< Previous기계화 시공위원회 TBM 현장 방문기 108 자연,터널 그리고 지하공간 [버력 반출용 연신컨베이어벨트][TBM 장비 특징(현장 제공)] 장비 안쪽으로 들어가니, 장비에 장착된 기계 벨트와 연신컨베이어를 연결해 주는 벨트로 판단되는 크로스 벨트와 호퍼가 가장 먼저 보였다. 예상과는 달리 버력이 호퍼를 통해 벨트로 이송되는 과정에서 분진은 전혀 발생하지 않는 것으로 확인되었다. 다만, 호퍼 내에서 버력이 낙하하면서 쿵쿵거리는 소음이 지속해서 발생하는 것으로 보였다. [버력 반출 장면(호퍼)][버력 반출 장면(크로스 벨트)] 마침 굴진을 막 마치고, 세그먼트를 조립하는 공정이 진행 중이었고, 그 과정에서 쉴드잭이 수축하는 모습을 생생 히 지켜볼 수 있었다. 또한, 굴진이 잠시 멈춰있는 사이, 장비 후방에서 현장 근로자가 각종 배관을 점검하는 모습도 확인할 수 있었다. 20명 정도의 외부 손님이 방문했음에도 불구하고, 전혀 신경 쓰지 않고 근로자 개개인이 마치 하 나의 톱니바퀴와 같이 각자의 자리에서 자기 업무를 성실하게 수행하고 있었다. 이민상 소장님께서 왜 현장 직원들에 대한 칭찬을 아끼시지 않는지를 다시 한번 느낄 수 있었고, 우수한 인력과 좋은 장비가 어우러져 긍정적인 시너지 효 과가 발휘되었기 때문에 지금까지 좋은 결과물을 얻을 수 있지 않았나 라는 생각이 들었다.Vol. 25, No. 2 109 국내 최초 로드헤더 적용 터널 공사현장을 다녀오다 [세그먼트 조립 장면][쉴드잭 수축 장면][배관 정비 장면] 터널 안에 있으면서 견학자 중, 나만 유독 유심히 살펴본 것은 다름 아닌 TBM 장비를 조종하는 OP실 이였다. 자 세히 볼 수는 없었지만, OP실에는 중국 제작사에서 파견된 두명의 오퍼레이터가 실시간으로 기계 데이터를 모니터링 하고 있는 것으로 판단되었다. 나의 박사 학위 논문 주제가 TBM 오퍼레이팅 시뮬레이터여서 그런지도 모르지만, 오 퍼레이팅 패널이 어떻게 구성되었는지, 오퍼레이터가 무엇을 하고 있으며, 어떤 데이터를 실시간으로 모니터링 하는 [TBM OP실 모습][TBM 장비 내부 펌프 시스템 패널]기계화 시공위원회 TBM 현장 방문기 110 자연,터널 그리고 지하공간 지를 관찰하였다. 예상대로, 굴진이 아닌 세그먼트를 조립하는 공정이 진행되고 있었기 때문에, 오퍼레이터가 뭔가를 직접 장비를 제어하는 모습은 보이지 않았고, 메인 패널을 통해 기계 데이터 이상 유무 정도만 실시간으로 확인하고 있는 것으로 보였다. OP실 반대쪽에는 지상 백필 플랜트로부터 이송되는 백필 그라우팅 뒤채움재의 A액을 저장해 두는 중계 플랜트가 있었다. 본 현장에는 2액형 규산계 재료를 백필 그라우팅 뒤채움재로 사용하고 있어서, A액과 B액 두 종류의 중계 플 랜트가 터널 내부에 있다. 다만 주입량의 차이 때문인지, B액 중계 플랜트는 A액 플랜트 대비 용량이 상대적으로 작 은 것으로 확인되었다. [백필 뒤채움 A액 중계 플랜트] 갱외로 다시 걸어 나가는 동안 터널 바닥부를 확인해 보았다. 아직 지하수 유입이 예상되는 하저 구간을 통과하지 않아 그럴 수도 있으나, 바닥부가 거의 완벽할 정도로 너무 깔끔한 것을 보고 놀랐다. 전반적으로 터널 내 작업환경이 매우 쾌적해 보였고, 터널 내 관리가 잘 이루어지고 있음을 느꼈다. Vol. 25, No. 2 111 국내 최초 로드헤더 적용 터널 공사현장을 다녀오다 [터널 내 바닥부 모습][TBM 장비 내부 펌프 시스템 패널] 터널 밖에는 일부 위원님들께서 이미 나와서 우리를 기다리고 계셨다. 먼저 나오신 분들끼리 빠르게 사진 한번 찍 자는 위원장님 의견에 따라 터널 갱구부 근처에서 기념사진을 찍었다. [현장견학 기념사진(터널 갱구부 근처에서)]기계화 시공위원회 TBM 현장 방문기 112 자연,터널 그리고 지하공간 현장 상황실로 다시 돌아가니 어느덧 오후 5시가 훌쩍 넘었다. 착용했던 안전 장구류를 반납하고, 미리 준비해 온 플래카드 앞에서의 기념사진 촬영을 끝으로 공식적인 현장 견학 일정은 마무리되었다. 현장 여건상, 작년 10월 김포- 현장 견학만큼 많은 인원이 참석하지 못하였지만, 인원이 적은 만큼 터널 내에 들어가서 직접 많은 것을 자세히 보고 궁금한 사항을 물어볼 수 있어서 개인적으로는 오히려 더 만족스러운 견학이었다. 같은 TBM 터널일지라도, 터널 단 면 크기, TBM 종류 및 현장 여건 등에 따라 터널 내 작업환경이 확연히 다를 수 있음을 이번 견학을 통해 다시 한번 느끼게 되었다. 앞으로도 더 다양한 TBM 현장을 방문해 볼 기회가 있었으면 좋겠다. 마지막으로 국내 최초로 로드헤더가 적용된 철도 터널 현장을 직관할 기회를 주신 한국터널지하공간학회 김낙영 회장님과 기계화시공 기술위원회장 박진수 박사님과 기술위원회 관계자 여러분, 견학이 진행되는 동안 현장에 대한 자세한 설명과 많은 도움을 주신 현장 관계자분들께 마음 깊이 감사의 말씀을 드리며, 앞으로의 남은 구간 공사도 지 금처럼 성공적으로 진행되기를 간절히 기원합니다. 감사합니다. [현장견학 기념사진(현장 상황실 앞에서)]터널 질의 답변 Vol. 25, No. 2 113 ○ 해저터널 배수설계가 산악터널과 다른점은 무엇일까요? 답변 : 첫째, 해저터널은 터널 상부에 무한으로 유입수를 공급하는 무한수원인 해수가 있다는 점이 산악터널과 가장 큰 차이점 입니다. 해저터널은 지하수 유입량이 산악터널에 비해 많습니다. 일반적인 산악터널의 지하수 유입량 0.1~0.2m3/min/ km에 비해 보령해저터널이나 인천북항터널은 약 0.8m3/min/km로 4배 이상 많습니다. 둘째, 터널 종단선형의 형태입니다. 일반적인 산악터널은 종단선형이 한쪽방향 경사가 있어 터널내로 유입되는 지하수 가 자연적으로 외부로 배출되나 하· 해저터널은 V자형의 종단선형으로 인해 지하수가 터널 중앙부로 모이게 됩니다. 따라서 터널중앙 최저점부에 집수정과 적절한 외부배수 시설을 설치해야 합니다. 셋째, 유입되는 지하수에 염분이 함유되어 있다는 점입니다. 터널 바닥에 설치하는 맹암거나 외부 배출수용 배수관 재 질 선정시 부식저항성이 높은 재질을 선정해야 합니다. ○ 해저터널 내 지하수 유입량이 많으면 어떠한 문제가 있을까요? 답변 : 일반 산악터널 규모의 배수시설로는 배수능력이 부족하여 터널내 포장면으로 지하수가 유출되는 경우가 발생합니다. 최근 인천지역의 해저터널에서도 지하수 노면유출로 문제가 된 사례가 있습니다. 물론 전적으로 유입량 과다와 배수능력 부족 만의 문제는 아닙니다. 맨홀설치가 불가능한 포장면 하부에 맹암거가 설치되어 배수관의 유지관리가 불가능하고 세립분에 의한 맹암거 필터용 부직포 폐색, 저점부 구배완화구간의 배수능력 부족등 복합적인 원인으로 인해 발생할 수 있습니다. 터널 Q&A (해저터널의 배수설계에 관하여) 박민수 서하기술단 전무이사114 자연,터널 그리고 지하공간 ○ 지하수 유입량이 많은 해저터널에서 배수능력을 증대하기 위한 방법은 무엇이 있을까요? 답변 : 우선 배수관의 지속적인 유지관리를 위해 맨홀을 설치하되 간격을 최소화하는 것이 필요합니다. 다음으로는 터널 바닥 에 설치된 주배수관인 맹암거의 직경을 확대하여 배수능력을 증대해야 합니다. 일반적으로 맹암거는 300mm 내외의 유공관을 사용하지만 해저터널은 터널의 길이와 종단 기울기를 감안하여 충분한 크기로 확대해야 합니다. 또한 필터층 과 배수관 주변에 포설되는 자갈의 배수기능을 향상해야 합니다. 스크리닝스 등 세립분 사용을 지양하고 필터기능을 확보하는 범위에서 골재 직경을 증가시키는 것이 효과적입니다. 아래 그림은 최근 해저터널의 배수능력 증대를 위한 설계 사례입니다.Vol. 25, No. 2 115 ○ 배수능력 증대방안중에 포장면 하부 시멘트안정처리필터층 두께 증가와 고투수성을 적용했는데 어떤 효과가 있나요? 답변 : 필터층은 침투된 지하수를 신속하게 배수하기 위해 설치하는데 터널 바닥의 필터층의 침식을 방지하기 위해 시멘트로 안정처리를 합니다. 필터층은 산악터널에서는 150mm 두께로 설치하나 터널내 용수량에 따라 최대 250mm까지 확대합 니다. 필터층의 침투된 지하수를 배수해야 하므로 투수성이 중요한데 통상적으로 사용되는 시멘트안정처리필터층은 세 립분인 스크리닝스가 포함되어 투수성 부족현상이 발생할 수 있습니다. 산악터널에서는 투수성이 부족해도 크게 문제 되지 않지만 해저터널에서는 충분한 투수성을 확보해야 합니다. 따라서, 스크리닝스 등 세골재 없이 조골재와 시멘트 량 증가시켜 투수성과 압축강도를 모두 향상시킨 고수투성 시멘트안정처리필터층이 해저터널에서는 적합할 것으로 판 단됩니다. ○ 해저터널의 V자형의 종단선형으로 침수우려도 높을듯한데 어떤 대책이 있을까요? 답변 : 터널 유입수가 중앙으로 모이는 선형조건으로 인한 외부 우수 유입과 정전, 펌프 고장으로 실제 침수가 발생한 사례도 있습니다. 첫째, 외부 우수의 터널내 유입을 방지하도록 계획해야 합니다. 기후변화로 인한 극한강우에 대비하여 충분한 높이의 갱구부 차수둑을 설치하고 노면으로 유입되는 우수 처리를 위한 개착구조물 집수정 배수능력을 충분히 확보하는 등 외 부 유입수가 터널 내로 유입되지 않도록 계획해야합니다. 둘째, 전기실이 침수되지 않도록 지상에 전기실을 설치해야 합니다. 통상적으로 배수펌프와 가까운 곳에 전기실을 설 치하는 것이 일반적이나 해저터널에서는 저점부에 전기실을 설치하여 침수되는 경우 배수시설이 마비되고 복구에도 많 은 비용이 소요되므로 지상에 설치하는 것을 권장합니다. 셋째, 집수정 및 배수펌프 설치 시 충분한 여유용량을 확보해야 합니다. 정전이나 화재, 고장 등으로 인해 집배수시설 에 일시적인 문제가 발생하더라도 복구소요 시간동안 침수가 발생하지 않도록 여유용량이 필요합니다. 보령해저터널은 6시간, 화원달리터널은 약 20시간 유입량을 저류하도록 집수정 규모를 확대하였습니다.116 자연,터널 그리고 지하공간 보령해저터널 집수정화원~달리터널 집수정 ○ 해저터널은 해수가 유입되므로 염분이 함유된 지하수 유입될 텐데 유입 지하수의 염도와 문제점 대책 방안은 무엇이 있을까요? 답변 : 인천북항터널 해저구간의 경우 터널 내 유입 지하수의 염분농도는 최대 25‰로 해수의 염분농도 35‰에 근접하여 터널 바닥의 아연도강관 맹암거 부식상태가 심각한 것으로 확인되었습니다. 따라서 맹암거 재질은 부식이 발생하지 않은 HDPE 재질을 사용하는 것이 합리적이며 외부 배수관 역시 부식저항성이 우수한 스테인레스나 GFRP 재질의 배관을 사용해야 합니다. Vol. 25, No. 2 117 ○ 해저터널에서 지하수 유입량이 많아 생기는 문제라면 지하수 유입량이 많은 산악터널에서도 배수문제가 생길 수 있는 문제 아닌가요? 답변 : 맞습니다. 울산~포항 고속도로의 00터널의 경우에도 지하수 유입량이 많아 도로 노면으로 지하수가 유출되어 차량통 행이 금지된 사례가 있었으며 이 터널에서는 배수능력을 증대시키기 위해 포장면 하부 바닥에 50cm 두께의 필터층을 설치했습니다. Next >