< Previous118 자연,터널그리고 지하공간인문학 산책터널! 인간의 삶을 묻다. 피아치 스미스의 측정 결과가 미진하다고 느낀 플린더스 피트리는 직접 이집트로 가서 스스로 기자 대피라미드를 정밀 측정하기로 결심했다. 그는 당시에 시판되는 측정 장비들보다 정밀도가 뛰어난 것들을 만들기 위해 신소재와 신기술을 접목한 초정밀 경위의alt-azimuth와 측지기theodolite를 제작했다. 1880년에 그는 이 모든 장비를 챙겨서 아버지와 함께 이집트로 떠났다.1882년까지 플린더스 피트리는 기자 대피라미드 안팎을 세밀히 측량했다. 그는 영국에 돌아와 1883년에 출판한 《기자의 피라미드들과 신전들The Pyramids and Temples of Gizeh》에서 여왕의 방에 대해 썼는데 피아치 스미스가 지적한 부분을 교묘히 피해서 쌍계단형의 벽감에 대한 측정치만 언급하고선 거기에 0.5232미터의 ‘왕의 큐빗’만 적용되어있고, 영국 큐빗인 0.6350미터와 관련 있는 수치는 없다고 선언한다. 하지만 플린더스 피트리는 같은 책에서 벽감의 북쪽 끝이 여왕의 방 중앙에서 북쪽으로 0.1473 미터 벗어나 있다고 언급함으로써 사실상 피아치 스미스가 지적한 바가 옳음을 인정하고 있다. 벽감은 밑면 길이가 1.570미터(3 왕의 큐빗)로 밑면 중앙이 여왕의 방 중앙과 일치한다면, 북쪽 끝이 0.7849미터(1.5 왕의 큐빗)만큼 벗어나 있어야 한다. 따라서 벽감은 0.7849미터- 0.1473미터= 0.6376미터만큼 중앙에서 벗어나 있는 셈이다. 플린더스 피트리의 책을 꼼꼼하게 살펴본 피아치 스미스는 서먹서먹한 관계였음에도 그가 그 누구보다도 높은 정밀도로 대피라미드의 구석구석을 측정해낸 사실을 인정하고 진심으로 치하했다. 하지만 여왕의 방에 암호화된 신성한 큐빗 문제에 대해선 확실히 짚고 넘어가기로 작심한 듯하다. 1884년에 출판한 《대피라미드의 새로운 측정치들New Measures of the Great Pyramid》에서 그는 피트리가 벽감이 중앙에서 분명히 0.6376 미터 벗어나 있는 것을 측정하고서 여기에 대해 아무런 언급도 하지 않으며 여왕의 방에 신성한 큐빗이란 없다고 선언한 것은 도대체 무슨 이유인지 알 수 없다고 지적했다. 왜 자신이 측정을 해놓고도 플린더스 피트리는 이 수치를 신성한 큐빗으로 인정하지 않았을까? 피트리가 신성한 큐빗을 인정하지 않은 이유현대의 대표적인 피라미드 바보 중 한명인 피터 레메수리어Peter Lemesurier는 피트리의 측정치인 0.6376미터가 스미스가 주장했던 신성한 큐빗 값인 지구 극반지름의 천만분의 1인 0.6356미터에서 크게 벗어나기 때문에 이를 인정하지 않았을 것이라고 본다. 하지만 이런 주장은 터무니없다. 왜냐하면 이집트에 가기 3년 전에 자신이 쓴 책 《귀납적 계측학Inductive Metrology》에서 플린더스 피트리는 고대 이집트 및 근동지역에서 0.6376미터부터 0.6452미터까지의 큐빗들이 사용되었는데 이 중에서 이집트에서 사용된 0.6376미터 큐빗이 가장 오래된 것으로 보인다고 지적하면서 이 값이 바로 뉴턴이 언급했던 유대인들의 신성한 큐빗이라고 생각한다고 언급한 바 있기 때문이다. 그렇다면 왜 피트리는 자신이 발견한 수치를 숨기려고 했던 것일까? 그 이유는 더 이상 신비주의에 빠진 피아치 스미스 일파와 엮이고 싶지 않았기 플린더스 피트리Vol. 20, No. 3 119아이작 뉴턴과 기자 대피라미드의 신성한 큐빗때문이었을 것이다. 만일 그가 여왕의 방에서 성스러운 큐빗을 발견했다는 사실을 인정했으면 스미스는 그를 자신의 잃어버린 고대 이스라엘 10 지파설을 퍼뜨리는데 이용하려고 했을 것이다. 플린더스 피트리는 당시 측지학자 및 고고학자로써 높은 명성을 쌓고 있었으며, 자칫 사이비 논쟁에 휩쓸려 자신의 학자로써의 커리어에 흠집이 생기는 것을 두려워했음이 틀림없다. 이런 그의 신중한 행동으로 그는 영국 런던대학UCL의 고고학과 교수를 역임하는 등 고고학계에서 가장 존경받는 학자들 중 한 명이 될 수 있었다.그런데 여왕의 방에 암호화되어있는 0.6376미터 큐빗은 지구 크기와 어떤 관계가 있긴 있는 것일까? 지구의 중심에서 적도까지의 반경인 적도 반지름은 지구 중심에서 극까지의 반경인 극반지름 6357킬로미터보다 조금 크다. 지구 자전에 의해 적도 부위가 조금 불거졌기 때문이다. 1980년 이후 표준으로 사용되고 있는 적도 반지름은 6378 킬로미터로 이 값의 천만분의 일은 0.6378미터가 된다. 여왕의 방에 암호화되어 있는 듯 보이는 수치와 불과 0.04%의 차이만 있다. 기자 대피라미드에 구현된 정밀도를 고려할 때 이 정도면 고대 이집트인들이 지구 크기를 여왕의 방에 표시해 놓았다고 볼 수 있지 않을까?《귀납적 계측학Inductive Metrology》표지120 자연,터널그리고 지하공간▨ 싱가폴 NSC(North South Corridor) N1071. 프로젝트 개요□ 프로젝트명 : NSC(North South Corridor) Contract N107 - Design and Construction of North-South Corridor (Tunnel) between Toa Payoh Rise and Marymount Lane해외사업오주영 _ 삼성물산(주) 책임박현구 _ 삼성물산(주) 책임N107 구간(L=1.37km)[NSC 프로젝트 터널 선형 및 현장 위치]Vol. 20, No. 3 121해외사업□ 발주처 : LTA(Land Transport Authority of Singapore)□ 입찰형태 : Design & Build(삼성물산 수주)□ NSC 프로젝트 개요- 싱가폴 11번째 고속도로 시공 프로젝트로 2026년 완공 예정(총사업비 50억불(추정))- 총 연장 21.5km - Underground tunnel 12.3km, At-grade 0.4km, Viadut 8.8km로 구성□ Contract N-107 공사 개요- Marymount Road 하부의 지하터널 구간(L=1.37km)- 연장 1.4km의 Cut&Cover 터널을 시공하는 프로젝트로, 입체교차로(flyover)의 철거/이설 및 재설치(100m), DTSS 및 기존 지하철 노선(CCL, TEL) 상부 통과하는 Facility Building 1개소 포함함*DTSS: Deep Tunnel Sewage System; CCL: Circle Line; TEL: Thomson East Coast Line2. Work Scopes① 설계 및 시공 - 1,367m 차량전용터널(이중 3-차선 터널) - Marymount 편의시설(환기구, 배수로, 배관설비 등) - Marymount 입체교차로② Kallang 보조 수로 이설과 Raffles Institution 복구 ③ 유틸리티(가스, 통신, 전력 등) 및 도로 이설[Work Scopes]122 자연,터널그리고 지하공간프로젝트소개3. 지반조건□ 지층구성- Fill(G.L. 0~15m), Kallang Formation(G.L. 0~20m), Bukit Timah Granite(GVI&GV: G.L. 22~58.7m, GIV: G.L. 0.3~2.5m / GIII~: G.L. 25~60m) - 터널 구조물은 주로 Bukit Timah Granite GVI/GV 층을 통과하며, 일부 Fill/ Kallang Formation 통과N107N106N108N107TunnelFill/ Kallang FormationBukit Timah Granite(GVI & GV, Cu 65~150kPa)Bukit Timah Granite(GIV or Better, UCS 9~220MPa)1,370m[지질 현황]4. Cut&Cover 터널 표준 단면□ Main 터널 : 연장 1.37km, 왕복 6차선(평행), Twin-Cell Box□ South Bound / North Bound 평행 형태□ 슬래브 두께(상부/바닥) : Main 터널(1.5m / 1.2~1.6m), 램프(0.6m / 1.2~1.4m), 모터사이클 비 피난처(0.8m / 1.2~1.6m)□ 벽체두께 : 1.5mVol. 20, No. 3 123해외사업Main 터널 표준단면Main 터널 표준단면(환기덕트 및 제트팬 포함)램프 표준단면모터사이클 비 피난처 표준 단면[Cut&Cover 터널 표준단면]Vol. 20, No. 3 124터널 질의 답변○ 현재 공사에서 담당하고 있는 업무(또는 과거 터널현장에서)에 대해 간단하게 설명 부탁드립니다.답변 : 공사명은 “울산~포항복선전철 제6공구 노반신설 및 기타공사”로 신경주역에서 포항 신역사까지 철도 노반을 시공하는 공사현장입니다. 공사구간의연장은 10km이며, 이중 터널이 3개소가 있으며, 연장 6km인 대곡터널과 2km인 현곡2터널, 70m인 현곡1터널로 터널연장은 약 8km 입니다. 나머지 2km 구간은 나원정거장 구간과 토공구간으로 나누어집니다. 울산포항복선전철 천체노선은 총 8개공구로 구성되어 있으며, 태화강역에서 신경주역까지 1공구~4공구, 신경주역에서 포항역까지 5공구~8공구로 나누어져 있습니다. ○ 현재 현장에서 가장 어려운 점은 어떤 것들이 있었나요?답변 : 1) 원가적인 측면 : 울산포항복선전철의 경우 양산단층 및 모량단층 지대를 통과하는 터널를 시공하다보니 발파 시 잦은 붕괴와 추가적인 여굴발생으로 원가적인 문제가 발생하였습니다. 2) 시공적인 측면 : 발파의 진동 및 소음에 관한 민원으로 공사 진행에 차질이 자주 발생합니다. 소음이나 진동에 대해 민원인이 체감하는 것과 법으로 정해놓은 수치상의 결과는 많은 괴리가 있습니다. 특히, 진동에 약한 가축들에 대해 설계 시 공사비 증액을 사유로 일반 발파로 정해지면 설계의 정해진 화약량을 사용한다 하더라도 민원발생이 끊이지 않습니다. 설계 시 예상 민원 발생지에 관한 면밀한 검토와 적용 발파공법을 엄선해 주시기 바랍니다.젊은 터널기술자 인터뷰이재열금호건설 차장Vol. 20, No. 3 125 3) 지역적인 측면 : 본 공사현장은 문화재가 많은 경주를 통과하는 노선으로 삼국사기에 언급된 절터와 8세기 왕족의 무덤이 발견되어 설계에 없던 터널 1개소가 추가되었으며, 터널진입로 확보가 불가능하여 공정진행에 막대한 차질이 발생하여 준공을 앞두고 10개월가량 하루도 쉬지 못한 직원들의 노고에 다시 한 번 감사의 말을 전합니다.○ 터널현장에서 본인생각으로 최우선적으로 개선되어야 할 점은 어떤 것들이 있나요?답변 : 터널 발파 시 발생하는 여굴에 관해 품셈에서 정한 획일적인 15cm~20cm 지불선은 현장의 암질 상태나 절리의 상태를 전혀 반영하지 않아 여굴로 인해 건설회사의 원가 피해가 심각한 실정입니다. 물론 발주기관에서는 과발파로 여굴이 많이 생긴 것이라 주장할 수 있겠지만, 이런 갈등을 객관적으로 해소하기 위해 국가에서 공인기관을 통해 터널 공사 전 표준화된 시험발파를 통해 실제 여굴량이 얼마나 발생하는지 면밀히 조사하여 이를 설계변경을 통해 반영해 주는 것이 하나의 방법이라고 판단됩니다.○ 터널현장에서 예기치 못한 상황이 있었는지? 있었다면 구체적으로 말씀해 주세요답변 : 터널 굴착 시 암질의 상태는 수시로 바뀝니다. 신선한 암 뒤에 풍화암이 존재하기도 하고, 그 반대의 경우도 자주 있습니다. 설계 시 전기비저항탐사나 지반시추조사, 탄성파탐사등을 통해 지반의 상태를 파악하고, 터널굴착 시 선진수평보링이나 탄성파탐사를 통해 막장 뒷면의 암질 상태를 파악하며 굴진 하지만 암질의 상태는 변화무상합니다. 201X년 1월에는 막장면으로 부터 원인 모를 지하수가 유입되어 줄어들기를 기다렸는데 무려 한 달가량 작업이 중단된 적이 있습니다. ○ 터널 기술자로서의 좌절, 보람은 어떤 것들이 있었나요?답변 : 터널 굴진을 한참 진행중이였던 어느 날 농장주가 현장사무실 앞에 죽은 젖소 몇 마리를 놓고 갔습니다. 농장주의 말은 발파로 인한 진동으로 스트레스를 받아 죽었다고 주장합니다. 민원인과 여러 가지 문제점에 대해 얘기를 하는 동안 터널 시공의 한계를 느꼈습니다. 설계에 맞추어 시공을 한다고 해도 이런 피해를 막을 수 없다는 것이 안타까웠습니다. 대충 민원처리비 지급하고 끝내면 되는 것 아니냐? 라고 할 수도 있지만, 기술자로서의 자세는 아닌 것 같습니다. 기술력으로 설계부터 시공까지 이런 문제점을 줄일 수 있는 방안이 필요하다는 생각이 절실했습니다. 역시 보람은 준공 때 느끼는 것 같습니다. 어렵게 개통을 하고 KTX가 아무런 탈 없이 우리 노선을 안전하게 통과할 때 가장 보람을 느낍니다. 경주에 볼일이 있을 때 일부러 저희가 시공한 노선을 찾아 힘차게 달리는 KTX를 보며 지난 힘들었던 시간을 떠 올리게 됩니다. 물론 올 때는 그 노고가 추억과 보람으로 바뀌어서 오게 됩니다.126 자연,터널그리고 지하공간○ 마지막으로 터널분야의 미래전망과 후배 터널 기술자들에게 당부하고 싶은 조언 부탁드립니다.답변 : 곧 다가올 미래의 터널은 지하 40m 아래에 위치한 대심도 터널이라고 생각이 됩니다. 법적으로 토지주가 주장할 수 있는 지하의 깊이가 40m 이므로 이보다 깊은 심도의 터널이 많이 설계될 것으로 기대됩니다. 대심도 터널에는 무엇보다도 방재의 기술이 더 발전해야 한다고 생각이 들고, 이 부분에 대해서는 경제성을 따지지 말고 많은 안전 조치가 필요하다고 생각됩니다. 그리고 우리나라 터널공사에 가장 많이 사용하고 있는 NATM 공법은 교량과 같이 정량적으로 계산 및 해석 하는 것이 아닌 수많은 시공 경험을 토대로 막장의 상태를 몇 가지 패턴으로 구분하여 적절한지 아닌지 확실히 모르는 보강을 통해 굴진하게 됩니다. 요새는 수치해석으로 터널의 안정성을 검토하기는 합니다만, 앞으로 많은 연구를 통해 보강공법이 역학적으로 어느 정도의 힘을 발휘하고, 터널에 미치는 영향이 얼마인지 정량적 접근방식으로 발전했으면 합니다. 이것이 후배 기술자분들의 과제라고 생각합니다.Vol. 20, No. 3 127학교 및 학과 : 아주대학교/건설교통공학과지 도 교 수 : 이상덕학 위 자 : 임일재학 위 : 공학박사 (2018. 2.)경사지를 통과하는 얕은 터널에서 종방향 하중전이에 대한 실험적 연구국문 초록터널이 시공되는 지반에서 지표형상이 평탄하지 않거나 경사진 경우에 지반 내 응력분포는 물론 얕은 터널 굴착에 따른 종방향 하중전이 특성이 지표 형상에 의해 큰 영향을 받는다. 그 밖에도 얕은 터널을 굴착할 때 종방향 하중전이 발생에 영향을 미치는 인자로는 시공방법이나 지반조건 및 굴진면 변위형태 등이 있지만 이에 대한 연구는 찾아보기 힘들다. 따라서 본 연구에서는 지표면의 경사와 굴진면 변위형태에 따른 얕은 터널 종방향 하중전이 특성을 규명하기 위해 지표면 경사를 0°, ±10°, ±20°, ±30°로 모사하고, 굴진면의 변위형태(상부변위, 등변위, 하부변위)에 따른 굴진면의 토압과 터널 천단 상부와 하부의 종방향 하중전이 특성을 모형실험을 수행하여 측정하였다. 연구결과 지표경사 변화에 따라 굴진면에서 변위가 발생하면 굴진면 토압이 감소하고 터널의 천단과 하부에 하중이 전이되며, 이 전이하중의 크기와 발생경향이 굴진면의 토압 변화량에 따라 결정되었다. 따라서 굴진면의 토압변화가 터널 종방향 하중전이에 직접적인 영향을 주는 것으로 나타났다. 지표가 굴진방향으로 상향경사인 경우 지표경사가 커질수록 종방향 하중전이는 증가하고 하중 전이영역은 굴진면 상부 앞쪽에 집중되었고, 지표가 하향경사인 경우 지표경사가 낮아질수록 종방향으로 하중전이는 감소하고 하중 전이영역도 감소되는 것으로 나타났다. 또한, 굴진면의 변위형태에 따라 종방향으로 전이되는 하중의 분포경향도 달라지므로 종방향 지반의 응력조건과 굴진면의 변위형태는 터널 종방향 하중전이의 형태와 크기에 영향을 주는 것으로 나타났다.논․ 문․ 소․ 개+ 학위논문 소개Next >