도심부의 지하 철도장대터널 설계, 시공시 유의사항.

1. 개요

- 도심지를 통과하는 철도터널은 기존시설물의 침하, 소음 및 진동에 의한 환경피해, 토지이용계획 등에 대한 고려와 보상비의 최소화를 위한 선형검토가 필요하다.

- 도심터널의 구조형상은 역의 설치유무, 종단선형의 깊이, 지형 및 지질, 기타 등에 의하여 결정되며 대별하여 비개착식 공법과 개착식 공법이 있다.

- 본 과제에 대하여는 비개착식 공법의 본선 터널에 주안점을 두고 설명하고자 한다.

- 장대터널인 경우에 방재시설 및 배수, 공기압 등에 관하여 검토하여야 한다.

2. 설계시 유의사항

(1) 계획

1) 열차의 운전조건, 지반조건, 공사의 안전, 주변환경에 미치는 영향, 경제성 등을 고려하여 계획수립

2) 토지이용계획, 보상비등을 고려 가급적 간선도로나 공공용지의 지하로 계획

3) 역의 설치가 필요할 경우에는 도시 기능적인 측면과 철도역의 기능적 측면 및 경제성, 추진상의 문제점 등을 충분히 검토하여 위치 설정

4) 조사의 철저 : 기존자료의 조사, 지질답사, 지형지질조사(시추, 탄성파, 수문조사, 암석시험)

5) 환경조사 : 자료조사, 현지조사, 계측, 환경영향평가

6) 공사규제법규조사 : 공해방지 환경보건법, 재해방지법, 도시계획법, 기타.

7) 기타의 조사 : 공사설비를 위한 각종 조사, 사토장, 보상대상 조사, 설계, 시공성 계획을 위한 조사, 노선선정을 위한 조사.

8) Tunnel의 선형 : 직선 또는 큰 곡선반경 채택, 양호한 지질선정.

9) Tunnel의 구배 : 자연 유하를 고려한 완만한 구배(0.3～0.5%)

10) Tunnel의 내공산정 : 차량한계, 건축한계 및 필요한 여유단면 고려.

(2) 공법의 선정

1) 공법선정

- 정확한 조사와 조사결과를 면밀히 검토, 반영 하여, 공사중에 시공방법의 교체와 같은 대폭적인 변경이 발생하지 않도록 특히 주의한다.

- 공법선정 조건

① 구조형식 ② 선형 ③ 지형 ④ 지형지물 ⑤ 지질 ⑥ 시공기술 ⑦ 시공환경(주민, 교통) ⑧ 공사비 ⑨ 공기

- 산악터널 공법, 쉴드공법에 대한 터널 뚫기 공법. 뚫기 기계, 버럭 처리 등 주요공사종별의 시공계획을 검토하여 현장여건에 가장 적합한 공법선정.

3. 설계상 고려사항

(1) 계획의 연관성검토 : 사용목적에 적합하고 안전성과 경제성의 확보

(2) 각종 하중조건에 안전 : 토압, 편압, 상재하중, 지진의 영향고려.

(3) 복공 및 굴착수량 : 복공으로서 강도상 필요한 두께 및 시공법.

(4) 동바리공의 선정 : 지질, 단면, 굴착공법 복공에 따른 강지보공, Rock bolt,

Shortcrete, Grouting의 설계.

(5) 뒷채움 주입설계 : 악지질, 박피토, 수압개소에는 뒷채움 철저 설계.

(6) 기타 부대시설 : 갱문, 방수공, 환기, 조명, 재개방지 설계.

4. 공사 시공상 유의사항.

(1) 공구의 구분 : 공기, 단면, 구배, 환경, 작업장의 입지조건 고려.

(2) 시공법의 선정 : 지형 지질, 단면, 공구연장, 공정, 환경조건고려.

(3) 공정계획수립 : 시공방법, 장비조합, 동원인원, 수급자재에 따른 공정계획 수립.

(4) 작업갱 계획 : 장대터널의 공정, 지형, 지질, 환경조건에 따라 결정.

(5) 공사용 설비 : 공사규모, 시공방식, 환경조건, 지형, 가능성에 따른 검토.

(6) 사토장 선정 : 환경 조건, 운반조건, 공사완료후의 조치 고려.

(7) 환경보전 대책 : 소음, 진동, 지반 및 구조물변형, 갈수 오염, 교통대책, 지장물처리계획, 노면교통처리계획, 인근구조물안전대책.

(8) 안전위생대책 : 근로보건관리규정, 근로안전관리규정, 총포 화약품 단속법규준수.

5. 결론

- 장대 터널의 건설에서는 굴착 및 버럭의 처리가 전체공기를 좌우하므로 작업구를 적절히 설치하여 막장 면수를 계획하고, 적합한 굴착 방식의 결정과 효율이 좋은 장비를 투입할 필요가 있다.

- 특히 도심 터널에서는 도로교통의 지장을 고려하여 작업갱의 위치를 선정하고, 기타 환경보전에 주의하여야 한다.

- 터널 설계의 반복

∙ 계획, 설계, 시공의 모든 과정을 통하여 지속적으로 지반의 균열, 안정성해석계측분석, 시공성 분석을 반복 수행함으로서 보다 정확한 지반조건과 현장여건에 적합한 시공방법을 규명한다.

∙ 계측 및 시공관리, 지반침하에 관한 대책.

∙ 방재 및 터널 공기압에 의한 안락한 운행 및 유사시 사고 대비.