< Previous학회 터널 교육행사 보고 78 자연,터널 그리고 지하공간 설문조사 결과 막장관찰 교육이 본인의 업무수행에 91.8%가 도움이 되었다고 답변하였으며 향후 막장관찰 교육이 나 기술역량 교육을 실시할 경우 98.8%가 참여하겠다고 답변하였다. 따라서 본 막장관찰 교육이 터널 관련 종사자에 게 많은 관심과 효과가 있었던 것으로 확인되었다. 교육시간은 1일 이내로 했으면 하는 답변이 88.2%로서 향후 교육 일정 및 계획 수립시 참고해야 할 사항으로 파악되었다. 또한 교육 개선사항으로 실습시간이 다소 부족하다는 의견이 대부분이었으며 현장별 특화 교육에 대한 요청도 있었다. 추가 교육이 필요한 사항으로는 막장 안전 관련, 사고사례, 계측 및 보조공법 등의 강의 요청도 있었다. 5. 막장관찰 교육을 마치며 수도권 내 대심도 터널 현장이 증가함에 따라 터널 안정성 강화를 위해 우리 학회와 국가철도공단 수도권본부가 2022년 6월 29일에 업무협약을 체결하였고, 이에 대한 세부 실천방안으로 지난 8월 29일부터 31일까지 3일간 철도 터널 막장관찰 교육을 실시하였다. 업무협약이 체결된 지 약 1개월 반 정도 지난 시점에서 교육을 위한 교재 집필, 강의자료 작성, 현장 섭외, 교육계 획 수립, 학회 홍보자료 준비 등을 위해 매우 촉박한 시간을 보냈으나 우리 학회의 전폭적인 지원과 협조를 통해 성 공적으로 마칠 수 있었다. 이번 교육을 위해 적극적인 지원을 아끼지 않으셨던 우리 학회 김낙영 회장님과 특임부회장이자 수도권본부 본부 장이셨던 손병두 본부장님(現 국가철도공단 건설본부장), 전담이사인 수도권본부의 박진용 부장님, 한영아 차장님께도 감사드린다. 이번 교육은 우리 한국터널지하공간학회의 주관으로 실시한 최초의 터널 막장관찰 실무 교육으로서 향후 개선되어 야 할 부분도 있었지만 이것 또한 우리의 값진 경험이고 향후 우리 학회 발전의 기초가 될 것이라고 믿는다.7PM /P 79 <e64QBDF> e } 6SCBO 6OEFSHSPVOE 4QBDF664%FWFMPQNFOUBOE 6SCBO %FFQ 6OEFSHSPVOE *OGSBTUSVDUVSF 66* &TUBCMJTINFOU  æ G VOEFSHSPVOEÀ äÂ Ò (59ÏÀÀ ÀÒ ÀÂ&SB PG VOEFSHSPVOE TQBDFÀ Àì ì ÀÏÂó ìü ÒÒ Â Ò ÂÏÒ Â ÒÀ Ò  664 6SCBO 6OEFSHSPVOE 4QBDF Ò66* 6SCBO %FFQ 6OEFS HSPVOE *OGSBTUSVDUVSFêÀÒ ÀÁ Ì< Ò>ä ê664 66*Ò Òó 664 66*À80 자연,터널 그리고 지하공간 도심지 지하공간(UUS)도심지 대심도 지하인프라(UUI) 도심지 지하공간(UUS) 개발과 대심도 지하인프라(UUI) 구축 ∎ 기술강좌의 구성 본 기술강좌는 표에서 보는 바와 같이 총 8강으로 구성되었다. 선진국을 중심으로 진행되고 있는 도심지 지하공 간(UUS) 개발과 대심도 지하인프라(UUI)에 대한 현황과 통합적 접근방안 등을 설명하고, 싱가포르, 홍콩, 런던, 핀 란드 및 중국에서의 UUS 및 UUI 사례를 최근사례를 중심으로 소개하고자 하였다. 제1강에서는 지속가능한 도심지 지하공간(UUS) 개발에 대한 통합적 접근방안을 개괄적으로 기술하였으며, 제2 강에서는 대심도의 개념과 지하인프라 구축에 대한 현황과 전망을 기술하였다. 제3강에서는 싱가포르에서의 UUS 개발과 UUI 구축 사례, 제4강에서는 홍콩에서의 UUS 개발과 UUI 구축 사례, 제5강에서는 영국 런던에서의 UUS 개발과 UUI 구축 사례, 제6강에서는 핀란드 헬싱키에서의 UUS 개발과 UUI 구축 사례, 제7강에서는 중국 주요 대 도시에서의 UUS 개발과 UUI 구축 사례를 소개하였다. 끝으로 제8강에서는 국내 도심지 지하공간 개발과 도심지 대 심도 지하인프라 구축에 대한 문제점과 과제 그리고 미래 전망에 대하여 제시하고자 하였다. [기술강좌 - 도심지 지하공간 개발과 대심도 지하인프라 구축]의 구성과 내용 내용권호/일시 제1강 지속가능한 도심지 지하공간(UUS) 개발에 대한 고찰 Review of Sustainable Urban Underground Space (UUS) Development Vol.24, No.3 2022. 09 제2강 도심지 대심도 지하인프라(UUI) 구축 현황과 전망 Status and Prospect for Deep Underground Infrastructure Establishment Vol.24, No.4 2022. 12 제3강 싱가포르 도심지 지하공간 개발과 대심도 지하인프라 구축 사례 검토 Review of UUS Development and UUI Establishment in Singapore Vol.25, No.1 2023. 03 제4강 홍콩 도심지 지하공간 개발과 대심도 지하인프라 구축 사례 검토 Review of UUS Development and UUI Establishment in Hong Kong Vol.25, No.2 2023. 06 제5강 영국 런던 도심지 지하개발과 대심도 지하인프라 구축 사례 검토 Review of UUS Development and UUI Establishment in London Vol.25, No.3 2023. 09 제6강 핀란드 헬싱키 도심지 지하공간 개발과 대심도 지하인프라 구축 사례 검토 Review of UUS Development and UUI Establishment in Helsinki Vol.25, No.4 2023. 12 제7강 중국에서의 도심지 지하공간 개발과 대심도 지하인프라 구축 사례 검토 Review of UUS Development and UUI Establishment in China Vol.26, No.1 2024. 03 제8강 국내 도심지 지하공간 개발과 대심도 지하인프라 구축 과제와 전망 Prospect for UUS Development and UUI Establishment in Korea Vol.26, No.2 2024. 06Vol. 24, No. 3 81 현재 전 세계 인구의 절반 이상이 도시에 살고 있으며 이 수치는 향후 수십 년 동안 빠르게 성장하여 2050년에 70%에 이를 것으로 예상된다. 전 세계의 현대 도시들은 이러한 빠른 도시화에 대처하는 동시에 자연 재해와 기후 변화의 영향으로부터 많은 사람들을 보호해야 한다. 자연재해에서 살아남을 수 있는 회복력(resilience)과 도시회복력 구축을 통하여 기후변화 효과를 갖춘 지속가능한 도심지(sus- tainable urban) 조성은 향후 수십 년 동안 도시 계획과 엔지니어링에 매우 중요할 것이다. 본 고에서는 이러한 주제와 지속가능한 도시 개발과 탄력적인 도심지 개발에 대한 지하공간 이용의 기여와 영향에 대하여 논의하고자 하였다. 1. 지속가능한 도심지 지하공간 개발 지하공간 이용(underground space use)은 도시지역의 지속가능성과 관련이 있는데, 이는 지하시설의 사용이 토지지역의 인간의 점유율이 지표환경에 영향을 미치는 정도에 긍정적인 영향을 미칠 수 있기 때문이다. 도심지 지하의 지속가능한 이용에 대한 우려의 핵심은 미래세대에 의한 도시개발 기회의 유지이다. 지하인프라(underground infrastructure)는 여러 면에서 환경의 지속가능성에 기여한다. 토지, 물, 생물다양성을 포함한 천연자원 절약, 대기오염 감소(주로 지하 하수처리시설과 같은 부문도 포함) 및 불필요한 시각 및 소음 차단, 저에너지 사용 및 폐기물 발생 감소에 대한 기회 창출(compact city), 지진 및 기타 재해의 영향을 덜 받는 구조물 구축, 전반적인 경관 및 환경 품질 향상. 완전히 지하에 설치된 시설은 지표면 미관에 영향을 미치지 않으며, 지표면과 공기 사이의 열복사, 대류 및 수분 교환의 자연 생태적 교환을 유지하는 자연 지표면과 식물체를 허용할 수 있다. 지하 기반시설은 인공 구조물로 덮인 토지 면적을 줄일 수 있게 한다. 제1강 지속가능한 도심지 지하공간(UUS) 개발에 관한 고찰 Review of Sustainable Urban Underground Space (UUS) Development 김영근 한국터널지하공간학회 부회장 (주)건화 지반터널부 부사장 공학박사/기술사기술강좌 시리즈: 도심지 지하공간 개발과 대심도 지하인프라 구축 제1강. 지속가능한 도심지 지하공간(UUS) 개발에 관한 고찰 82 자연,터널 그리고 지하공간 지하 구조물은 일반적으로 수명이 길다. 이는 부분적으로 많은 환경 노출이 제거되었기 때문이기도 하지만 지압을 지보하기 위해 필요한 토목 구조물 때문이기도 하다. 이러한 탄력적인 구조는 장기적인 지속가능성을 위해 중요하다. 지하 구조물은 일반적으로 지 진, 허리케인, 토네이도, 외부 화재, 외부 폭발, 방사능 및 기타 테러 위협과 같은 재난적 사건에 대한 뛰어난 저항력을 제공한다. 지하 시설의 사용은 지표면에 건설하는 것이 불가능한 더 나은 교통과 공공 기반시설을 제공함으로써 도시 지역의 경제 성장의 기반을 바꿀 수 있다. 도시 지역에서 광범위하게 개발된 지하 기반시설은 도시의 일관성과 복원력을 향상시키는 중요한 시설을 포함하 여 독립적인 통신 및 서비스 공간층을 생성한다. 마찬가지로, 지하 시설의 이용은 도시의 사회 기반시설에 해로운 영향을 피할 수 있다. 지하인프라 개발은 또한 에너지 효율적인 시설을 제공하고 콤팩트한 도시 지역에서 더 높은 생활수준을 가능하게 함으로써 기후 변화 완화에 긍정적으로 기여할 수 있다. 도시의 특정 지역의 지하를 통해 보다 빠른 교통 서비스를 제공할 수 있다. 간단히 말해서, 지하 시설은 궁극의 “녹색 지붕(green roof)”을 제공하는 것으로 생각할 수 있다. 그림 1과 그림 2에는 선진국 등에서 진행되고 있는 지하공간 이용 사례가 나타나 있다. <그림 1> 지하 진공망(underground vacuum network)을 통한 도심지 폐기물 수집(스웨덴, 네덜란드 등) <그림 2> 지하 하수처리공장(underground wastewater treatment plant, 네덜란드, 로테르담, 헬싱키 등)제1강. 지속가능한 도심지 지하공간(UUS) 개발에 관한 고찰 Vol. 24, No. 3 83 1.1 지하공간의 영향(The impact of underground space) 지하공간은 그 자체로 환경적 실체이자 천연자원으로 지하 내 인간의 활동에 의해 훼손되거나 변경될 수 있다. 이러한 관점에서 지하시설은 지표시설보다 훨씬 큰 범위에서 시공 전 상태로 되돌릴 수 없는 구조물이라는 점을 강조해야 한다. 따라서 지하공간 이용 도 지속가능한 방식으로 계획되어야 한다. 자원으로서의 지하 환경(underground environment)은 그림 3에 나타난 바와 같이 공간(space), 물질(material), 지하수(ground- water), 지오에너지(geo-energy) 등 4가지 기본 요소로 구성된다. ∙ 공간 : 도시가 성장함에 따라 도시 지역의 지하공간은 점점 더 가치 있는 상품이 된다. 지하의 최상층만이 도시 공간 응용에 유용한 것으로 간주되고 있고, 대부분의 유틸리티 및 보행자 기능은 지표면 아래 5-10m 상단의 공간을 두고 만들어진다. 그러나 일부 교통 및 심층 유틸리티는 50-75m 깊이 범위까지 확장될 수 있다. ∙ 재료 : 지하 환경에서 재료의 중요한 측면에는 굴착 대상인 토질/암반 구조, 지하수가 유지되고 구조물이 건설되는 구조, 추출할 수 있는 유용한 자원/광물, 격리 상태를 유지해야 하는 위험 물질(천연 또는 인공)이 포함된다. ∙ 지하수 : 지역적인 수문학적 순환과 연결된 지하의 중요한 천연 자원이며, 도시 내에서 급수 자원으로서 중요할 수 있다. 지하수 조건의 변화는 지표면 구조에도 영향을 미칠 수 있다. ∙ 지오에너지 : 지하자원 범주로서의 에너지는 기계 시스템을 이용하여 지반과의 활발한 열교환으로 접근할 수 있는 지열 자원과 더불 어 주변 지반과의 지하 시설의 저열교환이 포함된다. <그림 3> 지하 환경(underground environment)의 기본 요소 그림 4에는 도심지 지하공간 서비스와 자산의 분류가 나타나 있다. 기술강좌 시리즈: 도심지 지하공간 개발과 대심도 지하인프라 구축 제1강. 지속가능한 도심지 지하공간(UUS) 개발에 관한 고찰 84 자연,터널 그리고 지하공간 <그림 4> 도심지 지하공간 서비스와 자원(underground resources)의 분류 1.2 지하공간의 지속가능한 이용 방향과 사례 도심지 지하자원(urban underground resources)은 일반적으로 사회에 의해 저평가되어 왔고 그 결과는 성장하는 도시에서 시간 이 지남에 따라 증가하는 사용에 대한 효과적인 계획이 부족하게 되었다. 지하의 효율적이고 지속가능한 이용은 지하자원의 개발 우선 순위에 따라 크게 방해받는다. 도시가 성장함에 따라 천층 지하의 많은 용도는 시간이 지남에 따라 변화되어 왔으며, 이러한 용도에는 건물 기초와 지하실 및 광범위한 케이블 네트워크가 포함된다. 유틸리티 및 운송 서비스를 담당하는 지하 터널은 일반적으로 개별 프로젝트 선택으로 취급되지만, 이러한 시설에 대한 설계결정은 향후 필요에 따라 지하공간을 사용할 수 있는 능력에 영향을 미친다. <그림 5> 지하 열 저장 시스템(중국 등) 그림 5에서 보는 바와 같이 중국 등에서 온열 및 냉열 저장 방식이 광범위하게 사용되고 있다. 그것들은 지하의 고유한 특성을 사용하여 탄소 Footprint을 줄일 수 있는 지속 가능한 발전의 대표적인 예이다. 예를 들어, 지열 교환 시스템은 북부 기후에서 인기를 제1강. 지속가능한 도심지 지하공간(UUS) 개발에 관한 고찰 Vol. 24, No. 3 85 얻고 있다. 이러한 시스템과 관련된 지속가능성 문제에는 향후 중요한 사용에 이용될 수 있는 깊은 수직 보어홀의 “Forest”을 포함하는 도심지 하부 지하에 많이 만드는 것이 포함된다. 핀란드 헬싱키에서는 대성당 지하공간을 활용해 데이터 저장센터를 찾는 프로젝트가 진행 중이다. 인터넷과 “클라우드” 컴퓨팅의 사용이 증가함에 따라 스토리지 센터의 필요성도 커지고 있다. 이 센터를 지하에 배치하면 냉각에 필요한 에너지가 절약되고 회수된 에너지가 겨울 동안 1,000개의 주택을 데울 수 있다. 말레이시아 쿠알라룸푸르에는 빗물 관리 및 도로 터널이 건설되었다. 처음에는 비가 많이 오는 동안 도시가 홍수를 막기 위해 큰 빗물 하수도로 계획되었던 것이 이제는 주요 홍수 사건 때를 제외하고 교통 혼잡을 완화하기 위해 이용할 수 있는 노선의 일부를 따라 도로 터널을 포함한다. 그림 6, 그림 7, 그림 8과 그림 9에는 다양한 지하공간 개발 사례가 나타나 있다. 지하공간의 지속가능한 개발은 단순히 지하공간을 이용하는 것이 아니라, 기능을 결합하고 사회를 위해 가치를 창출하기 위해 사용 하는 것을 요구한다. <그림 6> 지하공간 개발 사례(지하교회 및 지하주차장, 헬싱키) <그림 7> 지하공간 개발 사례(지하공동 및 지하도시, 홍콩)기술강좌 시리즈: 도심지 지하공간 개발과 대심도 지하인프라 구축 제1강. 지속가능한 도심지 지하공간(UUS) 개발에 관한 고찰 86 자연,터널 그리고 지하공간 <그림 8> 도심지 대심도 지하인프라(SMART Tunnel, 말레이시아) <그림 9> 도심지 대심도 지하인프라 - Underground Discharge Chanel (Kasukabe, 일본) 2. 도심지 지하공간(UUS) 개발의 기본 방향 도심지 지하공간(UUS)의 활용은 도시 문제에 대한 효과적인 해결책을 제공하지만 도심지 개발에도 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 따라서 UUS 개발은 다양한 도심지 시스템과 지하공간의 여러 구성 요소를 조정하기 위해 더 나은 일치된 지침이 필요하다. UUS 개발 을 위한 중요한 잣대로 보아야 할 지속가능한 개발목표(SDG, Sustainable Development Goal)는 도심지 지하공간을 명시적으로 언급 하지 않고 있지만, 그 개발의 긍정적 결과와 부정적 결과 모두에 영향을 받고 있다. 이러한 차이를 해결하기 위해 본 검토는 관련 UUS 개념의 기초를 마련하고 17개의 SDG 중 11개가 UUS 사용과 연계될 수 있음을 보여주는 예시적인 사례를 보여준다. 이러한 연결 은 또한 토지관리, 통합 계획, 설계 및 시공기술이 SDG 실현에 대한 UUS의 기여도를 높이는 데 중요한 요소라는 것을 보여준다. 이 네 가지 중요한 항목사이에서 합목적적인 시너지를 달성하기 위해서는 공간 데이터 인프라를 기반으로 한 통합적 접근 프레임워크 가 필요하다. 따라서 본 고에서는 실무자들에게 지속가능한 UUS 개발에 대한 통합적인 관점을 제공한다. Engineering Fronts에 따르면 도심지 지하공간(UUS)의 개발 및 활용은 토목 및 건축 공학의 상위 10개 개발 분야 중 하나이다. 상기 보고서에서 발표된 핵심 특허의 수는 UUS 사용과 친환경 건설자재가 현재 건설 공학의 주요 개발 추세이며, 글로벌 도시화와 제1강. 지속가능한 도심지 지하공간(UUS) 개발에 관한 고찰 Vol. 24, No. 3 87 지속 가능한 개발에 의해 주도되고 있음을 보여준다. 갈수록 증가하는 도시화율은 개발도상국과 선진국의 인구밀집도시에 더 많은 토지이용 압력을 가하고 있기 때문에, 중요한 토지자원으로서 UUS의 활용이 많은 관심을 끌고 있다. 중국에서는 2018년에 운영 중인 철도 노선(대부분 지하화)과 유틸리티 터널이 각각 5000km와 7800km를 넘어섰다. 일본 도쿄의 경우 기존 건물의 99.9% 이상이 4층 이내 지하실을 갖추고 있으며, 도쿄 Skytree의 지하실 깊이는 지하 35m로 난방장치와 저수설비가 갖춰져 있다. 호주 멜버른 도시 에서도 교통 능력을 향상시키기 위해 UUS를 언급하는데, 이는 현재의 West Gate Tunnel과 메트로 터널 프로젝트에서 예시되었다. 또한 UUS 이용은 도시화의 지속가능한 수단으로 간주되지만, 지속가능성은 UUS 이용에 의해 산출되는 관련 기여도를 측정할 수 있는 기준이 없다는 점에서 광범위한 주제이다. 2015년 UN 193개 회원국이 채택한 지속가능개발목표(SDGs)의 등장은 이에 대한 유 효한 해결책을 제공한다. 유엔 밀레니엄 개발 목표(MDGs)를 바탕으로 SDG는 사람들의 복지(예: 빈곤, 건강, 교육 및 양성 평등)에 대한 MDG를 확장하는 것뿐만 아니라 지구의 생명 지원시스템(예: 물, 에너지, 기후, 생물 다양성 및 생태계) 보호의 중요성을 강조한 다. 17개의 SDG와 그에 상응하는 169개의 구체적인 목표는 2030년까지 구현될 것으로 예상된다. 그러나 최근 UN 보고서에 따르면, SDGs의 실현에 필요한 글로벌 전환은 “아직 필요한 속도나 규모로 진전되지 않았다”라고 하는데, 이는 부분적으로 SDG가 인간의 필수적인 요구와 지구를 보호하기 위한 예상 목표 사이의 균형을 맞추는 복잡성을 확대하는 광범위한 차원을 커버하기 때문이다. 이러 한 문제를 해결하기 위해 SDG와 물, 토양, 농업, 에너지, 화재, 생태계, 섬유, 비주거용 건물, 새로운 도시 정책 사이의 연관성을 밝히 기 위한 광범위한 연구 노력이 이루어졌다. 이러한 연관성은 SDG에 기여할 수 있는 긍정적인 상관관계가 있다. 이와 관련하여, UN 인간정착 프로그램(UN-Habitat)과 도심지 지하공간을 위한 연합 연구 센터(ACUUS)가 있다. UUS 이용 및 개발을 촉진하는 비정부 기구(ACUUS)는 양해각서(2019년 10월 서명)에 반영되었듯이, UUS가 도심지 지속 가능성과 회복력에 기여하는 것에 대한 인식을 높 이는 데 있어 협력의 중요성을 인식하고 있다. 그러나 UUS가 SDGs에 어떻게 기여하는지 명시적으로 보여줄 수 없다면 협력적인 노력은 소용이 없을 것이다. 2.1 도심지 지하공간(UUS) 기본 개념 2.1.1 도심지 지하공간(UUS)의 정의 일반적으로 지하공간은 문자 그대로 지표 하부에 위치한 지오공간(geospace)으로 정의될 수 있다. 보다 넓은 관점에서 볼 때, 지하 공간은 지표와 지구 중심부 사이에 존재하는 생물체 또는 비생물체의 모든 것을 포함한다. 급격한 도시화로 인한 문제점을 해결하기 위한 수단으로서 도심지 지하공간 이용의 중요성이 부각되고 있다. 따라서 “UUS”라는 용어는 외부 환경으로부터의 격리, 온도 안정성, 토질 또는 암반에 의한 보호, 높은 개발 비용 등 일반적인 특성을 가진다. 그러나 UUS는 종종 건물 지하 및 지하 차고와 같은 도심지 하부공간과 혼동된다. 이러한 시설은 일반적으로 저장, 산업, 운송, 유틸리티 및 통신, 공공 서비스 및 민방위 등 다양한 도시 기능을 수용하기 위해 UUS를 사용하는 것을 가리키는 의사 결정자와 계획 실무자의 주요 관심사이다. UUS는 지속적으로 증가하는 인구의 수요를 충족시키기 위해 제한된 도심지 공간을 효과적으로 확장하기 위한 것으로, 암반으로 둘러싸인 도심지 지표면 아래에서 인공적으로 만들어진 물리적 공간으로 정의할 수 있다. 2.1.2 지하자원과 지하자산 지하자원(underground resource)의 개념은 물리적 공간, 지열 에너지, 지하수 및 지하자원을 지하자원의 잠재력으로 식별하는 DEEP CITY 프로젝트에서 비롯되었다. 지하자원이 UUS의 중요한 하위 집합인 반면, 도심지 지하인프라(UUI)는 지하자원의 하위 범주Next >