시 론 손무락 2 기술기사 김영준 5 김재영, 한 걸 20 김영근 28 양유홍, 백필순, 조한기 48 창립 30주년 한국터널백서 박광준, 김동규, 김영근 62 학회 터널 교육행사 보고 이재국, 장수호, 박치면, 이계승, 손병두 73 기술강좌: 도심지 지하공간 개발과 대심도 지하인프라 구축 김영근 79 터널 질의 답변 김준일 102 회원칼럼 홍지연 109 인문학 산책 김재성 111 최신 터널 뉴스 도종남 118 프로젝트 소개 김기환 120 국제소식 서상연 124 정혁상 126 논문 소개 나유성 127 130 131 135 신간소개 곽창원 138 학회소식 및 국내외 회원동정 학회 사무국 140 편집후기 고성일 148 한국터널지하공간학회 임원명단 고 문 : 정형식, 홍성완,이인모,배규진, 김승렬,이상덕, 김상환, 신종호, 유한규, 이석원 회 장 : 김낙영 감 사 : 구웅회, 박종호 부회장 : 김영근, 박치면,손무락,조계춘, 최항석,김동규, 이재국 전담이사 : 고성일, 고태영,김범주,문준식, 문훈기,박준경, 박진용, 신영완,심영종,장수호, 정혁상,최창림, 최충락 일반위원회 위원장 : 김기석, 박병석, 송기일, 윤지남, 이용희, 이지영, 장일호, 정국영 이 사 : 고엄식, 고중길,고평국,곽창원, 김기림,김기환, 김남수, 김도훈,김선국,김성태, 김수철,김양균, 김영배, 김영초,김유석,김인대, 김장용,김재영, 김정주, 김종욱,김태건,김태균, 김태한,김택곤, 김호배, 김홍균,김효규,류희환, 문경선,문두형, 문 용,민경남,민윤식, 박경욱,박동욱,박두희, 박병희, 박원욱, 박정준, 박종식, 박 준, 박진수, 반호기, 서경원,신태균,신현강, 안동욱,안성율, 오태민, 우상백,우종태,유승경, 유용선,유용호, 이강현, 이 건, 이규필, 이동혁, 이성원, 이재호, 이정학, 이종우,이종호,이형규, 이호성,임대성, 임문환, 임준수,임준혁,전기찬, 정의중,정재호, 정재홍, 정치광,조완제,조충식, 조형제,주광수, 채덕호, 천대성,최규대,최봉혁, 최성욱,최순욱, 최영근, 최진오,하상귀,하성호, 한신인,현기창 학회지 편집위원회 위원장 : 김범주 간 사 : 고성일, 반호기,이강현,전기찬, 정혁상 위 원 : 고태영, 곽창원,김광균,김기환, 김영준,김재영, 나유성, 도종남,문경선,문준배, 문준식,박민철, 박정준, 박종식,박준경,변요셉, 서상연,송기일, 안동욱, 양정훈,오주영,윤지남, 이상래,이준석, 전병한, 전준서,정재훈,최순욱, 한진규,황범식 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 : 김낙영 인쇄인 : (주)에이퍼브(02-2274-3666) 인 쇄 : 2022.9.23. 발 행 : 2022.9.30. 분기별 / 비매품 Vol. 24. No. 3 2022년 9월시론 시론 2 자연,터널 그리고 지하공간 지난 30년, 미래 한 시점, 그 중간지점에 서서 손무락 한국터널지하공간학회 부회장 대구대학교 교수 우리학회는 1992. 10. 27일 창립총회를 기준으로 이제 곧 30주년이 된다. 코로나로 마스크를 쓰고 아직 혼란한 시기가 가기도 전에 어느덧 30살의 건장한 청년기에 접어드는 것이다. 태동기를 지나 회원 및 재원 등에 있어서 큰 도약을 이루어 왔으며, 다양한 국제행사 및 학술발표회, 기술세미나 및 교육 등의 행사들을 활발하게 진행해 오고 있다. 그러는 사이 많은 변화가 일어났으며 또 일어나고 있다. 가치관 및 사고가 크 게 다른 MZ세대들로 신입회원들이 변화하고 있으며, 4차산업혁명기술을 중심으로 급격한 기술적 변화를 겪고 있고 워라밸이라는 용어가 새로 생길 정도로 삶의 패턴 및 의식변화 등이 생활속에서 급속히 일어나 고 있다. 이와 같은 변화들은 앞으로 더욱더 가속화될 것이다. 이제 학회가 30주년이 되는 시점에 서서 이와 같은 가치관, 기술 및 생활 패러다임의 빠른 변화에 부응 하면서 학회 본연의 역학을 추구하고 지속적인 성장을 도모하기 위해서 그동안 숨가쁘게 달려온 것을 잠시 숨고르면서 다가올 변화들을 예측하고 필요한 것이 무엇인지를 파악해서 차근히 준비해야 할 때라 생각된 다. 우리학회도 조금씩의 변화를 추구해 왔고 사회에 기여하고 도움되는 학회로의 노력을 부단하게 지속해 왔다. 그럼에도 불구하고 변화의 강도 및 속도가 더욱 크고 빠르게 증가하고 있는 상황에서 변화방향과 속 도에 맞게 적절히 준비해야 할 것으로 생각된다.Vol. 24, No. 3 3 먼저 학회활동에 있어서 변화하는 시대적 상황을 반영하여 어떻게 더 효율적으로 학회활동을 추구할 것 인가에 대해서 고민해 보아야 할 것이다. 최근 코로나로 인해 더욱 활성화된 온라인을 통한 비대면 학술활 동 및 교류는 여러 장점을 제공해줄 수 있어 적극적 활용이 필요하다. 특히 시간, 공간의 제약성을 극복할 수 있는 장점이 있어 더 많은 지역에서 더 다양한 분야의 사람들이 더욱 자주 참여할 수 있고 이를 통해 훨 씬 더 다양하고 왕성한 학술활동 및 교류가 가능할 수 있을 것이다. 참여자의 확장을 통한 학회의 홍보 및 회원수의 증가 또한 얻을 수 있는 이점으로 판단된다. 이와 더불어, 기존의 대면접촉을 통한 학회활동의 장 점을 어떻게 비대면 환경에서 극복할 수 있는가에 대해서도 고민이 필요하다고 생각된다. 그 외 경험과 지 식 등을 연결하여 공유할 수 있는 방법, 디지털 지식창고를 구축하여 이용할 수 있는 방법 등도 하나의 추 구하는 방향속에 있어야 할 것으로 판단된다. 미래 터널기술에 대한 더 많은 논의 및 토론이 또한 필요할 것으로 판단된다. 4차산업혁명을 넘어 새로 운 기술들을 이용한 터널기술 개발에 대한 보다 적극적인 관심과 토의가 필요하다고 판단된다. 이를 통해 세계를 리드하는 터널기술을 개발할 수도 있고 젊은 엔지니어의 터널에 대한 관심을 증가시키는데에도 큰 영향을 줄 수도 있다. 미래 예측되는 변화로서는 인공지능기술이 더욱 진화하여 터널의 설계, 시공, 유지관 리기술을 포함하여 문제점 진단 및 대책에 적극적으로 활용될 수 있고, 더 나아가 기술이 기술을 개발할 수 도 있을 것이며, 하이퍼루프를 통한 초고속 연결시대가 도래하고, 로봇이 기존 인간이 하던 일을 대체할 것 이며, 자율주행 또는 비행 자동차시대가 도래하고, 가상 증강현실, 메타버스, BIM 기술 등이 더욱 확장할 것이다. 이와 더불어 지상공간의 한계 및 삶의 질 변화, 기후변화 등으로 인해 지하공간의 활용은 점점 증가하고 활용범위 또한 교통, 상가 등에서 더욱 다양한 생활공간 및 목적공간으로 확장될 것이다. 즉 지하공간의 생 활 및 목적공간화를 위해 필요한 것들을 준비해야 하며 관련 연구자 및 기술자들도 우리학회에 더욱 관심 을 갖고 활동할 수 있도록 홍보를 비롯하여 다양한 참여의 장을 만들어 줄 필요가 있다. 미래에 다양한 분 야의 사람들이 참여해서 활동하는 학회로의 노력이 필요하다고 생각된다. 또한, 터널 및 지하공간분야에서 국제적 선도역할을 할 수 있도록 더욱 신경써야 할 것으로 판단된다. 우리나라는 국토가 70%이상 산악지형으로 이루어져 있고 인구대비 국토면적이 좁으며 도심지 밀집화로 인 해서 터널 및 지하공간분야 기술 또한 어느 나라보다 더 발전할 수 있는 환경에 놓여있다. 이와 같은 환경 적 특징을 잘 살려서 국제사회에서 학문적/기술적으로 리드하는 학회로서 성장을 추구해야 할 것이다. 그 러기 위해선 이론과 기술에 대한 철저한 무장과 새로운 방법의 개발, 국제무대에서의 적극적 활동 및 교류 가 필수불가결할 것으로 판단된다. 지난 30년과 미래 한 시점 사이, 그 중간지점에 서서 우리는 현재에 충실하면서도 급속히 변화는 시대 및 환경에 대비하도록 준비해야 할 것이다. 무엇을 준비할 것인지는 머리를 맞대고 서로 고민하여 미래사회에 우리가 직면할 도전과 문제들을 식별하고 실천해나갈 수 있도록 중요전략과 실천방안들을 모색하여야 할 4 자연,터널 그리고 지하공간 것이다. 변화를 인식하고 더욱 발전적인 방향으로 변화를 유도할 수 있도록 노력하고 고민할 때만이 학회 는 더욱더 생동감 있게 움직일 것이다. 더 높이 더 멀리 도약하려면 잠시 시간을 내서라도 가치관 및 사고, 기술 및 생활패턴의 변화가 일어나는 시기에 우리가 어디에 있는지, 무엇을 어떻게 해야 할지 깊이 한 번 고민하고 움직여야 할 것이다. 어떠한 시대변화가 오더라도 학회발전의 원동력은 우리 스스로에게 있다는 점을 다시 한번 상기하고자 한다. 한국터널지하공간학회 부회장 / 대구대학교 교수 손 무 락Vol. 24, No. 3 5 기술기사 1 1. 개 요 2021년 12월에 개통된 국내 최대의 해저터널인 보령해저터널은 대천과 원산도를 잇는 해저터널로 1시간 30분이 소요 되던 육상교통로를 10분대로 단축하여 보령과 태안을 하나의 관광밸트로 구축하였다. 또한, 4계절 어떠한 악천후에도 안전한 통행이 가능하여 원활한 소통이 보장되며, 선박과의 충돌우려가 없고, 해양생태계에 미치는 영향이 다른 대안들 에 비하여 상대적으로 미미하기 때문에 많은 국가에서 해양생태계와 자연 환경을 보호하는 최선의 방안으로 해저터널을 선택하고 있다. 노르웨이에서는 총 25개의 해저터널을 건설하여 피요르드 해안의 관광밸트를 구축했고, 홍콩과 중국 또 한 해양생태계 보호와 선박의 항로확보, 해상개발을 위한 부지확보를 위해 해저터널을 꾸준히 개발하고 있는 실정이다. 그런데 최근 이러한 해저터널에 누수현상이 발생되었다는 매스컴의 보도로 터널을 이용하는 이용자의 불안감이 증가 되었으며 사회문제가 되는 상황이 발생하였다. 물론 이것은 이후 현장 조사에서 터널의 결함에 의한 누수가 아니고 터널 내외부의 온도와 습도차이로 인한 결로가 원인이라는 것이 밝혀졌다. 따라서 본 고에서는 터널구조물에 발생하는 결로 의 원인과 국내· 외 사례 그리고 대책방안에 대하여 논 하고자 한다. 2. 터널 습윤 상태의 원인 터널 내부가 습윤 상태로 될 수 있는 원인은 터널 내부 누수나 결로인 것으로 판단된다. 터널 내 누수는 라이닝 벽면 도로터널에서 발생하는 결로의 원인과 대책방안 김영준 (주)태조엔지니어링 부사장6 자연,터널 그리고 지하공간 기술기사 1 도로터널에서 발생하는 결로의 원인과 대책방안 과 포장체 표면의 누수가 원인으로 판단된다. 라이닝 벽면에서 누수는 라이닝 벽면의 줄눈 부위, 천단부 등으로 부터 균 열 발생에 따른 누수가 원인으로 판단된다. 포장면의 누수는 포장면 및 배수구의 불량으로 인해 포장면으로 누수가 발생 되는 것을 고려할 수 있으며, 이는 시공 중과 운영 중의 터널 배수량 차이를 조사하여 누수여부를 확인할 수 있다. 반면 결로는 따뜻하고 습한 공기가 식음으로써 발생하기 때문에 공용 전후에 있어서 기후조건인 온도와 습도를 측정함으로써 결로 발생유무를 확인할 수 있다. 또한, 해저터널의 특성을 고려하여 터널 내의 유입수의 염분 농도를 측정하여 누수 여 부를 확인할 수 있을 것이다. 3. 결로의 발생원인 3.1 결로의 정의 결로란 공기중의 수증기에 의해서 발생되는 일종의 습윤 상태를 일컫는다. 즉, 수증기를 포함하고 있는 공기가 그 공 기의 노점온도와 같거나 낮은 온도의 표면과 접촉하여 수증기가 응축하여 물방울이 맺히는 현상을 말한다. 수증기를 많 이 포함한 따뜻한 공기가 저온의 표면과 만나면 공기의 온도가 낮아지게 되고, 이때 포화수증기량은 감소되며 더 이상 포함할 수 없게 된 수증기가 물방울이 되어 저온의 표면에 맺히게 되며 이것을 결로라 한다. 컵에 차가운 물을 담으면 컵 표면이 차가워지면서 물방울이 맺히는 원리와 동일하다. 하절기 결로는 대부분 고온다습한 외부공기가 상대적으로 온도가 낮은 실내공간에 유입되어 상대습도를 상승시켜 발 생하며, 실내공간 중 표면온도가 낮은 부위부터 발생하기 시작한다. 가장 대표적인 부분이 터널 등의 지하공간이 되며, 이러한 공간은 환기가 충분하지 않고, 연중 일정한 기온으로 유지되는 지중 온도의 영향으로 구조체의 실내측 표면온도 가 크게 상승하지 않는다. 따라서 고온 다습한 외기가 실내로 유입되어 상대적으로 차가운 구조체의 표면과 접촉할 경우 에는 벽체 표면에 결로가 발생하게 된다. 3.2 용어의 정의 ∙ 습공기(humid air, moist air) : 수증기를 포함한 대기 ∙ 건공기(dry air) : 수증기를 포함하지 않은 공기 ∙ 포화공기(saturated air) : 최대한도의 수증기를 함유하는 공기 ∙ 절대습도(absolute humidity) : 습공기 중에 함유되어 있는 수증기의 중량을 나타내는 것 ∙ 노점온도(dew point temperature) DP · t’(°C) : 수증기가 응축하여 물방울이 맺히는 온도 ∙ 건구온도(dry bulb temperature) DB · t (°C) : 보통의 온도계에 나타나는 온도 ∙ 습구온도(wet bulb temperature) WB · t’(°C) : 습구온도계에 나타나는 온도 ∙ 포화도(degree of saturation) : 습공기의 절대습도와 그 온도에 대한 포화공기의 절대습도의 비 ∙ 습공기 선도 : 습공기의 열역학적 상태를 나타내는 선도로 습공기의 수증기분압, 절대습도, 상대습도, 건구온도, 습 구온도, 비체적, 엔탈피 등의 각 상태값을 하나의 선도에 나타낸 것Vol. 24, No. 3 7 그림 1은 습공기 선도를 나타내고 있으며, 그림 2는 습공기 선도의 해석이다. <그림 1> 습공기 선도<그림 2> 습공기 선도 해석 4. 결로의 발생 원인 및 매커니즘 결로의 발생 원인은 여러 가지를 고려해 볼 수 있으며, 특히 터널 및 지하공간에 대한 결로 발생의 주 원인은 습기를 다량으로 포함한 고온의 공기가 터널 내부로 유입되고, 열용량이 큰 중량구조체가 온도반응이 늦게 일어나면서 표면이 차가운 부위에서 발생하게 된다. 즉, 터널내부에서 온도가 낮은 포장면, 배수관로 주변 등이 열적 반응이 늦어서 결로가 발생되기 쉬울 것으로 판단된다. 결로 발생은 어떤 임의의 기온에서 포화 수증기에 도달하고, 기온이 더 내려갈 때 발생한다. 터널 외부의 따뜻하고 수 증기를 다량 함유하는 공기가 공기온도보다 낮은 터널 내 포장 노면과 라이닝 벽면 부근에서 온도가 내려가면 수증기를 포함할 수 있는 양이 감소하기 때문에 포화 수증기량과의 차분량이 액화되어 포장노면과 라이닝 벽면에 부착된다. 즉, 터널 내 공기의 수증기량이 포장노면 및 라이닝 벽면 온도에서 포화 수증기량보다 앞선 경우 결로가 발생한다. 일반적으 로 수증기량은 온도에 따라 변화하고 온도가 높을수록 많은 양을 함유할 수 있다. 5. 결로에 대한 일반적인 대응방안 5.1 습기제거(제습) 터널 내부의 습도를 낮추어서 노점온도를 표면온도보다 낮게 만드는 방법이다. 또한 터널내의 습한 공기를 제거하여 터널내의 결로를 방지한다. 제습기를 통해 제거하는 방법도 있지만 유지관리비용이 생기는 단점이 있다.Next >