암반강도보다 절리와 사면의 상대 방향을 먼저 맞춘다
암반비탈면 검토에서 일축압축강도나 암반등급만 먼저 놓으면 실제로 움직일 수 있는 블록의 경계를 놓치기 쉽다. 암반은 절리, 층리, 편리와 단층 같은 불연속면에 의해 블록으로 나뉘며, 파괴는 온전한 암석을 가르기보다 이미 형성된 면을 따라 시작할 수 있다. 따라서 최신 비탈면 방향과 소단 형상에 현장 측정한 불연속면의 경사방향·경사를 같은 좌표계로 놓고, 어느 면이나 교선이 굴착면으로 빠져나올 수 있는지를 먼저 선별한다.
측정값은 평균 절리군만 남기지 않는다. 연속성이 큰 단층·전단대, 국부적으로 열린 절리와 사면 방향이 바뀌는 구간은 평균값에 묻혀도 지배 블록을 만들 수 있다. 주향과 경사 표기방식, 자북 보정, 측정 위치와 노두 방향을 함께 기록해야 다른 시기의 조사자료를 한 투영망에서 비교할 수 있다. 노두가 특정 방향만 드러내 측정 빈도가 치우칠 수 있으므로 절리 개수만으로 위험도를 정하지 않고 조사면의 방향성과 관찰 한계도 남긴다.
면·교선·회전축을 구분해야 해석 대상이 정해진다
평면활동은 한 불연속면이 사면과 비슷한 방향으로 기울고 굴착면에 노출되면서, 블록 양옆이나 뒤에서 구속을 풀어 주는 면이 있을 때 가능해진다. 투영망에서 활동 가능 영역에 들어왔다는 사실만으로 실제 블록이 완성되는 것은 아니다. 절리의 연속길이와 양단의 방출면, 상부 인장균열, 하부 출구가 현장 형상에서 이어지는지 확인해야 한다.
쐐기활동은 두 불연속면이 만든 교선이 사면 밖을 향해 빠져나오는지가 핵심이다. 각 절리면을 따로 보면 불리하지 않아도 교선 방향이 굴착면과 맞으면 입체 블록이 형성될 수 있다. 교선의 기하만 확인한 뒤 끝내지 말고 두 면의 연속성, 쐐기 상부와 측면 경계, 어느 면을 따라 실제 미끄럼이 일어날지 구분한다. 전도는 반대로 사면 안쪽으로 급하게 기운 판상 또는 주상 블록이 층 사이에서 미끄러지며 회전할 수 있는 조건을 본다. 이를 평면활동 모델에 억지로 넣으면 보강력이 작용해야 할 방향부터 어긋난다.
방향성 선별 뒤에는 실제 블록과 수리조건을 넣는다
평사투영과 방향성 검토는 가능한 파괴기구를 빠르게 가르는 단계다. 임계영역에 들어온 절리나 교선의 비율은 곧 안전율이나 붕괴확률이 아니다. 후보가 정해지면 블록 높이와 폭, 절리 연속성·간격·거칠기·충전물·풍화상태, 방출면과 자중을 현장자료로 구성한다. 전단강도는 온전한 암석 강도가 아니라 실제 활동면의 상태와 시험근거에 맞추고, 이미 변위한 면이나 점토 충전 절리는 별도 판단한다.
용수와 강우는 불연속면의 유효응력을 낮추고, 동결융해나 세립분 유실은 시간이 지나면서 면의 상태를 바꿀 수 있다. 배수공이 있다는 이유만으로 수압을 없애지 말고 위치·막힘·유출상태와 균열 연결성을 확인한다. 낙석처럼 개별 블록 이탈이 지배하는지, 큰 쐐기나 연속 전도처럼 구조적 안정검토가 필요한지도 규모와 도달범위에 따라 나눈다. 이때 비로소 파괴기구에 맞는 평면·쐐기·전도 해석과 필요 보강력을 선택할 수 있다.
굴착으로 새 절리가 드러나면 도면과 보강 방향을 갱신한다
설계단계의 시추코어와 제한된 노두만으로 모든 불연속면을 확정할 수는 없다. 굴착면이 열리면 절리군의 방향뿐 아니라 연속길이, 간격, 충전물, 용수와 느슨한 블록을 다시 매핑하고, 설계에서 정한 지배 파괴기구와 일치하는지 대조한다. 소단 높이·폭이나 굴착방향이 바뀌면 같은 절리군도 노출조건과 빠져나오는 방향이 달라지므로 기존 투영망에 새 사면 방향을 반영한다.
보강도 파괴기구를 따라 정한다. 평면 또는 쐐기 블록은 예상 활동면을 지나 안정한 암반에 정착되는지, 록볼트 방향이 블록 이동을 실제로 구속하는지 확인한다. 전도 가능 구간은 블록의 회전과 층간 미끄럼을 함께 억제하도록 배치와 연결을 검토한다. 낙석방지망이나 숏크리트가 표면 이탈을 막더라도 큰 구조블록의 하중경로를 대신한다고 단정하지 않는다.
검토기록에는 사면 구간별 방향, 절리군과 개별 대형 구조, 가능한 파괴기구, 채택한 블록 형상과 수리조건을 한 흐름으로 연결한다. 굴착 후 매핑 결과가 설계 가정과 다르면 보강 수량만 현장에서 늘리기보다 지배 블록과 작용방향부터 다시 정한다. 이렇게 해야 평사투영의 점과 선이 실제 도면의 보강 위치와 시공 중 확인항목으로 이어진다.