그림 같은 산길을 따라 운전하다가 갑자기 거대한 바위가 위에서 무너지는 것을 상상해 보십시오. 이는 액션 영화의 한 장면이 아닙니다. 생명을 위협하고 교통망을 교란시킬 수 있는 낙석으로 알려진 실제 위험 상황입니다. 엔지니어는 어떻게 이러한 위협을 완화하고 도로를 안전하게 유지할 수 있습니까? 이 기사에서는 인프라를 보호하는 이름 없는 영웅인 낙석 보호 시스템 뒤에 있는 원리, 방법 및 기술을 살펴봅니다.

낙석 보호 공학은 낙석의 궤적을 제어하고 운동 에너지를 줄이며 궁극적으로 낙석을 차단하거나 억제하는 것을 목표로 합니다. 일반적인 보호 구조는 다음과 같습니다.

• 낙석 그물 및 케이블 그물:떨어지는 암석을 차단하거나 방향을 바꾸기 위해 경사면에 드리워지거나 고정된 고강도 메쉬 시스템입니다.
• 장벽과 울타리:경사면 기초에 설치하여 내려가는 암석이 도로나 구조물에 도달하기 전에 차단합니다.
• 배수로:경사면 발가락에 위치하여 암석 잔해물을 수집하고 보관합니다.

대체 회피 전략에는 터널 건설, 도로 경로 변경 또는 위험 구역을 완전히 우회하기 위한 고가 교량 건설이 포함됩니다.

효과적인 낙석 완화는 포괄적인 현장 평가로 시작됩니다. 엔지니어는 다음을 평가합니다.

• 사면 지형 및 지질 구성
• 암석 유형 및 균열 패턴
• 식생 피복 및 토양 깊이
• 잠재적 낙석 시작 구역 및 유출 경로

1. 현장 조사:지질학적 특징과 위험 구역에 대한 상세한 매핑입니다.
2. 단면 모델링:식별된 낙석 소스, 궤적 및 영향 영역을 사용하여 정확한 경사 프로필을 생성합니다.
3. 요인 분석:경사 높이, 각도, 표면 거칠기 및 식생이 낙석 거동에 어떻게 영향을 미치는지 평가합니다.

표면 상태는 낙석 역학에 큰 영향을 미칩니다. 두꺼운 토양층은 충격 에너지를 흡수하여 잠재적으로 암석을 멈추게 하며, 노출된 암석 표면은 방해받지 않는 움직임을 가능하게 합니다. 경사면 거칠기(표면의 불규칙성)는 가파른 경사면에서 튀는 원인이 될 수 있지만 완만한 경사면에서는 에너지를 분산시키는 데 도움이 됩니다.

CRSP(Colorado Rockfall Simulation Program)와 같은 고급 컴퓨터 시뮬레이션은 낙석 궤적, 속도 및 운동 에너지를 모델링하여 보호 설계를 최적화합니다.

메시 및 케이블 네트 시스템은 다양한 보호 기능을 제공합니다.

• 떨어지는 바위를 가로채기
• 수집 지역으로의 암석 이동 제어
• 침식 및 사면 저하 방지

일반적으로 수직에 가까운 경사면(35°~90° 이상)에 매달린 철망이나 케이블 그물로 구성되는 이 시스템은 60°~80° 암벽에서 탁월한 성능을 발휘합니다. 설치 높이는 15~45미터이며, 예외적으로 120미터에 이릅니다. 소규모 낙석(7.6m3 미만 또는 직경 1.5m 미만의 암석)용으로 설계되었으므로 적절하게 설계하면 최소한의 유지 관리가 필요합니다.

디자인 사양:

• 메쉬는 잠재적인 낙석 원인 위 3~4미터까지 확장되어 전체 위험 구역을 덮어야 합니다.
• 바닥 가장자리는 일반적으로 경사 발가락 위 1.5m에서 끝나 암석을 수집 도랑으로 유도합니다.
• 일반적인 재료로는 이중으로 꼬인 육각형 메쉬, 고장력 철망 또는 케이블/로프 그물이 있습니다.

앵커 시스템은 정적(메시 무게) 및 동적(암석 충격/적설 하중)의 결합된 힘을 견뎌야 합니다. 미적 개선에는 색상 일치, 식생 재성장 촉진, 메시와 경사 간격 최소화 등이 포함됩니다.

매달린 그물과 달리 고정 시스템은 면판이 있는 밀집된 간격의 암석 볼트를 사용하여 튼튼한 메쉬를 경사면에 직접 고정합니다. 이는 단순히 낙석을 제어하는 ​​것이 아닌 경사면을 보강하고 암석의 이탈을 방지하는 역할을 합니다.

행잉 시스템과의 주요 차이점:

• 더욱 견고한 메쉬 소재
• 충격에도 굴복하지 않도록 설계된 영구 앵커링
• 설치 및 유지 관리 비용 증가

건설에는 볼트 설치 전에 철저한 경사 스케일링이 필요합니다. 헬리콥터는 종종 접근하기 어려운 지역에 자재를 배치하는 데 도움을 줍니다. 정기적인 유지 관리에는 메쉬 뒤에 쌓인 잔해물을 제거하는 작업이 포함됩니다.