< Previous88 자연,터널 그리고 지하공간 ▨ 이수~과천 복합터널 1. 사업개요 □ 사업명 : 이수~과천 복합터널 민간투자사업 □ 사업목적 - 동작 및 과천대로 상습 지정체 구간의 교통난 해소와 서울시와 과천시 도심간 이동편의 향상을 통한 도심지 남북 간선도로 기능을 제고 - 기존 사당천 및 동작대로 하부 지하공간을 활용하여 집중호우로 인한 사당, 이수지역의 침수피해 예방 □ 사업내용 - 사업구간 : 동작구 동작동(이수교차로)~과천시 과천동(과천대로), 사업연장(L=5.52km) - 설계속도 : 설계속도 80km/h(전차종), 도시지역 주간선도로(자동차전용도로) - 시 설 물 : 도로터널 - 왕복 4차로, 연장 5.21km(과천방향), 수직 방재소 1개소 빗물저류배수터널(복합구간 포함) - 연장 3.3km, V=424천m3, 유출입 수직구 3개소 - 우선협상 : 가칭)이수과천복합터널(주) - 롯데건설(주) 등 9개사(시공사), (주)삼보기술단(설계사) - 사업방식 : 수익형 민자투자사업(BTO), 운영개시일부터 30년 □ 총사업비 : 4,782억 원(민간 3,154억 원, 재정 1,628억 원) □ 주요추진현황 - 2017. 03 : 이수~과천 복합터널 민간제안서 제출 - 2019. 07 : 민자사업 적정성 조사 완료(PIMAC) - 2020. 12 : 이수~과천 복합터널 제3자 제안공고(수익형 민간투자사업(BTO)) - 2021. 05 : 우선 협상대상자 선정 → 롯데건설 컨소시엄 - 2023. 09 : 기획재정부 민간투자사업심의위원회 심의 통과 - 2023. 03 : 실시설계 협약 체결 예정 - 2025년 상반기 : 실시설계 완료 및 착공, 2030년 개통목표 국내사업 편집위원 : 김기환((주)삼보기술단)Vol. 25, No. 4 89 국내사업 [사업노선 개요도] 2. 이수~과천 복합터널 민간투자사업 본 사업구간인 과천 및 동작대로는 경기남부지역과 서울 중앙부를 연결하는 유일한 도로이나 현재 동작대로는 장거리 와 단거리 교통이 혼재되어 있고, 과다한 신호교차로 운영으로 극심한 교통정체가 발생하고 있어, 이에 대한 교통개선 대책이 매우 필요한 실정이다(그림 1 참조). <그림 1> 과천·동작대로 교통량 분석 및 전경 또한, 동작대로 주변 사당 · 이수지역은 지역특성상 분지지형으로 강우 시 유수가 집중되고, 시가화로 인해 불투수 면적 증가로 인해 잦은 침수가 발생하고 있는 지역이다. 최근 기상이변으로 인해 잦은 국지성 집중호우 발생으로 2010년 9월 1,300여 가구 침수피해, 2011년 7월 4,200가구 침수피해 및 가장 최근인 2022년 8월 침수피해 등 상습 침수로 인한 피해가 지속적으로 발생하고 있어, 상습 침수 재발 방지 대책 수립이 매우 시급한 상황이다(그림 2 참조).90 자연,터널 그리고 지하공간 프로젝트소개 <그림 2> 사당·이수지역 지형 특성 및 상습피해 현황 이에 동작대로 교통 지정체와 상습 침수피해는 동일한 지역인 사당· 이수에서 발생하는 복합적인 문제이며, 이를 해 결하기 위한 개별 시공건설이 필요하나, 사당· 이수지역은 지하에 기존 지하철 2, 4, 7호 등 각종 교통시설과 집단 주거 시설 및 상업시설 등 고층건물이 집중된 지역으로 고밀도 도시화에 따른 신규 시설 설치를 위한 공간 확보가 어렵고, 인 근 주민 민원으로 인한 대규모 개별 건설공사 추진이 불가한 상황이다. 이에 고밀도 도시화에 따른 공간 부족과 민원 등 의 근본적인 문제를 고려하여, 교통 혼잡 해소를 위한 도심지 지하도터널과 침수 해소를 위한 빗물저류배수터널을 동시 건설이 가능한 다기능 복합터널을 도입하여 교통 혼잡 및 상습 침소 문제를 해결하고자 2017년 3월 롯데건설(주)과 (주) 삼보기술단이 기술검토를 통해 주민불편 최소화, 공사기간 단축, 유지관리 및 경제성 등을 고려한 복합터널 형식의 민간 투자로 제안한 사업으로 2019년 한국개발연구원의 민자적격성 통과 후 2021년 제3자 공고를 통해 사업이 진행되었고, 올해 실시설계협약이 이뤄지고 2025년 상반기에 실시설계가 마무리 될 예정인 사업이다. 공사기간은 착공일로부터 60 개월, 운영기간은 운영개시일로부터 30년이며, 사업방식은 수익형 민간투자사업(BTO)이다. 3. 터널 계획 구조물 계획은 크게 지하도로 건설을 위한 터널과 빗물저류를 위한 터널로 구분할 수 있다. 지하도로의 터널시점은 경 기도 과천시 과천동(과천대로)이고, 상행선 기준으로 터널 종점은 서초구 방배로(동작대로)에 위치하고, 하행선으로는 동작구 동작동(현충로)에 위치하고 있으며, 복합터널을 포함한 도로터널 연장은 약 5.210km에 이른다. 도로터널의 설계 속도는 80km/h이고, 병설터널로 계획하였으며, 도로 하행선 종점은 기존도로의 교통흐름을 고려하여 동작IC을 상행선 과 하행선의 진출입 위치가 다르게 계획되었다. 도로터널의 환기방식은 제트팬+대배기구 방식을 적용하였으며 피난대 피 연결통로는 대인용 13개소, 차량용 6개소, 대형차량용 1개소가 계획하였다.Vol. 25, No. 4 91 국내사업 빗물저류를 위한 터널시점은 사당역 임시 저류지 유입 수직구(수직구#1) 부터이며 이후 상부는 도로 하부는 저류공간 인 복합터널 500m를 걸쳐 동작주차공원 유출수직구(수직구#3)까지 빗물저류배수터널로 2.8km가 계획저류용량을 고려 하여 계획하였다. 그 밖의 주요시설물로는 도로터널의 환기 및 방재를 위한 수직방재소와 빗물저류배수를 위한 유입 수 직구 2개소(수직구#1, 수직구#2), 유출 수직구(수직구#3) 1개소로 계획되었다(그림 3, 그림 4, 그림 5, 표 1 참조). <그림 3> 터널 시종점 평면현황 <그림 4> 터널 시종점 종단현황 <그림 5> 빗물저류배수 시스템 개요92 자연,터널 그리고 지하공간 프로젝트소개 <표 1> 터널 계획 구분차로수터널연장(m)피난연결통로환기방식 본선 터널 과천방향2차로5,210 대인용: 13개소 차량용: 6개소 대형차량용: 1개소 제트팬+대배기구 이수방향2차로 4,448 (복합터널 500m) 빗물저류배수터널단면적(A=94m2)2,800-- 수직구 유입/유출유입 수직구(∅8.0m) 2개소 / 유출 수직구(∅12.5m) 1개소 수직방재소수직구(∅12.5m) 1개소 주요 터널 단면으로 도로기능을 위한 도로 일반구간 본선2차로 터널단면과 피난연결통로 설치가 어려운 터널 종점부 를 위한 격벽 대피통로 설치구간의 본선2차로 터널단면으로 계획하였고, 상부의 도로통행과 하부의 빗물저류기능을 위 한 중간슬래브 구조의 복합터널단면과 빗물저류 배수기능만을 위한 빗물저류배수터널로 계획을 수립하였다. 먼저 도로기능을 위한 본선 2차로 터널단면은 도로폭원 10.0(1.0+3.5+3.5+2.0)m, 시설한계는 4.5m, 검사원 통로 750m, 상부 LCS높이는 650mm를 적용하였고, 피난연결통로 설치구간에는 노약자의 대피를 고려한 대피통로폭 1.3m를 적용하였다(그림 6). (a) 일반구간(본선2차로)(b) 대피통로 설치구간(본선2차로) <그림 6> 도로터널 표준단면 국내 최초로 적용되는 다목적 복층형식의 복합터널은 상부는 기존 일반구간의 도로터널 내공단면을 준용하였고, 하부 공간은 계획 최대 저류용량 단면 41m2(하부기둥 면적제외)보다 여유 있는 50m2 이상을 확보하였다. 기본설계단계에서 는 중간슬래브는 지간이 12m 이상인 점과 복합터널 하부 저류배수 공간의 수밀성, 안정성 및 유지관리성을 고려하여 구 조검토를 통해 라이닝과 일체형 구조의 현장 타설콘크리트 구조로 계획하였고, 구조적 안정성을 고려하여 슬래브 중앙 에 기둥을 일정간격으로 계획하였다.Vol. 25, No. 4 93 국내사업 빗물저류배수터널의 경우에는 계획 최대 저류용량 단면 94m2를 확보한 단면으로 계획하였으며, 터널 배수시스템은 라이닝 외부에 방수막을 설치하고 외부 배수관을 통해 유도 배수하는 형식의 외부배수형 시스템을 적용하여 과도한 외 수압이 작용하지 않도록 하였으며, 배수관의 기능 상실로 인한 라이닝 구조물에 과다수압 작용을 방지하기 위해 상부의 수발공과 하부 측면에 역류방지 밸브를 설치하였다(그림 7, 그림 8 참조). (a) 복합터널(b) 빗물저류배수터널 <그림 7> 복합터널 및 빗물저류배수터널 표준단면 (a) 외부배수형 터널 개념도(b) 수발공 및 역류방지밸브 <그림 8> 복합터널의 방수 및 역류방지밸브 4. 경관계획 도심지에 위치하는 지하도로인점을 감안하여 터널 내 주행자에게 변화하는 터널 경관의 이질감을 저감할 수 있는 통 일된 디자인 계획을 수립하였으며, 도로주행시뮬레이션을 통하여 위험도가 높은 구간에는 졸음방지 및 주의환기 개선을 위한 내부 시환경개선 경관조명 계획을 수립하였다(그림 9 참조). 터널 진출입구간에는 통과지역인 과천시, 동작구, 서초구, 관악구에 대한 상징성을 부여하여 지역 이정표역할을 수행 하는 디자인 계획을 수립하였다(그림 10 참조).94 자연,터널 그리고 지하공간 프로젝트소개 <그림 9> 터널 내 경관계획 <그림 10> 터널 진ㆍ출입구 경관계획Vol. 25, No. 4 95 국내사업 5. 기대 효과 및 제언 이수~과천 복합터널은 최근 건설되는 서부간선도로, 동부간선도로, 신월여의지하도로 등과 같이 서울 도심지 지하도 로로 건설되는 여러 사업 중 하나이나, 단순히 교통정체 해소를 위한 시설물에 만족하지 않고 지역의 침수 해소 기능을 위한 빗물저류배수터널를 포함하는 다목적 복합터널(복층구조)로 건설하는데 그 의미가 매우 높다고 할 수 있다. 사당· 이수 지역은 강남순환로 사당IC 개통, 중앙버스차로제 시행 등 교통여건 변동으로 과거보다 교통 정체가 더욱 더 가중되고 있어 조속한 교통개선 대책이 필요한 상황이며, 최근 빈번하게 발생하는 국지성호우로 인한 재산 및 인명피 해가 지속적으로 발생하여 서울시 내에서도 가장 침수에 취약한 지역으로 꼽히고 있다. 이에 이수~과천 복합터널 계획으로 교통정체와 침수 해소를 동시에 해결하고, 또한 상부 교통량이 절감되어 소음, 매 연 등 환경저감 효과도 부수적으로 얻을 수 있어 지역주민의 안정적인 생활환경을 제공할 수 있을 것으로 기대된다. 현재 실시설계협약이 앞두고 있고, 내년 실시설계를 통해 2025 상반기에는 공사를 착공하여 2030년에는 개통을 목 표로 진행 중이다. 현재에는 기본설계 수준으로 사업소개를 하였지만, 실시설계가 완료되면 학회 회원들에게 보다 상 세한 사업소개와 복층구조터널의 설계과정에서의 기술관련 내용도 소개하고자 한다. 마지막으로 향후 이수~과천 복합 터널을 계기로 도심지 한정적인 공간을 좀 더 효율적으로 활용할 수 있는 최신 건설기법이 발전할 수 있는 토대가 되길 기원한다. 참고문헌 1. 서울시 보도자료 ｢서울시, 국내 최초 “도로+빗물저류조”이수~과천 복합터널 본궤도…“25년 착공｣, 2023.9.21.조간용 2. 이수~과천 복합터널 기본설계보고서, 2021. 3. 이수~과천 복합터널 설계설명서 발표자료, 2021. [본 기사는 저자 개인의 의견이며 한국터널지하공간학회의 공식입장과는 무관합니다.]96 자연,터널 그리고 지하공간 1 수직구 건설시 지하수의 제어방안에 대한 ITA WG23 무료 웨비나 (29 November 2023) ∙ 11월 29일 (수) 14:00(CET)에 WG 23 (Design & Construction of Shafts)에서 수 직구 건설시 지하수의 제어방안에 대해 무료 Webinar를 개최 ∙ https://mines.zoom.us/j/93162270933를 통해 무료로 접속가능 2ITA TUNNELLING AWARDS (24 November 2023) ∙ 20여개국의 70개 이상의 프로젝트가 신청하였으며, 8개 분야로 나누어 시상 예정으로 인도 뭄바이에서 개최되는 Tunnelling Asia Conference 2023에서 시상식 시행 예정 ∙ 아시아권에서는 중국의 다양한 터널관련 프로젝트들이 finalist에 올라가 있음 편집위원 : 박준경(대림대학교 교수)Vol. 25, No. 4 97 3 ITACET 런치타임 렉처 시리즈 #29 (10 October 2023) ∙ 10월 10일 (화) 13:00(CET)에 ITA WG14 (Mechanized Tunnelling)에서 주관한 ‘TBM굴진시 주요 파라미터들(TBM driving main parameters)’에 관한 3개의 강의가 있었습니다. - Mechanized tunnelling: Data driven decision making in deformation vulnerable areas - Charlotte Kiesele - TBM parameters control on the regional connector project, Los Angeles, California - Josh Jonasen - Rotterdamsebaan: Mechanised tunnelling in urban area of the hague under special consideration of face stability and settlement control - Christoph Hennings & Uwe Steinbock Next >