시 론 류지오 2 기술기사 정윤창, 서한성, 정준기, 황정순, 윤덕준, 문경선 5 이준석, 김태형, 박기천, 김형준 18 김낙영, 임준수 30 기술강좌 시리즈 김영근 37 전기찬 54 이현구 55 회원칼럼 이동섭 77 터널 질의 답변 김정환 81 터널 신기술 소개 이강현 83 프로젝트 소개 김기환 87 인문학 산책 김재성 91 국제소식 서상연 100 정혁상 102 논문 소개 나유성 103 106 108 111 신간소개 곽창원 113 학회소식 및 국내외 회원동정 학회 사무국 115 편집후기 정혁상 119 한국터널지하공간학회 임원명단 고 문 : 정형식, 홍성완,이인모,배규진, 김승렬,이상덕, 김상환, 신종호, 유한규 회 장 : 이석원 감 사 : 김응태, 전덕찬 부회장 : 김동규, 김영근,류지오,박치면, 최항석,권택규, 김낙영, 손병두 전담이사 : 김범주, 문훈기,박준경,사공명, 손무락,신영완, 신휴성, 이성원,장수호,정종원, 조계춘,최창림 특임이사 : 문준식, 유용호, 이 호 일반위원회 위원장 : 고성일, 곽창원, 손영진, 송기일, 이재국, 전기찬 이 사 : 김경열, 김기림,김기석,김돈희, 김동현,김병민, 김석기, 김선홍,김시격,김영신, 김영준,김정구, 김정한, 김제경,김택곤,김형건, 김형목,김홍문, 김효규, 문철화,박봉기,박윤규, 박의섭,박종식, 박종호, 박한철,반호기,배상호, 서경원,손 빈, 송 훈,신태균,안성율, 양태선,오세준,우상백, 우종태, 유재성,윤지남,이강현, 이득복,이선복, 이승원, 이용주,이철주,이형규, 임형덕,장석부, 장일호, 장현익,정경식,정경한, 정용복,정일택, 정찬규, 정혁상,조 현, 조형제,주광수,차경렬, 채휘영, 최덕찬,최명식,최영근, 최재희,최충락, 추석연, 한신인,현기창,황영철, 황철비 학회지 편집위원회 위원장 : 김범주 간 사 : 고성일, 반호기,이강현,전기찬, 정혁상 위 원 : 고태영, 곽창원,김기환,김영준, 나유성,도종남, 문경선, 문준배,문준식,박정준, 박종식,변요셉, 서상연, 송기일,양정훈,오주영, 윤지남,최순욱, 최창림 발행처 : 사단법인 한국터널지하공간학회 06720 서울시 서초구 효령로 304 14층 11호(국제전자센터) 전 화 : 02-3465-3663 전 송 : 02-3465-3666 E-mail : ktastaff@hanmail.net Home Page : www.tunnel.or.kr 편집 및 발행인 : 이석원 인쇄인 : (주)에이퍼브(02-2274-3666) 인 쇄 : 2020.9.11. 발 행 : 2020.9.16. 분기별 / 비매품 Vol. 22. No. 3 2020년 9월시론 시론 2 자연,터널 그리고 지하공간 터널환기와 민원 그리고 코로나 바이러스 류지오 학술부회장/ 신한대학교 교수 터널의 환기의 기능은 평상시에는 오염물질의 희석을 통해 터널에 쾌적한 공기질을 보장하고 화재시에는 연기층을 이동을 제어하여 운전자의 안전을 도모하고 소방대의 진입로를 확보하는 것이다. 역사적으로 살펴볼 때, 도로터널의 환기는 1920년대에 자동차가 본격적으로 보급되면서 미국의 Holland 터널과 Liberty 터널에서 교통정채로 인한 혼잡시 일산화탄소 중독사고가 발생하여 도로터널 환기에 대한 연구‧ 시설의 설치가 시작되었다. 우리나라는 1999년에 준공된 영동고속도로의 둔내, 진부터널 등을 설계할 때 도로터널 환기 시스템에 대한 기술이 본격적으로 검토되기 시작하였으며, 당시에는 경험이 일천하여 대관령 터널 계획시 하나의 장 대터널로 관통하는 것으로 계획하였다가 환기에 자신감이 없어 결국 7개의 터널로 설계 하였다는 후문을 들은 바가 있으나, 현재에는 11km에 달하는 인제양양터널을 준공하여 운영하고 있다. 우리나라의 도로터널은 2000년 이전에 423개소(tube수 기준), 총연장 229.4km에서 현재는 2,682개소 (tube수 기준), 총연장 2,076km로 경제성장과 함께 급격하게 증가하여 우리의 일상과 아주 밀접하게 되었 다. 예를 들어 서울양양고속도로(고속도로 60호선)는 총연장이 150.2 km인데 이 노선 상에 터널은 63개로 연장이 약 66km이다. 이것은 서울강동에서 강원도 양양까지 약 2시간을 승용차로 운전하고 간다면, 약 53 분을 터널 속을 달리게 된다는 것이다.Vol. 22, No. 3 3 이와 같이 도로터널이 우리의 일상생활에 아주 가깝게 다가옴에 따라 안전한 주행을 확보하고 쾌적하고 안전한 환경을 제공하기 위해서 환기 및 방재 시스템을 설계단계에서 부터 주의 깊게 검토되고 있으며, 공 용 중 터널에서는 터널을 안전하게 유지하는데 가장 크게 기여하는 시설이라고 볼 수 있다. 최근, 도로터널은 지역 간을 연결하는 고속도로나 국도터널에서 도시지역의 터널로 그 수요가 옮겨가는 추세에 있다. 도시지역의 터널은 터널 본연의 도로기능을 통해 교통정체 문제를 해결할 뿐만 아니라 대기 오염물질을 배출하는 차량을 지하로 보내고 상부는 공원을 조성하고 뿐만 아니라 터널내 오염공기는 정화 하여 배출함으로서 대도시의 공기 오염문제를 해결할 수 있는 수단이 될 수 있다. 이에 대한 예로 파리의 A86터널, 마드리드 M30터널, 보스턴의 Bigdig, 동경의 야마테 터널, 우리나라의 서부간선지하차도, 제물 포터널, 부산시 만덕-센텀터널 등이 있다. 그러나 이러한 터널은 도심지역에 위치해 있기 때문에 오염물질 을 집중배출하는 혐오시설로 인식되어 종종 갈등의 대상이 되기도 한다. 터널 환기설계 엔지니어의 입장에서 보면, 도시의 고도화에 따른 초고층 빌딩의 출현이 당연하듯이 도시 지역의 교통난 해소, 부족한 녹지공간의 확보, 대기질 개선을 위해서 도시지역의 순환 또는 주간선도로의 지하화는 도시도로의 새로운 패러다임이 될 수밖에 없으며, 이에 따라 환기탑(비상탈출구 등)의 건설은 필 연적이 될 수밖에는 없다. 환기탑은 터널에서 발생하는 오염물질은 대기 중 높은 위치에서 배출할 수 있도록 함으로 대기확산을 촉 진하여 오염공기기가 지상에 미치는 영향을 최소화는 최소화 할 수 있도록 하며, 도시지역 터널에서 화재 시 안전확보에 가장 효과적인 시스템으로 알려진 연기를 배연하는 방식을 채택한 터널에서는 일정간격으 로 설치될 수밖에 없는 상황이다. 그러나 환기탑에 대한 부정적인 인식으로 인해서 오염된 공기는 물론 화 재연기조차 정화시설을 설치해서 무해연기로 배출해 달라 는 요구나, 무해연기가 아니면 ‘배출제로’를 선언 하고 환기탑 건설을 반대하는 요구 등 전 세계 어느 터널에서도 채택한 적이 없는 시스템을 요구하고 있기 때문에 비상시 터널 내 인명피해를 최소화하려는 정부의 안전한 터널을 위한 ‘방재시설의 설치 및 관리지 침’은 설자리를 잃어가고 있는 실정이다. 서부간선도로 및 제물포 터널에 수백억을 들여 건설하고 있는 공기정화시설의 처리용량에 1/15밖에 되 지 않는 용량의 중국시안에 건설한 공기청정탑을 보도하면서 우리나라도 그런 환기탑을 건설하여 서울시 의 공기를 깨끗이 해야 한다는 뉴스나 동경환상노선의 16km에 달하는 야마테 터널의 환기를 위해서 시가 지 한 가운데 약 1km간격으로 건설된 30m높이 환기탑에 대한 홍보자료를 보면서 터널환기 전문가로서 홍 보부족에 따른 우리의 무지함에 책임을 통감합니다. ‘누구에게나 길은 공평하게 열려 있어야’ 하지만, 지역민원의 요구사항과 특정 민간단체와 결합된 민원 인들의 요구사항의 수준이 점차 강도를 더해가고 있는 실정을 지켜보면서, ‘누구를 위한 길’을 만들려고 하 는지 의문이 들 때가 있다. 이는 국가의 균형발전이라는 정부시책의 혼선뿐만 아니라, 건설공기의 연장에 따른 사회적 비용은 결국 우리들의 세금으로 충당되고 있다는 현실이 안타깝기도 하다.4 자연,터널 그리고 지하공간 최근 COVID-19와 관련하여, 힘들고 지쳐있지만 ‘마스크 쓰기’와 ‘사회적 거리’ 두기에 동참하고 있는 대 다수의 사람들을 볼 때 대한민국의 국민이라는 동질감을 찾아본다. 그러나 간혹 집단이기주의에 빠져 이를 무시하는 일부 단체들이 있어 눈살을 찌푸리기는 하지만, 함께 이 어려움을 잘 극복해 나가기를 간절히 바 란다. 함께 성장해가는 사회를 만들기 위해 각자의 분야에서 최선을 다하며, 묵묵히 ‘자신의 길’을 걸어가 는 사람들이 있어 어렵고 힘든 시절이지만 희망을 찾아본다. 끝으로, 우리가 지나다니는 ‘길’을 ‘도로’로, 또 누구나 지나갈 수 있는 ‘도로’가 되어야 참다운 ‘길’이 아 닐까요? 그 길에 터널에 있다면, 당연히 터널은 안전하고 쾌적하게, 그리고 누구나 비상시 화재로부터 안 전한 대피 및 탈출이 담보되어야 하지 않을까요? ‘터널환기’란 그런 길을 쾌적하고 안전하게 만들기 위한 일이며, 일부 사람들에는 다소 불편할 수 있겠지만 깨끗한 공기를 위해서 한 그루의 나무를 심는다는 생각 으로 동참하여 도심지에서 차는 땅속으로 들어가고 지상은 모두 공원화되기를 기대해 봅니다. 학술부회장/ 신한대학교 교수 류 지 오7PM /P 5 Ò ÚæÀ æóÀ % _%)Ú Ì ###+HWSP,#f Ç æææ6 자연,터널 그리고 지하공간 기술기사 1 친환경 터널 갱구부 공법(ETPM) 시공사례 특히, 기존 터널 갱구부는 대규모 절취 비탈면 형성과 터널 접속부가 형성되어 본선터널 구간 대비 상대적으로 내진성 능이 낮아 국내설계기준에서는 터널의 운용중 작용할 수 있는 다양한 정적하중 및 지진하중에 대하여 안정성이 확보될 수 있도록 갱구부 비탈면 안정화 대책과 적정한 구조설계를 통한 터널 갱구부 개착터널 설치 및 접속부 계획을 수립하도 록 규정하고 있다. 종래의 터널 갱구부 형성기술은 안정성 확보를 위하여 암반(연암 및 경암) 또는 최소 풍화암 피복이 확보되는 위치까 지 갱구부 비탈면을 절취하여 형성하고 터널 외측에 강관보강 그라우팅(소구경 및 대구경)으로 보강한다. 기존 터널 갱 구부는 지반조건이 불량하거나, 급경사 및 편경사 지형에서는 대절취 갱구부 깎기 비탈면이 형성되는데, 이를 해결할 목 적으로 대규모 비탈면 보강공법(Soil Nailing, Earth Anchor 및 절토옹벽 등)을 적용하여 급경사 비탈면을 형성시킴으 로써 시공성, 경제성, 유지관리 편의성, 경관 및 장기적인 안정성 확보측면에서 문제점을 발생시키고 기존 주거지와 간 섭되어 공사중 민원이 발생되는 경우가 다수 존재한다(그림 1. 2). (a) 터널 갱구부 대절취 비탈면 사례(b) 터널 갱구부 대규모 절토옹벽 사례 <그림 2> 기존 터널 갱구부 형성 방법 또한, 터널 갱구부 비탈면 굴착중 변경되는 지반조건에 대하여 비탈면 경사조정 및 보강공법 증대 등의 변경이 어려워 터널 갱구부 비탈면 절취를 최소화할 수 있는 친환경적인 터널 갱구부공법인 ETPM공법이 개발되었다. 본고에서는 기존 터널 갱구부 형성공법의 문제점을 개선하기 위하여 적용된 ETPM공법의 시공사례를 소개하였다. 2. 친환경 터널 갱구부 공법(ETPM, Eco-friendly Tunnel Portal Using Mini-piperoof) 본 친환경 터널 갱구부 공법(ETPM)은 고강성의 초대구경 강관보강 그라우팅(미니 파이프루프)를 이용한 터널 갱구 비탈면을 배제 또는 최소화시키는 신개념 공법으로 기존 기술대비 다음과 같은 특징적인 장점이 있다.Vol. 22, No. 3 7 ∙ 원지반 자연경사를 활용한 터널 갱구부 형성으로 환경훼손이 최소화되고 비탈면 절취에 의한 지반이완이 최소화되어 갱구부 안정성 확보에 매우 유리함. 특히, 내진성능이 크게 향상됨(그림 3) ∙ 터널 갱구부에 고강성의 초대구경 강관보강 그라우팅(Ø165.2, Ø216.3mm, Ø318.5mm)을 수평방향 장심도(L=40.0~ 60.0m)로 시공하고 충분한 그라우팅 양생시간을 확보하여 안정성 확보가 유리함 ∙ 초대구경 강관보강 그라우팅 설치구간을 연속적으로 터널 굴착 및 보강이 가능하고 단순한 시공공정과 기존 터널 시 공장비의 운용으로 시공성 및 경제성이 향상되고 공사기간이 단축됨(그림 4) ∙ 터널 비탈면 절취 배제 또는 최소화와 기존 개착구조물 대비 축소된 소규모s 매입형 갱문 적용으로 공사기간 및 공사 비가 절감됨 특히, 유지관리 편의성 개선 및 유지관리비용이 절감됨 ∙ 터널 갱구부에 돌출되는 콘크리트 구조물 면적이 매우 작아 자연친화적 갱구형성이 가능하고 차량 주행안전성이 크게 개선됨 (a) 초대구경 강관의 휨강성 (b) 매입형갱문 횡단면도(A매입형갱문-A매입형갱문)(c) 본선 NATM 횡단면도(BNATM-BNATM) <그림 3> ETPM공법 터널 갱구부 계획 개념도Next >