< Previous최신 터널 뉴 스 108 자연,터널 그리고 지하공간 편집위원 : 황범식(한국도로공사 도로교통연구원 책임연구원) □ 소규모 노후 교량·터널 관리 강화한다 ｢시설물안전법｣ 시행령 개정안 국무회의(11.8) 통과 국토교통부는 11월 8일 국무회의에서 ｢시설물의 안전 및 유지관리에 관한 특별법 시행령｣ 개정안이 의결될 예정이라 고 밝혔다. 본 개정안은 안전관리 사각지대에 있는 소규모 교량과 터널도 시설물 안전관리 대상에 포함되고, 건설현 장 안전점검 결과 부실시공에 대해서는 무관용 처벌한다는 내용을 담고 있다. 개정 시행령은 대통령 재가를 거쳐 공 포 후 6개월 뒤부터 시행될 예정이다. 정부는 시설물의 규모· 중요도 등에 따라 1종(대형), 2종(중형), 3종(소형)으로 시설물을 구분하여 지정· 관리하고 있다. 1종· 2종은 일정규모 요건을 충족하면 당연히 지정되지만, 3종 시설물은 지정권자(광역 지자체장 등)가 별도 지정하는 방식을 취하고 있어 관리 사각지대에 놓일 수 있다는 지적이 따랐다. 개정 시행령은 준공 후 10년이 지난 소규모 교량· 터널도 시설물 안전법상 제3종 시설물로 지정해 관리토록 하는 내용을 담고 있어, 소규모 노후 교량· 터널도 안전관리가 강화될 것으로 기대된다. 소규모 상태불량 시설물에 대한 상위점검도 의무화된다. 제3종 시설물은 육안점검(정기안전점검)만 의무화해 구조 적 결함 확인은 곤란한 사례가 많아 보수· 보강이 어렵다는 지적이 있었다. 개정안은 3종 시설물의 정기안전점검 결 과, 긴급한 보수· 보강이 필요한 D(노후화) · E(심각한 상황)등급 시설물로 판정되면 1년 이내 정밀안전점검을 의무 화했다. 국토부는 또 전국 건설현장의 겨울철 안전사고를 사전에 예방하기 위해 9일부터 다음 달 20일까지 30일간 동절기 대비 건설현장 안전점검을 하기로 했다. 점검대상은 건축물, 철도· 지하철, 도로, 택지, 공항 등 국토부 소관 건설 현 장이다. 이 중 2460개 현장을 대상으로 국토부, 국토안전관리원, 한국도로공사, 한국토지주택공사, 국가철도공단 전문가 1222명을 투입해 점검한다. 이상일 국토부 기술안전정책관은 “제도개선으로 상대적으로 취약했던 소규모 시설물들의 안전관리가 강화될 수 있 다”며 “국민의 생명과 안전에 직결된 내용인 만큼 개정내용이 현장에서 조기에 안착될 수 있도록 적극적으로 노력할 계획”이라고 밝혔다. 또한, “사전 현장 안전점검 결과 부실시공이 적발되면 무관용 원칙으로 관련법에 따라 처벌할 예정”이라고 밝혔다.최신 터널 뉴 스 Vol. 24, No. 4 109 □ 현대건설, 터널 기계화 시공에 앞장서다 (좌) 인천도시철도 1호선 검단연장선 현장 연구개발 수행에 사용된 로드헤더/(우) 고속국도 제400호선 김포-파주 현장에 적용중인 TBM(Tunnel Boring Machine), 제공: 현대건설 현대건설이 국내 최초로 한국형 ‘로드헤더 굴착속도 예측모델’을 개발하고 관련 특허를 등록하는 등 터널 기계화 시 공에 앞장서고 있다. 최근 수도권 및 대도시 집중화 현상이 심화되면서 교통난 등 생활환경이 악화되고 있다. 이에 따라 교통망 확충을 위 한, 지하 40m 이하 공간인 대심도 터널의 필요성이 강조되고 있으며, 안전한 터널 공사를 위해 굴착의 중요성이 증 가하고 있다. 일반적으로 굴착의 경우 폭약을 이용한 재래식 발파공법이 사용되나, 이는 열악한 작업환경으로 사고의 위험성이 크 며 소음 및 먼지 발생 등의 단점이 있다. 특히 고층 아파트가 밀집한 도심지는 발파로 인한 진동으로 잦은 민원이 생 기며, 이에 따른 공사의 어려움도 있다. 현대건설은 이러한 문제점을 해결하기 위해 터널 기계화 시공을 연구, 한국형 ‘로드헤더 기계 굴착속도’에 대한 예측모델을 개발하고 관련된 특허를 등록했다. 로드헤더(Roadheader)는 터널 굴 착을 위해 사용하는 기계로, 주로 해외에서의 탄광 및 터널 공사에 사용됐다. 대형 터널 굴착 기계에 비해 상대적으 로 저렴하고 활용범위가 높아 최근 국내에서도 사용이 증가하고 있다. 국내에서는 아직 적용사례가 많지 않아 해외 에서 개발된 굴착속도 예측모델에 의존했으나, 암반이 단단하고 복합지층이 많은 국내 지반 특성상 한계가 있었다. 이를 위해 현대건설은 ‘인천도시철도 1호선 검단 연장선 현장’을 대상으로 연구개발을 수행, 해외 예측모델을 검증하 는 한편, 국내 지반 특성을 고려한 한국형 ‘로드헤더 기계 굴착속도’ 예측모델을 개발했다. 현대건설이 개발한 ‘로드 헤더 기계 굴착속도’ 예측모델은 ▲입지조건검토 ▲암석 강도 분석 ▲ 로드헤더 장비사양 ▲굴착시간 예측 ▲커터 (Cutter) 소모량 및 교체시간 예측 ▲로드헤더 굴착공기 및 공사비 산출 등으로 이뤄진다. 제일 먼저 ▲입지조건을 검토해 장비 적용가능 여부를 확인하고 ▲암석 강도 분석을 통해 장비사양을 검토한다. 장비 사양 검토 후에는 ▲장최신 터널 뉴 스 110 자연,터널 그리고 지하공간 비에 따른 굴착속도 및 커터 소모량을 예측하고 ▲소요작업 시간을 반영한 로드헤더 공기와 공사비를 산출 ▲최종적 으로 로드헤더 적용 여부를 판단한다. 이에 따라 한국의 지질조건을 반영, 기존 예측모델보다 정확하게 굴착속도를 예측할 수 있게 됐다. 이를 통해 공기 단축 및 경제성 향상도 기대된다. 또한, 현대건설은 TBM(Tunnel Boring Machine) 공법에서도 다양한 연구개발을 수행하는 등 기계식 굴착 장비를 통한 터널 기계화 시공에 앞장서고 있다. 최근에는 TBM 운영에 필요한 각종 데이터와 지반 정보를 실시간으로 취합 및 분석해 TBM 운전자에게 최적의 운영 방법을 제시하는 ‘TBM 통합운전관리시스템(TADAS, TBM Advanced Driving Assistance System)’을 개발했다. 현대건설이 개발한 이 기술은 2021년 한국건설경영협회 주관 ‘건설기술 연구’에서 우수사례에 선정됐으며, 올해 9월 덴마크에서 개최된 세계 최대 터널 학술대회 ‘WORLD TUNNEL CONGRESS 2022’에 소개되어 그 우수성을 인정받았다. 현대건설은 ‘TBM 통합운전관리시스템’의 실증을 마쳤으며, ‘대곡-소사 복선전철 현장’에 실제 적용해 공기 단축과 공사비 절감의 성과를 이뤘다. 향후에도 ‘고속국도 제400호 선 김포-파주 현장’에 기술을 적용하는 등 범위를 확대시켜 나갈 계획이며, 다양한 연구개발을 통해 터널 기계화 시 공 핵심기술을 확보, 시장에서의 우위를 이어나갈 계획이다. 현대건설 관계자는 “최근 도심내 진행되는 도시철도 사업 증가와 함께 GTX 노선 등의 수요 증가로 터널 공사에 대한 수요가 높아지고 있다”며 “향후 다양한 기술을 적극 개발하고 도입해 지하공간에서의 작업환경을 개선시키며 건설현 장의 선진화에 앞장서겠다고 밝혔다.최신 터널 뉴 스 Vol. 24, No. 4 111 □ 국토교통과학기술분야 최대 규모 전시회, ‘2022 국토교통기술대전’ 개막 국토교통과학기술진흥원 박승기 원장 개회사 국토교통부 어명소 차관 기념사최신 터널 뉴 스 112 자연,터널 그리고 지하공간 국토교통부(장관 원희룡)가 주최하고 국토교통과학기술진흥원(원장 박승기)이 주관하는‘2022 국토교통기술대전(이 하 기술대전)’이 ‘공간과 이동의 혁신, Beyond Imagination’을 주제로 11월 10일부터 11일까지 수원컨벤션센터에서 열렸다. 이번 기술대전은 모빌리티 시대 개막을 맞이하여 모빌리티, 스마트시티등 유관 분야의 성과를 공유하고 미래 비전을 논의하기 위해 마련되었다. 올해 12회를 맞이하는 이번 기술대전은 ‘공간과 이동의 혁신, Beyond Imagination’이라는 주제로 미래 모빌리티 중 심의 국토교통 미래비전과성과를 공유하고, 국토교통기술 관계자의 산업교류 및 사업화 기회를 제공하기 위해 마련 되었다. 특히, 코로나-19로 인해 2019년 이후 3년 만에 대면행사로 개최되었으며, 국토교통 과학기술 분야 최대규모 전시회 라는 명성에 걸맞게 250개 기관이 총 372개의 대규모 부스로 참여하였다. 이번 기술대전은 미래 모빌리티, 융복합 기술, 기업성장 지원을 주요 키워드로 R&D테마파크관, 디지털국토관, 융합 기술관, 탄소중립관, 뉴테크관, 유레카관 등 6개 테마관으로 구성되었으며, 국토교통 관련 기업성장의 기회를 제공 하기 위한 B2B 행사를 비롯해 일반시민, 초 · 중 · 고 · 대학생, 산업관계자를 대상으로 다채로운 체험행사도 마련되 었다. 개막식에 참석한 국토교통과학기술진흥원 박승기 원장은 개회사에서 “지금 세계는 첨단 기술과 전략산업업 경쟁력 확보를 위한 글로벌 기술패권 경쟁이 치열하며 미래 신산업 선점을 위한 경쟁이 가속화되고 있다”라며 “국토교통 R&D는 기존 국토교통산업을 미래 신산업으로 성장시키는 연결고리로서의 역할을 담당하고 있다”라고 말했다. 박승기 원장은 이번 국토교통기술대전이 이러한 국토교통 R&D 역할과 그간이 연구성과를 국민과 공유하는 자리로 서 도심항공교통, 자율주행차, 수소버스는 물론 시스마트건설과 시마트시티, 그리고 탄소중립, 기후변화 대응을 위 한 수소 인프라와 온실가스 저감기술까지 한국의 국토교통산업의 미래를 책임질 다양한 R&D 핵심 성과들을 선보이 고 있다고 소개했다. 어명소 국토교통부 제2차관은 더욱 편리하고 안전한 인프라와 플랫폼을 만들어가야 하는 국토교통 기술 역시 많은 변화를 요구받고 있기에 정부에서도 민간 및 공공연구기관들과 협업하면서 새로운 미래의 국토기술들이 본격적으로 상용화될 수 있도록 생태계를 구축할 계획이라고 밝혔다. 또한 모빌리티 시대 개막을 위해 2027년 운전자가 필요 없는 완전 자율주행이 상용화될 수 있도록 자율주행 친화적 인프라를 구축하고 혁신의 걸림돌이 되는 규제는 과감하게 개선하겠다고 피력했다.Vol. 24, No. 4 113 ▨ Cross Island Line Phase-1 CR102 1. 사업개요 □ 공사명 : Singapore and Construction of Tunnels between Aviation Park Station and Deport (Contract CR102) □ 위치 : Chang Airport 인근 □ 발주처 : Land Transport Authority, Singapore <그림 1> Singapore Rail Transport Network (LTA) 국외사업 편집위원 : 전병한(LT삼보(주) 기술연구소)114 자연,터널 그리고 지하공간 프로젝트소개 Singapore LTA는 2030년까지 철도네트워크를 총 연장 360km로 확장하여, 도쿄, 홍콩 나아가 런던, 뉴욕보다 더 긴 연장을 가지는 철도연장 프로젝트를 수행중이며 2020년 Thomson-East Coast Line 준공을 시작으로 2032년 Cross Island Line 준공을 목표로 하고 있다. <그림 2> Cross Island Line, Phase-1 Cross Island Line은 Singapore의 8번째 MRT노선으로 총 연장 50km이며, Phase-1 구간, Phase-2 구간과 CPe (Pungggol 지역 지선) 구간을 포함하고 있다. 그중 Phase-1 구간은 29km, 12개 역사로 구성되며, Jurong Lake 지역, Punggol Digital 지역 및 Changi 지역과 같은 주요 허브를 연결함으로써 동부, 서부 및 북동지역 개발에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 또한 수송측면에서 매일 최소 6만명의 승객을 확보하고 장기적으로 100만 명으로 증가할 것으로 예 상된다. Vol. 24, No. 4 115 국내사업 Phase-1 전 구간은 Design & Build 방식으로 발주되었다. 이 중 CR102, CR106, CR108 공구를 국내업체에서 수주하 였으며 LT삼보(주)는 Shanghai Tunnel Engineering Co. Ptd Ltd와 함께 CR102 공구를 수주하였다. CR102 공구는 글 로벌 컨설팅 업체 Surbana Jurong Group에서 설계하였으며, 지반개량(1,303,000m3), Cut&Cover 터널(1.1km), Shield 터널(5.6km), 지하연속벽(61,300m3), Barrette Pile(103,000m3), Cut&Cover 구조물(121,000m3), 토공(745,500m3), Facility Building 등을 포함한 복합공사(그림 2 참조)로 공사금액은 SGD 7.8억원 규모이며 2022년에 착공하여 2032년 에 완공 예정이다. <그림 3> CRL Phase-1 CR102 Detail and Construction Works 2. Project Issue 사항 및 해결책 2.1 연약지반 처리 CR102 구간은 1990년대 이후 Changi Airport 건설을 위해 바다를 매립하여 조성된 부지이다. 그림 4와 같이 G.L -15.0m부터 매우 연약한 해상 점토층인 Kallang Formation이 존재하고 있고 Shield 터널이 이 층을 따라 통과하도록 설계되어 있었다. 따라서 터널 시공 및 공용 시 발생할 수 있는 침하에 대한 적절한 대책이 필요하여 그림 5와 같이 Deep Cement Mixing (DCM) 공법을 적용하였다. 개량조건은 탄성계수() 500MPa, 일축압축강도() 700kPa, 투수계수() × 이며 SPT-N값이 30 이상 나오는 지층에서 1.0m 아래까지를 개량 심도로 설정하였다. 116 자연,터널 그리고 지하공간 프로젝트소개 <그림 4> Site Investigation Results of CR102 <그림 5> Ground Improvement PlanVol. 24, No. 4 117 국내사업 2.2 고도 제한 CR102 구간은 그림 6과 같이 Changi Airport 2번, 3번 활주로 사이에 위치하고 있어 작업 시 고도 제한에 영향을 피 할 수 없었다. APR측 Cut&Cover터널 구간의 작업 제한 고도는 20m AMSL(Average Mean Sea Level)으로 실제 작업 높이는 16.0m에 불과하여 지하굴착 공법 및 장비 투입에 상당한 제약을 받았다. 그뿐만 아니라 하부에 두꺼운 해성 점 토층이 형성되어 있어 흙막이 벽체 및 파일은 40~60m 이상의 대심도까지 시공되어야 했다. 따라서, 작업 높이가 16.0m 이하이며 대심도 굴착이 가능한 공법 및 장비가 필수적이었다. 이러한 문제를 해결하기 위해 LT삼보(주)가 보유한 Low Head Room BC Cutter를 활용한 지하연속벽을 흙막이 공법으로 채택하였고 본체 및 Mud Pipe, Hydraulic Horse Drum 을 개조하여 작업고도 제한에 저촉되지 않고 대심도 굴착이 가능하게 하였다(그림 7 참조). <그림 6> Location map of tunnel between Aviation Park Station and Loyang Station (LTA) <그림 7> Modified Low Head Room BC CutterNext >