 우리나라 토양의 주 점토광물이 비팽창성인 Kaoline계이므로 투수가 점토의 절대함

량이나 불투층, 지하수위 등에 지배되고 있기 때문에 토양의 수축 및 팽창을 고려하지 않고

정밀토양도상의 토양통을 SCS의 수문학적 토양군 A, B, C, D로 재분류하였다.

그 결과는【표 2.1-4】과 같고,【표 2.1-5】는 금회 과업유역 내에 속한 정밀토양도 토양통

들을 농과원(2007)이 제시한 기준에 의해 재분류한 결과이다.

【표 2.1-3】SCS 수문학적 토양군의 분류기준

토 양 형 토 양 의 특 성 침투율(mm/h)

TYPE A

낮은 유출율 (Low Runoff Potential)

침투율이 대단히 크며 자갈이 있는 부양질, 배수 매우양호

(High Infitration Rate)

7.62-11.43

(0.3～0.45inch)

TYPE B침투율이 대체로 크고 (Moderate Infitration Rate) 돌 및

자갈이섞인 사질토, 배수 대체로 양호

3.81-7.62

(0.15～0.30inch)

TYPE C 침투율이 대체로 작고, 대체로 세사질토양층, 배수 대체로 불량1.27-3.81

(0.05～0.15inch)

TYPE D높은 유출율 (High Runoff Potential), 침투율이 대단히 작은

점토질 종류의 토양으로 거의 불투성, 배수 대단히 불량

0-1.27

(0～0.05inch)

2. 기초조사

2 - 8

【표 2.1-4】과업 유역의 SCS 토양군별 면적

산 정 지 점토양 TYPE별 면적(km2) 계

(km2)A B C D

레미안

유역1

하구 0.004 0 0 0 0.004

지류합류후 0.018 0 0 0 0.018

지류합류전 0.031 0 0 0 0.031

상류지점 0.045 0 0 0 0.045

레미안 유역2 0.020 0 0 0 0.020

전원마을1 0.01 0.011 0 0 0.021

전원마을2 0.032 0 0 0 0.032

전원마을3 0.048 0 0 0 0.048

전원마을4 0.004 0 0 0 0.004

전원마을5 0.075 0 0 0 0.075

전원마을6 0.059 0 0 0 0.059

임광 유역 0.040 0 0 0 0.040

【표 2.1-5】유역내 토양통의 수문학적 분류 및 토양군별 특성

토 양 형 토 양 부 호

토 양 의 특 성

표토의 토성 배수등급토지이용

추 천토양유형

모래 및

퇴적양식

TYPE AArc, ArD,

SNE2, SRF2

미사질양토,

사양토,

양질사토,

양토

매우양호간이초지,

임지, 기타

미숙,

사질전,

기타

변성암,

제4기층,

화성암,

퇴적암

2. 기초조사

2 - 9

2.1.3 유역의 현황 분석

(1) 유역의 일반적 현황

유역면적과 유로연장은 소규모 유역을 형성하고 유역의 평균폭과 형상계수가 【표

2.1-6】과 같이 분석되었으며, 유역의 형상은 수지상의 유역인 것으로 판단된다.

【표 2.1-6】유역의 일반현황

지 점평 균 폭

(km)형상계수

평균고도

(EL.m)

평균경사

(%)비 고

레미안 유역1 0.15 0.24 182.11 19.00

레미안 유역2 0.11 0.55 111.40 18.43

전원마을1 0.19 1.73 78.18 15.91

전원마을2 0.16 0.80 116.11 22.96

전원마을3 0.16 0.57 134.05 23.27

전원마을4 0.10 2.5 87.65 19.37

전원마을5 0.22 0.64 130.56 19.44

전원마을6 0.18 0.57 124.5 20.69

2. 기초조사

2 - 10

2.2 수문 조사

2.2.1 수문 관측소 현황

유역의 수문설계를 위한 기초수문자료를 획득하기 위해 유역내 또는 유역의 인근에

위치하고 있는 강우관측소, 기상관측소에 대하여 조사하여 관측소의 현황을 파악하였으

며, 각 관측소에서 보유하고 있는 기록에 대한 신뢰성을 파악하여 수문분석에 대한 적용

성 유무를 판단하였다.

(1) 우량 관측소

서울관측소의 우량자료를 이용하여 유역의 수문분석을 수행하기 위해 유역의 중심으로부

터의 거리, 시우량 및 일강우 보유기록의 연속성 및 지형적인 특성, 강우의 진행방향 등을

고려하여 검토한 결과 서울 관측소는 1907년 관측을 개시하여 일강우 및 시강우 자료기

록 보유년수가 50개년으로 충분하고 신뢰할 수 있는 자료를 보유하고 있어 서울관측소의

자료를 이용하여 수문분석을 실시하였다.

유역인근에 위치하고 있는 관측소에 대한 일반적인 현황과 자료보유 기간은【표 2.2-

1】및【그림 2.2-1】와 같다.

【표 2.2-1】강우관측소 현황

관측소위 치 관 측

개시일

관측

종별

관 할

관서명

시 우 량

보유현황행 정 구 역 경 도 위 도

서 울서울 종로구

송월동126°57′56.84″ 37°34′ 17.08″ 1907-10 보통 기상청 50개년

인 천인천 중구

전동126°37′29.64″ 37°28′ 39.36″ 1904-08 보통 기상청 〃

수 원수원 권선구

서둔동126°59′15.47″ 37°16′ 12.09″ 1964-01 보통 기상청 47개년

2. 기초조사

2 - 11

【그림 2.2-1】티 이 센 망 도

2.3 피해 현황

2.3.1 수해 현황

(1) 수해현황

우리나라는 몬순지대의 대륙성 기후권에 속해 있어 하절기인 6～9월 사이에 다량의

집중강우로 인하여 빈번한 수해가 발생하고 있다. 구체적인 원인으로는 중국대륙 및 동

지나해에서 발생하는 저기압이 하절기의 극전선(장마전선) 및 남양군도 부근에서 발생되

어 이동해 오는 태풍등에 기인한다. 특히 풍수해를 가중시키는 원인으로 연간 강수량의

2/3가 농작물의 개화, 결실기인 하절기에 집중적으로 내려 큰 풍수해의 원인이 되고 있

다.

과거 우리나라의 주요 호우 및 태풍피해 중 20위중 8개가 최근 10개년(2000～2009년)

에 발생되었는데 그 원인은 도시화로 가옥의 밀집과 무분별한 개발로 인한 유출증가 및

기상이변으로 인한 집중호우 등에 기인하는 것으로 판단되며 과거 우리나라에 큰 피해

를 유발한 주요호우 및 수해현황은【표 2.3-1】와 같다.

2. 기초조사

2 - 12

【표 2.3-1】과거 주요호우 및 수해현황

구분

년도

피 해 내 용주요피해지역

이재민

(인)

인명피해

(사망,실종)

재산피해

(백만원)기 간 내 용

2002년 8.30～9. 1 태풍(RUSA) 전국 63,085 246 6,322,304

2003년 9.11～9.13 태풍(MAMI)제주,동․남해안, 경남,

경북, 강원10,975 131 5,073,388

2006년 7. 9～7.29집중호우 및

태풍(EWINIAR)전국 2,790 62 2,016,235

1998년 7.31～8.18 집중호우 전국(제주제외) 24,531 324 1,519,022

1999년 7.23～8. 4집중호우 및

태풍(OLGA)전국 25,327 67 1,304,246

1990년 9. 9～9.12 집중호우 서울, 경기, 강원, 충북 187,265 163 890,060

1987년 7.15～7.16 태풍(THELMA) 남해, 동해 99,516 345 726,883

1995년 8.19～8.30 집중호우 경기, 강원, 충남, 충북 24,146 65 668,406

1987년 7.21～7.23 집중호우 중부 50,472 167 612,084

1996년 7.26～7.28 집중호우 서울, 경기, 강원, 인천 16,933 29 606,306

1989년 7.25～7.27 집중호우충남, 충북, 전남, 전북

경남, 경북54,041 128 524,541

1991년 8.22～8.26 태풍(GLADYS) 부산, 강원, 경북, 경남 20,757 103 385,058

1998년 9.29～10.1 태풍(YANNI) 제주, 전남, 경남, 경북 4,827 57 334,613

2000년 8.23～9. 1호우 및 태풍

(PRAPIROON)전국 1,927 28 307,168

주) 1. 자료출처 : 재해년보 2009(소방방재청, 중앙재난안전대책본부)

2. 피해액은 2009년 가치

2. 기초조사

2 - 13

【그림 2.3-1】과거 주요 태풍 경로도

과업구간

2. 기초조사

2 - 14

(가) 태풍 루사(RUSA, 2002. 8. 27 ～ 9. 1)에 의한 수해 분석

① 태풍의 원인 및 강우특성

태풍 루사(RUSA)는 8월 23일 오전 9시경 괌섬 동북동쪽 약 1,800km 해상에서 발생하

여 8월 31일 오후 3시경 전남 고흥반도로 상륙할 때까지 이례적으로 줄곧 중심기압

950hPa에 중심풍속 초속 36m를 유지, [강급] 강도의 [대형급] 규모를 유지하며 거의 최상

의 힘을 가진 채 우리나라에 상륙했고, 이후에도 상당 시간 그 강도를 유지하면서 전국에

막대한피해를 입혔다.

태풍 루사가 대형급 태풍을 유지할 수 있었던 것은 남해상의 해수면 온도가 평년보다

높아 바다로부터 지속적으로 에너지를 공급받았기 때문으로 해수온도가 평년보다 높은

27～29℃를 보인 남해 먼바다는 지속적으로 수증기를 발생해 루사의 에너지원이 되었다.

여기에 한반도에 동서로 놓인 북태평양 고기압의 상층에서 부는 편서풍이 이례적으로 약

해 태풍의 이동속도와 방향전환을 막았던 것으로 분석되었다. 이로 인해 루사는 한반도

를 길게 관통하며 초속 30～50m의 강풍과 일 최고 강수량 871.0mm라는 경이적인 기록

을 세우며 전국적인 대규모 홍수피해를 발생시켰다.

태풍 루사는 8월 30일 17시경에 제주도 남남동쪽 약 330km 부근 해상에서 느리게 북

진하여 태풍의 중심 외곽에 겹겹이 분포한 나선형의 비구름대가 접근하면서 제주도와 남

부지방을 중심으로 비를 내렸다. 8월 31일 18시경에는 전라남도 지방을 통과하면서 남부

및 강원지방을 중심으로 비를 내렸고, 특히 남부산간과 강원 영동지방에서는 매우 강한

바람을 동반한 강한 비가 내렸다.

(나) 태풍 매미(MAMI, 2003. 9. 11 ～ 9.13)에 의한 수해 분석

① 이동경로

한반도 남부에 막대한 피해를 입힌 제 14호 태풍 ‘매미’는 사천지역에 412mm의 비를

뿌린 것을 비롯해 순간 최대풍속과 내륙상륙 때의 해면기압 극값 등을 경신한 태풍으로

2003년 9월6일 오후 3시께 괌섬 북서쪽 약 400Km부근 해상에서 발생해 느리게 북서진

한 뒤 9일 오전 9시께 태풍으로 발달, 11일 오전 9시께 중심기압 910hPa의 초대형 태풍

으로 발달하였다.

이때부터 방향을 바꿔 12일 오후 6시 제주도 성산포 동쪽 부근해상을 거쳐 12일 오후

8시 사천시 부근해안으로 상륙했다가 함안을 거쳐 13일 오전 2시30분 경북 울진 부근 해

안을 통해 동해상으로 진출하였다.

2. 기초조사

2 - 15

② 강우량 현황

9월 11일 제주도와 남해안지방이 태풍 전면에 들면서 비가 오기 시작해 11일에서 13일

오전 전국적으로 10～450mm 분포로 강우량이 지역별 편차를 보였다. 특히 남해를 비롯

한 남해안지방과 대관령을 비롯한 강원도 영동지방은 시간당 47.0mm～79.5mm의 집중

호우가 내려 하루 강우량은 400mm정도로 많은 값을 나타냈다.

지역별로는 남해 452.5mm, 진주 271.1mm, 산청 256.5mm, 마산 178.0mm, 통영

164.5mm, 부산 104.0mm 등이며 AWS(무인자동기상관측기)에 의한 관측으로는 사천에서

412.0mm, 지리산 403.0mm 등을 기록했다.

③ 바람현황

태풍 ‘매미’ 통과시 최대 순간풍속은 제주 60 m/s와 고산 60 m/s로 한반도 관측(1904

년)이래 최대 순간풍속 극값인 2000년 8월31일 58.3 m/s를 경신했으며 여수의 최대 순간

풍속이 35.1 m/s로 이 지역 기상관측 이래 최대기록을 세웠다.

④ 태풍 ‘매미’의 특징

태풍 ‘매미’가 북상할 때 북쪽으로는 대륙고기압이, 동쪽에는 북태평양고기압이 위치해

태풍이 발생한 뒤 속도가 느리게 진행했고 한반도 남해상 부근의 해수면 온도가 28˚C로

높아 태풍의 세력을 계속 유지하면서 북상, 북위 30° 부근에서는 태풍의 중심기압이

940hPa로 태풍의 위력이 강했다.

또한 관측 이래 최대순간 풍속 극값을 경신한 주된 원인은 한반도를 통과한 태풍 중

중심기압이 가장 낮았으며, 한반도를 중심으로 북쪽에는 찬 성질을 가진 대륙고기압이

위치하고 남쪽에는 발달한 열대저기압인 태풍이 위치해 고기압과 태풍간의 대기압력공

간 격차에 의해 나타나는 힘인 ‘기압경도력’이 강했기 때문이다.

태풍 ‘매미’가 사천시 부근 해안에 상륙할 때의 중심기압은 950hPa로 분석되며, 중심

부근 최대풍속은 40 m/sec이었고 풍속 15 m/sec이상의 태풍 중심반경이 약 330km 이내

로 태풍의 강도는 ‘강’ 크기는 ‘중형’이었다.

(다) 최근 집중호우에 의한 수해 분석

금회 유역은 2011년 7월 27일의 집중호우로 인한 산사태 피해현황을 조사하였다.

① 2011년 7월 27일 홍수피해 분석

2011년 발생한 금회 유역의 강우현황을 조사한 결과 서울 서초관측소에서 2011년 7월

27일에는 시간최대 강우가 68.5mm, 일최대 281.0mm로 관측되었고, 또한 서울 남현관측

2. 기초조사

2 - 16

소에서 는 같은날(2001년 7월 27일) 시간최대 강우가 80.5mm, 일최대 352.0mm로 관측되

었다.

이는 금회 계획 빈도의 약 90년빈도에 해당되는 강우가 발생한 것으로 검토되었으며

홍수피해는 우면산에 약 60ha산사태를 일으킨 것으로 조사되었다.

【표 2.3-2】최근의 집중호우에 의한 시강우량 (단위 : mm)

관측소 구분

기 간 1시 2시 3시 4시 5시 6시 7시 8시 9시 10시 11시 12시최 대

시강우

일최대

강우

비

고년월·

일13시 14시 15시 16시 17시 18시 19시 20시 21시 22시 23시 24시

서초집중

호우2011 7.27

0.0 16.5 13.0 19.0 11.5 20.0 30.5 62.5 68.5 13.0 2.0 2.5

68.5 281.0

건

교

부

17.0 4.0 1.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

남현집중

호우2011 7.27

0.0 21.0 17.5 29.0 19.5 27.5 32.5 86.5 80.5 6.5 3.5 7.5

86.5 352.0

8.0 2.5 2.0 7.5 0.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

【표 2.3-3】산사태 발생지점

서초관측소 남현관측소

3. 지반조사3. 지반조사

3.1 조사개요

3.2 일반사항

3.3 지형 및 지질

3.4 조사결과

3.5 설계지반정수 산정

3.6 조사결과 요약

3. 지반조사

3 - 1

3. 지반조사

3.1 조사개요

3.1.1 조사목적

본 조사의 목적은 “우면산 산사태 복구사업”중 확인조사를 위한 시추조사 및 현장시험

을 실시하여 지층의 분포상태 및 토성을 파악하여 시공에 필요한 지반공학적 기초자료

를 수집, 분석하여 제반자료를 제공하므로써 보다 경제적이고 합리적인 시공이 되도록

하는데 그 목적이 있다.

3.1.2 조사지역

【표 3.1-1】조사지역 현황

행정구역 ∙ 서울특별시 서초구 방배동 우면산 일대

조사구역 ∙ 래미안

조사지역 현황

3. 지반조사

3 - 2

3.1.3 조사항목

과업지역을 대상으로 지반구성 및 공학적 특성을 규명하고자 지반조사를 실시하였으

며, 지반조사 내용 및 수량은 다음과 같다.

【표 3.1-2】지반조사 항목 및 수량

항 목 수 량 단 위 비 고

지표지질조사 1 식

시 추 조 사 1 개소

현장시험

표준관입시험 7 회

현장밀도시험 2 회

현장투수시험 1 회

지표투수시험 1 회

실내시험토질기본물성시험 2 회

직접전단시험 2 회

3.1.4 조사기간

【표 3.1-3】조사기간

구 분 조 사 기 간

현장답사 및 조사계획 수립 2011. 9. 2 ～ 2011. 9. 6

지표지질조사 및 시험굴조사 2011. 9. 7 ～ 2011. 9. 20

시추조사 및 현장시험 2011. 9. 20 ～ 2011. 9. 24

실내시험 2011. 9. 14 ～ 2011. 9. 27

성과분석 및 보고서작성 2011. 9. 24 ～ 2011. 10. 10

3.1.5 조사장비

【표 3.1-4】조사항목별 장비

장 비 명 규 격 수 량 비 고

지표지질조사 장비 - 1 조 지질햄머, 클리노콤파스, 슈미트햄머 외

시추기 및 부대장비 OP-300 1 대 유압형 회전수세식

표준관입시험 기구 - 1 조 Split spoon sampler

현장밀도 시험기 - 1 조 전자저울, Sand cone, 플레이트 외

현장투수시험기 - 1 조 지하수위 측정기, 초시계 외

토질기본물성 시험기KS F 2309

외1 조

함수비, 비중, 입도분석, 체분석, 액소성

시험기

직접전단시험기 KS F 2343 1 대 직접전단 시험기

3. 지반조사

3 - 3

3.2 일반사항

3.2.1 지표지질조사

지표지질 조사에서는 주로 절리의 방향(Orientation), 간격(Spacing), 틈새(Joint

Aperture), 거칠기(Joint Surface Roughness), 연장성(Persistence), 풍화상태, 지하수위 유

출상태 등을 종합적으로 조사하여 이를 평가 분석후 사면안정 검토에 이용하며, 조사시

사용되는 장비는 Clinometer, Brunton Compass, Profile Gauge 및 Geological Hammer

등이 있고 이의 사용법은 아래와 같다.

【그림 3.2-1】지표지질 조사시 장비의 개략적인 사용방법

(a) Clinometer의 사용방법 (b) Profile Gauge 사용방법

(1) 절리 방향성(Orientation)

방향의 측정은 컴퍼스나 클리노미터에 의해 이루어지며, 자성이 강한 암반, 철관 또는

레일 등에 의해 영향을 받을 수 있는 곳에서는 Clino-rule, 50m자 또는 방위각을 읽을

수 있는 분도기를 사용한다. 또한 주어진 지역의 불연속면 군을 정의하기 위해서는 충분

한 양의 불연속면에 대한 측정이 이루어져야 한다.

【그림 3.2-2】절리면 방향 측정방법

주향과 경사의 측정 방법 콤파스를 이용한 불연속면 측정

3. 지반조사

3 - 4

(2) 절리 간격(Spacing)

인접한 불연속면간의 직선거리를 나타낸다. 일반적으로 같은 군에 속하는 불연속면의

평균거리로 표시된다. 극히 간격이 좁은 불연속면 군들이 나타나는 암반은 낮은 점착력

을 나타나게 되며, 특별한 경우에는 암반의 파괴형태가 평면파괴에서 원형파괴나 토석류

(flow) 로 전환되기도 한다. 불연속면의 방향에서와 마찬가지로 미끄럼이 일어날 수 있는

충분한 수의 불연속면이나 불연속면 군과 낮은 전단강도와 같이 변형에 대해 다른 조건

들이 나타날 때에는 불연속면 간격의 중요성이 증가된다. 불연속면의 간격은 암반을 구

성하고 있는 암괴의 크기를 결정할 수 있다. 간격은 암반의 투수율이나 용출특성에 큰

영향을 미치며, 암괴의 크기분포는 특성, 굴착성과 같은 공학적인 성질에도 영향을 준다.

일반적으로 불연속면의 투수도는 간격에 반비례한다.

【표 3.2-1】불연속면 간격의 등급 (ISRM)

절리간격의 표현 간 격 (mm) 절리간격의 표현 간 격 (mm)

극도로 좁다Extremely

Close< 20 넓 다 Wide 600～2,000

매우 좁다 Very Close 20～60 매우 넓다 Very Wide 2,000～6,000좁 다 Close 60～200

극도로 넓다Extremely

Wide> 6,000보 통 Moderate 200～600

(3) 절리 연속성(Persistence)

한 평면 내에서의 불연속면의 크기나 면적의 정도를 나타낸다. 이것은 노두에서 나타

나는 불연속면의 길이로 표시된다. 이 요소는 대략적으로 노출된 표면에서의 불연속면의

길이를 관찰함으로써 정량화 될 수 있으며, 암반의 공학적인 성질을 결정하는 가장 중요

한 요소 중의 하나이지만, 현장에서 노두의 크기에 제한을 받기 때문에 결정하기 힘든

요소이다.

【표 3.2-2】불연속면 연속성의 등급(ISRM)

절리 연속성의 표현(ISRM)

간 격절리 연속성의 표현

(ISRM)간 격

매우 낮다 Very Low < 1m 높 다 High 10 ～ 20m

낮 다 Low 1 ～ 3m

매우 높다 Very High > 20m보 통 Medium 3 ～ 10m

3. 지반조사

3 - 5

(4) 절리 절리 거칠기(Roughness)

불연속면의 거칠기는 여러 불연속 평면들의 평균평면에 나타나는 작은 규모의 요철

(Uneveness)이나 큰 규모의 만곡(Waviness)으로 정의된다. 실제에 있어서 만곡은 전단변

위의 초기방향에 영향을 주는 반면에, 요철은 일반적으로 중간 규모의 원위치전단시험이

나 실험실에서 구해질 전단강도에 영향을 준다. 노두나 시추 코아에서 이루어진 측정으

로부터 불연속면의 성질이 기록될 때에는 일반적으로 소규모의 요철과 더 큰 규모의 만

곡사이가 구분되어야 한다. 대규모의 굴곡은 소규모 또는 중간 규모의 굴곡 위에 중첩될

수 있다. 이 불연속면의 거칠기는 특히 변위가 없거나 충진이 되지 않은 불연속면에서의

전단응력에 상당한 영향을 준다. 틈새, 충진물 두께 또는 이전의 전단 변위가 증가하면

이 거칠기의 중요성은 감소된다. 충진물이 없는 경우에는 정확한 추정이 가능하며

Profile Gauge를 이용하여 측정한다.

【표 3.2-3】불연속면 거칠기 등급및 JRC

< 불연속면의 거칠기 등급 > < 거칠기 종단면과 JRC >

구 분 표 현 상 태

Ⅰ

Stepped

Rough 거칢, 계단면

Ⅱ Smooth 부드러움, 계단면

Ⅲ Slickensided 경면, 계단면

Ⅳ

Undulating

Rough 거칢, 파상면

Ⅴ Smooth 부드러움, 파상면

Ⅵ Slickensided 경면, 파상면

Ⅶ

Planar

Rough 거칢, 평면

Ⅷ Smooth 부드러움, 평면

Ⅸ Slickensided 경면, 평면

3. 지반조사

3 - 6

【그림 3.2-3】불연속면 거칠기 및 강도측정 전경

불연속면 거칠기 측정 불연속면 강도 측정

(5) 절리 강도(Wall Strength)

불연속면의 벽면을 구성하는 암석의 압축강도는 특히, 벽면이 충진되지 않은 절리의

경우(직접 암석끼리 접촉해 있는 경우)에는 전단강도와 변형도에 매우 중요한 요소가 된

다. 암체는 표면 가까이에서 자주 풍화되거나 열수과정에서 변형되기도 한다. 일반적으

로 풍화가 암체의 내부보다는 불연속면의 벽면에 영향을 주므로 이로 인해 벽면의 강도

가 시추결과에서 얻어진 강도에 비해 적은 값을 갖는다.

전단강도와 변형도에 영향을 주는 상대적으로 얇은 암석벽면은 간단한 Index시험을 통

해서 이루어지며, 개략적인 일축 압축강도는 Schmidt hammer시험, 긁기 그리고 지질 햄

머시험 등으로 추정될 수 있다. 암석 또는 암반 구성물질의 풍화정도는 불연속면의 강도

를 서술적으로 표시할 뿐이며, Manual Index Test나 Schmidt hammer로써 정량적으로

구할 수있다.

【표 3.2-4】Manual Index Test

등 급 표 현 특 징 일축압축강도 (kgf/cm2)

R0 Extremely Weak 손톱에 의해 파짐 2.5 ～ 10

R1 Very Weak 햄머 타격에 의해 부스러짐 10 ～ 50

R2 Weak 햄머 타격에 의해 움푹 파짐 50 ～ 250

R3 Medium Strong 햄머 1회 타격으로 깨짐 250 ～ 500

R4 Strong햄머 1회 이상의 타격에 의해

깨짐500 ～ 1,000

R5 Very Strong 햄머의 다수타격에 의해 깨짐 1,000 ～ 2,500

R6 Extremely Strong 햄머타격에 의해 약간 깨짐 > 2,500

3. 지반조사

3 - 7

(6) 불연속면 간극(Aperture)

하나의 불연속면에 서로 인접한 암석간에 분리되어 있는 수직거리를 나타내며, 그 간

극의 공간은 물이나 공기와 같은 것으로 채워져 있다. 따라서 간극은 충진된 불연속면의

폭과는 구분된다. 간극의 영향은 물의 투수율 시험에 의해 가장 잘 평가될 수 있다. 간

극은 그것의 이완정도나 전도성의 관점에서 기록되어야 하며 절리수압, 물의 침투 그리

고 저장된 액체나 가스의 유출량은 간극에 의해 영향을 받을 수 있다. 또한 간극의 변화

는 불연속면의 전단응력에 영향을 주며, 더 중요한 것은 암반과 불연속면의 투수성과 물

의 전도율에 영향을 주는 것이다.

【표 3.2-5】불연속면 간극의 표시방법

간 극 표 현 간 극 표 현

< 0.1mm

0.1～0.25mm

0.25～0.5mm

Very Tight

Tight

Partly Open

Closed

Features

(폐쇄형)

1～10cm Very Wide

Open

Features

(개방형)

10～100cmExtremely

Wide

0.5～2.5mm

2.5～10mm

> 10mm

Open

Moderately

Wide

Wide

Gapped

Features

(틈새형) > 1m Cavernous

(7) 충진물(Filling)

한 불연속면에 대해 서로 인접한

암석의 벽면 사이를 충진하고 있는

물질을 말하며, 모암 보다는 일반

적으로 강도가 약한 경우가 많다.

일반적으로 충진물질은 모래, 점토,

녹니석, 실트 등이며 충적토, 압쇄

암, 단층각력암 등이나 벽면을 얇

게 피복하는 광물 등도 포함된다.

벽면 거칠기의 크기와 충진물의 폭

단단한 광맥(방해석, 석영, 황철광 등)으로 충진된 경우를 제외하고는 일반적으로 깨끗

3. 지반조사

3 - 8

한 면의 불연속면보다는 전단강도가 낮다. 그리고 충진된 불연속면의 거동은 간극에 대

립하여 충진된 불연속면의 폭으로 표시한다.

(8) 절리군의 수(Number of Sets)

암반에 교차되어 나타나는 불연속면군의 수는 암반의 외관이나 역학적인 거동에 상당

한 영향을 준다.

(9) 절리군의 크기(Size of Block)

암괴의 크기는 암반거동의 매우 중요한 척도이며, 암괴의 크기와 모양은 서로 교차하

는불연속면의 상호 방향과 각 불연속면 군간의 간격, 불연속면군의 수, 불연속면의 연속

성에 의해 결정되어진다.

암괴의 크기와 암괴간의 전단응력에 의해 조합된 성질들이 어떤 주어진 응력하에서의

암반의 역학적 거동을 결정하게 된다. 대규모의 암괴로 구성된 암반은 변형이 적게 일어

나는 경향이 있으며, 지하공동의 건설에 있어서는 양호한 Arching과 Interlocking 효과를

나타낸다.

암괴의 크기는 전형적인 암괴의 평균크기(암괴크기지수, Block Size Index, Ib)로 표시

하거나 암반의 단위체적당 내에 교차하는 총 불연속면들의 수, 즉 체적절리계수

(Volumetric Joint Count, Jv)로 표시할 수 있다.

【표 3.2-6】암반 크기와 모양에 의한 암반분류

절리 등급 간 격 (mm) 절리 등급 간 격 (mm)

괴 상 형

(massive)

몇 개의 절리가 있거나

간격이

넓은 형태

주 상 형

(Columnar)

한면의 크기가 다른 두

면보다

훨씬 큰 형태

암 괴 형

(Blocky)거의 같은 크기를 갖는 형태

불규칙형

(Irregular)

암괴의 크기와 모양이

다양한형태

판 형

(Tabular)


면보다

훨씬 적은 형태

파 쇄 형

(Crushed)심하게 절리가 발달한 형태

3. 지반조사

3 - 9

3.2.2 현장조사

(1) 시추조사

지반의 공학적인 특성과 기반암의 암종, 지질구조, 단층파쇄대의 존재여부, TCR 및

RQD 등의 자료를 수집하여 설계에 반영하기 위하여 설계구간에 대하여 총 1개소에 시

추조사를 실시하였다. 조사를 위해 사용된 장비로는 회전수세식(Rotary Wash Type) 유

압형 시추기를 이용하여 표준관입시험과 병행하여 실시하였으며, 시추구경은 NX규격으

로 굴진하였으며 각 시추공에서 채취된 시료는 토질성분 및 기반암 암질상태 등을 정확

히 파악하여 설계에 반영할 수 있도록 시추주상도 작성 후 시료상자에 넣어 보관하였다.

【그림 3.2-4】시추조사 모식도 및 전경

시추모식도 시추작업 전경

(2) 지하수위 측정

금번 조사시에는 조사지역내 자연 지하수위 분포를 확인하기 위하여 조사 시추공에서

지하수위를 측정하였으며, 이때 시추조사시에 Slime 제거 및 시추공벽 붕괴를 방지하기

위하여 시추공내에 순환시킨 이수에 의한 영향을 배제하기 위해 시추종료 후 24시간 경

과 후에 측정하였다. 한편 지하수위는 계절 및 수원의 원근에 따라 갈수기나 홍수기에

따라 달라지며 부근 지역의 지하수 이용여부, 토공사로 인한 지하수위 유출 등에 따라

변화될 수 있는 점에 유의해야 한다.

3. 지반조사

3 - 10

3.2.3 현장시험

(1) 표준관입시험

시추조사와 병행하여 원위치의 경연, 구성성분의 특성을 파악하기 위하여 지층이 변하

거나 동일한 지층이 연속적으로 형성된 경우에 대하여 한국산업규격(KS F 2307)의 규정

된 방법에 의거하여 1.0m간격으로 표준관입시험을 실시하였다.

【그림 3.2-5】표준관입시험 모식도

N value = blows/30cm, 50blows/cm

표준관입시험은 동적인 관입시험의 일종으로 사질지반의 상대밀도, 지지력계수, 허용지

지력, 점착력, 탄성계수, 연경도, 내부마찰각과 점성토의 일축압축강도 등과 비교, 분석하

여, 실험을 통해 현재 수많은 자료가 축적되어 설계에 이용되고 있다. 시험방법은 공저

를 깨끗이 청소한 후 Rod 선단에 샘플러를 부착하고 63.5±0.5kg의 해머를 76±1cm 높이

에서 자유낙하시켜 샘플러가 30cm관입하는데 소요되는 타격회수를 측정하는 것으로 매

15cm를 관입시키는데 소요되는 타격회수를 측정하여 총 45cm 관입에 요한 타격회수를

측정하였다. 이때 처음 15cm 관입시에 측정한 타격회수는 예비타로 하고 마지막 30cm

관입에 소요되는 타격회수를 관입저항치(N치)로 하여 주상도에 기입하였다. 타격회수가

50회인 경우에도 30cm가 관입되지 않을 경우에는 타격회수 50회시의 관입량을 측정하여

3. 지반조사

3 - 11

시추주상도에 기록하였다. 표준관입시험시 채취된 시료는 함수량이 변하지 않도록 시료

병 용기에 넣고 밀봉하여 토질명, 위치 및 심도, 성과 등을 기재하여 시료 표본 상자에

보관하였으며 N치를 이용하여 파악할 수 있는 사항 및 추정사항은 다음과 같다.

【표 3.2-7】N치에 의한 판정 및 추정사항

구 분 판정 및 추정사항

조사결과로 파악할 수 있는 사항

∙지반내 토층분포 및 토질의 종류

(풍화토 및 풍화암의 구분)

∙지지층 분포심도

∙연약층의 유무(압밀침하층의 두께)

N치로 추정할 수

있는 사항

사 질 토

∙상대밀도(Dr), 내부마찰각(ø)

∙기초지반의 탄성침하

∙기초지반의 허용지지력

∙액상화 가능성 파악

점 성 토

∙일축압축강도(qu), 비배수점착력(cu)


∙연․경 정도

(2) 현장밀도시험

본 시험은 과업지역에 분포하는 토사층 및 토석류의 흙에 대하여 단위중량 및 토량환

산계수 등을 파악하기 위하여 대표지점 2개소를 선정하여 실시하였다. 시험굴은 심도 최

대 1.0m 까지 굴착한 후 KS F 2311에 의거 현장밀도시험을 실시하여 자연상태에서의 현

장 단위중량을 측정하였으며, 굴착 흙에 대해서는 토량변화율을 파악하기 위하여 흐트러

진 상태에서의 단위중량을 측정하였다. 또한 실내시험을 위한 불교란 시료(Ring

Sampling)를 채취하여 직접전단시험을 실시하였다.

【표 3.2-8】현장밀도시험 방법

구 분 분 석 사 항 조 사 전 경

조 사

내 용

∙현장들밀도시험을 통한 흐트러진 상태 및

자연상태의 단위중량 측정

∙채취된 시료의 토성시험으로부터 흙을 분류

하여 토공 설계에 필요한 토질 특성 분석

∙실내 시험에의한 토사층의 강도특성 파악

적 용

방 향∙원지반(붕적층) 및, 토석류 강도특성파악

3. 지반조사

3 - 12

(3) 지표투수시험

지표의 투수계수를 측정하기 위해 실내실험 혹은 현장투수시험을 수행하지만 실내시험

을 통한 투수계수의 측정은 실제 현장 상태의 재현성에 문제가 있을 수 있으므로 현장

에서 직접 수행할 수 있는 방법들이 이용되며 흔히 디스크 장력 침투계를 이용하여 지

표투수계수를 산정하였다.

【표 3.2-9】지표투수시험 방법

시험방법 수위상승고 산정

투수계수의 산정(현장시험)

∙지표의 투수계수를 구하기 위해 0.05～

0.1m 정도의 평탄화작업(상부식생 제거)

∙지름 200mm의 disc를 평탄화지점에 설치

하고 main cylinder와 tube로 연결 후, 보

조실린더에서 장력에 따라 main cylinder

의 물이 disc를 통해 토양으로 주입되는

양을 조절

∙보조실린더의 장력을 두 단계로 조절하여

각 단계에서 main cylinder의 물이 지표로

주입되는 양을main cylinder로부터 직접

읽어 정상류에 도달했을 때의 침투율 측정

∙두 단계의 장력(주입압력)하에서 측정된

침투율을 이용해 산정된 불포화수리전도도

의 평균값 적용

강우 기록에 의한 Critical 강우강도 산정

∙사업구간을 대표하는 강우강도 산정 : 광

주지역 적용

∙지하수위에 영향을 미치는 Critical 강우

선정 : 현장 투수계수의 2배 적용

지하수위 상승고 산정

∙Wetting band Method 에 의한 지하수위

상승고 산정

Q = π r 2k sat exp(λ h ) [1 + 4π r λ ]

여기서, Q : 정상류에 도달했을 때의 침투율

k: 수리전도도(cm/hr)

r : 디스크의 반경(cm)

λ : 미세공극에서의 모관력범위 (cm-1)

【그림 3.2-6】디스크-장력 침투계 및 시험모습

시험모식도 지표투수시험 전경

3. 지반조사

3 - 13

(4) 현장투수시험

본 시험은 시추조사와 병행하여 토사구간에서 투수성을 파악하기 위하여 시추공별 1회

를 실시하였으며, 시험 방법은 Casing을 삽입한 후 Casing 내부를 청소하고 Casing 끝부

분에서 일정 심도의 대수층을 형성한 후 공내의 수위를 높이고 평형에 도달 할 때까지

수위강하를 시간에 따른 유량으로 측정하는 변수위법 중 수위강하법(주입법, Falling

Head Test)을 이용하여 투수계수를 산출하였다.

【표 3.2-10】현장투수시험 방법

시험방법 투수계수 산정

∙시험구간까지 굴착한 후 시험구간을 제외한

상부구간까지 Casing을 설치하되 지표면으

로까지 설치한다.

∙이때 시추공의 바닥에 토사 및 점토질물 등

이물질이 남아있지 않도록 청수로 시추공

내를 세척한다.

∙Casing내에 청수를 상단 부까지 부어 수위

강하율을 측정한다.

∙수위측정은 Casing 상단에서 부터의 높이

차로 하며 관측시작 후 10초, 1분, 2분, 3분,

4분, 5분 순의 간격으로 측정한다.

∙수위강하법(Falling Head Test)에 의한 투

수계수 결정은 토질상태에 따라 Hvorslev

가 제안한 공식에 따라 계산한다.

∙투수계수 산출식

K=r 2

2L(T 2-T 1)․ ln ( Lr )․ ln ( h 1

h 2)

여기서, K : 투수계수(cm/sec)

r : 시추공 반경(cm)

L : 시험구간(cm)

h1 : T1 때의 지하수위의 차(cm)


【그림 3.2-7】현장투수시험 시험모식도 및 전경

시험모식도 현장투수시험 전경

3. 지반조사

3 - 14

3.2.4 실내시험

(1) 토성기본물성시험

시추조사시 채취된 불교란시료에 대하여 실내시험을 수행하였으며, 각 시험방법은 KS

F 규격, ASTM 규정에 준하여 실시. 시험된 결과를 토대로 통일분류법(Unified Soil

Classification System : U.S.C.S)에 의하여 분류하여, 그 성과를 부록편 실내시험 성적서

에 수록하였으며, 조사용역에서 수행한 실내시험 종류 및 시험규격은 다음과 같다.

(가) 물성시험의 종류

【표 3.2-11】기본물성시험 항목별 결과이용

구분 시험항목 시험방법의 종류 시험결과에서 얻는 수치 시험결과 이용

물

리

적

성

질

시

험

비 중 피크노메타법 흙입자의 밀도 흙의 기본적 성질의 계산

함수비 110℃(노건조법) 함수비흙의 기본적 성질의 계산

흙의 예민정도의 판별

입 도체 분 석

최대입경

입도가적곡선과 입경

균등계수

곡률계수

흙의 분류

점토의 압축성의 판별

사질토의 안정성의 판별

사질토의 액상화의 판별

#200체 통과량 세립분 함유율 간이 입도조성 판별

연경도

액성한계시험

Consistency 지수

액성한계

유동곡선(유동지수)

자연상태의 점성토의 안정성

판정

재료로서의 흙의 판정

소성한계시험소성한계

소성지수노상, 노반토의 적부 판정

(나) 실내시험의 규정 일람표

【표 3.2-12】실내시험 항목별 시험규격

구 분한 국 산 업 규 격

(KOREA INDUSTRIAL STANDARD)비 고

물

성

시

험

함 수 비 KS F 2306

체 분 석 KS F 2309

입 도 KS F 2302

비 중 KS F 2308

액성한계 KS F 2303

소성한계 KS F 2304

3. 지반조사

3 - 15

(다) 시험방법

① 함수비시험

∙시험방법은 KS F 2306 규정에 의함

∙함수량은 온도 100±5˚C의 건조로에 의해 젖은 흙에서 제거된 수분의 양

∙함수비는 흙의 함수량과 건조된 흙의 무게의 비

② 비중시험


∙비중은 4℃에서의 증류수의 단위중량에 대한 흙 입자의 단위중량과의 비


∙0.075mm(No.200체)보다 작은 입자는 순수한 비중계법에 의한 침강분석으로 함

∙흙의 크기에의 분포상태를 중량 백분율로 표시한 것

③ 액성한계시험


∙소성상태에서 액성상태로 변하는 순간의 함수비로 액상을 나타내는 최초의 함수비

④ 소성한계시험


∙반죽한 흙을 유리판에 놓고 손바닥으로 국수모양을 밀어 직경 3mm 정도에서 부서

져 더 밀 수 없을 때의 함수비

⑤ 입도분석시험




(라) 시험수량 및 규정

【표 3.2-13】실내시험 현황

시험항목 규 정 수 량 결과이용 시험항목 규 정 수 량 결과이용

함수비 KSF 2306 2회 함수상태 파악 체분석 KSF 2309 2회 입도분포분석

비 중 KSF 2308 2회 단위중량추정 액성한계 KSF 2303 2회공학적성질

추정

입도분석 KSF 2302 2회 입도조성파악 소성한계 KSF 2303 2회공학적성질

추정

3. 지반조사

3 - 16

【그림 3.2-8】실내시험 장비

비중시험 액성한계시험 소성한계시험 입도분석

(2) 직접전단시험

본 시험은 과업지역에 분포하는 붕적층 및 토석류의 강도특성(점착력, 내부마찰각)을

파악하기 위한 시험으로 불교란시료를 대상으로 시험을 수행하였으며, 그 성과를 부록편

실내시험 성적서에 수록하였고 조사용역에서 수행한 실내시험 종류는 KS F2343로 실시

하였다.

(가) 시험방법

전단상자 속에 시료를 넣고 연직 하중을 가한 다음 흙이 전단상자의 갈라진 수평면을 따

라 전단 되도록 하고, 가해진 연직하중 P는 시료 단면적 A로 나누어 연직응력 σ 를 구하고

전단력 S는 단면적 A로 나누어 전단응력 τ 를 구한다. 이와 같은 방법으로 연직응력을 3, 4

회 바꾸어 각 연직응력에 대한 최대전단응력의 값을 구하고, 이 점들을 이용하여

Mohr-Coulomb의 파괴포락선을 작도하여 점착력과 내부마찰각을 구함

【그림 3.2-9】직접전단시험 시험모식도 및 전경

시험 모식도 시험장비 전경

3. 지반조사

3 - 17

3.2.5 폐공처리

(1) 개 요

각종 조사시 소기의 목적을 달성한 후 남게 되는 시추공을 폐공이라 하는데, 최근 들

어 폐공을 통한 오수의 유입으로 지하수 오염 등의 환경오염 문제가 빈번히 발생하고

있으므로 시추조사 등에 의한 시추공은 조사완료 후 폐공처리를 하여야 한다. 폐공처리

를 통하여 1) 폐공 내로 유입되는 지표 오염원 차단, 2) 오염원의 수직적 이동 통로 제

거, 3) 오염유발시설(케이싱 등)제거 등의 지하수 오염방지 효과를 얻을 수 있다.

(2) 폐공처리 방법

【표 3.2-14】시추공 폐공처리 방법

1 단계 2 단계 3 단계

∙공매재료의 양 결정

-시추공의 직경, 깊이 및 지

하수위 파악

∙시추공내 접지

-케이싱 및 PVC Pipe 제거

∙공매재료의 충진(하부구간)

-투수성재료를 공저로부터 지하

수위 5m 하부지점까지 주입

∙공매재료의충진(상부구간)

-불투수성 재료(시멘트+물)를

지하수위 5m 하부지점부터 상

부 일정구간까지 주입

∙상부구간 마무리

-불투수성 재료(시멘트+물)

를 지표면하 1m까지 충진

-상부구간은 양질의 흙으로

되메움

(3) 조사구간의 폐공처리

【표 3.2-15】지층별 폐공방법

구분 폐공 방법 과업구간의 폐공처리

토사층

∙원상복구 방법은 케이싱을 인발하여 시추공 내부

에 지하수위 상부까지 세사로 되메움을 실시하고

상부는 주변토양으로 되메움 한다.

양질의 세사를 되메움

암반층

∙폐공 전구간을 투수성재료 되메움 구간, 불투수

성재료 되메움 구간 및 표면처리 구간으로 구분하

여 각 구간별로 적합하게 되메우기를 실시하였다.

시멘트 또는 양질의 세사를

되메움

3. 지반조사

3 - 18

3.2.6 흙과 암반의 분류 및 기재방법

(1) 흙의 분류 및 기재방법

(가) 분류방법

분류방법은 통일분류법(USCS분류), AASHTO분류법, FAA법과 그 외의 각국에서 기준으

로 하는 분류법들이 있다. 본 조사에서는 현장에서 육안분류를 실시한 후 실내시험을 실시

하여 분류를 명확히 하였으며, 육안분류방법은 다음과 같다.

【표 3.2-16】토질별 분류방법

구 분육안 판별과일반적인 상태

손으로 쥐었다 놓음 손가락으로 끈모양으로 꼴 때건 조 상 태 습 윤 상 태

모 래

(Sand)

개개의 입자크기가

판별되며 입상을 보임

건조상태에서 흩어져

내림

덩어리지지 않고

흐트러짐

덩어리지나 가볍게

건드리면 흩어짐

끈 모양으로

꼬아지지 않음

실트질모래

(Silty

Sand)

입상이나 실트나

점토가 섞여서 약간

점성이 있음.

모래질의 특성 우세함

덩어리가 지나

가볍게 건드리면

흐트러짐

덩어리지며

조심스럽게 다루면

부서지지 않음

끈 모양으로

꼬아지지 않음

모래질실트

(Sandy

Silt)

적당량의 세립사와

소량의 점토를

함유하고 실트입자가

반 이상임

건조되면 덩어리가

쉽게 부서져서 가루가

됨

덩어리지며

자유롭게 만져도

부서지지 않음

부서지면 밀가루와

같은 감촉

덩어리지며

자유롭게 다루어도

부서지지 않음

물을 부으면 서로

엉킴

끈 모양으로

꼬아지나 작게

끊어지고

부드러우며

약간의 점성이

있음

실 트

(Silt)

세립사와 점토는

극소량을 함유하고

실트입자 함량이

80%이상 건조되면

덩어리지나 쉽게

부서져서 밀가루

감촉의 가루가 됨

덩어리지며


부서지지 않음

덩어리지며


부서지지 않고

물에 젖으면 서로

엉킴

완전히

꼬아지지는

않으나 작게

끊어지는 상태로

꼬아지고

부드러움

점 토

(Clay)

건조되면 아주 딱딱한

덩어리가 됨

건조상태에서 잘

부서지지 않음

덩어리지며


부서지지 않음

덩어리지며


부서지지 않으며

찰흙 상태로 됨

길고 얇게 꼬아짐

점성이 큼

본 조사에서 흙의분류는 가장 널리 이용되고 있는 통일분류법에 흙을 분류하였으며,

그 방법은 다음과 같다.

3. 지반조사

3 - 19

【표 3.2-17】통일분류법에 의한 흙의 분류

주 요 구 분분류기호

대 표 명 분 류 방 법

조

립

토

No.

200

체

통

과

50%

이

하

자갈

No.4

체통

과분

50%

이하

깨끗

한

자갈

GW입도분포 좋은 자갈

자갈, 모래 혼합토∙ 입도곡선으로

모래와 자갈의 비

율을 나눈다.

∙ 세립분(No.200

체 이하)의 백분율

에 따라 다음과 같

이 나눈다.

-. 5%이하 :

GW, GP, SW,

SP

-. 12%이상 :

GM, GC, SM,

SC

5～12% : 이중기

호

Cu = D60/D10 : 4이상

Cg =(D30)2/D10×D60 : 1～3

GP

입도분포

불량한자갈

자갈, 모래 혼합토

GW 분류기준에 부적합

세립

분함

유한

자갈

GM실트질 자갈, 자갈,

모래, 실트 혼합토

소성도

A선아래 또는

PI<4소성도에서

사선부분은

이중기호GC

점토질 자갈, 자갈,

모래, 점토 혼합토

소성도에 A선

위, 또는

PI>7

모래

No.4

체통

과분

50%

이상

깨끗

한

모래

SW입도분포 좋은 모래

자갈섞인 모래

Cu = D60 / D10 : 6이상

Cg =(D30)2/D10×D60 : 1～3

SP

입도분포 불량한

모래

자갈섞인 모래

SW 분류기준에 부적합

소성도

A선아래 또는

PI<4 소성도에서

사선부분은

이중기호

세립

분함

유한

모래

SM 실트질 모래

소성도 A선

위 또는 PI>7SC 점토질 모래

세

립

토

No.

200

체

통

과

50%

이

상

실트 및

점토

(LL < 50)

ML

무기질 점토,

극세사, 암분,

점토질 세사

CL

저,중소성 무기질

점토, 자갈, 모래,

실트 섞인 점토.

점성이 낮은 점토

OL저소성 유기질 점토

및 실트

실트 및

점토

(LL > 50)

MH

무기질 실트,

운모질, 규조질

세사 또는 실트,

탄성이 높은 점토

CH

고소성 무기질

점토, 점성이 높은

점토

OH중, 고소성 유기질

토성

유기질토 Pt이탄토등 기타 고

유기질토육안관찰 : KS F 2430 참조

3. 지반조사

3 - 20

(나) 토질의 기재방법

토질상태는 N치를 근거로하여 사질토의 경우 상대밀도(Relative Density), 점성토의 경우

연경도(Consistency)를 기재하였으며, 함수상태, 색조 등을 기재하였다. 색조는 기본색(황색,

갈색, 회색, 청색 또는 녹색)에 담(연한)과 암(진한)의 명암에 대한 서술용어를 사용하였다.

함수상태는 실내시험을 근거로 다음을 기준으로 하여 기재하였다.

【표 3.2-18】흙의 함수상태 기재방법

함 수 량 (%) 상 태

0 ～ 10

10 ～ 30

30 ～ 70

70 이상

건 조 (Dry)

습 윤 (Moist)

젖 음 (Wet)

포 화 (Saturated)

점성토의 연경도는 흙이 연약하거나 단단한 정도, 유동성의 정도를 의미하며, 세립토의

상태를 나타내는데 이용된다.

【표 3.2-19】표준관입시험을 통한 흙의 연경도

N 치 컨시스턴시 일축압축강도(kg/cm2)

2 이하

2 ～ 4

4 ～ 8

8 ～ 15

15 ～ 30

30 이상

매 우 연 약

연 약

보 통 견 고

견 고

매 우 견 고

고 결

0.25 이하

0.25 ～ 0.50

0.50 ～ 1.0

1.0 ～ 2.0

2.0 ～ 4.0

4.0 이상

사질토의 상대밀도는 흙의 최대간극비(emax)와 최소간극비(emin)에 대한 현재지반의 간

극비(e)로 부터 지반의 밀도를 나타내며, 표준관입시험 결과인 N치에 의해 Peck이 제안한

기준에 따라 구분하였다.

【표 3.2-20】표준관입시험을 통한 흙의 상대밀도

N 치 상대밀도 Dr =e max -e

e max-e min

내부마찰각 (ø)

Peck Meyerhof

0 ～ 4

4 ～ 10

10 ～ 30

30 ～ 50

50 이상

매우 느슨

느 슨

보통 조밀

조 밀

매우 조밀

0.0～0.2

0.2～0.4

0.4～0.6

0.6～0.8

0.8～1.0

28.5°이하

28.5°～ 30°

30°～ 36°

36°～ 41°

41°이상

30° 이하

30°～ 35°

35°～ 40°

40°～ 45°

45°이상

3. 지반조사

3 - 21

(2) 암반의 분류 및 기재방법

(가) 암반의 분류방법

암반의 분류기준은 일반적으로 지질학적 분류, 품셈에 의한 분류, 한국도로 공사 분류, 공

학적 분류가 있으며, 내용을 요약하면 다음 표와 같다.

【표 3.2-21】암반의 분류방법

구 분 분 류 방 법 개 요

지질학적 분류 ∙성인에 따른 분류 ∙암석의 생성조건에 따라 분류

품셈에 의한 분류

∙지반조사에 의한 분류

∙탄성파 속도에 따른 분류

∙일축압축강도에 의한 분류

∙토공 작업성에 의한 분류

∙지반조사시 암반분류기준에 의거

∙해머타격 및 탄성파 속도에 의한 분류

∙암석의 강도특성에 따른 분류

∙R.Q.D, T.C.R 및 탄성파 속도에 따른 분

류

공 학 적 분 류∙RQD를 이용한 분류

∙RMR을 이용한 분류

∙시추조사시 회수된 Core를 이용

∙암반상태를 등급화 하여 분류

(나) 지질학적 분류

지질학적 분류는 지질연대에 의한 분류와 성인에 의한 분류로 나누어진다. 지질연대에 따

른 분류는 지층의 층사와 암석의 경년을 기준으로 한 연대에 따라 대(代, Era), 기(紀,

Period), 세(世, Age)로 구분하며, 암석을 생성조건에 따라 분류하는 방법은 먼저 1단계로 생

성과정에 따라 화성암, 퇴적암, 변성암의 3가지로 구분한 다음 암석의 생성조건과 조암광물

의 종류 및 성분, 쇄설물의 입경, 결정구조 등에 따라 세분화된다.

화성암심 성 암 : 화강암(Granite), 섬록암(Diorite), 반려암(Gabbro)

화 산 암 : 유문암(Rhyorite), 안산암(Andesite), 현무암(Basalt)

퇴적암

쇄 설 암 : 역암(Conglomererate), 각력암(Breccia), 사암(Sandstone), 셰

일(Shale), 이암(Mudstone)

비 쇄 설 암 : 석회암(Limestone), 백운암(Dolomite), 규질암(Chert)

변성암

광역변성암 : 천매암(Phyllite), 편암(Schist), 편마암(Gneiss)

접촉변성암 : Hornfels

동력변성암 : Mylonite

3. 지반조사

3 - 22

(다) 지반조사시 암반분류

지반조사시 암반분류기준에 의하면 통상 연암, 보통암, 경암 등 3등급으로 분류한다.

① 지반조사시 암반분류기준

【표 3.2-22】지질조사에 의한 암반분류

구 분 지질조사에 의한 분류기준 지 질 특 성

연 암

∙TCR:20～40%, RQD: <25%

∙Js : 6cm～20cm

∙일축압축강도(건조상태) :

700～1000kg/cm2

∙암의 내부를 제외하고 균열을 따라 다소

풍화가 진척되었으며, 장석 및 유색광물이

변색됨(심한풍화～보통풍화)

∙햄머로 1～2회치면 둔탁음을 내고 부서지

거나 갈라짐

보통암

∙TCR : 40～70%

∙RQD : 25～50%

∙Js : 15cm～30cm


1000～1300kg/cm2

∙절리면을 따라 다소 풍화 진행, 석영을 제

외한 장석 및 유색광물 일부 변색됨(보통

풍화～약간풍화)

∙햄머타격시 탁음을 내고 2～3회에서 갈라

지며 갈라진 면이 날카로움

경 암

∙TCR : >70%, RQD : >50%

∙Js : 20cm～50cm


1300～1600kg/cm2

∙대체로 신선, 절리면을 따라 약간풍화, 암

내부는 대체로 신선(약간풍화～신선)

∙햄머타격시 금속음을 내고 잘 부서지지 않

으며 튀는 경향을 보임

자료 : 지반조사시 암반분류기준(건설부표준품셈-도로설계실무편람 토공 및 배수공)

② 암석그룹의 분류

【표 3.2-23】암석그룹의 분류

구 분 A 그 룹 B 그 룹

대표적인

암 석 명

편마암, 사질편암, 녹색편암, 각암,

석회암, 사암, 휘록응회암, 역암,

화강암, 섬록암, 감람암, 사문암,

유문암, 셰일, 안산암, 현무암

흑색편암, 녹색편암, 휘록응회암,

셰일이암, 응회암, 집괴암

함유물 등에

의한 시각판정

사질분, 석영분을 다량 함유, 암질이

단단, 결정도가 높은 것

사질분, 석영분이 거의 없고 응회분이

거의 없는 암석천매상의 암석

500～1,000g

해머의 타격에

의한 판정

타격점의 암은 작은 평평한 암편으로

되어 비산되나, 거의 암분을 남기지

않는 것

타격점에 암 자신이 부서지지 않고

분상이 되어 남고 암편이 별로

비상되지 않는 암석

3. 지반조사

3 - 23

③ 지질조사 표준품셈에 의한 암반분류

【표 3.2-24】지질조사 표준품셈에 의한 암반분류

암반분류

시추굴진상 황

암 반 의 성 질

풍화변질상 태

균 열상 태

코 아상 태

함 마타 격

침 수시 험

탄성파속도

(km/sec)

풍

화

암

Metal Crown

Bit로 용이하

게 굴진 가능

하며 때로는

무수 보링도

가능

암내부까지

풍화진행

암의 구조및

조직이 남아

있음

균열은 많으

나 점토화의

진행으로 거

의 밀착상태

임

세편상 암편

이 남아있고

손으로 부수

면 가루가

되기도 함.

원형코아가

없음.

손 으 로 도

부서짐

원형보존이

거의 불가

능하며 세

편 상 으 로

분리됨.＜ 1.2

연

암

Metal Crown

Bit로 용이하

게 굴진가능한

암반

암내부의 일

부를 제외하

고는 풍화진

행, 장석, 운

모등이 변

색, 변질됨

균열이 많이

발달 균열

간격은 5cm

이하이고 점

토 협재

암편상～세

편상(각력상)

원형코아가

적고 원형복

구 곤란

햄머로 치

면 가볍게

부서짐

세편상으로

분 리 되 고

암 괴 로 도

분리됨 1.2～2.5

중

경

암

Metal Crown

Bit로 굴진 가

능 하 나

Diamond bit를

사용하지 않으

면 굴진하기

곤란한 암반

균열을 따라

다소 풍화진

행, 장석 및

유색광물은

일부 변색됨

균열발달 일

부는 점토를

협재함.

세편상태로

잘 부서짐.

균 열 간 격

10cm내외

대암편상～

단주상 10cm

이하이며 특

히 5cm내외

의 코아가

많음. 원형복

구 가능

햄머로 치

면 탁음을

내고 부서

짐

암괴로 분

리하나 입

자의 분산

은 거의 없

고 변화하

지 않음

2.5～3.5

경

암

Diamond bit를

사용하지 않으

면 굴진하기

곤란한 암반

대체로 신선

균열을따라

약간 풍화변

질됨.

암내부는 신

선함

균열의 발달

이 적으며

균열간격은

5～15cm, 대

체로 밀착상

태이나 일부

는 Open됨

단주상～봉

상 대체로

20cm이하.

1m당 5～6개

이상

햄머로 치

면 금속음

을 내고 잘

부 서 지 지

않으며, 튀

는 경향을

보임

거의 변화

하지 않음

3.5～4.5

극

경

암

Diamond bit의

마모가 특히

심한 암반

대단히 신선

하고 풍화변

질을 받지

않음

균열의 발달

이 적으며

그 간격은

20～50cm로

밀착

봉상～장주

상 완전한

형태를 보유

1m당 5～6개

햄머로 치

면 금속음

을 내고 잘

부 서 지 지

않으며 튀

는 경향 을

보임

거의 변화

하지 않음

4.5이상

자료 : 지질조사 표준품셈 P133, 한국엔지니어링 진흥협회

3. 지반조사

3 - 24

④ 토공작업성에 의한 분류기준

【표 3.2-25】토공작업성에 의한 분류기준

구 분토 공 작 업 리 퍼 빌 리 티

토 사 리 핑 암 발 파 암

표준관입시험(N치) 50/10 미만 50/10 이상 -

불연속의

발달빈도

BX크기 - TCR≤5%, RQD=0%TCR≥10%,

RQD=0～10%

NX크기 - TCR≤20%, RQD=0%TCR≥25%,

RQD≥10%

탄성파

속 도

A 그룹 700m/sec 미만 700～1,200m/sec미만 1,200m/sec 이상

B 그룹 1,000m/sec미만 1,000～1,800m/sec 미만 1,800m/sec 이상

⑤ 일축압축강도에 의한 암반분류기준 (한국기술용역협회 지질조사표준품셈)

【표 3.2-26】일축압축강도에 의한 암반분류기준

구 분 풍화암 연암 보통암 경암 극경암

제3기 퇴적암

화성암

각 암석의

풍화암

셰일,

응회암,

사암, 이암,

각력응회암

역암, 집괴암

현무암

(다공질)

쳐트, 규질아질라이트,

유문암, 반암, 안산암,

조면암, 집괴암, 현무암

규질아질라이트,

석영, 조면암,

석영안산암

중생대 퇴적암

화성암

각 암석의

풍화암

셰일,

탄질셰일

사질셰일,

실트스톤,

장석질사암

역암, 경사암,

규질셰일, 화강암,

반암, 규장암,

화강편마암, 쳐트,

혼펠스

석영맥, 쳐트,

혼펠스

고생대 및

선캠브리아기

퇴적암, 화성암

및 변성암

각 암석의

풍화암

셰일,

실트스톤,

탄질셰일,

석회암,

대리석,

점판암,

천매암,

사문암

슬레이트,

백운암,

흑운모편암,

흑연편암,

녹리,

석편암,

견운모편암

사암, 역암, 규질셰일,

규질석회암, 섬록암,

섬장암, 반려암,

석영반암 화강반암,

페그마타이트반암,

화강편마암,

운모편마암,

각섬편마암,

호상편마암, 석영편암,

각섬편암, 운모편암

경사암, 규암,

석영맥

일축압축강도

(kgf/cm2)125 이하 125～400 400～800 800～1,200

1,200이상

경우에는 1,800

적 용

상기한 암석의 일축압축강도는 암반분류의 한 요인으로서 암반을 종합판정할

경우에는 풍화정도, 균열상태, 코아형성 등의 제성질을 참작하여 실시,

Foliation 및 잠재균열이 발달한 일축압축강도는 저하함

3. 지반조사

3 - 25

(라) 한국산업규격(KS F 2530)에 의한 암반의 분류기준

【표 3.2-27】한국산업규격에 의한 암반의 분류기준

종 류일축압축강도(kgf/cm2)

참 고 치

흡수율(%) 겉보기 비중

경 암 500 이상 5 미만 약 2.7 ～ 2.5

준경암(보통암) 500 ～ 100 이상 5 ～ 15 미만 약 2.5 ～ 2.0

연 암 100 미만 15 이상 약 2.0 미만

(마) 건교부 표준지반분류에 의한 암반분류

【표 3.2-28】건교부 표준지반분류에 의한 암반분류

암반분류 지질조사에 의한 분류기준 지 질 특 성

연 암

•TCR : 20～40%,

RQD : < 25%

•Js : 6～20cm

•일축압축강도(건조상태)

: 700～1,000 kgf/cm2

•암의 내부를 제외하고 균열을 따라 다소 풍화가

진척 되었으며, 장석 및 유색광물이 변색됨

(심한풍화～보통풍화)

•해머로 1～2회 치면 둔탁음을 내고 부서지거나

갈라짐

보통암

•TCR : 40～70%,

RQD : 25～50%

•Js : 15～30cm


: 1,000～1,300 kgf/cm2

•절리면을 따라 다소 풍화진행, 석영을 제외한 장

석 및 유색광물이 일부 변색됨 (보통풍화～약간

풍화)

•해머 타격시 탁음을 내고 2～3회에서 갈라지며

갈라진 면이 날카로움

경 암

•TCR : > 70%,

RQD : > 50%

•Js : 20～50cm


: 1,300～1,600 kgf/cm2

•대체로 신선하며 절리면을 따라 약간풍화, 암 내

부는 대체로 신선함(약간풍화～신선)

•해머 타격시 금속음을 내고 잘 부서지지 않으며

튀는 경향을 보임

3. 지반조사

3 - 26

(바) 공학적 분류

암반을 공학적으로 분류하는 것은 층리, 절리, 단층 파쇄대와 같은 다양한 불연속면이 있을

뿐만 아니라 풍화 및 변질작용을 받은 원지반의 암반에 대하여 공학적인 목적에 적합하게 활

용할 수 있는 자료로 사용하기 위함이다.

일반적인 공학적인 분류방법은 절리간격, 강도, 탄성파속도, RQD등에 의한 분류법이

있으며, 각 구조물의 종류 및 용도에 따라 세분하여 분류하기도 한다. 본 과업에서는

TCR 및 RQD분류를 기본으로 시행하였다.

① RQD(Rock Quality Designation)

암질지수 즉, 암질의 상태를 나타내는 지표로서 NX규격의 시추공(Borehole)에서 채취

된 암석Core에 대하여 다음과 같이 표시한다.

RQD Bore Hole길이cm 이상 Core의 총길이

×

【표 3.2-29】암질지수에 의한 암반분류

구 분 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ

R Q D (%) 90 이상 75～90 50～75 25～50 25이하

암 질 상 태 Very good good Fair Poor Very Poor

(사) 암반의 기재방법

ISRM(국제암반역학회)의 분류방법에 의거 암석의 풍화상태, 불연속면의 간격(절리나 파

쇄대의 간격), 강도 및 암질등을 기재하였다.

① 암석의 절리간격에 따른 분류기준

절리(Joint)는 암석에 발달한 균열을 따라 변위가 일어나지 않은 형태를 말하며, 절리간

격은 아래와 같이 기재하였다.

【표 3.2-30】암석의 절리간격에 의한 분류기준

기 호 간 격 표 현

F5

F4

F3

F2

F1

5cm 이하

5～10cm

10～20cm

20～100cm

100cm 이상

매우심한균열

심한균열

보 통 균 열

약 간 균 열

괴 상

(Highly Fractured)

(Fractured)

(Moderately Fractured)

(Slightly Fractured)

(Massive)

3. 지반조사

3 - 27

② 암석의 풍화상태에 따른 분류기준

【표 3.2-31】풍화상태에 따른 암반분류기준

기 호 표 현 설 명

D5 완 전 풍 화∙암석전체가 완전풍화를 받아 흙으로 변화되었으나 모암의 원

조직과 구조를 지니며, 간혹 풍화를 받지 않은 암편을 함유

D4 심 한 풍 화∙암석내부까지 풍화가 진행중이며, 점토물질이 협재되어 있어

부분적으로 쉽게 부스러뜨릴 수 있는 상태

D3 보 통 풍 화∙전 암석표면에서부터 풍화가 진행중이며 색조는 변하였으나

손으로 부스러뜨릴 수 없는 상태

D2 약 간 풍 화∙기반암에 발달된 불연속면을 따라 미약한 풍화작용이 시작되

고 있으나 암석은 풍화작용이 일어나지 않은 상태

D1 신 선 ∙풍화작용의 흔적이 없는 상태

③ 암석의 육안판정에 따른 강도 분류기준

【표 3.2-32】육안판정에 따른 암반의 강도 분류기준


S5

S4

S3

S4

S1

매우약함

약 함

보통강함

강 함

매우강함

∙손가락 또는 엄지손가락으로 눌러 으스러지는 정도

∙함마로 눌러 으스러지는 정도

∙1회의 약한 함마타격에 쉽게 깨지며 모서리가 으스러짐

∙1～2회의 강한 함마타격에 깨지거나 모서리가 각이짐

∙여러번 강한 타격에 패각상 조각으로 깨지며 각이 날카로움

3. 지반조사

3 - 28


3.3.1 지형특성 분석

본 조사지역은 행정구역상 서울특별시 서초구 양재동, 방배동, 우면동 등의 도심지에

위치며, 북측에 남부순환로가 동-서 방향으로 지나가고 북쪽 기슭에 1987년에 개관한 예

술의 전당과 대성사가 있다.

【그림 3.3-1】조사지역 산계도 및 수계도

(1) 산계

조사지역 주요 산계는 우면산이며 남서측 관악산(632.0m), 삼성산(555.0m)으로 이어지

는 북동동-남서서 방향으 이 산계가 발달한다. 주변으로는 남측에는 청계산(615.4m)과 청

계산에서 북동측으로 뻗은 구룡산(283.0m), 대모산(290m), 범바위산(275m), 인능산(327m)

이 조사지역 동측에 위치하고 조사지역 서측에는 까치산, 매봉재산 등의 100내외의 구릉

성 산지가 발달하고 있다.

(2) 수계

본 조사지역의 주요 수계는 조사지역 남측에 위치한 양재천으로 주변의 우면산, 관악

산, 청계산에서 형성된 소류지들이 하류로 흘러 형성된다. 주변 수계는 수지상으로 발달

되어 있고 양재천은 북동동 방향으로 흘러 탄천으로 유입되며 탄천은 북쪽으로 흘러 최

종적으로 한강으로 합류한다.

3. 지반조사

3 - 29

3.3.2 지질특성 분석

【그림 3.3-2】조사지역 지질도

(1) 지질각론

본 조사지역 주변의 광역지질은 경기편마암복합체로 인지되는 곳으로 대부분 선캠브리

아기 편마암류로 구성되어있다. 편마암류는 주로 호상흑운모편마암이 분포되어 있고, 이

외에 국부적으로 협재된 세립질편마암, 우백질편마암, 화강암질편마암, 석회석, 규암, 각

섬석 등으로 되어있다. 이들 암체들은 백악기의 산성암맥에 의해 관입되어 있다.

조사지역의 주변에는 주로 선캠브리아기 편마암류가 분포되며, 이중 호상흑운모편마암,

화강암질편마암이 분포하며 이를 제4기 충적층에 의해 부정합으로 피복되어 있다. 전체

적으로 유색광물과 무색광물에 의한 교호상으로 호상구조를 갖으며 암상은 조립질이며

관찰되는 광물은 석영, 장석류, 흑운모, 녹니석 등이 있다.

3. 지반조사

3 - 30

(2) 지질계통도

본 조사지역의 지질계통도는 다음과 같다.

신생대

(제4기)Qa 충 적 층

～～～ 부정합 ～～～

중생대

백악기

Kad 산성암맥

--- 관 입 ---

쥬라기

Jgr 화강암류

--- 관 입 ---

선

캠

브

리

아

기

PCagn 안구상편마암

PCggn 화강암질편마암

--- 관 입 ---

PClgn 우백질편마암

PCfgn 세립질편마암

PCbngn 호상편마암

3. 지반조사

3 - 31

3.4 조사결과


(1) 지질특성

(가) 지질학적 특성

【표 3.4-1】분포암종 특성

구 분 흑운모호상편마암 화강암질 편마암

노두

사진

지질

특성

∙유색광물(흑운모) 분대와 우백질 분대(석영,

장석)가 교호하여 호상구조를 잘 보여줌

∙엽리의 방향은 북동동 방향에서 서향으

로 경사짐

∙사장석과 석영은 큰 입자들을 이루고

흑운모나 백운모는 압연되어 편리방향

으로 잘 나타냄

∙유색광물(흑운모, 각섬석 등)의 일정한

방향으로 편마구조를 보임

∙엽리의 방향은 북북서 방향에서 동향으

로 경사짐

∙중립질 내지 조립질로 결정이 육안으로

확인됨

분포

특성

∙전 구간에 걸쳐 우세하게 나타나고 부

분적으로 안구상 편마암 및 화강암질

편마암을 내포함

∙송동마을 상류측에서 확인되었으며 호

상편마암에 비해 풍화잔류토층이 비교

적 두껍다

(나) 지질구조 특성

【표 3.4-2】엽리구조 특성분석

구 분 Contour Diagram Rose Diagram

방향성 분석

엽리특성∙N50～90E 방향으로 일괄적인 방향성을 보이며, 45～70°의 경사각으로 분

포함

3. 지반조사

3 - 32

(2) 래미안 구간 불연속면 특성

(가) 노두전경 및 불연속면 분포현황

【표 3.4-5】불연속면 방향성 분석

노두 전경불연속면 분포현황

Contour Diagram Rose Diagram

∙J1 : 40/157, J2 : 44/357, J3 : 87/085

∙절리방향은 N0～10W, N60～80W 방향이 우세

(나) 불연속면 특성

【표 3.4-6】불연속면 특성

구 분 J1 J2 J3 비 고

암 종 흑운모 호상편마암

경사/경사방향 40/152 44/357 87/085

Fisher's K 109.28 36.15 61.23

절리간격 (cm) 5～50 20～50 10～60

절리틈새 (mm) Close～1.0 0.5～1.5 0.5～1.0

연속성 (m) 5.0～15.0 1.0～6.0 1.0～5.0

거칠기

(JCS)

파동형, 평면형/거침

(4～12)

평면형, 파동형/거침

(6～14)

평면형～파동형/거침

(6～10)

절리면

강도(MPa)43～56 152～228 75～152

풍화상태약한풍화～

보통풍화

약한풍화～

보통풍화

약한풍화～

보통풍화

결과분석

∙조사구간은 흑운모호상편마암으로 분포하며 엽리방향과 유사한 절리 J1이 발달함

∙불연속면은 3개로 구성, 경사/경사방향은 40/152, 44/357, 87/085의 방향성을 보임

∙풍화상태는 보통풍화～약한풍화상태로 편리구조가 나타나기도 함

∙거칠기는 파동형/거침, 평면형/거침 상태로 나타나며, 절리면의 강도는 다소 양호

3. 지반조사

3 - 33

3.4.2 현장조사

(1) 시추조사

본 지역의 “우면산 산사태 복구사업”을 위하여 NX size의 규격으로 총 1공의 시추조

사를 수행하였으며 조사지역의 지층은 상부로부터 매립층, 붕적층, 풍화암, 연암층, 보통

암층, 경암층의 순으로 나타난다. 시추조사 결과 나타난 지층 구성상태 및 표준관입시험

결과를 요약․정리하면 다음과 같다.

(가) 지층현황

【표 3.4-11】지층현황 ( )는 층후

공번층후 (m)

시추심도(m)

매립층 붕적층 연암층 경암층

래미안 BH-20.0～1.5

(1.5)

1.5～6.6

(5.1)

6.6～7.8

(1.2)

7.8～10.1

(2.3)10.1

(나) 지층별 특성분석

① 매립층

본 지층은 인위적으로 매립된 지층으로 1.5m의 층후로 분포한다. 구성성분은 자갈섞인 실트

질 모래로 구성되고 표준관입시험에 의한 N값은 10/30으로 보통조밀의 상대밀도로 분포한다.

색상은 갈색을 띄고 함수상태는 습윤한 상태이다.

② 붕적층

본 지층은 원지반이 붕락되어 형성되어 일부 원지반 구조를 내포하는 지층으로 층후는

5.1m의 층후로 나타난다. 구성성분은 100cm 내외의 자갈, 전석섞인 실트질모래로 구성되

며 표준관입시험 결과 N치는 15/30～43/30으로 보통조밀～조밀한 상대밀도를 보인다.

④ 연암층

본 지층은 기반암인 편마암이 보통풍화된 상태로서 본 층은 GL-6.6m에서 출현하여

1.2m의 층후로 매우 얇은 층후로 분포한다. 코아회수율(TCR) 92%이고 암질지수(RQD)는

0%로 매우불량한 암질에 해당한다.

3. 지반조사

3 - 34

⑤ 경암층

본 지층은 기반암인 편마암이 약한풍화된 상태로서 모든 시추공에서 확인되었으며 본

층은 GL-7.8m에서 출현하여 하부 연속적으로 분포한다. 코아회수율(TCR) 100%이고 암

질지수(RQD)는 72%로 양호한 암질에 해당한다.


본 조사지역의 공내수위 분포를 파악하기 위하여 시추조사 지점에서 시추 종료 후 공

내수위를 측정하였다. 이러한 공내수위는 계절(우기 및 건기)에 따른 변화가 크므로, 설

계 반영시 이를 감안하여야 한다.

【표 3.4-12】지하수위 측정결과

공번지반고 지하수위

비 고(EL,m) (GL,-m) (EL,m)

래미안 BH-2 144.1 5.4 138.7 붕적층

결과분석

∙지하수위 측정결과 지하수위는 GL-5.4m이며 EL기준으로 EL+138.7m에서 분포하

고, 지하수위 분포 지층은 붕적층에 위치하는 것으로 측정되었다.

3.4.3 현장시험


토사층(매립층, 붕적층) 및 풍화암의 지반특성을 파악하기 위해 1.0m마다 표준관입시험

을 실시하였으며, 결과는 다음과 같다.

【표 3.4-13】지층현황

지층분류 통일분류 N-Value 상대밀도/연경도 심도별 N 치 분포

매립층 SM 10/30 보통조밀

붕적층 SM 15/30～43/30 보통조밀～조밀

결과분석

∙매립층은 10/30, 붕적층 15/30～43/30으로 측정되었으며, 매립층 및 붕적층의 N값

은 심도에 따라 증가하는 상관성을 보이고 있다.

3. 지반조사

3 - 35


과업구간내 현장의 습윤단위중량 및 건조단위중량을 파악하기 위하여 현장밀도시험을

2회 실시하였다. 시험결과는 부록에 수록하였으며 그 결과는 다음과 같다.

【표 3.4-14】현장밀도시험 결과

구분심도(m)

지층습윤단위중량(kN/m3) 건조단위중량(kN/m3) 토량환산

계수 L자연상태 흐트러진상태 자연상태 흐트러진상태

래미안TP-1 1.0 붕적층 17.54 15.53 15.21 13.47 1.13

TP-2 1.0 토석류 16.98 15.01 14.81 13.10 1.13

결과분석

∙원지반(붕적층)의 건조단위중량은 자연상태에서 15.21N/m3, 흐트러지 상태의

13.47kN/m3으로 토량환산계수 L은 1.13로 나타남

∙토석류의 건조단위중량은 자연상태에서 14.81kN/m3, 흐트러지 상태의



토사층(붕적층)의 현장에서의 투수특성을 파악하기 위해 시추조사 중 적정 구간에 투

수시험을 실시하였다. 본 시험은 1회 실시하였으며 그 결과는 다음과 같다.

【표 3.4-15】현장투수시험 결과

구 분심도(m)

시험구간(m)

지층 구성성분투수계수(cm/sec)

래미안 BH-2 4.0～5.0 1.0 붕적층 자갈섞인 실트질모래 7.73×10-4

결과분석

∙붕적층의 투수계수는 7.73×10-4cm/sec로 분석됨


조사지역의 수리적 특성 중 토양의 투수계수를 측정하기 위해 지표투수(현장침투)시험

을 실시하여 수리상수를 산정하고 수리적 특성을 파악함과 동시에 조사지역의 물수지

분석의 기초자료로 이용하는데 있다. 시험은 1회 실시하였으며 그 결과는 다음과 같다.

3. 지반조사

3 - 36

(가) 지표투수시험 결과

① 침투율 산정

【표 3.4-16】추세선을 활용한 침투율 산정 단위 (cm/sec)

압력수두 1 압력수두 2

래미안

∙ 추세식 y=0.119x+45.90

∙ 침투율 Q=0.119 cm/s

∙추세식 y=0.070x+1.098

∙침투율 Q=0.070 cm/s

② 시험 해석결과

【표 3.4-17】지표 투수시험 측정결과

측정위치압력수두(cm)

침투율(cm/sec)

λksat

(cm/sec)k

(cm/sec)비고

래미안36.0 0.119 0.136 4.11×10-1 3.04×10-3 Average

40.0 0.069 0.136 4.11×10-1 1.77×10-3 2.41×10-3

(나) 수위상승고 분석

① 과업지역 강우강도-지속시간 그래프

【그림 3.4-1】강우강도-지속시간 그래프

단시간 (180분 이하) 장시간 (180분 이상)

3. 지반조사

3 - 37

② Critical 강우강도를 이용한 강우지속시간 산정

【표 3.4-18】강우지속시간 산정

공번지표투수계수(mm/sec)

Critical강우강도(mm/sec)

Critical강우강도(mm/hr)

Critical지속시간(분)

비 고

래미안 2.41×10-2 4.81×10-2 173.16 16 ∙100년빈도 적용

③ Wetting band Method를 이용한 지하수위 상승고 산정

【표 3.4-19】지하수위 상승고 산정

공번투수계수(mm/sec)

공극률 (n)초기포화도(S0,%)

강우지속시간(분)

수위 상승고(mm)

래미안 2.41×10-2 0.383 84.02 16 382.29

결과분석

∙시험결과 지표 토양의 투수계수는 2.41×10-3cm/sec로 분석되었으며 시간에 따른

수위강하량 분석을 통한 침투율(Q)은 0.069～0.119cm/sec로 나타났다.

∙Wetting band Method를 이용한 지하수위 상승고 산정결과 382.29mm로 분석됨

3.4.4 실내시험

(1) 기본물성시험

토사층의 물리적 특성을 파악하기 위하여 자연시료에 대하여 그 지역을 대표할 수 있

는 시료를 선별하여 한국공업규격 (KS F)에 의거한 토성시험을 실시하였고 시험성과표는

부록 「실내시험 성과표」에 수록하였다.

【표 3.4-20】기본물성시험 요약

구분심도(m)

지층함수비W n(%)

비중GS

Atterberg L. 체분석 (%)USCS

LL(%) PI #4 #10 #40 #200

래미안

TP-1 1.0 붕적층 19.6 2.664 N.P N.P 91.8 82.0 57.1 21.4 SM

TP-2 1.0 토석류 22.9 2.656 N.P N.P 80.8 66.3 50.7 34.4 SM

결과분석

∙붕적층 함수비 19.6%, 비중 2.664, 200체통과율 21.4%로 나타남

∙토석류 함수비 22.9%, 비중 2.656, 200체통과율 34.4%로 나타남

∙통일분류법에 의한 분류결과 붕적층, 토석류 모두 SM(실트질모래)으로 분류된다.

3. 지반조사

3 - 38


과업지역에 분포하는 지층의 강도특성을 파악하기 위하여 자연시료에 대하여 그 지역

을 대표할 수 있는 시료를 선별하여 한국공업규격 (KS F)에 의거하여 직접전단시험을 실

시하였고 시험성과표는 부록에 수록하였다.

【표 3.4-21】직접전단시험 요약

구분심도(m)

지층 USCS함수비Wn (%)

강도특성

점착력 (kPa) 내부마찰각(deg)

래미안

TP-1 1.0 붕적층 SM 19.6 13.8 28.3

TP-2 1.0 토석류 SM 22.9 2.0 26.9

결과분석

∙시험결과 붕적층의 점착력은 13.8kPa, 내부마찰각은 28.3°로 나타나며, 토석류는

점착력 2.0 kPa, 내부마찰각은 26.9°으로 나타남


3.5.1 기본방향

구조물의 안정성 검토를 위해 각 지층및 지별, 지지층에 대한 설계정수 산정지반의 강

도특성 및 변형특성을 대표하는 각 지층별 설계정수 결정하며, 이는 시험결과를 1차적으

로 분석하고, 각종 경험식 및 통계분석 결과와 문헌자료를 비교 검토하여 안전측으로 적

용함

3.5.2 토사층 설계지반정수 산정

(1) 토성별 대표 N값 산정

【그림 3.5-1】N치 분포 현황

심도별 N치 분포 지층별 N치 현황

3. 지반조사

3 - 39

【표 3.5-1】N치 요약

지층분류 N-Value 상대밀도/연경도 대표 N값

매립층 10/30 보통조밀 10/30

붕적층 15/30～43/30 보통조밀～조밀 31/30

결과분석

∙과업구간의 토사층은 매립층, 토석층, 붕적층으로 분포함

∙지층별 N값의 범위 및 대표값은 상기 표와 같으며, 대표값을 이용하여 N값을 이

용한 경험식에 활용하여 설계정수 산정

(2) 강도정수 및 단위중량 산정

(가) 문헌조사 결과

【표 3.5-2】도로설계요령 (한국도로공사, 2001)

종 류 재료의 상태단위체적중량(kN/m3)

점착력(kPa)

내부마찰각(deg)

분류기호(통일분류)

자 갈

조밀한 것 20.0 0 35

GW, GP조밀하지 않은 것또는 입도가 나쁜것

18.0 0 30

모 래

조밀한 것 20.0 0 35

SW, SP조밀하지 않은 것또는 입도가 나쁜것

18.0 0 30

사 질 토

조밀한 것 19.0 30이하 30

SM, SC

조밀하지 않은 것 17.0 0 25

점 성 토

단단한 것(N=8∼15) 18.0 50 25

ML, CL약간 연한 것(N=4∼8) 17.0 30 20

연한 것(N=2∼4) 17.0 150 15

점 토 및실 트

단단한 것(N=8∼15) 17.0 500 20

CH, MH,ML

약간 연한 것(N=4∼8) 16.0 300 15

연한 것(N=2∼4) 14.0 150 10

3. 지반조사

3 - 40

【표 3.5-3】Geotechnical Engineering Investigation (Roy E. Hunt, 1987)

Material Compactness Dr(%) N값d

(kN/m3)Voidratio

Strength()

GW

Well-gradedgravels,gravel-sandmixtures

Dense

Medium dense

Loose

75

50

25

90

55

＜ 28

22.1

20.8

19.7

0.22

0.28

0.36

40

36

32

GP

Poorly gradegravels,gravel sandmixtures

Dense

Medium dense

Loose

75

50

25

70

50

＜ 20

20.4

19.2

18.3

0.33

0.39

0.47

38

35

32

SWWell-graded sands,gravelly sands

Dense

Medium dense

Loose

75

50

25

65

35

＜ 15

18.9

17.9

17.0

0.43

0.49

0.57

37

34

30

SPPoorly gradedsands,

gravelly sands

Dense

Medium dense

Loose

75

50

25

50

30

＜ 10

17.6

16.7

15.9

0.52

0.60

0.65

36

33

29

SM Silty sands

Dense

Medium dense

Loose

75

50

25

45

25

＜ 8

16.5

15.6

14.9

0.62

0.74

0.80

35

32

29

MLInorganic silts,fine sands

Dense

Medium dense

Loose

75

50

25

35

20

＜ 4

14.9

14.1

13.5

0.0

0.90

1.0

33

31

27

【표 3.5-4】지반조사편람 (서울특별시 1996. 3)

지 층단위체적중량 t (kN/m3)

점착력c (kPa)


풍 화 토 17.1∼20.0 0∼100 25∼30

3. 지반조사

3 - 41

【표 3.5-5】PIlE DESIGN and CONSTRUCTION PRACTICE(M.J.Tomlinson, 1993)

Soil type, compactness &consistency

t (kN/m3) sub (kN/m3) 내부마찰각(deg)

Loose gravel with low sand content 16.0∼19.0 9.0 28∼30

Medium dense gravel with low sand

content18.0∼20.0 10.0 30∼36

Dense to very dense gravel with low sand

content19.0∼21.0 11.0 36∼46

Loose well-graded sandy gravel 18.0∼20.0 10.0 28∼30

Medium-dense well-graded sandy gravel 19.0∼21.0 11.0 30∼36

Dense well graded sandy gravel 20.0∼22.0 12.0 36∼45

Loose clayey sandy gravel 18.0∼20.0 10.0 28∼30

Medium-dense clayey sandy gravel 19.0∼21.0 11.0 30∼35

Dense to very dense clayey sandy gravel 21.0∼22.0 12.0 35∼40

Loose coarse to fine sand 17.0∼20.0 10.0 28∼30

Medium-dense coarse to fine sand 20.0∼21.0 11.0 30∼35

Dense to very dense coarse to fine sand 21.0∼22.0 12.0 35∼40

Loose fine and silty sand 15.0∼17.0 7.0 28∼30

Medium-dense fine and silty sand 17.0∼19.0 9.0 30∼35

Dens to very dense fine and silty sand 19.0∼21.0 11.0 35∼40

【표 3.5-6】기타 관련문헌

저 자 분 류단위중량 t (kN/m3)

점착력c (kPa)


Fredlund

(지반조사의 해석 및 이용)붕적토 20.0 10.0 35

Roy. E Hunt

(지반공학핸드북)붕적토 20.4 0.0 38

지반조사 편람(서울시) 잔류토 17.0～20.0 0～10 25～30

Braja. M. Das

(기초공학원론)

붕적토 19.4 0.0 46

실트질모래 - 0.0 -

촘촘한모래 - 0.0 -

3. 지반조사

3 - 42

(나) 경험식에 의한 강도정수(c, ) 산정결과

【표 3.5-7】기존경험식

점착력 산정식(MPa) 내부마찰각 산정식

∙점성토 비배수 조건시 =0 으로서

- Dunham

- Terzaghi-Peck

- Ohsaki

- Sowers

∙Terzaghi c = 0.0625N

∙Dunham c = 0.066N

- Dunham

- Meyerhof

- Peck

- Ohsaki

- 도로교시방서

【표 3.5-8】경험식에 의한 점착력(c) 산정결과

구 분토질토성(USCS)

대표N값

점착력, c (kPa)

범 위

Dunham Terzaghi-Peck Ohsaki

매립층 SM 10/30 6.6 6.3 4.5 4.5～6.6

붕적층 SM 31/30 20.5 19.4 9.8 9.8～20.5

【표 3.5-9】경험식에 의한 내부마찰각() 산정결과


대표N값

내부마찰각(Deg)

범 위

Dunham Meyerhof Peck Ohsaki도로교시방서

매립층 SM 10/30 26.0 35.0 30.0 29.1 27.2 27.2～35.0

붕적층 SM 31/30 39.3 40.3 36.3 39.9 36.6 36.6～40.3

결과분석

∙N값 경험식을 활용한 강도정수 산정경과 매립층의 점착력은 4.5～6.6kPa, 내부마

찰각은 27.2～35.0°로 계산값에서 최한값 적용함

∙N값 경험식을 활용한 강도정수 산정경과 붕적층의 점착력은 9.8～20.5kPa, 내부

마찰각은 36.6～40.3°로 계산값에서 점착력은 최한값 내부마찰각은 적용하지 않음

3. 지반조사

3 - 43

(다) 인근지역 설계사례

과업구간과 유사한 편마암 지대의 붕적층에 관련된 인근 설계사례를 요약하였다.

【표 3.5-10】인근지역 설계사례

구 분토사층 (붕적층)

단위중량 (kN/m3) 점 착 력 (kPa) 내부마찰각 (deg)

서울 서남부순환로 19.0 10.0 30.0

서울～동두천간 고속도로 18.0 30.0 30.0

서수원～의왕간 고속화도로 18.0 8.0 28.0

영덕～양재간 고속도로 19.0 0.0 32.0

(라) 현장시험 및 실내시험

【표 3.5-11】 현장시험 및 실내시험 결과 ( )는 평균

구 분현장밀도시험 직접전단시험

단위중량 (kN/m3) 점착력(kPa) 내부마찰각 ( °)

토석류 16.98 2.0 26.9

붕적층 17.54 13.8 28.3

(마) 토사층의 강도정수(c, ) 및 단위중량(t) 산정

토사층의 단위중량 및 강도정수 선정을 위해 각 지층별 대표 N값을 산정하여 경험식을

이용한다. 문헌자료 및 기존설계사례를 비교 검토하여 최종적으로 선정한다.

【표 3.5-12】토사층 강도정수 및 단위중량 요약 ( )는 평균

구 분토석류 토사층 (붕적층)

단위중량(kN/m3)

점착력(kPa)


단위중량(kN/m3)

점착력(kPa)


문 헌 자 료15.0～17.0

(17.3)

0.0～10.0

(5.0)

25.0～30.0

(27.8)

17.0～20.4

(18.9)

0.0～30.0

(6.3)

25.0～35.0

(31.0)

N값을 이용한

경험식- - - -

4.5～6.6

(5.8)27.2～35.0(29.5)

인근지역

설계사례- - -

18.0～19.0

(18.5)

0.0～30.0

(12.0)

28.0～32.0

(30.0)

현장시험,

실내시험16.98 2.0 26.9 17.54 13.8 28.3

설 계 적 용 17.0 3.0 28.0 18.5 14.0 30.0

결과분석

∙단위중량은 문헌, 인근 설계사례 및 현장시험을 비교분석하여 적정값으로 선정함

∙점착력은 N값을 이용한 경험식에 의한 값과 실내시험 값의 중간값으로 선정함

∙N값을 이용한 경험식 중 내부마찰각은 높게 산정되어 문헌자료 및 인근지역 설

계사례를 비교,분석하여 하한값을 적용함

3. 지반조사

3 - 44

3.5.3 풍화암 설계지반정수 산정

(1)문헌자료 분석

【표 3.5-13】Hunt(Geotechnical Engineering Investigation Manual, 1984)

풍화정도 점착력 (MPa) 내부마찰각 (deg)

Decomposed 0.0 27.0∼31.0

Weathered - 26.0∼33.0

Partly Weathered - 27.0∼31.0

Relatively Sound - 29.0∼32.0

Decomposed, fine-grained 0.0 (포화시) 25.0∼34.0

Decomposed, coarse-grained - 36.0∼38.0

Decomposed, remolded - 22.0∼40.0

【표 3.5-14】도로설계실무편람(한국도로공사, 1996)

구 분암반파쇄상태 전단강도

비 고TCR(%) RQD(%) 내부마찰각 점착력

풍화암 또는 파쇄가

극심한 기반암 경우20% 이하 10% 이하 30 0.01 (MPa)

∙암반의 파쇄상태에

따른 전단강도 제

안

【표 3.5-15】지반공학회 및 서울시 지반조사 편람

구 분 단위중량 (kN/m3) 점착력 (kPa) 내부마찰각 (deg)

지반공학

회

학술발표

회

1996년 21.0 30.0 35.0

1997년 20.0 50.0 30.0

1998년 26.0 80.0～90.0 25.0

지 반 공 학 회 22.0 80.0～90.0 35.0

서울시 지반조사

편 람20.0～22.0 10.0～30.0 30.0～35.0

3. 지반조사

3 - 45

(2) 인근 설계사례

【표 3.5-16】인근 설계사례 요약

구 분 단위중량 (kN/m3) 점 착 력 (kPa) 내부마찰각 (deg)

서울 서남부순환로

(용산～관악)21.0 25.0 35.0

서울～동두천간 고속도로 22.0 30.0 33.0

서수원～의왕간 고속화도로 21.0 30.0 32.0

영덕～양재간 고속도로 21.0 30.0 31.0

(3) 풍화암의 지반정수 적용

【표 3.5-17】풍화암 지반정수 요약


문헌자료 20.0～22.0 10.0～30.0 26.0～35.0

인근 설계정수 21.0～22.0 25.0～30.0 31.0～35.0

설 계 적 용 21.0 30.0 32.0

3.5.4 기반암의 설계지반정수 산정

(1) 문헌자료 분석

【표 3.5-18】단위중량 및 포아송비

구 분 단위중량(kN/m 3) 포아송비 비 고

암반사면공학 편마암 25.6～28.8 -l 이정인 역(1995)

지반조사편람

연 암 23.0～25.0 0.25～0.30

서울특별시(1996)보통암 24.0～26.0 0.25

경 암 25.0～27.0 0.20

3. 지반조사

3 - 46

【표 3.5-19】강도정수 및 변형계수

구 분 점착력(kPa) 내부마찰각(°) 변형계수(MPa) 비 고

지반조사편람

연 암 300～600 30～40 200～400

서울특별시

(1996)보통암 600～1,500 35～40 400～1000

경 암 1500～5,000 35～45 1,000～8,000

지반공학회

학 술 자 료

연 암 100～1,200 35～45 500～6,000

지반공학회

(1995～2001)보통암 150～3,200 35～50 1,500～15,000

경 암 200～7,000 38～50 2.0×104～10.0×104

도 로 설 계

실 무 편 람

연 암 130 33 -

한국도로공사

(2001)보통암 150 35 -

경 암 200 40 -

【표 3.5-20】TCR 및 RQD에 따른 강도정수 (도로설계실무편람, 한국도로공사)


T.C.R (%) R.Q.D (%) 내부마찰각(°) 점착력(kPa)

풍화암, 연․경암으로 파쇄가

극심한 경우20이하 10이하 30 100

강한 풍화암으로서

파쇄가 거의 없는

경우와 대부분의

연․경암

연 암 반 20～30 10～25 33 130

보통연암 40～50 25～35 35 150

경 암 반 70이상 40～50 40 200

【표 3.5-21】지반공학회

구 분 암 상단위중량(kN/㎥)

점착력(kPa)

내부마찰각Φ(°)

암반상태에 따른

분 류

풍화암, 심한 파쇄

연․경암- 100 30.0

대부분 연․경암 - 130～300 30～40

지 반 공 학 회

(`91사면학술발표회)연 암 24.0 500 40.0

지 반 공 학 회

(`96사면학술발표회)대부분 연․경암 23.0 600 35.0

3. 지반조사

3 - 47

(2) 인근지역 설계사례

【표 3.5-22】인근지역 설계사례 요약

구 분단위중량(kN/㎥)

점착력(kPa)

내부마찰각(°)

변형계수(MPa)

포아송비

서울동부터널

민간투자사업

연 암 21.0 200 33.0 1,130 0.29

보통암 24.0 300 37.0 8,400 0.24

경 암 26.0 600 40.0 15,000 0.21

서울지하철

9호선

914공구

연 암 24.0 120 33.0 1,600 0.30

보통암 25.0 350 40.0 5,500 0.25

경 암 26.0 1,070 44.0 11,000 0.20

서울지하철

9호선

916공구

연 암 24.0 1,000 36.0 1,200 0.24

보통암 25.0 3,000 40.0 5,500 0.22

경 암 26.0 7,000 46.0 20,000 0.20

(3) 기반암 지반정수 산정

【표 3.5-23】기반암 지반정수 산정

구 분단위중량(kN/m3)

점 착 력(kPa)


변형계수(MPa)

포아송비

연 암 층 24.0 300 35.0 1,000 0.28

보 통 암 25.0 600 39.0 6,000 0.24

경 암 층 26.0 1,500 43.0 10,000 0.20

결과분석

∙ 문헌조사 및 인근지역 설계사례를 종합분석하여 안전측으로 적용

∙ 포아송비는 문헌 제시값을 비교 분석하여 사업구간의 지반특성을 고려, 적용

3. 지반조사

3 - 48

3.5.5 수리특성 설계지반정수 산정

(1) 문헌자료 검토

【표 3.5-24】흙의 종류에 따른 일반적인 투수계수(J. Ratrick Powers, 1992)

흙의 종류 투수계수(cm/sec) 흙의 종류 투수계수(cm/sec)

Open Work Gravel(GP) 1 ≤ 실트질 모래 (SM) (1.0～5.0)×10-3

균등한 자갈 (GP) 0.2 ～ 0.1점토질 모래 (SC) (1.0～10.0)×10-4

입도가 양호한 자갈 (GW) (0.5～0.3)×10-1

실트 (ML) (0.5～1.0)×10-4균등한 모래 (SP) (0.05～2.0)×10-1

점토 (CL) (0.1～1.0)×10-4입도가 양호한 모래 (SW) (0.01～1.0)×10-1

【표 3.5-25】여러 흙에 대한 투수계수 범위(BRAJA M. DAS, 2001)


중간～굵은 자갈 10-1 이상 실트, 점토질 실트10-4～10-6

굵은 모래～잔모래 10-1～10-3 실트질 점토

잔모래, 실트질 모래 10-3～10-5 점 토 10-7 이하



구 분 연암층 보통암 경암층

투수계수 (cm/sec) 1.4×10-5 ～ 8.0×10-5 1.7×10-5 ～ 4.0×10-5 7.0×10-6 ～ 1.56×10-5

(3) 현장시험 결과

【표 3.5-27】현장시험 결과 요약

구 분붕적층

현장투수시험 지표투수시험

투수계수 (cm/sec) 7.73×10-4 2.41×10-3

(4) 투수계수 산정결과

【표 3.5-28】투수계수 산정결과

구 분투수계수 (cm/sec)

토석류 토사층 연암층 보통암 경암층

문헌자료 (1.0～5.0)×10-3 (1.0～5.0)×10-3 - - -

설계사례 - - (1.4～8.0)×10-5 (1.7～4.0)×10-57.0×10-6～

1.6×10-5

현장시험 2.41×10-3 7.73×10-4 - - -

산정결과 1.4×10-3 8.3×10-4 5.0×10-5 2.0×10-5 8.0×10-6

3. 지반조사

3 - 49


3.6.1 조사결과 요약

(1) 지형 및 지질





성 산지가 발달하고 있다. 본 조사지역의 주요 수계는 조사지역 남측에 위치한 양재천으

로 주변의 우면산, 관악산, 청계산에서 형성된 소류지들이 하류로 흘러 형성된다. 주변

수계는 수지상으로 발달되어 있고 양재천은 북동동 방향으로 흘러 탄천으로 유입되며

탄천은 북쪽으로 흘러 최종적으로 한강으로 합류한다.





(2) 지표지질조사

【표 3.6-1】지표지질조사 요약

구 분

래미안

J1 J2 J3

경사/경사방향 40/152 44/357 87/085

JCS 4～12 6～14 6～10

JRC (MPa) 43～56 152～228 75～152

3. 지반조사

3 - 50

(3) 시추조사 결과

【표 3.6-2】시추조사 결과 요약

공번층후 (m) 시추심도

(m)매립층(표토) 붕적층 풍화암 연암층 보통암,경암

래미아 BH-20.0～1.5

(1.5)

1.5～6.6

(5.1)-

6.6～7.8

(1.2)

7.8～10.1

(2.3)10.1



내수위를 측정하였다. 지하수위 측정결과 지하수위는 GL-5.4m이며 EL기준으로

EL+138.7m에서 분포하고, 지하수위 분포 지층은 붕적층에 위치하는 것으로 측정되었으

나 이러한 공내수위는 계절(우기 및 건기)에 따른 변화가 크므로, 설계 반영시 이를 감안

하여야 한다.


【표 3.6-3】표준관입시험 결과 요약


매립층 SM 10/30 보통조밀

붕적층 SM 15/30～43/30 보통조밀～조밀


현장밀도시험결과 원지반(붕적층)의 건조단위중량은 자연상태에서 15.21N/m3, 흐트러

지 상태의 13.47kN/m3으로 토량환산계수 L은 1.13로 나타나며, 토석류의 건조단위중량

은 자연상태에서 14.81kN/m3, 흐트러지 상태의 13.10kN/m3으로 토량환산계수 L은 1.13

로 나타난다.

3. 지반조사

3 - 51


현장투수시험 결과 토사층(붕적층)의 현장에서의 투수특성을 파악하기 위해 시추조사

중 적정 구간에 1회의 투수시험을 실시하였으며 그 결과 붕적층의 투수계수는

7.73×10-4cm/sec로 나타나는 것으로 분석되었다.


시험결과 지표 토양의 투수계수는 2.41×10-3cm/sec로 분석되었으며 시간에 따른 수위

강하량 분석을 통한 침투율(Q)은 0.069~0.119cm/sec로 나타났다. 그리고 Wetting band

Method를 이용한 지하수위 상승고 산전경과 382.29mm로 분석되었다.

(9) 토질기본물성시험


는 시료를 선별하여 한국공업규격 (KSF)에 의거한 토성시험을 실시하였다. 그 결과 붕적

층 함수비 19.6%, 비중 2.664, 200체통과율 21.4%로 나타나고 토석류 함수비 22.9%, 비중

2.656, 200체통과율 34.4%로 나타난다. 통일분류법에 의한 분류결과 붕적층, 토석류 모두

SM(실트질모래)으로 분류된다.



을 대표할 수 있는 시료를 선별하여 시험을 수행하였으며, 시험결과 붕적층의 점착력은

13.8kPa, 내부마찰각은 28.3°로 나타나며, 토석류는 점착력 2.0 kPa, 내부마찰각은 26.9°으

로 나타난다.

3. 지반조사

3 - 52

(11) 설계지반정수 요약

【표 3.6-4】설계지반정수 요약


점 착 력(kPa)


변형계수(MPa)

포아송비투수계수(cm/sec)

토석류 17.0 3.0 28.0 - - 1.4×10-3

붕적층 18.5 14.0 30.0 - - 8.3×10-4

풍화암 21.0 30.0 32.0 - - -

연 암 층 24.0 300 35.0 1,000 0.28 5.0×10-5

보 통 암 25.0 600 39.0 6,000 0.24 2.0×10-5

경 암 층 26.0 1,500 43.0 10,000 0.20 8.0×10-6

4. 홍수량 및 홍수위 산정4. 홍수량 및 홍수위 산정

4.1 기본홍수량 및 계획홍수량

4.2 홍수위 산정

4. 홍수량 및 홍수위 산정

4 - 1



4.1.1 홍수량 산정지점

홍수방어계획은 유역에서 발생하는 홍수유출로부터 인명과 재산을 보호하기 위한 치수

대책을 수립하는 것으로서 홍수유출분석의 정확도는 유역내에 필요한 수문관측자료의

정확도에 기인하며 계획수립을 위해서는 이를 바탕으로 한 기초자료를 이용하여 방어

개념에 부응하는 홍수량을 산정하여야 한다. 홍수량산정은 유역내에 설치된 수위-유량

관측자료로부터 구하는 직접방법이 가장 정확성을 기할 수 있으나 본 조사유역내에는

유량 분석을 위한 장기간의 자료가 축적된 수위관측소가 존재하지 않아 강우량 및 유역

의 형상특성으로부터 산정하는 간접방법을 이용하였다.

한편 홍수방어계획 수립의 기본요소인 홍수량 산정지점의 선정은 수계의 형상, 홍수의

규모 및 상황 등을 고려하여 합리적인 이․치수 목적의 중요지점을 대상으로 사업시행이

용이하도록 선정하여야 하며 과업의 시․종점, 지류유입으로 인하여 홍수량이 크게 변화

되는 지점, 중요구조물 설치 및 계획 지점 등을 고려하여 결정하였고 확률 대상규모는

10년, 20년, 30년, 50년, 80년, 100년, 200년 빈도의 홍수량을 각각 산정하였으며, 홍수량

산정지점은 다음【표 4.1-1】과 같고 홍수량 산정지점도는【그림 4.1-1】~【그림 4.1-3】에

나타내었다.

【표 4.1-1】홍수량 산정

지 점 부 호유역면적

(km2)

유로연장

(km)비 고

래미안 유역1

하구 RM0 0.098 0.64

지류 합류후 RM1 0.094 0.60

지류 합류전 RM2 0.076 0.60

상류지점 RM3 0.045 0.27

래미안 유역2 RM4 0.020 0.19

전원마을1 JW1 0.021 0.11

전원마을2 JW2 0.032 0.20


4 - 2

【표 4.1-1】홍수량 산정(계속)


(km2)

유로연장

(km)비 고

전원마을3 JW3 0.048 0.29

전원마을4 JW4 0.004 0.04

전원마을5 JW5 0.075 0.34

전원마을6 JW6 0.059 0.32

임광유역 IK0 0.040 0.27


4 - 3

【그림 4.1-1】래미안홍수량 산정지점도


4 - 4

【그림 4.1-2】전원마을 산정지점도


4 - 5

【그림 4.1-3】임광 산정지점도


4 - 6

4.1.2 강우분석 및 확률 강우량산정

(1) 확률강우량

지속기간별 확률강우량을 분석하기 위해서는 장기간 분․시간단위의 양호한 강우관측

기록이 필요하나 금회 과업구간 유역내 이러한 자료를 보유하고 있는 우량관측소는 위

치하고 있지 않아 유역인근에 위치한 기상청 관할 서울관측소의 1961년～2011년(51개년)

까지의 시우량 자료를 이용하여 확률강우량을 산정하였다.

확률강우량을 분석함에 있어서 유역의 임계지속시간을 보다 정확하게 산정하기 위해서

시간 간격을 짧게 하여 강우지속시간을 설정하였으며 금회 분석한 강우지속시간은 10분,

1시간, 2시간, 3시간, 4시간, 5시간, 6시간, 7시간, 8시간, 9시간, 10시간, 11시간, 12시간,

13시간, 14시간, 15시간, 16시간, 17시간, 18시간, 24시간 등 총 20개 지속시간에 대하여

분석하였다.

금회 적용된 확률강우량의 확률분포형은 수문자료 해석에 일반적으로 사용되는 분포형

으로 산정 확률분포형은 Gamma-2, Gamma-3, GEV, Gumbel, Log-Gumbel-2,

Log-Gumbel-3, Lognormal-2, Lognormal-3, Log-Pearson type Ⅲ, Weibull-2, Weibull-3,

Wakeby-4, Wakeby-5 등 총13가지 분포형이다.

매개변수 추정방법으로는 모멘트법(Method of Moments), 최우도법(Method of

Maximum Likelihood), 확률가중모멘트법(Method of Probability Weighted Moments) 등

이 있으나, 확률가중모멘트법이 상기 두 방법에 비해 보다 안정적인 결과를 얻을 수 있

는 것으로 알려져 있어 확률가중모멘트법(Method of Probability Weighted Moments)에

의하여 매개변수를 추정하였다.

임의의 확률분포에 대한 적합도검정은 그 확률분포의 상대도수함수와 누가도수함수의

이론값과 표본값을 비교하여 판별하게 된다. 이에 대한 검정방법으로는 χ2 검정, K-S 검

정, Cramer Von Mises 검정 등의 방법이 있다.

금회에는 전구간에 대한 적합도를 나타내는 χ 2 검정과 각각의 소구간별 적합도 분석

을 위한 K-S 검정 및 Cramer Von Mises 검정에 의해 적정 확률분포형을 선정하였다.


4 - 7

【표 4.1-2】서울관측소 지속시간(고정시간)별 최대강우량대상연도 : 51개년 (1961~2011)

연도

지 속 시 간10

min.1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 24

1961 15.8 37.4 56.8 61.6 81.0 84.6 94.2 97.0 98.9 100.8 102.2 102.4 102.4 102.4 103.1 103.1 103.1 103.1 103.1 107.1

1962 8.4 17.0 24.2 32.0 38.7 47.3 53.9 61.8 65.2 67.9 69.2 69.9 70.2 70.9 71.3 71.6 71.9 72.5 73.7 85.7

1963 14.7 34.6 66.1 68.9 81.8 95.3 109.1 114.7 117.3 125.0 132.2 143.5 156.6 162.2 164.4 167.1 168.6 169.2 169.2 174.5

1964 33.0 112.0 118.2 124.2 125.9 126.0 127.4 128.0 128.1 128.4 128.8 129.0 129.1 129.1 129.1 129.1 129.1 129.1 129.1 129.1

1965 19.7 44.0 80.0 92.4 104.0 114.5 122.1 123.2 123.6 127.2 127.9 132.0 132.6 133.1 133.5 137.8 139.6 140.0 141.2 154.4

1966 29.0 73.3 113.0 151.7 177.4 182.9 193.9 196.0 197.2 198.8 200.0 201.2 204.8 211.3 213.0 214.2 214.7 215.7 217.4 228.2

1967 19.0 47.0 82.1 82.9 82.9 85.7 88.0 92.4 94.9 96.2 97.1 98.4 98.4 99.9 101.2 101.2 101.2 101.2 101.2 101.7

1968 16.0 59.0 87.4 92.1 96.6 103.3 110.5 118.1 125.8 136.3 141.2 145.5 150.3 154.9 159.2 164.0 167.6 170.2 170.8 172.6

1969 20.0 44.9 83.9 117.5 118.8 119.4 119.5 119.7 119.7 119.7 119.7 119.7 119.8 119.8 119.8 119.8 119.8 119.8 119.8 138.5

1970 23.0 44.2 77.2 92.3 93.2 96.7 117.3 132.7 144.2 150.4 155.3 157.4 162.6 173.3 178.7 188.8 190.0 190.2 190.9 192.8

1971 17.6 71.4 97.5 142.2 156.2 165.9 179.9 185.2 188.6 188.6 188.6 188.6 188.6 188.6 188.6 188.6 188.6 188.6 188.6 192.2

1972 13.0 56.8 84.7 109.7 129.9 159.6 179.0 198.3 212.0 230.0 241.2 252.5 270.4 290.7 310.8 330.2 340.4 352.0 362.3 446.8

1973 9.5 22.0 31.6 36.0 39.0 42.6 45.4 49.0 51.8 54.2 55.6 56.7 57.4 58.3 59.0 59.5 60.4 60.6 61.0 62.7

1974 14.0 39.6 47.2 57.7 58.9 67.9 69.3 89.2 99.7 105.3 109.9 115.5 116.3 116.3 116.4 116.4 116.4 116.8 119.4 120.3

1975 12.7 38.5 58.5 93.7 98.6 106.8 115.5 122.7 127.6 128.8 129.0 129.9 130.1 130.4 130.5 130.5 130.5 131.0 131.2 131.6

1976 17.5 42.9 43.3 55.0 59.4 70.3 86.5 92.4 94.8 95.3 96.0 96.0 96.4 97.0 97.0 97.0 97.0 107.9 112.2 136.4

1977 13.4 43.4 67.1 72.9 73.9 76.6 109.2 115.4 117.6 117.8 120.3 128.1 133.2 138.5 144.1 147.8 151.4 156.5 164.1 199.3

1978 14.0 27.4 49.2 65.7 80.5 88.1 112.7 129.2 143.2 156.1 160.0 166.8 174.7 180.6 184.5 192.3 202.0 205.4 212.7 231.1

1979 15.6 43.0 51.4 72.7 88.0 90.0 90.6 90.8 91.3 91.7 91.7 91.7 91.7 91.7 91.7 91.7 92.1 92.3 94.3 98.1

1980 10.2 28.9 43.5 50.2 58.5 63.7 71.5 77.4 84.4 92.6 97.8 102.5 108.0 116.0 119.2 120.0 120.3 123.6 126.8 131.0

1981 6.8 26.5 36.6 51.8 58.0 72.4 86.2 91.7 97.2 102.1 110.8 116.3 117.8 118.4 120.3 124.3 126.8 132.3 135.0 143.6

1982 18.5 47.5 57.0 76.9 85.3 93.0 99.9 102.4 104.0 104.2 104.2 104.2 104.2 105.2 106.2 106.2 107.7 110.2 111.7 116.4

1983 22.0 67.3 98.3 100.8 100.9 100.9 105.8 118.6 121.1 121.2 121.2 121.2 121.2 121.6 130.9 131.1 132.1 134.5 137.1 137.9

1984 22.0 59.5 91.9 123.1 153.5 169.0 177.6 191.9 199.5 206.9 212.3 226.6 234.2 237.7 242.5 246.0 248.6 255.6 259.4 275.2

1985 23.5 61.4 62.9 66.0 66.8 67.0 75.7 85.0 97.1 107.7 117.7 120.2 121.3 123.3 124.3 124.4 124.5 124.5 124.5 125.6

1986 20.0 46.2 57.2 78.7 91.6 116.5 139.6 140.1 145.8 145.9 146.0 146.3 147.1 147.5 147.6 147.8 147.8 147.8 147.8 152.0

1987 22.2 69.5 101.9 124.5 160.6 192.7 215.2 228.8 234.4 239.6 243.2 257.9 271.5 276.7 278.9 281.5 283.1 284.2 284.5 328.4

1988 12.0 24.3 27.8 38.8 53.6 62.8 73.1 74.7 74.9 75.4 78.3 86.3 89.0 98.1 99.3 99.5 100.0 100.3 100.9 103.5


4 - 8

【표 4.1-2】계속

연도

지 속 시 간

10

min.1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 24

1989 13.6 45.3 56.6 67.0 76.2 76.4 83.2 94.6 95.4 97.6 99.7 100.6 102.5 103.1 103.3 103.3 103.3 103.3 103.3 105.0

1990 19.5 59.6 79.9 98.9 106.0 121.1 138.8 153.2 165.9 178.4 189.5 195.5 203.1 209.1 216.8 224.5 234.1 241.4 253.5 305.8

1991 18.5 41.5 77.0 95.5 101.0 106.0 111.0 113.0 114.5 118.1 120.9 123.0 131.4 132.9 134.9 135.9 136.1 136.4 137.3 143.2

1992 20.0 54.7 81.3 97.1 109.7 115.0 118.8 126.4 127.8 132.0 137.3 142.5 145.3 147.8 149.8 151.2 151.5 151.6 151.7 155.3

1993 28.5 60.2 74.0 84.0 84.1 84.2 84.2 84.2 84.2 86.5 88.8 90.5 90.9 91.2 91.2 91.2 91.2 91.2 91.2 94.0

1994 11.0 37.6 58.1 65.7 68.4 68.7 68.7 71.4 75.9 79.8 84.0 86.6 88.4 89.7 90.6 92.3 93.2 93.6 94.4 94.4

1995 18.5 54.0 77.1 112.6 112.6 113.3 116.1 122.3 123.7 127.5 134.6 137.6 142.1 142.5 144.3 152.3 169.6 178.0 180.5 214.6

1996 22.7 37.1 60.9 73.5 75.2 81.1 82.8 102.3 125.2 146.2 147.7 153.8 157.7 159.2 165.3 165.4 167.8 168.4 168.5 168.6

1997 16.5 37.6 51.2 68.1 75.8 89.7 100.5 104.6 112.2 116.3 118.6 122.5 125.1 126.3 127.2 127.4 127.6 127.7 128.1 128.3

1998 22.2 66.2 99.9 137.1 156.4 165.2 176.5 178.9 182.1 192.8 205.4 220.5 231.8 234.6 237.0 245.8 285.2 313.7 316.3 361.5

1999 25.8 59.8 65.7 86.1 113.6 140.0 160.4 164.4 182.1 186.1 189.2 191.9 198.6 211.1 215.1 218.2 220.9 227.6 231.2 261.6

2000 14.6 44.4 64.1 69.6 70.3 75.5 92.5 103.3 109.6 115.6 119.9 121.2 122.1 122.6 122.9 122.9 122.9 123.0 123.0 123.0

2001 21.0 99.5 142.5 201.4 234.4 249.4 259.9 262.4 262.9 264.2 274.7 278.5 281.0 282.2 287.4 288.4 288.9 289.9 302.2 310.1

2002 15.5 60.5 88.0 119.5 131.0 138.5 150.0 154.0 164.5 176.0 180.0 184.0 187.5 191.5 193.5 198.0 199.5 202.0 207.5 286.0

2003 20.5 67.0 100.5 135.0 139.0 143.0 145.5 146.5 147.5 148.5 150.0 154.5 165.0 169.0 171.5 173.5 175.5 177.0 177.0 183.0

2004 18.5 43.5 44.0 53.0 61.5 76.5 77.0 81.5 98.5 99.0 100.0 102.5 104.5 105.0 105.5 105.5 106.0 107.0 109.0 132.5

2005 16.5 53.5 76.5 78.5 83.5 91.0 94.0 96.0 105.0 109.5 116.0 119.0 121.0 124.0 126.5 128.0 130.5 130.5 132.0 132.0

2006 15.5 49.5 79.0 95.5 111.5 128.5 148.0 169.0 194.5 200.0 200.0 210.0 221.5 230.0 236.5 248.0 258.5 267.0 271.5 288.0

2007 16.0 27.5 30.0 33.5 42.5 49.5 57.0 64.0 68.0 69.5 74.0 75.5 76.0 76.5 78.5 80.5 81.0 81.0 81.0 84.5

2008 14.0 43.0 49.5 55.0 61.0 62.5 72.0 76.5 85.0 95.0 97.5 99.0 101.5 107.0 108.0 111.0 118.0 124.0 136.5 158.0

2009 14.0 50.5 69.5 99.0 107.0 131.5 143.0 151.5 159.5 174.0 182.0 185.5 186.0 186.5 188.5 189.0 189.5 189.5 189.5 190.0

2010 19.0 75.0 138.0 198.5 224.5 239.5 246.5 249.0 250.5 253.0 254.5 256.5 257.5 258.5 258.5 259.0 259.2 259.3 259.4 259.4

2011 18.0 62.0 82.0 104.7 139.2 146.7 170.7 171.0 178.5 217.0 238.0 239.5 240.5 255.7 278.7 301.2 326.5 347.5 389.2 410.2

주) 10min, 1hr 관측소 기상청자료값 직접이용_ 시강우분석값자료 사용하지 않음


4 - 9

(가) 확률분포형

수문자료 해석에 일반적으로 사용되는 확률분포형의 확률밀도함수(Probability Density

Function ; PDF) 또는 누가 분포함수(Cumulative Distribution Function ; CDF)는 다음과 같다.

① Gamma 분포

연최대치 홍수량, 연 유출량, 계절별 유출량 등 수문자료의 해석에 널리 사용되어 오고

있는 분포로 3개의 매개변수를 갖는 Gamma 분포의 확률밀도함수는 다음과 같다.

f x

x x

exp

여기에서,

α : 규모 매개변수(scale parameter)

β : 형상 매개변수(shape parameter)

x 0 : 위치 매개변수(location parameter)

α가 양수일 때는 0≤x＜∞, 음수일때의 범위는 -∞＜x≤ x 0이며, β＞0이다. 만약에 위

치 매개변수 x 0 = 0이면 2변수 Gamma(Gam-2)분포가 된다.

② GEV분포

홍수나 가뭄같은 수문사상의 빈도해석에 많이 사용되는 분포함수로서 형상 매개변수β

에 따라 3가지 형태로 구분될 수 있는데, 누가분포함수와 확률밀도함수는 다음의 식과

같다.

x exp

x x

f x

x x

×Fx여기에서,




β가 음수이면 하한 경계치를 갖는 GEV-2 분포이고(Frechet 분포 또는 Log-Gumbel 분

포라고도 함), β가 양수이면 상한 경계치를 갖는 GEV-3 분포(Weibull분포라고도 함)이

며, β가 0이면 GEV-1(Gumbel분포)분포가 된다.


4 - 10

③ Gumbel 분포

극치 수문현상의 적용에 널리 사용되고 있는 GEV-1분포 또는 Gumbel 분포의 누가

분포함수와 확률밀도함수는 다음과 같다.

Fx expexp

f x exp

xx exp

x x

, -∞<x<∞

여기에서,



Gumbel 분포의 왜곡도계수(coefficient of skewness)는 1.1396으로 고정된 상수값을 갖는다.

④ Log - Gumbel 분포

Log - Gumbel 분포는 Frechet 분포로도 알려져 있으며, GEV-2 분포가 이에 해당된다.

3개의 매개변수를 갖는 Log-Gumbel 분포의 누가분포함수 및 확률밀도함수는 다음과

같다.

Fx exp

f x xx xx

x

․Fx

여기에서,


x 0 = 0이면 2변수 Log-Gumbel 분포가 된다.

⑤ Log-Normal 분포

수문자료 해석에 널리 사용되고 있는 3개의 매개변수를 갖는 Log-Normal 분포의

확률밀도함수는 다음과 같다.

f x xxy exp

ynxxy

,

x x ∞


4 - 11

여기에서,

Y = ln( x-x 0)

μy = Y의 평균(규모 매개변수)

σy = Y의 표준편차(형상 매개변수)

x 0 = 위치 매개변수

따라서 Y는 2개의 매개변수를 갖는 정규분포가 된다.

상기 식에서 x 0 = 0이면 2변수 Log-Normal 분포가 된다.

⑥ Log-Pearson Type Ⅲ 분포

Log-Pearson Type Ⅲ 분포는 미국에서 홍수자료 해석에 특히 많이 적용하고 있으며,

미국수자원평의회(U.S. Water Resources Council)보고서(IACWD, 1982)에서 추천하고 있

는 분포로 확률밀도함수는 다음과 같다.

f x x

nx y

exp

여기에서,



y 0 : 위치 매개변수(location parameter)

Log-Pearson Type Ⅲ 분포는 규모 매개변수 α가 양수이면 하한경계값(ey0≤x＜∞)을

갖고 양으로 왜곡된(positively skewed)분포가 되며, 음수이면 상한경계값(0＜x≤ey0)을

갖고 형상 매개변수와 규모 매개변수의 값에 따라 양 또는 음으로 왜곡된 분포가 된다.

또한 Log-Pearson Type Ⅲ분포는 3변수 Gamma 분포와 Lognormal 분포와 상관관계가

있다. 즉, 확률변량 Y=ln(X)라고 하면 Y는 3개의 매개변수 α,β, x 0를 갖는 Gamma 분포

가 되며, 확률변량 Y의 왜곡도계수가 0이면 X는 Lognormal 분포이고 Y는 정규분포가 된다.


4 - 12

⑦ Weibull 분포

지역홍수빈도해석에 자주 이용되는 분포로 GEV-3분포와 밀접한 관계를 갖고 있다.

3개의 매개변수를 갖는 Weibull 분포의 누가분포함수와 확률밀도함수는 다음과 같다.

Fx exp

f x

xx

exp

≤ ∞여기에서,




3변수 Weibull 분포는 β = 1이면 지수분포(exponential distribution)가 된다.

또한, x 0 = 0인 경우 2변수 Weibull 분포가 된다.

⑧ Wakeby 분포

Wakeby 분포는 여러 가지 형태로 존재하나 다음 식과 같은 역함수 형태로 일반적으로

정의된다.

x m＋a F b c F d 여기서,

F : 누가분포함수(CDF)

a, b, c, d, m : Wakeby 분포의 매개변수

Wakeby 분포의 매개변수추정은 확률가중모멘트법을 주로 사용하고 있다.

추정된 값은 매개변수 적합성조건 만족해야 하나 추정된 매개변수가 적합성 조건에 맞

지 않는 경우에는 매개변수 b값을 조정하면서 나머지 매개변수 값을 추정한다.

(나) 매개변수의 추정

매개변수 추정방법에 있어서 일반적으로 사용하는 방법으로는 모멘트법(Method of

Moments), 최우도법(Method of Maximum Likelyhood), 확률가중모멘트법(Method of

Probability Weighted Moments)등이 있다.


4 - 13

① 모멘트법(Method of Moments)

모멘트법(Method of Moments)은 가장 오래되고 간단하여 많이 사용하는 추정방법의

하나로 모집단의 모멘트(population moments)와 표본자료의 모멘트(sample moments)를

같다고 하여 적용 확률분포형의 매개변수를 추정하는 방법이다.

모멘트법의 효율성은 일반적으로 왜곡된 분포인 경우 1보다 작으며, 정규분포와 같은

대칭형 분포는 1이거나 1에 가깝게 나타난다. 따라서 대칭형분포의 경우에는 최우도법과

같은 다른 매개변수 추정방법들이 모멘트법보다 우수한 결과를 얻는 것은 아니나 대부분

의 수문학적 확률변수는 다소 왜곡되어 있으므로 모멘트법에 의한 매개변수의 추정은 다

소 효율성이 떨어진다고 할 수 있다.

② 최우도법(Method of Maximum Likelihood)

최우도법은 추출된 표본자료가 나올 수 있는 확률이 최대가 되도록 매개변수를 추정하

는 방법으로 우도함수(likelihood function)보다는 유도상의 편리성 때문에 대수 우도함수

(log-likelihood function)를 많이 사용한다.

일반적으로 최우도법은 가장 효율적인 추정치를 얻을 수 있으며 표본자료의 크기가

충분히 클 때 다른 매개변수 추정방법에 대하여 추정치의 효율성을 비교하는데 기준으로

사용된다.

③ 확률가중모멘트법(Method of Probability Weighted Moments)

확률가중모멘트는 Greenwood 등에 의해 제시되었고 현재에는 모멘트법과 최우도법

등의 대안으로 가장 널리 쓰이는 매개변수 추정방법이다. 모멘트법과 마찬가지로 모집단

의 확률가중 모멘트와 표본자료의 확률가중모멘트가 같다고 하여 매개변수를 추정한다.

확률가중모멘트법은 각 변수 값을 크기순으로 나열하고 각점의 발생 확률을 모멘트 차

수에 따라 누승하여 모멘트를 산정하는 방법이다 이 방법은 금회 과업에 적용한 방법으

로 확률분포형의 매개변수 추정에 보다 안정적인 결과를 얻을 수 있는 방법으로 알려져

있어 널리 추천되고 있는 방법이다.

확률가중모멘트의 일반식은 다음과 같이 나타낼 수 있으며(Greenwood 등, 1979;

Landwehr 등, 1979), 여기서 p, r, s는 정수이다.

Mpr s E X pF r xFxs


4 - 14

(다) 적합도 검정

임의의 확률분포에 대한 적합도 검정은 그 확률분포의 상대도수함수(relative frequency

function)와 누가분포함수(cumulative distribution function)의 이론값과 표본값을 비교하여

그 정도를 판별하게 된다.

이에 대한 검정방법으로 금회 산정된 각 방법별 확률강우량에 대하여는 χ 2-검정,

Kolmogorov-Smirnov 검정, Cramer Von Mises 검정의 3개 방법으로 시행하였으며 유의

수준 α는 0.05를 적용하였다.

① χ2-검정

χ 2-검정은 자료치를 크기에 의해 m개의 계급구간으로 나누고 이론값과 자료값의 절

대도수를 비교하는 방법으로 χ 2-검정의 통계량 q는 다음 식과 같다.

q j mejnj ej

여기에서,

n j : 관측자료의 j번째 구간의 표본 관측도수

e j = np j: 확률분포의 j번째 구간의 이론도수

m : 계급구간의 수

p j는 구간내 특정 기각치를 만족하는 모의변수확률로 유의수준 α에 대해 귀무가설이

q≥K로 기각된다고 하면 p(q≥K ; q ～ χ 2 (k - 1)) = α로 정의되며, 여기서 K = χ 2(k-1)이

며, 각 계급구간을 나눈 후 결정된다. 일반적으로 계급구간은 등간격으로 하는데 관측예

상수는 5이상 이어야한다. 계산된 통계량 χ 2가 χ 2 < χ 21-αν의 관계를 가지면 가정된 분

포는 유의수준 α로 적합성이 인정되며, 그렇지 못하면 기각된다.

χ 21-αν는 자유도가 ν(=m-1)일 때 유의수준 α로 가정한 분포의 적합성을 인정하는 χ 2

의 한계치이다.

② Kolmogorov-Smirnov 검정

Kolmogorov-Smirnov 검정은 표본자료의 누가분포함수와 가정된 이론확률분포의 누가

분포함수를 비교하여 양자의 최대편차로 정의되며, 그 표본의 크기와 유의수준에 따라

결정되는 한계편차보다 적어야 적합성이 인정된다.


4 - 15

qMaxFrxFx여기에서,

F r̂ (x) : F(x)의 경험적 이론확률분포의 누가분포함수

F 0(x) : 표본자료의 누가분포함수로 다음과 같이 정의된다.

Fx nm

q는 F̂ ( x )와 F 0(x) 차의 최대값으로 정의되며 n의 크기에 따라 좌우되는 확률변수로

서 주어진 유의수준 α로서 적합성을 검정하고자 할 때 q가 다음 식으로 정의되는 한계치

qα와 비교하게 된다.

≤

여기에서, 유의수준 α = P (q > c | H 0)≒ 1 - e 2nc 2

으로 정의되는데 최대편차 q가

한계치 qα보다 작으면 가정된 분포는 유의수준 α로서 그 적합성이 인정된다. 여기서

H 0 : F(x) ≡ F 0(x), H 1: F(x)≠F 0(x)로 H 0가 참이면 q는 0에 근접하게 되고 H 1이

참이면 F(x) - F 0(x)에 근접하게 된다. 특히, 가설 H 0가 인정되려면

q > -12n

1nα2이어야 한다.

③ Cramer Von Mises 검정

Cramer Von Mises 검정은 표본자료 X 1 , X 2 , …, X N가 누가분포함수 FX (x: θ̂)으로

정의된 확률분포형을 모집단으로 갖는다는 가정을 검정하는데 사용된다. 여기서 θ̂는

표본자료의 크기가 N인 자료에서 추정된 매개변수 집단이다. 검정통계량 W는 다음과

같이 계산된다(Thompson, 1966).

W N ＋i

N FX xi N

i

여기서,

F X i(xi; θ̂) : 크기순으로배열된 Xi=xi 위치에서 계산된 누가분포함수

다음 조건식을 만족한다면, 적용한 분포형을 유의수준 α에서 기각할 수 없다.


4 - 16

≤

여기에서,

: N과 α의 함수

한편, 표본자료가 충분히 커서, N ≥ 20/ α인 경우 통계량 W1- α(N)은 α의 함수가 된

다(Anderson과 Darling, 1952).

④ 분포형 검정결과 및 적정확률분포형 결정

강우자료의 분포형 검정은 각 지속기간별 강우량에 대하여 χ 2-검정, Kolmogorov

-Smirnov 검정, Cramer Von Mises 검정 3가지 방법에 의하여 검토하였으며, 확률강우

량도의 적정분포형은 지속기간별, 분포형 검정방법별로 Moment법, 최우도법, 확률가중

모멘트법 등에 의해 각 분포별 확률강우량을 산정하여 적합도를 검정하였다.

지속기간별 확률강우량은 행정자치부 국립방재연구소의 "FARD 2006" 프로그램을 이

용하여 전술한 바와 같이 각 분포형에 대한 적합도 검정을 통하여 전 지속기간을 만족하

고 한국건설기술연구원에서 우리나라 지형에 대해 Gumbel분포를 추천하고 있으므로 확

률가중모멘트법에 의한 Gumbel분포를 채택하였으며 서울관측소의 지속시간별, 재현기

간별 확률강우량은 다음과 같다.

【표 4.1-3】지속시간별, 재현기간별 확률강우량

관측소 지속시간재현기간 (년)

비 고10년 20년 30년 50년 80년 100년 200년

서 울

10 24.7 27.7 29.4 31.6 33.5 34.5 37.4

Gumbel

채 택

60 73.8 83.9 89.7 97.0 103.7 106.9 116.7

120 112.6 128.6 137.9 149.5 160.0 165.0 180.6

180 142.4 163.9 176.3 191.7 205.9 212.6 233.4

240 158.8 183.1 197.1 214.6 230.6 238.2 261.7

300 171.4 197.4 212.3 231.0 248.1 256.3 281.4

360 184.5 211.9 227.7 247.4 265.5 274.1 300.6

420 191.5 219.2 235.1 255.0 273.2 281.8 308.6

480 198.7 227.0 243.2 263.5 282.1 290.9 318.2


4 - 17

【표 4.1-3】지속시간별, 재현기간별 확률강우량(계속)


비 고10년 20년 30년 50년 80년 100년 200년

서 울

540 207.5 237.1 254.2 275.5 295.1 304.3 333.0

Gumbel

채 택

600 213.4 244.0 261.5 283.5 303.6 313.1 342.7

660 219.8 251.4 269.6 292.4 313.2 323.1 353.7

720 226.7 259.8 278.8 302.6 324.4 334.7 366.7

780 232.8 267.1 286.8 311.5 334.1 344.8 377.9

840 238.7 274.4 294.9 320.5 344.0 355.1 389.6

900 245.3 282.5 303.9 330.7 355.2 366.8 402.8

960 252.9 292.0 314.5 342.7 368.4 380.6 418.4

1020 259.4 300.0 323.4 352.6 379.4 392.0 431.3

1080 266.2 308.4 332.7 363.1 390.9 404.0 444.8

1140 271.6 315.0 340.0 371.3 399.9 413.5 455.5

1200 275.6 320.0 345.6 377.5 406.7 420.5 463.4

1260 283.4 329.8 356.5 389.9 420.4 434.9 479.8

1320 288.6 336.3 363.7 398.0 429.4 444.2 490.3

1380 292.1 340.5 368.3 403.1 435.0 450.1 496.9

1440 295.7 344.7 372.9 408.1 440.4 455.7 503.0

또한 본 과업에서 산정한 확률강우량의 적정성을 판단하기 위해 기 분석된 한국건설기

술연구원의 『한국확률강우량(1999년도 수자원관리기법개발연구조사 보고서 제1권 한국

확률강우량도(건설기술연구원 (2000.6))』에서 산정한 서울관측소의 확률강우량과 비교

하여 보았다. 다음【표 4.1-3】에서 보는 바와 같이 10분, 1시간, 2시간을 제외한 전시간

에서 크게 산정되었다. 이는 최근의 12개년(2000년～2011년)의 자료를 추가하여 분석한

결과로서 『한국확률강우량(1999년도 수자원관리기법개발연구조사 보고서 제1권 한국확

률강우량도(건설기술연구원 (2000.6))』에서 분석한 자료보다 최근의 강우까지 반영되어

좀 더 신뢰할 수 있는 결과라 판단되며, 본 과업에서 산정된 서울관측소의 확률강우량은

비교적 합리적인 것으로 사료된다.


4 - 18

【표 4.1-4】기존 확률강우량과의 비교 (서울)

지속시간 구 분재 현 기 간 (년)

비 고10년 20년 30년 50년 80년 100년 200년

10분1 25 29.1 31.5 34.4 37.1 38.4 - 　

2 24.7 27.7 29.4 31.6 33.5 34.5 37.4 　

60분

(1시간)

1 74.8 87.0 94.0 102.8 110.8 114.6 - 　

2 73.8 83.9 89.7 97.0 103.7 106.9 116.7 　

120분

(2시간)

1 103.4 119.5 128.8 140.4 151.1 156.1 - 　

2 112.6 128.6 137.9 149.5 160.0 165.0 180.6 　

180분

(3시간)

1 120.4 138.8 149.4 162.6 174.7 180.5 - 　

2 142.4 163.9 176.3 191.7 205.9 212.6 233.4 　

240분

(4시간)

1 131.7 151.6 163.0 177.2 190.3 196.5 - 　

2 158.8 183.1 197.1 214.6 230.6 238.2 261.7 　

300분

(5시간)

1 - - - - - - -　　

2 171.4 197.4 212.3 231.0 248.1 256.3 281.4 　

360분

(6시간)

1 153.5 176.6 189.9 206.5 221.7 228.9 - 　

2 184.5 211.9 227.7 247.4 265.5 274.1 300.6 　

420분

(7시간)

1 - - - - - - - 　

2 191.5 219.2 235.1 255.0 273.2 281.8 308.6 　

480분

(8시간)

1 - - - - - - - 　

2 198.7 227.0 243.2 263.5 282.1 290.9 318.2 　

540분

(9시간)

1 174.3 200.4 215.5 234.2 251.5 259.6 -

2 207.5 237.1 254.2 275.5 295.1 304.3 333.0 　

600분

(10시간)

1 - 　

2 213.4 244.0 261.5 283.5 303.6 313.1 342.7 　

660분

(11시간)

1 - 　

2 219.8 251.4 269.6 292.4 313.2 323.1 353.7 　

720분

(12시간)

1 189.5 218.1 234.5 255.1 273.8 282.8 - 　

2 226.7 259.8 278.8 302.6 324.4 334.7 366.7 　

780분

(13시간)

1 - 　

2 232.8 267.1 286.8 311.5 334.1 344.8 377.9 　

840분

(14시간)

1 - - - - - - - 　

2 238.7 274.4 294.9 320.5 344.0 355.1 389.6 　


4 - 19

【표 4.1-4】기존 확률강우량과의 비교(계속)


비 고10년 20년 30년 50년 80년 100년 200년

900분

(15시간)

1 209.8 242.6 261.5 285.1 306.7 317.0 　　

2 245.3 282.5 303.9 330.7 355.2 366.8 402.8 　

960분

(16시간)

1 　　

2 252.9 292.0 314.5 342.7 368.4 380.6 418.4 　

1020분

(17시간)

1 　

2 259.4 300.0 323.4 352.6 379.4 392.0 431.3 　

1080분

(18시간)

1 223.3 258.7 279.1 304.6 327.9 338.9 　　

2 266.2 308.4 332.7 363.1 390.9 404.0 444.8 　

1440분

(24시간)

1 　

2 271.6 315.0 340.0 371.3 399.9 413.5 455.5 　

주) 1 : 1999년도 수자원관리기법개발연구조사보고서 제1권 한국확률강우량도

(2000. 6, 건설교통부)

2 : 서울관측소 확률강우량(1961～2011, 51개년) - 채택

4.1.3 강우의 시간분포 결정

강우량의 시간별 분포는 대단히 복잡 다양해서 정확한 강우분포의 분석은 상당히 많은

시간과 노력을 필요로 한다.

설계강우의 시간적 분포양상은 설계지역의 과거 강우자료로부터 강우지속기간 동안에

총 강우량이 시간이 경과함에 따라 어떻게 분포하는가를 통계학적으로 분석하여 그 지

역에 적합한 시간분포 모형을 만들면 수공구조물의 설계조건에 따라 결정 할 수 있으며

설계강우의 시간분포를 결정할 수 있는 방법은 여러 가지가 있으나 일반적으로 사용하

고 있는 방법을 소개하면 다음과 같다.

(1) 강우시간 분포형의 분류

(가) Mononobe 방법은 강우의 시간분포를 임의로 배열하는 것으로 일최대우량을 가지고

Mononobe 강우량공식에 대입하여 총강우량을 최대강우강도가 발생하는 위치에 따라 전방

위형, 중앙집중형, 후방위형으로 나누고 시간별로 분포시키는 방법으로 이방법은 과거 강우

시간분포에 대한 연구결과가 전혀 없었을 때 단순히 일최대우량만을 임의로 시간구간별로


4 - 20

나누는 것으로서 강우의 지속특성을 전혀 반영하지 못하므로 사용을 지양하여야 할 것이다.

(나) 강우의 시간분포를 강우강도-지속기간-빈도 관계를 이용하여 수학적으로 모형화하는

방법으로 Keifer & Chu 방법 (Chicago 방법)이 있으며 주로 도시지역에 사용한다.

(다) 실측강우를 시간대별 누가곡선을 작성하여 이용하는 방법으로 여러 강우사상에 대한

누가곡선을 평균하거나 실측강우의 지속기간 또는 강우량의 크기를 제한하여 그 크기별로

누가곡선을 평균하여 설계우량주상도를 만드는 방법으로서 미국 토양보존국에서 제시한 6

시간 무차원 설계우량주상도, Huff의 강우분포법등이 있다.

(라) 강우량의 시간분포를 이동평균법을 이용하여 분석하는 방법으로 Pilgrim & Codery

방법이 있다.

(마) 지속기간별 강우자료를 통계처리하여 무차원화함으로서 설계우량주상도를 삼각형 또

는 사각형 형태로 가정하는 방법으로는 Yen & Chow 방법이 있다.

(2) 강우강도식의 유도

전 시간에 대해 10분단위의 지속기간별 확률강우량을 산정하기가 어려운 관계로 이미 산

정된 과업유역의 지속기간별 확률강우량을 이용, 강우강도식을 산정하였으며 이를 이용하

여 지속기간별 첨두홍수가 발생하는 위치 및 홍수유달시간이 짧은 소유역 홍수량 산정에 적

용하였다.

【표 4.1-5】국내 강우자료의 지속기간별 관계

고정시간간격 임의의 지속시간 환산계수

1시간 60분 1.129(1.13)

3시간 180분 1.033

6시간 360분 1.013(1.02)

24시간 1440분 1.005(1.01)

1일 1440분 1.161(1.13)

주) 1. ( )는 미국 기상청에서 제시(1958)하여 이용되는 환산계수

2. 1999년도 수자원관리기법개발연구조사 보고서 제 1권 한국 확률강우량도 작성

(건설교통부. 2000. 6, Page 27)


4 - 21

(가) 확률강우강도식의 유도

확률강우강도-지속기간-재현기간관계를 나타내는 식으로 전절에서 산정한 확률강우량을

제 2의 자료로 변환하는 작업이 필요하다. 즉 확률강우량을 강우강도로 변환시킨 후 최소자

승법을 이용하여 확률년별 강우강도-지속기간 관계식을 구하며, 유도된 공식에 의한 값과

원래 자료치와의 편차를 계산하여 최소값을 가지는 식을 확률강우강도식으로 정한다. 금회

과업에서 적용한 강우강도식은 우리나라에서 적용도가 높은 다음 네가지 유형의 공식이다.

Talbot 형 I t bca

Sherman 형 I tcba

Japanese 형 I t bca

semi log형 ․log

여기서 I는 강우강도(㎜-hr), t는 강우지속기간 (min), a, b, c 는 최소자승법에 의해서 구할

수 있는 상수이다.

강우빈도 해석시 사용한 지속기간별 최대강우는 10분에서 24시간까지 범위가 상당히 크

므로 이를 이용하여 하나의 정도 높은 확률강우강도식을 유도하기에는 무리가 따른다. 따라

서 회귀식을 구할 때 적합도를 높이기 위하여 2시간, 3시간, 4시간, 5시간, 6시간을 경계점으

로 전․후의 시간에 대해 분석한 후 편차가 적은 시간을 경계점으로 단기간 및 장기간에 대

한 회귀분석을 실시하여 확률강우강도식을 유도하였다.

과업대상 유역의 확률강우강도공식 검토결과, 3시간이전·이후에서 Sherman형이 적합한

것으로 나타났다. 확률강우강도 공식은【표 4.1-6】과 같다. 이에 따른 강우강도 - 지속기간

- 재현기간과의 관계를 도시하면【그림 4.1-5】,【그림 4.1-6】와 같다.


4 - 22

【표 4.1-6】확률강우강도식 산정

공식

빈도년

3hr 이전(Sherman) 3hr 이후(Sherman)비 고

공 식 편차 공 식 편 차

10년

0.28

0.20

20년

0.24

0.35

30년

0.20

0.43

50년

0.18

0.55

80년

0.18

0.64

100년

0.13

0.69

200년

0.13

0.83

【그림 4.1-5】3시간 이하의 I-D-F 곡선

10

100

1000

1 10 100 1000

Duration Time(min)


200년

100년

80년

50년

30년

20년

10년


4 - 23

【그림 4.1-6】3시간 이상의 I-D-F 곡선

1

10

100

10 100 1000 10000

Duration Time(min)


200년

100년

80년

50년

30년

20년

10년

4.1.4 도달시간

(1) 도달시간

홍수파의 도달시간은 하천 본류를 따라 유역의 최원점에서 유역 출구까지 물이 흐르는

데 소요되는 시간을 말하며 지표면 흐름에서의 소요시간(유집시간)과 하도에서의 소요시

간(유하시간)으로 나눌 수 있다.

본 과업대상 하천유역에는 도달시간에 대한 실측자료가 전무하므로 기존에 발표되어

사용되어 온 도달시간 경험공식을 이용하여 과업하천 유역에 적용하였다. 일반적으로 널

리 사용되는 도달시간 공식으로는 Kirpich, Kerby(1959), Johnstone and Cross(1949),

Kraven-Ⅰ, Kraven-Ⅱ, Rziha, California Culvert Practice(1942), SCS Lag(1975) 등이 있

으며 이상의 도달시간 산정공식들을 개략적으로 살펴보면 다음【표 4.1-7】과 같다.


4 - 24

【표 4.1-7】자연하천유역에 대한 도달시간 공식

공 식 명

(발표년도)공 식 (Tc, min) 제한사항 또는 비고

Kirpich 공식

(1940)

L : 하도길이(km)

S : 하도경사(H-L, m-m)

H : 유역출구점과 본류

최원점까지의 표고차

지표면 흐름이 지배적인 농경지

소유역, 하도경사가 3-5% 유역면적

0.453km2 이하

Kraven-Ⅰ공식



지표면 흐름이 지배적인 중하류,

하도경사가 1-200이하인 유역

Kraven-Ⅱ공식


v : 유속(m-s)

v=3.5m-s(하도경사 1-100 이상)

v=3.0m-s(하도경사 1-100 ～ 1-200)

v=2.1m-s(하도경사 1-200 이하)

Rziha 공식



지표면 흐름이 지배적인 상류

하도경사가 1-200이상인 유역

Kerby 공식

(1959)

․ L : 유로의 최원점부터

하천유입부분까지의 직선거리(km)

S : 유로의 평균경사(m-m)

N : 유역의 조도를 나타내는 상수

불투수성 완만한 표면 N=0.02

나지의 비포장표면 N=0.10

초지가없는나지의거친표면 N=0.20

초지로 구성된 표면 N=0.40

낙엽으로 덮힌 수목지역 N=0.60

초지와 산림이 우거진 표면N=0.80

Johnstone

and

Cross 공식

(1949)

L : 본류의 유로길이(mi)

S : 본류 유로평균경사(H-L, ft-mi)

r : 하천형태에 따른 지류인자

25〜1,624 mi2의 유역면적

California

Culvert Practice

공식 (1942)

L : 최장 유로길이(mi)

H : 상류 분할점과 출구의

표고차(ft)

산지 소유역


4 - 25

【표 4.1-7】자연하천유역에 대한 도달시간 공식(계속)

공 식 명


SCS Lag공식

(1975)

L : 최장 흐름경로(ft)

CN : SCS 유출곡선지수

S : 유역평균경사(%)

주로 농경지 유역에 적용,

0.8km2 이하의 도시유역도

적용가능,

도시 불투수지역에서는

Tc = 1.67 × 유역지체시간

<도시하천>

Kerby 공식

(1959)

L : 흐름 경로 길이(km)

H : 표고차(m)

r : 포장지역 0.02

거칠은 나대지 0.10

거칠고 풀이 없는 지역 0.30

잔디 0.40

나무나 풀이 빽빽한 지역 0.80

L이 0.4km 도시유역

유역면적 0.04km2 이하,

하도경사는 1% 이하인 유역

<도시하천>

Izzard 공식

(1945)

I : 강우강도(in-hr)

c : 지체상수

L : 흐름경로길이(ft)

S : 흐름경로경사(ft-ft)


지체상수(c) =

평평한 포장지역 : 0.007

콘크리트 포장지역 : 0.012

자갈포장지역 : 0.017

잘려진 잔디밭 : 0.046

조밀한 잔디밭 : 0.060

【표 4.1-7】의 공식을 이용한 홍수도달시간 산정 값은 각 방법에 따라 많은 차이를 보

이며 적용범위, 대상 하도 및 제한조건이 있으므로 설계대상 유역의 특성에 맞는 공식을

신중하게 적용하여야 할 것이다.

문헌조사 결과에 의한 도달시간 공식의 특성을 살펴보면 우선, Kraven-Ⅰ 공식은 지표

면 흐름이 지배적인 자연하천으로서 하도경사가 1-200이하인 중․하류부에 적용성이 크

며, Kraven-Ⅱ 공식은 자연하천의 경사에 따른 유속으로 적용하는 공식으로 경사의 변화

가 심한 구간에 적합하다. Kerby 공식은 도달시간이 유로연장, 평균경사 및 피복의 조도

에 따라 달라지며, 주로 단지개발지역에 적용성이 크다. Rziha 공식은 지표면 흐름이 지

배적인 자연하천으로서 하도경사가 1-200 이상인 상류부에 적용성이 크며, Kirpich 공식

은 지표면 흐름이 지배적인 농경지 소유역의 유역면적 0.453㎢이하 지역에 주로 사용된다.


4 - 26

따라서 각 공식들은 경험식들로써 유역의 특성(하도경사, 포장지역 특성, 자연 및 도시

하천 등)에 따라 적용을 달리하여야 하며, 각 공식에 의한 도달시간 및 유속을 비교한

결과 Kraven-Ⅰ공식과 Rziha공식에 의한 결과는 지나치게 유속이 작게 산정되었으며

Kirpich공식과 Kerby공식은 너무 과다하게 산정되었다. 한편, Kraven-Ⅱ 공식에 의한 결

과는 구간별 유속변화가 다소 작게 나타난 것으로 검토되었으나, 비교적 일반적인 홍수

파의 유속에 근접한 결과를 보여주고 있고 지형 및 하도의 특성을 고려해 볼때 Kraven-

Ⅱ 공식으로 산정된 유속의 범위가 적절하다고 판단되어 이를 채택하였으며, 유입시간을

고려하여 수문분석을 실시하였다.

【표 4.1-8】산정공식별 홍수도달시간

산 정 지 점 부호 산정방법 kirpich RzihaKraven-

Ⅰ

Kraven-

ⅡKerby 적 용

래미안

유역1

하구 RM0도달시간(min) 5.7 5.1 5.1 5.2 16.8 Kraven

-Ⅱ평균유속(m-s) 0.9 5.7 12.9 3.5 0.1

지류

합류후RM1

도달시간(min) 7.1 5.4 5.2 6.2 27.0〃

평균유속(m-s) 2.1 11.0 22.5 3.5 0.2

지류

합류전RM2

도달시간(min) 7.7 5.6 5.6 6.6 31.0〃

평균유속(m-s) 2.0 9.5 19.9 3.5 0.2

상류지점 RM3도달시간(min) 7.2 5.4 5.2 6.3 27.9

〃평균유속(m-s) 2.1 10.3 21.3 3.5 0.2

래미안 유역2 RM4도달시간(min) 7.1 5.4 5.2 5.9 27.2

〃평균유속(m-s) 1.5 7.4 15.9 3.5 0.1

전원마을1 JW1도달시간(min) 6.4 5.2 5.1 5.5 22.0

〃평균유속(m-s) 1.4 7.6 16.4 3.5 0.1

전원마을2 JW2도달시간(min) 6.9 5.4 5.2 6.0 25.7

〃평균유속(m-s) 1.8 9.4 19.7 3.5 0.2

전원마을3 JW3도달시간(min) 7.4 5.5 5.2 6.4 28.8

〃평균유속(m-s) 2.1 10.2 21.1 3.5 0.2

전원마을4 JW4도달시간(min) 5.7 5.1 5.0 5.3 16.3

〃평균유속(m-s) 1.4 10.3 21.3 3.5 0.1

전원마을5 JW5도달시간(min) 8.1 5.7 5.3 6.6 33.4

〃평균유속(m-s) 1.8 7.9 16.9 3.5 0.2

전원마을6 JW6도달시간(min) 8.1 5.7 5.3 6.5 32.8

〃평균유속(m-s) 1.7 7.7 16.5 3.5 0.2

임광유역 IK0도달시간(min) 7.5 5.5 5.3 6.3 29.9

〃평균유속(m-s) 1.8 8.4 17.7 3.5 0.2


4 - 27

4.1.5 기본 및 계획 홍수량산정

(1) 홍수량 산정

일반적으로 하천유역에 있어서 홍수량산정은

① 계측지점(수위관측소)에서 수위 및 유량관측이 이루어져 신뢰할 수 있는 수위-유량

관계를 확립할 수 있는 경우, 매년 관측되는 최고수위에 의한 년최대 홍수량 자료치계열

을 구축하여 이에 대한 확률분석을 통해 빈도별 홍수량을 산정하는 방법.

② 미계측지점에서 합성단위도 방법과 기타 경험식에 의해 산정하는 방법이 있다.

과업대상 유역내에는 수위관측소가 없으므로 실측 유량에 의한 빈도분석은 시행치 못

하고 합성단위도법 및 경험식에 의해 홍수량을 산정하였다.

기설 혹은 계획 댐의 홍수조절을 고려하지 않은 상태에서의 홍수량 산정방법에는 여

러 가지가 있으나 본 과업에서는 유역추적법(Clark Method), SCS 무차원단위도 공식과

합리식 등을 적용하여 홍수량을 산정하였으며, 유역의 특성 및 강우특성을 가장 잘 반영

할 수 있는 유역추적법(Clark Method)에 의한 값을 채택하였다. 각 산정방법별 기본식은

다음과 같다.

(가) 합리식 (Rational Formula)

합리식은 홍수의 첨두유량을 추산하기 위한 간편한 방법으로서 저류효과를 고려할 필요

가 없는 소규모의 유역에 국한하여 사용함이 원칙이다.

합리식에 의한 첨두홍수량의 계산은 다음과 같다.

Q = 0.2778 × C × I × A

여기서 Q : 첨두홍수량 (㎥-sec)

C : 유출계수

I : 강우강도(㎜-hr)

A : 유역면적(㎢)

합리식은 강우의 침투 및 요지 저류효과가 적은 도시화된 유역 및. 수원부 계류의 소유역

에 잘 맞는 것으로 알려져 있다. 일반적으로 유역면적이 커지면 저류효과가 커지므로 합리

식의 선형 강우 - 유출관계 가정이 성립되지 않으므로 사용에 주의를 요한다.


4 - 28

유출계수는 유역의 형상, 지표면 피복상태, 식생 피복상태 및 개발상황 등을 감안하여 결

정하는 것으로 하나 자연하천 유역 및 토지이용에 따른 유출계수는 다음표를 적용한다.

【표 4.1-9】토지 이용도에 따른 합리식의 유출계수 범위

토지이용 기본유출계수 C 토지이용 기본유출계수 C

상업

지역

도심지역

근린지역

0.70-0.95

0.50-0.70

차도 및 보도0.75-0.85

지붕

주거

지역

단독주택

독립주택단지

연립주택단지

0.30-0.50

0.40-0.60

0.60-0.75

잔디 사질토

평탄지

평균

경사지

0.05-0.10

0.10-0.15

0.15-0.20

주거

지역

교외지역

아파트

0.25-0.40

0.50-0.70잔디 중토

평탄지

평균

경사지

0.13-0.17

0.18-0.22

0.25-0.35

산업

지역

산재지역

밀집지역

0.50-0.80

0.60-0.90

농경

지

나지평탄한 곳

거친곳

0.30-0.60

0.20-0.50

공원,묘역 0.10-0.25

경작지

사질토작물 있음 0.30-0.60

운동장 0.20-0.35 작물 없음 0.20-0.50

철로 0.20-0.40점토

작물 있음 0.20-0.40

미개발지역 0.10-0.30 작물 없음 0.10-0.25

도로

아스팔트

콘크리트

벽돌

0.70-0.95

0.80-0.95

0.70-0.85

관개 중인 답 0.70-0.80

초지사질토 0.15-0.45

점토 0.05-0.25

산지급경사 산지 0.40-0.80

완경사 산지 0.30-0.70

자료출처:하천설계기준(2007, 한국수자원학회)

(나) 유역추적법 (Clark Method)

자연하도에서의 수문곡선은 하도의 저류효과와 수평이동의 복합현상이라고 할 수 있다.

따라서 자연하도에서의 수문곡선은 추적구간에 유입되는 유입수문곡선을 저류량-유출량의

관계를 이용한 추적으로 유출수문곡선을 구함으로써 얻을 수가 있다. 이러한 기본 개념하에

서 Clark는 간단하게 유역출구에 1개의 가상적인 저수지가 있다고 가정하고 유하시간 - 유

역면적으로 구한 수문곡선을 유입수문곡선으로 하여 저수지추적을 실시한 후 유역의 유출

수문곡선을 얻었다. 또한 Clark는 저수지의 저류량과 유출량이 선형관계를 갖는 선형저수지

(Linear Reservoir)라 가정하였다.


4 - 29

S=K․O

여기에서, S : 저류량, O : 유출량, K : 저류상수

이를 하천구간에서의 연속방정식 ( I- O=△S△t

)에 대입하여 정리하면 다음과 같다.

I 1 + I 22

△t-O 1 + O 2

2△t=K(S 2 - S 1) (1)

O 2=COI 2+C 1I 1+C 2O 1 (2)

C 0=C 1 =△t

2K+△t, C 2=

2K-△t2K+△t

C 0+C 1+C 2=1

여기에서, I 1은 홍수추적기간 시점의 유입량, I 2는 홍수추적기간 종점의 유입량, O 1은

홍수추적기간 시점의 유출량, O 2는 홍수추적기간 종점의 유출량이다.

(2)식을 이용하여 유입수문곡선으로부터 유출수문곡선을 구할 수 있다. 이 식을 더욱 간편

하게 하기 위해서 I 1 = I 2로 가정하여 사용할 수 있으며 이 경우 상기 (2)식을 다음과 같이

쓸 수 있다.

O 2 = C 1 I 1 + C 2O 1 (3)

C 3 =

0.5ΔtK + 0.5Δt

C 2 =

K - 0.5ΔtK + 0.5Δt

C 3 + C 2 = 1

식 (2) 및 (3)은 순간단위도유량도(I.U.H)이므로 Δt(Δt=Δt1-Δt i-1)인 단위유량도는

U i =12

(O i - O i- 1) 이며

지속시시간이 n⋅Δt인 단위도는 다음과 같다.

U i =1n

(0.5O i- n+O i- n+1+ --- +O i- 1+0.5O i) (4)

따라서 (4)식을 이용하여 단위도를 유도한 후 홍수량 산정에 이용한다.


4 - 30

도달시간은 Kirpich공식, Rziha공식, Kerby공식, Kraven공식, 홍수시 평균유속을 이용하

여 산정하였으며, 각 공식들에 의해 산정된 도달시간을 비교, 평가해 좀 더 타당성이 있는

것으로 판단되는 Kraven식을 이용, 도달시간을 산정하였다.

한편, 유역의 저류특성을 반영하는 저류상수 K는 강우-유출량 관계 자료가 있는 경우에는

이들 관계를 이용하여 구할 수 있으나 이러한 자료가 없는 미계측 유역의 경우는 도달시간

과 개략 비슷한 값을 갖는다고 가정하거나 경험식을 사용하여 결정한다.

본 Clark의 유역추적법은 K값 결정을 위한 지역공식이 아직 개발되어 있지 못한 실정으

로 전자의 경우인 K=αT C의 관계식(α=0.8～1.2)을 적용하여 저류상수를 결정하였으며 기

발표된 저류상수 산정공식을 소개하면 다음과 같다.

∙Clark 공식

∙Linsley 공식

여기서, K : 저류상수(hr)

L : 유로연장(km)

A : 유역면적(km²)

S : 평균경사(%)

C : 0.5∼1.4의 값을 가지는 상수

b : 0.01∼0.03의 값을 가지는 상수

∙Russel 공식( Flood Runoff Analysis(1994, USACE) )

여기서, K 는 저류상수(hr), α 는 도시지역(developed catchments)은 1.1∼2.1,

자연지역(rural catchments)은 1.5∼2.8,


4 - 31

산림지역(forested catchments)은 8.0∼12.0의 범위이다.

∙Sabol 공식( Flood Runoff Analysis(1994, USACE) )

K =T c

1.46 - 0.0867L 2

A

여기서 K 는 저류상수(hr), T c 는 도달시간(hr), L 은 유로연장(km),

A 는 유역면적(km²)이다.

(다) SCS 합성단위도법

이 방법은 미국 토질보존국(U.S.Soil Conservation Service : SCS)에 의해 합성단위 유량도

를 작성하기 위하여 고안된 방법으로 다음의【그림 4.1-7】과 같은 무차원 단위도

(Dimensionless Unit Hydrograph)의 이용에 근거를 두고 있다. 무차원 수문곡선은 미국내

여러 지방의 대소 유역으로부터 얻은 실제의 단위도를 해석한 결과이며, 유역의 특성에 관

계없이 적용할 수 있는 장점이 있다.

【그림 4.1-7】SCS의 무차원 단위유량도

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

1.0 2.0 3.0 4.0 5.00

t

tp

Qp

t

l

r

Q /

Qp

t / tp

이 방법에 의한 단위도의 합성을 위해서는 단위도의 첨두유량 QP와 그의 발생시간 tP를

결정하여야 하며, Q/Q P, t/tP의 비율을 나타낸 아래의【표 4.1-10】을 사용하여 단위도를

합성하도록 되어 있다.


4 - 32

【표 4.1-10】SCS무차원 단위도의 비율에 따른 시간별 종거

ttP QQP ttP QQP ttP QQP0 0 1.1 0.990 2.4 0.147

0.1 0.03 1.2 0.930 2.6 0.107

0.2 0.100 1.3 0.860 2.8 0.077

0.3 0.190 1.4 0.780 3.0 0.055

0.4 0.310 1.5 0.680 3.2 0.040

0.5 0.470 1.6 0.560 3.4 0.029

0.6 0.660 1.7 0.460 3.6 0.021

0.7 0.820 1.8 0.390 3.8 0.015

0.8 0.930 1.9 0.330 4.0 0.011

0.9 0.990 2.0 0.280 4.5 0.005

1.0 1.000 2.2 0.207 5.0 0.000

SCS에서는 무차원 단위유량도에서의 Q P와 tP를 산정하기 위한 식을 다음과 같이 추천한

바 있다.

tP tr t, QP tP

A

여기서, tP : 강우시작 시간으로부터 첨두유량 도달점까지의 시간 (hr)

t r : 강우의 지속기간 (hr)

tℓ : 우량의 질량중심으로부터 첨두유량 도달점까지의 시간

즉, 유역의 지체시간 (hr)

Q P : 첨두유량 (m3-sec)

A : 유역면적 (km2)

유역면적은 tℓ에 가장 큰 영향을 주는 인자로서, SCS 조사결과에 의하면 다음과 같은 관

계가 있다.

⋅ 미국주 ⋅ 미국주

또한 SCS에서는 유역면적이 작은 경우 (약 2,000acre=8.09372km2이하)에서 tℓ를 결정하

기 위한 공식은 다음과 같이 제안하고 있다.


4 - 33

t Y

L S

여기서 L : 하천의 총 연장 (ft)

Y : 유역의 평균 경사 (%)

S : SCS의 유효우량 산정방법에서의 지표토층의 최대 잠재저류량 (inch)으로서

S=(1000-CN)-10의 관계를 가진다. 여기서 CN은 유출곡선지수이다.

(라) 홍수량 산정 결과

위의 제시된 방법으로 각각의 유역별로 홍수량을 산정한 결과는 【표 4.1-11】와 같이

산정 하였다

【표 4.1-11】산정 방법에 따른 홍수량 산정 결과

산정지점 기호유역면적A(㎢)

유로연장L(㎞)

산정방법

첨두 홍수량(cms)비유량(Q/A)20년 30년 50년 80년 100년 200년

래

미

안

유

역

1

하구 RM0 0.098 0.640

CLARK 2.45 2.70 3.02 3.31 3.46 3.90 35.3

NRCS 2.44 2.69 3.01 3.31 3.45 3.89 35.2

합리식 3.50 3.70 3.96 4.19 4.31 4.66 44.0

지류 합류후 RM1 0.094 0.600

CLARK 2.35 2.59 2.90 3.18 3.32 3.74 35.3

NRCS 2.34 2.59 2.89 3.17 3.31 3.74 35.2

합리식 3.13 3.32 3.56 3.77 3.88 4.19 41.2

지류 합류전 RM2 0.076 0.600

CLARK 1.91 2.10 2.35 2.58 2.69 3.04 35.4

NRCS 1.90 2.10 2.35 2.58 2.69 3.03 35.4

합리식 2.47 2.62 2.81 2.97 3.06 3.31 40.3

상류지점 RM3 0.045 0.270

CLARK 1.16 1.27 1.42 1.56 1.63 1.83 36.1

NRCS 1.15 1.26 1.41 1.55 1.61 1.82 35.8

합리식 1.49 1.58 1.69 1.79 1.84 2.00 41.0

래미안 유역2 RM4 0.020 0.190

CLARK 0.49 0.55 0.61 0.67 0.70 0.79 35.0

NRCS 0.49 0.54 0.61 0.67 0.69 0.78 34.7

합리식 0.68 0.72 0.77 0.82 0.84 0.91 42.0

전원마을 유역1 JW1 0.021 0.110

CLARK 0.61 0.67 0.74 0.81 0.84 0.95 40.1

NRCS 0.60 0.66 0.73 0.80 0.84 0.94 39.8

합리식 0.73 0.78 0.83 0.88 0.90 0.98 43.1

전원마을 유역2 JW2 0.032 0.200

CLARK 0.79 0.87 0.98 1.07 1.12 1.26 34.9

NRCS 0.78 0.86 0.97 1.06 1.11 1.25 34.7

합리식 1.08 1.14 1.23 1.30 1.34 1.44 41.7

전원마을 유역3 JW3 0.048 0.290

CLARK 1.18 1.31 1.46 1.61 1.68 1.89 34.9

NRCS 1.17 1.30 1.45 1.59 1.66 1.88 34.7

합리식 1.58 1.67 1.80 1.90 1.96 2.12 40.7

전원마을 유역4 JW4 0.004 0.040

CLARK 0.10 0.11 0.12 0.13 0.14 0.16 35.0

NRCS 0.10 0.11 0.12 0.13 0.14 0.16 34.8

합리식 0.14 0.15 0.16 0.17 0.17 0.19 43.7

전원마을 유역5 JW5 0.075 0.340

CLARK 1.85 2.04 2.29 2.51 2.62 2.96 34.9

NRCS 1.83 2.03 2.27 2.49 2.60 2.94 34.7

합리식 2.44 2.58 2.77 2.94 3.02 3.27 40.3

전원마을 유역6 JW6 0.059 0.320

CLARK 1.46 1.61 1.80 1.97 2.06 2.33 34.9

NRCS 1.44 1.59 1.78 1.96 2.05 2.31 34.7

합리식 1.93 2.04 2.19 2.32 2.39 2.59 40.5

임광 유역 IK0 0.040 0.270

CLARK 0.88 0.98 1.11 1.23 1.29 1.47 32.2

NRCS 0.87 0.97 1.10 1.21 1.27 1.45 31.7

합리식 1.33 1.40 1.51 1.59 1.64 1.77 41.0


4 - 34

(2) 기본 및 계획 홍수량

(가) 기본홍수량

기본홍수량이란 어떤 하천이나 유역에서 인위적인 유역개발이나 유량조절시스템에 의해

조절되지 않고 자연상태에서 흘러 내려오는 홍수중에서 홍수조절이나 유역개발의 기본이

되는 홍수를 말하며 기왕홍수, 사업의 경제효과, 계획대상지구의 중요도, 계획대상시설의 성

질 등을 종합적으로 고려해서 결정하여야 한다. 기본홍수량 산정방법으로 확률홍수량 산정

식을 이용하는 방법과 과거 홍수기록을 통계적으로 분석하여 적당한 초과확률값을 지정하

는 방법이 있으나 본 지역은 과거 홍수시 유출량 자료가 신뢰성이 떨어지고 기록 기간이

짧은 관계로 빈도별 홍수량을 산정하여 기본홍수량으로 하되 채택빈도는

① 현재 우리나라에서 일반적으로 적용하고 있는 기준을 전제로 적용

․국 가 하 천 : 100～200년 빈도,

․지방1급하천 : 80～200년 빈도, 지방2급하천 : 50～200년 빈도

․소하천 : 30~50년 빈도

② 해당 하천의 중요도 및 연안토지이용현황

③ 현지조사에 의한 기술적 판단 및 최근의 집중호우 등을 고려하여 100년 빈도를 채택하였다.

(나) 계획홍수량

계획홍수량이란 하천유역개발 계획, 홍수방어(조절)계획, 이수계획, 내수배제계획, 그리고

하천환경관리계획 등 각종 계획에 맞춰 이미 산정된 기본홍수를 종합적으로 분석하여 합리

적으로 배분하거나 조절할 수 있도록 계획기준점이나 하천시설 설치지점, 지류와 본류 합류

점 등에서 하천개발계획을 위해 책정된 홍수를 말한다.

금회 과업유역내에는 홍수를 분담할 수 있는 농업용 저수지나 홍수조절용 댐이 없을 뿐만

아니라 홍수조절용 저수지나 유수지를 설치하여 홍수를 조절해야 할 만큼 시급을 요하는 지

역이 없는 유역의 특성을 감안하여 홍수량을 하도가 전량 부담하는 것으로 계획하여 전절에

서 산정한 기본홍수량을 계획홍수량으로 결정하였다. 계획홍수량은【표 4.1-12】와 같다.


4 - 35

【표 4.1-12】기본 및 계획홍수량

산 정 지 점 부 호유역면적

(km2)

계획빈도

(년)

기본홍수량

(m3/s)

계획홍수량

(m3/s)비고

래미안

유역1

하구 RM0 0.098 100 3.46 3.46

지류 합류후 RM1 0.094 100 3.32 3.32

지류 합류전 RM2 0.076 100 2.69 2.69

상류지점 RM3 0.045 100 1.63 1.63

래미안 유역2 RM4 0.020 100 0.70 0.70

전원마을1 JW1 0.021 100 0.84 0.84

전원마을2 JW2 0.032 100 1.12 1.12

전원마을3 JW3 0.048 100 1.68 1.68

전원마을4 JW4 0.004 100 0.14 0.14

전원마을5 JW5 0.075 100 2.62 2.62

전원마을6 JW6 0.059 100 2.06 2.06

임광유역 IK0 0.040 100 1.29 1.29


4 - 36


4.2.1 계산방법의 선정

빈도별 홍수위는 개수 전․후로 구분하여 표준축차계산법(Standard Step Method)에

의하여 전산으로 계산하였으며, 홍수위 계산에 적용한 조도계수 및 기점수위는【표 4.2-

3】및【표 4.2-4】에서 기술한 값을 취하였다. 홍수위 계산시 유의할 사항은 다음과 같

다.

① 보 및 낙차공 등 하천 횡단구조물로 인하여 지배단면이 발생할 수 있는 지점은 한계수심을

계산하여 구조물 하단지점의 계산홍수위가 그 구조물의 한계수위보다 낮을 경우에는 그 구조물

의 각 빈도별 한계수심을 표준수위로 하여 배수위계산을 수행하였고, 하단부 계산홍수위가 그

구조물의 한계수심보다 높을 경우에는 그대로 배수위 계산을 진행하였다.

② 하도에서 흐름이 없는 부분 혹은 흐름이 있어도 유량소통에 영향을 주지 않는 사수역은 제

거하였으며, 가능한 요철수면형이 발생하지 않도록 유의하였다.

③ 개수후 빈도별 홍수위는 개수전과 동일하게 산정하되 개수계획지구 등은 상․하류를 감안

한 종․횡단형을 고려하여 배수위 계산을 행하였다.

상기와 같이 개수전․후 각 빈도별 홍수위는【표 4.2-6】과 같고 홍수위 계산은 미육군

공병단에 의해 개발된 HEC-RAS(Hydrologic Engineering Center's River Analysis

System) 모델을 이용하여 전산으로 계산하였으며, HEC-RAS 모델의 기본식은 다음과 같

다.

(1) HEC-RAS 의 기본방정식

HEC-RAS의 수면형 개념은×와 같다. HEC-RAS 프로그램은 자연하도 또는 인공하도에

서 정류상태 점변류에 대한 1차원 수면형을 계산하기 위해 개발되었으며, 상류, 사류, 상

류와 사류가 혼합된 흐름 상태의 수면형을 계산할 수 있게 설계되었다. 수면형은 표준축

차계산법이라 불리는 반복 계산과정을 가진 에너지 방정식의 해법에 의해 전 단면으로

부터 다음 단면의 수면형이 계산된다. 에너지 방정식은 다음과 같다.

Y 1+Z 1+ α 1

V 21

2g= Y 2+Z 2+ α 2

V 22

2g+h e


4 - 37

【그림 4.2-1】부등류 수면곡선 형성

gV2

21a

gV2

22a

XSh fL D=eh

1Y

2Y

1Z2Z기준고

하상OS

WS수면

에너지경사

S f

여기서, Y 1, Y 2 : 구간 양단에서의 수심(m)

Z 1, Z 2 : 구간 양단에서의 하상까지의 높이(m)

V 1, V 2 : 구간 양단에서의 평균 유속 (= 총유량 - 총유수단면적)

α 1, α 2 : 구간 양단에서 흐름의 유속계수

g : 중력 가속도, h e : 에너지 손실수두

두 단면 사이의 에너지 손실수두( h e)는 마찰 손실과 수축 또는 확대 손실을 포함

하고 있다. 에너지 손실에 대한 방정식은 다음과 같다.

h e= LS f+C α 1

V 21

2g- α 2

V 22

2g

여기서, L : 유량 가중구간 길이

C : 단면확대 또는 축소에 의한 손실계수

S f : 구간에서의 대표 마찰경사 값

유량 가중구간 길이는 다음과 같이 계산된다.

L=L lob Q lob+L ch Q ch+L rob Q rob

Q lob+Q ch+Q rob

여기서, L lob, L ch, L rob : 각 좌측제방, 본수로, 우측제방에서의 흐름에 대한 구간 길이

Q lob, Q ch, Q rob : 각 좌측제방, 본수로, 우측제방에 대한 구간양단에서의 산술평균유량


4 - 38

4.2.2 홍수위 산정을 위한 자료의 선정

(1) 횡단면자료 및 구간길이의 선정

홍수위 계산시 횡단면 자료는 5～20m 간격의 횡단측량자료를 사용하는 것을 원칙으로

하며, 하폭의 변화가 크지 않은 구간에 대해서는 이보다 긴 간격의 자료를 사용할 수도

있으며, 단면의 급확대 또는 급축소가 발생하는 구간이나 교량 등 하천시설물로 인하여

흐름에 큰 영향을 미치는 단면은 반드시 홍수위 계산에 단면을 포함시켜야 한다.

(2) 조도계수의 결정

조도계수는 수로내를 흐르는 물에 대한 마찰저항을 나타내는 수리학적인 계수로서 일반

적으로 Manning의 조도계수를 의미한다. Manning의 조도계수에 영향을 주는 요소로는 수

로의 표면조도, 수로내의 식물, 수로법면의 보전 및 세굴, 장애물, 수로의 크기와 형태, 수위

및 유량의 계절적 변화 등으로 다양하여 동일하천, 동일구간은 물론 경년적으로도 변화하므

로 정도가 높은 값을 얻기란 상당히 어려우나 일반적인 방법으로는

① 하도형상 및 하상재료에 의한 추정

② 수위-유량 자료를 이용한 추정

③ 홍수흔적을 조사하여 부등류(등류) 계산에 의한 추정 등이 있다.

상기의 방법을 검토한 결과 ②의 방법은 과업하천 구간에는 수위표 지점이 없어 유량

의 측정이 불가능한 것으로 검토되었으며, ③의 방법인 흔적수위에 의한 조도계수의 추

정 역시 현장 및 탐문조사 결과 최근 홍수에 의한 피해가 경미하여 흔적수위를 파악하

기가 불가능 하였다. 따라서 금회 과업에서는 ①의 방법인 현지 하상구성재료와 하상상

태를 면밀히 조사하여 『하천설계기준(2007, 한국수자원학회)』에 따른 자연하천에서의

하천상황별 조도계수 값(【표 4.2-1】)과 『소하천시설기준(1999, 행정자치부)』의 하상조

건 및 형태에 따른 조도계수 값(【표 4.2-2】)등을 종합적으로 비교 검토하여 다음【표

4.2-3】와 같이 주요구간에 대해 조도계수를 결정하였다. 또한 개수계획의 수립시 저수로

및 현하상은 그대로 존치하였으며, 계획제방에 설치되는 호안은 기존의 호안과 재료의

성질이 유사한 자연형 호안을 채택하였으며, 각 구간별로 조도계수를 구분하여 개수

전․후에 대하여 각각 동일한 값을 적용하였다.


4 - 39

【표 4.2-1】자 연 하 천 에 서 의 조 도 계 수

하 천 상 황 조도계수(n) 범위

자

연

하

천

평야의 소하천, 잡초없음 0.025～0.033

평야의 소하천, 잡초와 관목 있음 0.030～0.040

평야의 소하천, 잡초 많음, 잔자갈하상 0.040～0.055

산지하천, 호박돌 0.030～0.050

산지하천, 큰호박돌 0.040～이상

큰하천, 점토, 사질하상, 사행이 적음 0.018～0.035

큰하천, 자갈하상 0.025～0.040

주) 자료출처 (2005, 하천설계기준, Page 96)

【표 4.2-2】하상조건 및 형태에 따른 조도계수

하 천 의 형 태 최소값 중간값 최대값

1. 홍수시 수면폭이 30m이하인 소하천

(1) 평지하천 0.025 0.030 0.033

① 하상에 굴곡이 없는 직선수로이며, 수심이 크고 깊은

소(pool)가 없는 경우0.030 0.035 0.040

② ①과 같으나 암석과 잡초가 더 많은 경우 0.033 0.040 0.045

③ 하상에 굴곡이 없고 약간의 소와 여울이 있는 경우 0.035 0.045 0.050

④ ③과 같으나 잡초와 암석이 더 많은 경우 0.040 0.048 0.055

⑤ ④와 같으나 수심이 작고, 영향을 받지 않는 경사와 단면이

더 많은 경우0.045 0.050 0.060

⑥ ④와 같으나 ④보다 암석이 더 많은 경우 0.050 0.070 0.080

⑦ 유속이 느린 구간으로 잡초가 많으며 깊은 소가 있는 경우 0.075 0.100 0.150

(2) 산지하천 : 하도내에는 식생이 없으나, 일반적으로 고수위시에는 잠수된 제방을 따라

수목과 덤불이 있음.

① 하상바닥재료가 자갈, 작은 호박돌과 약간의 호박돌로 구성

된 경우0.030 0.040 0.050

② 하상바닥재료가 작은 호박돌과 호박돌로 구성된 경우 0.040 0.050 0.070

2. 홍수시 수면폭이 30m보다 큰 하천

※ 하폭이 30m이하인 소하천에서 정의된 값보다 약간 작은 값이 사용됨.

① 호박돌이나 덤불이 없고 굴곡이 작은 단면을 가진 경우 0.025 ～ 0.060

② 불규칙하고 굴곡이 심한 경우 0.035 ～ 0.100

주) 자료출처 (소하천 시설기준, 1999. 11, 행정자치부)


4 - 40

【표 4.2-3】구간별 조도계수

산 정 지 점조도계수

비 고개수전 개수후

래미안 유역1

하구 0.045 0.045

지류 합류후 0.045 0.045

지류 합류전 0.045 0.045

상류지점 0.045 0.045

래미안 유역2 0.045 0.045

전원마을1 0.045 0.045

전원마을2 0.045 0.045

전원마을3 0.045 0.045

전원마을4 0.045 0.045

전원마을5 0.045 0.045

전원마을6 0.045 0.045

임광 유역 0.045 0.045


4 - 41

지 점빈 도 별 홍 수 위 (EL.m)

비 고20년 30년 50년 80년 100년 200년

래미안1 70.26 70.27 70.29 70.3 70.3 70.32

래미안2 74.44 74.45 74.48 74.49 74.5 74.53

래미안3 78.3 78.31 78.32 78.34 78.34 78.36

4.2.3 기점홍수위

기점홍수위를 결정하는 방법에는

- 하구 계획홍수위 또는 배수효과가 있는 지천에서는 본류의 계획홍수위

- 수공구조물에 의해 한계수심이 발생한 곳에서는 한계수심 또는 설계홍수위

- 하도의 급확대, 단락, 만곡 또는 교각에 의해 수위변화가 일어나는 곳은 손실수두를

더하여 계산한 수위

- 사수역이 발생하는 곳은 유수단면적에서 사수역을 빼고 계산한 수위

- 과거에 발생한 최대홍수위, 흔적홍수위 또는 기존제방이나 방조제의 설계홍수위

- 수리모형실험에 의해 추정한 홍수위 등이 있으며 금회 과업대상의 기점홍수위는 상

기의 사항을 고려하여 다음과 같이 산정하였다.

홍수위 계산을 위한 기점수위는 산지하천으로 금회에는 자체(등류)수위로 적용하였으

며 다음【표 4.2-4】과 같다.

【표 4.2-4】기점수위


4 - 42

4.2.4 계획하폭

계획하폭은 계획홍수량 및 현하폭 등을 기준으로 결정하되 전반적인 하천의 종단경사,

지질, 연안의 토지이용현황, 유로형상 등 제반요인을 감안하여 계획하였다.

본 과업에서의 계획하폭 산정은 하천설계기준상의 계획하폭 및 기 발표된 중부지방 하

폭공식, 소규모 하천공식과 현하폭, 개수후의 하천구조물 유지관리, 공사비, 홍수위 등

종합적인 요인을 고려하고, 유속 및 소류력 등 수리특성과 계획홍수량과 하폭과의 관계

를 참고하여 결정하였다.

한편, 하천설계기준상의 계획하폭 산정기준인 중부지방의 하폭공식 및 소규모 하천 하

폭 산정공식을 소개하면 다음과 같다.

① 중소하천 하폭결정공식(중부지방)

여기서 B : 계획하폭(m), S : 하상경사, A : 유역면적(㎢)

② 소하천 하폭결정공식

￭ 계획홍수량과 하폭 (계획홍수량이 300㎥-sec 이하일 때)

￭ 유역면적과 하폭 ( 유역면적이 10㎢ 이하 일 때)

여기서 B : 계획하폭(m), Q : 계획홍수량 (㎥-sec), A : 유역면적(㎢)

한편 각 측점간의 계획하폭의 결정과 제방법선(가법선)을 결정함에 있어서 상기에 기

술한 공식을 기준으로 하되 다음사항을 고려하여 결정하였다.

① 제방법선은 가급적 현유로의 방향을 고려하여 직선형과 조화가 되도록 계획.

② 곡선 유로부(만곡부)는 직선부의 하폭보다 10～20%정도 여유 있게 제방법선을 계획.

③ 기성제가 있는 구간에서는 하천의 양안을 가급적 평행으로 하여 하폭의 급변을 피하도록 계획.

④ 양안의 하천개수가 완료된 하천구간으로서 다소 하폭이 넓은 구간은 가급적 현하폭을 그

대로 유지하도록 계획.


4 - 43

⑤ 본류에 합류되는 지류의 하구지점에 대한 하폭은 유수의 와류현상과 현지여건등을 고려하

여 다소 넓게 계획.

⑥ 각 측점간의 평균유속은 가급적 적게 되도록 하천종단계획 문제와 관련하여 계획.

상기사항을 고려하여 결정한 현하폭 및 계획기준하폭은 다음【표 4.2-5】와 같고 유역의 유로

가 합류점이 없으면서 단독으로 형성 되어 있을 경우는 【표 4.2-6】과 같다.

【표 4.2-5】계획하폭 산정

산 정 지 점산정

부호

유 역면 적A (㎢)

유 로연 장L (㎞)

홍수량

(m3/s)

하 상경 사(I-S)

하 폭 (m)

비고하 천 설 계 기 준

계 획중소하천경 험 식

소하천공 식

① ②

래미안1 rm1 0.018 0.27 0.77 4.3 1.3 0.9 0.9 2

래미안2

rm0 0.098 0.64 3.46 8.8 1.8 2.7 2.4 4.0

rm2 0.076 0.60 2.69 3.4 1.1 2.3 2.1 3.5

rm3 0.045 0.27 1.63 3.4 1.1 1.7 1.5 3

래미안3 rm4 0.020 0.19 0.70 3.9 1.1 1.0 1.0 2

【표 4.2-6】개별 유역 계획 하폭 산정

유역명 기호 홍수량하폭 단 면 계 산

B B1 H H1 n P A R I V Q

전원마을1 JW1 0.842 0.8 1.8 1.0 0.60 0.045 3.76 0.78 0.207 1/27 1.497 1.168

전원마을2 JW2 1.118 1.2 2.2 1.0 0.60 0.045 4.16 1.02 0.245 1/29 1.616 1.648

전원마을3 JW3 1.676 1.2 2.4 1.2 0.72 0.045 4.45 1.30 0.292 1/32 1.729 2.248

전원마을4 JW4 0.140 1.0 1.8 0.8 0.48 0.045 3.65 0.67 0.184 1/35 1.215 0.814

전원마을5 JW5 2.619 1.5 2.7 1.2 0.72 0.045 4.75 1.51 0.318 1/20 2.315 3.496

전원마을6 JW6 2.060 1.5 2.7 1.2 0.72 0.045 4.75 1.51 0.318 1/20 2.315 3.496

임 광 IK0 1.29 1.0 2.0 1.0 0.60 0.045 3.96 0.90 0.227 1/13 1.49 1.34


4 - 44

4.2.5 홍수위계산

(1) 빈도별 홍수위

빈도별 홍수위는 개수전․후로 구분하여 표준축차계산법(Standard Step Method)에 의

하여 전산으로 계산하였으며 홍수위 계산에 적용한 조도계수 및 기점수위는【표 4.2-3】

및【표 4.2-4】에서 기술한 값을 취하였고 홍수위 계산시 고려할 사항은 다음과 같다.

홍수위는 개수전․후로 구분하여 빈도별(20년, 30년, 50년, 80년, 100년, 200년)로 산정

하고, 계획홍수위는 하천정비 후 빈도별 홍수위를 토대로 결정하되 하도계획에 있어서

최상류 지점부터 최하류 지점까지 적절히 나눈 구간마다 합리적으로 정하여야 한다.

상기와 같은 방법으로 산정된 개수전․후 빈도별 홍수위는【표 4.2-7】~【표 4.2-9】와

같다.

【표 4.2-7】래미안1

측점(NO.)

누가거리(m)

개수전 홍수위 (EL.m) 개수후 홍수위 (EL.m)

20년 30년 50년 80년 100년

200년

20년 30년 50년 80년 100년

200년

0+0.0 0.0 70.21 70.21 70.22 70.23 70.24 70.25 - - - - - -

0+5.0 5.0 70.27 70.28 70.29 70.30 70.31 70.32 70.26 70.27 70.29 70.3 70.3 70.32

1+0.0 20.0 70.46 70.47 70.48 70.49 70.50 70.51 70.56 70.58 70.6 70.61 70.62 70.64

2+0.0 40.0 71.69 71.69 71.7 71.71 71.71 71.72 71.69 71.69 71.71 71.72 71.72 71.74

3+0.0 60.0 74.83 74.84 74.86 74.87 74.87 74.974.45 74.45 74.46 74.46 74.46 74.47

77.51 77.52 77.53 77.53 77.54 77.55

4+0.0 80.0 78.89 78.9 78.91 78.92 78.93 78.94 78.8 78.81 78.83 78.84 78.84 78.86

5+0.0 100.0 84.05 84.06 84.08 84.09 84.09 84.1182.84 82.85 82.86 82.86 82.86 82.88

84.34 84.35 84.35 84.36 84.36 84.37

6+0.0 120.0 92.9 92.92 92.93 92.94 92.95 92.9691.14 91.15 91.16 91.16 91.17 91.18

92.64 92.65 92.65 92.66 92.66 92.67

7+0.0 140.0 99.63 99.63 99.64 99.66 99.66 99.6898.36 98.37 98.38 98.38 98.38 98.4

99.86 99.87 99.87 99.88 99.88 99.89

8+0.0 160.0 106.37 106.37 106.38 106.39 106.4 106.41 106.29 106.3 106.31 106.32 106.32 106.34

9+0.0 180.0 116.36 116.36 116.37 116.38 116.38 116.39115.24 115.25 115.26 115.26 115.26 115.27

116.74 116.75 116.75 116.76 116.76 116.77

10+0.0 200.0 126.93 126.94 126.94 126.95 126.95 126.96 126.93 126.94 126.94 126.95 126.95 126.96

11+0.0 220.0 137.67 137.68 137.69 137.7 137.7 137.72 137.67 137.68 137.69 137.7 137.7 137.72

12+0.0 240.0 148.65 148.65 148.66 148.67 148.67 148.69 148.65 148.65 148.66 148.67 148.67 148.69

13+0.0 260.0 163.38 163.39 163.39 163.39 163.39 163.4 163.38 163.39 163.39 163.39 163.39 163.4

13+7.2 267.2 168.26 168.26 168.27 168.27 168.27 168.28 168.26 168.26 168.27 168.27 168.27 168.28


4 - 45

【표 4.2-8】래미안2

측점

(NO.)

누가

거리

(m)


20년 30년 50년 80년100

년

200

년20년 30년 50년 80년

100

년

200

년

0+0.0 0.0 71.17 71.18 71.19 71.21 71.21 71.23 - - - - - -

1+0.0 20.0 71.87 71.88 71.89 71.90 71.90 71.91 74.44 74.45 74.48 74.49 74.5 74.53

2+0.0 40.0 74.57 74.59 74.61 74.63 74.64 74.66 74.91 74.93 74.96 74.98 74.99 75.03

2+5.0 45.0 75.51 75.53 75.55 75.57 75.58 75.61

75.02 75.04 75.08 75.11 75.12 75.16

77.54 77.55 77.56 77.57 77.57 77.58

3+0.0 60.0 78.32 78.34 78.37 78.39 78.4 78.44 77.88 77.89 77.91 77.93 77.94 77.97

4+0.0 80.0 82.5 82.52 82.55 82.58 82.59 82.63 81.92 81.94 81.96 81.97 81.98 82.01

5+0.0 100.0 86.7 86.72 86.75 86.78 86.78 86.82 86.44 86.46 86.48 86.5 86.5 86.53

6+0.0 120.0 92.22 92.24 92.27 92.29 92.3 92.34 91.91 91.93 91.95 91.96 91.97 92

7+0.0 140.0 98.33 98.35 98.37 98.39 98.4 98.43 98 98.02 98.04 98.05 98.06 98.09

8+0.0 160.0 103.97 103.98 103.99 104 104.01 104.02

102.86 102.87 102.89 102.91 102.92 102.94

104.34 104.36 104.37 104.39 104.4 104.42

9+0.0 180.0 108.65 108.66 108.69 108.71 108.72 108.76 108.39 108.41 108.43 108.45 108.45 108.48

10+0.0 200.0 114.54 114.56 114.58 114.61 114.61 114.65

113 113.01 113.03 113.05 113.06 113.08

114.48 114.5 114.51 114.53 114.54 114.56

11+0.0 220.0 119.4 119.42 119.45 119.48 119.49 119.53 118.73 118.75 118.77 118.78 118.79 118.82

12+0.0 240.0 125.16 125.18 125.2 125.22 125.23 125.26

123.83 123.84 123.86 123.88 123.89 123.91

125.31 125.33 125.34 125.36 125.37 125.39

13+0.0 260.0 131.17 131.19 131.21 131.23 131.24 131.27 130.76 130.78 130.8 130.82 130.82 130.85


4 - 46

【표 4.2-8】래미안2(계속)

측점

(NO.)

누가

거리

(m)


20년 30년 50년 80년100

년

200

년20년 30년 50년 80년

100

년

200

년

14+0.0 280.0 138.45 138.48 138.5 138.53 138.55 138.59 138.12 138.14 138.16 138.18 138.19 138.22

15+0.0 300.0 145.97 145.98 145.99 146.01 146.01 146.03144.83 144.84 144.86 144.88 144.89 144.91

146.31 146.33 146.34 146.36 146.37 146.39

16+0.0 320.0 152 152.01 152.04 152.06 152.07 152.1 151.71 151.73 151.75 151.76 151.77 151.8

16+10.0 330.0 156.12 156.14 156.16 156.18 156.19 156.22154.88 154.89 154.91 154.93 154.94 154.96

156.36 156.38 156.39 156.41 156.42 156.44

17+0.0 340.0 160.24 160.26 160.27 160.29 160.3 160.33 160.13 160.15 160.17 160.18 160.19 160.22

17+15.0 355.0 166.32 166.34 166.35 166.37 166.38 166.41164.89 164.9 164.92 164.94 164.95 164.97

166.37 166.39 166.4 166.42 166.43 166.45

18+0.0 360.0 168.34 168.36 168.38 168.4 168.41 168.44 167.61 167.63 167.65 167.66 167.67 167.7

19+0.0 380.0 175.19 175.2 175.22 175.23 175.24 175.25174.1 174.11 174.13 174.14 174.14 174.16

175.59 175.6 175.62 175.63 175.64 175.65

20+0.0 400.0 181.76 181.76 181.78 181.79 181.79 181.8 180.62 180.63 180.65 180.66 180.67 180.69

20+10.0 410.0 184.51 184.51 184.53 184.55 184.55 184.57183.22 183.23 183.25 183.26 183.26 183.28

184.71 184.72 184.74 184.75 184.76 184.77

21+0.0 420.0 187.25 187.26 187.28 187.3 187.31 187.33 186.87 186.89 186.9 186.92 186.93 186.95

22+0.0 440.0 193.56 193.57 193.59 193.6 193.6 193.61192.2 192.21 192.23 192.24 192.24 192.26

193.69 193.7 193.72 193.73 193.74 193.75

23+0.0 460.0 200.36 200.37 200.38 200.39 200.39 200.4199.36 199.37 199.39 199.4 199.4 199.42

200.85 200.86 200.88 200.89 200.9 200.91

24+0.0 480.0 206.36 206.37 206.38 206.38 206.38 206.39205.44 205.45 205.47 205.48 205.48 205.5

206.93 206.94 206.96 206.97 206.98 206.99

25+0.0 500.0 211.93 211.94 211.95 211.96 211.97 211.98 211.85 211.86 211.88 211.89 211.9 211.92

26+0.0 520.0 218.67 218.68 218.69 218.7 218.7 218.71 218.38 218.4 218.42 218.43 218.44 218.46

26+9.0 529.0 222.32 222.33 222.34 222.35 222.35 222.36221.18 221.19 221.21 221.22 221.22 221.24

222.67 222.68 222.7 222.71 222.72 222.73

27+0.0 540.0 226.77 226.78 226.8 226.81 226.81 226.83 226.77 226.78 226.8 226.81 226.81 226.83

28+0.0 560.0 233.88 233.88 233.89 233.9 233.9 233.91 233.88 233.88 233.89 233.9 233.9 233.91

29+0.0 580.0 243.17 243.18 243.2 243.2 243.21 243.22 243.17 243.18 243.2 243.2 243.21 243.22

30+0.0 600.0 254.56 254.57 254.59 254.59 254.6 254.62 254.56 254.57 254.59 254.59 254.6 254.62

30+18.7 618.7 267.08 267.08 267.09 267.1 267.11 267.11 267.08 267.08 267.09 267.1 267.11 267.11


4 - 47

【표 4.2-9】래미안3

측점

(NO.)

누가

거리

(m)


20년 30년 50년 80년100

년

200

년20년 30년 50년 80년

100

년

200

년

0+0.0 0.0 76.9 76.91 76.91 76.92 76.92 76.93 - - - - - -

0+4.0 4.0 77.99 78.00 78.00 78.01 78.01 78.02 78.3 78.31 78.32 78.34 78.34 78.36

1+0.0 20.0 82.37 82.37 82.38 82.38 82.39 82.40

81.33 81.34 81.34 81.35 81.35 81.37

82.83 82.83 82.84 82.85 82.85 82.86

2+0.0 40.0 85.19 85.2 85.21 85.21 85.22 85.23 84.91 84.92 84.93 84.94 84.95 84.97

3+0.0 60.0 87.35 87.36 87.36 87.37 87.37 87.38 87.37 87.38 87.39 87.4 87.41 87.43

4+0.0 80.0 89.91 89.91 89.92 89.93 89.93 89.94 89.81 89.82 89.83 89.84 89.85 89.87

5+0.0 100.0 93.11 93.12 93.13 93.13 93.14 93.15

92.06 92.07 92.08 92.08 92.09 92.1

93.56 93.56 93.57 93.58 93.58 93.59

6+0.0 120.0 96.73 96.73 96.74 96.75 96.75 96.76 96.5 96.51 96.52 96.53 96.54 96.56

7+0.0 140.0 100.75 100.76 100.77 100.77 100.78 100.79

99.58 99.59 99.59 99.6 99.61 99.62

101.08 101.08 101.09 101.1 101.1 101.11

7+15.0 155.0 103.77 103.78 103.78 103.79 103.79 103.80

102.7 102.71 102.71 102.72 102.72 102.74

104.2 104.2 104.21 104.22 104.22 104.23

8+0.0 160.0 104.77 104.78 104.78 104.79 104.79 104.8 105.07 105.08 105.09 105.1 105.11 105.13

8+16.3 176.3 109.75 109.76 109.76 109.76 109.76 109.77

108.81 108.82 108.82 108.83 108.83 108.85

110.31 110.31 110.32 110.33 110.33 110.34


4 - 48

(2) 계획홍수위

계획홍수위는 계획홍수량과 상 하류의 하도를 감안한 종 횡단형과 관계하여 결정된 금

회 과업구간의 측점별 계획홍수위 및 계획하폭은 다음 【표 4.2-10】~【표 4.2-12】와 같다.

【표 4.2-10】래미안1

측점 누가거리

계획

홍수량

계획

홍수위하 폭

비 고

(㎥/s) (EL.m) (m)

0 + 0.0 0.0 0.77 - -

0 + 5.0 5.0 0.77 70.30 2.0

1 + 0.0 20.0 0.77 70.62 2.0

2 + 0.0 40.0 0.77 71.72 2.0

3 + 0.0 60.00.77 74.46 2.0

0.77 77.54 2.0

4 + 0.0 80.0 0.77 78.84 2.0

5 + 0.0 100.00.77 82.86 2.0

0.77 84.36 2.0

6 + 0.0 120.00.77 91.17 2.0

0.77 92.66 2.0

7 + 0.0 140.00.77 98.38 2.0

0.77 99.88 2.0

8 + 0.0 160.0 0.77 106.32 2.0

9 + 0.0 180.00.77 115.26 2.0

0.77 116.76 2.0

10 + 0.0 200.0 0.77 126.95 2.0

11 + 0.0 220.0 0.77 137.70 2.0

12 + 0.0 240.0 0.77 148.67 2.0

13 + 0.0 260.0 0.77 163.39 2.0

13 + 7.2 267.2 0.77 168.27 2.0

【표 4.2-11】래미안2

측점 누가거리

계획

홍수량

계획

홍수위하 폭

비 고

(㎥/s) (EL.m) (m)

0 + 0.0 0.0 3.46 - 4.0

1 + 0.0 20.0 3.46 74.5 4.0

2 + 0.0 40.0 2.69 74.99 3.5

2 + 5.0 45.02.69 75.12 3.5

2.69 77.57 3.5

3 + 0.0 60.0 2.69 77.94 3.5


4 - 49

【표 4.2-11】래미안2(계속)

측점 누가거리

계획

홍수량

계획

홍수위하 폭

비 고

(㎥/s) (EL.m) (m)

4 + 0.0 80.0 2.69 81.98 3.5

5 + 0.0 100.0 2.69 86.50 3.5

6 + 0.0 120.0 2.69 91.97 3.5

7 + 0.0 140.0 2.69 98.06 3.5

8 + 0.0 160.02.69 102.92 3.5

2.69 104.40 3.5

9 + 0.0 180.0 2.69 108.45 3.5

10 + 0.0 200.02.69 113.06 3.5

2.69 114.54 3.5

11 + 0.0 220.0 2.69 118.79 3.5

12 + 0.0 240.02.69 123.89 3.5

2.69 125.37 3.5

13 + 0.0 260.0 2.69 130.82 3.5

13 + 10.0 270.02.69 134.22 3.5

2.69 137.26 3.5

14 + 0.0 280.0 2.69 138.19 3.5

15 + 0.0 300.02.69 144.89 3.5

2.69 146.37 3.5

16 + 0.0 320.0 2.69 151.77 3.5

16 + 10.0 330.02.69 154.94 3.5

2.69 156.42 3.5

17 + 0.0 340.0 2.69 160.19 3.5

17 + 15.0 355.02.69 164.95 3.5

2.69 166.43 3.5

18 + 0.0 360.0 2.69 167.67 3.5

19 + 0.0 380.01.63 174.14 3.0

1.63 175.64 3.0

20 + 0.0 400.0 1.63 180.67 3.0

20 + 10.0 410.01.63 183.26 3.0

1.63 184.76 3.0

21 + 0.0 420.0 1.63 186.93 3.0

22 + 0.0 440.01.63 192.24 3.0

1.63 193.74 3.0

23 + 0.0 460.01.63 199.40 3.0

1.63 200.90 3.0

24 + 0.0 480.01.63 205.48 3.0

1.63 206.98 3.0

25 + 0.0 500.0 1.63 211.90 3.0

26 + 0.0 520.0 1.63 218.44 3.0


4 - 50

【표 4.2-11】래미안2(계속)

측점 누가거리

계획

홍수량

계획

홍수위하 폭

비 고

(㎥/s) (EL.m) (m)

26 + 9.0 529.01.63 221.22 3.0

1.63 222.72 3.0

27 + 0.0 540.0 1.63 226.81 3.0

28 + 0.0 560.0 1.63 233.90 3.0

29 + 0.0 580.0 1.63 243.21 3.0

30 + 0.0 600.0 1.63 254.60 3.0

30 + 18.7 618.7 1.63 267.11 3.0

【표 4.2-12】래미안3

측점 누가거리

계획

홍수량

계획

홍수위하 폭

비 고

(㎥/s) (EL.m) (m)

0 + 0.0 0.0 0.70 - 2.0

0 + 4.0 4.0 0.70 78.34 2.0

1 + 0.0 20.00.70 81.35 2.0

0.70 82.85 2.0

2 + 0.0 40.0 0.70 84.95 2.0

3 + 0.0 60.0 0.70 87.41 2.0

4 + 0.0 80.0 0.70 89.85 2.0

5 + 0.0 100.00.70 92.09 2.0

0.70 93.58 2.0

6 + 0.0 120.0 0.70 96.54 2.0

7 + 0.0 140.00.70 99.61 2.0

0.70 101.10 2.0

7 + 15.0 155.00.70 102.72 2.0

0.70 104.22 2.0

8 + 0.0 160.0 0.70 105.11 2.0

8 + 16.3 176.30.70 108.83 2.0

0.70 110.33 2.0

5. 개수계획5. 개수계획

5.1 평면, 종단, 횡단 계획공

5. 개수계획

5 - 1

5. 개 수 계 획

5.1 평면, 종단, 횡단계획

하도정비계획은 자연하도 기능 및 특성을 살리는 홍수방어계획이 되어야 함으로 다음

사항을 고려하여 계획하였다.

(1) 평면계획

금회 과업에서는 다음과 같은 사항을 고려하여 평면계획을 수립하였다.

(가) 하도의 노선선정

수계의 하천개수가 필요한 구간에 대해서는 현 하천의 지형형성상태, 현재 및 장래의 토

지이용, 용지취득의 어려움, 행정구역, 용배수로 계통, 지하수위의 영향, 계획구간 상하류에

미치는 영향, 하천경관, 치수경제성, 개수후의 유지관리 등을 감안하여 현하도를 중심으로

노선을 선정하였으며 현하도로 홍수소통능력이 충분하여 별도의 홍수분담용 하도는 계획하

지 않았다. 또한 하도법선 계획시에는 다음사항을 고려하여 선정하였다.

① 하도의 법선형은 만곡이 적고 가능한 한 원만한 곡선으로 계획

② 하도는 될 수 있는 한 인구밀집지역에서 멀리 떨어지게 계획

③ 자연스럽게 제방의 역할을 할 수 있는 구간에서는 가능한 한 그 상태를 유지하도록 계획

④ 제방이 설치된 하도상류단에서 상류유역의 홍수유출량이 하도로 안전하게 유입될 수 있

도록 배후지 지반고가 충분히 높은 지점, 도로, 산등을 따라 법선계획 수립

(나) 하도법선

① 현 하도가 충분한 하폭을 갖고 있는 구간일지라도 일반적으로 사수역에 의한 유수 효과를

고려하여 가능한 한 사수역을 포함하는 하폭을 확보하도록 계획

② 홍수시 유수방향과 수충위치를 검토하여 흐름에 대한 저항을 최소화하면서 유하할 수 있

도록 계획

③ 곡선부에서는 만곡내측의 법선을 후퇴시켜 하폭을 넓게(계획하폭의 10%에서 20% 확장)하

여 수충을 완화하도록 계획

(다) 수충부, 습지, 사수역 등의 보전

5. 개수계획

5 - 2

수충부, 습지, 사수역 부분등 폐천 가능성이 있을 경우, 하천부지로 남겨 두어 그 기능을

보전하도록 계획

(2) 종단계획

하도계획에서 하도 종단형을 결정하기 위해서는 이미 결정된 계획홍수량을 안전하게 소

통할 수 있고 유수에 대해 안정된 하도가 유지될 수 있도록 하도 종단형, 계획하상경사, 계

획하상고를 결정하였으며, 하도 종단형은 하상유지가 필요한 구간, 이수와 치수, 그리고 하

천환경, 경제성등을 종합적으로 판단해서 결정하여야 하는 관계로 금회 과업에서는 다음 조

건들을 고려하여 종단을 계획하였다.

(가) 중․소하천에서 하천환경관리 측면을 고려하여 단순히 홍수를 소통하는 단면보다는 생

태계보호, 어류의 서식처 제공, 하천경관을 유지하기 위해 하상자체에 여울과 웅덩이를 설

치하는 자연스러운 하도 종단형을 설치.

(나) 하상경사는 상류에서 하류로 동일하게 연속하여 급경사 하천에서 완경사 하상이 될 수

있도록 점변시켜야 하며 각 지점의 소류력이 거의 평형을 이루고 하상세굴 및 퇴적현상이

일어나지 않거나 발생을 하더라도 하상변화에 큰 지장을 주지 않는 안정하도가 되도록 계

획

(다) 경사가 급한 하천에서 하상경사를 낮추어 안정되게 하고자 할 때는 낙차공과 같은 하

상유지공을 설치.

(3) 횡단계획

(가) 계획횡단형

하도계획시 계획횡단형은 계획홍수량의 소통능력, 하도상황, 하천부지 이용계획, 그리고

유지관리의 난이도 및 급류하천이나 계획홍수량이 작은하천의 경우 하도상황, 하천부지 이

용계획, 하천환경관리계획에서의 하천공간 계획 등을 고려하여 계획하였다.

(나) 계획하폭

계획하폭은 계획홍수량 및 현하폭 등을 기준으로 결정하되 전반적인 하천의 종단경사, 지

질, 연안의 토지이용현황, 유로형상 등 제반요인을 감안하여 계획하였다.

5. 개수계획

5 - 3

본 과업에서의 계획하폭 산정은 하천설계기준상의 계획하폭 및 기 발표된 중부지방 하폭

공식, 소규모 하천공식과 현하폭, 개수후의 하천구조물 유지관리, 공사비, 홍수위 등 종합적

인 요인을 고려하고, 유속 및 소류력 등 수리특성과 계획홍수량과 하폭과의 관계를 참고하

여 결정하였다.

5. 개수계획

5 - 4

【그림5.1-1】레미안계획평면도(1/2)

【그림5.1-8】레미안계획평면도(2/2)

6. 비탈면 안정성 검토6. 비탈면 안정성 검토

6.1 과업의 목적

6.2 과업의 내용

6.3 비탈면 현황

6.4 비탈면 불안정 요인

및 파괴유형

6.5 설계기준

6.6 토사비탈면 안정해석 방법

6.7 암반비탈면 안정해석 방법

6.8 토사비탈면 안정성 검토

6.9 기타 구조물 안정성 검토

6. 비탈면 안정성 검토

6 - 1



본 과업은 서울시 서초구 우면산 일대 계곡부 단면에 대한 안정성 검토를 목적으로 수

행하였다. 본 과업구간은 래미안 구간이며, 비탈면 안정성 검토는 현장조건(조사 및 시험

결과)을 충분히 파악하고 안정성을 확보하는 최적의 단면을 검토하는데 그 목적이 있다.


본 구간의 검토대상 비탈면에 대하여 현장조사 및 실내시험 결과를 토대로 검토한 내

용은 다음과 같다.

① 지반조사(3.0 지반조사 참조)

- 지형 및 지질분석, 지표지질조사, 현장 및 실내시험

② 설계정수 산정(3.0 지반조사 참조)

- 시험결과 및 경험식에 의한 지반강도정수 산정

③ 안정성 검토구간 선정

- 구간별 비탈면 경사가 크고 높은 대표단면 선정

④ 설계기준 설정

- 합리적인 비탈면 설계기준 검토

⑤ 토사비탈면 안정성 검토

- 원지반 비탈면 경사별 분석을 통해서 안전성이 확보되는 최소 기울기 선정

- 강우강도를 고려한 우기시 토사비탈면 안정성 검토

- 구조물 개수계획시 붕적토 특성을 고려한 적정 기울기 선정


6 - 2


본 과업구간은 래미안 구간이며, 대부분의 비탈면은 무한비탈면으로 존재한다. 비탈면

안정성 검토는 대상 구간 중 비탈면 경사가 커서 활동가능성이 높은 구간을 대표단면으

로 선정하여 안정성 검토를 실시하였다.

【그림 6.3-1】래미안

구 간 위치(STA.) 높이(m) 경사(˚) 연장(m) 비 고

래미안

1구간(2호지) 2+80(좌) 267.30 25 662.39

원지반

무한비탈면

급경사지

2구간(2호지) 3+80(우) 267.30 25 662.39

2구간 0+00∼0+50 138.89 32 42.51

3구간 0+00∼0+80 206.15 36 74.00

구조물구간(2호지) 5+20∼5+70 267.30 20 662.39

철탑 인접부

(1호지)2+20∼3+10 182.37 35 327.44

【표 6.3-1】대표단면 현황


6 - 3

6.4 비탈면 불안정 요인 및 파괴유형

6.4.1 비탈면 불안정 요인

(1) 비탈면 불안정 요인(Varnes, 1978)

분 류 요 인

지질학적 원인

①연약 물질 ②예민성 물질

③풍화물질 ④전단물질

⑤절리 또는 균열물질 ⑥투수성의 현저한 차이

⑦불리한 방향의 구조적 불연속면(단층, 부정합, 접촉부 등)

⑧불리한 방향의 암반 불연속면(층리, 편리 등)

⑨강성의 현저한 차이(소성물질 위에 위치한 강성이며 조

밀한 물질)

지형학적 원인

①지구조적 또는 화산성 융기

②Glacial rebound

③비탈기슭(slope toe)의 하식(河蝕, fluvial erosion)

④비탈기슭(slope toe)의 파랑침식(波浪浸蝕, wave erosion)

⑤측면부(lateral margin)의 침식

⑥지표하 침식(용융, 파이핑(piping)작용)

⑦비탈면 또는 관부(crest)의 퇴적재하

⑧식생제거(산불, 가뭄에 의해)

자연현상적 원인

①집중강우 ②급한 눈의 융해

③예외적으로 지속적인 강수 ④급한 수위강하(홍수와 조수)

⑤지진 ⑥화산분출

⑦해빙 ⑧동결-융해 풍화

⑨수축-팽창 풍화

인위적 원인

①비탈면 기슭 또는 비탈면의 절취

②비탈면 또는 비탈면관부(crest)에 재하

③수위강하(저수지) ④산림벌채

⑤관계수로 ⑥광산개발

⑦인위적 진동

⑧상하수도 등의 누수

【표 6.4-1】비탈면 불안정 요인


6 - 4

6.4.2 토사비탈면 파괴형태

(1) 깎기비탈면 붕괴 특성

(가) 붕락(Falls)

- 연직으로 깎은 비탈면의 일부가 낙하하거나 굴러서 아래로 떨어지는 현상으로, 이때 떨

어지는 물체와 비탈면 사이의 전단변위는 거의 없고 낙하속도가 대단히 빠르다.

(나) 활동(Slides)

- 활동면의 형상과 위치에 따라 활동물질과 활동면 사이에 전단변형에 의해서 생기는 현

상으로 형상에 따라 다음과 같이 구분된다.

- 직선활동(병진활동) : 활동하는 흙의 깊이가 비탈면의 높이에 비해 작은 경우, 자연 비탈

면과 같이 비탈면 아래로 내려갈수록 강도가 커지는 지반에서 직선적으로 활동한다.

- 원호활동 : 하부 지반에 연약층이 존재하여 연약층이 비교적 균질할 경우에 발생한다.

- 대수나선 활동 : 깊이에 따라 전단강도가 증가하거나 지층이 비균질하고 전단강도의 변

화가 큰 경우 발생한다.

- 복합곡선 활동 : 기초지반에 얇은 연약지반이 있는 경우 직선과 곡선의 복합 형태로 발

생한다.

(다) 유동(Flows)

- 활동 깊이에 비해서 활동되는 길이가 대단히 길며, 소성적인 활동이 지배적이다.

- 활동속도가 대단히 느린 경우가 많으며, 지반은 Creep 변형이 발생된다.

【표 6.4-2】토사비탈면 파괴형태(Varnes, 1878)

구분 붕락(Falls) 활동(Slides) 유동(Flows)

파

괴

형

태


6 - 5

6.4.3 암반비탈면 파괴형태

비탈면의 붕괴현상은 자연적인 원인과 인위적인 행위에 의하여 발생하며, 일반적으로

암반에서 비탈면의 파괴형태는 원형파괴(Circular Failure), 평면파괴(Planar Failure), 쐐

기파괴(Wedge Failure) 및 전도파괴(Toppling Failure)로 구분된다.

(1) 원형파괴(Circular Failure)

- 토사 비탈면 및 불연속면이 불규칙하게 많이 발달되어 뚜렷한 구조적 특징이 없는

암반에서 원형파괴가 발생, 주로 풍화가 심한 암반이나 파쇄가 심한 암반에서 발생한다.

(2) 평면파괴(Planar Failure)

- 불연속면의 주절리가 한 방향으로 발달된 암반에서 발생가능하며, 퇴적암의 층리나

변성암의 편리 및 편마구조의 영향으로 한방향 평면파괴가 발생한다.

(3) 쐐기파괴(Wedge Failure)

- 쐐기파괴는 두 개의 불연속면을 따라 발생하는 암반블록의 미끄러짐으로 인한 파괴

형태이며, 쐐기의 크기와 파괴의 진행방향 등을 확인할 수 있다.

(4) 전도파괴(Toppling Failure)

- 전도파괴의 발생조건은 깎기면과 절리면의 경사방향이 반대이거나 절리면의 주향과

절개면의 주향이 비슷한 경우에 발생한다.

【표 6.4-3】암반비탈면 파괴형태(Hoek & Bray, 1977)

구분 원형파괴 평면파괴 쐐기파괴 전도파괴

파

괴

형

태


6 - 6

6.5 설계기준

6.5.1 경사 및 소단 적용기준

(1) 일반사항

- 깎기 비탈면의 표준기울기는 비탈면의 안정성 확보에 필요한 최소기울기를 나타내는

것으로 토사땅깎기에서 재료의 구성 토질 및 상대밀도, 암반땅깎기에서 TCR, RQD에 따

른 표준기울기 및 소단설치 기준은 다음과 같다.

- 깎기비탈면은 토사비탈면과 암반비탈면으로 구분할 수 있으며, 표준기울기와 소단의

적용은 토사 및 암반으로 구분하여 검토하였다.

【표 6.5-1】국내기관별 깎기비탈면 표준경사

깎 기 재 료 높이(m)비탈면 경사기준

국토해양부 한국도로공사 한국토지공사 한국주택공사

토 사

(사질토, 점성토)

5m 이상 1 : 1.5 1 : 1.5 1 : 1.5 1 : 1.5

0～5m 1 : 1.2 1 : 1.2 1 : 1.2 1 : 1.2

리핑암(풍화암)5m 이상

1 : 1.0 1 : 1.0 1 : 1.01 : 1.2

0～5m 1 : 1.0

발파암

연 암5m 이상

1 : 0.5

1 : 1.0

1 : 0.5

1 : 1.0

0～5m 1 : 0.8

경 암5m 이상

1 : 0.71 : 0.8

0～5m 1 : 0.5

【표 6.5-2】암반의 특성에 따른 깎기 표준경사(도로설계요령, 2009)

암반구분(강 도)

암반 파쇄상태(NX 시추시) 굴 착

난이도경 사 소단설치 비 고

TCR(%) RQD(%)

풍화암 또는

연․경암으로

파쇄가

극심한 경우

20%이하

(5%이하)

10%이하

(0%)리핑암

1:1.0～

1:1.2

H=5m마다

1m폭

최하단 기준 매 20m

마다 3m 소단 설치

발파암과 리핑암

사이에는 소단

설치하지 않음

소단사이에 토사와

리핑 구분선이

발생시 많은쪽 경사

적용

강한

풍화암으로

파쇄가 거의

없는 경우와

대부분의

연․경암

20～40%

(10～30%)

10～25%

(0～10%)

발파암

(연 암)

1:0.8～

1:1.0 H=10m마다

1～2m폭40～60%

(30～50%)

25～50%

(10～40%)

발파암

(보통암)1:0.7

60%이상

(50%이상)

50%이상

(40%이상)

발파암

(경 암)1:0.5

H=20m마다

3m폭


6 - 7

【표 6.5-3】국내기관별 소단설치 기준

기 관 명 깎기비탈면 소단설치 기준

국토해양부

․토사 : 5m마다 폭 1m, 소단 5% 횡단경사

․리핑암 : 7.5m마다 소단

․발파암 : 20m마다 폭 3m 소단

한국도로공사

․토사 : 5m마다 폭 1m 소단

․리핑암 : 5m마다 폭 1m 소단


한국토지공사 ․5m마다 폭 1～1.5m, 필요시 10m마다 폭 1.5m 소단과 배수공

한국주택공사 ․5～10m마다 폭 1～1.5m, 소단 5～10% 횡단경사

【표 6.5-4】설계적용 표준경사 및 소단설치 기준

구 분 적용경사 소단설치 기준 비 고

토사

5m이하 1 : 1.2

5.0m마다 1m소단

땅깎기

비탈면

5m이상 1 : 1.5

풍화암(리핑암) 1 : 1.0

5.0m마다 1m소단

20.0m마다 3m소단연․경암(발파암) 1 : 0.5

6.5.2 비탈면 안전율 적용기준

(1) 허용안전율의 기준

이론상으로는 산정된 안전율이 1보다 크면 되지만, 실제에 있어서는 안전율이 허용 안

전율 이상 되어야 안전한 것으로 판정된다. 비탈면의 안정성을 판단할 시는 최소안전율

로 표기한다. ‘건설공사 비탈면설계기준(2009)’은 다음과 같다..


6 - 8

구분 기준안전율 참조

건기 Fs > 1.5 - 지하수가 없는 것으로 해석

우기

Fs > 1.2

또는

Fs > 1.3

- 암반비탈면은 인장 균열의 1/2심도까지 지하수를 위치시키

고 해석수행, 토층 및 풍화암은 지표면에 지하수를 위치

시키고 해석수행. (Fs=1.2적용)

- 강우의 침투를 고려한 해석을 실시하는 경우(Fs=1.3적용)

- 위 두 가지 조건중 선택적으로 1가지 조건을 만족시켜야 함

지진시 Fs > 1.1- 지진관성력은 파괴토체의 중심에 수평방향으로 작용시킴

- 지하수위는 실제측정 또는 평상시의 지하수위 측정

단기 Fs > 1.0 - 기간 1년 미만의 단기간의 안정성 검토시

- 강도정수를 한계강도가 아닌 잔류강도로 해석한 경우: 위 기준에서 0.1 감소

- 비탈면 상하부 파괴범위 내에 가옥 건물 등의 고정시설물이 있는 경우: 위 기준에서 0.05

증가

- 비탈면 상부 파괴범위 내에 1, 2종 시설물의 기초가 있는 경우: 별도 검토

- 상기 조건을 중복 적용하여 FS < 1.0인 경우에는 최소안전율 1.0적용

【표 6.5-5】비탈면 기준안전율(건설공사 비탈면 설계기준, 2009)

(2) 원지반 비탈면의 최소안전율 기준 선정

본 과업의 원지반 비탈면의 최소안전율은 ‘건설공사 비탈면설계기준(2009)’을 준용하였

으며, 장기적인 안전율을 고려하여 다음과 같이 선정하였다.

구분 조 건 최소안전율 비 고

원지반비탈면

만수위시 Fs > 1.2건설공사 비탈면

설계기준(2009)강우강도적용시 Fs > 1.3

【표 6.5-6】적용 비탈면 최소 안전율


6 - 9


6.6.1 개요

비탈면이 활동하기 직전의 상태에서 지반의 전단강도와 활동하려는 전단력의 비를 안

전율이라고 한다. 활동문제가 발생하는 비탈면 활동원을 가정하고 이에 대해 안전율을

구하는 과정을 반복하여 최소의 안전율을 구하여 그 비탈면의 최소안전율로 정하고 그

안전율이 기준안전율보다 클 때 안정한 것으로 판단한다.

6.6.2 비탈면안정 해석법

비탈면안정 해석법은 강도정수의 적용에 따라 전응력 해석법과 유효응력 해석법으로

대별할 수 있고 또한 적용이론에 따라 여러 가지 해석법으로 분류할 수 있다. 적용되는

기본이론은 한계평형, 소성, 변형이론 등이 있으나 현재 이용되는 해석이론은 한계평형

이론을 기초로 하고 있는 것이 많다.

한계평형상태란 비탈면이 활동면을 따라 활동하게 되기 직전에 활동하려는 힘과 활동

에 저항하려는 힘이 평형을 이루는 상태라고 한다. 한계평형법은 부정정이므로 비탈면안

정해석은 절편의 측면에 작용하는 힘에 대한 가정이 필요한데 이에 따라 여러 가지 방

법이 개발되었다.

결국 각 방법은 상이한 측면력을 가정함으로써 서로 다른 전단강도와 전단응력을 산정

하여 결과적으로 안전율의 값을 다르게 산정한다. 그리고 그 차이는 대부분이 문제가 되

지 않는 정도로 작은 것이 보통인데, 이는 안정해석시 안전율의 신뢰도는 해석이론의 정

교함 보다 지반조건 및 강도정수의 산정에 더 큰 영향을 받기 때문이다.

일반적인 비탈면안정해석의 방법은 평형조건에 따라 다음과 같은 방법들이 있다.

【그림 6.6-1】비탈면 안정해석법의 종류

Overall Moment

Equilibrium Method

Force

Equilibrium

Method

Moment and

Force Equilibrium

Method

Finitet

Element

Method

Probabilistic

Method

Fellenius Method, Sliding WedgeMethod, Janbu MethodSimplified Bishop Method

ø = 0 MethodLogarithmic Spiral Method

Seed andSultanMethod

Morgenstern andPrice MethodSpencer Method


6 - 10

본 과업은 Bishop의 간편법에 의한 안전율 산출을 하였으며 기본원리는 <그림 1.3>에

나타내었고, 계산식은 다음과 같다.

【그림 6.6-2】Bishop의 간편법에 의한 비탈면해석의 기본원리

안전율 : Fs =

∑n = p

(cb n+W ntanø+△Ttanø)1

mα ( n)

∑n = p

n=0W nsinαn

여기서, mα ( n)= cosαn+tanø․sinαn

Fs

Wn : 절편 흙의 전체중량(kN/m3)

α : 경사각(deg), c : 흙의 점착력(kPa)

b : 절편 폭(m) , ø : 흙의 내부마찰각(deg)


6 - 11

6.6.3 해석조건

비탈면의 안정성은 장시간 경과 후의 시간적 조건, 정상침투 등의 수위조건, 지반의 점

착력, 내부마찰각, 단위중량 등의 강도정수 등의 여러 요소에 의한 영향을 받는다.

본 검토에서는 대표단면을 선정하고 우기시 강우강도(11.94mm/hr)를 적용하였으며, 선

행강우강도를 고려하여 강우지속시간을 48시간으로 가정하고 침투해석을 실시하였다. 침

투해석의 수위조건을 적용하여 가장 불리한 측면에서의 안정성을 검토하였다.

6.6.4 침투해석 프로그램

최근의 침투해석은 수위의 변화에 따라 제체 내에 형성되는 불포화영역이 침투거동에

큰 영향을 주는 것으로 판단하고, 이에 대한 체적함수비와 간극수압의 관계, 간극수압과

투수계수의 관계 등을 고려한 수치해석을 수행하고 있다.

본 침투해석시 사용된 프로그램은 GEO-SLOPE社의 『SEEP/W』로, 이 프로그램은 시

간에 따른 수위변화, 투수특성의 변화 등을 고려할 수 있다.

6.6.5 한계평형 해석 프로그램

한계평형해석 프로그램의 해석방법에는 다음과 같은 방법들이 있다.

【표 6.6-1】한계평형해석 프로그램의 해석방법과 해석 이론

프로그램 해석방법 가상 활동면외부하중

간극수압

정수압간극수압계수

STABR Bishop Fellenius 원호 × ○ ×

STABLBishop Fellenius

Janbu Spencer

원호, 비원호,

Block○ ○ ○

TALREN-97 Bishop Fellenius 원호, 비원호 ○ ○ ○

SLIDEBishop Fellenius Janbu

Spencer Ordinary GLE

원호, 비원호,

Block○ ○ ○

SLOPE/WBishop Fellenius Janbu

Spencer Ordinary

원호, 비원호,

Block○ ○ ○

PC-SLOPE Bishop Fellenius Janbu원호, 비원호,

Block○ ○ ○

UTEXAS Spencer원호, 비원호,

Block○ ○ ○


6 - 12

본 비탈면안정 해석시 사용된 프로그램은 『SLOPE/W』로 원호형상의 파괴면, 활동

Block 특성의 가상파괴면, 그리고 불규칙 형상의 임의 파괴면을 발생시킬 수 있다. 또한

복잡한 토층, 비등방성 토질특성, 전단으로 인한 과잉간극수압, 지하수위 및 지표수, 가

상의 정적 지진하중 및 재하하중, 앵커, Soil Nailing 보강효과 등을 고려한 해석도 가능

하며, 한계상태해석(Ulitmate State Limit)이 가능하여 설계자의 실질적인 경험을 고려할

수도 있고 일반적인 한계상태해석을 수행할 수도 있다.

프로그램 해석시 지반조건에 따른 여러 이론들(Janbu, Simplified Bishop, Ordinary,

Spencer 등)에 의한 안전율이 산출이 가능하다.


6.7.1 개요

암반노두의 불연속면에 대한 광역조사, 불연속면 특성조사 등을 통하여 주향과 경사

(또는 경사방향과 경사)를 측정 분석하여 평사투영해석(Stereographic Projection Method)

에 의해 비탈면 붕괴 가능성을 판단한다.

예상파괴 범위중 그 대표단면을 선정하여 한계평형법 해석 및 신뢰성 분석에 의한 붕

괴 가능성 및 안전율을 구하였으며, 수치해석 (UDEC)을 이용한 해석을 실시하여 파괴경

향 및 변위양상을 파악하였다.

구분 안정해석방법

평사투영법절리면의 방향과 내부마찰각을 평사투영하여 비탈면 안정성을 기

하학적으로 예비평가

한계평형해석

예상 파괴면인 절리면을 따라서 암괴에 미치는 응력분포와 절리면

의 전단저항 특성, 지하수 조건 등을 고려하여 비탈면안정성을 정

량적으로 해석

개별요소법

절리와 같은 불연속면 영향을 고려한 암반비탈면의 응력-변형율

해석을 위하여 범용 개별요소해석 프로그램인 UDEC (Universal

Distinct Element Code)를 이용하여 수치해석을 수행

【표 6.7-1】암반 비탈면 안정해석 방법


6 - 13

6.7.2 평사투영법

평사투영법에 의한 안정성 해석방법은 Stereonet상에 비탈면, Daylight Envelope,

Friction Cone, Toppling Envelope 등을 작성, 절리면의 밀도분포에 의하여 비탈면안정성

을 평가하는 방법으로 다음 그림은 임의로 가정한 6개의 불연속면에 대한 비탈면 안정

성을 평가하는 예이다.

【그림 6.7-1】평사투영에 의한 암반비탈면의 안정성 평가

각 지역에 불연속면의 Pole이 위치하면 다음과 같이 안정성이 평가됨.

①지역 : 불연속면의 경사각이 마찰각보다 큰 Daylight로서 불안정한 지역

②지역 : 불연속면의 경사각이 마찰각보다 작은 Daylight로서 안정한 지역

③지역 : 불연속면의 경사각이 마찰각보다 작으며 Daylight도 아닌 안정한 지역

④지역 : Toppling 붕괴의 위험성이 잠재된 불안정한 지역

⑤지역 : 불연속면의 경사각이 마찰각보다 크더라도 Daylight나 Toppling Envelope가

아니므로 안정한 지역

여기서 6개의 불연속면 중에서 평면형 붕괴의 가능성이 있는 불연속면은 “3”이며, 쐐

기형 붕괴의 가능성이 있는 불연속면은 “2”와 “3” 및 “3”과 “4”의 조합면이지만 실제로

불연속면 “3”에 대한 평면형 붕괴보다는 덜 위험하다. Toppling 붕괴의 가능성이 있는

불연속면은 “6”이다.


6 - 14

6.7.3 한계평형해석

한계평형 해석법은 암반블록의 자중, 절리면의 마찰각 및 점착력, 암반간극수압 등을

고려, 가능한 활동파괴면을 따라 미끄러지려는 순간의 암반블록에 대한 안정성을 비탈면

안전계수 (Safety Factor)로 나타내는 방법이다.

파괴면에서의 전단강도는 Coulomb의 파괴기준 τ = c + σtan ψ로 표현되며, 강도는

점착력 (c)과 내부마찰각 (ψ)으로 정의됨.

따라서 안전율은,

F W⋅sin ⋅cos ⋅ ⋅sin tan

로 정의된다.

여기서, A : 파괴면의 면적 Z : 인장균열 깊이

H : 비탈면 높이 p : 파괴면의 경사각

W : 암괴의 중량 U : 파괴면상의 수압에 의한 양압력

V : 인장균열속의 수압에 의한 힘

이 해석에서 취급하는 비탈면의 형상은 다음 세 가지 경우를 고려하였다.

① 비탈면 정상부 쪽에 인장균열이 있는 비탈면

② 비탈면내에 인장균열이 있는 비탈면

③ 인장균열이 나타나지 않는 비탈면

【그림 6.7-2】한계평형해석

< (a) 비탈면 정상부쪽에 인장균열이 있는 비탈면 >


6 - 15

< (b) 비탈면 내에 인장균열이 있는 비탈면 > < (c) 비탈면 내에 인장균열이 없는 비탈면 >

또한 해석을 위하여 가정은 다음과 같다.

① 미끄럼 인장균열은 비탈면에 평행 즉, 주향이 동일.

② 인장균열이 연직이며, Zw 깊이까지 물로 채워졌으며 인장균열 속의 물에 의해 생

기는 미끄럼면 부근의 수압분포는 아래 그림과 같음.

③ W, U 및 V 등은 미끄럼 블록의 중심을 통하여 작용.

④ 단위두께를 가진 슬라이스를 고려. 또한 파괴되는 부분의 양측면은 미끄럼 저항이

없는 자유면이 존재하는 것으로 고려.

이때, 식에 적용하는 각 값은 다음 식에서 구하여 안전율을 계산한다

. A H Z cosec U wZwH Z cosecp V

wZw

케이스 (a) 의 경우

W H ZH cotp cot f

케이스 (b) 의 경우

W H ZH cotp cotptan f

한편 (c) 의 경우는

U wHwcosecp

를 , V = 0을 적용.


6 - 16

단, 상기식에 있어 W값은 식에 적용시키기 곤란한 경우, 단면적을 이용한다. 따라서

현장 시공시 발파암 절취과정에서 상부비탈면에서 인장균열이 발견될 경우 파괴면 상의

수압에 의한 양압력 U의 작용으로 비탈면 안전율이 저하될 가능성이 있으므로 반드시

이에 따른 비탈면안정검토를 실시, 비탈면경사를 조정한다.

6.7.4 개별요소법

블록이론으로도 불리는 개별요소법(Distinct Element Method)은 파괴 및 붕괴가 포함

되는, 암반의 준정적(quasi-static)또는 동적 운동을 실제적이면서도 효과적으로 기술하는

것을 목적으로 Cundall(1971)에 의해 제안되었다. 이 방법은 절리등의 불연속면과 각가

의 암석블록을 실제 형상대로 모델링하고 이들의 거동을 개별적으로 모두 기술한다는

것이 특징이다.

개별요소 해석에서 절리의 역학적 거동은 절리모델을 통하여 표현되며, 불연속면의 거

동모델로는 다음 두가지의 모델이 있다.

① Coulomb Model

모델의 절리거동이 단순히 마찰력과 점착력에 의해 특징 지워지며 전단거동을 하며 이

러한 전단 하에서의 불연속면의 파괴 진행을 고려한 모델이다. 전단에 의한 불연속면의

dilation 특성도 고려, scale effect(불연속면의 규모가 크게되는 것과 함께 전단강도는 저

하하며, 전단강도 발휘시 변위는 크게되는 효과) 고려가 안된다.

② Barton-Bandis Model

불연속면 거동의 비선형성, 치수효과 재하이력의 영향 및 수직응력의 영향을 고려한

암반의 거동해석이다. 절리면의 전단저항 및 dilation은 거칠기의 개념으로 계산, scale

effect고려, 충진물이 없는 맞물린 불연속면을 대상으로 한 것으로 반복 재하를 포함하는

수직변형․전단변형거동을 불연속면의 벽면강도 : JCS(Joint Compressive Strenght), 잔류

마찰각 : Φr , 및 불연속면의 마찰계수 : JRC(Joint Roughness Coefficient)의 3개의

Parameter로 표시할 수 있다.


6 - 17


6.8.1 해석조건 및 설계지반정수

일반적으로 토사 및 풍화암 비탈면의 안정성 해석시 사용되는 해석방법들은 한계평형

이론을 적용하고 있으며, 이 방법으로 산정한 안전율이 허용안전율 이상이 되면 비탈면

은 파괴에 대해 안정하고, 변형은 허용치 이내인 것으로 판단하여 설계에 적용한다.

(1) 해석조건

비탈면 안정해석은 검토구간 중 비탈면 높이가 가장 높은 단면을 대표단면으로 선정하

였으며, 지층은 현장조사를 바탕으로 토사(붕적), 기반암으로 구분하고 지층선을 추정하

였다. 우기시 안정해석은 지표포화시와 100년 빈도 강우강도(11.94mm/hr)를 적용하여

침투류 해석을 실시하고, 침윤선을 연동하여 안정성 검토를 수행하였다.

- 수위조건 : 지표포화시 및 100년빈도 강우강도(11.94mm/hr) 적용

- 해석방법 : Bishop법

- 해석프로그램 : SEEP/W(유한요소 침투해석 프로그램),

SLPOE/W(비탈면안정해석 프로그램)

(2) 적용 설계지반정수

실내시험 결과 및 문헌자료를 참고하여 설계지반정수를 결정하였으며, 본 해석에 적용

한 물성치는 다음과 같다. 설계지반정수에 대한 상세내용은 지반조사보고서에 수록하였

다.

구분단위중량(kN/m3)

점착력(kPa)

내부마찰각(°)

변형계수(MPa)


토석류 17.0 3.0 28 - - 1.4×10-3

토사층(붕적) 18.5 14.0 30 - - 8.3×10-4

연암층 24.0 300 35 1,000 0.28 5.0×10-5

보통암 25.0 600 39 6,000 0.24 2.0×10-5

【표 6.8-1】설계지반정수


6 - 18

6.8.2 최소 비탈면 경사 선정

(1) 해석조건

본 과업구간 중 경사가 가장 급하고 비탈면은 상부 토사(붕적층)의 층후가 가장 깊은

단면을 대표단면으로 선정하였으며, 비탈면 경사별 한계평형해석을 실시하여 소정의 안

전율을 만족하는 최소 비탈면 경사를 제시하였다.

(2) 경사별 안정성 검토

【그림 6.8-1】경사별 안정성 검토결과

1 : 1.8 경사 적용시 검토결과

【표 6.8-2】해석결과

구 분 해 석 결 과 기준안전율 판 정

1 : 1.8 1.331

1.2

OK

1 : 1.5 1.207 OK

1 : 1.2 1.061 NG

1 : 1.0 0.887 NG

대표단면에 대한 비탈면 경사별 안정성 검토결과, 1 : 1.5 보다 완경사의 비탈면의 경

우에는 기준안전율을 만족하여 안정한 것으로 나타났으며, 과업구간 중 비탈면 경사가

더 급한 구간에 대해서는 상세 안정성 검토를 수행하였다.


6 - 19

6.8.3 래미안 구간 안정성 검토

비탈면 경사별 안정성 검토결과를 토대로 1 : 1.5 보다 급경사이거나, 토사(붕적층) 층

후가 얕은 비탈면 구간 2개구간과 구조물 구간 1개 구간에 대해 상세 안정성 검토를 수

행하였으며, 검토현황은 다음과 같다.

(1) 비탈면 검토구간 선정

【그림 6.8-2】비탈면 검토현황


래미안

1구간(2호지) 2+80(좌) 267.30 25 662.39

원지반

무한비탈면

급경사지

2구간(2호지) 3+80(우) 267.30 25 662.39

3구간 0+00∼0+50 138.89 32 42.51

4구간 0+00∼0+80 206.15 36 74.00

구조물구간(2호지) 5+20∼5+70 267.30 20 662.39



6 - 20

(2) 1구간(STA.2+80,좌) 안정성검토

(가) 검토단면 및 모델링도

【그림 6.8-3】비탈면안정해석 검토단면 및 모델링도

검토단면 모델링도

(나) 침투해석

100년 빈도 강우강도(11.94mm/hr)와 강우지속시간을 48시간으로 가정하여 침투류 해석

을 실시하였으며, 그 결과는 다음과 같다.

【그림 6.8-4】침투해석결과

초기 지하수위 48시간 경과 후 지하수위

침투해석 결과, 100년 빈도 강우강도 적용시 48시간 경과 후 지하수위는 지표까지 포화되

는 것으로 나타났으며 해석결과를 비탈면 안정해석에 적용하였다.


6 - 21

(다) 비탈면안정해석 결과

지표포화시와 강우강도를 고려한 침투해석결과를 연동하여 비탈면안정 해석을 실시하였

으며, 그 결과는 다음과 같다.

【그림 6.8-5】비탈면안정해석 결과

만수위시 100년 빈도 강우강도 적용시

FS = 1.467 〉1.2 ∴ OK FS = 1.660 〉1.3 ∴ OK

만수위시 및 강우강도 적용시 비탈면 활동안정성 검토결과 설계기준안전율을 만족하는

것으로 나타났다.

(3) 2구간(STA.3+80,우) 안정성검토




토사(붕적)

기반암

Distance(m)0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

Elevation(m)

172173174175176177178179180181182183184185186187


6 - 22

(나) 침투해석










【그림 6.8-8】비탈면안정해석 결과(블록파괴)


FS = 1.463 〉1.2 ∴ OK FS = 1.492 〉1.3 ∴ OK




6 - 23

(4) 3구간(STA.0+00∼0+50) 안정성검토




(나) 침투해석








6 - 24






FS = 0.791 < 1.2 ∴ NG FS = 1.038 < 1.3 ∴ NG

만수위시 및 강우강도 적용시 비탈면 활동안정성 검토결과 설계기준안전율을 만족하지

못하는 것으로 나타났다.


6 - 25

(5) 4구간(STA.0+00∼0+80) 안정성검토




(나) 침투해석








6 - 26






FS = 0.825 < 1.2 ∴ NG FS = 1.086 < 1.3 ∴ NG

만수위시 및 강우강도 적용시 비탈면 활동안정성 검토결과 설계기준안전율을 만족하지

못하는 것으로 나타났다..


6 - 27

(6) 구조물구간 안정성검토




(나) 침투해석








6 - 28






FS = 1.579 〉1.2 ∴ OK FS = 1.752 〉1.3 ∴ OK



(5) 비탈면 안정성 검토결과

【표 6.8-4】래미안구간 비탈면 안정성 검토결과

구 분 검토단면 검토조건 한계평형해석 기준안전율 판 정

래미안

1구간만수위시 1.467 1.2 OK

강우강도 적용시 1.660 1.3 OK

2구간만수위시 1.463 1.2 OK


3구간만수위시 0.791 1.2 NG

강우강도 적용시 1.038 1.3 NG

4구간만수위시 0.825 1.2 NG

강우강도 적용시 1.086 1.3 NG

구조물구간만수위시 1.579 1.2 OK



6 - 29

래미안구간 원지반 비탈면에 대하여 만수위시 및 100년빈도 강우강도 적용시 활동안정성

검토를 실시하였으며, 그 결과 1구간, 2구간 및 구조물 구간은 활동에 의한 파괴가 발생하지

않는 것으로 나타났다.

그러나, 기준안전율을 만족하지 못하는 3구간, 4구간 비탈면에 대해서는 별도의 비탈면

보강대책을 적용하여 상세안정성 검토를 수행하였다.


6 - 30

6.8.4 비탈면 법면대책 수립

비탈면 안정성 검토결과 3구간 및 4구간을 제외한 나머지 구간에서 기준 안전율 이상

으로 안정성을 확보하는 것으로 나타났으나, 시간경과에 따른 진행성 파괴를 최소화 하

기 위해 다음과 같은 비탈면 법면대책을 수립하였다.

(1) 비탈면 법면대책

【그림 6.8-18】비탈면 법면대책

구분사면경사완화(비탈면 정지)


법 면

대 책

특 징수로인접부 경사완화로

원지반 이완 최소화

수로부 등 측면비탈면

안정성 확보

수로부 및 경사 비탈면

안정성 확보

수로부 및 구조물 설치로 발생하는 비탈면의 법면대책으로 사면경사완화, 돌망태 기슭

막이, 전석 기슭막이 등을 수립하여, 시간경과에 따른 진행성 파괴를 최소화하여 비탈면

의 안정성을 추가로 확보하였다.


6 - 31

6.8.5 비탈면 보강대책

비탈면 안정성 검토결과 기준 안전율을 만족하지 못하는 3구간 및 4구간 비탈면에 대

해서 비탈면 보강대책을 수립하였으며, 다음과 같이 비탈면 보강공법 비교를 통해서 최

적의 보강대책을 수립하였다.

(1) 비탈면 보강공법의 선정

【그림 6.8-19】비탈면 보강공법

구분 중력식 쏘일네일링 압력식 쏘일네일링 FRP 보강그라우팅

공법

개요 ․원지반 천공 후 보강재

를 프리스트레싱 없이 비

교적 촘촘한 간격으로 지

반에 삽입한 후 그라우팅

을 실시하여 원지반의 전

단강도를 향상시키는 공법

․원지반 천공 후 두부의

패커에 급결성 팽창제를

주입하여 네일 정착부를

완전히 밀폐하고 압력그라

우팅을 실시하여 정착부의

유효직경 및 인발저항력을

증가시는 공법

․원지반을 천공 후 보강

재내에 패커를 설치하여

압력에 의해 시멘트 밀크

를 주입함으로써 원지반의

전단강도 증대와 보강재에

의한 네일링 효과를 동시

에 얻는 공법

장점

․자재수급이용이하고경제적

․네일 간격이 좁고 수량

이 많아 부분적인 파괴에

대한 안정성 확보에 유리

․중력식에 비해 네일 설

치 본수 감소

․시공이 간편하고 그라우

팅 속도 및 품질개선

․중량이 작아 설치 및 운

반이 용이

․차수효과 및 보강효과

우수

단점

․네일 부식방지 대책 필

요

․네일 부식방지 대책 필

요

․공정이 복잡

․압력부에 대한 확인시험

및 품질관리 어려움

적용 ◎

비탈면 보강공법 비교를 통해서 경제성이 우수하고 부분적인 파괴에 대한 안정성 확보

가 유리한 중력식 쏘일네일링 공법을 적용하였으며, 보강공법 적용 후 비탈면 안정성 검

토결과는 다음과 같다.


6 - 32

(2) 3구간 보강공법 적용 후 비탈면 안정성 검토




(나) 비탈면안정해석 결과

비탈면 보강공법으로 중력식 쏘일네일링을 적용하였으며, 보강 후 비탈면에 대한 안정해

석 결과는 다음과 같다.


건기시 우기시

FS = 2.333 〉1.5 ∴ OK FS = 1.339 〉1.2 ∴ OK

비탈면 보강공법 적용 후 활동안정성 검토결과 만수위시와 100년 빈도 강우강도 적용시

모두 설계기준안전율을 만족하는 것으로 나타났다.


6 - 33

(2) 4구간 보강공법 적용 후 비탈면 안정성 검토




(나) 비탈면안정해석 결과

비탈면 보강공법으로 중력식 쏘일네일링을 적용하였으며, 보강 후 비탈면에 대한 안정해

석 결과는 다음과 같다.


건기시 우기시

FS = 2.157 〉1.5 ∴ OK FS = 1.274 〉1.2 ∴ OK

비탈면 보강공법 적용 후 활동안정성 검토결과 만수위시와 100년 빈도 강우강도 적용시

모두 설계기준안전율을 만족하는 것으로 나타났다.


6 - 34

(3) 검토결과

비탈면 활동안정성 검토결과 기준안전율을 만족하지 못하는 3구간 및 4구간에 대하여

중력식 쏘일네일링을 적용한 비탈면 보강대책을 수립하였으며, 보강공법 적용시 비탈면

활동안정성 검토결과는 다음과 같다.

【표 6.8-24】비탈면 보강공법 적용시 안정성 검토결과


래미안

3구간건기시 2.333 1.5 OK

우기시 1.339 1.2 OK

4구간건기시 2.157 1.5 OK

우기시 1.274 1.2 OK

래미안구간 보강 비탈면에 대하여 건기시 및 우기시 활동안정성 검토를 실시하였으며, 그

결과 기준안전율 이상으로 활동에 대해 안정한 것으로 나타나 보강대책은 적절한 것으로 판

단된다.

하지만, 세굴영향으로 인한 비탈면 붕괴가 발생할 우려가 있으므로 배수계획 수립 등 대

책마련이 필요할 것으로 판단된다.


6 - 35


6.9.1 철탑구간 안정성 검토

(1) 개요

래미안 철탑 하부 구간에 비탈면 붕괴가 발생하여 추가 산사태 발생가능성이 있을 것

으로 판단된다. 따라서 철탑 하부 비탈면에 대하여 경사완화공법을 적용하고 그에 따른

활동안정성 검토 및 3차원 수치해석을 통한 검토를 수행하여 비탈면 경사완화에 따른

철탑구조물의 영향 검토를 수행하였으며, 검토 단면현황은 다음과 같다.

【그림 6.9-1】래미안 철탑부 구간

검토단면 현황

(2) 비탈면 활동안정성 검토

철탑하부 비탈면 구간에 대한 경사완화공법 적용시 비탈면 원호활동 안정성 검토를 수

행하였다. 수위조건은 만수위시 및 100년빈도 강우강도 적용시를 적용하였으며, 그 결과

는 다음과 같다.


6 - 36




(나) 비탈면 안정성 검토결과



FS = 1.623 〉1.2 ∴ OK FS = 1.821 〉1.3 ∴ OK

철탑구간 하부 비탈면에 대하여 만수위시 및 강우강도 적용시 비탈면 활동안정성 검토결

과 설계기준안전율을 만족하는 것으로 나타났다. 따라서 추가산사태 피해예방을 위한 경사

완화공법 적용이 적합한 것으로 판단된다. 하지만, 세굴영향으로 인한 비탈면 붕괴가 발생

할 우려가 있으므로 배수계획 수립 등 대책마련이 필요할 것으로 판단된다.


6 - 37

(3) 수치해석을 통한 구조물 안정성 검토

철탑 하부 비탈면 경사완화공법 적용에 따른 철탑구조물 안정성 검토를 위해 유한요소

해석프로그램인 MIDAS-GTS를 사용하여 3차원 수치해석을 실시하였으며, 그 결과는 다

음과 같다.


【그림 6.9-4】수치해석에 적용된 모델링도 및 초기응력 구현

모델링도 초기응력 구현

(나) 수치해석결과

【그림 6.9-5】비탈면 해석 결과

연직변위 수평변위

최대연직변위 : 2.64mm 최대수평변위 : 0.73mm


6 - 38

【그림 6.9-6】철탑 영향 검토 결과

연직변위 수평변위

연직변위 : 0.33mm, 각변위 1.5×10-5 철탑기초수평변위 : 0.67mm

【그림 6.9-7】주응력

최대주응력 최소주응력

【그림 6.9-8】전단변형율

전단변형율 체적변형율


6 - 39

(4) 검토결과

철탑 하부 구간 추가 산사태 가능성이 있을 것으로 판단되는 구간에 대해 비탈면 경사

완화공법을 적용하였으며 이에 따른 상세안정성 검토를 실시하였다.

비탈면 경사완화공법 적용에 따른 만수위시 및 강우강도 적용시 활동안정성 검토결과

설계기준안전율을 만족하는 것으로 나타났다. 따라서 추가산사태 피해예방을 위한 경사

완화공법 적용이 적합한 것으로 판단된다. 하지만, 세굴영향으로 인한 비탈면 붕괴가 발

생할 우려가 있으므로 배수계획 수립 등 대책마련이 필요할 것으로 판단된다.

또한, 3차원 수치해석을 통한 안정성 검토결과 추가 산사태 피해예방을 위한 비탈면

경사완화공법 적용시 철탑구조물에 미치는 영향은 미소한 것으로 평가되었다.


6 - 40

6.9.2 상부 옹벽 구조물 안정성 검토

(1) 개요

옹벽 구조물에 대한 외적 및 활동안정성 검토를 수행하여 구조물 계획의 적정성을 검

증하였다. 검토 단면현황은 다음과 같다.

【그림 6.9-9】옹벽 구조물 검토단면 및 모델링도


옹벽구조물

토사(붕적층)

기반암

Distance(m)0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Elevation(m)

200

209

218

227

236

245

254

263

272

281

290

(2) 옹벽 구조물 안정성 검토

(가) 활동(Sliding)에 대한 안정

S.F ＝f․ΣV + τ․L

ΣH≥ 허용안전율(1.5)

여기서, S.F : 안전율

f : 구조물 저면과 지반(암반)사이의 마찰계수

(＝ tanΦB ＝ tan(⅔Φ) )

ΣV : 수직력의 합, kN

ΣH : 수평력의 합, kN

τ : 구조물 저면과 지반(암반)사이의 부착력

L : 구조물 저판의 폭, m

(나) 전도(Overturning)에 대한 안정

S.F ＝M r

M o

≥ 허용안전율(2.0)


6 - 41

여기서, Mr : 저항 모멘트, kN·m, Mo : 전도 모멘트, kN·m

(다) 지지력(Bearing Stress)에 대한 안정

e <B6

일 경우 : q max . ＝ΣVB

(1＋6․eB

) < q a

q min . ＝ΣVB

(1－6․eB

) < q a

여기서, q : 지반에 작용하는 압축응력, kN/㎡, ΣV : 수직력의 합, kN

e : 편심거리 (＝ B/2 － a), m, B : 구조물 저판의 폭, m

(라) 외적 안정성 검토결과

【표 6.9-10】외적안정성 검토결과

구 분활동에 대한 안정 전도에 대한 안정 지지력에 대한 안정안전율 기준안전율 안전율 기준안전율 안전율 기준안전율

옹벽 4.63 1.5 3.45 2.0 7.14 2.5

(마) 활동 안정성 검토결과

【그림 6.9-11】활동 안정성 검토결과

검토결과

4.882

Distance(m)0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Elevation(m)

200

210

220

230

240

250

260

270

280

290

FS = 4.882 〉1.5 ∴ OK

옹벽 구조물에 대한 외적 및 활동 안정성 검토결과 소요안전율을 만족하여 안정한 것으로

판단된다.


6 - 42

6.9.3 사방댐 구조물 안정성 검토

(1) 개요

사방댐 구조물에 대한 침투 및 비탈면 안정성 검토를 수행하여 구조물 계획의 적정성

을 검증하였다. 검토 단면현황은 다음과 같다.

【그림 6.9-12】사방댐 구조물 검토단면 및 모델링도


(2) 사방댐 구조물 안정성 검토






(＝ tanΦB ＝ tan(⅔Φ))






S.F ＝M r

M o



6 - 43



e <B6


(1＋6․eB

) < q a

q min . ＝ΣVB

(1－6․eB

) < q a





구 분활동에 대한 안정 전도에 대한 안정 지지력에 대한 안정

안전율 기준안전율 안전율 기준안전율 안전율 기준안전율

사방댐 5.21 1.5 5.14 2.0 52.56 2.5



검토결과

FS = 9.301 〉1.5 ∴ OK

사방댐 구조물에 대한 외적 및 활동 안정성 검토결과 소요안전율을 만족하여 사방대책으

로 적합한 것으로 판단된다.


6 - 44

6.9.4 돌골막이 구조물 안정성 검토

(1) 개요

돌골막이 구조물에 대한 침투 및 비탈면 안정성 검토를 수행하여 구조물 계획의 적정

성을 검증하였다. 검토 단면현황은 다음과 같다.

【그림 6.9-14】돌골막이 구조물 검토단면 및 모델링도


(2) 돌골막이 구조물 활동안정성 검토

(가) 활동 안정성 검토결과


검토결과

FS = 13.131 〉1.5 ∴ OK

돌골막이 구조물에 대한 활동 안정성 검토결과 소요안전율을 만족하여 사방대책으로 적

합한 것으로 판단된다.

7. 사방구조물 계획7. 사방구조물 계획


7.2 설계방향

7.3 주요 사방구조물

7.4 비탈면 침식방지 방안

7.5 주거지 및 도로 경계

사방계획

7.6 사방계획 종합

7. 사방구조물 계획

7 - 1



본 과업은 서울시 서초구 우면산 일대 계곡부 단면에 대한 수리/수문 검토와 비탈면

안정성 검토결과를 반영하여 강우시 안전한 우수배수, 토석류 발생시 안정성 확보를 위

한 사방구조물 계획을 수립하는데 그 목적이 있다.

7.2 설계방향

본 과업구간의 특성과 사방기술교본 지침을 반영한 산복공사 설계방향을 설정하여 비

탈면과 수로의 안전을 도모하였다.

① 경사가 심한 곳

- 비탈면 다듬기 후 직고 2～3m 간격으로 떼단 2열, 식생토낭 쌓기를 하여 사면안정화

- 비탈면 안정성 검토결과 소요안전율 미확보시 쏘일네일링, 비탈면 경사완화 등 적용

② 경사가 완만한 곳

- 면고르기를 하여 식생네트를 이용한 비탈면 안정화 도모

③ 수로 좌우 비탈면

- 돌/돌망태/선떼에 의한 단쌓기 후 식재 및 파종 실시

④ 사방댐 저류부

- 조경을 통한 친수공간 조성

⑤ 부토 발생 수로

- 비탈면 다듬기아 단끊기 등으로 형성된 부토 유실방지용 땅속흙막이 설치

⑥ 유로 발생 비탈면

- 떼수로와 식생토낭수로, 돌수로 등을 설치하여 비탈면 유실 보호

⑦ 산복하단부 사면

- 심줄박기, 돌망태기슭막이(개비온 옹벽 등)으로 비탈면 보호

⑧ 하류부 도로 및 주거 안정성 확보 방안

- 옹벽설치후 전면 전석기슭막이를 계획하여 안정성과 미관 확보

⑨ 사방구조물


7 - 2

- 홍수량과 예상토석류량을 고려하고 저류량 확보가 가능한 위치에 안정성 확보가 가능한

사방구조물 계획 수립


사방구조물로 크게 사방댐(다기능 버트리스, 전석붙임, 비탈식, 슬릿트, 콘크리트)과 보

막이, 골막이, 바닥막이, 기슭막이 등이 있으며, 사방구조물별 특징 및 형태는 다음과 같

다.

7.3.1 다기능 버트리스 사방댐

산지재해예방 기능을 유지하면서 저사기능 및 약간의 저수기능을 가지며 어느 정도 유

수의 통과가 가능한 개방형 사방댐으로 유목, 토석류 저지대책으로 효과가 우수하다.

전경사진 구조단면도

【표 7.3-1】전경사진 및 구조단면도

7.3.2 슬릿트 사방댐

주재료는 콘크리트이며 상하류가 단절되지 않아 평상시 유수의 흐름이 양호하고 토석

류 차단이 가능하다.


7 - 3



7.3.3 콘크리트 사방댐

주재료는 콘크리트이며 사방댐 상류와 하류의 단절로 토석의 이동을 차단하여 저사 또

는 저수용으로 시공하며 시공법도 용이하며 안정적이다.



7.3.4 전석붙임 사방댐

주재료는 콘크리트 및 석재이며 사방댐 상류와 하류의 단절로 저사 또는 저수기능을

수행한다.


7 - 4



7.3.5 비탈식 사방댐

사방댐의 낙차를 환경과 생태를 고려하여 생태로의 동선이 단전되지 않고 비탈식 하단

부의 어류와 양서류의 휴식공간을 부여할 수 있는 친환경적 사방댐이다.



7.3.6 보막이

사방댐과 같은 용어로 사용되며 현장에서는 사방댐 중 규모가 작고 저사나 저수기능이

상대적으로 작은 것을 보막이라 한다.


7 - 5



7.3.7 골막이

황폐 소계류를 가로질러 반수면을 중심으로 축조하여 개울 비탈을 완화시켜 수세를 줄

여서 산각을 고정하고 토사유출 및 비탈면 붕괴를 방지하는 구조물이다.



7.3.8 바닥막이

황폐된 계천 또는 소하천 바닥의 종침식방지 및 바닥에 퇴적된 불안정한 토사석력의

유실을 방지하기 위해 계천을 횡단하여 설치하는 구조물로서 높이가 낮고 폭이 넓은 구

조물이다.


7 - 6



7.3.9 기슭막이

황폐된 계천에서 유수에 의한 계안의 침식을 방지하고 산각의 안정을 도모하기 위하여

계류 흐름방향에 따라 축설하는 계천 사방구조물이다.


1 : 0

.5

전석(L=60cm)

뒷채움잡석

P.V.C PIPE Ø50

고임돌

G.L

채움콘크리트

G.L

전석(L=60cm)

채움콘크리트


7.3.10 본 과업구간 사방구조물 계획 현황

계획하폭과 홍수량 검토를 통해 우면산 산사태 1공구 복구공사의 사방구조물을 다음과

같이 계획하였다.

구 간 비탈식 사방댐 다기능 사방댐 보막이 골막이

1공구

(래미안, 임광,

전원마을)

1개소 6개소 2개소 57개소



7 - 7


본 과업구간의 특성과 과거 산복공사 경험을 고려하여 식생토낭, 식생네트 및 선떼(줄

떼)붙이기를 적용하여 비탈면 침식을 최소화 하도록 계획하였다.

녹화직전 녹화후

【표 7.4-1】식생토낭 녹화 전후 전경


【표 7.4-2】식생네트 녹화 전후 전경

선떼붙이기 물억새 비탈면 녹화

【표 7.4-2】선떼붙이기 및 물억새 비탈면 녹화


7 - 8

7.5 주거지 및 도로 경계 사방계획

본 과업구간인 래미안, 임광, 신동아 하류지점은 남부순환로와 아파트 주거지가 인접하

여 있어 사방계획시 안정성과 미관을 고려하여 다음과 같이 계획하였다.

2m의 반중력식 옹벽을 시공하고 남부순환로 전면부는 미관을 고려하여 전석쌓기 계획

을 수립하였다. 또한 억새 군락과 사방수종식재를 통해 미관을 확보하도록 계획하였다.

【그림 7.5-1】남부순환로 경계부 사방계획

래미안, 임광, 신동아-남부순환로 경계 사방계획


7 - 9


【그림 7.6-1】래미안, 임광 사방계획 조감도

래미안, 임광 사방계획 조감도


7 - 10

【그림 7.6-2】래미안 사방계획 도면

래미안 사방계획 도면


7 - 11

【그림 7.6-3】임광 사방계획 도면

임광 사방계획 도면


7 - 12

【그림 7.6-4】전원마을 1호지 사방계획 조감도



7 - 13




7 - 14




7 - 15

【그림 7.6-7】전원마을 1호지 사방계획 도면

전원마을 1호지 사방계획 도면


7 - 16




7 - 17







2011. 11.



공 사 설 명 서





공사위치 서울특별시 서초구 방배동 산92-1 일대설계기간 2011. 9. ～ 2011. 3. ( 180 일간)

개 략

공 사 비7,108백만원

실 제

공사금액

- 공 사 비 : 6,800,000천원

- 감 리 비 : 74,000천원

- 설 계 비 : 234,000천원

- 총사업비 : 7,108,000천원

사 업 량

■ 수해복구공사 : 수해면적 A=0.0898km2


◉ 토 공 : 흙깎기(토사)-38,000m3, 흙깎기(리핑암)-0,000m3


◉ 구조물공 : 다기능 버트리스 사방댐 1개소


골막이 21개소

중력식 옹벽(H=2.0m, L=82.5m) 등


◉ 조 경 공 : 데크로드, 목교 등 1식

◉ 부 대 공 : 1식



공

통

사

항


① 피해당시 상황자료의 확보 및 정리 1-2, 도면참조






② 계획빈도의 적정성 4-49～4-55

③ 자연친화적 복구설계의 반영 1-7～1-8

하

천

가. 하천일반





사

면

가. 산사태









과업구간 위치(2공구-신동아, 보덕사)

과업구간 수해복구 조감도(신동아)

과업구간 수해복구 조감도(보덕사)

- i -

목 차

1. 사업계획서 ··································································································································· 1-1

1.1 사업명 및 위치 ························································································································· 1-1

1.2 사업의 목적 ······························································································································· 1-1

1.3 사업의 내용 ······························································································································· 1-1

1.4 산사태 피해현황 ······················································································································· 1-2

1.5 설계요약 ······································································································································ 1-4

1.5.1 지반조사 분야 ···················································································································· 1-4

1.5.2 수리수문 분야 ···················································································································· 1-5

1.5.3 토질 및 기초 분야 ············································································································ 1-6

1.5.4 사방대책(요약) ···················································································································· 1-7

2. 기초조사 ········································································································································ 2-1

2.1 일반현황 ······································································································································ 2-1

2.1.1 유역의 일반현황 ················································································································ 2-1

2.1.2 유역의 자연현황 ················································································································ 2-4

2.1.3 유역의 현황 분석 ·············································································································· 2-6

2.2 수문 조사 ···································································································································· 2-7

2.2.1 수문관측소 현황 ····················································································································2-7

2.3 피해현황 ······································································································································ 2-8

2.3.1 수해 현황 ····························································································································· 2-8

3. 지반조사 ········································································································································ 3-1

3.1 조사개요 ······································································································································ 3-1

3.1.1 조사목적 ······························································································································· 3-1

3.1.2 조사지역 ······························································································································· 3-1

3.1.3 조사항목 ······························································································································· 3-2

- ii -

3.1.4 조사기간 ······························································································································· 3-2

3.1.5 조사장비 ······························································································································· 3-2

3.2 일반사항 ······································································································································ 3-3

3.2.1 지표지질조사 ························································································································ 3-3

3.2.2 현장조사 ································································································································ 3-9

3.2.3 현장시험 ······························································································································ 3-10

3.2.4 실내시험 ······························································································································ 3-14

3.2.5 폐공처리 ······························································································································ 3-17

3.2.6 흙과 암반의 분류 및 기재방법 ····················································································· 3-18

3.3 지형 및 지질 ··························································································································· 3-28

3.3.1 지형특성 분석 ·················································································································· 3-28

3.3.2 지질특성 분석 ·················································································································· 3-29

3.4 조사결과 ···································································································································· 3-31

3.4.1 지표지질조사 ···················································································································· 3-31

3.4.2 현장조사 ····························································································································· 3-34

3.4.3 현장시험 ····························································································································· 3-35

3.4.4 실내시험 ····························································································································· 3-39

3.5 설계지반정수 산정 ················································································································· 3-40

3.5.1 기본방향 ····························································································································· 3-40

3.5.2 토사층 설계지반정수 산정 ··························································································· 3-40

3.5.3 풍화암 설계지반정수 산정 ··························································································· 3-46

3.5.4 기반암 설계지반정수 산정 ··························································································· 3-47

3.5.5 수리특성 설계지반정수 산정 ························································································· 3-50

3.6 조사결과 요약 ························································································································· 3-51

3.6.1 조사결과 요약 ·················································································································· 3-51

4. 홍수량 및 홍수위 산정 ········································································································ 4-1

4.1 기본홍수량 및 계획홍수량 ···································································································· 4-1

4.1.1 홍수량 산정지점 ················································································································ 4-1

4.1.2 강우분석 및 확률 강우량산정 ······················································································· 4-4

- iii -

4.1.3 강우의 시간분포 결정 ···································································································· 4-17

4.1.4 도달시간 ····························································································································· 4-21

4.1.5 기본 및 계획홍수량 산정 ····························································································· 4-25

4.2 홍수위 산정 ····························································································································· 4-34

4.2.1 계산방법의 선정 ·············································································································· 4-34

4.2.2 홍수위 산정을 위한 자료의 선정 ··············································································· 4-36

4.2.3 기점홍수위 ························································································································ 4-39

4.2.4 계획하폭 ····························································································································· 4-40

4.2.5 홍수위 계산 ······················································································································ 4-42

5. 개수계획 ········································································································································ 5-1

5.1 평면, 종단, 횡단 계획공 ········································································································· 5-1

6. 비탈면 안정성 검토 ················································································································· 6-1

6.1 과업의 목적 ································································································································· 6-1

6.2 과업의 내용 ································································································································· 6-1

6.3 비탈면 현황 ································································································································· 6-2

6.4 비탈면 불안정 요인 및 파괴유형 ·························································································· 6-4

6.4.1 비탈면 불안정 요인 ············································································································ 6-4

6.4.2 토사비탈면 파괴형태 ·········································································································· 6-5

6.4.3 암반비탈면 파괴형태 ·········································································································· 6-6

6.5 설계기준 ········································································································································ 6-7

6.5.1 경사 및 소단 적용기준 ······································································································ 6-7

6.5.2 비탈면 안전율 적용기준 ··································································································· 6-8

6.6 토사비탈면 안정해석 방법 ···································································································· 6-10

6.6.1 개요 ······································································································································· 6-10

6.6.2 비탈면 안정해석법 ············································································································ 6-10

6.6.3 해석조건 ······························································································································· 6-12

6.6.4 침투해석 프로그램 ············································································································ 6-12

6.6.5 한계평형해석 프로그램 ··································································································· 6-12

- iv -

6.7 암반비탈면 안정해석 방법 ···································································································· 6-13

6.7.1 개요 ······································································································································· 6-13

6.7.2 평사투영법 ·························································································································· 6-14

6.7.3 한계평형해석 ······················································································································ 6-15

6.7.4 개별요소법 ·························································································································· 6-17

6.8 토사비탈면 안정성 검토 ········································································································ 6-18

6.8.1 해석조건 및 설계지반정수 ····························································································· 6-18

6.8.2 최소 비탈면 경사 선정 ···································································································· 6-19

6.8.3 신동아구간 안정성 검토 ································································································· 6-20

6.8.4 보덕사구간 안정성 검토 ································································································· 6-26

6.8.5 비탈면 법면대책 수립 ······································································································ 6-32

6.9 기타 구조물 안정성 검토 ······································································································ 6-33

6.9.1 사방댐 구조물 안정성 검토 ··························································································· 6-33

6.9.2 돌골막이 구조물 안정성 검토 ······················································································· 6-35

7. 사방구조물 계획 ························································································································ 7-1

7.1 과업의 목적 ································································································································· 7-1

7.2 설계방향 ········································································································································ 7-1

7.3 주요 사방구조물 ························································································································· 7-2

7.3.1 다기능 버트리스 사방댐 ··································································································· 7-2

7.3.2 슬릿트 사방댐 ······················································································································ 7-2

7.3.3 콘크리트 사방댐 ·················································································································· 7-3

7.3.4 전석붙임 사방댐 ·················································································································· 7-3

7.3.5 비탈식 사방댐 ······················································································································ 7-4

7.3.6 보막이 ····································································································································· 7-4

7.3.7 골막이 ····································································································································· 7-5

7.3.8 바닥막이 ································································································································· 7-5

7.3.9 기슭막이 ································································································································· 7-6

7.3.10 본 과업구간 사방구조물 계획현황 ··············································································· 7-6

7.4 비탈면 침식방지 방안 ··············································································································· 7-7

- v -

7.5 사방계획 종합 ····························································································································· 7-8

◐ 부 록 Ⅰ

◐ 부 록 Ⅱ

◐ 도 면

계 획 평 면 도

종 단 면 도







1. 사업계획서

1 - 1

1. 사업계획서













2. 지반조사














1. 사업계획서

1 - 2


【그림 1.4-1】신동아 산사태 피해전경

신동아

1. 사업계획서

1 - 3

【그림 1.4-2】보덕사 산사태 피해전경

보덕사

1. 사업계획서

1 - 4

1.5 설계요약










1. 사업계획서

1 - 5



기초조사

총 4개 유역으로 구성됨(신동아1,2 ,

보덕사1,2)




고도산정


관측소 및

강우량조사







기왕홍수분석



68.5mm, 일최대 281.0mm


80.5mm, 일최대 352.0mm



홍

수

량

산

정

확률

강우량

분석

10

100

1000

1 10 100 1000

Duration Time(min)


200년

100년

80년

50년

30년

20년

10년




그램 이용


분포를 채택



홍수량

산정




산정비교


채택(20년,30년,50년,80년,100년,200년)

개수

계획

gV2

21a

gV2

22a

XSh fL D=eh

1Y

2Y

1Z2Z기준고

하상OS

WS수면

에너지경사

S f


빈도별 홍수위 산정

(20년, 30년, 50년, 80년, 100년, 200년)

100년빈도 홍수위 및 여유고 0.6m 계획

1. 사업계획서

1 - 6






원지반

비탈면


강우강도

적용시Fs > 1.3



신동아 구간 보덕사 구간








법면대책



사방댐 구조물 돌골막이 구조물



- 활동 Fs = 7.47 > 1.5

- 전도 Fs = 9.07 > 2.0

- 지지력 Fs = 65.42 > 2.5


∙기준안전율이상으로안정성확보 ∙사방댐구조물활동안정성확보 ∙돌골막이구조물 활동안정성 확보

1. 사업계획서

1 - 7


【그림 1.5-1】신동아 사방대책

신동아

1. 사업계획서

1 - 8

【그림 1.5-2】보덕사 사방대책

보덕사


2.1 일반현황

2.2 수문 조사

2.3 피해 현황

2. 기초조사

2 - 1

2. 기초조사

2.1. 일반현황

2.1.1.유역의 일반현황
























2. 기초조사

2 - 2



유 역

면 적

A(km2)

유 로

연 장

L(km)

유 역

평균폭

(A/L)

유 역

형상계수

(A/L2)

비고

신동아

유역1

하구 SDA0 0.114 0.30 0.39 1.27

지류 합류후 SDA1 0.109 0.22 0.50 2.25

지류 합류전 SDA2 0.090 0.22 0.41 1.86

신동아

유역2

하구 SDA3 0.108 0.67 0.16 0.24

상류지점 SDA4 0.072 0.36 0.20 0.56

보덕사

유역1

하구 BD0 0.160 0.64 0.25 0.39

지류 합류후 BD1 0.114 0.39 0.29 0.75

지류 합류전 BD2 0.049 0.39 0.13 0.32

보덕사 유역2 BD3 0.031 0.18 0.17 0.96














부 호

평균고도

(EL.m)

평균경사

(%)비 고

신동아 유역1 SDA0 168.03 20.01

보덕사 유역1 BD0 164.39 23.06

보덕사 유역2 BD3 135.28 21.36

2. 기초조사

2 - 3


【그림 2.1-1】신동아 유역1


【그림 2.1-2】보덕사 유역1


【그림 2.1-3】보덕사 유역2

2. 기초조사

2 - 4



(가) 지 형











(나) 지 질




(다) 토 양






있다





2. 기초조사

2 - 5












TYPE A




7.62-11.43

(0.3～0.45inch)



3.81-7.62

(0.15～0.30inch)


(0.05～0.15inch)



0-1.27

(0～0.05inch)

2. 기초조사

2 - 6



(km2)A B C D

신동아

유역1

하구 0.005 0 0 0 0.005

지류합류후 0.019 0 0 0 0.019

지류합류전 0.090 0 0 0 0.090

신동아

유역2

하구 0.036 0 0 0 0.036

상류지점 0.072 0 0 0 0.072

보덕사

유역1

하구 0.046 0 0 0 0.046

지류합류후 0.065 0 0 0 0.065

지류합류전 0.049 0 0 0 0.049

보덕사 유역2 0.031 0 0 0 0.031



토 양 의 특 성


추 천토양유형

모래 및

퇴적양식

TYPE AArc, ArD,

SNE2, SRF2

미사질양토,

사양토,

양질사토,

양토


임지, 기타

미숙,

사질전,

기타

변성암,

제4기층,

화성암,

퇴적암






지 점평 균 폭

(km)형상계수

평균고도

(EL.m)

평균경사

(%)비 고

신동아 유역1 0.39 1.27 168.03 20.01

보덕사 유역1 0.25 0.39 164.39 23.06

보덕사 유역2 0.17 0.96 135.28 21.36

2. 기초조사

2 - 7

2.2 수문 조사













1】및【그림 2.2-1】와 같다.



개시일

관측

종별

관 할

관서명

시 우 량



송월동126°57′56.84″ 37°34′ 17.08″ 1907-10 보통 기상청 50개년


전동126°37′29.64″ 37°28′ 39.36″ 1904-08 보통 기상청 〃


서둔동126°59′15.47″ 37°16′ 12.09″ 1964-01 보통 기상청 47개년

2. 기초조사

2 - 8

【그림 2.2-1】티 이 센 망 도

2.3 피해 현황

2.3.1 수해 현황

(1) 수해현황






다.





2. 기초조사

2 - 9


구분

년도


이재민

(인)

인명피해

(사망,실종)

재산피해


2002년 8.30～9. 1 태풍(RUSA) 전국 63,085 246 6,322,304


경북, 강원10,975 131 5,073,388

2006년 7. 9～7.29집중호우 및

태풍(EWINIAR)전국 2,790 62 2,016,235

1998년 7.31～8.18 집중호우 전국(제주제외) 24,531 324 1,519,022

1999년 7.23～8. 4집중호우 및

태풍(OLGA)전국 25,327 67 1,304,246

1990년 9. 9～9.12 집중호우 서울, 경기, 강원, 충북 187,265 163 890,060

1987년 7.15～7.16 태풍(THELMA) 남해, 동해 99,516 345 726,883

1995년 8.19～8.30 집중호우 경기, 강원, 충남, 충북 24,146 65 668,406

1987년 7.21～7.23 집중호우 중부 50,472 167 612,084

1996년 7.26～7.28 집중호우 서울, 경기, 강원, 인천 16,933 29 606,306

1989년 7.25～7.27 집중호우충남, 충북, 전남, 전북

경남, 경북54,041 128 524,541



2000년 8.23～9. 1호우 및 태풍

(PRAPIROON)전국 1,927 28 307,168



2. 기초조사

2 - 10


과업구간

2. 기초조사

2 - 11





















① 이동경로









2. 기초조사

2 - 12









③ 바람현황





















2. 기초조사

2 - 13


었다.




관측소 구분


시강우

일최대

강우

비

고년월·

일13시 14시 15시 16시 17시 18시 19시 20시 21시 22시 23시 24시

서초집중

호우2011 7.27

0.0 16.5 13.0 19.0 11.5 20.0 30.5 62.5 68.5 13.0 2.0 2.5

68.5 281.0

건

교

부

17.0 4.0 1.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

남현집중

호우2011 7.27

0.0 21.0 17.5 29.0 19.5 27.5 32.5 86.5 80.5 6.5 3.5 7.5

86.5 352.0

8.0 2.5 2.0 7.5 0.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0




3.1 조사개요

3.2 일반사항


3.4 조사결과



3. 지반조사

3 - 1

3. 지반조사

3.1 조사개요

3.1.1 조사목적





3.1.2 조사지역



조사구역 ∙ 신동아, 보덕사

조사지역 현황

3. 지반조사

3 - 2

3.1.3 조사항목







현장시험







3.1.4 조사기간

【표 3.1-3】조사기간


현장답사 및 조사계획 수립 2011. 9. 2 ～ 2011. 9. 6

지표지질조사 및 시험굴조사 2011. 9. 7 ～ 2011. 9. 20

시추조사 및 현장시험 2011. 9. 20 ～ 2011. 9. 24

실내시험 2011. 9. 14 ～ 2011. 9. 27

성과분석 및 보고서작성 2011. 9. 24 ～ 2011. 10. 10

3.1.5 조사장비








토질기본물성 시험기KS F 2309

외1 조

함수비, 비중, 입도분석, 체분석, 액소성

시험기


3. 지반조사

3 - 3

3.2 일반사항
















3. 지반조사

3 - 4














Close< 20 넓 다 Wide 600～2,000









요소이다.




(ISRM)간 격




3. 지반조사

3 - 5















Ⅰ

Stepped




Ⅳ

Undulating




Ⅶ

Planar




3. 지반조사

3 - 6













구할 수있다.








깨짐500 ～ 1,000



3. 지반조사

3 - 7











< 0.1mm

0.1～0.25mm

0.25～0.5mm

Very Tight

Tight

Partly Open

Closed

Features

(폐쇄형)

1～10cm Very Wide

Open

Features

(개방형)

10～100cmExtremely

Wide

0.5～2.5mm

2.5～10mm

> 10mm

Open

Moderately

Wide

Wide

Gapped

Features













3. 지반조사

3 - 8













나타낸다.






괴 상 형

(massive)


간격이

넓은 형태

주 상 형

(Columnar)


면보다

훨씬 큰 형태

암 괴 형


불규칙형

(Irregular)


다양한형태

판 형

(Tabular)


면보다


파 쇄 형


3. 지반조사

3 - 9

3.2.2 현장조사

(1) 시추조사
















3. 지반조사

3 - 10

3.2.3 현장시험
















3. 지반조사

3 - 11












있는 사항

사 질 토





점 성 토



∙연․경 정도










조 사

내 용






적 용


3. 지반조사

3 - 12















양을 조절










주지역 적용





상승고 산정








3. 지반조사

3 - 13
























K=r 2

2L(T 2-T 1)․ ln ( Lr )․ ln ( h 1

h 2)








3. 지반조사

3 - 14

3.2.4 실내시험









물

리

적

성

질

시

험




입 도체 분 석

최대입경


균등계수

곡률계수

흙의 분류





연경도

액성한계시험

Consistency 지수

액성한계



판정








물

성

시

험



입 도 KS F 2302

비 중 KS F 2308



3. 지반조사

3 - 15

(다) 시험방법

① 함수비시험




② 비중시험






















추정


추정

3. 지반조사

3 - 16







하였다.

(가) 시험방법





Mohr-Coulomb의 파괴포락선을 작도하여 점착력과 내부마찰각을 구함.



3. 지반조사

3 - 17

3.2.5 폐공처리

(1) 개 요











하수위 파악














되메움




토사층





암반층





되메움

3. 지반조사

3 - 18



(가) 분류방법







모 래

(Sand)




내림


흐트러짐



끈 모양으로

꼬아지지 않음

실트질모래

(Silty

Sand)



점성이 있음.


덩어리가 지나


흐트러짐

덩어리지며


부서지지 않음

끈 모양으로

꼬아지지 않음

모래질실트

(Sandy

Silt)


소량의 점토를


반 이상임



됨

덩어리지며


부서지지 않음


같은 감촉

덩어리지며


부서지지 않음


엉킴

끈 모양으로

꼬아지나 작게

끊어지고

부드러우며

약간의 점성이

있음

실 트

(Silt)








덩어리지며


부서지지 않음

덩어리지며


부서지지 않고


엉킴

완전히

꼬아지지는

않으나 작게


꼬아지고

부드러움

점 토

(Clay)


덩어리가 됨


부서지지 않음

덩어리지며


부서지지 않음

덩어리지며





점성이 큼



3. 지반조사

3 - 19




조

립

토

No.

200

체

통

과

50%

이

하

자갈

No.4

체통

과분

50%

이하

깨끗

한

자갈


자갈, 모래 혼합토∙ 입도곡선으로

모래와 자갈의 비

율을 나눈다.

∙ 세립분(No.200

체 이하)의 백분율

에 따라 다음과 같

이 나눈다.

-. 5%이하 :

GW, GP, SW,

SP

-. 12%이상 :

GM, GC, SM,

SC

5～12% : 이중기

호

Cu = D60/D10 : 4이상

Cg =(D30)2/D10×D60 : 1～3

GP

입도분포

불량한자갈



세립

분함

유한

자갈



소성도

A선아래 또는

PI<4소성도에서

사선부분은

이중기호GC



소성도에 A선

위, 또는

PI>7

모래

No.4

체통

과분

50%

이상

깨끗

한

모래


자갈섞인 모래

Cu = D60 / D10 : 6이상

Cg =(D30)2/D10×D60 : 1～3

SP


모래

자갈섞인 모래


소성도

A선아래 또는


사선부분은

이중기호

세립

분함

유한

모래

SM 실트질 모래

소성도 A선


세

립

토

No.

200

체

통

과

50%

이

상

실트 및

점토

(LL < 50)

ML

무기질 점토,

극세사, 암분,

점토질 세사

CL






및 실트

실트 및

점토

(LL > 50)

MH

무기질 실트,




CH

고소성 무기질


점토


토성



3. 지반조사

3 - 20







함 수 량 (%) 상 태

0 ～ 10

10 ～ 30

30 ～ 70

70 이상

건 조 (Dry)

습 윤 (Moist)

젖 음 (Wet)

포 화 (Saturated)





2 이하

2 ～ 4

4 ～ 8

8 ～ 15

15 ～ 30

30 이상

매 우 연 약

연 약

보 통 견 고

견 고

매 우 견 고

고 결

0.25 이하

0.25 ～ 0.50

0.50 ～ 1.0

1.0 ～ 2.0

2.0 ～ 4.0

4.0 이상






e max-e min


Peck Meyerhof

0 ～ 4

4 ～ 10

10 ～ 30

30 ～ 50

50 이상

매우 느슨

느 슨

보통 조밀

조 밀

매우 조밀

0.0～0.2

0.2～0.4

0.4～0.6

0.6～0.8

0.8～1.0

28.5°이하

28.5°～ 30°

30°～ 36°

36°～ 41°

41°이상

30° 이하

30°～ 35°

35°～ 40°

40°～ 45°

45°이상

3. 지반조사

3 - 21
















∙R.Q.D, T.C.R 및 탄성파 속도에 따른 분

류













퇴적암




변성암




3. 지반조사

3 - 22






연 암

∙TCR:20～40%, RQD: <25%

∙Js : 6cm～20cm


700～1000kg/cm2





거나 갈라짐

보통암

∙TCR : 40～70%

∙RQD : 25～50%

∙Js : 15cm～30cm


1000～1300kg/cm2






경 암

∙TCR : >70%, RQD : >50%

∙Js : 20cm～50cm


1300～1600kg/cm2









대표적인

암 석 명







함유물 등에

의한 시각판정





500～1,000g

해머의 타격에

의한 판정



않는 것




3. 지반조사

3 - 23



암반분류

시추굴진상 황

암 반 의 성 질

풍화변질상 태

균 열상 태

코 아상 태

함 마타 격

침 수시 험

탄성파속도

(km/sec)

풍

화

암

Metal Crown

Bit로 용이하

게 굴진 가능

하며 때로는

무수 보링도

가능

암내부까지

풍화진행

암의 구조및

조직이 남아

있음

균열은 많으

나 점토화의

진행으로 거

의 밀착상태

임

세편상 암편

이 남아있고

손으로 부수

면 가루가

되기도 함.

원형코아가

없음.

손 으 로 도

부서짐

원형보존이

거의 불가

능하며 세

편 상 으 로

분리됨.＜ 1.2

연

암

Metal Crown

Bit로 용이하

게 굴진가능한

암반

암내부의 일

부를 제외하

고는 풍화진

행, 장석, 운

모등이 변

색, 변질됨

균열이 많이

발달 균열

간격은 5cm

이하이고 점

토 협재

암편상～세

편상(각력상)

원형코아가

적고 원형복

구 곤란

햄머로 치

면 가볍게

부서짐

세편상으로

분 리 되 고

암 괴 로 도

분리됨 1.2～2.5

중

경

암

Metal Crown

Bit로 굴진 가

능 하 나

Diamond bit를

사용하지 않으

면 굴진하기

곤란한 암반

균열을 따라

다소 풍화진

행, 장석 및

유색광물은

일부 변색됨

균열발달 일

부는 점토를

협재함.

세편상태로

잘 부서짐.

균 열 간 격

10cm내외

대암편상～

단주상 10cm

이하이며 특

히 5cm내외

의 코아가

많음. 원형복

구 가능

햄머로 치

면 탁음을

내고 부서

짐

암괴로 분

리하나 입

자의 분산

은 거의 없

고 변화하

지 않음

2.5～3.5

경

암

Diamond bit를

사용하지 않으

면 굴진하기

곤란한 암반

대체로 신선

균열을따라

약간 풍화변

질됨.

암내부는 신

선함

균열의 발달

이 적으며

균열간격은

5～15cm, 대

체로 밀착상

태이나 일부

는 Open됨

단주상～봉

상 대체로

20cm이하.

1m당 5～6개

이상

햄머로 치

면 금속음

을 내고 잘

부 서 지 지

않으며, 튀

는 경향을

보임

거의 변화

하지 않음

3.5～4.5

극

경

암

Diamond bit의

마모가 특히

심한 암반

대단히 신선

하고 풍화변

질을 받지

않음

균열의 발달

이 적으며

그 간격은

20～50cm로

밀착

봉상～장주

상 완전한

형태를 보유

1m당 5～6개

햄머로 치

면 금속음

을 내고 잘

부 서 지 지

않으며 튀

는 경향 을

보임

거의 변화

하지 않음

4.5이상


3. 지반조사

3 - 24






불연속의

발달빈도


RQD=0～10%


RQD≥10%

탄성파

속 도






제3기 퇴적암

화성암

각 암석의

풍화암

셰일,

응회암,

사암, 이암,

각력응회암

역암, 집괴암

현무암

(다공질)





석영, 조면암,

석영안산암

중생대 퇴적암

화성암

각 암석의

풍화암

셰일,

탄질셰일

사질셰일,

실트스톤,

장석질사암

역암, 경사암,


반암, 규장암,


혼펠스

석영맥, 쳐트,

혼펠스

고생대 및

선캠브리아기


및 변성암

각 암석의

풍화암

셰일,

실트스톤,

탄질셰일,

석회암,

대리석,

점판암,

천매암,

사문암

슬레이트,

백운암,

흑운모편암,

흑연편암,

녹리,

석편암,

견운모편암






화강편마암,

운모편마암,

각섬편마암,



경사암, 규암,

석영맥

일축압축강도

(kgf/cm2)125 이하 125～400 400～800 800～1,200

1,200이상

경우에는 1,800

적 용




3. 지반조사

3 - 25




참 고 치


경 암 500 이상 5 미만 약 2.7 ～ 2.5

준경암(보통암) 500 ～ 100 이상 5 ～ 15 미만 약 2.5 ～ 2.0

연 암 100 미만 15 이상 약 2.0 미만




연 암

•TCR : 20～40%,

RQD : < 25%

•Js : 6～20cm


: 700～1,000 kgf/cm2





갈라짐

보통암

•TCR : 40～70%,

RQD : 25～50%

•Js : 15～30cm


: 1,000～1,300 kgf/cm2



풍화)



경 암

•TCR : > 70%,

RQD : > 50%

•Js : 20～50cm


: 1,300～1,600 kgf/cm2





3. 지반조사

3 - 26












×



R Q D (%) 90 이상 75～90 50～75 25～50 25이하










F5

F4

F3

F2

F1

5cm 이하

5～10cm

10～20cm

20～100cm

100cm 이상

매우심한균열

심한균열

보 통 균 열

약 간 균 열

괴 상

(Highly Fractured)

(Fractured)



(Massive)

3. 지반조사

3 - 27
















S5

S4

S3

S4

S1

매우약함

약 함

보통강함

강 함

매우강함






3. 지반조사

3 - 28







(1) 산계






(2) 수계





3. 지반조사

3 - 29



(1) 지질각론









3. 지반조사

3 - 30

(2) 지질계통도


신생대


～～～ 부정합 ～～～

중생대

백악기

Kad 산성암맥

--- 관 입 ---

쥬라기

Jgr 화강암류

--- 관 입 ---

선

캠

브

리

아

기



--- 관 입 ---




3. 지반조사

3 - 31

3.4 조사결과


(1) 지질특성




노두

사진

지질

특성

∙유색광물(흑운모) 분대와 우백질 분대(석

영,장석)가 교호하여 호상구조를 잘 보여줌


로 경사짐







로 경사짐


확인됨

분포

특성






적 두껍다




방향성 분석


포함

3. 지반조사

3 - 32

(2) 신동아 구간 불연속면 특성





∙ J1 : 43/157, J2 : 88/075, J3 : 35/359

∙ 절리방향은 N10～20W 방향이 우세함





경사/경사방향 43/157 88/075 35/359

Fisher's K 255.84 101.10 59.29

절리간격 (cm) 5～20 10～40 20～50

절리틈새 (mm) 0.5～2.0 1.0～2.0 0.5～1.5

연속성 (m) 3.0～15.0 2.0～7.0 3.0～8.0

거칠기

(JCS)

평면형,

파동형/거침

(6～14)

평면형～파동형/거

침

(4～14)

파동형/거침

(8～16)

절리면

강도(MPa)12～24 18～28 25～42

풍화상태 보통풍화 보통풍화 보통풍화

결과분석

∙조사구간은 흑운모호상편마암으로 분포하고 보통풍화상태로 분포함

∙불연속면은 3개로 구성, 경사/경사방향은 43/157, 88/075, 35/359로 나타남

∙거칠기는 파동형/거침, 평면형/거침 상태로 나타나며, 절리면 강도는 다소 양호함

3. 지반조사

3 - 33

(3) 보덕사 구간 불연속면 특성





∙J1 : 41/154, J2 : 87/063, J3 : 81/332

∙주절리N20～40W, 부절리 N50～60E방향





경사/경사방향 41/154 87/063 81/322

Fisher's K 71.07 48.51 47.93

절리간격 (cm) 5～60 20～70 10～50

절리틈새 (mm) Close～1.0 Close～2.0 Cose～0.5

연속성 (m) 3.0～8.0 5.0～10.0 1.0～5.0

거칠기

(JCS)

파동형/거침

(14～18)


침

(6～14)


침

(6～12)

절리면

강도(MPa)88～175 64～91 85～175

풍화상태보통풍화～약한풍

화

보통풍화～약한풍

화

보통풍화～약한풍

화

결과분석

∙호상편마암으로 주로 편마구조를 가지나 편리구조가 일부구간에서 나타남

∙엽리방향과 동일한 J1이 발달하며, 다수의 절리교차로 암편상으로 파괴가 일어남

∙불연속면은 3개로 구성, 경사/경사방향은 41/154, 87/063, 81/322 방향이 발달함

∙거칠기는 파동형/거침, 평면형/거침 상태로 나타나며, 절리면 강도는 비교적 강함

3. 지반조사

3 - 34

3.4.2 현장조사

(1) 시추조사





(가) 지층현황

【표 3.4-11】지층현황 ( )는 층후

공번층후 (m)

시추심도(m)

매립층(표토) 붕적층 풍화암층 연암층 경암층

신동아 BH-10.0～0.3

(0.3)

0.3～5.7

(5.4)

5.7～6.2

(0.5)

6.2～7.3

(1.1)

7.3～10.0

(2.7)10.0

보덕사 BH-30.0～0.6

(0.6)

0.6～6.5

(5.9)

6.5～7.3

(0.8)

7.3～8.6

(1.3)

8.6～10.5

(1.9)10.5


① 매립층

본 지층은 상부 식생대으로 0.3～0.6m의 층후로 분포한다. 구성성분은 자갈섞인 실트질 모래

로 구성되고 색상은 갈색을 띄고 함수상태는 습윤한 상태이다.

② 붕적층

본 지층은 원지반이 붕락되어 형성되어 일부 원지반 구조를 내포하는 지층으로 지층

층후는 5.4～5.9m의 층후로 나타난다. 구성성분은 100cm 내외의 자갈, 전석섞인 실트질

모래로 구성되며 표준관입시험 결과 N치는 19/30～30/30으로 보통조밀한 상대밀도를

보인다.

③ 풍화암

본 지층은 기반암이 완전풍화(Compeletely Weathered)된 상태로서 0.5～0.8m의 층후

로 매우 얇게 분포한다. 굴진시 실트 및 모래로 분해되며 표준관입시험 결과 N치는 50/

5～50/3으로 매우조밀한 상대밀도를 보인다.

3. 지반조사

3 - 35

④ 연암층

본 지층은 기반암인 편마암이 보통풍화된 상태로서 모든 시추공에서 확인되었으며 본

층은 GL-6.2～7.3m에서 출현하여 1.1～1.3m의 층후로 매우 얇은 층후로 분포한다. 코아

회수율(TCR) 84～100%이고 암질지수(RQD)는 0～18%로 불량한 암질에 해당한다.

⑤ 보통암 및 경암층

본 지층은 기반암인 편마암이 약한풍화된 상태로서 모든 시추공에서 확인되었으며 본

층은 GL-7.3～8.6m에서 출현하여 하부 연속적으로 분포한다. 코아회수율(TCR) 100%이

고 암질지수(RQD)는 49～53%로 보통의 암질에 해당한다.






공번지반고 지하수위

비 고(EL,m) (GL,-m) (EL,m)

신동아 BH-1 131.5 6.5 125.0 연암층

보덕사 BH-3 134.9 6.8 128.1 풍화암

결과분석

∙지하수위 측정결과 지하수위는 GL-6.5～6.8m이며 EL기준으로 EL+125.0～128.1m

에서 분포하고, 지하수위 분포 지층은 풍화암, 연암층에 위치하는 것으로 측정되

었다.

3.4.3 현장시험


토사층(붕적층) 및 풍화암의 지반특성을 파악하기 위해 1.0m마다 표준관입시험을 실시

하였으며, 결과는 다음과 같다.

3. 지반조사

3 - 36

【표 3.4-13】지층현황


붕적층 SM 19/30～30/30 보통조밀

풍화암 - 50/5～50/3 매우조밀

결과분석

∙시험결과 붕적층 19/30～30/30, 풍화암 50/5～50/3으로 측정되었으며, 붕적층의 N

값은 심도에 따라 증가하는 상관성을 보이고 있다.





구분심도(m)

지층습윤단위중량(kN/m3) 건조단위중량(kN/m3) 토량환산

계수 L자연상태 흐트러진상태 자연상태 흐트러진상태

신동아

TP-1 1.0 붕적층 18.23 16.04 15.84 13.94 1.14

TP-2 1.0 토석류 17.36 14.84 14.41 12.31 1.17

보덕사

TP-1 1.0 붕적층 18.40 15.92 16.39 14.18 1.16

TP-2 1.0 토석류 16.76 14.11 13.88 11.70 1.19

결과분석

∙붕적층의 건조단위중량은 자연상태에서 평균 16.12N/m3, 흐트러지 상태의 평균


∙토석류의 건조단위중량은 자연상태에서 평균 14.15kN/m3, 흐트러지 상태의 평균


3. 지반조사

3 - 37





구 분심도(m)

시험구간(m)


신동아 BH-1 2.5～3.5 1.0 붕적층 자갈섞인 실트질모래 7.27×10-4

보덕사 BH-3 1.5～2.5 1.0 붕적층 자갈섞인 실트질모래 1.56×10-4

결과분석

∙붕적층의 투수계수는 1.56～7.27×10-4cm/sec의 범위, 평균 4.42×10-4cm/sec로 나타남









신동아

∙ 추세식 y=0.080x+19.58

∙ 침투율 Q=0.080 cm/s

∙추세식 y=0.034x+0.426


3. 지반조사

3 - 38

【표 3.4-16】추세선을 활용한 침투율 산정(계속) 단위 (cm/sec)


보덕사

∙ 추세식 y=0.117x+32.43

∙ 침투율 Q=0.117 cm/s

∙추세식 y=0.105x+5.96




측정위치압력수두(cm)

침투율(cm/sec)

λksat

(cm/sec)k

(cm/sec)비고

신동아38.0 0.080 0.214 8.42 2.48×10-3 Average

42.0 0.034 0.214 8.42 1.05×10-3 1.77×10-3

보덕사37.0 0.116 0.025 2.36×10-3 9.39×10-4 Average

41.0 0.105 0.025 2.36×10-3 8.50×10-4 8.95×10-4





3. 지반조사

3 - 39



공번지표투수계수(mm/sec)




비 고

신동아 1.77×10-2 3.54×10-2 127.34 37∙100년빈도 적용

보덕사 8.95×10-3 1.79×10-2 64.42 206



공번투수계수(mm/sec)




신동아 1.77×10-2 0.434 53.04 37 193.61

보덕사 8.95×10-3 0.433 73.21 206 954.10

결과분석

∙시험결과 지표 토양의 투수계수는 8.95×10-4～1.77×10-3cm/sec로 분석되었으며 시

간에 따른 수위강하량 분석을 통한 침투율(Q)은 0.080～0.116cm/sec로 나타났다.

∙Wetting band Method를 이용한 지하수위 상승고 산정결과 193.6～954.1mm로 보

덕사 일대에서의 수위상승고가 높게 분석되었다.

3.4.4 실내시험






구분심도(m)


비중GS


LL(%) PI #4 #10 #40 #200

신동아TP-1 1.0 붕적층 15.3 2.659 N.P N.P 87.6 74.0 49.8 30.9 SM

TP-2 1.0 토석류 14.6 2.657 N.P N.P 86.4 73.5 47.1 22.4 SM

보덕사TP-1 1.0 붕적층 21.0 2.666 N.P N.P 95.6 89.8 64.0 32.3 SM

TP-2 1.0 토석류 12.3 2.652 N.P N.P 74.0 63.5 42.5 21.6 SM

3. 지반조사

3 - 40

결과분석

∙붕적층 함수비 15.1～21.0%, 비중 2.659～2.666, 200체통과율 30.9～32.3%로 나타남

∙토석류 함수비 12.3～14.6%, 비중 2.652～2.657, 200체통과율 21.6～22.4%로 나타남







구분심도(m)


강도특성


신동아

TP-1 1.0 붕적층 SM 15.3 9.1 28.8

TP-2 1.0 토석류 SM 14.6 4.0 29.0

보덕사

TP-1 1.0 붕적층 SM 21.0 10.0 30.1

TP-2 1.0 토석류 SM 12.3 0.0 26.0

결과분석

∙시험결과 붕적층의 점착력은 9.1～10.010kPa, 내부마찰각은 28.3～30.1°로 나타나

며, 토석류는 점착력 0.0～4.0 kPa, 내부마찰각은 26.0～29.0°으로 나타남


3.5.1 기본방향




용하였다.



3. 지반조사

3 - 41



【표 3.5-1】N치 요약


붕적층 19/30～30/30 보통조밀 24/30

결과분석

∙과업구간의 토사층은 매립층, 토석류, 붕적층으로 매립층은 매우 박층으로 붕적층

과 같이 분석하였다.






종 류 재료의 상태단위체적 중량(kN/m3)

점착력(kPa)



자 갈

조밀한 것 20.0 0 35


18.0 0 30

모 래

조밀한 것 20.0 0 35


18.0 0 30

사 질 토조밀한 것 19.0 30이하 30

SM, SC조밀하지 않은 것 17.0 0 25

점 성 토

단단한 것(N=8∼15) 18.0 50 25

ML, CL약간 연한 것(N=4∼8) 17.0 30 20

연한 것(N=2∼4) 17.0 150 15

점토 및 실트

단단한 것(N=8∼15) 17.0 500 20

CH, MH,ML

약간 연한 것(N=4∼8) 16.0 300 15

연한 것(N=2∼4) 14.0 150 10

3. 지반조사

3 - 42



(kN/m3)Voidratio

Strength()

GW


Dense

Medium dense

Loose

75

50

25

90

55

＜ 28

22.1

20.8

19.7

0.22

0.28

0.36

40

36

32

GP


Dense

Medium dense

Loose

75

50

25

70

50

＜ 20

20.4

19.2

18.3

0.33

0.39

0.47

38

35

32


Dense

Medium dense

Loose

75

50

25

65

35

＜ 15

18.9

17.9

17.0

0.43

0.49

0.57

37

34

30


gravelly sands

Dense

Medium dense

Loose

75

50

25

50

30

＜ 10

17.6

16.7

15.9

0.52

0.60

0.65

36

33

29

SM Silty sands

Dense

Medium dense

Loose

75

50

25

45

25

＜ 8

16.5

15.6

14.9

0.62

0.74

0.80

35

32

29


Dense

Medium dense

Loose

75

50

25

35

20

＜ 4

14.9

14.1

13.5

0.0

0.90

1.0

33

31

27

【표 3.5-4】지반조사편람 (서울특별시 1996. 3)


점착력c (kPa)


풍 화 토 17.1∼20.0 0∼100 25∼30

3. 지반조사

3 - 43






content18.0∼20.0 10.0 30∼36


content19.0∼21.0 11.0 36∼46















점착력c (kPa)


Fredlund


Roy. E Hunt


지반조사 편람(서울시) 잔류토 17.0～20.0 0～10 25～30

Braja. M. Das


붕적토 19.4 0.0 46

실트질모래 - 0.0 -

촘촘한모래 - 0.0 -

3. 지반조사

3 - 44





- Dunham

- Terzaghi-Peck

- Ohsaki

- Sowers



- Dunham

- Meyerhof

- Peck

- Ohsaki




대표N값

점착력, c (kPa)

범 위


붕적층 SM 24/30 15.8 15.0 8.0 8.0～15.8



대표N값


범 위


붕적층 SM 24/30 37.0 38.5 34.2 36.9 34.0 34.0～38.5

결과분석

∙N값 경험식을 활용한 강도정수 산정경과 붕적층의 점착력은 8.0～15.8kPa, 내부

마찰각은 34.0～38.5°로 내부마찰각은 다소 높은 값으로 산정됨

3. 지반조사

3 - 45






서울 서남부순환로 19.0 10.0 30.0

서울～동두천간 고속도로 18.0 30.0 30.0


영덕～양재간 고속도로 19.0 0.0 32.0


【표 3.5-11】 현장시험 및 실내시험 결과 ( )는 평균



토석류 16.76～17.36 (17.06) 9.1～10.0 (9.55) 28.8～30.1 (29.45)

붕적층 18.23～18.40 (18.32) 0.0～4.0 (2.0) 26.0～29.0 (27.5)





구 분토석류 토사층 (붕적층)

단위중량(kN/m3)

점착력(kPa)


단위중량(kN/m3)

점착력(kPa)


문 헌 자 료15.0～17.0

(17.3)

0.0～10.0

(5.0)

25.0～30.0

(27.8)

17.0～20.4

(18.9)

0.0～30.0

(6.3)

25.0～35.0

(31.0)N값을 이용한

경험식- - - -

8.0～15.8

(12.9)

34.0～38.5

(36.1)인근지역

설계사례- - -

18.0～19.0

(18.5)

0.0～30.0

(12.0)

28.0～32.0

(30.0)현장시험,

실내시험

16.76～17.36

(17.06)

9.1～10.0

(9.55)

28.8～30.1

(29.45)

18.23～18.40

(18.32)

0.0～4.0

(2.0)

26.0～29.0

(27.5)

설 계 적 용 17.0 3.0 28.0 18.5 14.0 30.0

결과분석





3. 지반조사

3 - 46



















안



지반공학

회

학술발표

회

1996년 21.0 30.0 35.0

1997년 20.0 50.0 30.0

1998년 26.0 80.0～90.0 25.0

지 반 공 학 회 22.0 80.0～90.0 35.0


편 람20.0～22.0 10.0～30.0 30.0～35.0

3. 지반조사

3 - 47





(용산～관악)21.0 25.0 35.0

서울～동두천간 고속도로 22.0 30.0 33.0

서수원～의왕간 고속화도로 21.0 30.0 32.0

영덕～양재간 고속도로 21.0 30.0 31.0




문헌자료 20.0～22.0 10.0～30.0 26.0～35.0

인근 설계정수 21.0～22.0 25.0～30.0 31.0～35.0

설 계 적 용 21.0 30.0 32.0






지반조사편람

연 암 23.0～25.0 0.25～0.30

서울특별시(1996)보통암 24.0～26.0 0.25

경 암 25.0～27.0 0.20

3. 지반조사

3 - 48



지반조사편람

연 암 300～600 30～40 200～400

서울특별시

(1996)보통암 600～1,500 35～40 400～1000

경 암 1500～5,000 35～45 1,000～8,000

지반공학회

학 술 자 료

연 암 100～1,200 35～45 500～6,000

지반공학회

(1995～2001)보통암 150～3,200 35～50 1,500～15,000

경 암 200～7,000 38～50 2.0×104～10.0×104

도 로 설 계

실 무 편 람

연 암 130 33 -

한국도로공사

(2001)보통암 150 35 -

경 암 200 40 -









연․경암

연 암 반 20～30 10～25 33 130

보통연암 40～50 25～35 35 150

경 암 반 70이상 40～50 40 200



점착력(kPa)



분 류


연․경암- 100 30.0

대부분 연․경암 - 130～300 30～40

지 반 공 학 회

(`91사면학술발표회)연 암 24.0 500 40.0

지 반 공 학 회

(`96사면학술발표회)대부분 연․경암 23.0 600 35.0

3. 지반조사

3 - 49




점착력(kPa)

내부마찰각(°)

변형계수(MPa)

포아송비

서울동부터널

민간투자사업

연 암 21.0 200 33.0 1,130 0.29

보통암 24.0 300 37.0 8,400 0.24

경 암 26.0 600 40.0 15,000 0.21

서울지하철

9호선

914공구

연 암 24.0 120 33.0 1,600 0.30

보통암 25.0 350 40.0 5,500 0.25

경 암 26.0 1,070 44.0 11,000 0.20

서울지하철

9호선

916공구

연 암 24.0 1,000 36.0 1,200 0.24

보통암 25.0 3,000 40.0 5,500 0.22

경 암 26.0 7,000 46.0 20,000 0.20




점 착 력(kPa)


변형계수(MPa)

포아송비

연 암 층 24.0 300 35.0 1,000 0.28

보 통 암 25.0 600 39.0 6,000 0.24

경 암 층 26.0 1,500 43.0 10,000 0.20

결과분석



3. 지반조사

3 - 50






균등한 자갈 (GP) 0.2 ～ 0.1점토질 모래 (SC) (1.0～10.0)×10-4

입도가 양호한 자갈 (GW) (0.5～0.3)×10-1

실트 (ML) (0.5～1.0)×10-4균등한 모래 (SP) (0.05～2.0)×10-1

점토 (CL) (0.1～1.0)×10-4입도가 양호한 모래 (SW) (0.01～1.0)×10-1





잔모래, 실트질 모래 10-3～10-5 점 토 10-7 이하




투수계수 (cm/sec) 1.4×10-5 ～ 8.0×10-5 1.7×10-5 ～ 4.0×10-5 7.0×10-6 ～ 1.56×10-5



구 분토사층


투수계수 (cm/sec) 1.56×10-4～7.27×10-4(4.42×10-4) 8.95×10-4～1.77×10-3(1.33×10-3)





문헌자료 (1.0～5.0)×10-3 (1.0～5.0)×10-3 - - -

설계사례 - - (1.4～8.0)×10-5 (1.7～4.0)×10-57.0×10-6～

1.6×10-5

현장시험 1.33×10-3 4.42×10-4 - - -

산정결과 1.4×10-3 8.3×10-4 5.0×10-5 2.0×10-5 8.0×10-6

3. 지반조사

3 - 51


















구 분

신동아 보덕사

J1 J2 J3 J1 J2 J3

경사/

경사방향

43/

157

88/

075

35/

359

41/

154

87/

063

81/

322

JCS 6～14 4～14 8～16 14～18 6～14 6～12

JRC (MPa) 12～24 18～28 25～42 88～175 64～91 85～175

3. 지반조사

3 - 52





신동아 BH-10.0～0.3

(0.3)

0.3～5.7

(5.4)

5.7～6.2

(0.5)

6.2～7.3

(1.1)

7.3～10.0

(2.7)10.0

보덕사 BH-30.0～0.6

(0.6)

0.6～6.5

(5.9)

6.5～7.3

(0.8)

7.3～8.6

(1.3)

8.6～10.5

(1.9)10.5



내수위를 측정하였다. 지하수위 측정결과 지하수위는 GL-6.5～6.8m이며 EL기준으로

EL+125.0～128.1m에서 분포하고, 지하수위 분포 지층은 풍화암 및 연암층에 위치하는 것

으로 측정되나 이러한 공내수위는 계절(우기 및 건기)에 따른 변화가 크므로, 설계 반영

시 이를 감안하여야 한다.




붕적층 SM 19/30～30/30 보통조밀

풍화암 - 50/5～50/3 매우조밀


현장밀도시험결과 붕적층의 건조단위중량은 자연상태에서 평균 16.12N/m3, 흐트러지

상태의 평균 14.06kN/m3으로 토량환산계수 L은 1.15로 나타나고 토석류의 건조단위중량

은 자연상태에서 평균 14.15kN/m3, 흐트러지 상태의 평균 12.01kN/m3으로 토량환산계

수 L은 1.18로 나타난다.

3. 지반조사

3 - 53



중 적정 구간에 1회의 투수시험을 실시하였으며 그 결과 붕적층의 투수계수는

1.56~7.27×10-4cm/sec의 범위, 평균 4.42×10-4cm/sec로 나타나는 것으로 분석된다.


시험결과 지표 토양의 투수계수는 8.95×10-4~1.77×10-3cm/sec로 분석되었으며 시간에

따른 수위강하량 분석을 통한 침투율(Q)은 0.080~0.116cm/sec로 나타났다. 그리고

Wetting band Method를 이용한 지하수위 상승고 산전경과 193.6~954.1mm로 보덕사 일

대에서의 수위상승고가 높게 분석되었다.



는 시료를 선별하여 한국공업규격 (KS F)에 의거한 토성시험을 실시하였다. 그 결과 붕

적층은 함수비 15.1~21.0%, 비중 2.659~2.666, 200체 통과율은 30.9~32.3%로 나타나고 토

석류은 함수비 12.3~14.6%, 비중 2.652~2.657, 200체 통과율은 21.6~22.4%로 분석되었다.

통일분류법에 의한 토성분류 결과 붕적층 및 토석류 모두 SM(실트질모래)으로 분류된다.




9.1~10.0kPa, 내부마찰각은 28.3~30.1°로 나타나며, 토석류는 점착력 0.0~4.0 kPa, 내부마

찰각은 26.0~29.0°으로 나타난다.

3. 지반조사

3 - 54




점 착 력(kPa)


변형계수(MPa)


토석류 17.0 3.0 28.0 - - 1.4×10-3

붕적층 18.5 14.0 30.0 - - 8.3×10-4

풍화암 21.0 30.0 32.0 - - -

연 암 층 24.0 300 35.0 1,000 0.28 5.0×10-5

보 통 암 25.0 600 39.0 6,000 0.24 2.0×10-5

경 암 층 26.0 1,500 43.0 10,000 0.20 8.0×10-6





4 - 1
















산정지점은 다음【표 4.1-1】과 같고 홍수량 산정지점도는【그림 4.1-1】~【그림 4.1-4】에

나타내었다.



(km2)

유로연장

(km)비 고

신동아 유역1

하구 SDA0 0.114 0.30

지류 합류후 SDA1 0.109 0.22

지류 합류전 SDA2 0.090 0.22

신동아 유역2하구 SDA3 0.108 0.67

상류지점 SDA4 0.072 0.36

보덕사 유역1

하구 BD0 0.160 0.64

지류 합류후 BD1 0.114 0.39

지류 합류전 BD2 0.049 0.39

보덕사 유역2 BD3 0.031 0.18


4 - 2

【그림 4.1-1】신동아 산정지점도


4 - 3

【그림 4.1-2】보덕사 산정지점도


4 - 4


(1) 확률강우량









분석하였다.
















4 - 5


연도

지 속 시 간10

min.1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 24

1961 15.8 37.4 56.8 61.6 81.0 84.6 94.2 97.0 98.9 100.8 102.2 102.4 102.4 102.4 103.1 103.1 103.1 103.1 103.1 107.1

1962 8.4 17.0 24.2 32.0 38.7 47.3 53.9 61.8 65.2 67.9 69.2 69.9 70.2 70.9 71.3 71.6 71.9 72.5 73.7 85.7

1963 14.7 34.6 66.1 68.9 81.8 95.3 109.1 114.7 117.3 125.0 132.2 143.5 156.6 162.2 164.4 167.1 168.6 169.2 169.2 174.5

1964 33.0 112.0 118.2 124.2 125.9 126.0 127.4 128.0 128.1 128.4 128.8 129.0 129.1 129.1 129.1 129.1 129.1 129.1 129.1 129.1

1965 19.7 44.0 80.0 92.4 104.0 114.5 122.1 123.2 123.6 127.2 127.9 132.0 132.6 133.1 133.5 137.8 139.6 140.0 141.2 154.4

1966 29.0 73.3 113.0 151.7 177.4 182.9 193.9 196.0 197.2 198.8 200.0 201.2 204.8 211.3 213.0 214.2 214.7 215.7 217.4 228.2

1967 19.0 47.0 82.1 82.9 82.9 85.7 88.0 92.4 94.9 96.2 97.1 98.4 98.4 99.9 101.2 101.2 101.2 101.2 101.2 101.7

1968 16.0 59.0 87.4 92.1 96.6 103.3 110.5 118.1 125.8 136.3 141.2 145.5 150.3 154.9 159.2 164.0 167.6 170.2 170.8 172.6

1969 20.0 44.9 83.9 117.5 118.8 119.4 119.5 119.7 119.7 119.7 119.7 119.7 119.8 119.8 119.8 119.8 119.8 119.8 119.8 138.5

1970 23.0 44.2 77.2 92.3 93.2 96.7 117.3 132.7 144.2 150.4 155.3 157.4 162.6 173.3 178.7 188.8 190.0 190.2 190.9 192.8

1971 17.6 71.4 97.5 142.2 156.2 165.9 179.9 185.2 188.6 188.6 188.6 188.6 188.6 188.6 188.6 188.6 188.6 188.6 188.6 192.2

1972 13.0 56.8 84.7 109.7 129.9 159.6 179.0 198.3 212.0 230.0 241.2 252.5 270.4 290.7 310.8 330.2 340.4 352.0 362.3 446.8

1973 9.5 22.0 31.6 36.0 39.0 42.6 45.4 49.0 51.8 54.2 55.6 56.7 57.4 58.3 59.0 59.5 60.4 60.6 61.0 62.7

1974 14.0 39.6 47.2 57.7 58.9 67.9 69.3 89.2 99.7 105.3 109.9 115.5 116.3 116.3 116.4 116.4 116.4 116.8 119.4 120.3

1975 12.7 38.5 58.5 93.7 98.6 106.8 115.5 122.7 127.6 128.8 129.0 129.9 130.1 130.4 130.5 130.5 130.5 131.0 131.2 131.6

1976 17.5 42.9 43.3 55.0 59.4 70.3 86.5 92.4 94.8 95.3 96.0 96.0 96.4 97.0 97.0 97.0 97.0 107.9 112.2 136.4

1977 13.4 43.4 67.1 72.9 73.9 76.6 109.2 115.4 117.6 117.8 120.3 128.1 133.2 138.5 144.1 147.8 151.4 156.5 164.1 199.3

1978 14.0 27.4 49.2 65.7 80.5 88.1 112.7 129.2 143.2 156.1 160.0 166.8 174.7 180.6 184.5 192.3 202.0 205.4 212.7 231.1

1979 15.6 43.0 51.4 72.7 88.0 90.0 90.6 90.8 91.3 91.7 91.7 91.7 91.7 91.7 91.7 91.7 92.1 92.3 94.3 98.1

1980 10.2 28.9 43.5 50.2 58.5 63.7 71.5 77.4 84.4 92.6 97.8 102.5 108.0 116.0 119.2 120.0 120.3 123.6 126.8 131.0

1981 6.8 26.5 36.6 51.8 58.0 72.4 86.2 91.7 97.2 102.1 110.8 116.3 117.8 118.4 120.3 124.3 126.8 132.3 135.0 143.6

1982 18.5 47.5 57.0 76.9 85.3 93.0 99.9 102.4 104.0 104.2 104.2 104.2 104.2 105.2 106.2 106.2 107.7 110.2 111.7 116.4

1983 22.0 67.3 98.3 100.8 100.9 100.9 105.8 118.6 121.1 121.2 121.2 121.2 121.2 121.6 130.9 131.1 132.1 134.5 137.1 137.9

1984 22.0 59.5 91.9 123.1 153.5 169.0 177.6 191.9 199.5 206.9 212.3 226.6 234.2 237.7 242.5 246.0 248.6 255.6 259.4 275.2

1985 23.5 61.4 62.9 66.0 66.8 67.0 75.7 85.0 97.1 107.7 117.7 120.2 121.3 123.3 124.3 124.4 124.5 124.5 124.5 125.6

1986 20.0 46.2 57.2 78.7 91.6 116.5 139.6 140.1 145.8 145.9 146.0 146.3 147.1 147.5 147.6 147.8 147.8 147.8 147.8 152.0

1987 22.2 69.5 101.9 124.5 160.6 192.7 215.2 228.8 234.4 239.6 243.2 257.9 271.5 276.7 278.9 281.5 283.1 284.2 284.5 328.4

1988 12.0 24.3 27.8 38.8 53.6 62.8 73.1 74.7 74.9 75.4 78.3 86.3 89.0 98.1 99.3 99.5 100.0 100.3 100.9 103.5


4 - 6

【표 4.1-2】계속

연도

지 속 시 간

10

min.1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 24

1989 13.6 45.3 56.6 67.0 76.2 76.4 83.2 94.6 95.4 97.6 99.7 100.6 102.5 103.1 103.3 103.3 103.3 103.3 103.3 105.0

1990 19.5 59.6 79.9 98.9 106.0 121.1 138.8 153.2 165.9 178.4 189.5 195.5 203.1 209.1 216.8 224.5 234.1 241.4 253.5 305.8

1991 18.5 41.5 77.0 95.5 101.0 106.0 111.0 113.0 114.5 118.1 120.9 123.0 131.4 132.9 134.9 135.9 136.1 136.4 137.3 143.2

1992 20.0 54.7 81.3 97.1 109.7 115.0 118.8 126.4 127.8 132.0 137.3 142.5 145.3 147.8 149.8 151.2 151.5 151.6 151.7 155.3

1993 28.5 60.2 74.0 84.0 84.1 84.2 84.2 84.2 84.2 86.5 88.8 90.5 90.9 91.2 91.2 91.2 91.2 91.2 91.2 94.0

1994 11.0 37.6 58.1 65.7 68.4 68.7 68.7 71.4 75.9 79.8 84.0 86.6 88.4 89.7 90.6 92.3 93.2 93.6 94.4 94.4

1995 18.5 54.0 77.1 112.6 112.6 113.3 116.1 122.3 123.7 127.5 134.6 137.6 142.1 142.5 144.3 152.3 169.6 178.0 180.5 214.6

1996 22.7 37.1 60.9 73.5 75.2 81.1 82.8 102.3 125.2 146.2 147.7 153.8 157.7 159.2 165.3 165.4 167.8 168.4 168.5 168.6

1997 16.5 37.6 51.2 68.1 75.8 89.7 100.5 104.6 112.2 116.3 118.6 122.5 125.1 126.3 127.2 127.4 127.6 127.7 128.1 128.3

1998 22.2 66.2 99.9 137.1 156.4 165.2 176.5 178.9 182.1 192.8 205.4 220.5 231.8 234.6 237.0 245.8 285.2 313.7 316.3 361.5

1999 25.8 59.8 65.7 86.1 113.6 140.0 160.4 164.4 182.1 186.1 189.2 191.9 198.6 211.1 215.1 218.2 220.9 227.6 231.2 261.6

2000 14.6 44.4 64.1 69.6 70.3 75.5 92.5 103.3 109.6 115.6 119.9 121.2 122.1 122.6 122.9 122.9 122.9 123.0 123.0 123.0

2001 21.0 99.5 142.5 201.4 234.4 249.4 259.9 262.4 262.9 264.2 274.7 278.5 281.0 282.2 287.4 288.4 288.9 289.9 302.2 310.1

2002 15.5 60.5 88.0 119.5 131.0 138.5 150.0 154.0 164.5 176.0 180.0 184.0 187.5 191.5 193.5 198.0 199.5 202.0 207.5 286.0

2003 20.5 67.0 100.5 135.0 139.0 143.0 145.5 146.5 147.5 148.5 150.0 154.5 165.0 169.0 171.5 173.5 175.5 177.0 177.0 183.0

2004 18.5 43.5 44.0 53.0 61.5 76.5 77.0 81.5 98.5 99.0 100.0 102.5 104.5 105.0 105.5 105.5 106.0 107.0 109.0 132.5

2005 16.5 53.5 76.5 78.5 83.5 91.0 94.0 96.0 105.0 109.5 116.0 119.0 121.0 124.0 126.5 128.0 130.5 130.5 132.0 132.0

2006 15.5 49.5 79.0 95.5 111.5 128.5 148.0 169.0 194.5 200.0 200.0 210.0 221.5 230.0 236.5 248.0 258.5 267.0 271.5 288.0

2007 16.0 27.5 30.0 33.5 42.5 49.5 57.0 64.0 68.0 69.5 74.0 75.5 76.0 76.5 78.5 80.5 81.0 81.0 81.0 84.5

2008 14.0 43.0 49.5 55.0 61.0 62.5 72.0 76.5 85.0 95.0 97.5 99.0 101.5 107.0 108.0 111.0 118.0 124.0 136.5 158.0

2009 14.0 50.5 69.5 99.0 107.0 131.5 143.0 151.5 159.5 174.0 182.0 185.5 186.0 186.5 188.5 189.0 189.5 189.5 189.5 190.0

2010 19.0 75.0 138.0 198.5 224.5 239.5 246.5 249.0 250.5 253.0 254.5 256.5 257.5 258.5 258.5 259.0 259.2 259.3 259.4 259.4

2011 18.0 62.0 82.0 104.7 139.2 146.7 170.7 171.0 178.5 217.0 238.0 239.5 240.5 255.7 278.7 301.2 326.5 347.5 389.2 410.2



4 - 7




① Gamma 분포



f x

x x

exp

여기에서,






② GEV분포



같다.

x exp

x x

f x

x x

×Fx여기에서,








4 - 8

③ Gumbel 분포



Fx expexp

f x exp

xx exp

x x

, -∞<x<∞

여기에서,







같다.

Fx exp

f x xx xx

x

․Fx

여기에서,






f x xxy exp

ynxxy

,

x x ∞


4 - 9

여기에서,

Y = ln( x-x 0)










f x x

nx y

exp

여기에서,











4 - 10

⑦ Weibull 분포



Fx exp

f x

xx

exp







⑧ Wakeby 분포


정의된다.












4 - 11
















사용된다.











Mpr s E X pF r xFxs


4 - 12








① χ2-검정



q j mejnj ej

여기에서,
















4 - 13




Fx nm




≤






q > -12n







W N ＋i

N FX xi N

i

여기서,




4 - 14

≤

여기에서,

: N과 α의 함수















비 고10년 20년 30년 50년 80년 100년 200년

서 울

10 24.7 27.7 29.4 31.6 33.5 34.5 37.4

Gumbel

채 택

60 73.8 83.9 89.7 97.0 103.7 106.9 116.7

120 112.6 128.6 137.9 149.5 160.0 165.0 180.6

180 142.4 163.9 176.3 191.7 205.9 212.6 233.4

240 158.8 183.1 197.1 214.6 230.6 238.2 261.7

300 171.4 197.4 212.3 231.0 248.1 256.3 281.4

360 184.5 211.9 227.7 247.4 265.5 274.1 300.6

420 191.5 219.2 235.1 255.0 273.2 281.8 308.6

480 198.7 227.0 243.2 263.5 282.1 290.9 318.2


4 - 15



비 고10년 20년 30년 50년 80년 100년 200년

서 울

540 207.5 237.1 254.2 275.5 295.1 304.3 333.0

Gumbel

채 택

600 213.4 244.0 261.5 283.5 303.6 313.1 342.7

660 219.8 251.4 269.6 292.4 313.2 323.1 353.7

720 226.7 259.8 278.8 302.6 324.4 334.7 366.7

780 232.8 267.1 286.8 311.5 334.1 344.8 377.9

840 238.7 274.4 294.9 320.5 344.0 355.1 389.6

900 245.3 282.5 303.9 330.7 355.2 366.8 402.8

960 252.9 292.0 314.5 342.7 368.4 380.6 418.4

1020 259.4 300.0 323.4 352.6 379.4 392.0 431.3

1080 266.2 308.4 332.7 363.1 390.9 404.0 444.8

1140 271.6 315.0 340.0 371.3 399.9 413.5 455.5

1200 275.6 320.0 345.6 377.5 406.7 420.5 463.4

1260 283.4 329.8 356.5 389.9 420.4 434.9 479.8

1320 288.6 336.3 363.7 398.0 429.4 444.2 490.3

1380 292.1 340.5 368.3 403.1 435.0 450.1 496.9

1440 295.7 344.7 372.9 408.1 440.4 455.7 503.0











4 - 16



비 고10년 20년 30년 50년 80년 100년 200년

10분1 25 29.1 31.5 34.4 37.1 38.4 - 　

2 24.7 27.7 29.4 31.6 33.5 34.5 37.4 　

60분

(1시간)

1 74.8 87.0 94.0 102.8 110.8 114.6 - 　

2 73.8 83.9 89.7 97.0 103.7 106.9 116.7 　

120분

(2시간)

1 103.4 119.5 128.8 140.4 151.1 156.1 - 　

2 112.6 128.6 137.9 149.5 160.0 165.0 180.6 　

180분

(3시간)

1 120.4 138.8 149.4 162.6 174.7 180.5 - 　

2 142.4 163.9 176.3 191.7 205.9 212.6 233.4 　

240분

(4시간)

1 131.7 151.6 163.0 177.2 190.3 196.5 - 　

2 158.8 183.1 197.1 214.6 230.6 238.2 261.7 　

300분

(5시간)

1 - - - - - - -　　

2 171.4 197.4 212.3 231.0 248.1 256.3 281.4 　

360분

(6시간)

1 153.5 176.6 189.9 206.5 221.7 228.9 - 　

2 184.5 211.9 227.7 247.4 265.5 274.1 300.6 　

420분

(7시간)

1 - - - - - - - 　

2 191.5 219.2 235.1 255.0 273.2 281.8 308.6 　

480분

(8시간)

1 - - - - - - - 　

2 198.7 227.0 243.2 263.5 282.1 290.9 318.2 　

540분

(9시간)

1 174.3 200.4 215.5 234.2 251.5 259.6 -

2 207.5 237.1 254.2 275.5 295.1 304.3 333.0 　

600분

(10시간)

1 - 　

2 213.4 244.0 261.5 283.5 303.6 313.1 342.7 　

660분

(11시간)

1 - 　

2 219.8 251.4 269.6 292.4 313.2 323.1 353.7 　

720분

(12시간)

1 189.5 218.1 234.5 255.1 273.8 282.8 - 　

2 226.7 259.8 278.8 302.6 324.4 334.7 366.7 　

780분

(13시간)

1 - 　

2 232.8 267.1 286.8 311.5 334.1 344.8 377.9 　

840분

(14시간)

1 - - - - - - - 　

2 238.7 274.4 294.9 320.5 344.0 355.1 389.6 　


4 - 17



비 고10년 20년 30년 50년 80년 100년 200년

900분

(15시간)

1 209.8 242.6 261.5 285.1 306.7 317.0 　　

2 245.3 282.5 303.9 330.7 355.2 366.8 402.8 　

960분

(16시간)

1 　　

2 252.9 292.0 314.5 342.7 368.4 380.6 418.4 　

1020분

(17시간)

1 　

2 259.4 300.0 323.4 352.6 379.4 392.0 431.3 　

1080분

(18시간)

1 223.3 258.7 279.1 304.6 327.9 338.9 　　

2 266.2 308.4 332.7 363.1 390.9 404.0 444.8 　

1440분

(24시간)

1 　

2 271.6 315.0 340.0 371.3 399.9 413.5 455.5 　


(2000. 6, 건설교통부)

2 : 서울관측소 확률강우량(1961～2011, 51개년) - 채택















4 - 18









방법이 있다.







용하였다.



1시간 60분 1.129(1.13)

3시간 180분 1.033

6시간 360분 1.013(1.02)

24시간 1440분 1.005(1.01)

1일 1440분 1.161(1.13)



(건설교통부. 2000. 6, Page 27)


4 - 19







Talbot 형 I t bca

Sherman 형 I tcba


semi log형 ․log












4 - 20


공식

빈도년



10년

0.28

0.20

20년

0.24

0.35

30년

0.20

0.43

50년

0.18

0.55

80년

0.18

0.64

100년

0.13

0.69

200년

0.13

0.83


10

100

1000

1 10 100 1000

Duration Time(min)


200년

100년

80년

50년

30년

20년

10년


4 - 21


1

10

100

10 100 1000 10000

Duration Time(min)


200년

100년

80년

50년

30년

20년

10년

4.1.4 도달시간

(1) 도달시간










4 - 22


공 식 명


Kirpich 공식

(1940)







0.453km2 이하

Kraven-Ⅰ공식





Kraven-Ⅱ공식


v : 유속(m-s)

v=3.5m-s(하도경사 1-100 이상)

v=3.0m-s(하도경사 1-100 ～ 1-200)

v=2.1m-s(하도경사 1-200 이하)

Rziha 공식





Kerby 공식

(1959)











Johnstone

and

Cross 공식

(1949)




25〜1,624 mi2의 유역면적

California

Culvert Practice

공식 (1942)



표고차(ft)

산지 소유역


4 - 23


공 식 명


SCS Lag공식

(1975)






적용가능,



<도시하천>

Kerby 공식

(1959)


H : 표고차(m)

r : 포장지역 0.02



잔디 0.40





<도시하천>

Izzard 공식

(1945)


c : 지체상수




지체상수(c) =

















4 - 24










산 정 지 점 부호 산정방법 kirpich RzihaKraven-

Ⅰ

Kraven-

ⅡKerby 적 용

신동아

유역1

하구 SDA0도달시간(min) 6.5 5.3 5.1 5.4 22.7 Kraven

-Ⅱ평균유속(m-s) 0.9 4.6 10.7 3.5 0.1

지류

합류후SDA1

도달시간(min) 7.1 5.4 5.2 6.0 27.4〃

평균유속(m-s) 1.6 7.6 16.4 3.5 0.1

지류

합류전SDA2

도달시간(min) 7.1 5.4 5.2 6.0 27.1〃

평균유속(m-s) 1.8 8.9 18.7 3..5 0.2

신동아

유역2

하구 SDA3도달시간(min) 8.2 5.7 5.3 6.5 33.4

〃평균유속(m-s) 1.6 7.0 15.3 3.5 0.2

상류지점 SDA4도달시간(min) 7.7 5.6 5.3 6.7 31.0

〃평균유속(m-s) 2.2 10.6 21.8 3.5 0.2

보덕사

유역1

하구 BD0도달시간(min) 7.4 5.5 5.2 6.2 29.0

〃평균유속(m-s) 1.7 8.3 17.7 3.5 0.2

지류

합류후BD1

도달시간(min) 7.6 5.5 5.3 6.6 30.2〃

평균유속(m-s) 2.1 10.3 21.2 3.5 0.2

지류

합류전BD2

도달시간(min) 8.1 5.7 5.3 6.9 33.3〃

평균유속(m-s) 2.1 9.3 19.5 3.5 0.2

보덕사 유역2 BD3도달시간(min) 6.7 5.3 5.2 5.9 24.5

〃평균유속(m-s) 1.8 9.6 20.0 3.5 0.2


4 - 25














다음과 같다.





Q = 0.2778 × C × I × A


C : 유출계수







4 - 26

유출계수는 유역의 형상, 지표면 피복상태, 식생 피복상태 및 개발상황 등을 감안하여 결

정하는 것으로 하나 자연하천 유역 및 토지이용에 따른 유출계수는 다음표를 적용한다.

【표 4.1-9】토지 이용도에 따른 합리식의 유출계수 범위

토지이용 기본유출계수 C 토지이용 기본유출계수 C

상업

지역

도심지역

근린지역

0.70-0.95

0.50-0.70

차도 및 보도0.75-0.85

지붕

주거

지역

단독주택

독립주택단지

연립주택단지

0.30-0.50

0.40-0.60

0.60-0.75

잔디사질

토

평탄지

평균

경사지

0.05-0.10

0.10-0.15

0.15-0.20

주거

지역

교외지역

아파트

0.25-0.40

0.50-0.70잔디 중토

평탄지

평균

경사지

0.13-0.17

0.18-0.22

0.25-0.35

산업

지역

산재지역

밀집지역

0.50-0.80

0.60-0.90

농경

지

나지평탄한 곳

거친곳

0.30-0.60

0.20-0.50

공원,묘역 0.10-0.25

경작

지

사질

토

작물 있음 0.30-0.60

운동장 0.20-0.35 작물 없음 0.20-0.50

철로 0.20-0.40점토

작물 있음 0.20-0.40

미개발지역 0.10-0.30 작물 없음 0.10-0.25

도로

아스팔트

콘크리트

벽돌

0.70-0.95

0.80-0.95

0.70-0.85

관개 중인 답 0.70-0.80

초지사질토 0.15-0.45

점토 0.05-0.25

산지급경사 산지 0.40-0.80

완경사 산지 0.30-0.70

자

료출처:하천설계기준(2007, 한국수자원학회)

(나) 유역추적법 (Clark Method)

자연하도에서의 수문곡선은 하도의 저류효과와 수평이동의 복합현상이라고 할 수 있다.

따라서 자연하도에서의 수문곡선은 추적구간에 유입되는 유입수문곡선을 저류량-유출량의

관계를 이용한 추적으로 유출수문곡선을 구함으로써 얻을 수가 있다. 이러한 기본 개념하에

서 Clark는 간단하게 유역출구에 1개의 가상적인 저수지가 있다고 가정하고 유하시간 - 유

역면적으로 구한 수문곡선을 유입수문곡선으로 하여 저수지추적을 실시한 후 유역의 유출

수문곡선을 얻었다. 또한 Clark는 저수지의 저류량과 유출량이 선형관계를 갖는 선형저수지

(Linear Reservoir)라 가정하였다.


4 - 27

S=K․O

여기에서, S : 저류량, O : 유출량, K : 저류상수

이를 하천구간에서의 연속방정식 ( I- O=△S△t

)에 대입하여 정리하면 다음과 같다.

I 1 + I 22

△t-O 1 + O 2

2△t=K(S 2 - S 1) (1)

O 2=COI 2+C 1I 1+C 2O 1 (2)

C 0=C 1 =△t

2K+△t, C 2=

2K-△t2K+△t

C 0+C 1+C 2=1

여기에서, I 1은 홍수추적기간 시점의 유입량, I 2는 홍수추적기간 종점의 유입량, O 1은

홍수추적기간 시점의 유출량, O 2는 홍수추적기간 종점의 유출량이다.

(2)식을 이용하여 유입수문곡선으로부터 유출수문곡선을 구할 수 있다. 이 식을 더욱 간편

하게 하기 위해서 I 1 = I 2로 가정하여 사용할 수 있으며 이 경우 상기 (2)식을 다음과 같이

쓸 수 있다.

O 2 = C 1 I 1 + C 2O 1 (3)

C 3 =

0.5ΔtK + 0.5Δt

C 2 =

K - 0.5ΔtK + 0.5Δt

C 3 + C 2 = 1

식 (2) 및 (3)은 순간단위도유량도(I.U.H)이므로 Δt(Δt=Δt1-Δt i-1)인 단위유량도는

U i =12

(O i - O i- 1) 이며

지속시시간이 n⋅Δt인 단위도는 다음과 같다.

U i =1n

(0.5O i- n+O i- n+1+ --- +O i- 1+0.5O i) (4)

따라서 (4)식을 이용하여 단위도를 유도한 후 홍수량 산정에 이용한다.


4 - 28

도달시간은 Kirpich공식, Rziha공식, Kerby공식, Kraven공식, 홍수시 평균유속을 이용하

여 산정하였으며, 각 공식들에 의해 산정된 도달시간을 비교, 평가해 좀 더 타당성이 있는

것으로 판단되는 Kraven식을 이용, 도달시간을 산정하였다.

한편, 유역의 저류특성을 반영하는 저류상수 K는 강우-유출량 관계 자료가 있는 경우에는

이들 관계를 이용하여 구할 수 있으나 이러한 자료가 없는 미계측 유역의 경우는 도달시간

과 개략 비슷한 값을 갖는다고 가정하거나 경험식을 사용하여 결정한다.

본 Clark의 유역추적법은 K값 결정을 위한 지역공식이 아직 개발되어 있지 못한 실정으

로 전자의 경우인 K=αT C의 관계식(α=0.8～1.2)을 적용하여 저류상수를 결정하였으며 기

발표된 저류상수 산정공식을 소개하면 다음과 같다.

∙Clark 공식

∙Linsley 공식

여기서, K : 저류상수(hr)

L : 유로연장(km)

A : 유역면적(km²)

S : 평균경사(%)

C : 0.5∼1.4의 값을 가지는 상수

b : 0.01∼0.03의 값을 가지는 상수

∙Russel 공식( Flood Runoff Analysis(1994, USACE) )

여기서, K 는 저류상수(hr), α 는 도시지역(developed catchments)은 1.1∼2.1,

자연지역(rural catchments)은 1.5∼2.8,


4 - 29

산림지역(forested catchments)은 8.0∼12.0의 범위이다.

∙Sabol 공식( Flood Runoff Analysis(1994, USACE) )

K =T c

1.46 - 0.0867L 2

A

여기서 K 는 저류상수(hr), T c 는 도달시간(hr), L 은 유로연장(km),

A 는 유역면적(km²)이다.

(다) SCS 합성단위도법

이 방법은 미국 토질보존국(U.S.Soil Conservation Service : SCS)에 의해 합성단위 유량도

를 작성하기 위하여 고안된 방법으로 다음의【그림 4.1-7】과 같은 무차원 단위도

(Dimensionless Unit Hydrograph)의 이용에 근거를 두고 있다. 무차원 수문곡선은 미국내

여러 지방의 대소 유역으로부터 얻은 실제의 단위도를 해석한 결과이며, 유역의 특성에 관

계없이 적용할 수 있는 장점이 있다.

【그림 4.1-7】SCS의 무차원 단위유량도

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

1.0 2.0 3.0 4.0 5.00

t

tp

Qp

t

l

r

Q /

Qp

t / tp

이 방법에 의한 단위도의 합성을 위해서는 단위도의 첨두유량 QP와 그의 발생시간 tP를

결정하여야 하며, Q/Q P, t/tP의 비율을 나타낸 아래의【표 4.1-10】을 사용하여 단위도를

합성하도록 되어 있다.


4 - 30

【표 4.1-10】SCS무차원 단위도의 비율에 따른 시간별 종거

ttP QQP ttP QQP ttP QQP0 0 1.1 0.990 2.4 0.147

0.1 0.03 1.2 0.930 2.6 0.107

0.2 0.100 1.3 0.860 2.8 0.077

0.3 0.190 1.4 0.780 3.0 0.055

0.4 0.310 1.5 0.680 3.2 0.040

0.5 0.470 1.6 0.560 3.4 0.029

0.6 0.660 1.7 0.460 3.6 0.021

0.7 0.820 1.8 0.390 3.8 0.015

0.8 0.930 1.9 0.330 4.0 0.011

0.9 0.990 2.0 0.280 4.5 0.005

1.0 1.000 2.2 0.207 5.0 0.000

SCS에서는 무차원 단위유량도에서의 Q P와 tP를 산정하기 위한 식을 다음과 같이 추천한

바 있다.

tP tr t, QP tP

A

여기서, tP : 강우시작 시간으로부터 첨두유량 도달점까지의 시간 (hr)

t r : 강우의 지속기간 (hr)

tℓ : 우량의 질량중심으로부터 첨두유량 도달점까지의 시간

즉, 유역의 지체시간 (hr)

Q P : 첨두유량 (m3-sec)

A : 유역면적 (km2)

유역면적은 tℓ에 가장 큰 영향을 주는 인자로서, SCS 조사결과에 의하면 다음과 같은 관

계가 있다.

⋅ 미국주 ⋅ 미국주

또한 SCS에서는 유역면적이 작은 경우 (약 2,000acre=8.09372km2이하)에서 tℓ를 결정하

기 위한 공식은 다음과 같이 제안하고 있다.


4 - 31

t Y

L S

여기서 L : 하천의 총 연장 (ft)

Y : 유역의 평균 경사 (%)

S : SCS의 유효우량 산정방법에서의 지표토층의 최대 잠재저류량 (inch)으로서

S=(1000-CN)-10의 관계를 가진다. 여기서 CN은 유출곡선지수이다.

(라) 홍수량 산정 결과

위의 제시된 방법으로 각각의 유역별로 홍수량을 산정한 결과는 【표 4.1-11】와 같이

산정 하였다

【표 4.1-11】산정 방법에 따른 홍수량 산정 결과

산정지점 기호유역면적A(㎢)

유로연장L(㎞)

산정방법

첨두 홍수량(cms)비유량(Q/A)20년 30년 50년 80년 100년 200년

신

동

아

유

역

1

하구 SDA0 0.114 0.300

CLARK 3.01 3.31 3.69 4.04 4.21 4.74 37.0

NRCS 2.98 3.28 3.66 4.01 4.18 4.70 36.7

합리식 4.01 4.24 4.55 4.81 4.95 5.35 43.4

지류 합류후 SDA1 0.109 0.220

CLARK 2.88 3.18 3.54 3.88 4.04 4.54 37.0

NRCS 2.86 3.15 3.51 3.84 4.01 4.51 36.7

합리식 3.68 3.89 4.18 4.42 4.55 4.92 41.7

지류 합류전 SDA2 0.090 0.220

CLARK 2.41 2.65 2.95 3.23 3.37 3.79 37.4

NRCS 2.39 2.63 2.93 3.20 3.34 3.75 37.1

합리식 3.04 3.22 3.45 3.65 3.76 4.06 41.7

신

동

아

유

역

2

하구 SDA3 0.108 0.670

CLARK 2.75 3.03 3.38 3.71 3.87 4.36 35.8

NRCS 2.74 3.02 3.38 3.70 3.86 4.35 35.8

합리식 3.54 3.74 4.02 4.25 4.37 4.73 40.5

상류지점 SDA4 0.072 0.360

CLARK 1.86 2.05 2.29 2.51 2.62 2.95 36.4

NRCS 1.86 2.05 2.29 2.51 2.61 2.94 36.3

합리식 2.36 2.50 2.68 2.83 2.92 3.16 40.5

보

덕

사

유

역

1

하구 BD0 0.160 0.640

CLARK 3.97 4.38 4.90 5.38 5.62 6.34 35.1

NRCS 3.95 4.37 4.88 5.36 5.60 6.32 35.0

합리식 5.33 5.65 6.06 6.41 6.60 7.14 41.2

지류 합류후 BD1 0.114 0.390

CLARK 2.84 3.13 3.50 3.84 4.01 4.52 35.2

NRCS 2.83 3.12 3.49 3.84 4.00 4.52 35.1

합리식 3.71 3.93 4.22 4.46 4.59 4.97 40.3

지류 합류전 BD2 0.049 0.390

CLARK 1.23 1.36 1.52 1.67 1.74 1.96 35.5

NRCS 1.24 1.37 1.53 1.68 1.75 1.97 35.7

합리식 1.57 1.66 1.78 1.89 1.94 2.10 39.6

보덕사 유역2 BD3 0.031 0.180

CLARK 0.77 0.85 0.95 1.04 1.08 1.22 34.9

NRCS 0.76 0.84 0.94 1.03 1.07 1.21 34.6

합리식 1.05 1.11 1.20 1.26 1.30 1.41 42.0


4 - 32

(2) 기본 및 계획홍수량 산정

(가) 기본홍수량

기본홍수량이란 어떤 하천이나 유역에서 인위적인 유역개발이나 유량조절시스템에 의해

조절되지 않고 자연상태에서 흘러 내려오는 홍수중에서 홍수조절이나 유역개발의 기본이

되는 홍수를 말하며 기왕홍수, 사업의 경제효과, 계획대상지구의 중요도, 계획대상시설의 성

질 등을 종합적으로 고려해서 결정하여야 한다. 기본홍수량 산정방법으로 확률홍수량 산정

식을 이용하는 방법과 과거 홍수기록을 통계적으로 분석하여 적당한 초과확률값을 지정하

는 방법이 있으나 본 지역은 과거 홍수시 유출량 자료가 신뢰성이 떨어지고 기록 기간이

짧은 관계로 빈도별 홍수량을 산정하여 기본홍수량으로 하되 채택빈도는

① 현재 우리나라에서 일반적으로 적용하고 있는 기준을 전제로 적용

․국 가 하 천 : 100～200년 빈도,

․지방1급하천 : 80～200년 빈도, 지방2급하천 : 50～200년 빈도

․소하천 : 30~50년 빈도

② 해당 하천의 중요도 및 연안토지이용현황

③ 현지조사에 의한 기술적 판단 및 최근의 집중호우 등을 고려하여 100년 빈도를 채택하였다.

(나) 계획홍수량

계획홍수량이란 하천유역개발 계획, 홍수방어(조절)계획, 이수계획, 내수배제계획, 그리고

하천환경관리계획 등 각종 계획에 맞춰 이미 산정된 기본홍수를 종합적으로 분석하여 합리

적으로 배분하거나 조절할 수 있도록 계획기준점이나 하천시설 설치지점, 지류와 본류 합류

점 등에서 하천개발계획을 위해 책정된 홍수를 말한다.

금회 과업유역내에는 홍수를 분담할 수 있는 농업용 저수지나 홍수조절용 댐이 없을 뿐만

아니라 홍수조절용 저수지나 유수지를 설치하여 홍수를 조절해야 할만큼 시급을 요하는 지

역이 없는 유역의 특성을 감안하여 홍수량을 하도가 전량 부담하는 것으로 계획하여 전절에

서 산정한 기본홍수량을 계획홍수량으로 결정하였다. 계획홍수량은【표 4.1-12】과 같다.


4 - 33

【표 4.1-12】기본 및 계획홍수량

산 정 지 점 부 호유역면적

(km2)

계획빈도

(년)

기본홍수량

(m3/s)

계획홍수량

(m3/s)비고

신동아

유역1

하구 SDA0 0.114 100 4.21 4.21

지류 합류후 SDA1 0.109 100 4.04 4.04

지류 합류전 SDA2 0.090 100 3.37 3.37

신동아

유역2

하구 SDA3 0.108 100 3.87 3.87

상류지점 SDA4 0.072 100 2.62 2.62

보덕사

유역1

하구 BD0 0.160 100 5.62 5.62

지류 합류후 BD1 0.114 100 4.01 4.01

지류 합류전 BD2 0.049 100 1.74 1.74

보덕사 유역2 BD3 0.031 100 1.08 1.08


4 - 34


4.2.1 계산방법의 선정

빈도별 홍수위는 개수 전․후로 구분하여 표준축차계산법(Standard Step Method)에

의하여 전산으로 계산하였으며, 홍수위 계산에 적용한 조도계수 및 기점수위는【표 4.2-

3】및【표 4.2-4】에서 기술한 값을 취하였다. 홍수위 계산시 유의할 사항은 다음과 같

다.

① 보 및 낙차공 등 하천 횡단구조물로 인하여 지배단면이 발생할 수 있는 지점은 한계수심을

계산하여 구조물 하단지점의 계산홍수위가 그 구조물의 한계수위보다 낮을 경우에는 그 구조물

의 각 빈도별 한계수심을 표준수위로 하여 배수위계산을 수행하였고, 하단부 계산홍수위가 그

구조물의 한계수심보다 높을 경우에는 그대로 배수위 계산을 진행하였다.

② 하도에서 흐름이 없는 부분 혹은 흐름이 있어도 유량소통에 영향을 주지 않는 사수역은 제

거하였으며, 가능한 요철수면형이 발생하지 않도록 유의하였다.

③ 개수후 빈도별 홍수위는 개수전과 동일하게 산정하되 개수계획지구 등은 상․하류를 감안

한 종․횡단형을 고려하여 배수위 계산을 행하였다.

상기와 같이 개수전․후 각 빈도별 홍수위는【표 4.2-6】과 같고 홍수위 계산은 미육군

공병단에 의해 개발된 HEC-RAS(Hydrologic Engineering Center's River Analysis

System) 모델을 이용하여 전산으로 계산하였으며, HEC-RAS 모델의 기본식은 다음과 같

다.

(1) HEC-RAS 의 기본방정식

HEC-RAS의 수면형 개념은×와 같다. HEC-RAS 프로그램은 자연하도 또는 인공하도에

서 정류상태 점변류에 대한 1차원 수면형을 계산하기 위해 개발되었으며, 상류, 사류, 상

류와 사류가 혼합된 흐름 상태의 수면형을 계산할 수 있게 설계되었다. 수면형은 표준축

차계산법이라 불리는 반복 계산과정을 가진 에너지 방정식의 해법에 의해 전 단면으로

부터 다음 단면의 수면형이 계산된다. 에너지 방정식은 다음과 같다.

Y 1+Z 1+ α 1

V 21

2g= Y 2+Z 2+ α 2

V 22

2g+h e


4 - 35

【그림 4.2-1】부등류 수면곡선 형성

gV2

21a

gV2

22a

XSh fL D=eh

1Y

2Y

1Z2Z기준고

하상OS

WS수면

에너지경사

S f

여기서, Y 1, Y 2 : 구간 양단에서의 수심(m)

Z 1, Z 2 : 구간 양단에서의 하상까지의 높이(m)

V 1, V 2 : 구간 양단에서의 평균 유속 (= 총유량 - 총유수단면적)

α 1, α 2 : 구간 양단에서 흐름의 유속계수

g : 중력 가속도, h e : 에너지 손실수두

두 단면 사이의 에너지 손실수두( h e)는 마찰 손실과 수축 또는 확대 손실을 포함

하고 있다. 에너지 손실에 대한 방정식은 다음과 같다.

h e= LS f+C α 1

V 21

2g- α 2

V 22

2g

여기서, L : 유량 가중구간 길이

C : 단면확대 또는 축소에 의한 손실계수

S f : 구간에서의 대표 마찰경사 값

유량 가중구간 길이는 다음과 같이 계산된다.

L=L lob Q lob+L ch Q ch+L rob Q rob

Q lob+Q ch+Q rob

여기서, L lob, L ch, L rob : 각 좌측제방, 본수로, 우측제방에서의 흐름에 대한 구간 길이

Q lob, Q ch, Q rob : 각 좌측제방, 본수로, 우측제방에 대한 구간양단에서의 산술평균유량


4 - 36

4.2.2 홍수위 산정을 위한 자료의 선정

(1) 횡단면자료 및 구간길이의 선정

홍수위 계산시 횡단면 자료는 5～20m 간격의 횡단측량자료를 사용하는 것을 원칙으로

하며, 하폭의 변화가 크지 않은 구간에 대해서는 이보다 긴 간격의 자료를 사용할 수도

있으며, 단면의 급확대 또는 급축소가 발생하는 구간이나 교량 등 하천시설물로 인하여

흐름에 큰 영향을 미치는 단면은 반드시 홍수위 계산에 단면을 포함시켜야 한다.

(2) 조도계수의 결정

조도계수는 수로내를 흐르는 물에 대한 마찰저항을 나타내는 수리학적인 계수로서 일반

적으로 Manning의 조도계수를 의미한다. Manning의 조도계수에 영향을 주는 요소로는 수

로의 표면조도, 수로내의 식물, 수로법면의 보전 및 세굴, 장애물, 수로의 크기와 형태, 수위

및 유량의 계절적 변화 등으로 다양하여 동일하천, 동일구간은 물론 경년적으로도 변화하므

로 정도가 높은 값을 얻기란 상당히 어려우나 일반적인 방법으로는

① 하도형상 및 하상재료에 의한 추정

② 수위-유량 자료를 이용한 추정

③ 홍수흔적을 조사하여 부등류(등류) 계산에 의한 추정 등이 있다.

상기의 방법을 검토한 결과 ②의 방법은 과업하천 구간에는 수위표 지점이 없어 유량

의 측정이 불가능한 것으로 검토되었으며, ③의 방법인 흔적수위에 의한 조도계수의 추

정 역시 현장 및 탐문조사 결과 최근 홍수에 의한 피해가 경미하여 흔적수위를 파악하

기가 불가능 하였다. 따라서 금회 과업에서는 ①의 방법인 현지 하상구성재료와 하상상

태를 면밀히 조사하여 『하천설계기준(2007, 한국수자원학회)』에 따른 자연하천에서의

하천상황별 조도계수 값(【표 4.2-1】)과 『소하천시설기준(1999, 행정자치부)』의 하상조

건 및 형태에 따른 조도계수 값(【표 4.2-2】)등을 종합적으로 비교 검토하여 다음【표

4.2-3】와 같이 주요구간에 대해 조도계수를 결정하였다. 또한 개수계획의 수립시 저수로

및 현하상은 그대로 존치하였으며, 계획제방에 설치되는 호안은 기존의 호안과 재료의

성질이 유사한 자연형 호안을 채택하였으며, 각 구간별로 조도계수를 구분하여 개수

전․후에 대하여 각각 동일한 값을 적용하였다.


4 - 37

【표 4.2-1】자 연 하 천 에 서 의 조 도 계 수

하 천 상 황 조도계수(n) 범위

자

연

하

천

평야의 소하천, 잡초없음 0.025～0.033

평야의 소하천, 잡초와 관목 있음 0.030～0.040

평야의 소하천, 잡초 많음, 잔자갈하상 0.040～0.055

산지하천, 호박돌 0.030～0.050

산지하천, 큰호박돌 0.040～이상

큰하천, 점토, 사질하상, 사행이 적음 0.018～0.035

큰하천, 자갈하상 0.025～0.040

주) 자료출처 (2005, 하천설계기준, Page 96)

【표 4.2-2】하상조건 및 형태에 따른 조도계수

하 천 의 형 태 최소값 중간값 최대값

1. 홍수시 수면폭이 30m이하인 소하천

(1) 평지하천 0.025 0.030 0.033

① 하상에 굴곡이 없는 직선수로이며, 수심이 크고 깊은

소(pool)가 없는 경우0.030 0.035 0.040

② ①과 같으나 암석과 잡초가 더 많은 경우 0.033 0.040 0.045

③ 하상에 굴곡이 없고 약간의 소와 여울이 있는 경우 0.035 0.045 0.050

④ ③과 같으나 잡초와 암석이 더 많은 경우 0.040 0.048 0.055

⑤ ④와 같으나 수심이 작고, 영향을 받지 않는 경사와 단면이

더 많은 경우0.045 0.050 0.060

⑥ ④와 같으나 ④보다 암석이 더 많은 경우 0.050 0.070 0.080

⑦ 유속이 느린 구간으로 잡초가 많으며 깊은 소가 있는 경우 0.075 0.100 0.150

(2) 산지하천 : 하도내에는 식생이 없으나, 일반적으로 고수위시에는 잠수된 제방을 따라

수목과 덤불이 있음.

① 하상바닥재료가 자갈, 작은 호박돌과 약간의 호박돌로 구성

된 경우0.030 0.040 0.050

② 하상바닥재료가 작은 호박돌과 호박돌로 구성된 경우 0.040 0.050 0.070

2. 홍수시 수면폭이 30m보다 큰 하천

※ 하폭이 30m이하인 소하천에서 정의된 값보다 약간 작은 값이 사용됨.

① 호박돌이나 덤불이 없고 굴곡이 작은 단면을 가진 경우 0.025 ～ 0.060

② 불규칙하고 굴곡이 심한 경우 0.035 ～ 0.100

주) 자료출처 (소하천 시설기준, 1999. 11, 행정자치부)


4 - 38

【표 4.2-3】구간별 조도계수

산 정 지 점조도계수

비 고개수전 개수후

신동아 유역1

하구 0.045 0.045

지류 합류후 0.045 0.045

지류 합류전 0.045 0.045

신동아 유역2

하구 0.045 0.045

상류지점 0.045 0.045

보덕사 유역1

하구 0.045 0.045

지류 합류후 0.045 0.045

지류 합류전 0.045 0.045

보덕사 유역2 0.045 0.045


4 - 39

지 점빈 도 별 홍 수 위 (EL.m)

비 고20년 30년 50년 80년 100년 200년

신동아1 75.88 75.9 75.92 75.94 75.95 75.98

신동아2 76.42 76.44 76.47 76.49 76.5 76.53

신동아3 81.01 81.03 81.05 81.07 81.08 81.12

보덕사1 71.64 71.67 71.70 71.81 71.74 71.78

보덕사1-1 96.80 96.82 96.84 96.85 96.86 96.89

보덕사2 77.33 77.35 77.36 77.38 77.38 77.39

4.2.3 기점홍수위

기점홍수위를 결정하는 방법에는

- 하구 계획홍수위 또는 배수효과가 있는 지천에서는 본류의 계획홍수위

- 수공구조물에 의해 한계수심이 발생한 곳에서는 한계수심 또는 설계홍수위

- 하도의 급확대, 단락, 만곡 또는 교각에 의해 수위변화가 일어나는 곳은 손실수두를

더하여 계산한 수위

- 사수역이 발생하는 곳은 유수단면적에서 사수역을 빼고 계산한 수위

- 과거에 발생한 최대홍수위, 흔적홍수위 또는 기존제방이나 방조제의 설계홍수위

- 수리모형실험에 의해 추정한 홍수위 등이 있으며 금회 과업대상의 기점홍수위는 상

기의 사항을 고려하여 다음과 같이 산정하였다.

홍수위 계산을 위한 기점수위는 산지하천으로 금회에는 자체(등류)수위로 적용하였으

며 다음【표 4.2-4】과 같다.

【표 4.2-4】기 점 수 위


4 - 40

4.2.4 계획하폭

계획하폭은 계획홍수량 및 현하폭 등을 기준으로 결정하되 전반적인 하천의 종단경사,

지질, 연안의 토지이용현황, 유로형상 등 제반요인을 감안하여 계획하였다.

본 과업에서의 계획하폭 산정은 하천설계기준상의 계획하폭 및 기 발표된 중부지방 하

폭공식, 소규모 하천공식과 현하폭, 개수후의 하천구조물 유지관리, 공사비, 홍수위 등

종합적인 요인을 고려하고, 유속 및 소류력 등 수리특성과 계획홍수량과 하폭과의 관계

를 참고하여 결정하였다.

한편, 하천설계기준상의 계획하폭 산정기준인 중부지방의 하폭공식 및 소규모 하천 하

폭 산정공식을 소개하면 다음과 같다.

① 중소하천 하폭결정공식(중부지방)

여기서 B : 계획하폭(m), S : 하상경사, A : 유역면적(㎢)

② 소하천 하폭결정공식

￭ 계획홍수량과 하폭 (계획홍수량이 300㎥-sec 이하일 때)

￭ 유역면적과 하폭 ( 유역면적이 10㎢ 이하 일 때)

여기서 B : 계획하폭(m), Q : 계획홍수량 (㎥-sec), A : 유역면적(㎢)

한편 각 측점간의 계획하폭의 결정과 제방법선(가법선)을 결정함에 있어서 상기에 기

술한 공식을 기준으로 하되 다음사항을 고려하여 결정하였다.

① 제방법선은 가급적 현유로의 방향을 고려하여 직선형과 조화가 되도록 계획.

② 곡선 유로부(만곡부)는 직선부의 하폭보다 10～20%정도 여유 있게 제방법선을 계획.

③ 기성제가 있는 구간에서는 하천의 양안을 가급적 평행으로 하여 하폭의 급변을 피하도록 계획.

④ 양안의 하천개수가 완료된 하천구간으로서 다소 하폭이 넓은 구간은 가급적 현하폭을 그

대로 유지하도록 계획.


4 - 41

⑤ 본류에 합류되는 지류의 하구지점에 대한 하폭은 유수의 와류현상과 현지여건등을 고려하

여 다소 넓게 계획.

⑥ 각 측점간의 평균유속은 가급적 적게 되도록 하천종단계획 문제와 관련하여 계획.

상기사항을 고려하여 결정한 현하폭 및 계획기준하폭은 다음【표 4.2-5】와 같다.

【표 4.2-5】계획하폭 산정

산 정 지 점산정

부호

유 역면 적A (㎢)

유 로연 장L (㎞)

홍수량

(m3/s)

하 상경 사(I-S)

하 폭 (m)

비고하 천 설 계 기 준

계 획중소하천경 험 식

소하천공 식

① ②

신동아2 sda0 0.114 0.30 4.21 1.5 0.8 3.1 2.6 5.0

신동아3 sda2 0.090 0.22 3.37 2.6 0.7 2.7 2.3 3.5

신동아1

sda3 0.108 0.67 3.87 5.6 0.8 2.8 2.5 5.0

sda4 0.072 0.36 2.62 3.0 0.7 2.4 2 3.5

보덕사1 BD0 0.160 0.64 5.62 9.0 2.2 3.7 3.1 5.0

보덕사1-1 BD1 0.065 0.39 2.27 3.6 1.0 2.1 1.9 3.5

보덕사2 BD3 0.031 0.18 1.08 3.5 0.9 1.8 1.6 3.0


4 - 42

4.2.5 홍수위 계산

(1) 빈도별 홍수위

빈도별 홍수위는 개수전․후로 구분하여 표준축차계산법(Standard Step Method)에 의

하여 전산으로 계산하였으며 홍수위 계산에 적용한 조도계수 및 기점수위는【표 4.2-3】

및【표 4.2-4】에서 기술한 값을 취하였고 홍수위 계산시 고려할 사항은 다음과 같다.

홍수위는 개수전․후로 구분하여 빈도별(20년, 30년, 50년, 80년, 100년, 200년)로 산정

하고, 계획홍수위는 하천정비 후 빈도별 홍수위를 토대로 결정하되 하도계획에 있어서

최상류 지점부터 최하류 지점까지 적절히 나눈 구간마다 합리적으로 정하여야 한다.

상기와 같은 방법으로 산정된 개수전․후 빈도별 홍수위는【표 4.2-6】~【표 4.2-11】

과 같다.

【표 4.2-6】신동아1

측점

(NO.)

누가

거리

(m)


20년 30년 50년 80년 100년 200년 20년 30년 50년 80년 100년 200년

No.0+0.0 0.0 76.18 76.2 76.22 76.24 76.25 76.27 75.88 75.9 75.92 75.94 75.95 75.98

No.1+0.0 20.0 77.63 77.65 77.67 77.68 77.69 77.71 77.67 77.68 77.71 77.72 77.73 77.76

No.2+0.0 40.0 78.83 78.84 78.86 78.87 78.87 78.89 78.95 78.97 78.99 79.01 79.02 79.04

No.3+0.0 60.0 80.42 80.43 80.44 80.46 80.47 80.48 80.51 80.53 80.55 80.57 80.58 80.6

No.3+13.0 73.0 81.80 81.81 81.83 81.85 81.85 81.8881.63 81.64 81.65 81.66 81.67 81.68

84.68 84.69 84.71 84.72 84.73 84.74

No.4+0.0 80.0 82.54 82.56 82.58 82.6 82.6 82.63 84.84 84.85 84.88 84.9 84.91 84.93

No.5+0.0 100.0 85.17 85.19 85.21 85.22 85.23 85.25 85.15 85.17 85.19 85.21 85.22 85.25

No.6+0.0 120.0 90.3 90.31 90.32 90.34 90.34 90.36 88.7 88.72 88.74 88.76 88.77 88.8

No.6+9.0 129.0 91.81 91.83 91.84 91.86 91.87 91.8990.22 90.24 90.26 90.27 90.28 90.31

91.71 91.73 91.74 91.76 91.77 91.79

No.7+0.0 140.0 93.66 93.68 93.7 93.72 93.73 93.75 93.08 93.1 93.12 93.14 93.15 93.18

No.8+0.0 160.0 97.24 97.26 97.27 97.28 97.29 97.3196.39 96.41 96.44 96.46 96.47 96.5

97.86 97.88 97.9 97.92 97.93 97.96

No.9+0.0 180.0 100.9 100.91 100.93 100.94 100.94 100.96101.41 101.43 101.45 101.47 101.48 101.51

104.88 104.9 104.92 104.93 104.94 104.97

No.10+0.0 200.0 105.94 105.95 105.97 105.98 105.98 106 106.37 106.39 106.4 106.42 106.43 106.45


4 - 43

【표 4.2-6】신동아1(계속)

측점

(NO.)

누가

거리

(m)


20년 30년 50년 80년 100년 200년 20년 30년 50년 80년 100년 200년

No.11+0.0 220.0 110.94 110.95 110.96 110.97 110.98 110.99106.54 106.56 106.58 106.6 106.61 106.64

110.09 110.11 110.13 110.15 110.16 110.19

No.12+0.0 240.0 115.64 115.65 115.66 115.67 115.67 115.68114.14 114.16 114.18 114.19 114.2 114.23

115.63 115.65 115.66 115.68 115.69 115.71

No.12+19.0 259.0 120.29 120.30 120.32 120.33 120.34 120.36115.8 115.82 115.84 115.86 115.87 115.9

119.17 119.19 119.22 119.24 119.25 119.28

No.13+0.0 260.0 120.53 120.54 120.57 120.58 120.59 120.61 120.64 120.66 120.68 120.7 120.71 120.74

No.14+0.0 280.0 124.37 124.39 124.43 124.46 124.47 124.5 124.67 124.69 124.71 124.73 124.74 124.77

No.15+0.0 300.0 130.03 130.04 130.05 130.07 130.07 130.09128.5 128.51 128.52 128.53 128.54 128.55

131.55 131.56 131.58 131.59 131.6 131.61

No.16+0.0 320.0 136.17 136.18 136.2 136.21 136.21 136.23131.71 131.73 131.75 131.77 131.78 131.8

134.67 134.69 134.71 134.73 134.73 134.76

No.17+0.0 340.0 140.1 140.11 140.14 140.16 140.17 140.2139.68 139.7 139.72 139.74 139.75 139.78

141.17 141.19 141.21 141.22 141.23 141.26

No.18+0.0 360.0 146.03 146.05 146.08 146.1 146.12 146.16 146.08 146.1 146.12 146.13 146.14 146.17

No.18+10.0 370.0 148.71 148.73 148.75 148.77 148.78 148.82148.54 148.56 148.58 148.6 148.61 148.64

150.03 150.05 150.07 150.09 150.09 150.12

No.19+0.0 380.0 151.38 151.4 151.42 151.43 151.44 151.47 152.49 152.51 152.53 152.54 152.55 152.58

No.20+0.0 400.0 157.45 157.45 157.47 157.48 157.49 157.5157.4 157.42 157.44 157.46 157.47 157.5

158.89 158.91 158.93 158.94 158.95 158.98

No.21+0.0 420.0 162.95 162.96 162.97 162.98 163 163.01 164.25 164.27 164.29 164.3 164.31 164.34

No.22+0.0 440.0 169.73 169.74 169.75 169.76 169.77 169.78169.62 169.64 169.66 169.68 169.69 169.71

171.11 171.13 171.15 171.16 171.17 171.2

No.23+0.0 460.0 176.56 176.57 176.58 176.59 176.59 176.61 175.78 175.8 175.82 175.84 175.84 175.87

No.24+0.0 480.0 181.37 181.38 181.39 181.4 181.42 181.44 180.46 180.48 180.5 180.51 180.52 180.55

No.24+14.0 494.0 185.05 185.06 185.07 185.08 185.10 185.12183.62 183.64 183.65 183.66 183.67 183.69

185.12 185.13 185.14 185.15 185.16 185.18

No.25+0.0 500.0 186.63 186.64 186.65 186.66 186.67 186.69 186.04 186.06 186.08 186.09 186.1 186.13

No.26+0.0 520.0 191.44 191.45 191.47 191.48 191.48 191.5190.55 190.57 190.59 190.6 190.61 190.64

192.82 192.84 192.86 192.88 192.89 192.92

No.26+10.0 530.0 193.47 193.48 193.50 193.52 193.52 193.55 194.31 194.33 194.35 194.36 194.37 194.4


4 - 44

【표 4.2-6】신동아1(계속)

측점

(NO.)

누가

거리

(m)


20년 30년 50년 80년 100년 200년 20년 30년 50년 80년 100년 200년

No.27+0.0 540.0 195.5 195.51 195.53 195.55 195.56 195.59 196.77 196.79 196.81 196.82 196.83 196.86

No.28+0.0 560.0 202.77 202.78 202.8 202.81 202.82 202.84201.58 201.6 201.61 201.62 201.63 201.65

203.08 203.09 203.1 203.12 203.12 203.14

No.29+0.0 580.0 212.64 212.65 212.67 212.68 212.69 212.71203.23 203.24 203.26 203.28 203.29 203.32

212.64 212.65 212.67 212.68 212.69 212.71

No.30+0.0 600.0 222.42 222.43 222.43 222.44 222.45 222.46 222.42 222.43 222.43 222.44 222.45 222.46

No.31+0.0 620.0 229.4 229.41 229.43 229.45 229.46 229.48 229.4 229.41 229.43 229.45 229.46 229.48

No.32+0.0 640.0 238.58 238.59 238.61 238.63 238.63 238.66 238.58 238.59 238.61 238.63 238.63 238.66

No.33+0.0 660.0 248.84 248.86 248.87 248.89 248.89 248.91 248.84 248.86 248.87 248.89 248.89 248.91

No.33+9.0 669.0 253.27 253.28 253.3 253.31 253.32 253.34 253.27 253.28 253.3 253.31 253.32 253.34

【표 4.2-7】신동아2

측점

(NO.)

누가

거리

(m)


20년 30년 50년 80년100

년

200

년20년 30년 50년 80년

100

년

200

년

No.0+0.0 0.0 76.31 76.32 76.33 76.33 76.34 76.34 76.42 76.44 76.47 76.49 76.5 76.53

No.1+0.0 20.0 78.23 78.24 78.25 78.27 78.27 78.29 77.98 78 78.03 78.05 78.05 78.09

No.2+0.0 40.0 80.16 80.17 80.18 80.2 80.21 80.22 79.53 79.56 79.58 79.6 79.61 79.64

No.2+8.0 48.0 80.69 80.70 80.71 80.72 80.73 80.7479.92 79.93 79.94 79.96 79.96 79.98

82.98 82.99 83.01 83.02 83.03 83.05

No.3+0.0 60.0 81.48 81.49 81.5 81.5 81.51 81.52 83.15 83.16 83.19 83.21 83.22 83.25

No.4+0.0 80.0 82.41 82.42 82.43 82.44 82.44 82.45 83.12 83.14 83.16 83.18 83.19 83.22

No.5+0.0 100.0 86.84 86.86 86.89 86.91 86.92 86.9485.25 85.27 85.29 85.3 85.31 85.34

86.74 86.75 86.77 86.78 86.79 86.82

No.6+0.0 120.0 90.71 90.74 90.82 90.86 90.88 90.9286.91 86.94 86.96 86.98 86.99 87.03

90.51 90.53 90.56 90.58 90.59 90.63

No.7+0.0 140.0 94.55 94.58 94.62 94.64 94.66 94.7 94.26 94.28 94.31 94.33 94.34 94.37

No.8+0.0 160.0 98.57 98.59 98.61 98.63 98.64 98.6797.21 97.23 97.25 97.27 97.27 97.3

98.7 98.71 98.73 98.75 98.76 98.78

No.9+0.0 180.0 102.71 102.74 102.78 102.8 102.82 102.8798.87 98.89 98.92 98.94 98.95 98.99

102.43 102.46 102.48 102.51 102.52 102.55

No.9+12.1 192.1 105.66 105.69 105.73 105.76 105.78 105.82104.19 104.21 104.23 104.25 104.26 104.28

105.67 105.68 105.7 105.72 105.73 105.75


4 - 45

【표 4.2-8】신동아3

측점

(NO.)

누가

거리

(m)


20년 30년 50년 80년100

년

200

년20년 30년 50년 80년

100

년

200

년

No.0+0.0 0.0 81.34 81.35 81.36 81.37 81.38 81.4 81.01 81.03 81.05 81.07 81.08 81.12

No.1+0.0 20.0 82.17 82.18 82.18 82.19 82.19 82.21 82.32 82.34 82.36 82.38 82.39 82.43

No.2+0.0 40.0 84.98 84.99 85 85 85.01 85.02 85.17 85.19 85.21 85.23 85.24 85.28

No.3+0.0 60.0 88.07 88.09 88.1 88.11 88.12 88.15 87.78 87.8 87.82 87.84 87.85 87.89

No.4+0.0 80.0 91 91.01 91.03 91.04 91.05 91.0889.9 89.91 89.93 89.95 89.96 89.99

91.39 91.4 91.42 91.44 91.44 91.48

No.5+0.0 100.0 96.75 96.76 96.78 96.79 96.79 96.8291.55 91.57 91.59 91.61 91.62 91.67

95.97 95.99 96.01 96.03 96.04 96.09

No.5+10.0 110.0 99.08 99.09 99.11 99.12 99.12 99.1598.49 98.51 98.53 98.55 98.57 98.62

99.97 99.99 100.01 100.03 100.04 100.09

No.6+0.0 120.0 101.41 101.42 101.44 101.44 101.45 101.48 101.46 101.48 101.5 101.52 101.53 101.58

No.7+0.0 140.0 106.4 106.41 106.42 106.43 106.44 106.46 106.61 106.63 106.65 106.67 106.68 106.73

No.7+9.6 149.6 109.25 109.25 109.26 109.27 109.28 109.29108.35 108.36 108.38 108.4 108.41 108.44

109.84 109.85 109.87 109.88 109.89 109.93

【표 4.2-9】보덕사1

측점

(NO.)

누가

거리

(m)


20년 30년 50년 80년100

년

200

년20년 30년 50년 80년

100

년

200

년

0+0.0 0.0 71.31 71.33 71.35 71.37 71.38 71.41 　　　　　　

1+0.0 20.0 71.78 71.80 71.83 71.85 71.86 71.89 71.64 71.67 71.70 71.72 71.74 71.78

2+0.0 40.0 73.51 73.53 73.55 73.58 73.60 73.62 73.40 73.43 73.45 73.48 73.49 73.53

3+0.0 60.0 75.36 75.39 75.42 75.44 75.45 75.48 75.28 75.31 75.33 75.35 75.37 75.40

4+0.0 80.0 77.06 77.08 77.11 77.13 77.15 77.18 76.94 76.97 76.99 77.02 77.03 77.07

5+0.0 100.0 78.93 78.94 78.97 78.99 79.00 79.03 78.87 78.89 78.92 78.94 78.96 78.99

6+0.0 120.0 81.09 81.11 81.14 81.16 81.18 81.21 80.96 80.98 81.01 81.03 81.04 81.07

7+0.0 140.0 83.63 83.66 83.68 83.70 83.71 83.7483.36 83.38 83.39 83.41 83.42 83.44

86.36 86.36 86.39 86.40 86.40 86.43

8+0.0 160.0 86.65 86.66 86.69 86.70 86.71 86.74 86.55 86.56 86.58 86.59 86.61 86.63

9+0.0 180.0 88.44 88.46 88.48 88.49 88.50 88.53 88.43 88.44 88.46 88.48 88.50 88.52

10+0.0 200.0 92.16 92.18 92.20 92.22 92.23 92.26 91.87 91.88 91.90 91.92 91.93 91.95

10+8.0 208.0 93.46 93.48 93.50 93.52 93.53 93.5693.15 93.17 93.19 93.20 93.21 93.24

96.14 96.15 96.17 96.19 96.21 96.23


4 - 46

【표 4.2-9】보덕사1(계속)

측점

(NO.)

누가

거리

(m)


20년 30년 50년 80년100

년

200

년20년 30년 50년 80년

100

년

200

년

11+0.0 220.0 95.40 95.42 95.44 95.47 95.48 95.51 96.34 96.36 96.39 96.41 96.42 96.46

11+13.0 233.0 98.83 98.85 98.86 98.88 98.89 98.9097.54 97.55 97.56 97.56 97.57 97.58

99.08 99.08 99.09 99.1 99.11 99.12

12+0.0 240.0 100.68 100.69 100.70 100.71 100.72 100.73 100.57 100.58 100.59 100.6 100.6 100.63

13+0.0 260.0 106.34 106.35 106.37 106.38 106.38 106.40104.75 104.76 104.78 104.79 104.8 104.81

106.25 106.26 106.27 106.29 106.3 106.31

14+0.0 280.0 110.71 110.72 110.74 110.76 110.77 110.78110.03 110.04 110.06 110.07 110.08 110.1

111.53 111.54 111.56 111.57 111.57 111.6

15+0.0 300.0 116.50 116.51 116.53 116.54 116.55 116.56 116.44 116.45 116.47 116.49 116.49 116.52

15+12.0 312.0 120.44 120.45 120.46 120.48 120.49 120.50119.37 119.39 119.41 119.42 119.43 119.45

120.88 120.88 120.9 120.92 120.93 120.94

16+0.0 320.0 123.06 123.07 123.08 123.11 123.11 123.13 122.99 122.99 123.01 123.03 123.04 123.05

16+15.0 335.0 126.83 126.85 126.86 126.88 126.88 126.90126.61 126.61 126.63 126.63 126.65 126.66

128.12 128.12 128.14 128.15 128.16 128.17

17+0.0 340.0 128.09 128.11 128.12 128.13 128.14 128.16 128.5 128.5 128.51 128.52 128.53 128.55

18+0.0 360.0 133.29 133.31 133.32 133.33 133.34 133.36132.72 132.74 132.75 132.77 132.77 132.79

134.21 134.23 134.24 134.26 134.26 134.28

19+0.0 380.0 138.41 138.43 138.45 138.47 138.47 138.49137.84 137.85 137.87 137.88 137.88 137.91

139.33 139.34 139.36 139.37 139.39 139.4

20+0.0 400.0 143.43 143.44 143.45 143.48 143.48 143.5 143.36 143.38 143.39 143.41 143.41 143.43

20+10.0 410.0 147.15 147.16 147.17 147.19 147.20 147.21146.04 146.05 146.05 146.07 146.08 146.09

147.55 147.56 147.57 147.59 147.59 147.61

21+0.0 420.0 150.86 150.87 150.88 150.90 150.91 150.92149.78 149.8 149.82 149.83 149.84 149.86

151.29 151.29 151.31 151.33 151.34 151.35

22+0.0 440.0 157.54 157.56 157.58 157.59 157.60 157.62155.87 155.89 155.9 155.92 155.92 155.94

157.37 157.38 157.4 157.41 157.42 157.43

22+11.0 451.0 160.81 160.83 160.85 160.86 160.88 160.90160.09 160.1 160.1 160.12 160.13 160.14

161.6 161.61 161.62 161.64 161.64 161.66

23+0.0 460.0 163.48 163.5 163.52 163.54 163.56 163.58 163.35 163.36 163.39 163.41 163.41 163.43

23+13.0 473.0 167.85 167.86 167.87 167.88 167.89 167.9 167.85 167.86 167.87 167.88 167.89 167.9


4 - 47

【표 4.2-10】보덕사1-1

측점

(NO.)

누가

거리

(m)


20년 30년 50년 80년100

년

200

년20년 30년 50년 80년

100

년

200

년

0+0.0 0.0 96.8 96.82 96.84 96.85 96.86 96.89 96.80 96.82 96.84 96.85 96.86 96.89

0+10.0 10.0 97.94 97.96 97.98 97.98 97.99 98.0296.85 96.87 96.88 96.89 96.89 96.91

98.40 98.41 98.42 98.43 98.44 98.46

1+0.0 20.0 99.08 99.09 99.11 99.11 99.12 99.14 98.96 98.96 98.98 98.99 99.00 99.01

2+0.0 40.0 104.30 104.30 104.32 104.34 104.34 104.35103.30 103.31 103.33 103.34 103.34 103.37

104.80 104.80 104.82 104.83 104.84 104.85

3+0.0 60.0 111.27 111.28 111.29 111.30 111.31 111.33109.66 109.66 109.68 109.70 109.70 109.72

111.15 111.16 111.18 111.19 111.19 111.22

4+0.0 80.0 116.16 116.17 116.19 116.21 116.22 116.24115.09 115.11 115.13 115.14 115.15 115.18

116.59 116.60 116.62 116.64 116.64 116.67

5+0.0 100.0 121.08 121.09 121.10 121.11 121.13 121.14120.10 120.11 120.14 120.15 120.16 120.19

121.59 121.61 121.63 121.64 121.66 121.67

6+0.0 120.0 125.06 125.07 125.09 125.10 125.10 125.12 125.08 125.09 125.11 125.13 125.14 125.17

6+7.0 127.0 127.04 127.05 127.07 127.09 127.09 127.12126.44 126.45 126.47 126.48 126.49 126.51

127.95 127.97 127.98 127.99 128.00 128.02

7+0.0 140.0 130.73 130.74 130.76 130.79 130.79 130.82 130.61 130.62 130.64 130.65 130.66 130.69

7+10.0 150.0 133.57 133.59 133.60 133.63 133.63 133.66133.01 133.03 133.05 133.06 133.08 133.1

134.51 134.52 134.54 134.55 134.56 134.59

8+0.0 160.0 136.41 136.43 136.44 136.46 136.47 136.49 136.4 136.41 136.44 136.45 136.46 136.49

9+0.0 180.0 140.99 140.99 141.01 141.03 141.03 141.06 140.92 140.94 140.96 140.97 140.97 141

9+10.0 190.0 143.32 143.33 143.35 143.36 143.37 143.39142.6 142.61 142.63 142.64 142.64 142.66

144.11 144.12 144.14 144.15 144.16 144.17

10+0.0 200.0 145.65 145.67 145.68 145.69 145.70 145.72 145.54 145.55 145.57 145.58 145.58 145.61

11+0.0 220.0 152.28 152.30 152.31 152.33 152.34 152.36 152.15 152.17 152.18 152.2 152.21 152.23

11+7.0 227.0 155.15 155.17 155.18 155.20 155.21 155.23154.45 154.46 154.48 154.49 154.5 154.52

155.96 155.98 155.99 156 156.01 156.03

12+0.0 240.0 160.47 160.49 160.52 160.53 160.53 160.56 160.35 160.35 160.38 160.39 160.4 160.43

12+13.0 253.0 166.30 166.31 166.34 166.35 166.36 166.39165.01 165.03 165.04 165.06 165.07 165.09

166.53 166.54 166.56 166.57 166.58 166.6


4 - 48

측점

(NO.)

누가

거리

(m)


20년 30년 50년 80년100

년

200

년20년 30년 50년 80년

100

년

200

년

0+0.0 0.0 77.65 77.67 77.69 77.71 77.72 77.74 77.33 77.35 77.36 77.38 77.38 77.39

1+0.0 20.0 78.93 78.94 78.96 78.97 78.98 79.00 78.73 78.74 78.75 78.77 78.78 78.79

1+11.0 31.0 80.15 80.16 80.18 80.18 80.19 80.2179.49 79.50 79.50 79.52 79.52 79.54

81.00 81.01 81.02 81.03 81.03 81.05

2+0.0 40.0 81.14 81.15 81.17 81.17 81.18 81.20 81.07 81.09 81.10 81.11 81.11 81.12

3+0.0 60.0 83.03 83.04 83.05 83.06 83.06 83.07 83.07 83.08 83.09 83.11 83.12 83.13

4+0.0 80.0 85.03 85.03 85.04 85.05 85.06 85.0685.02 85.03 85.04 85.05 85.06 85.07

86.51 86.53 86.54 86.55 86.56 86.56

5+0.0 100.0 89.09 89.10 89.11 89.13 89.14 89.15 88.99 89.00 89.01 89.03 89.03 89.05

5+4.0 104.0 90.85 90.86 90.87 90.89 90.90 90.9189.70 89.71 89.71 89.73 89.73 89.75

91.21 91.22 91.23 91.24 91.25 91.26

6+0.0 120.0 97.87 97.88 97.90 97.91 97.92 97.9496.26 96.27 96.28 96.30 96.31 96.32

97.76 97.77 97.78 97.80 97.80 97.82

6+12.0 132.0 103.11 103.12 103.14 103.15 103.16 103.18103.08 103.09 103.10 103.12 103.12 103.14

103.22 103.23 103.25 103.26 103.27 103.30

7+0.0 140.0 106.60 106.62 106.63 106.65 106.66 106.67 106.6 106.61 106.63 106.65 106.65 106.67

8+0.0 160.0 118.26 118.27 118.28 118.29 118.30 118.31 118.26 118.27 118.28 118.29 118.3 118.31

8+6.6 166.6 122.38 122.39 122.41 122.41 122.42 122.44 122.38 122.39 122.41 122.41 122.42 122.44

【표 4.2-11】보덕사2


4 - 49

(2) 계획홍수위

계획홍수위는 계획홍수량과 상 하류의 하도를 감안한 종 횡단형과 관계하여 결정된 금

회 과업구간의 측점별 계획홍수위 및 계획하폭은 다음 【표 4.2-12】~【표 4.2-16】과 같다.

【표 4.2-12】신동아1

측점 누가거리

계획

홍수량

계획

홍수위하 폭

비 고

(㎥/s) (EL.m) (m)

No.0 + 0.0 0.0 3.87 75.95 5.0

No.1 + 0.0 20.0 3.87 77.73 5.0

No.2 + 0.0 40.0 3.87 79.02 5.0

No.3 + 0.0 60.0 3.87 80.58 5.0

No.3 + 13.0 73.03.87 81.67 5.0

3.87 84.73 5.0

No.4 + 0.0 80.0 3.87 84.91 5.0

No.5 + 0.0 100.0 3.87 85.22 5.0

No.6 + 0.0 120.0 3.87 88.77 5.0

No.6 + 9.0 129.03.87 90.28 5.0

3.87 91.77 5.0

No.7 + 0.0 140.0 3.87 93.15 5.0

No.8 + 0.0 160.03.87 96.47 5.0

3.87 97.93 5.0

No.9 + 0.0 180.03.87 101.48 5.0

3.87 104.94 5.0

No.10 + 0.0 200.0 3.87 106.43 5.0

No.11 + 0.0 220.03.87 106.61 5.0

3.87 110.16 5.0

No.12 + 0.0 240.03.87 114.20 5.0

3.87 115.69 5.0

No.12 + 19.0 259.03.87 115.87 5.0

3.87 119.25 5.0

No.13 + 0.0 260.0 3.87 120.71 5.0

No.14 + 0.0 280.0 3.87 124.74 5.0

No.15 + 0.0 300.03.87 128.54 5.0

3.87 131.60 5.0

No.16 + 0.0 320.02.62 131.78 3.5

2.62 134.73 3.5

No.17 + 0.0 340.02.62 139.75 3.5

2.62 141.23 3.5

No.18 + 0.0 360.0 2.62 146.14 3.5


4 - 50

【표 4.2-12】신동아1(계속)

측점 누가거리

계획

홍수량

계획

홍수위하 폭

비 고

(㎥/s) (EL.m) (m)

No.18 + 10.0 370.02.62 148.61 3.5

2.62 150.09 3.5

No.19 + 0.0 380.0 2.62 152.55 3.5

No.20 + 0.0 400.02.62 157.47 3.5

2.62 158.95 3.5

No.21 + 0.0 420.0 2.62 164.31 3.5

No.22 + 0.0 440.02.62 169.69 3.5

2.62 171.17 3.5

No.23 + 0.0 460.0 2.62 175.84 3.5

No.24 + 0.0 480.0 2.62 180.52 3.5

No.24 + 14.0 494.02.62 183.67 3.5

2.62 185.16 3.5

No.25 + 0.0 500.0 2.62 186.10 3.5

No.26 + 0.0 520.0 2.62 190.61 3.5

No.26 + 10.0 530.02.62 192.89 3.5

2.62 194.37 3.5

No.27 + 0.0 540.0 2.62 196.83 3.5

No.28 + 0.0 560.02.62 201.63 3.5

2.62 203.12 3.5

No.29 + 0.0 580.02.62 203.29 3.5

2.62 212.69 3.5

No.30 + 0.0 600.0 2.62 222.45 3.5

No.31 + 0.0 620.0 2.62 229.46 3.5

No.32 + 0.0 640.0 2.62 238.63 3.5

No.33 + 0.0 660.0 2.62 248.89 3.5

No.33 + 9.0 669.0 2.62 253.32 3.5


4 - 51

【표 4.2-13】신동아2

측점 누가거리

계획

홍수량

계획

홍수위하 폭

비 고

(㎥/s) (EL.m) (m)

No.0 + 0.0 0.0 4.21 76.50 5.0

No.1 + 0.0 20.0 4.21 78.05 5.0

No.2 + 0.0 40.0 4.21 79.61 5.0

No.2 + 8.0 48.04.21 79.96 5.0

4.21 83.03 5.0

No.3 + 0.0 60.0 4.21 83.22 5.0

No.4 + 0.0 80.0 4.04 83.19 5.0

No.5 + 0.0 100.04.04 85.31 5.0

4.04 86.79 5.0

No.6 + 0.0 120.04.04 86.99 5.0

4.04 90.59 5.0

No.7 + 0.0 140.0 4.04 94.34 5.0

No.8 + 0.0 160.04.04 97.27 5.0

4.04 98.76 5.0

No.9 + 0.0 180.04.04 98.95 5.0

4.04 102.52 5.0

No.9 + 12.1 192.14.04 104.26 5.0

4.04 105.73 5.0

【표 4.2-13】신동아3

측점 누가거리

계획

홍수량

계획

홍수위하 폭

비 고

(㎥/s) (EL.m) (m)

No.0 + 0.0 0.0 3.37 81.08 3.5

No.1 + 0.0 20.0 3.37 82.39 3.5

No.2 + 0.0 40.0 3.37 85.24 3.5

No.3 + 0.0 60.0 3.37 87.85 3.5

No.4 + 0.0 80.03.37 89.96 3.5

3.37 91.44 3.5

No.5 + 0.0 100.03.37 91.62 3.5

3.37 96.04 3.5

No.5 + 10.0 110.03.37 98.57 3.5

3.37 100.04 3.5

No.6 + 0.0 120.0 3.37 101.53 3.5

No.7 + 0.0 140.0 3.37 106.68 3.5

No.7 + 9.6 149.63.37 108.41 3.5

3.37 109.89 3.5


4 - 52

【표 4.2-14】보덕사1

측점 누가거리

계획

홍수량

계획

홍수위하 폭

(m)비 고

(㎥/s) (EL.m)

0 + 0.0 0.0

1 + 0.0 20.0 5.62 71.74 5.0

2 + 0.0 40.0 5.62 73.49 5.0

3 + 0.0 60.0 5.62 75.37 5.0

4 + 0.0 80.0 5.62 77.03 5.0

5 + 0.0 100.0 5.62 78.96 5.0

6 + 0.0 120.0 5.62 81.04 5.0

7 + 0.0 140.05.62 83.42 5.0

5.62 86.40 5.0

8 + 0.0 160.0 5.62 86.61 5.0

9 + 0.0 180.0 5.62 88.50 5.0

10 + 0.0 200.0 5.62 91.93 5.0

10 + 8.0 208.05.62 93.21 5.0

5.62 96.21 5.0

11 + 0.0 220.0 5.62 96.42 5.0

11 + 13.0 233.01.74 97.57 5.0

1.74 99.11 5.0

12 + 0.0 240.0 1.74 100.6 5.0

13 + 0.0 260.01.74 104.8 5.0

1.74 106.3 5.0

14 + 0.0 280.01.74 110.08 5.0

1.74 111.57 5.0

15 + 0.0 300.0 1.74 116.49 5.0

15 + 12.0 312.01.74 119.43 5.0

1.74 120.93 5.0

16 + 0.0 320.0 1.74 123.04 5.0

16 + 15.0 335.01.74 126.65 5.0

1.74 128.16 5.0

17 + 0.0 340.0 1.74 128.53 5.0

18 + 0.0 360.01.74 132.77 5.0

1.74 134.26 5.0


4 - 53

【표 4.2-14】보덕사1(계속)

측점 누가거리

계획

홍수량

계획

홍수위하 폭

(m)비 고

(㎥/s) (EL.m)

19 + 0.0 380.01.74 137.88 5.0

1.74 139.39 5.0

20 + 0.0 400.0 1.74 143.41 5.0

20 + 10.0 410.01.74 146.08 5.0

1.74 147.59 5.0

21 + 0.0 420.01.74 149.84 5.0

1.74 151.34 5.0

22 + 0.0 440.01.74 155.92 5.0

1.74 157.42 5.0

22 + 11.0 451.01.74 160.13 5.0

1.74 161.64 5.0

23 + 0.0 460.0 1.74 163.41 5.0

23 + 13.0 473.0 1.74 167.89 5.0


4 - 54

【표 4.2-15】보덕사1-1

측점

(NO.)누가거리(m)

계획

홍수량

계획

홍수위하 폭

(m)비 고

(㎥/s) (EL.m)

0 + 0.0 0.0 2.27 96.86 3.5

0 + 10.0 10.02.27 96.89 3.5

2.27 98.44 3.5

1 + 0.0 20.0 2.27 99.00 3.5

2 + 0.0 40.02.27 103.34 3.5

2.27 104.84 3.5

3 + 0.0 60.02.27 109.70 3.5

2.27 111.19 3.5

4 + 0.0 80.02.27 115.15 3.5

2.27 116.64 3.5

5 + 0.0 100.02.27 120.16 3.5

2.27 121.66 3.5

6 + 0.0 120.0 2.27 125.14 3.5

6 + 7.0 127.02.27 126.49 3.5

2.27 128.00 3.5

7 + 0.0 140.0 2.27 130.66 3.5

7 + 10.0 150.02.27 133.08 3.5

2.27 134.56 3.5

8 + 0.0 160.0 2.27 136.46 3.5

9 + 0.0 180.0 2.27 140.97 3.5

9 + 10.0 190.02.27 142.64 3.5

2.27 144.16 3.5

10 + 0.0 200.0 2.27 145.58 3.5

11 + 0.0 220.0 2.27 152.21 3.5

11 + 7.0 227.02.27 154.50 3.5

2.27 156.01 3.5

12 + 0.0 240.0 2.27 160.40 3.5

12 + 13.0 253.0 2.27 165.07 3.5


4 - 55

표 4.2-16】보덕사2

측점

(NO.)누가거리(m)

계획

홍수량

계획

홍수위하 폭

(m)비 고

(㎥/s) (EL.m)

0 + 0.0 0.0 1.08 77.38 3

1 + 0.0 20.0 1.08 78.78 3

1 + 11.0 31.01.08 79.52 3

1.08 81.03 3

2 + 0.0 40.0 1.08 81.11 3

3 + 0.0 60.0 1.08 83.12 3

4 + 0.0 80.01.08 85.06 3

1.08 86.56 3

5 + 0.0 100.0 1.08 89.03 3

5 + 4.0 104.01.08 89.73 3

1.08 91.25 3

6 + 0.0 120.01.08 96.31 3

1.08 97.80 3

6 + 12.0 132.01.08 103.12 3

1.08 103.27 3

7 + 0.0 140.0 1.08 106.65 3

8 + 0.0 160.0 1.08 118.3 3

8 + 6.6 166.6 1.08 122.42 3

5. 개수계획5. 개수계획

5.1 평면, 종단, 횡단 계획공

5. 개수계획

5 - 1

5. 개 수 계 획

5.1 평면, 종단, 횡단계획

하도정비계획은 자연하도 기능 및 특성을 살리는 홍수방어계획이 되어야 함으로 다음

사항을 고려하여 계획하였다.

(1) 평면계획

금회 과업에서는 다음과 같은 사항을 고려하여 평면계획을 수립하였다.

(가) 하도의 노선선정

수계의 하천개수가 필요한 구간에 대해서는 현 하천의 지형형성상태, 현재 및 장래의 토

지이용, 용지취득의 어려움, 행정구역, 용배수로 계통, 지하수위의 영향, 계획구간 상하류에

미치는 영향, 하천경관, 치수경제성, 개수후의 유지관리 등을 감안하여 현하도를 중심으로

노선을 선정하였으며 현하도로 홍수소통능력이 충분하여 별도의 홍수분담용 하도는 계획하

지 않았다. 또한 하도법선 계획시에는 다음사항을 고려하여 선정하였다.

① 하도의 법선형은 만곡이 적고 가능한 한 원만한 곡선으로 계획

② 하도는 될 수 있는 한 인구밀집지역에서 멀리 떨어지게 계획

③ 자연스럽게 제방의 역할을 할 수 있는 구간에서는 가능한 한 그 상태를 유지하도록 계획

④ 제방이 설치된 하도상류단에서 상류유역의 홍수유출량이 하도로 안전하게 유입될 수 있

도록 배후지 지반고가 충분히 높은 지점, 도로, 산등을 따라 법선계획 수립

(나) 하도법선

① 현 하도가 충분한 하폭을 갖고 있는 구간일지라도 일반적으로 사수역에 의한 유수 효과를

고려하여 가능한 한 사수역을 포함하는 하폭을 확보하도록 계획

② 홍수시 유수방향과 수충위치를 검토하여 흐름에 대한 저항을 최소화하면서 유하할 수 있

도록 계획

③ 곡선부에서는 만곡내측의 법선을 후퇴시켜 하폭을 넓게(계획하폭의 10%에서 20% 확장)하

여 수충을 완화하도록 계획

(다) 수충부, 습지, 사수역 등의 보전

5. 개수계획

5 - 2

수충부, 습지, 사수역 부분등 폐천 가능성이 있을 경우, 하천부지로 남겨 두어 그 기능을

보전하도록 계획

(2) 종단계획

하도계획에서 하도 종단형을 결정하기 위해서는 이미 결정된 계획홍수량을 안전하게 소

통할 수 있고 유수에 대해 안정된 하도가 유지될 수 있도록 하도 종단형, 계획하상경사, 계

획하상고를 결정하였으며, 하도 종단형은 하상유지가 필요한 구간, 이수와 치수, 그리고 하

천환경, 경제성등을 종합적으로 판단해서 결정하여야 하는 관계로 금회 과업에서는 다음 조

건들을 고려하여 종단을 계획하였다.

(가) 중․소하천에서 하천환경관리 측면을 고려하여 단순히 홍수를 소통하는 단면보다는 생

태계보호, 어류의 서식처 제공, 하천경관을 유지하기 위해 하상자체에 여울과 웅덩이를 설

치하는 자연스러운 하도 종단형을 설치.

(나) 하상경사는 상류에서 하류로 동일하게 연속하여 급경사 하천에서 완경사 하상이 될 수

있도록 점변시켜야 하며 각 지점의 소류력이 거의 평형을 이루고 하상세굴 및 퇴적현상이

일어나지 않거나 발생을 하더라도 하상변화에 큰 지장을 주지 않는 안정하도가 되도록 계

획

(다) 경사가 급한 하천에서 하상경사를 낮추어 안정되게 하고자 할 때는 낙차공과 같은 하

상유지공을 설치.

(3) 횡단계획

(가) 계획횡단형

하도계획시 계획횡단형은 계획홍수량의 소통능력, 하도상황, 하천부지 이용계획, 그리고

유지관리의 난이도 및 급류하천이나 계획홍수량이 작은하천의 경우 하도상황, 하천부지 이

용계획, 하천환경관리계획에서의 하천공간 계획 등을 고려하여 계획하였다.

(나) 계획하폭

계획하폭은 계획홍수량 및 현하폭 등을 기준으로 결정하되 전반적인 하천의 종단경사, 지

질, 연안의 토지이용현황, 유로형상 등 제반요인을 감안하여 계획하였다.

5. 개수계획

5 - 3

본 과업에서의 계획하폭 산정은 하천설계기준상의 계획하폭 및 기 발표된 중부지방 하폭

공식, 소규모 하천공식과 현하폭, 개수후의 하천구조물 유지관리, 공사비, 홍수위 등 종합적

인 요인을 고려하고, 유속 및 소류력 등 수리특성과 계획홍수량과 하폭과의 관계를 참고하

여 결정하였다.

5. 개수계획

5 - 4

【그림5.1-1】보덕사계획평면도(1/2)

【그림 5.1-2】보덕사 계획평면도(2/2)

5. 개수계획

5 - 5

【그림 5.1-3】신동아 계획평면도(1/2)

【그림5.1-4】신동아계획평면도(2/2)

6. 비탈면 안정성 검토6. 비탈면 안정성 검토




6.4 비탈면 불안정 요인

및 파괴유형

6.5 설계기준






6 - 1



본 과업은 서울시 서초구 우면산 일대 계곡부 단면에 대한 안정성 검토를 목적으로 수

행하였다. 본 과업구간은 신동아, 보덕사를 포함하며, 비탈면 안정성 검토는 현장조건(조

사 및 시험결과)을 충분히 파악하고 안정성을 확보하는 최적의 단면을 검토하는데 그 목

적이 있다.


본 구간의 검토대상 비탈면에 대하여 현장조사 및 실내시험 결과를 토대로 검토한 내

용은 다음과 같다.

① 지반조사(3.0 지반조사 참조)

- 지형 및 지질분석, 지표지질조사, 현장 및 실내시험

② 설계정수 산정(3.0 지반조사 참조)

- 시험결과 및 경험식에 의한 지반강도정수 산정

③ 안정성 검토구간 선정

- 구간별 비탈면 경사가 크고 높은 대표단면 선정

④ 설계기준 설정

- 합리적인 비탈면 설계기준 검토

⑤ 토사비탈면 안정성 검토

- 원지반 비탈면 경사별 분석을 통해서 안전성이 확보되는 최소 기울기 선정

- 강우강도를 고려한 우기시 토사비탈면 안정성 검토

- 구조물 개수계획시 붕적토 특성을 고려한 적정 기울기 선정


6 - 2


본 과업구간은 신동아, 보덕사를 포함하며 대부분의 비탈면은 무한비탈면으로 존재한

다. 비탈면 안정성 검토는 대상 구간 중 비탈면 경사가 커서 활동가능성이 높은 구간을

대표단면으로 선정하여 안정성 검토를 실시하였다.

【그림 6.3-1】신동아

【그림 6.3-2】보덕사


6 - 3


신동아

1구간

(1호지)4+20(좌) 252.78 14 700.83

원지반

무한비탈면

급경사지

2구간

(1호지)5+00(우) 252.78 12 700.83

구조물구간

(1호지)3+70∼4+20 252.78 14 700.83

보덕사

1구간

(1호지)1+80(우) 231.00 31 678.40

2구간

(1호지)2+80(좌) 231.00 40 678.40

구조물구간

(1호지)5+60∼6+10 231.00 21 678.40



6 - 4

6.4 비탈면 불안정 요인 및 파괴유형

6.4.1 비탈면 불안정 요인

(1) 비탈면 불안정 요인(Varnes, 1978)

분 류 요 인

지질학적 원인

①연약 물질 ②예민성 물질

③풍화물질 ④전단물질

⑤절리 또는 균열물질 ⑥투수성의 현저한 차이

⑦불리한 방향의 구조적 불연속면(단층, 부정합, 접촉부 등)

⑧불리한 방향의 암반 불연속면(층리, 편리 등)

⑨강성의 현저한 차이(소성물질 위에 위치한 강성이며 조

밀한 물질)

지형학적 원인

①지구조적 또는 화산성 융기

②Glacial rebound

③비탈기슭(slope toe)의 하식(河蝕, fluvial erosion)

④비탈기슭(slope toe)의 파랑침식(波浪浸蝕, wave erosion)

⑤측면부(lateral margin)의 침식

⑥지표하 침식(용융, 파이핑(piping)작용)

⑦비탈면 또는 관부(crest)의 퇴적재하

⑧식생제거(산불, 가뭄에 의해)

자연현상적 원인

①집중강우 ②급한 눈의 융해

③예외적으로 지속적인 강수 ④급한 수위강하(홍수와 조수)

⑤지진 ⑥화산분출

⑦해빙 ⑧동결-융해 풍화

⑨수축-팽창 풍화

인위적 원인

①비탈면 기슭 또는 비탈면의 절취

②비탈면 또는 비탈면관부(crest)에 재하

③수위강하(저수지) ④산림벌채

⑤관계수로 ⑥광산개발

⑦인위적 진동

⑧상하수도 등의 누수

【표 6.4-1】비탈면 불안정 요인


6 - 5

6.4.2 토사비탈면 파괴형태

(1) 깎기비탈면 붕괴 특성

(가) 붕락(Falls)

- 연직으로 깎은 비탈면의 일부가 낙하하거나 굴러서 아래로 떨어지는 현상으로, 이때 떨

어지는 물체와 비탈면 사이의 전단변위는 거의 없고 낙하속도가 대단히 빠르다.

(나) 활동(Slides)

- 활동면의 형상과 위치에 따라 활동물질과 활동면 사이에 전단변형에 의해서 생기는 현

상으로 형상에 따라 다음과 같이 구분된다.

- 직선활동(병진활동) : 활동하는 흙의 깊이가 비탈면의 높이에 비해 작은 경우, 자연 비탈

면과 같이 비탈면 아래로 내려갈수록 강도가 커지는 지반에서 직선적으로 활동한다.

- 원호활동 : 하부 지반에 연약층이 존재하여 연약층이 비교적 균질할 경우에 발생한다.

- 대수나선 활동 : 깊이에 따라 전단강도가 증가하거나 지층이 비균질하고 전단강도의 변

화가 큰 경우 발생한다.

- 복합곡선 활동 : 기초지반에 얇은 연약지반이 있는 경우 직선과 곡선의 복합 형태로 발

생한다.

(다) 유동(Flows)

- 활동 깊이에 비해서 활동되는 길이가 대단히 길며, 소성적인 활동이 지배적이다.

- 활동속도가 대단히 느린 경우가 많으며, 지반은 Creep 변형이 발생된다.

【표 6.4-2】토사비탈면 파괴형태(Varnes, 1878)

구분 붕락(Falls) 활동(Slides) 유동(Flows)

파

괴

형

태


6 - 6

6.4.3 암반비탈면 파괴형태

비탈면의 붕괴현상은 자연적인 원인과 인위적인 행위에 의하여 발생하며, 일반적으로

암반에서 비탈면의 파괴형태는 원형파괴(Circular Failure), 평면파괴(Planar Failure), 쐐

기파괴(Wedge Failure) 및 전도파괴(Toppling Failure)로 구분된다.

(1) 원형파괴(Circular Failure)

- 토사 비탈면 및 불연속면이 불규칙하게 많이 발달되어 뚜렷한 구조적 특징이 없는

암반에서 원형파괴가 발생, 주로 풍화가 심한 암반이나 파쇄가 심한 암반에서 발생한다.

(2) 평면파괴(Planar Failure)

- 불연속면의 주절리가 한 방향으로 발달된 암반에서 발생가능하며, 퇴적암의 층리나

변성암의 편리 및 편마구조의 영향으로 한방향 평면파괴가 발생한다.

(3) 쐐기파괴(Wedge Failure)

- 쐐기파괴는 두 개의 불연속면을 따라 발생하는 암반블록의 미끄러짐으로 인한 파괴

형태이며, 쐐기의 크기와 파괴의 진행방향 등을 확인할 수 있다.

(4) 전도파괴(Toppling Failure)

- 전도파괴의 발생조건은 깎기면과 절리면의 경사방향이 반대이거나 절리면의 주향과

절개면의 주향이 비슷한 경우에 발생한다.

【표 6.4-3】암반비탈면 파괴형태(Hoek & Bray, 1977)

구분 원형파괴 평면파괴 쐐기파괴 전도파괴

파

괴

형

태


6 - 7

6.5 설계기준

6.5.1 경사 및 소단 적용기준

(1) 일반사항

- 깎기 비탈면의 표준기울기는 비탈면의 안정성 확보에 필요한 최소기울기를 나타내는

것으로 토사땅깎기에서 재료의 구성 토질 및 상대밀도, 암반땅깎기에서 TCR, RQD에 따

른 표준기울기 및 소단설치 기준은 다음과 같다.

- 깎기비탈면은 토사비탈면과 암반비탈면으로 구분할 수 있으며, 표준기울기와 소단의

적용은 토사 및 암반으로 구분하여 검토하였다.

【표 6.5-1】국내기관별 깎기비탈면 표준경사

깎 기 재 료 높이(m)비탈면 경사기준

국토해양부 한국도로공사 한국토지공사 한국주택공사

토 사

(사질토, 점성토)

5m 이상 1 : 1.5 1 : 1.5 1 : 1.5 1 : 1.5

0～5m 1 : 1.2 1 : 1.2 1 : 1.2 1 : 1.2

리핑암(풍화암)5m 이상

1 : 1.0 1 : 1.0 1 : 1.01 : 1.2

0～5m 1 : 1.0

발파암

연 암5m 이상

1 : 0.5

1 : 1.0

1 : 0.5

1 : 1.0

0～5m 1 : 0.8

경 암5m 이상

1 : 0.71 : 0.8

0～5m 1 : 0.5

【표 6.5-2】암반의 특성에 따른 깎기 표준경사(도로설계요령, 2009)

암반구분(강 도)

암반 파쇄상태(NX 시추시) 굴 착

난이도경 사 소단설치 비 고

TCR(%) RQD(%)

풍화암 또는

연․경암으로

파쇄가

극심한 경우

20%이하

(5%이하)

10%이하

(0%)리핑암

1:1.0～

1:1.2

H=5m마다

1m폭

최하단 기준 매 20m

마다 3m 소단 설치

발파암과 리핑암

사이에는 소단

설치하지 않음

소단사이에 토사와

리핑 구분선이

발생시 많은쪽 경사

적용

강한

풍화암으로

파쇄가 거의

없는 경우와

대부분의

연․경암

20～40%

(10～30%)

10～25%

(0～10%)

발파암

(연 암)

1:0.8～

1:1.0 H=10m마다

1～2m폭40～60%

(30～50%)

25～50%

(10～40%)

발파암

(보통암)1:0.7

60%이상

(50%이상)

50%이상

(40%이상)

발파암

(경 암)1:0.5

H=20m마다

3m폭


6 - 8

【표 6.5-3】국내기관별 소단설치 기준

기 관 명 깎기비탈면 소단설치 기준

국토해양부

․토사 : 5m마다 폭 1m, 소단 5% 횡단경사

․리핑암 : 7.5m마다 소단


한국도로공사

․토사 : 5m마다 폭 1m 소단

․리핑암 : 5m마다 폭 1m 소단


한국토지공사 ․5m마다 폭 1～1.5m, 필요시 10m마다 폭 1.5m 소단과 배수공

한국주택공사 ․5～10m마다 폭 1～1.5m, 소단 5～10% 횡단경사

【표 6.5-4】설계적용 표준경사 및 소단설치 기준

구 분 적용경사 소단설치 기준 비 고

토사

5m이하 1 : 1.2

5.0m마다 1m소단

땅깎기

비탈면

5m이상 1 : 1.5

풍화암(리핑암) 1 : 1.0

5.0m마다 1m소단

20.0m마다 3m소단

연․경암(발파암) 1 : 0.5

6.5.2 비탈면 안전율 적용기준

(1) 허용안전율의 기준

이론상으로는 산정된 안전율이 1보다 크면 되지만, 실제에 있어서는 안전율이 허용 안

전율 이상 되어야 안전한 것으로 판정된다. 비탈면의 안정성을 판단할 시는 최소안전율

로 표기한다. ‘건설공사 비탈면설계기준(2009)’은 다음과 같다.


6 - 9

구분 기준안전율 참조

건기 Fs > 1.5 - 지하수가 없는 것으로 해석

우기

Fs > 1.2

또는

Fs > 1.3

- 암반비탈면은 인장 균열의 1/2심도까지 지하수를 위치시키

고 해석수행, 토층 및 풍화암은 지표면에 지하수를 위치

시키고 해석수행. (Fs=1.2적용)

- 강우의 침투를 고려한 해석을 실시하는 경우(Fs=1.3적용)

- 위 두 가지 조건중 선택적으로 1가지 조건을 만족시켜야 함

지진시 Fs > 1.1- 지진관성력은 파괴토체의 중심에 수평방향으로 작용시킴

- 지하수위는 실제측정 또는 평상시의 지하수위 측정

단기 Fs > 1.0 - 기간 1년 미만의 단기간의 안정성 검토시

- 강도정수를 한계강도가 아닌 잔류강도로 해석한 경우: 위 기준에서 0.1 감소

- 비탈면 상하부 파괴범위 내에 가옥 건물 등의 고정시설물이 있는 경우: 위 기준에서 0.05

증가

- 비탈면 상부 파괴범위 내에 1, 2종 시설물의 기초가 있는 경우: 별도 검토

- 상기 조건을 중복 적용하여 FS < 1.0인 경우에는 최소안전율 1.0적용

【표 6.5-5】비탈면 기준안전율(건설공사 비탈면 설계기준, 2009)

(2) 원지반 비탈면의 최소안전율 기준 선정

본 과업의 원지반 비탈면의 최소안전율은 ‘건설공사 비탈면설계기준(2009)’을 준용하였

으며, 장기적인 안전율을 고려하여 다음과 같이 선정하였다.

구분 조 건 최소안전율 비 고

원지반비탈면

만수위시 Fs > 1.2건설공사 비탈면

설계기준(2009)강우강도적용시 Fs > 1.3

【표 6.5-6】적용 비탈면 최소 안전율


6 - 10


6.6.1 개요

비탈면이 활동하기 직전의 상태에서 지반의 전단강도와 활동하려는 전단력의 비를 안

전율이라고 한다. 활동문제가 발생하는 비탈면 활동원을 가정하고 이에 대해 안전율을

구하는 과정을 반복하여 최소의 안전율을 구하여 그 비탈면의 최소안전율로 정하고 그

안전율이 기준안전율보다 클 때 안정한 것으로 판단한다.

6.6.2 비탈면 안정해석법

비탈면안정 해석법은 강도정수의 적용에 따라 전응력 해석법과 유효응력 해석법으로

대별할 수 있고 또한 적용이론에 따라 여러 가지 해석법으로 분류할 수 있다. 적용되는

기본이론은 한계평형, 소성, 변형이론 등이 있으나 현재 이용되는 해석이론은 한계평형

이론을 기초로 하고 있는 것이 많다.

한계평형상태란 비탈면이 활동면을 따라 활동하게 되기 직전에 활동하려는 힘과 활동

에 저항하려는 힘이 평형을 이루는 상태라고 한다. 한계평형법은 부정정이므로 비탈면안

정해석은 절편의 측면에 작용하는 힘에 대한 가정이 필요한데 이에 따라 여러 가지 방

법이 개발되었다.

결국 각 방법은 상이한 측면력을 가정함으로써 서로 다른 전단강도와 전단응력을 산정

하여 결과적으로 안전율의 값을 다르게 산정한다. 그리고 그 차이는 대부분이 문제가 되

지 않는 정도로 작은 것이 보통인데, 이는 안정해석시 안전율의 신뢰도는 해석이론의 정

교함 보다 지반조건 및 강도정수의 산정에 더 큰 영향을 받기 때문이다.

일반적인 비탈면안정해석의 방법은 평형조건에 따라 다음과 같은 방법들이 있다.

【그림 6.6-1】비탈면 안정해석법의 종류

Overall Moment

Equilibrium Method

Force

Equilibrium

Method

Moment and

Force Equilibrium

Method

Finitet

Element

Method

Probabilistic

Method

Fellenius Method, Sliding WedgeMethod, Janbu MethodSimplified Bishop Method

ø = 0 MethodLogarithmic Spiral Method

Seed andSultanMethod

Morgenstern andPrice MethodSpencer Method


6 - 11

본 과업은 Bishop의 간편법에 의한 안전율 산출을 하였으며 기본원리는 <그림 1.3>에

나타내었고, 계산식은 다음과 같다.

【그림 6.6-2】Bishop의 간편법에 의한 비탈면해석의 기본원리

안전율 : Fs =

∑n = p

(cb n+W ntanø+△Ttanø)1

mα ( n)

∑n = p

n=0W nsinαn

여기서, mα ( n)= cosαn+tanø․sinαn

Fs

Wn : 절편 흙의 전체중량(kN/m3)

α : 경사각(deg), c : 흙의 점착력(kPa)

b : 절편 폭(m) , ø : 흙의 내부마찰각(deg)


6 - 12

6.6.3 해석조건

비탈면의 안정성은 장시간 경과 후의 시간적 조건, 정상침투 등의 수위조건, 지반의 점

착력, 내부마찰각, 단위중량 등의 강도정수 등의 여러 요소에 의한 영향을 받는다.

본 검토에서는 대표단면을 선정하고 우기시 강우강도(11.94mm/hr)를 적용하였으며, 선

행강우강도를 고려하여 강우지속시간을 48시간으로 가정하고 침투해석을 실시하였다. 침

투해석의 수위조건을 적용하여 가장 불리한 측면에서의 안정성을 검토하였다.

6.6.4 침투해석 프로그램

최근의 침투해석은 수위의 변화에 따라 제체 내에 형성되는 불포화영역이 침투거동에

큰 영향을 주는 것으로 판단하고, 이에 대한 체적함수비와 간극수압의 관계, 간극수압과

투수계수의 관계 등을 고려한 수치해석을 수행하고 있다.

본 침투해석시 사용된 프로그램은 GEO-SLOPE社의 『SEEP/W』로, 이 프로그램은 시

간에 따른 수위변화, 투수특성의 변화 등을 고려할 수 있다.

6.6.5 한계평형 해석 프로그램

한계평형해석 프로그램의 해석방법에는 다음과 같은 방법들이 있다.

【표 6.6-1】한계평형해석 프로그램의 해석방법과 해석 이론

프로그램 해석방법 가상 활동면외부하중

간극수압

정수압간극수압계수

STABR Bishop Fellenius 원호 × ○ ×

STABLBishop Fellenius

Janbu Spencer

원호, 비원호,

Block○ ○ ○

TALREN-97 Bishop Fellenius 원호, 비원호 ○ ○ ○

SLIDEBishop Fellenius Janbu

Spencer Ordinary GLE

원호, 비원호,

Block○ ○ ○

SLOPE/WBishop Fellenius Janbu

Spencer Ordinary

원호, 비원호,

Block○ ○ ○

PC-SLOPE Bishop Fellenius Janbu원호, 비원호,

Block○ ○ ○

UTEXAS Spencer원호, 비원호,

Block○ ○ ○


6 - 13

본 비탈면안정 해석시 사용된 프로그램은 『SLOPE/W』로 원호형상의 파괴면, 활동

Block 특성의 가상파괴면, 그리고 불규칙 형상의 임의 파괴면을 발생시킬 수 있다. 또한

복잡한 토층, 비등방성 토질특성, 전단으로 인한 과잉간극수압, 지하수위 및 지표수, 가

상의 정적 지진하중 및 재하하중, 앵커, Soil Nailing 보강효과 등을 고려한 해석도 가능

하며, 한계상태해석(Ulitmate State Limit)이 가능하여 설계자의 실질적인 경험을 고려할

수도 있고 일반적인 한계상태해석을 수행할 수도 있다.

프로그램 해석시 지반조건에 따른 여러 이론들(Janbu, Simplified Bishop, Ordinary,

Spencer 등)에 의한 안전율이 산출이 가능하다.


6.7.1 개요

암반노두의 불연속면에 대한 광역조사, 불연속면 특성조사 등을 통하여 주향과 경사

(또는 경사방향과 경사)를 측정 분석하여 평사투영해석(Stereographic Projection Method)

에 의해 비탈면 붕괴 가능성을 판단한다.

예상파괴 범위중 그 대표단면을 선정하여 한계평형법 해석 및 신뢰성 분석에 의한 붕

괴 가능성 및 안전율을 구하였으며, 수치해석 (UDEC)을 이용한 해석을 실시하여 파괴경

향 및 변위양상을 파악하였다.

구분 안정해석방법

평사투영법절리면의 방향과 내부마찰각을 평사투영하여 비탈면 안정성을 기

하학적으로 예비평가

한계평형해석

예상 파괴면인 절리면을 따라서 암괴에 미치는 응력분포와 절리면

의 전단저항 특성, 지하수 조건 등을 고려하여 비탈면안정성을 정

량적으로 해석

개별요소법

절리와 같은 불연속면 영향을 고려한 암반비탈면의 응력-변형율

해석을 위하여 범용 개별요소해석 프로그램인 UDEC (Universal

Distinct Element Code)를 이용하여 수치해석을 수행

【표 6.7-1】암반 비탈면 안정해석 방법


6 - 14

6.7.2 평사투영법

평사투영법에 의한 안정성 해석방법은 Stereonet상에 비탈면, Daylight Envelope,

Friction Cone, Toppling Envelope 등을 작성, 절리면의 밀도분포에 의하여 비탈면안정성

을 평가하는 방법으로 다음 그림은 임의로 가정한 6개의 불연속면에 대한 비탈면 안정

성을 평가하는 예이다.

【그림 6.7-1】평사투영에 의한 암반비탈면의 안정성 평가

각 지역에 불연속면의 Pole이 위치하면 다음과 같이 안정성이 평가됨.

①지역 : 불연속면의 경사각이 마찰각보다 큰 Daylight로서 불안정한 지역

②지역 : 불연속면의 경사각이 마찰각보다 작은 Daylight로서 안정한 지역

③지역 : 불연속면의 경사각이 마찰각보다 작으며 Daylight도 아닌 안정한 지역

④지역 : Toppling 붕괴의 위험성이 잠재된 불안정한 지역

⑤지역 : 불연속면의 경사각이 마찰각보다 크더라도 Daylight나 Toppling Envelope가

아니므로 안정한 지역

여기서 6개의 불연속면 중에서 평면형 붕괴의 가능성이 있는 불연속면은 “3”이며, 쐐

기형 붕괴의 가능성이 있는 불연속면은 “2”와 “3” 및 “3”과 “4”의 조합면이지만 실제로

불연속면 “3”에 대한 평면형 붕괴보다는 덜 위험하다. Toppling 붕괴의 가능성이 있는

불연속면은 “6”이다.


6 - 15

6.7.3 한계평형해석

한계평형 해석법은 암반블록의 자중, 절리면의 마찰각 및 점착력, 암반간극수압 등을

고려, 가능한 활동파괴면을 따라 미끄러지려는 순간의 암반블록에 대한 안정성을 비탈면

안전계수 (Safety Factor)로 나타내는 방법이다.

파괴면에서의 전단강도는 Coulomb의 파괴기준 τ = c + σtan ψ로 표현되며, 강도는

점착력 (c)과 내부마찰각 (ψ)으로 정의됨.

따라서 안전율은,

F W⋅sin ⋅cos ⋅ ⋅sin tan

로 정의된다.

여기서, A : 파괴면의 면적 Z : 인장균열 깊이

H : 비탈면 높이 p : 파괴면의 경사각

W : 암괴의 중량 U : 파괴면상의 수압에 의한 양압력

V : 인장균열속의 수압에 의한 힘

이 해석에서 취급하는 비탈면의 형상은 다음 세 가지 경우를 고려하였다.

① 비탈면 정상부 쪽에 인장균열이 있는 비탈면

② 비탈면내에 인장균열이 있는 비탈면

③ 인장균열이 나타나지 않는 비탈면

【그림 6.7-2】한계평형해석

< (a) 비탈면 정상부쪽에 인장균열이 있는 비탈면 >


6 - 16

< (b) 비탈면 내에 인장균열이 있는 비탈면 > < (c) 비탈면 내에 인장균열이 없는 비탈면 >

또한 해석을 위하여 가정은 다음과 같다.

① 미끄럼 인장균열은 비탈면에 평행 즉, 주향이 동일.

② 인장균열이 연직이며, Zw 깊이까지 물로 채워졌으며 인장균열 속의 물에 의해 생

기는 미끄럼면 부근의 수압분포는 아래 그림과 같음.

③ W, U 및 V 등은 미끄럼 블록의 중심을 통하여 작용.

④ 단위두께를 가진 슬라이스를 고려. 또한 파괴되는 부분의 양측면은 미끄럼 저항이

없는 자유면이 존재하는 것으로 고려.

이때, 식에 적용하는 각 값은 다음 식에서 구하여 안전율을 계산한다

. A H Z cosec U wZwH Z cosecp V

wZw

케이스 (a) 의 경우

W H ZH cotp cot f

케이스 (b) 의 경우

W H ZH cotp cotptan f

한편 (c) 의 경우는

U wHwcosecp

를 , V = 0을 적용.


6 - 17

단, 상기식에 있어 W값은 식에 적용시키기 곤란한 경우, 단면적을 이용한다. 따라서

현장 시공시 발파암 절취과정에서 상부비탈면에서 인장균열이 발견될 경우 파괴면 상의

수압에 의한 양압력 U의 작용으로 비탈면 안전율이 저하될 가능성이 있으므로 반드시

이에 따른 비탈면안정검토를 실시, 비탈면경사를 조정한다.

6.7.4 개별요소법

블록이론으로도 불리는 개별요소법(Distinct Element Method)은 파괴 및 붕괴가 포함

되는, 암반의 준정적(quasi-static)또는 동적 운동을 실제적이면서도 효과적으로 기술하는

것을 목적으로 Cundall(1971)에 의해 제안되었다. 이 방법은 절리등의 불연속면과 각가

의 암석블록을 실제 형상대로 모델링하고 이들의 거동을 개별적으로 모두 기술한다는

것이 특징이다.

개별요소 해석에서 절리의 역학적 거동은 절리모델을 통하여 표현되며, 불연속면의 거

동모델로는 다음 두가지의 모델이 있다.

① Coulomb Model

모델의 절리거동이 단순히 마찰력과 점착력에 의해 특징 지워지며 전단거동을 하며 이

러한 전단 하에서의 불연속면의 파괴 진행을 고려한 모델이다. 전단에 의한 불연속면의

dilation 특성도 고려, scale effect(불연속면의 규모가 크게되는 것과 함께 전단강도는 저

하하며, 전단강도 발휘시 변위는 크게되는 효과) 고려가 안된다.

② Barton-Bandis Model

불연속면 거동의 비선형성, 치수효과 재하이력의 영향 및 수직응력의 영향을 고려한

암반의 거동해석이다. 절리면의 전단저항 및 dilation은 거칠기의 개념으로 계산, scale

effect고려, 충진물이 없는 맞물린 불연속면을 대상으로 한 것으로 반복 재하를 포함하는

수직변형․전단변형거동을 불연속면의 벽면강도 : JCS(Joint Compressive Strenght), 잔류

마찰각 : Φr , 및 불연속면의 마찰계수 : JRC(Joint Roughness Coefficient)의 3개의

Parameter로 표시할 수 있다.


6 - 18


6.8.1 해석조건 및 설계지반정수

일반적으로 토사 및 풍화암 비탈면의 안정성 해석시 사용되는 해석방법들은 한계평형

이론을 적용하고 있으며, 이 방법으로 산정한 안전율이 허용안전율 이상이 되면 비탈면

은 파괴에 대해 안정하고, 변형은 허용치 이내인 것으로 판단하여 설계에 적용한다.

(1) 해석조건

비탈면 안정해석은 검토구간 중 비탈면 높이가 가장 높은 단면을 대표단면으로 선정하

였으며, 지층은 현장조사를 바탕으로 토사(붕적), 기반암으로 구분하고 지층선을 추정하

였다. 우기시 안정해석은 지표포화시와 100년 빈도 강우강도(11.94mm/hr)를 적용하여

침투류 해석을 실시하고, 침윤선을 연동하여 안정성 검토를 수행하였다.

- 수위조건 : 지표포화시 및 100년빈도 강우강도(11.94mm/hr) 적용

- 해석방법 : Bishop법

- 해석프로그램 : SEEP/W(유한요소 침투해석 프로그램),

SLPOE/W(비탈면안정해석 프로그램)

(2) 적용 설계지반정수

실내시험 결과 및 문헌자료를 참고하여 설계지반정수를 결정하였으며, 본 해석에 적용

한 물성치는 다음과 같다. 설계지반정수에 대한 상세내용은 지반조사보고서에 수록하였

다.

구분단위중량(kN/m3)

점착력(kPa)

내부마찰각(°)

변형계수(MPa)


토석류 17.0 3.0 28 - - 1.4×10-3

토사층(붕적) 18.5 14.0 30 - - 8.3×10-4

연암층 24.0 300 35 1,000 0.28 5.0×10-5

보통암 25.0 600 39 6,000 0.24 2.0×10-5

【표 6.8-1】설계지반정수


6 - 19

6.8.2 최소 비탈면 경사 선정

(1) 해석조건

본 과업구간 중 경사가 가장 급하고 비탈면은 상부 토사(붕적층)의 층후가 가장 깊은

단면을 대표단면으로 선정하였으며, 비탈면 경사별 한계평형해석을 실시하여 소정의 안

전율을 만족하는 최소 비탈면 경사를 제시하였다.

(2) 경사별 안정성 검토

【그림 6.8-1】경사별 안정성 검토결과

1 : 1.8 경사 적용시 검토결과

【표 6.8-2】해석결과

구 분 해 석 결 과 기준안전율 판 정

1 : 1.8 1.331

1.2

OK

1 : 1.5 1.207 OK

1 : 1.2 1.061 NG

1 : 1.0 0.887 NG

대표단면에 대한 비탈면 경사별 안정성 검토결과, 1 : 1.5 보다 완경사의 비탈면의 경

우에는 기준안전율을 만족하여 안정한 것으로 나타났으며, 과업구간 중 비탈면 경사가

더 급한 구간에 대해서는 상세 안정성 검토를 수행하였다.


6 - 20

6.8.3 신동아 구간 안정성 검토







신동아

1구간

(1호지)4+20(좌) 252.78 14 700.83

원지반

무한비탈면

급경사지

2구간

(1호지)5+00(우) 252.78 12 700.83

구조물구간

(1호지)3+70∼4+20 252.78 14 700.83



6 - 21





토사(붕적)

기반암

Distance(m)0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

Elevation(m)

158159160161162163164165166167168169170

(나) 침투해석








6 - 22






FS = 2.476 〉1.2 ∴ OK FS = 2.733 〉1.3 ∴ OK

만수위시 및 강우강도 적용시 파괴형태에 따른 비탈면 활동안정성 검토결과 설계기준안

전율을 만족하는 것으로 나타났다.





토사(붕적)

기반암

Distance(m)0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

Elevation(m)

182183184185186187188189190191192193


6 - 23

(나) 침투해석












FS = 2.421 〉1.2 ∴ OK FS = 2.579 〉1.3 ∴ OK




6 - 24





(나) 침투해석








6 - 25






FS = 1.468 〉1.2 ∴ OK FS = 1.913 〉1.3 ∴ OK




【표 6.8-4】신동아구간 비탈면 안정성 검토결과


신동아

STA.4+20

(좌)블록파괴

만수위시 2.476 1.2 OK


STA.5+00

(우)블록파괴

만수위시 2.421 1.2 OK


구조물구간 블록파괴만수위시 1.468 1.2 OK


신동아구간 원지반 비탈면에 대하여 만수위시 및 100년빈도 강우강도 적용시 활동안정

성 검토를 실시하였으며, 그 결과 활동에 의한 파괴가 발생하지 않는 것으로 나타났다.

하지만, 세굴영향으로 인한 비탈면 붕괴가 발생할 우려가 있으므로 배수계획 수립 등

대책마련이 필요할 것으로 판단된다.


6 - 26

6.8.4 보덕사 구간 안정성 검토







보덕사

1구간

(1호지)1+80(우) 231.00 31 678.40

원지반

무한비탈면

급경사지

2구간

(1호지)2+80(좌) 231.00 40 678.40

구조물구간

(1호지)5+60∼6+10 231.00 21 678.40



6 - 27





토사(붕적)

기반암

Distance(m)0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

Elevation(m)

8687888990919293949596979899100101102103104

(나) 침투해석








6 - 28




【그림 6.8-15】비탈면안정해석 결과(블록파괴)


FS = 3.497 〉1.2 ∴ OK FS = 3.659 〉1.3 ∴ OK







토사(붕적)

기반암

Distance(m)0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

Elevation(m)

106107108109110111112113114115116117118119120121122123124125126127128129130


6 - 29

(나) 침투해석












FS = 1.354 〉1.2 ∴ OK FS = 1.612 〉1.3 ∴ OK




6 - 30





(나) 침투해석








6 - 31






FS = 1.447 〉1.2 ∴ OK FS = 1.636 〉1.3 ∴ OK




【표 6.8-6】신동아구간 비탈면 안정성 검토결과


보덕사

STA.1+80

(우)

만수위시 3.497 1.2 OK


STA.2+80

(좌)

만수위시 1.354 1.2 OK


구조물구간만수위시 1.447 1.2 OK


보덕사구간 원지반 비탈면에 대하여 만수위시 및 100년빈도 강우강도 적용시 활동안정

성 검토를 실시하였으며, 그 결과 활동에 의한 파괴가 발생하지 않는 것으로 나타났다.

하지만, 세굴영향으로 인한 비탈면 붕괴가 발생할 우려가 있으므로 배수계획 수립 등

대책마련이 필요할 것으로 판단된다.


6 - 32

6.8.5 비탈면 법면대책 수립

비탈면 안정성 검토결과 기준 안전율 이상으로 안정성을 확보하는 것으로 나타났으나,

시간경과에 따른 진행성 파괴를 최소화 하기 위해 다음과 같은 비탈면 법면대책을 수립

하였다.

(1) 비탈면 법면대책

【그림 6.8-22】비탈면 법면대책

구분사면경사완화(비탈면 정지)


법 면

대 책

특 징수로인접부 경사완화로

원지반 이완 최소화

수로부 등 측면비탈면

안정성 확보

수로부 및 경사 비탈면

안정성 확보

수로부 및 구조물 설치로 발생하는 비탈면의 법면대책으로 사면경사완화, 돌망태 기슭

막이, 전석 기슭막이 등을 수립하여, 시간경과에 따른 진행성 파괴를 최소화하여 비탈면

의 안정성을 추가로 확보하였다.


6 - 33


6.9.1 사방댐 구조물 안정성 검토

(1) 개요

사방댐 구조물에 대한 침투 및 비탈면 안정성 검토를 수행하여 구조물 계획의 적정성

을 검증하였다. 검토 단면현황은 다음과 같다.

【그림 6.9-1】사방댐 구조물 검토단면 및 모델링도


(2) 사방댐 구조물 안정성 검토






(＝ tanΦB ＝ tan(⅔Φ))






S.F ＝M r

M o



6 - 34



e <B6


(1＋6․eB

) < q a

q min . ＝ΣVB

(1－6․eB

) < q a





구 분활동에 대한 안정 전도에 대한 안정 지지력에 대한 안정

안전율 기준안전율 안전율 기준안전율 안전율 기준안전율

사방댐 7.47 1.5 9.07 2.0 65.42 2.5



검토결과

FS = 25.100 〉1.5 ∴ OK

사방댐 구조물에 대한 외적 및 활동 안정성 검토결과 소요안전율을 만족하여 사방대책으

로 적합한 것으로 판단된다.


6 - 35

6.9.2 돌골막이 구조물 안정성 검토

(1) 개요

돌골막이 구조물에 대한 침투 및 비탈면 안정성 검토를 수행하여 구조물 계획의 적정

성을 검증하였다. 검토 단면현황은 다음과 같다.

【그림 6.9-3】돌골막이 구조물 검토단면 및 모델링도


(2) 돌골막이 구조물 활동안정성 검토

(가) 활동 안정성 검토결과


검토결과

FS = 18.417 〉1.5 ∴ OK

돌골막이 구조물에 대한 활동 안정성 검토결과 소요안전율을 만족하여 사방대책으로 적

합한 것으로 판단된다.

7. 사방구조물 계획7. 사방구조물 계획


7.2 설계방향





7 - 1



본 과업은 서울시 서초구 우면산 일대 계곡부 단면에 대한 수리/수문 검토와 비탈면

안정성 검토결과를 반영하여 강우시 안전한 우수배수, 토석류 발생시 안정성 확보를 위

한 사방구조물 계획을 수립하는데 그 목적이 있다.

7.2 설계방향

본 과업구간의 특성과 사방기술교본 지침을 반영한 산복공사 설계방향을 설정하여 비

탈면과 수로의 안전을 도모하였다.

① 경사가 심한 곳

- 비탈면 다듬기 후 직고 2～3m 간격으로 떼단 2열, 식생토낭 쌓기를 하여 사면안정화

- 비탈면 안정성 검토결과 소요안전율 미확보시 쏘일네일링, 비탈면 경사완화 등 적용

② 경사가 완만한 곳

- 면고르기를 하여 식생네트를 이용한 비탈면 안정화 도모

③ 수로 좌우 비탈면

- 돌/돌망태/선떼에 의한 단쌓기 후 식재 및 파종 실시

④ 사방댐 저류부

- 조경을 통한 친수공간 조성

⑤ 부토 발생 수로

- 비탈면 다듬기아 단끊기 등으로 형성된 부토 유실방지용 땅속흙막이 설치

⑥ 유로 발생 비탈면

- 떼수로와 식생토낭수로, 돌수로 등을 설치하여 비탈면 유실 보호

⑦ 산복하단부 사면

- 심줄박기, 돌망태기슭막이(개비온 옹벽 등)으로 비탈면 보호

⑧ 하류부 도로 및 주거 안정성 확보 방안

- 옹벽설치후 전면 전석기슭막이를 계획하여 안정성과 미관 확보

⑨ 사방구조물


7 - 2

- 홍수량과 예상토석류량을 고려하고 저류량 확보가 가능한 위치에 안정성 확보가 가능한

사방구조물 계획 수립


사방구조물로 크게 사방댐(다기능 버트리스, 전석붙임, 비탈식, 슬릿트, 콘크리트)과 보

막이, 골막이, 바닥막이, 기슭막이 등이 있으며, 사방구조물별 특징 및 형태는 다음과 같

다.

7.3.1 다기능 버트리스 사방댐

산지재해예방 기능을 유지하면서 저사기능 및 약간의 저수기능을 가지며 어느 정도 유

수의 통과가 가능한 개방형 사방댐으로 유목, 토석류 저지대책으로 효과가 우수하다.



7.3.2 슬릿트 사방댐

주재료는 콘크리트이며 상하류가 단절되지 않아 평상시 유수의 흐름이 양호하고 토석

류 차단이 가능하다.


7 - 3



7.3.3 콘크리트 사방댐

주재료는 콘크리트이며 사방댐 상류와 하류의 단절로 토석의 이동을 차단하여 저사 또

는 저수용으로 시공하며 시공법도 용이하며 안정적이다.



7.3.4 전석붙임 사방댐

주재료는 콘크리트 및 석재이며 사방댐 상류와 하류의 단절로 저사 또는 저수기능을

수행한다.


7 - 4



7.3.5 비탈식 사방댐

사방댐의 낙차를 환경과 생태를 고려하여 생태로의 동선이 단전되지 않고 비탈식 하단

부의 어류와 양서류의 휴식공간을 부여할 수 있는 친환경적 사방댐이다.



7.3.6 보막이

사방댐과 같은 용어로 사용되며 현장에서는 사방댐 중 규모가 작고 저사나 저수기능이

상대적으로 작은 것을 보막이라 한다.


7 - 5



7.3.7 골막이

황폐 소계류를 가로질러 반수면을 중심으로 축조하여 개울 비탈을 완화시켜 수세를 줄

여서 산각을 고정하고 토사유출 및 비탈면 붕괴를 방지하는 구조물이다.



7.3.8 바닥막이

황폐된 계천 또는 소하천 바닥의 종침식방지 및 바닥에 퇴적된 불안정한 토사석력의

유실을 방지하기 위해 계천을 횡단하여 설치하는 구조물로서 높이가 낮고 폭이 넓은 구

조물이다.


7 - 6



7.3.9 기슭막이

황폐된 계천에서 유수에 의한 계안의 침식을 방지하고 산각의 안정을 도모하기 위하여

계류 흐름방향에 따라 축설하는 계천 사방구조물이다.


1 : 0

.5

전석(L=60cm)

뒷채움잡석

P.V.C PIPE Ø50

고임돌

G.L

채움콘크리트

G.L

전석(L=60cm)

채움콘크리트


7.3.10 본 과업구간 사방구조물 계획 현황

계획하폭과 홍수량 검토를 통해 우면산 산사태 2공구 복구공사의 사방구조물을 다음과

같이 계획하였다.

구 간 전석붙임 사방댐 다기능 사방댐 골막이

2공구

(신동아, 보덕사)4개소 1개소 21개소



7 - 7


본 과업구간의 특성과 과거 산복공사 경험을 고려하여 식생토낭, 식생네트 및 선떼(줄

떼)붙이기를 적용하여 비탈면 침식을 최소화 하도록 계획하였다.


【표 7.4-1】식생토낭 녹화 전후 전경


【표 7.4-2】식생네트 녹화 전후 전경

선떼붙이기 물억새 비탈면 녹화

【표 7.4-2】선떼붙이기 및 물억새 비탈면 녹화


7 - 8


【그림 7.5-1】신동아 사방계획 조감도

신동아 사방계획 조감도


7 - 9

【그림 7.5-2】신동아 사방계획 도면

신동아 사방계획 도면


7 - 10

【그림 7.5-3】보덕사 사방계획 조감도

보덕사 사방계획 조감도


7 - 11

【그림 7.5-4】보덕사 사방계획 도면

보덕사 사방계획 도면





2011. 11.



공 사 설 명 서





공사위치 서울특별시 서초구 우면동 산34-1 일원설계기간 2011. 9. ～ 2011. 3. ( 180 일간)

개 략

공 사 비5,482백만원

실 제

공사금액

- 공 사 비 : 5,176,000천원

- 감 리 비 : 73,000천원

- 설 계 비 : 233,000천원

- 총사업비 : 5,482,000천원

사 업 량

■ 수해복구공사 : 수해면적 A=0.0552km2


◉ 토 공 : 흙깎기(토사)-32,000m3, 흙깎기(리핑암)-0.000m3


◉ 구조물공 : 슬릿트 사방댐 1개소


보막이 2개소

골막이 8개소 등


◉ 작업로개설 : 2개소

◉ 조 경 공 : 1식

◉ 부 대 공 : 1식



공

통

사

항


① 피해당시 상황자료의 확보 및 정리 도면참조






② 계획빈도의 적정성 4-46～4-52

③ 자연친화적 복구설계의 반영 1-5

하

천

가. 하천일반





사

면

가. 산사태









과업구간 위치(3공구-형촌마을)

과업구간 수해복구 조감도(형촌마을)

- i -

목 차

1. 사업계획서 ··································································································································· 1-1

1.1 사업명 및 위치 ························································································································· 1-1

1.2 사업의 목적 ······························································································································· 1-1

1.3 사업의 내용 ······························································································································· 1-1

1.4 설계요약 ······································································································································ 1-2

1.4.1 지반조사 분야 ···················································································································· 1-2

1.4.2 수리수문 분야 ···················································································································· 1-3

1.4.3 토질 및 기초 분야 ············································································································ 1-4

1.4.4 사방대책(요약) ···················································································································· 1-5

2. 기초조사 ········································································································································ 2-1

2.1 일반현황 ······································································································································ 2-1

2.1.1 유역의 일반현황 ················································································································ 2-1

2.1.2 유역의 자연현황 ················································································································ 2-4

2.1.3 유역의 현황 분석 ·············································································································· 2-7

2.2 수문 조사 ···································································································································· 2-8

2.2.1 수문관측소 현황 ····················································································································2-8

2.3 피해 현황 ···································································································································· 2-9

2.3.1 수해 현황 ····························································································································· 2-9

3. 지반조사 ········································································································································ 3-1

3.1 조사개요 ······································································································································ 3-1

3.1.1 조사목적 ······························································································································· 3-1

3.1.2 조사지역 ······························································································································· 3-1

3.1.3 조사항목 ······························································································································· 3-2

3.1.4 조사기간 ······························································································································· 3-2

- ii -

3.1.5 조사장비 ······························································································································· 3-2

3.2 일반사항 ······································································································································ 3-3

3.2.1 지표지질조사 ························································································································ 3-3

3.2.2 현장조사 ································································································································ 3-9

3.2.3 현장시험 ······························································································································ 3-10

3.2.4 실내시험 ······························································································································ 3-14

3.2.5 폐공처리 ······························································································································ 3-17

3.2.6 흙과 암반의 분류 및 기재방법 ····················································································· 3-18

3.3 지형 및 지질 ··························································································································· 3-28

3.3.1 지형특성 분석 ·················································································································· 3-28

3.3.2 지질특성 분석 ·················································································································· 3-29

3.4 조사결과 ···································································································································· 3-31

3.4.1 지표지질조사 ···················································································································· 3-31

3.4.2 현장조사 ····························································································································· 3-33

3.4.3 현장시험 ····························································································································· 3-34

3.4.4 실내시험 ····························································································································· 3-37

3.5 설계지반정수 산정 ················································································································· 3-38

3.5.1 기본방향 ····························································································································· 3-38

3.5.2 토사층 설계지반정수 산정 ··························································································· 3-38

3.5.3 풍화암 설계지반정수 산정 ··························································································· 3-44

3.5.4 기반암 설계지반정수 산정 ··························································································· 3-45

3.5.5 수리특성 설계지반정수 산정 ························································································· 3-48

3.6 조사결과 요약 ························································································································· 3-49

3.6.1 조사결과 요약 ·················································································································· 3-49

4. 홍수량 및 홍수위 산정 ········································································································ 4-1

4.1 기본홍수량 및 계획홍수량 ···································································································· 4-1

4.1.1 홍수량 산정지점 ················································································································ 4-1

4.1.2 강우분석 및 확률 강우량산정 ······················································································· 4-4

4.1.3 강우의 시간분포 결정 ···································································································· 4-17

- iii -

4.1.4 도달시간 ····························································································································· 4-21

4.1.5 기본 및 계획 홍수량산정 ····························································································· 4-26

4.2 홍수위 산정 ····························································································································· 4-35

4.2.1 계산방법의 선정 ·············································································································· 4-35

4.2.2 홍수위 산정을 위한 자료의 선정 ··············································································· 4-37

4.2.3 기점홍수위 ························································································································ 4-40

4.2.4 계획하폭 ····························································································································· 4-41

4.2.5 홍수위계산 ························································································································ 4-43

5. 개수계획 ········································································································································ 5-1

5.1 평면, 종단, 횡단 계획공 ········································································································· 5-1

6. 비탈면 안정성 검토 ················································································································· 6-1

6.1 과업의 목적 ································································································································· 6-1

6.2 과업의 내용 ································································································································· 6-1

6.3 비탈면 현황 ································································································································· 6-2

6.4 비탈면 불안정 요인 및 파괴유형 ·························································································· 6-3

6.4.1 비탈면 불안정 요인 ············································································································ 6-3

6.4.2 토사비탈면 파괴형태 ·········································································································· 6-4

6.4.3 암반비탈면 파괴형태 ·········································································································· 6-5

6.5 설계기준 ········································································································································ 6-6

6.5.1 경사 및 소단 적용기준 ······································································································ 6-6

6.5.2 비탈면 안전율 적용기준 ··································································································· 6-7

6.6 토사비탈면 안정해석 방법 ······································································································ 6-9

6.6.1 개요 ········································································································································· 6-9

6.6.2 비탈면 안정해석법 ·············································································································· 6-9

6.6.3 해석조건 ······························································································································· 6-11

6.6.4 침투해석 프로그램 ············································································································ 6-11

6.6.5 한계평형해석 프로그램 ··································································································· 6-11

6.7 암반비탈면 안정해석 방법 ···································································································· 6-12

- iv -

6.7.1 개요 ······································································································································· 6-12

6.7.2 평사투영법 ·························································································································· 6-13

6.7.3 한계평형해석 ······················································································································ 6-14

6.7.4 개별요소법 ·························································································································· 6-16

6.8 토사비탈면 안정성 검토 ········································································································ 6-17

6.8.1 해석조건 및 설계지반정수 ····························································································· 6-17

6.8.2 최소 비탈면 경사 선정 ···································································································· 6-18

6.8.3 형촌마을구간 안정성 검토 ····························································································· 6-19

6.8.4 비탈면 법면대책 수립 ······································································································ 6-25

6.9 암반비탈면 안정성 검토 ········································································································ 6-26

6.9.1 평사투영해석 ······················································································································ 6-26

6.9.2 개별요소법 ·························································································································· 6-27

6.10 낙석 안정성 검토 ··················································································································· 6-29

6.10.1 개요 ····································································································································· 6-29

6.10.2 낙석거동분석 프로그램 및 입력값 선정 ·································································· 6-29

6.10.3 낙석 안정성 검토 ············································································································ 6-31

6.11 기타 구조물 안정성 검토 ···································································································· 6-32

6.11.1 사방댐 구조물 안정성 검토 ························································································· 6-32

6.11.2 돌골막이 구조물 안정성 검토 ····················································································· 6-34

7. 사방구조물 계획 ························································································································ 7-1

7.1 과업의 목적 ································································································································· 7-1

7.2 설계방향 ········································································································································ 7-1

7.3 주요 사방구조물 ························································································································· 7-2

7.3.1 다기능 버트리스 사방댐 ··································································································· 7-2

7.3.2 슬릿트 사방댐 ······················································································································ 7-2

7.3.3 콘크리트 사방댐 ·················································································································· 7-3

7.3.4 전석붙임 사방댐 ·················································································································· 7-3

7.3.5 비탈식 사방댐 ······················································································································ 7-4

7.3.6 보막이 ····································································································································· 7-4

- v -

7.3.7 골막이 ····································································································································· 7-5

7.3.8 바닥막이 ································································································································· 7-5

7.3.9 기슭막이 ································································································································· 7-6

7.3.10 본 과업구간 사방구조물 계획현황 ··············································································· 7-6

7.4 비탈면 침식방지 방안 ··············································································································· 7-7

7.5 사방계획 종합 ····························································································································· 7-8

◐ 부 록 Ⅰ

◐ 부 록 Ⅱ

◐ 도 면

계 획 평 면 도

종 단 면 도






1. 사업계획서

1 - 1

1. 사업계획서













2. 지반조사














1. 사업계획서

1 - 2

1.4 설계요약










1. 사업계획서

1 - 3



기초조사

총 2개 유역으로 구성됨

(형촌마을1,2)




고도산정


관측소 및

강우량조사







기왕홍수분석



68.5mm, 일최대 281.0mm


80.5mm, 일최대 352.0mm



홍

수

량

산

정

확률

강우량

분석

10

100

1000

1 10 100 1000

Duration Time(min)


200년

100년

80년

50년

30년

20년

10년




그램 이용


분포를 채택



홍수량

산정




산정비교


채택(20년,30년,50년,80년,100년,200년)

개수

계획

gV2

21a

gV2

22a

XSh fL D=eh

1Y

2Y

1Z2Z기준고

하상OS

WS수면

에너지경사

S f


빈도별 홍수위 산정

(20년, 30년, 50년, 80년, 100년, 200년)

100년빈도 홍수위 및 여유고 0.6m 계획

1. 사업계획서

1 - 4






원지반

비탈면


강우강도

적용시Fs > 1.3



토사 비탈면 암반 비탈면



평사투영해석 개별요소법

∙비탈면붕괴가능성검토 ∙불연속체해석으로안정성검토




법면대책



사방댐 구조물 돌골막이 구조물



- 활동 Fs = 6.45 > 1.5

- 전도 Fs = 9.38 > 2.0

- 지지력 Fs = 48.25 > 2.5


∙기준안전율이상으로안정성확보 ∙사방댐구조물활동안정성확보 ∙돌골막이구조물 활동안정성 확보

1. 사업계획서

1 - 5


【그림 1.4-1】형촌마을 사방대책

형촌마을


2.1 일반현황

2.2 수문 조사

2.3 피해 현황

2. 기초조사

2 - 1

2. 기초조사

2.1. 일반현황

2.1.1 유역의 일반현황
























2. 기초조사

2 - 2



유 역

면 적

A(km2)

유 로

연 장

L(km)

유 역

평균폭

(A/L)

유 역

형상계수

(A/L2)

비고

형촌마을 유역1 HJM0 0.129 0.46 0.28 0.61

형촌마을

유역2

하구 HJ0 0.341 1.00 0.34 0.34

기존 저수지 HJ1 0.306 0.79 0.39 0.49

지류 합류후 HJ2 0.284 0.71 0.40 0.56

지류 합류전 HJ3 0.271 0.71 0.38 0.54

지류 합류후 HJ4 0.269 0.68 0.40 0.58

지류 합류전 HJ5 0.253 0.68 0.37 0.55

지류 합류후 HJ6 0.252 0.66 0.38 0.58

지류 합류전 HJ7 0.218 0.66 0.33 0.50

지류 합류후 HJ8 0.187 0.45 0.42 0.92

지류 합류전 HJ9 0.174 0.45 0.39 0.86

지류 합류후 HJ10 0.159 0.40 0.40 0.99

지류 합류전 HJ11 0.107 0.40 0.27 0.67

지류 합류후 HJ12 0.088 0.26 0.34 1.30

지류 합류전 HJ13 0.070 0.26 0.27 1.04

지류 합류후 HJ14 0.067 0.22 0.31 1.38

지류 합류전 HJ15 0.048 0.22 0.22 0.99












2. 기초조사

2 - 3



부 호

평균고도

(EL.m)

평균경사

(%)비 고

형촌마을 유역1 HJM0 142.84 20.06

형촌마을 유역2 HJ0 169.85 24.85


【그림 2.1-1】형촌마을 유역1


【그림 2.1-2】형촌마을 유역2

2. 기초조사

2 - 4



(가) 지 형











(나) 지 질




(다) 토 양






있다





2. 기초조사

2 - 5












TYPE A




7.62-11.43

(0.3～0.45inch)



3.81-7.62

(0.15～0.30inch)


(0.05～0.15inch)



0-1.27

(0～0.05inch)

2. 기초조사

2 - 6



(km2)A B C D

형촌마을 유역1 0.128 0 0 0.002 0.129

형촌마을

유역2

하구 0.032 0 0 0.002 0.035

기존저수지 0.022 0 0 0 0.022

지류합류후 0.013 0 0 0 0.013

지류합류전 0.002 0 0 0 0.002

지류합류후 0.016 0 0 0 0.016

지류합류전 0.001 0 0 0 0.001

지류합류후 0.034 0 0 0 0.034

지류합류전 0.031 0 0 0 0.031

지류합류후 0.013 0 0 0 0.013

지류합류전 0.015 0 0 0 0.015

지류합류후 0.052 0 0 0 0.052

지류합류전 0.019 0 0 0 0.019

지류합류후 0.018 0 0 0 0.018

지류합류전 0.003 0 0 0 0.003

지류합류후 0.018 0 0 0 0.018

지류합류전 0.048 0 0 0 0.048



토 양 의 특 성


추 천토양유형

모래 및

퇴적양식

TYPE AArc, ArD,

SNE2, SRF2

미사질양토,

사양토,

양질사토,

양토


임지, 기타

미숙,

사질전,

기타

변성암,

제4기층,

화성암,

퇴적암

2. 기초조사

2 - 7






지 점평 균 폭

(km)형상계수

평균고도

(EL.m)

평균경사

(%)비 고

형촌마을 유역1 0.28 0.61 142.84 20.06

형촌마을 유역2 0.34 0.34 169.85 24.85

2. 기초조사

2 - 8

2.2 수문 조사













1】및【그림 2.2-1】와 같다.



개시일

관측

종별

관 할

관서명

시 우 량



송월동126°57′56.84″ 37°34′ 17.08″ 1907-10 보통 기상청 50개년


전동126°37′29.64″ 37°28′ 39.36″ 1904-08 보통 기상청 〃


서둔동126°59′15.47″ 37°16′ 12.09″ 1964-01 보통 기상청 47개년

2. 기초조사

2 - 9

【그림 2.2-1】티 이 센 망 도

2.3 피해 현황

2.3.1 수해 현황

(1) 수해현황






다.





2. 기초조사

2 - 10


구분

년도


이재민

(인)

인명피해

(사망,실종)

재산피해


2002년 8.30～9. 1 태풍(RUSA) 전국 63,085 246 6,322,304


경북, 강원10,975 131 5,073,388

2006년 7. 9～7.29집중호우 및

태풍(EWINIAR)전국 2,790 62 2,016,235

1998년 7.31～8.18 집중호우 전국(제주제외) 24,531 324 1,519,022

1999년 7.23～8. 4집중호우 및

태풍(OLGA)전국 25,327 67 1,304,246

1990년 9. 9～9.12 집중호우 서울, 경기, 강원, 충북 187,265 163 890,060

1987년 7.15～7.16 태풍(THELMA) 남해, 동해 99,516 345 726,883

1995년 8.19～8.30 집중호우 경기, 강원, 충남, 충북 24,146 65 668,406

1987년 7.21～7.23 집중호우 중부 50,472 167 612,084

1996년 7.26～7.28 집중호우 서울, 경기, 강원, 인천 16,933 29 606,306

1989년 7.25～7.27 집중호우충남, 충북, 전남, 전북

경남, 경북54,041 128 524,541



2000년 8.23～9. 1호우 및 태풍

(PRAPIROON)전국 1,927 28 307,168



2. 기초조사

2 - 11


과업구간

2. 기초조사

2 - 12





















① 이동경로









2. 기초조사

2 - 13









③ 바람현황





















2. 기초조사

2 - 14


었다.




관측소 구분


시강우

일최대

강우

비

고년월·

일13시 14시 15시 16시 17시 18시 19시 20시 21시 22시 23시 24시

서초집중

호우2011 7.27

0.0 16.5 13.0 19.0 11.5 20.0 30.5 62.5 68.5 13.0 2.0 2.5

68.5 281.0

건

교

부

17.0 4.0 1.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

남현집중

호우2011 7.27

0.0 21.0 17.5 29.0 19.5 27.5 32.5 86.5 80.5 6.5 3.5 7.5

86.5 352.0

8.0 2.5 2.0 7.5 0.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0




3.1 조사개요

3.2 일반사항


3.4 조사결과



3. 지반조사

3 - 1

3. 지반조사

3.1 조사개요

3.1.1 조사목적





3.1.2 조사지역



조사구역 ∙ 형촌마을

조사지역 현황

3. 지반조사

3 - 2

3.1.3 조사항목







현장시험







3.1.4 조사기간

【표 3.1-3】조사기간


현장답사 및 조사계획 수립 2011. 9. 2 ～ 2011. 9. 6

지표지질조사 및 시험굴조사 2011. 9. 7 ～ 2011. 9. 20

시추조사 및 현장시험 2011. 9. 20 ～ 2011. 9. 24

실내시험 2011. 9. 14 ～ 2011. 9. 27

성과분석 및 보고서작성 2011. 9. 24 ～ 2011. 10. 10

3.1.5 조사장비








토질기본물성 시험기 KS F 2309 외 1 조 함수비, 비중, 입도분석, 체분석, 액소성시험기


3. 지반조사

3 - 3

3.2 일반사항
















3. 지반조사

3 - 4














Close< 20 넓 다 Wide 600～2,000









요소이다.




(ISRM)간 격




3. 지반조사

3 - 5















Ⅰ

Stepped




Ⅳ

Undulating




Ⅶ

Planar




3. 지반조사

3 - 6













구할 수 있다.








깨짐500 ～ 1,000



3. 지반조사

3 - 7











< 0.1mm

0.1～0.25mm

0.25～0.5mm

Very Tight

Tight

Partly Open

Closed

Features

(폐쇄형)

1～10cm Very Wide

Open

Features

(개방형)

10～100cmExtremely

Wide

0.5～2.5mm

2.5～10mm

> 10mm

Open

Moderately

Wide

Wide

Gapped

Features













3. 지반조사

3 - 8













나타낸다.






괴 상 형

(massive)


간격이

넓은 형태

주 상 형

(Columnar)


면보다

훨씬 큰 형태

암 괴 형


불규칙형

(Irregular)


다양한형태

판 형

(Tabular)


면보다


파 쇄 형


3. 지반조사

3 - 9

3.2.2 현장조사

(1) 시추조사
















3. 지반조사

3 - 10

3.2.3 현장시험
















3. 지반조사

3 - 11












있는 사항

사 질 토





점 성 토



∙연․경 정도










조 사

내 용






적 용


3. 지반조사

3 - 12















양을 조절










주지역 적용





상승고 산정








3. 지반조사

3 - 13
























K=r 2

2L(T 2-T 1)․ ln ( Lr )․ ln ( h 1

h 2)








3. 지반조사

3 - 14

3.2.4 실내시험









물

리

적

성

질

시

험




입 도체 분 석

최대입경


균등계수

곡률계수

흙의 분류





연경도

액성한계시험

Consistency 지수

액성한계



판정








물

성

시

험



입 도 KS F 2302

비 중 KS F 2308



3. 지반조사

3 - 15

(다) 시험방법

① 함수비시험




② 비중시험






















추정


추정

3. 지반조사

3 - 16







하였다.

(가) 시험방법





Mohr-Coulomb의 파괴포락선을 작도하여 점착력과 내부마찰각을 구함



3. 지반조사

3 - 17

3.2.5 폐공처리

(1) 개 요











하수위 파악














되메움




토사층





암반층





되메움

3. 지반조사

3 - 18



(가) 분류방법







모 래

(Sand)




내림


흐트러짐



끈 모양으로

꼬아지지 않음

실트질모래

(Silty

Sand)



점성이 있음.


덩어리가 지나


흐트러짐

덩어리지며


부서지지 않음

끈 모양으로

꼬아지지 않음

모래질실트

(Sandy

Silt)


소량의 점토를


반 이상임



됨

덩어리지며


부서지지 않음


같은 감촉

덩어리지며


부서지지 않음


엉킴

끈 모양으로

꼬아지나 작게

끊어지고

부드러우며

약간의 점성이

있음

실 트

(Silt)








덩어리지며


부서지지 않음

덩어리지며


부서지지 않고


엉킴

완전히

꼬아지지는

않으나 작게


꼬아지고

부드러움

점 토

(Clay)


덩어리가 됨


부서지지 않음

덩어리지며


부서지지 않음

덩어리지며





점성이 큼



3. 지반조사

3 - 19




조

립

토

No.

200

체

통

과

50%

이

하

자갈

No.4

체통

과분

50%

이하

깨끗

한

자갈



∙입도곡선으로

모래와 자갈의

비율을 나눈다.

∙세립분(No.200체

이하)의 백분율

에 따라 다음과

같이 나눈다.

-5%이하 : GW,

GP, SW, SP

-12%이상 : GM,

GC, SM, SC

5～12% : 이중

기호

Cu = D60/D10 : 4이상

Cg =(D30)2/D10×D60 : 1～3

GP

입도분포

불량한자갈



세립

분함

유한

자갈



소성도

A선아래 또는

PI<4소성도에서

사선부분은

이중기호GC



소성도에 A선

위, 또는

PI>7

모래

No.4

체통

과분

50%

이상

깨끗

한

모래


자갈섞인 모래

Cu = D60 / D10 : 6이상

Cg =(D30)2/D10×D60 : 1～3

SP


모래

자갈섞인 모래


소성도

A선아래 또는


사선부분은

이중기호

세립

분함

유한

모래

SM 실트질 모래

소성도 A선


세

립

토

No.

200

체

통

과

50%

이

상

실트 및

점토

(LL < 50)

ML

무기질 점토,

극세사, 암분,

점토질 세사

CL






및 실트

실트 및

점토

(LL > 50)

MH

무기질 실트,




CH

고소성 무기질


점토


토성



3. 지반조사

3 - 20







함 수 량 (%) 상 태

0 ～ 10

10 ～ 30

30 ～ 70

70 이상

건 조 (Dry)

습 윤 (Moist)

젖 음 (Wet)

포 화 (Saturated)





2 이하

2 ～ 4

4 ～ 8

8 ～ 15

15 ～ 30

30 이상

매 우 연 약

연 약

보 통 견 고

견 고

매 우 견 고

고 결

0.25 이하

0.25 ～ 0.50

0.50 ～ 1.0

1.0 ～ 2.0

2.0 ～ 4.0

4.0 이상






e max-e min


Peck Meyerhof

0 ～ 4

4 ～ 10

10 ～ 30

30 ～ 50

50 이상

매우 느슨

느 슨

보통 조밀

조 밀

매우 조밀

0.0～0.2

0.2～0.4

0.4～0.6

0.6～0.8

0.8～1.0

28.5°이하

28.5°～ 30°

30°～ 36°

36°～ 41°

41°이상

30° 이하

30°～ 35°

35°～ 40°

40°～ 45°

45°이상

3. 지반조사

3 - 21
















∙R.Q.D, T.C.R 및 탄성파 속도에 따른 분류













퇴적암




변성암




3. 지반조사

3 - 22






연 암

∙TCR:20～40%, RQD: <25%

∙Js : 6cm～20cm


700～1000kg/cm2





거나 갈라짐

보통암

∙TCR : 40～70%

∙RQD : 25～50%

∙Js : 15cm～30cm


1000～1300kg/cm2






경 암

∙TCR : >70%, RQD : >50%

∙Js : 20cm～50cm


1300～1600kg/cm2









대표적인

암 석 명







함유물 등에

의한 시각판정





500～1,000g

해머의 타격에

의한 판정



않는 것




3. 지반조사

3 - 23



암반분류

시추굴진상 황

암 반 의 성 질

풍화변질상 태

균 열상 태

코 아상 태

함 마타 격

침 수시 험

탄성파속도

(km/sec)

풍

화

암

Metal Crown

Bit로 용이하게

굴진 가능하며

때로는 무수

보링도 가능

암내부까지

풍화진행

암의 구조및

조직이 남아

있음

균열은 많으나

점토화의 진

행으로 거의

밀착상태임

세편상 암편

이 남아있고

손으로 부수

면 가루가 되

기도 함. 원형

코아가 없음.

손 으 로 도

부서짐

원형보존이

거의 불가

능하며 세편

상으로 분

리됨.

＜ 1.2

연

암

Metal Crown

Bit로 용이하게

굴진가능한 암

반

암내부의 일

부를 제외하

고는 풍화진

행, 장석, 운

모등이 변

색, 변질됨

균열이 많이

발달 균열 간

격은 5cm이

하이고점토협

재

암편상～세

편상(각력상)

원형코아가

적고 원형복

구 곤란

햄머로 치면

가볍게부서짐

세편상으로

분 리 되 고

암 괴 로 도

분리됨

1.2～2.5

중

경

암

Metal Crown

Bit로 굴진 가

능 하 나

D i a m o n d

bit를 사용하지

않으면 굴진하

기 곤란한 암

반

균열을 따라

다소 풍화진

행, 장석 및

유색광물은

일부 변색됨

균열발달 일

부는 점토를

협재함.

세편상태로

잘 부서짐.

균열간격 10cm

내외

대암편상～

단주상 10cm

이하이며 특히

5 c m내외의

코아가 많음.

원형복구 가

능

햄머로 치면

탁음을 내

고 부서짐

암괴로 분

리하나 입

자의 분산

은 거의 없

고 변화하

지 않음

2.5～3.5

경

암

Diamond bit를

사용하지 않으면

굴진하기 곤란

한 암반

대체로 신선

균열을따라

약간 풍화변

질됨.

암내부는 신

선함

균열의 발달

이 적으며 균

열 간 격 은

5～15cm, 대

체로 밀착상

태이나 일부

는 Open됨

단주상～봉상

대체로 20cm

이하.

1m당 5～6개

이상

햄머로 치면

금속음을내고

잘 부서지지

않으며, 튀는

경향을 보임

거의 변화

하지 않음3.5～4.5

극

경

암

Diamond bit의

마모가 특히 심

한 암반

대단히 신선

하고 풍화변

질을받지않음

균열의 발달

이 적으며 그

간격은 20～

50cm로 밀착

봉상～장주상

완전한 형태

를 보유 1m

당 5～6개

햄머로 치면

금 속 음 을

내고 잘 부

서지지 않으

며 튀는 경

향 을 보임

거의 변화

하지 않음4.5이상


3. 지반조사

3 - 24






불연속의

발달빈도


RQD=0～10%


RQD≥10%

탄성파

속 도






제3기 퇴적암

화성암

각 암석의

풍화암

셰일,

응회암,

사암, 이암,

각력응회암

역암, 집괴암

현무암

(다공질)





석영, 조면암,

석영안산암

중생대 퇴적암

화성암

각 암석의

풍화암

셰일,

탄질셰일

사질셰일,

실트스톤,

장석질사암

역암, 경사암,


반암, 규장암,


혼펠스

석영맥, 쳐트,

혼펠스

고생대 및

선캠브리아기


및 변성암

각 암석의

풍화암

셰일,

실트스톤,

탄질셰일,

석회암,

대리석,

점판암,

천매암,

사문암

슬레이트,

백운암,

흑운모편암,

흑연편암,

녹리,

석편암,

견운모편암






화강편마암,

운모편마암,

각섬편마암,



경사암, 규암,

석영맥

일축압축강도

(kgf/cm2)125 이하 125～400 400～800 800～1,200

1,200이상

경우에는 1,800

적 용




3. 지반조사

3 - 25




참 고 치


경 암 500 이상 5 미만 약 2.7 ～ 2.5

준경암(보통암) 500 ～ 100 이상 5 ～ 15 미만 약 2.5 ～ 2.0

연 암 100 미만 15 이상 약 2.0 미만




연 암

•TCR : 20～40%,

RQD : < 25%

•Js : 6～20cm


: 700～1,000 kgf/cm2





갈라짐

보통암

•TCR : 40～70%,

RQD : 25～50%

•Js : 15～30cm


: 1,000～1,300 kgf/cm2



풍화)



경 암

•TCR : > 70%,

RQD : > 50%

•Js : 20～50cm


: 1,300～1,600 kgf/cm2





3. 지반조사

3 - 26












×



R Q D (%) 90 이상 75～90 50～75 25～50 25이하










F5

F4

F3

F2

F1

5cm 이하

5～10cm

10～20cm

20～100cm

100cm 이상

매우심한균열

심한균열

보 통 균 열

약 간 균 열

괴 상

(Highly Fractured)

(Fractured)



(Massive)

3. 지반조사

3 - 27
















S5

S4

S3

S4

S1

매우약함

약 함

보통강함

강 함

매우강함






3. 지반조사

3 - 28







(1) 산계






(2) 수계





3. 지반조사

3 - 29



(1) 지질각론









3. 지반조사

3 - 30

(2) 지질계통도


신생대


～～～ 부정합 ～～～

중생대

백악기

Kad 산성암맥

--- 관 입 ---

쥬라기

Jgr 화강암류

--- 관 입 ---

선

캠

브

리

아

기



--- 관 입 ---




3. 지반조사

3 - 31

3.4 조사결과


(1) 지질특성




노두

사진

지질

특성

∙유색광물(흑운모) 분대와 우백질 분대(석

영,장석)가 교호하여 호상구조를 잘 보여줌


로 경사짐







로 경사짐


확인됨

분포

특성






적 두껍다




방향성 분석


포함

3. 지반조사

3 - 32

(2) 불연속면 특성





∙J1 : 37/158, J2 : 85/042, J3 : 78/276

∙절리는 N40～60W방향이 우세함





경사/경사방향 37/158 85/042 78/276

Fisher's K 181.78 85.46 65.41

절리간격 (cm) 10～60 30～70 20～100

절리틈새 (mm) Close～0.5 Close～1.0 Cose～0.5

연속성 (m) 2.0～8.0 3.0～6.0 2.0～5.0

거칠기

(JCS)

평면형～파동형/거침

(6～14)

파동형거침

(10～14)

파동형거침

(10～16)

절리면

강도(MPa)100～152 128～168 85～193

풍화상태 약한풍화 약한풍화 약한풍화

결과분석

∙주로 호상편마암으로 분포하며 계곡부 상류측에서는 화강임질편마암으로 분포함

∙엽리방향과 동일한 J1이 발달하며 , 약한풍화상태로 암질상태는 양호함

∙불연속면은 3개로 구성, 경사/경사방향은 37/158, 85/042, 78/276 방향이 발달함

∙거칠기는 파동형/거침, 평면형/거침 상태로 나타나며, 절리면 강도는 비교적 강함

3. 지반조사

3 - 33

3.4.2 현장조사

(1) 시추조사





(가) 지층현황

【표 3.4-11】지층현황 ( )는 층후

공번

층후 (m)시추심도(m)

매립층(표토) 연암층 경암층

형촌마을 BH-40.0～8.6

(8.6)

8.6～9.6

(1.0)

9.6～12.0

(2.4)12.0


① 매립층

본 지층은 저수지 제당에 해당며 8.6m의 층후로 분포한다. 구성성분은 전석, 자갈섞인 실트

질 모래로 구성되고 표준관입시험에 의한 N값은 6/30～26/30으로 느슨～보통조밀의 상대밀

도로 분포한다. 색상은 갈색을 띄고 함수상태는 습윤한 상태이다.

② 연암층

본 지층은 기반암인 편마암이 보통풍화된 상태로서 GL-8.6m에서 출현하여 1.0m의 층

후로 매우 얇은 층후로 분포한다. 코아회수율(TCR) 100%이고 암질지수(RQD)는 0%로 불

량한 암질에 해당한다.

⑤ 경암층

본 지층은 기반암인 편마암이 약한풍화된 상태로서 GL-9.6m에서 출현하여 하부 연속

적으로 분포한다. 코아회수율(TCR) 100%이고 암질지수(RQD)는 76%로 불량한 암질에

해당한다.

3. 지반조사

3 - 34






공번

지반고 지하수위

비 고

(EL,m) (GL,-m) (EL,m)

형촌마을 BH-4 81.5 6.9 74.6 매립층(제당)

결과분석

∙지하수위 측정결과 지하수위는 GL-6.9m이며 EL기준으로 EL+74.6m에서 분포하

고, 지하수위 분포 지층은 매립층에 위치하는 것으로 측정되었다.

3.4.3 현장시험


토사층(매립층)의 지반특성을 파악하기 위해 1.0m마다 표준관입시험을 실시하였으며,

결과는 다음과 같다.

【표 3.4-13】지층현황


매립층

(제당)SM 6/30 ～ 26/30 느슨～보통조밀

결과분석

∙매립층(제당)의 N치는 6/30～26/30으로 측정되었으며, N값은 심도에 따라 증가하

는 상관성을 보이고 있다.

3. 지반조사

3 - 35





구분 심도 (m) 지층

습윤단위중량(kN/m3) 건조단위중량(kN/m3)토량환산계수 L

자연상태 흐트러진상태 자연상태 흐트러진상태

TP-1 1.0 붕적층 19.77 17.19 16.53 14.38 1.15

TP-2 1.0 토석류 18.71 16.00 15.22 13.01 1.17

결과분석

∙붕적층의 건조단위중량은 자연상태에서 16.53N/m3, 흐트러지 상태의 14.38kN/m3

으로 토량환산계수 L은 1.15로 나타남

∙토석류의 건조단위중량은 자연상태에서 15.22kN/m3, 흐트러지 상태의 13.01kN/m3

으로 토량환산계수 L은 1.17로 나타남





구 분심도(m)

시험구간(m)


BH-4 7.5～8.5 1.0 매립층(제당) 자갈섞인 실트질모래 5.65×10-4

결과분석

∙매립층(제당)의 투수계수는 5.65×10-4cm/sec의 범위로 나타남





3. 지반조사

3 - 36





∙ 추세식 y=0.070x+9.71

∙ 침투율 Q=0.070 cm/s

∙추세식 y=0.069x+4.41




압력수두(cm)

침투율(cm/sec)

λksat

(cm/sec)k

(cm/sec)비고

40.0 0.070 0.014 6.25×10-4 3.52×10-4 Average

41.0 0.069 0.014 6.25×10-3 3.47×10-4 3.49×10-4





3. 지반조사

3 - 37



지표투수계수(mm/sec)




비 고

3.49×10-3 6.98×10-3 25.14 891 ∙100년빈도 적용



투수계수(mm/sec)




3.49×10-3 0.409 58.16 891 1,091.19

결과분석

∙시험결과 지표 토양의 투수계수는 3.49×10-4cm/sec로 분석되었으며 시간에 따른

수위강하량 분석을 통한 침투율(Q)은 0.070cm/sec로 나타났다.

∙Wetting band Method를 이용한 지하수위 상승고 산정결과 1,091.2mm로 수위상승

고가 높게 분석됨

3.4.4 실내시험






구분심도(m)


비중GS


LL(%) PI #4 #10 #40 #200

TP-1 1.0 붕적층 15.1 2.665 N.P N.P 97.1 90.3 59.5 31.9 SM

TP-2 1.0 토석류 20.5 2.666 N.P N.P 100.0 94.9 68.3 42.3 SM

결과분석

∙붕적층 함수비 15.1%, 비중 2.655, 200체통과율 31.9%로 나타남

∙토석류 함수비 20.5%, 비중 2.666, 200체통과율 42.3%로 나타남


3. 지반조사

3 - 38






구분심도(m)


강도특성


TP-1 1.0 붕적층 SM 15.1 17.0 30.8

TP-2 1.0 토석류 SM 20.5 0.0 29.3

결과분석

∙시험결과 붕적층의 점착력은 17.0kPa, 내부마찰각은 30.8°로 나타나며, 토석류는

점착력 0.0kPa, 내부마찰각은 29.3°으로 나타남


3.5.1 기본방향




용함





3. 지반조사

3 - 39

【표 3.5-1】N치 요약


매립층 (제당) 6/30～26/30 느슨～보통조밀 16/30

결과분석

∙과업구간의 토사층은 매립층(제당), 토석층, 붕적층으로 분포함






종 류 재료의 상태단위체적중량(kN/m3)

점착력(kPa)



자 갈

조밀한 것 20.0 0 35


18.0 0 30

모 래

조밀한 것 20.0 0 35


18.0 0 30

사 질 토

조밀한 것 19.0 30이하 30

SM, SC

조밀하지 않은 것 17.0 0 25

점 성 토

단단한 것(N=8∼15) 18.0 50 25

ML, CL약간 연한 것(N=4∼8) 17.0 30 20

연한 것(N=2∼4) 17.0 150 15

점 토 및실 트

단단한 것(N=8∼15) 17.0 500 20

CH, MH,ML

약간 연한 것(N=4∼8) 16.0 300 15

연한 것(N=2∼4) 14.0 150 10

3. 지반조사

3 - 40



(kN/m3)Voidratio

Strength()

GW


Dense

Medium dense

Loose

75

50

25

90

55

＜ 28

22.1

20.8

19.7

0.22

0.28

0.36

40

36

32

GP


Dense

Medium dense

Loose

75

50

25

70

50

＜ 20

20.4

19.2

18.3

0.33

0.39

0.47

38

35

32


Dense

Medium dense

Loose

75

50

25

65

35

＜ 15

18.9

17.9

17.0

0.43

0.49

0.57

37

34

30


gravelly sands

Dense

Medium dense

Loose

75

50

25

50

30

＜ 10

17.6

16.7

15.9

0.52

0.60

0.65

36

33

29

SM Silty sands

Dense

Medium dense

Loose

75

50

25

45

25

＜ 8

16.5

15.6

14.9

0.62

0.74

0.80

35

32

29


Dense

Medium dense

Loose

75

50

25

35

20

＜ 4

14.9

14.1

13.5

0.0

0.90

1.0

33

31

27

【표 3.5-4】지반조사편람 (서울특별시 1996. 3)


점착력c (kPa)


풍 화 토 17.1∼20.0 0∼100 25∼30

3. 지반조사

3 - 41






content18.0∼20.0 10.0 30∼36


content19.0∼21.0 11.0 36∼46















점착력c (kPa)


Fredlund


Roy. E Hunt


지반조사 편람(서울시) 잔류토 17.0～20.0 0～10 25～30

Braja. M. Das


붕적토 19.4 0.0 46

실트질모래 - 0.0 -

촘촘한모래 - 0.0 -

3. 지반조사

3 - 42





- Dunham

- Terzaghi-Peck

- Ohsaki

- Sowers



- Dunham

- Meyerhof

- Peck

- Ohsaki




대표N값

점착력, c (kPa)

범 위


매립층

(제당)SM 16/30 10.6 10.0 6.0 6.0～10.6



대표N값


범 위


매립층

(제당)SM 16/30 33.9 36.5 31.8 32.9 30.5 30.5～36.5

결과분석

∙N값 경험식을 활용한 강도정수 산정경과 붕적층의 점착력은 6.0～10.6kPa로 평균

값으로 산정하였으며, 내부마찰각은 30.5～36.5°로 최하한값으로 30.5°로 산정하였

다.

3. 지반조사

3 - 43






서울 서남부순환로 19.0 10.0 30.0

서울～동두천간 고속도로 18.0 30.0 30.0


영덕～양재간 고속도로 19.0 0.0 32.0


【표 3.5-11】 현장시험 및 실내시험 결과



토석류 15.22 0.0 29.3

붕적층 16.53 17.0 30.8





구 분토석류 토사층

단위중량(kN/m3)

점착력(kPa)


단위중량(kN/m3)

점착력(kPa)


문 헌 자 료15.0～17.0

(17.3)

0.0～10.0

(5.0)

25.0～30.0

(27.8)

17.0～20.4

(18.9)

0.0～30.0

(6.3)

25.0～35.0

(31.0)N값을 이용한

경험식- - - -

8.0～15.8

(12.9)

34.0～38.5

(36.1)인근지역

설계사례- - -

18.0～19.0

(18.5)

0.0～30.0

(12.0)

28.0～32.0

(30.0)현장시험,

실내시험15.22 0.0 29.3 16.53 17.0 30.8

설 계 적 용 17.0 3.0 28.0 18.5 14.0 30.0

결과분석





3. 지반조사

3 - 44



















안



지반공학

회

학술발표

회

1996년 21.0 30.0 35.0

1997년 20.0 50.0 30.0

1998년 26.0 80.0～90.0 25.0

지 반 공 학 회 22.0 80.0～90.0 35.0


편 람20.0～22.0 10.0～30.0 30.0～35.0

3. 지반조사

3 - 45





(용산～관악)21.0 25.0 35.0

서울～동두천간 고속도로 22.0 30.0 33.0

서수원～의왕간 고속화도로 21.0 30.0 32.0

영덕～양재간 고속도로 21.0 30.0 31.0




문헌자료 20.0～22.0 10.0～30.0 26.0～35.0

인근 설계정수 21.0～22.0 25.0～30.0 31.0～35.0

설 계 적 용 21.0 30.0 32.0






지반조사편람

연 암 23.0～25.0 0.25～0.30

서울특별시(1996)보통암 24.0～26.0 0.25

경 암 25.0～27.0 0.20

3. 지반조사

3 - 46



지반조사편람

연 암 300～600 30～40 200～400

서울특별시

(1996)보통암 600～1,500 35～40 400～1000

경 암 1500～5,000 35～45 1,000～8,000

지반공학회

학 술 자 료

연 암 100～1,200 35～45 500～6,000

지반공학회

(1995～2001)보통암 150～3,200 35～50 1,500～15,000

경 암 200～7,000 38～50 2.0×104～10.0×104

도 로 설 계

실 무 편 람

연 암 130 33 -

한국도로공사

(2001)보통암 150 35 -

경 암 200 40 -









연․경암

연 암 반 20～30 10～25 33 130

보통연암 40～50 25～35 35 150

경 암 반 70이상 40～50 40 200



점착력(kPa)



분 류


연․경암- 100 30.0

대부분 연․경암 - 130～300 30～40

지 반 공 학 회

(`91사면학술발표회)연 암 24.0 500 40.0

지 반 공 학 회

(`96사면학술발표회)대부분 연․경암 23.0 600 35.0

3. 지반조사

3 - 47




점착력(kPa)

내부마찰각(°)

변형계수(MPa)

포아송비

서울동부터널

민간투자사업

연 암 21.0 200 33.0 1,130 0.29

보통암 24.0 300 37.0 8,400 0.24

경 암 26.0 600 40.0 15,000 0.21

서울지하철

9호선

914공구

연 암 24.0 120 33.0 1,600 0.30

보통암 25.0 350 40.0 5,500 0.25

경 암 26.0 1,070 44.0 11,000 0.20

서울지하철

9호선

916공구

연 암 24.0 1,000 36.0 1,200 0.24

보통암 25.0 3,000 40.0 5,500 0.22

경 암 26.0 7,000 46.0 20,000 0.20




점 착 력(kPa)


변형계수(MPa)

포아송비

연 암 층 24.0 300 35.0 1,000 0.28

보 통 암 25.0 600 39.0 6,000 0.24

경 암 층 26.0 1,500 43.0 10,000 0.20

결과분석



3. 지반조사

3 - 48






균등한 자갈 (GP) 0.2 ～ 0.1점토질 모래 (SC) (1.0～10.0)×10-4

입도가 양호한 자갈 (GW) (0.5～0.3)×10-1

실트 (ML) (0.5～1.0)×10-4균등한 모래 (SP) (0.05～2.0)×10-1

점토 (CL) (0.1～1.0)×10-4입도가 양호한 모래 (SW) (0.01～1.0)×10-1





잔모래, 실트질 모래 10-3～10-5 점 토 10-7 이하




투수계수 (cm/sec) 1.4×10-5 ～ 8.0×10-5 1.7×10-5 ～ 4.0×10-5 7.0×10-6 ～ 1.56×10-5



구 분토사층


투수계수 (cm/sec) 5.65×10-4 3.49×10-4





문헌자료 (1.0～5.0)×10-3 (1.0～5.0)×10-3 - - -

설계사례 - - (1.4～8.0)×10-5 (1.7～4.0)×10-57.0×10-6～

1.6×10-5

현장시험 3.49×10-4 5.65×10-4 - - -

산정결과 1.4×10-3 8.3×10-4 5.0×10-5 2.0×10-5 8.0×10-6

3. 지반조사

3 - 49


















구 분향촌마을

J1 J2 J3

경사/경사방향 37/158 85/042 78/276

JCS 6～14 10～14 10～16

JRC (MPa) 100～152 128～168 85～193





BH-40.0～8.6

(8.6)- -

8.6～9.6

(1.0)

9.6～12.0

(2.4)12.0

3. 지반조사

3 - 50



내수위를 측정하였다. 지하수위 측정결과 지하수위는 GL-6.9m이며 EL기준으로

EL+74.6m에서 분포하고, 지하수위 분포 지층은 매랍층에 위치하는 것으로 측정되나 이

러한 공내수위는 계절(우기 및 건기)에 따른 변화가 크므로, 설계 반영시 이를 감안하여

야 한다.




매립층

(제당)SM 6/30 ～ 26/30 느슨～보통조밀


현장밀도시험결과 붕적층의 건조단위중량은 자연상태에서 16.53N/m3, 흐트러지 상태

의 14.38kN/m3으로 토량환산계수 L은 1.15로 나타고 토석류의 건조단위중량은 자연상태

에서 15.22kN/m3, 흐트러지 상태의 13.01kN/m3으로 토량환산계수 L은 1.17로 나타난다.



중 적정 구간에 시추공별 1회의 투수시험을 실시하였으며 그 결과 매립층(제당)의 투수

계수는 5.65×10-4cm/sec로 분석되었다.

3. 지반조사

3 - 51


시험결과 지표 토양의 투수계수는 3.49×10-4cm/sec로 분석되었으며 시간에 따른 수위

강하량 분석을 통한 침투율(Q)은 0.07cm/sec로 나타났다. 그리고 Wetting band Method

를 이용한 지하수위 상승고 산전경과 1,091.2mm로 수위상승고가 높게 분석되었다.



는 시료를 선별하여 한국공업규격 (KSF)에 의거한 토성시험을 실시하였다. 그 결과 붕적

층은 함수비 15.1%, 비중 2.665, 200체 통과율은 31.9%로 나타나고 토석류은 함수비

20.5%, 비중 2.666, 200체 통과율은 42.3%로 분석되었다. 통일분류법에 의한 토성분류 결

과 붕적층 및 토석류 모두 SM(실트질모래)으로 분류된다.




17.0kPa, 내부마찰각은 30.8°로 나타나며, 토석류는 점착력 0.0kPa, 내부마찰각은 29.3°으

로 나타난다.




점 착 력(kPa)


변형계수(MPa)


토석류 17.0 3.0 28.0 - - 1.4×10-3

토사층 18.5 14.0 30.0 - - 8.3×10-4

풍화암 21.0 30.0 32.0 - - -

연 암 층 24.0 300 35.0 1,000 0.28 5.0×10-5

보 통 암 25.0 600 39.0 6,000 0.24 2.0×10-5

경 암 층 26.0 1,500 43.0 10,000 0.20 8.0×10-6





4 - 1
















산정지점은 다음【표 4.1-1】과 같고 홍수량 산정지점도는【그림 4.1-1】에 나타내었다.


4 - 2



(km2)

유로연장

(km)비 고

형촌마을 유역1 HJM0 0.129 0.46

형촌마을

유역2

하구 HJ0 0.341 1.00

기존 저수지 HJ1 0.306 0.79

지류 합류후 HJ2 0.284 0.71

지류 합류전 HJ3 0.271 0.71

지류 합류후 HJ4 0.269 0.68

지류 합류전 HJ5 0.253 0.68

지류 합류후 HJ6 0.252 0.66

지류 합류전 HJ7 0.218 0.66

지류 합류후 HJ8 0.187 0.45

지류 합류전 HJ9 0.174 0.45

지류 합류후 HJ10 0.159 0.40

지류 합류전 HJ11 0.107 0.40

지류 합류후 HJ12 0.088 0.26

지류 합류전 HJ13 0.070 0.26

지류 합류후 HJ14 0.067 0.22

지류 합류전 HJ15 0.048 0.22


4 - 3

【그림 4.1-1】형촌마을 산정지점도


4 - 4


(1) 확률강우량









분석하였다.
















4 - 5


연도

지 속 시 간10

min.1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 24

1961 15.8 37.4 56.8 61.6 81.0 84.6 94.2 97.0 98.9 100.8 102.2 102.4 102.4 102.4 103.1 103.1 103.1 103.1 103.1 107.1

1962 8.4 17.0 24.2 32.0 38.7 47.3 53.9 61.8 65.2 67.9 69.2 69.9 70.2 70.9 71.3 71.6 71.9 72.5 73.7 85.7

1963 14.7 34.6 66.1 68.9 81.8 95.3 109.1 114.7 117.3 125.0 132.2 143.5 156.6 162.2 164.4 167.1 168.6 169.2 169.2 174.5

1964 33.0 112.0 118.2 124.2 125.9 126.0 127.4 128.0 128.1 128.4 128.8 129.0 129.1 129.1 129.1 129.1 129.1 129.1 129.1 129.1

1965 19.7 44.0 80.0 92.4 104.0 114.5 122.1 123.2 123.6 127.2 127.9 132.0 132.6 133.1 133.5 137.8 139.6 140.0 141.2 154.4

1966 29.0 73.3 113.0 151.7 177.4 182.9 193.9 196.0 197.2 198.8 200.0 201.2 204.8 211.3 213.0 214.2 214.7 215.7 217.4 228.2

1967 19.0 47.0 82.1 82.9 82.9 85.7 88.0 92.4 94.9 96.2 97.1 98.4 98.4 99.9 101.2 101.2 101.2 101.2 101.2 101.7

1968 16.0 59.0 87.4 92.1 96.6 103.3 110.5 118.1 125.8 136.3 141.2 145.5 150.3 154.9 159.2 164.0 167.6 170.2 170.8 172.6

1969 20.0 44.9 83.9 117.5 118.8 119.4 119.5 119.7 119.7 119.7 119.7 119.7 119.8 119.8 119.8 119.8 119.8 119.8 119.8 138.5

1970 23.0 44.2 77.2 92.3 93.2 96.7 117.3 132.7 144.2 150.4 155.3 157.4 162.6 173.3 178.7 188.8 190.0 190.2 190.9 192.8

1971 17.6 71.4 97.5 142.2 156.2 165.9 179.9 185.2 188.6 188.6 188.6 188.6 188.6 188.6 188.6 188.6 188.6 188.6 188.6 192.2

1972 13.0 56.8 84.7 109.7 129.9 159.6 179.0 198.3 212.0 230.0 241.2 252.5 270.4 290.7 310.8 330.2 340.4 352.0 362.3 446.8

1973 9.5 22.0 31.6 36.0 39.0 42.6 45.4 49.0 51.8 54.2 55.6 56.7 57.4 58.3 59.0 59.5 60.4 60.6 61.0 62.7

1974 14.0 39.6 47.2 57.7 58.9 67.9 69.3 89.2 99.7 105.3 109.9 115.5 116.3 116.3 116.4 116.4 116.4 116.8 119.4 120.3

1975 12.7 38.5 58.5 93.7 98.6 106.8 115.5 122.7 127.6 128.8 129.0 129.9 130.1 130.4 130.5 130.5 130.5 131.0 131.2 131.6

1976 17.5 42.9 43.3 55.0 59.4 70.3 86.5 92.4 94.8 95.3 96.0 96.0 96.4 97.0 97.0 97.0 97.0 107.9 112.2 136.4

1977 13.4 43.4 67.1 72.9 73.9 76.6 109.2 115.4 117.6 117.8 120.3 128.1 133.2 138.5 144.1 147.8 151.4 156.5 164.1 199.3

1978 14.0 27.4 49.2 65.7 80.5 88.1 112.7 129.2 143.2 156.1 160.0 166.8 174.7 180.6 184.5 192.3 202.0 205.4 212.7 231.1

1979 15.6 43.0 51.4 72.7 88.0 90.0 90.6 90.8 91.3 91.7 91.7 91.7 91.7 91.7 91.7 91.7 92.1 92.3 94.3 98.1

1980 10.2 28.9 43.5 50.2 58.5 63.7 71.5 77.4 84.4 92.6 97.8 102.5 108.0 116.0 119.2 120.0 120.3 123.6 126.8 131.0

1981 6.8 26.5 36.6 51.8 58.0 72.4 86.2 91.7 97.2 102.1 110.8 116.3 117.8 118.4 120.3 124.3 126.8 132.3 135.0 143.6

1982 18.5 47.5 57.0 76.9 85.3 93.0 99.9 102.4 104.0 104.2 104.2 104.2 104.2 105.2 106.2 106.2 107.7 110.2 111.7 116.4

1983 22.0 67.3 98.3 100.8 100.9 100.9 105.8 118.6 121.1 121.2 121.2 121.2 121.2 121.6 130.9 131.1 132.1 134.5 137.1 137.9

1984 22.0 59.5 91.9 123.1 153.5 169.0 177.6 191.9 199.5 206.9 212.3 226.6 234.2 237.7 242.5 246.0 248.6 255.6 259.4 275.2

1985 23.5 61.4 62.9 66.0 66.8 67.0 75.7 85.0 97.1 107.7 117.7 120.2 121.3 123.3 124.3 124.4 124.5 124.5 124.5 125.6

1986 20.0 46.2 57.2 78.7 91.6 116.5 139.6 140.1 145.8 145.9 146.0 146.3 147.1 147.5 147.6 147.8 147.8 147.8 147.8 152.0

1987 22.2 69.5 101.9 124.5 160.6 192.7 215.2 228.8 234.4 239.6 243.2 257.9 271.5 276.7 278.9 281.5 283.1 284.2 284.5 328.4

1988 12.0 24.3 27.8 38.8 53.6 62.8 73.1 74.7 74.9 75.4 78.3 86.3 89.0 98.1 99.3 99.5 100.0 100.3 100.9 103.5


4 - 6

【표 4.1-2】계속

연도

지 속 시 간

10

min.1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 24

1989 13.6 45.3 56.6 67.0 76.2 76.4 83.2 94.6 95.4 97.6 99.7 100.6 102.5 103.1 103.3 103.3 103.3 103.3 103.3 105.0

1990 19.5 59.6 79.9 98.9 106.0 121.1 138.8 153.2 165.9 178.4 189.5 195.5 203.1 209.1 216.8 224.5 234.1 241.4 253.5 305.8

1991 18.5 41.5 77.0 95.5 101.0 106.0 111.0 113.0 114.5 118.1 120.9 123.0 131.4 132.9 134.9 135.9 136.1 136.4 137.3 143.2

1992 20.0 54.7 81.3 97.1 109.7 115.0 118.8 126.4 127.8 132.0 137.3 142.5 145.3 147.8 149.8 151.2 151.5 151.6 151.7 155.3

1993 28.5 60.2 74.0 84.0 84.1 84.2 84.2 84.2 84.2 86.5 88.8 90.5 90.9 91.2 91.2 91.2 91.2 91.2 91.2 94.0

1994 11.0 37.6 58.1 65.7 68.4 68.7 68.7 71.4 75.9 79.8 84.0 86.6 88.4 89.7 90.6 92.3 93.2 93.6 94.4 94.4

1995 18.5 54.0 77.1 112.6 112.6 113.3 116.1 122.3 123.7 127.5 134.6 137.6 142.1 142.5 144.3 152.3 169.6 178.0 180.5 214.6

1996 22.7 37.1 60.9 73.5 75.2 81.1 82.8 102.3 125.2 146.2 147.7 153.8 157.7 159.2 165.3 165.4 167.8 168.4 168.5 168.6

1997 16.5 37.6 51.2 68.1 75.8 89.7 100.5 104.6 112.2 116.3 118.6 122.5 125.1 126.3 127.2 127.4 127.6 127.7 128.1 128.3

1998 22.2 66.2 99.9 137.1 156.4 165.2 176.5 178.9 182.1 192.8 205.4 220.5 231.8 234.6 237.0 245.8 285.2 313.7 316.3 361.5

1999 25.8 59.8 65.7 86.1 113.6 140.0 160.4 164.4 182.1 186.1 189.2 191.9 198.6 211.1 215.1 218.2 220.9 227.6 231.2 261.6

2000 14.6 44.4 64.1 69.6 70.3 75.5 92.5 103.3 109.6 115.6 119.9 121.2 122.1 122.6 122.9 122.9 122.9 123.0 123.0 123.0

2001 21.0 99.5 142.5 201.4 234.4 249.4 259.9 262.4 262.9 264.2 274.7 278.5 281.0 282.2 287.4 288.4 288.9 289.9 302.2 310.1

2002 15.5 60.5 88.0 119.5 131.0 138.5 150.0 154.0 164.5 176.0 180.0 184.0 187.5 191.5 193.5 198.0 199.5 202.0 207.5 286.0

2003 20.5 67.0 100.5 135.0 139.0 143.0 145.5 146.5 147.5 148.5 150.0 154.5 165.0 169.0 171.5 173.5 175.5 177.0 177.0 183.0

2004 18.5 43.5 44.0 53.0 61.5 76.5 77.0 81.5 98.5 99.0 100.0 102.5 104.5 105.0 105.5 105.5 106.0 107.0 109.0 132.5

2005 16.5 53.5 76.5 78.5 83.5 91.0 94.0 96.0 105.0 109.5 116.0 119.0 121.0 124.0 126.5 128.0 130.5 130.5 132.0 132.0

2006 15.5 49.5 79.0 95.5 111.5 128.5 148.0 169.0 194.5 200.0 200.0 210.0 221.5 230.0 236.5 248.0 258.5 267.0 271.5 288.0

2007 16.0 27.5 30.0 33.5 42.5 49.5 57.0 64.0 68.0 69.5 74.0 75.5 76.0 76.5 78.5 80.5 81.0 81.0 81.0 84.5

2008 14.0 43.0 49.5 55.0 61.0 62.5 72.0 76.5 85.0 95.0 97.5 99.0 101.5 107.0 108.0 111.0 118.0 124.0 136.5 158.0

2009 14.0 50.5 69.5 99.0 107.0 131.5 143.0 151.5 159.5 174.0 182.0 185.5 186.0 186.5 188.5 189.0 189.5 189.5 189.5 190.0

2010 19.0 75.0 138.0 198.5 224.5 239.5 246.5 249.0 250.5 253.0 254.5 256.5 257.5 258.5 258.5 259.0 259.2 259.3 259.4 259.4

2011 18.0 62.0 82.0 104.7 139.2 146.7 170.7 171.0 178.5 217.0 238.0 239.5 240.5 255.7 278.7 301.2 326.5 347.5 389.2 410.2



4 - 7




① Gamma 분포



f x

x x

exp

여기에서,






② GEV분포



같다.

x exp

x x

f x

x x

×Fx여기에서,








4 - 8

③ Gumbel 분포



Fx expexp

f x exp

xx exp

x x

, -∞<x<∞

여기에서,







같다.

Fx exp

f x xx xx

x

․Fx

여기에서,






f x xxy exp

ynxxy

,

x x ∞


4 - 9

여기에서,

Y = ln( x-x 0)










f x x

nx y

exp

여기에서,











4 - 10

⑦ Weibull 분포



Fx exp

f x

xx

exp







⑧ Wakeby 분포


정의된다.












4 - 11
















사용된다.











Mpr s E X pF r xFxs


4 - 12








① χ2-검정



q j mejnj ej

여기에서,
















4 - 13




Fx nm




≤






q > -12n







W N ＋i

N FX xi N

i

여기서,




4 - 14

≤

여기에서,

: N과 α의 함수















비 고10년 20년 30년 50년 80년 100년 200년

서 울

10 24.7 27.7 29.4 31.6 33.5 34.5 37.4

Gumbel

채 택

60 73.8 83.9 89.7 97.0 103.7 106.9 116.7

120 112.6 128.6 137.9 149.5 160.0 165.0 180.6

180 142.4 163.9 176.3 191.7 205.9 212.6 233.4

240 158.8 183.1 197.1 214.6 230.6 238.2 261.7

300 171.4 197.4 212.3 231.0 248.1 256.3 281.4

360 184.5 211.9 227.7 247.4 265.5 274.1 300.6

420 191.5 219.2 235.1 255.0 273.2 281.8 308.6

480 198.7 227.0 243.2 263.5 282.1 290.9 318.2


4 - 15



비 고10년 20년 30년 50년 80년 100년 200년

서 울

540 207.5 237.1 254.2 275.5 295.1 304.3 333.0

Gumbel

채 택

600 213.4 244.0 261.5 283.5 303.6 313.1 342.7

660 219.8 251.4 269.6 292.4 313.2 323.1 353.7

720 226.7 259.8 278.8 302.6 324.4 334.7 366.7

780 232.8 267.1 286.8 311.5 334.1 344.8 377.9

840 238.7 274.4 294.9 320.5 344.0 355.1 389.6

900 245.3 282.5 303.9 330.7 355.2 366.8 402.8

960 252.9 292.0 314.5 342.7 368.4 380.6 418.4

1020 259.4 300.0 323.4 352.6 379.4 392.0 431.3

1080 266.2 308.4 332.7 363.1 390.9 404.0 444.8

1140 271.6 315.0 340.0 371.3 399.9 413.5 455.5

1200 275.6 320.0 345.6 377.5 406.7 420.5 463.4

1260 283.4 329.8 356.5 389.9 420.4 434.9 479.8

1320 288.6 336.3 363.7 398.0 429.4 444.2 490.3

1380 292.1 340.5 368.3 403.1 435.0 450.1 496.9

1440 295.7 344.7 372.9 408.1 440.4 455.7 503.0











4 - 16



비 고10년 20년 30년 50년 80년 100년 200년

10분1 25 29.1 31.5 34.4 37.1 38.4 - 　

2 24.7 27.7 29.4 31.6 33.5 34.5 37.4 　

60분

(1시간)

1 74.8 87.0 94.0 102.8 110.8 114.6 - 　

2 73.8 83.9 89.7 97.0 103.7 106.9 116.7 　

120분

(2시간)

1 103.4 119.5 128.8 140.4 151.1 156.1 - 　

2 112.6 128.6 137.9 149.5 160.0 165.0 180.6 　

180분

(3시간)

1 120.4 138.8 149.4 162.6 174.7 180.5 - 　

2 142.4 163.9 176.3 191.7 205.9 212.6 233.4 　

240분

(4시간)

1 131.7 151.6 163.0 177.2 190.3 196.5 - 　

2 158.8 183.1 197.1 214.6 230.6 238.2 261.7 　

300분

(5시간)

1 - - - - - - -　　

2 171.4 197.4 212.3 231.0 248.1 256.3 281.4 　

360분

(6시간)

1 153.5 176.6 189.9 206.5 221.7 228.9 - 　

2 184.5 211.9 227.7 247.4 265.5 274.1 300.6 　

420분

(7시간)

1 - - - - - - - 　

2 191.5 219.2 235.1 255.0 273.2 281.8 308.6 　

480분

(8시간)

1 - - - - - - - 　

2 198.7 227.0 243.2 263.5 282.1 290.9 318.2 　

540분

(9시간)

1 174.3 200.4 215.5 234.2 251.5 259.6 -

2 207.5 237.1 254.2 275.5 295.1 304.3 333.0 　

600분

(10시간)

1 - 　

2 213.4 244.0 261.5 283.5 303.6 313.1 342.7 　

660분

(11시간)

1 - 　

2 219.8 251.4 269.6 292.4 313.2 323.1 353.7 　

720분

(12시간)

1 189.5 218.1 234.5 255.1 273.8 282.8 - 　

2 226.7 259.8 278.8 302.6 324.4 334.7 366.7 　

780분

(13시간)

1 - 　

2 232.8 267.1 286.8 311.5 334.1 344.8 377.9 　

840분

(14시간)

1 - - - - - - - 　

2 238.7 274.4 294.9 320.5 344.0 355.1 389.6 　


4 - 17



비 고10년 20년 30년 50년 80년 100년 200년

900분

(15시간)

1 209.8 242.6 261.5 285.1 306.7 317.0 　　

2 245.3 282.5 303.9 330.7 355.2 366.8 402.8 　

960분

(16시간)

1 　　

2 252.9 292.0 314.5 342.7 368.4 380.6 418.4 　

1020분

(17시간)

1 　

2 259.4 300.0 323.4 352.6 379.4 392.0 431.3 　

1080분

(18시간)

1 223.3 258.7 279.1 304.6 327.9 338.9 　　

2 266.2 308.4 332.7 363.1 390.9 404.0 444.8 　

1440분

(24시간)

1 　

2 271.6 315.0 340.0 371.3 399.9 413.5 455.5 　


(2000. 6, 건설교통부)

2 : 서울관측소 확률강우량(1961～2011, 51개년) - 채택















4 - 18









방법이 있다.







용하였다.



1시간 60분 1.129(1.13)

3시간 180분 1.033

6시간 360분 1.013(1.02)

24시간 1440분 1.005(1.01)

1일 1440분 1.161(1.13)



(건설교통부. 2000. 6, Page 27)


4 - 19







Talbot 형 I t bca

Sherman 형 I tcba


semi log형 ․log












4 - 20


공식

빈도년



10년

0.28

0.20

20년

0.24

0.35

30년

0.20

0.43

50년

0.18

0.55

80년

0.18

0.64

100년

0.13

0.69

200년

0.13

0.83


10

100

1000

1 10 100 1000

Duration Time(min)


200년

100년

80년

50년

30년

20년

10년


4 - 21


1

10

100

10 100 1000 10000

Duration Time(min)


200년

100년

80년

50년

30년

20년

10년

4.1.4 도달시간

(1) 도달시간










4 - 22


공 식 명


Kirpich 공식

(1940)







0.453km2 이하

Kraven-Ⅰ공식





Kraven-Ⅱ공식


v : 유속(m-s)

v=3.5m-s(하도경사 1-100 이상)

v=3.0m-s(하도경사 1-100 ～ 1-200)

v=2.1m-s(하도경사 1-200 이하)

Rziha 공식





Kerby 공식

(1959)











Johnstone

and

Cross 공식

(1949)




25〜1,624 mi2의 유역면적

California

Culvert Practice

공식 (1942)



표고차(ft)

산지 소유역


4 - 23


공 식 명


SCS Lag공식

(1975)






적용가능,



<도시하천>

Kerby 공식

(1959)


H : 표고차(m)

r : 포장지역 0.02



잔디 0.40





<도시하천>

Izzard 공식

(1945)


c : 지체상수




지체상수(c) =

















4 - 24










산 정 지 점 부호 산정방법 kirpich Rziha Kraven-Ⅰ Kraven-Ⅱ Kerby 적 용

형촌마을 유역1 HJM0도달시간(min) 8.8 5.9 5.4 7.2 36.9

〃평균유속(m-s) 2.0 8.4 17.8 3.5 0.2

형촌마을

유역2

하구 HJ0도달시간(min) 8.0 5.7 5.3 6.0 32.3

〃평균유속(m-s) 1.2 4.9 11.2 3.5 0.1

기존

저수지HJ1

도달시간(min) 6.3 5.2 5.1 5.4 21.7〃

평균유속(m-s) 1.0 5.4 12.2 3.5 0.1

지류

합류후HJ2

도달시간(min) 6.7 5.3 5.2 5.9 24.7〃

평균유속(m-s) 1.7 9.4 19.6 3.5 0.2

지류

합류전HJ3

도달시간(min) 5.6 5.1 5.0 5.1 15.9〃

평균유속(m-s) 0.8 5.0 11.5 3.5 0.0

지류

합류후HJ4

도달시간(min) 6.8 5.3 5.2 6.0 25.1〃

평균유속(m-s) 1.9 10.1 20.9 3.5 0.2

지류

합류전HJ5

도달시간(min) 5.5 5.1 5.0 5.1 14.0〃

평균유속(m-s) 0.7 5.0 11.5 3.5 0.0

지류

합류후HJ6

도달시간(min) 6.8 5.3 5.2 5.8 24.9〃

평균유속(m-s) 1.6 8.5 18.0 3.5 0.1

지류

합류전HJ7

도달시간(min) 7.2 5.4 5.2 6.1 27.9〃

평균유속(m-s) 1.7 8.6 18.1 3.5 0.2


4 - 25

【표 4.1-8】산정공식별 홍수도달시간(계속)

산 정 지 점 부호 산정방법 kirpich Rziha Kraven-Ⅰ Kraven-Ⅱ Kerby 적 용

형촌마을

유역2

지류

합류후HJ8

도달시간(min) 6.6 5.3 5.1 5.9 23.5〃

평균유속(m-s) 2.0 11.8 23.9 3.5 0.2

지류

합류전HJ9

도달시간(min) 6.2 5.2 5.1 5.7 21.1〃

평균유속(m-s) 2.0 12.7 25.4 3.5 0.2

지류

합류후HJ10

도달시간(min) 7.2 5.4 5.2 6.2 27.6〃

평균유속(m-s) 1.9 9.7 20.2 3.5 0.2

지류

합류전HJ11

도달시간(min) 6.6 5.3 5.1 5.7 23.7〃

평균유속(m-s) 1.5 7.9 17.0 3.5 0.1

지류

합류후HJ12

도달시간(min) 6.5 5.2 5.1 5.9 22.9〃

평균유속(m-s) 2.1 12.8 25.5 3.5 0.2

지류

합류전HJ13

도달시간(min) 5.6 5.1 5.0 5.2 15.3〃

평균유속(m-s) 1.1 8.2 17.4 3..5 0.1

지류

합류후HJ14

도달시간(min) 6.8 5.3 5.2 6.0 25.1〃

평균유속(m-s) 2.1 11.4 23.1 3.5 0.2

지류

합류전HJ15

도달시간(min) 6.6 5.3 5.1 5.9 23.6〃

평균유속(m-s) 2.0 11.5 23.4 3.5 0.2

보덕사

유역1

하구 BD0도달시간(min) 7.4 5.5 5.2 6.2 29.0

〃평균유속(m-s) 1.7 8.3 17.7 3.5 0.2

지류

합류후BD1

도달시간(min) 7.6 5.5 5.3 6.6 30.2〃

평균유속(m-s) 2.1 10.3 21.2 3.5 0.2

지류

합류전BD2

도달시간(min) 8.1 5.7 5.3 6.9 33.3〃

평균유속(m-s) 2.1 9.3 19.5 3.5 0.2


4 - 26














다음과 같다.





Q = 0.2778 × C × I × A


C : 유출계수






Documents

Document1