1. 서론

일반적으로 지산(地山) 및 구릉지의 사면굴삭과 평지조성에서는 굴삭 법면을 필요로 하나, 그러기 위해서는 공사비는 물론 법면 붕괴 및 대책을 위한 공사비의 증대, 환경 및 경관과의 부조화 등 문제를 발생하는 일이 많다. 이것을 토대로 건설공사의 굴삭 법면의 원점에서 그 의미와 기본적 사고방식, 문제점에 대하여 고찰한다.

2. 굴삭 법면이란

사면의 일부를 굴삭하여 수행하는 평지조성의 의미는 경사지를 “평탄한 도움이 되는 토지”와 급경사의 도움이 되지 않는 토지” 두 가지로 분리하는 것이다. 후자가 물론 굴삭 법면이다. 또한, 지산 및 사면 구조물의 기초기반 조성, 골재와 성토재 등 건설재료의 채취, 지산 및 사면의 자체 중량의 경감을 위한 배토 등에서도 그 주위에 굴삭 법면이 형성된다. 즉, 굴삭 법면이면은 지산과 사면으로부터 유용한 평지와 기초지반, 건설재료 등을 빼 내어 불필요하고 유해한 것을 제거한 후 남아있는 이른바 “건설부산물”이다.

건설공사 측면에서 보면, 굴삭 법면은 ① 평지와 기초지반 등 조성한 공간과 자연사면이 맞닿아, ② 굴삭시공의 안전성, 시공성 확보 등과 함께 2차적으로 형성된 것이며, 시설 및 구조물 건설, 재료채취 등 건설프로젝트의 “주된 공사”에 부수적으로 수행하는 공사이다.

3. 몇 가지 기본적인 문제

(1) 굴삭 법면에 관한 논의

건설프로젝트에서 굴삭 법면의 의미와 사고방식, 설치의 필요/불필요 판단, 계획 및 설계의 이념과 방법 등이 기준류와 기술서에 확실히 결정시키고, 실제 굴삭 법면의 계획 및 건설 시와 그 전 단계의 프로젝트 사이트 및 루트의 계획과 선정 시에 확실히 인식시켜야 하지만, 체계적인 논의 및 검토한 사례는 거의 없다. 대부분의 경우 “굴삭 법면의 존재”로서 자연사면과 같이 논의되어 이것이 굴삭 법면과 관련된 여러 가지 기술적 문제의 원인 중 하나로 생각된다.

(2) 굴삭하면서 상태를 지켜보는 계통수법

표준구배를 사용한 “굴삭하면서 상태를 지켜보는” 수법은 도로와 철도 등의 계획 루트에 따라 다수의 굴삭 법면이 출연하는 대규모 공사에 국한되지 않고, 건설분야 사면굴삭의 전통적 수법으로 널리 수행되어 왔다. 이 수법은 비용을 필요로 하는 상세한 지질조사와 계획, 건설보다도 시공 시에 판명하는 지산의 상태에 의해 적당히 대응하고자 하는 것으로, 오늘날의 정보화 시공을 통해 대단히 합리적으로 보인다.

그러나, 이 방법은 지질과 지산이 불균질, 불연속, 복잡하여 불확실성과 그것에 동반되는 위험이 크다. 또한, 지형과 지질의 특징, 토지이용과 환경, 경관에 대한 배려 및 창의적인 고안이 결여된 기계적 계획 및 설계에 반영되지 않을 수 있다. 결과적으로 무용의 장대한 법면이 만들어지거나, 불안정 법면을 만들어낸 사면 안정공사를 필요로 하거나, 변상 및 재해를 발생하거나, 대책에 예측되지 않은 공사비와 공사기간을 필요로 하는 등의 위험이 증가하여 문제가 크다.

(3) 표준구배 적용의 어려움

기술기준류의 표준구배는 일반적으로 지산분류에 의하여 경암 1:0.3~0.8, 연암 1:0.5~1.2의 구배이다. 그러나, 지산분류, 구배 모두 대충 어림잡은 것으로 장대법면에 대해서는 명확하지 않은 부분이 있다. 그리고, 표준구배의 적용에 있어서 주의해야만 하는 지형, 지질조건, 불확실성과 위험의 존재를 누락시키는 경향이 있다. 이 때문에 “굴삭하면서 상태를 지켜보는“ 전통수법과 더불어 큰 불확실성과 위험이 남아, 시공 시에 문제가 발생할 위험이 있다.

(4) 기본조건으로서의 지형의 간과

입체물인 사면은 지산과 지형, 즉 실체와 그 외형으로 이루어진다. 굴삭 법면은 입체물인 사면을 경사 평면으로 잘랐을 때의 단면이다. 따라서 그 형상은 사면의 입체형상 즉 지형과 그것을 자르는 평면 즉 굴삭 법면의 위치, 방향, 구배에 의해 기하학적으로 결정된다. 굴삭 법면의 배면과 그것에 계속되는 지형과 지산은 역학적, 수리적으로 그리고 실체로서의 굴삭 법면을 구성하고, 굴삭 법면의 안정성을 상정하여 변형과 붕괴발생이 일어나는 장소가 된다. 즉, 지형과 굴삭면의 기하학적 관계에 의한 굴삭 법면이 정해지고, 지산조건이 추가되어 안정성이 규정된다. 이것이 굴삭 법면의 성장과정이다.

굴삭 법면의 계획 및 설계에서 지산분류와 표준구배의 관계가 지나치게 강조, 중요하게 이용되고 있다. 지산과 나란히 지형을 기본조건으로 하는 굴삭 법면의 계획, 설계방법의 확립이 필요하다.

4. 발상의 전환과 대응책

(1) 안정성에 관한 불확실성과 위험의 저감.

굴삭 법면의 안정성에 관한 문제는 불확실성과 위험을 어떻게 평가하여 대응하는가에 의존한다. “굴삭하면서 상태를 보는” 전통방법에서 탈피하여 계획 및 설계단계에서 면밀한 지형과 지질조사를 수행하여 굴삭 법면의 계획에서 유지 및 관리까지 지질과 지산이 불균형, 불연속, 복잡하여 불확실성과 위험의 회피, 저감을 도모할 필요가 있다.

(2) 계획 및 설계에서 면밀한 조사의 필요성

계획, 설계의 대상이 되는 사면과 산등성이의 지형, 지질구조, 완만함, 풍화, 침식 등의 지형 및 지질조건, 토지이용과 환경 및 경관조건은 각각의 지역과 지점에 고유적인 것이다. 그 때문에 굴삭 법면 조사는 토지이용과 환경, 경관조건을 포함한 폭넓은 관점에서 정확하고 질 높은 조사를 수행할 필요가 있다.

(3) 면밀하면서 폭 넓은 관점의 계획 및 설계의 필요성

“굴삭하면서 상태를 지켜보는” 전통적 방법에서 탈피하여 계획 및 설계법의 확립이 필요하다. 경관대책을 위하여 법면 녹화공사를 도입하는 경우는 녹화 목표의 확실한 실현을 도모하기 위하여 반드시 표준구배에 근접하지 않는 것이 일반적이다. 그러나, 법면 녹화와 환경 및 경관의 관점뿐만 아니라 굴삭 법면에 대하여 기본적이면서 폭넓은 관점에서 계획 및 설계의 존재방식을 생각할 필요가 있다.

(4) 임시 대응책

굴삭구배는 표준구배가 적용가능 하여도 기계적으로 채용하지 않고, 그것을 출발점으로서 지형 등 모든 조건에 비추어 종합적으로 결정한다. 다만, 가파르고 험준하며 장대한 자연사면은 안전공과 급한 구배 굴삭에 의한 법면의 길이 억제를 실시하여도, 그 위쪽에 남은 자연사면이 붕괴와 낙석의 발생원이 되는 경우도 있으므로, 충분히 주의할 필요가 있다.

▣ 원문제목 : 掘削のり面技術に関する基本的考察