장대도로터널 현황2007 2 7

1 장대도로터널 현황(1) 국내 장대도로터널 현황

구 분 노선명 위 치 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 관련기관

배후령터널 국도46호선신북~북산

강원도 춘천시강원도 화천군 5057 2 110 +138 - 횡류식

(급기 배기) 시공중 원주지방국토관리청

능동터널 국도24호선산외~상북

경남 밀양시울산 울주군 4580 2 1223 092 - 수직갱 종류식

(송기 배기) 시공중 부산지방국토관리청(서영기술단)

죽령터널 중앙고속도로대구-춘천

경북 영주시충북 단양군 4520 2 107 +06

-0537947(대일)

수직갱 종류식+ 전기집진기실 시공중 한국도로공사

(대한콘설탄트)

사패산터널 서울외곽순환고속도로

경기도 양주시경기도 의정부 3997 4 1630 - - 제트팬 종류식

+ 전기집진기실 시공중 -

장성터널 광주광역시우회도로 광주광역시 3598 - - 05 - - - -

미시령터널 국가지원지방도56호선

강원도 인제군강원도 고성군 3565 - 108 168 - - - -

둔내터널 영동고속도로원주-강릉

강원도 횡성군강원도 평창군 3300 2 1110 plusmn1507 48040

(대일) 수직갱 종류식 - 한국도로공사(대우엔지니어링)

육십령 터널 대전sim진주제15공구 장계sim서상 317122 2 1086sim1095 plusmn08 74128

(대일)수직갱 종류식젯트팬 종류식 - 한국도로공사

(대우엔지니어링)

수인터널 신북~양구국도 - 2925 - - 051~

-035 - - - -

침곡터널 전주~함양고속도로 천천~장계 2700 2 - 054 - 종류식 - -

구분 노선명 위치 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 관련기관

두문동제2터널

일반국도38호선 정선~고한 2470 - 70 - - - 2004 -

싸릿재터널 강원도국도 양방향 - 2470 - - 20 - - - -

차령터널 천안sim진주고속도로 - 2360 2 1068 plusmn13 2725 수직갱 종류식 - 한국도로공사

(내경엔지니어링)창원(불모산)

터널지방도

1020호선 경남 창원 2345 2 1104 plusmn20 32019(대일) 반횡류식 - 경남도청

(삼우기술단)

수정터널 좌천~가야 2341 3 99 - - 종류식 - -

백양터널 고속도로 당감~모라 2340 2 105 65302 - 1998 -

대쌍터널 성남~장호원국도 - 2340 - - 106 - - - -

미음터널 창원~부산 - 2120 2 - - - 종류식 - -

진부터널 영동고속도로제9공구 속사sim진부 2095 2 11626 -184 33812

(대일)젯트팬 종류식 + 집진기실 - 한국도로공사

(삼보기술단)

경주터널 국 도 건천IC sim 현곡 2040 2 1145 +198 3125 젯트팬 종류식 + 집진기실 - 부산지방국토관리청

(건화엔지니어링)

구분 노선명 위치 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 관련기관

회북터널 청주~상주국도 - 2040 - - 145 - - - -

박달재 터널 국도38호선 충북 제천 1960 2 900 plusmn03 - 반횡류식 + 횡류식 1996 대전지방국토관리청

(삼우기술단)

수리터널 서울외곽순환고속도로 경기도 군포 1866 4 179 plusmn052 7397 반횡류식 한국도로공사

(용마엔지니어링)

구덕터널 특별시도 부산 서대신 1860 2 94 -16 58111(대일) 반횡류식 1984 부산직할시

(삼우기술단)

황령산 터널 특별시도 부산 서면sim대연 1843 2 94 +22 1992 반횡류식 부산직할시

(삼우기술단)

고성 12터널 고속도로 대전~통영 1781 - - 190 -

수천터널 둔덕~주삼국도 - 1760 - - 20 - - - -

만덕터널 특별시도 부산 동래 1740 - 94 - - - 1988 부산직할시(대림엔지니어링)

상주터널 중 부고속도로 - 1700 2 1105 plusmn129 2533 젯트팬 종류식 - 한국도로공사

(대한콘설탄트)

불암터널 서울외곽순환고속도로 불암산 퇴계산 1650 3 - - - 반횡류식 - 한국도로공사

(한국종합기술)

구분 노선명 위치 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 관련기관

옥동터널 보령~성주우회도로 1633 2 - - - 종류식 - -

남산2호터널 특별시도 서울 장충 1630 2 96 - - 젯트팬 1970 서울특별시(한국종합기술)

수락터널 서울외곽순환고속도로 - 1600 - - - - 반횡류식 - 한국도로공사

(동일기술공사)

남산1호터널 특별시도 서울 예장 1530 2 108 -10 -30+35 3500 반횡류식 1977 서울특별시

(한국종합기술)

다리재터널 송강-백운간 도로확장공사 충북 충주 제천 1500 2(3) 1145 (1491) plusmn20 36017

(대일) 젯트팬 종류식 - 대전지방국토관리청(삼보기술단)

마성터널 영 동고속도로 - 1460 2 96 plusmn062 66503

(대일) 젯트팬 종류식 - 한국도로공사(한국종합기술)

수암터널 서울외곽순환고속도로 - 1254 4 1794 plusmn20 7397 젯트펜 - 한국도로공사

(극동엔지니어링)

유탕터널 광주광역시 우회도로 광주광역시 1245 - - 088 - - - -

(2) 국외 장대도로터널 현황

구 분 소재지 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 비고

Laerdal 노르웨이 24510 2 - - 2400 - 2000

Zhongnanshan 중국 18040 - - - - - 2007

St Gottard 스위스 16918 2 - - - - 1980

Arlberg 오스트리아 13972 - - 20 - - 1978

Hsuehshan 타이완 12942 - - - - - 2006

Frejus 프랑스-이탈리아 12895 - - 054 - - 1980

Mont-Blanc 프랑스-이탈리아 11611 - - 025～24 - - 1965

Gudvanga 노르웨이 11428 - - - - - 1991

Folgefonn 노르웨이 11150 - - - - - 2001

Kan-etsu(south bound) 일본 11055 - - - - - 1991

구 분 소재지 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 비고

Kan-etsu(north bound) 일본 10926 - - 165 - - 1985

Hida 일본 10750 - - - - - 2010예정

Gran Sassodltalia(East) 이탈리아 10176 - - - - - 1984

Gran Sassodltalia(West) 이탈리아 10173 - - - - - 1985

Plabutsch(West tube) 오스트리아 10085 - - - - - 2004

Le Tunnel Est 프랑스 10000 - - 45 - - 2004-2006

Tokyo wanAqua-Line 일본 9500 - - 직선 - - -

Hoyanger 노르웨이 7500 - - 14 - - -

freifjord Tunnel 노르웨이 5080 - - - - 종류식 -

Floyfjell 노르웨이 3900 - - 10 - - -

구 분 소재지 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 비고

Chamoise 프랑스 3300 - - 05～10 - - -

LEpine 프랑스 3100 - - 05 - - -

Ville-Marie 캐나다 퀘백 2800 - - 20～30 - - -

Flekkeroy 노르웨이 2300 - - 100 - - - 하저터널

Lovstakk 노르웨이 2000 - - 37 - - -

Oslo 노르웨이 1800 - - 40～70 - - -

Fourviere 프랑스 1800 - - 24 - - -

Tyne 영국 1700 - - 50 - - -

Dullin 프랑스 1500 - - 24 - - -

2 국내도로터널 분석(1) 배후령터널bull 터 널 명 배후령터널(양방향 2차로 단선터널)bull 과 업 명 국도 46호선 신북~북산(배후령) 국도개량공사bull 위 치 강원도 춘천시~화천군bull 연 장 5057kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 서비스터널(TBM empty50m) 회차로 피난연갱락갱 대인용(180m간격) 차량용(720m간격) 터널 진출입 구간의 용설시스템 설치 조도순응시설 안내 전광판(VMS) 설치로 2차사고 예방bull 환기방식 횡류식(급기 배기)

(2) 능동터널bull 터 널 명 능동터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 국도24호선 산외~상북간 제3공구(능동터널) 국도확장공사bull 위 치 경남 밀양시 산내면~울산광역시 울주군 상북면bull 연 장 상행선 458km 하행선 453kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 비상주차대 12개소 피난연락갱 12개소(360m간격 대인용 6개소 차량용 6개소) 터널 관리사무소 1개소bull 환기방식 수직갱 송배기 종류식bull 수직갱 굴착공법 RC(Raise Climber)공법 H=237m D=6m

(3) 죽령터널bull 터 널 명 죽령터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 대구~춘천간 고속도로(중앙고속도로)bull 위 치 경상북도 영주시~충청북도 단양군bull 연 장 상행선 452km 하행선 451kmbull 굴착공법 TBM(Pilot공 empty45m) + NATM확공 숏팻치(Shot Patch)공법 TBM-NATM 확공 L=7308m (상행선 3644m 하행선 3664m) 순수 NATM 굴착구간 L=1722m (상행선 876m 하행선 846m)bull 방재관련 비상주차대 13개소(상행선 6개소 하행선 7개소) 피난연락갱 6개소 도로결빙방지 설비 설치bull 환기방식 제트팬+수직갱 송배기 종류식(상하생선 각 1개소) 제트팬 상행선 empty1030 16대 하행선 empty1030 13대bull 수직갱 굴착공법 RC(Raise Climber)공법 H=210m 131m D=71m

(4) 사패산터널bull 터 널 명 사패산터널(일방향 4차로 병설터널)bull 과 업 명 서울외곽순환 고속도로(일산~퇴계원간) 건설공사 민간투자사업bull 위 치 경기도 양주시 장흥면~경기도 의정부시 호원동bull 연 장 일산방향 3993km 퇴계원방향 3997kmbull 굴착공법 NATM공법(상하행 양방향 동시굴착 4개 막장)bull 방재관련 비상주차대 12개소 피난연락갱 5개소bull 환기방식 제트팬(empty1530 30대) 전기집진실 3개소

(5) 둔내터널bull 터 널 명 둔내터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 영동고속도로 원주~강릉간 4차로 확장공사bull 위 치 강원도 횡성군 둔내면 삽교리~평창군 봉평면 진조리bull 연 장 상행선 33km 하행선 33kmbull 굴착공법 NATM공법(상하행 양방향 동시굴착 4개 막장)bull 방재관련 비상주차대(550m간격) 상행선 5개소 하행선 5개소 피난연락갱 5개소(구급차 소방차 통행 및 운전자 승객 대피용) CCTV 상하행선 각각 200m간격으로 설치 도로경빙방지 설비 설치 조도순응시설 터널시종점부 설치 터널입구 500m 전방에 대형전광판 1set와 터널내의 피난갱 입구에 소형 전광판을 설치bull 환기방식 수직갱 송배기 종류식 + 제트팬 V형 지하환기소bull 수직갱 굴착공법 RBM(Raised Boring Machine)공법 H=204m D=9m

(6) 육십령터널 (7) 수리터널bull 터 널 명 육십령터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 대전-통영간 고속도로 건설공사bull 위 치 경남 함양군 서상면~전북 장수군 계면면bull 연 장 상행선 317km 하행선317kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 피난연락갱 비상주차대 터널입구정보표시판 CCTV 비상전화 제연설비 등bull 환기방식 상행선 젯트팬 종류식(empty1250 15대) 하행선 수직갱 + 젯트팬 송배기 종류식(empty1250 24대)

bull 터 널 명 수리터널(일방향 4차로 병설터널)bull 과 업 명 서울외곽순환 고속도로 건설공사 민간투자사업bull 위 치 경기도 군포시bull 연 장 상행선 186km 하행선 188kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 송풍기의 가역운전을 이용한 배연설비 피난연락갱(750m 간격) 소화전 및 소화기 50m간격으로 설치bull 환기방식 송기반횡류식 횡형축류식송풍기 184CMStimes120mmAqtimes6대 동력 290 KWtimes 6대 = 1740 KW 덕트면적 28 m2 times 1880m 환기소면적 25 m times 20m times 2곳

(8) 수정터널bull 터 널 명 수정터널bull 위 치 좌천~가야bull 연 장 상행선 234km 하행선 235kmbull 굴착공법 TBM+무진동 굴착bull 방재관련 CCTV 30대 소화전 114개 지하재방송 설비 설치bull 환기방식 송기반횡류식 37KW 젯트펜 22대와 전기 집진기 270KW 축류식 4대

3 해외도로터널 분석(1) Laerdal Tunnelbull 터 널 명 Laerdal Tunnel(양방향 2차로 단선터널)bull 위 치 노르웨이bull 연 장 245kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소 피난연락갱 비상전화 250m 간격으로 배치 라디오 중계 차량통제시스템 설비bull 환기방식 집진실 지하환기소+수직갱 별도의 수직갱을 두어 재난시 대비

(2) Hsuehshan Tunnel (3) Frejus Tunnelbull 터 널 명 Hsuehshan Tunnel(twin tunnel + service)bull 위 치 타이완bull 연 장 12942kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

bull 터 널 명 Frejus Tunnelbull 위 치 프랑스bull 연 장 12895kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

(4) Mont Blanc Tunnelbull 터 널 명 Mont Blanc Tunnelbull 위 치 프랑스-이탈리아bull 연 장 11611kmbull 굴착공법 bull 방재관련 피난대피소 37개소(300m간격 내부기압 자동조절) 배연시설 116개소(100m간격) (2002년 3월 9일 재개통)bull 환기방식

New interior design 이탈리아 갱구부

One of the 37 shelters

(5) Kan-etsu Tunnel (6) Freifjord Tunnelbull 터 널 명 Kan-etsu Tunnel(일방향 2차로 병설터널)bull 위 치 일본bull 연 장 11055kmbull 굴착공법 bull 방재관련 방향전환소(15km간격) 대단면방향전환소(6km간격) 비상주차대(500m간격)bull 환기방식 종류식

bull 터 널 명 Freifjord Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 508kmbull 굴착공법 bull 방재관련 bull 환기방식 종류식

(7) Oslo Tunnelbull 터 널 명 Oslo Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 289kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소bull 환기방식 종류식

4 환기(1) 환기방식

1) 환기방식의 분류

환기방식

자연환기

기계환기

종류식

반횡류식

횡류식

조합식

젯트팬(Jet Fan)식

수직갱송배기식

집진기식

집진기+수직갱송배기식

송기반횡류식

배기반횡류식

(2) 환기방식에 따른 특징1) 종류식

bull 종류식 - 제트팬식 제트팬군의 승압에 의한다 환기시설의 설치가 용이하며 설비비가 적어 경제적이다 송배기용 덕트가 불필요하고 풍로는 차도를 이용하므로 마찰손실이 적다 휀은 역전이 가능하므로 양방향 환기가 가능하다 장대터널에서는 설치대수 급증하므로 유지 관리상의 어려움이 있다 송풍기의 소음이 크므로 이에따른 검토가 필요하다 적용길이는 1000m정도 이하가 표준이지만 교통량이 적은 경우와 길이가

긴 경우에도 적용이 가능하다

- 수직갱송배기식 분류 송기의 승압에 의한다 터널 적용 연장은 환기상에 제한이 없다 교통환기력을 유용하게 이용할 수 있다 지하 환기소나 대형 송풍기의 설비비 및 굴착비가 크다

- 전기집진기 부착 종류식 집진정화와 분류송기 승압에 의한다 교통환기량을 효과적으로 이용할 수 있다 외부 환경 오염관리가 요구되는 도심터널에 적하다 지반고가 높은 산악지형에 경제적이다 화재시 대응력 열세하며 일산화탄소(CO)처리가 곤란 하다

- 집진기+수직갱 송배기식 집진정화와 수직갱 송기 승압에 의한다 장대터널 환기방식 결정시 가장 많이 이용되며 매연 및 이산화탄소처리가

가능하다 지역 여건에 적합하게 집진기와 수직갱 배열이 가능하다

제트팬식 수직갱송배기식

전기집진기 부착 종류식 집진기+수직갱 송배기식

2) 반횡류식 및 횡류식bull 반횡류식 - 송기 반횡류식 터널내 송기 덕트에 의해 일정하게 송기한다 환기 소음이 거의 없다 차도내 농도분포가 양호하다 교통환기력을 저해하기 때문에 효과적으로 이용할 수 없다 송기덕트로 인해 터널 단면이 증가된다

- 배기 반횡류식 터널내 배기 덕트에 의해 일정하게 배기한다 갱구로부터 오염배출이 적음으로 갱구부근의 환경대책상 효과적이다 환기소음의 거의 없고 공사비가 횡류식에 비해 저렴하다 차도내의 농도분포가 증대해지는 부분이 있고 환기의 효율이 떨어진다 배기덕트로 인해 터널 단명이 증가된다

bull 횡류식 - 횡류식 송배기 양쪽의 터널 덕트를 갖추고 환기풍은 차도를 횡류한다 화재시 대응이 비교적 쉬우면 배연에 대한 추가시설이 필요하지 않다 차도 내의 종방향 덕트가 없고 농도 분포도 일정하다 송기덕트와 배기덕트 및 송풍기와 배풍기의 2계통이 필요하므로 터널 단면이 커지며 설비비와 유지비가 많이든다

송기 반횡류식 배기 반횡류식

횡 류 식

(3) 수직갱 굴착공법1) RC(Raise Climber)공법

bull RC (Raise Climber) ① 개요 ∘ 1957년 스웨덴의 Alimak社에서 최초로 도입 ∘ 주로 광산분야에서 널리 이용 ∘ 수직구 하부에 작업공간이 확보되는 경우에 적용 ∘ 벽면에 앵커로 가이드레일을 설치하고 이를 따라 움직이는 작업대를 이

용하며 발파에 의하여 상향으로 굴착 ∘ 경제성을 고려하여 최소 100m 이상의 굴착 길이 필요 ∘ 400m를 시공 상 한계로 보며 200m 내외가 최적

② 특징 ∘ 설비가 적어 초기투자비가 저렴하다 ∘ 지반조건을 보면서 굴착하므로 지반변화에 즉시 대응이 가능하다 ∘ 지보재를 설치하지 않고 레일을 벽면에 부착하므로 열악한 지반조건(지

반이 나쁜 구간이나 단층대 등)에서 적용하기 곤란하다 ∘ 발파 및 진동 소음이 크고 부석정리 시 낙반의 위험성 등 안정상 문제를

내포하고 있다 ∘ 부대시설(환기 급배수)이 필요하다

③ Flow Chart

Rail 설치를 위한 공간확보 Rail 설치 천공 장약발파(발파시 도피공간으로 이동)

∘ Flow Chart 와 같은 방법으로 상향으로 선진갱을 굴착하고 하향으로 확공하면서 하부로 버력을 처리하는 병용방법을 적용하는 경우가 대부분이다 983093 983094

983092 983092

버력처리 부석처리 환기(가이드레일 위부분의 Head Plate로부터 물과 공기를 분사)

2) RBM(Raise Boring Machine)공법bull RBM (Raise Boring Machine) ① 개요 ∘ 1949년 독일의 Herr Bade가 개발 ∘ 미국의 Cannon과 Robbins에 의해 점차 대구경화 ∘ 국내에서는 1980년부터 광산에서 장비도입과 함께 사용하기 시작함 ∘ 수직구의 상부에는 기계실 하부에는 Reaming room이 필요

② 특징 ∘ 용출수가 발생하는 조건에서도 작업이 가능하다 ∘ 환기 및 발파 등의 영향을 받지 않는다 ∘ 극경암 지역에서는 커터의 비용이 높다 ∘ 연암이나 풍화암 직역은 측벽의 붕락으로 굴착에 어려움이 있을 수 있다 ∘ 유도공이 편향되어 천공되 경우 수직오차를 줄이기 어렵다 ∘ 고도의 기술 축척이 필요하다

③ Flow Chart

유도공 굴착 드릴피트 제거 및 리머부착 리밍(확공)∘ 수직 및 사갱의 상부에 기계실을 설치 하부 에는 Reaming Room을 조성한 후 기계실 에 RBM을안착시켜소구경(직경 311mm)의 Tri ConeBit로 유도공을 관통시킨 다음 하부에 Reamer Head를 설치 수직 또는 사갱 을 대구경(직경 24sim305m)으로 확공해 올라가 는 RBM공법을 채택 시공하였으며 이 공법의 장점은 정밀 시공이 용이하고 지하수 환기 및 발파의 영향을 가장 적게 받으면서 진동 및 소 음이 거의 없으며 안전관리에 유리합니다

RBM 설치 전경 RBM 굴착후

3) RC공법과 RBM공법의 비교 공법

구분 RBM 공법 RC 공법굴착 전단면 기계식 상향 굴착 운반기계 + 인력천공의 상향 굴착보강 굴착 중 보강 불가 굴착 중 보강 불가지수 불가 불가

적용지반 풍화암～경암(양호한 지반) 풍화암～경암

적용성∙단면φ24～30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙모든 굴착이 가능하나 사갱 굴착 시 고도의 기술 필요∙절리파쇄대 구간 시공속도 저하

∙단면20times20m～ 30times30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙30～90deg범위의 수직도 유지 가능∙사갱 복잡한 형태의 굴착 가능∙절리파쇄대 구간 시공 곤란

안전성 안전 불량

시공성

∙소형의 버력처리 장비 가능∙용출수 발생 시에도 작업 가능∙수직도를 유지하지 못할 경우 추가 작업 곤란∙암반강도가 매우 큰 경우 효율 저하∙상부 표토 경화 후 기계기초 설치

∙대심도의 경우 긴 싸이클 타임∙문제점 발생 시 대처 용이∙암반의 강도가 매우 큰 경우 RBM 공법보다 효율적∙낙석이나 낙반 발생 시 매우 불리∙용출수 발생 시 측량 불가능

경제성∙작업효율이 높다∙인건비 투입이 작다∙운반비용 소모품이 고가∙공사비 3900 만원m

∙설비가 적어 초기투자비가 저렴∙장비운반 소모품 비용이 저렴∙인건비 투입이 크며 환기시설 등이 필요∙공사비 3300만원m

작업환경∙수직구내 인원투입이 없어 안전∙저소음 저진동 공법∙환기장비 불필요∙RBM 장비 설치를 위한 부지확보와 장비 이동 필요

∙낙석 등으로 인하여 안전성 불리∙발파 소음 및 진동 발생∙하향환기로 분진 정체∙하부 작업공간 필요∙수직구 상부에 작업공간 불필요

1 장대도로터널 현황(1) 국내 장대도로터널 현황

구 분 노선명 위 치 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 관련기관

배후령터널 국도46호선신북~북산

강원도 춘천시강원도 화천군 5057 2 110 +138 - 횡류식

(급기 배기) 시공중 원주지방국토관리청

능동터널 국도24호선산외~상북

경남 밀양시울산 울주군 4580 2 1223 092 - 수직갱 종류식

(송기 배기) 시공중 부산지방국토관리청(서영기술단)

죽령터널 중앙고속도로대구-춘천

경북 영주시충북 단양군 4520 2 107 +06

-0537947(대일)

수직갱 종류식+ 전기집진기실 시공중 한국도로공사

(대한콘설탄트)

사패산터널 서울외곽순환고속도로

경기도 양주시경기도 의정부 3997 4 1630 - - 제트팬 종류식

+ 전기집진기실 시공중 -

장성터널 광주광역시우회도로 광주광역시 3598 - - 05 - - - -

미시령터널 국가지원지방도56호선

강원도 인제군강원도 고성군 3565 - 108 168 - - - -

둔내터널 영동고속도로원주-강릉

강원도 횡성군강원도 평창군 3300 2 1110 plusmn1507 48040

(대일) 수직갱 종류식 - 한국도로공사(대우엔지니어링)

육십령 터널 대전sim진주제15공구 장계sim서상 317122 2 1086sim1095 plusmn08 74128

(대일)수직갱 종류식젯트팬 종류식 - 한국도로공사

(대우엔지니어링)

수인터널 신북~양구국도 - 2925 - - 051~

-035 - - - -

침곡터널 전주~함양고속도로 천천~장계 2700 2 - 054 - 종류식 - -

구분 노선명 위치 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 관련기관

두문동제2터널

일반국도38호선 정선~고한 2470 - 70 - - - 2004 -

싸릿재터널 강원도국도 양방향 - 2470 - - 20 - - - -

차령터널 천안sim진주고속도로 - 2360 2 1068 plusmn13 2725 수직갱 종류식 - 한국도로공사

(내경엔지니어링)창원(불모산)

터널지방도

1020호선 경남 창원 2345 2 1104 plusmn20 32019(대일) 반횡류식 - 경남도청

(삼우기술단)

수정터널 좌천~가야 2341 3 99 - - 종류식 - -

백양터널 고속도로 당감~모라 2340 2 105 65302 - 1998 -

대쌍터널 성남~장호원국도 - 2340 - - 106 - - - -

미음터널 창원~부산 - 2120 2 - - - 종류식 - -

진부터널 영동고속도로제9공구 속사sim진부 2095 2 11626 -184 33812

(대일)젯트팬 종류식 + 집진기실 - 한국도로공사

(삼보기술단)

경주터널 국 도 건천IC sim 현곡 2040 2 1145 +198 3125 젯트팬 종류식 + 집진기실 - 부산지방국토관리청

(건화엔지니어링)

구분 노선명 위치 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 관련기관

회북터널 청주~상주국도 - 2040 - - 145 - - - -

박달재 터널 국도38호선 충북 제천 1960 2 900 plusmn03 - 반횡류식 + 횡류식 1996 대전지방국토관리청

(삼우기술단)

수리터널 서울외곽순환고속도로 경기도 군포 1866 4 179 plusmn052 7397 반횡류식 한국도로공사

(용마엔지니어링)

구덕터널 특별시도 부산 서대신 1860 2 94 -16 58111(대일) 반횡류식 1984 부산직할시

(삼우기술단)

황령산 터널 특별시도 부산 서면sim대연 1843 2 94 +22 1992 반횡류식 부산직할시

(삼우기술단)

고성 12터널 고속도로 대전~통영 1781 - - 190 -

수천터널 둔덕~주삼국도 - 1760 - - 20 - - - -

만덕터널 특별시도 부산 동래 1740 - 94 - - - 1988 부산직할시(대림엔지니어링)

상주터널 중 부고속도로 - 1700 2 1105 plusmn129 2533 젯트팬 종류식 - 한국도로공사

(대한콘설탄트)

불암터널 서울외곽순환고속도로 불암산 퇴계산 1650 3 - - - 반횡류식 - 한국도로공사

(한국종합기술)

구분 노선명 위치 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 관련기관

옥동터널 보령~성주우회도로 1633 2 - - - 종류식 - -

남산2호터널 특별시도 서울 장충 1630 2 96 - - 젯트팬 1970 서울특별시(한국종합기술)

수락터널 서울외곽순환고속도로 - 1600 - - - - 반횡류식 - 한국도로공사

(동일기술공사)

남산1호터널 특별시도 서울 예장 1530 2 108 -10 -30+35 3500 반횡류식 1977 서울특별시

(한국종합기술)

다리재터널 송강-백운간 도로확장공사 충북 충주 제천 1500 2(3) 1145 (1491) plusmn20 36017

(대일) 젯트팬 종류식 - 대전지방국토관리청(삼보기술단)

마성터널 영 동고속도로 - 1460 2 96 plusmn062 66503

(대일) 젯트팬 종류식 - 한국도로공사(한국종합기술)

수암터널 서울외곽순환고속도로 - 1254 4 1794 plusmn20 7397 젯트펜 - 한국도로공사

(극동엔지니어링)

유탕터널 광주광역시 우회도로 광주광역시 1245 - - 088 - - - -

(2) 국외 장대도로터널 현황

구 분 소재지 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 비고

Laerdal 노르웨이 24510 2 - - 2400 - 2000

Zhongnanshan 중국 18040 - - - - - 2007

St Gottard 스위스 16918 2 - - - - 1980

Arlberg 오스트리아 13972 - - 20 - - 1978

Hsuehshan 타이완 12942 - - - - - 2006

Frejus 프랑스-이탈리아 12895 - - 054 - - 1980

Mont-Blanc 프랑스-이탈리아 11611 - - 025～24 - - 1965

Gudvanga 노르웨이 11428 - - - - - 1991

Folgefonn 노르웨이 11150 - - - - - 2001

Kan-etsu(south bound) 일본 11055 - - - - - 1991

구 분 소재지 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 비고

Kan-etsu(north bound) 일본 10926 - - 165 - - 1985

Hida 일본 10750 - - - - - 2010예정

Gran Sassodltalia(East) 이탈리아 10176 - - - - - 1984

Gran Sassodltalia(West) 이탈리아 10173 - - - - - 1985

Plabutsch(West tube) 오스트리아 10085 - - - - - 2004

Le Tunnel Est 프랑스 10000 - - 45 - - 2004-2006

Tokyo wanAqua-Line 일본 9500 - - 직선 - - -

Hoyanger 노르웨이 7500 - - 14 - - -

freifjord Tunnel 노르웨이 5080 - - - - 종류식 -

Floyfjell 노르웨이 3900 - - 10 - - -

구 분 소재지 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 비고

Chamoise 프랑스 3300 - - 05～10 - - -

LEpine 프랑스 3100 - - 05 - - -

Ville-Marie 캐나다 퀘백 2800 - - 20～30 - - -

Flekkeroy 노르웨이 2300 - - 100 - - - 하저터널

Lovstakk 노르웨이 2000 - - 37 - - -

Oslo 노르웨이 1800 - - 40～70 - - -

Fourviere 프랑스 1800 - - 24 - - -

Tyne 영국 1700 - - 50 - - -

Dullin 프랑스 1500 - - 24 - - -

2 국내도로터널 분석(1) 배후령터널bull 터 널 명 배후령터널(양방향 2차로 단선터널)bull 과 업 명 국도 46호선 신북~북산(배후령) 국도개량공사bull 위 치 강원도 춘천시~화천군bull 연 장 5057kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 서비스터널(TBM empty50m) 회차로 피난연갱락갱 대인용(180m간격) 차량용(720m간격) 터널 진출입 구간의 용설시스템 설치 조도순응시설 안내 전광판(VMS) 설치로 2차사고 예방bull 환기방식 횡류식(급기 배기)

(2) 능동터널bull 터 널 명 능동터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 국도24호선 산외~상북간 제3공구(능동터널) 국도확장공사bull 위 치 경남 밀양시 산내면~울산광역시 울주군 상북면bull 연 장 상행선 458km 하행선 453kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 비상주차대 12개소 피난연락갱 12개소(360m간격 대인용 6개소 차량용 6개소) 터널 관리사무소 1개소bull 환기방식 수직갱 송배기 종류식bull 수직갱 굴착공법 RC(Raise Climber)공법 H=237m D=6m

(3) 죽령터널bull 터 널 명 죽령터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 대구~춘천간 고속도로(중앙고속도로)bull 위 치 경상북도 영주시~충청북도 단양군bull 연 장 상행선 452km 하행선 451kmbull 굴착공법 TBM(Pilot공 empty45m) + NATM확공 숏팻치(Shot Patch)공법 TBM-NATM 확공 L=7308m (상행선 3644m 하행선 3664m) 순수 NATM 굴착구간 L=1722m (상행선 876m 하행선 846m)bull 방재관련 비상주차대 13개소(상행선 6개소 하행선 7개소) 피난연락갱 6개소 도로결빙방지 설비 설치bull 환기방식 제트팬+수직갱 송배기 종류식(상하생선 각 1개소) 제트팬 상행선 empty1030 16대 하행선 empty1030 13대bull 수직갱 굴착공법 RC(Raise Climber)공법 H=210m 131m D=71m

(4) 사패산터널bull 터 널 명 사패산터널(일방향 4차로 병설터널)bull 과 업 명 서울외곽순환 고속도로(일산~퇴계원간) 건설공사 민간투자사업bull 위 치 경기도 양주시 장흥면~경기도 의정부시 호원동bull 연 장 일산방향 3993km 퇴계원방향 3997kmbull 굴착공법 NATM공법(상하행 양방향 동시굴착 4개 막장)bull 방재관련 비상주차대 12개소 피난연락갱 5개소bull 환기방식 제트팬(empty1530 30대) 전기집진실 3개소

(5) 둔내터널bull 터 널 명 둔내터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 영동고속도로 원주~강릉간 4차로 확장공사bull 위 치 강원도 횡성군 둔내면 삽교리~평창군 봉평면 진조리bull 연 장 상행선 33km 하행선 33kmbull 굴착공법 NATM공법(상하행 양방향 동시굴착 4개 막장)bull 방재관련 비상주차대(550m간격) 상행선 5개소 하행선 5개소 피난연락갱 5개소(구급차 소방차 통행 및 운전자 승객 대피용) CCTV 상하행선 각각 200m간격으로 설치 도로경빙방지 설비 설치 조도순응시설 터널시종점부 설치 터널입구 500m 전방에 대형전광판 1set와 터널내의 피난갱 입구에 소형 전광판을 설치bull 환기방식 수직갱 송배기 종류식 + 제트팬 V형 지하환기소bull 수직갱 굴착공법 RBM(Raised Boring Machine)공법 H=204m D=9m

(6) 육십령터널 (7) 수리터널bull 터 널 명 육십령터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 대전-통영간 고속도로 건설공사bull 위 치 경남 함양군 서상면~전북 장수군 계면면bull 연 장 상행선 317km 하행선317kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 피난연락갱 비상주차대 터널입구정보표시판 CCTV 비상전화 제연설비 등bull 환기방식 상행선 젯트팬 종류식(empty1250 15대) 하행선 수직갱 + 젯트팬 송배기 종류식(empty1250 24대)

bull 터 널 명 수리터널(일방향 4차로 병설터널)bull 과 업 명 서울외곽순환 고속도로 건설공사 민간투자사업bull 위 치 경기도 군포시bull 연 장 상행선 186km 하행선 188kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 송풍기의 가역운전을 이용한 배연설비 피난연락갱(750m 간격) 소화전 및 소화기 50m간격으로 설치bull 환기방식 송기반횡류식 횡형축류식송풍기 184CMStimes120mmAqtimes6대 동력 290 KWtimes 6대 = 1740 KW 덕트면적 28 m2 times 1880m 환기소면적 25 m times 20m times 2곳

(8) 수정터널bull 터 널 명 수정터널bull 위 치 좌천~가야bull 연 장 상행선 234km 하행선 235kmbull 굴착공법 TBM+무진동 굴착bull 방재관련 CCTV 30대 소화전 114개 지하재방송 설비 설치bull 환기방식 송기반횡류식 37KW 젯트펜 22대와 전기 집진기 270KW 축류식 4대

3 해외도로터널 분석(1) Laerdal Tunnelbull 터 널 명 Laerdal Tunnel(양방향 2차로 단선터널)bull 위 치 노르웨이bull 연 장 245kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소 피난연락갱 비상전화 250m 간격으로 배치 라디오 중계 차량통제시스템 설비bull 환기방식 집진실 지하환기소+수직갱 별도의 수직갱을 두어 재난시 대비

(2) Hsuehshan Tunnel (3) Frejus Tunnelbull 터 널 명 Hsuehshan Tunnel(twin tunnel + service)bull 위 치 타이완bull 연 장 12942kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

bull 터 널 명 Frejus Tunnelbull 위 치 프랑스bull 연 장 12895kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

(4) Mont Blanc Tunnelbull 터 널 명 Mont Blanc Tunnelbull 위 치 프랑스-이탈리아bull 연 장 11611kmbull 굴착공법 bull 방재관련 피난대피소 37개소(300m간격 내부기압 자동조절) 배연시설 116개소(100m간격) (2002년 3월 9일 재개통)bull 환기방식

New interior design 이탈리아 갱구부

One of the 37 shelters

(5) Kan-etsu Tunnel (6) Freifjord Tunnelbull 터 널 명 Kan-etsu Tunnel(일방향 2차로 병설터널)bull 위 치 일본bull 연 장 11055kmbull 굴착공법 bull 방재관련 방향전환소(15km간격) 대단면방향전환소(6km간격) 비상주차대(500m간격)bull 환기방식 종류식

bull 터 널 명 Freifjord Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 508kmbull 굴착공법 bull 방재관련 bull 환기방식 종류식

(7) Oslo Tunnelbull 터 널 명 Oslo Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 289kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소bull 환기방식 종류식

4 환기(1) 환기방식

1) 환기방식의 분류

환기방식

자연환기

기계환기

종류식

반횡류식

횡류식

조합식

젯트팬(Jet Fan)식

수직갱송배기식

집진기식

집진기+수직갱송배기식

송기반횡류식

배기반횡류식

(2) 환기방식에 따른 특징1) 종류식

bull 종류식 - 제트팬식 제트팬군의 승압에 의한다 환기시설의 설치가 용이하며 설비비가 적어 경제적이다 송배기용 덕트가 불필요하고 풍로는 차도를 이용하므로 마찰손실이 적다 휀은 역전이 가능하므로 양방향 환기가 가능하다 장대터널에서는 설치대수 급증하므로 유지 관리상의 어려움이 있다 송풍기의 소음이 크므로 이에따른 검토가 필요하다 적용길이는 1000m정도 이하가 표준이지만 교통량이 적은 경우와 길이가

긴 경우에도 적용이 가능하다

- 수직갱송배기식 분류 송기의 승압에 의한다 터널 적용 연장은 환기상에 제한이 없다 교통환기력을 유용하게 이용할 수 있다 지하 환기소나 대형 송풍기의 설비비 및 굴착비가 크다

- 전기집진기 부착 종류식 집진정화와 분류송기 승압에 의한다 교통환기량을 효과적으로 이용할 수 있다 외부 환경 오염관리가 요구되는 도심터널에 적하다 지반고가 높은 산악지형에 경제적이다 화재시 대응력 열세하며 일산화탄소(CO)처리가 곤란 하다

- 집진기+수직갱 송배기식 집진정화와 수직갱 송기 승압에 의한다 장대터널 환기방식 결정시 가장 많이 이용되며 매연 및 이산화탄소처리가

가능하다 지역 여건에 적합하게 집진기와 수직갱 배열이 가능하다

제트팬식 수직갱송배기식

전기집진기 부착 종류식 집진기+수직갱 송배기식

2) 반횡류식 및 횡류식bull 반횡류식 - 송기 반횡류식 터널내 송기 덕트에 의해 일정하게 송기한다 환기 소음이 거의 없다 차도내 농도분포가 양호하다 교통환기력을 저해하기 때문에 효과적으로 이용할 수 없다 송기덕트로 인해 터널 단면이 증가된다

- 배기 반횡류식 터널내 배기 덕트에 의해 일정하게 배기한다 갱구로부터 오염배출이 적음으로 갱구부근의 환경대책상 효과적이다 환기소음의 거의 없고 공사비가 횡류식에 비해 저렴하다 차도내의 농도분포가 증대해지는 부분이 있고 환기의 효율이 떨어진다 배기덕트로 인해 터널 단명이 증가된다

bull 횡류식 - 횡류식 송배기 양쪽의 터널 덕트를 갖추고 환기풍은 차도를 횡류한다 화재시 대응이 비교적 쉬우면 배연에 대한 추가시설이 필요하지 않다 차도 내의 종방향 덕트가 없고 농도 분포도 일정하다 송기덕트와 배기덕트 및 송풍기와 배풍기의 2계통이 필요하므로 터널 단면이 커지며 설비비와 유지비가 많이든다

송기 반횡류식 배기 반횡류식

횡 류 식

(3) 수직갱 굴착공법1) RC(Raise Climber)공법

bull RC (Raise Climber) ① 개요 ∘ 1957년 스웨덴의 Alimak社에서 최초로 도입 ∘ 주로 광산분야에서 널리 이용 ∘ 수직구 하부에 작업공간이 확보되는 경우에 적용 ∘ 벽면에 앵커로 가이드레일을 설치하고 이를 따라 움직이는 작업대를 이

용하며 발파에 의하여 상향으로 굴착 ∘ 경제성을 고려하여 최소 100m 이상의 굴착 길이 필요 ∘ 400m를 시공 상 한계로 보며 200m 내외가 최적

② 특징 ∘ 설비가 적어 초기투자비가 저렴하다 ∘ 지반조건을 보면서 굴착하므로 지반변화에 즉시 대응이 가능하다 ∘ 지보재를 설치하지 않고 레일을 벽면에 부착하므로 열악한 지반조건(지

반이 나쁜 구간이나 단층대 등)에서 적용하기 곤란하다 ∘ 발파 및 진동 소음이 크고 부석정리 시 낙반의 위험성 등 안정상 문제를

내포하고 있다 ∘ 부대시설(환기 급배수)이 필요하다

③ Flow Chart

Rail 설치를 위한 공간확보 Rail 설치 천공 장약발파(발파시 도피공간으로 이동)

∘ Flow Chart 와 같은 방법으로 상향으로 선진갱을 굴착하고 하향으로 확공하면서 하부로 버력을 처리하는 병용방법을 적용하는 경우가 대부분이다 983093 983094

983092 983092

버력처리 부석처리 환기(가이드레일 위부분의 Head Plate로부터 물과 공기를 분사)

2) RBM(Raise Boring Machine)공법bull RBM (Raise Boring Machine) ① 개요 ∘ 1949년 독일의 Herr Bade가 개발 ∘ 미국의 Cannon과 Robbins에 의해 점차 대구경화 ∘ 국내에서는 1980년부터 광산에서 장비도입과 함께 사용하기 시작함 ∘ 수직구의 상부에는 기계실 하부에는 Reaming room이 필요

② 특징 ∘ 용출수가 발생하는 조건에서도 작업이 가능하다 ∘ 환기 및 발파 등의 영향을 받지 않는다 ∘ 극경암 지역에서는 커터의 비용이 높다 ∘ 연암이나 풍화암 직역은 측벽의 붕락으로 굴착에 어려움이 있을 수 있다 ∘ 유도공이 편향되어 천공되 경우 수직오차를 줄이기 어렵다 ∘ 고도의 기술 축척이 필요하다

③ Flow Chart

유도공 굴착 드릴피트 제거 및 리머부착 리밍(확공)∘ 수직 및 사갱의 상부에 기계실을 설치 하부 에는 Reaming Room을 조성한 후 기계실 에 RBM을안착시켜소구경(직경 311mm)의 Tri ConeBit로 유도공을 관통시킨 다음 하부에 Reamer Head를 설치 수직 또는 사갱 을 대구경(직경 24sim305m)으로 확공해 올라가 는 RBM공법을 채택 시공하였으며 이 공법의 장점은 정밀 시공이 용이하고 지하수 환기 및 발파의 영향을 가장 적게 받으면서 진동 및 소 음이 거의 없으며 안전관리에 유리합니다

RBM 설치 전경 RBM 굴착후

3) RC공법과 RBM공법의 비교 공법

구분 RBM 공법 RC 공법굴착 전단면 기계식 상향 굴착 운반기계 + 인력천공의 상향 굴착보강 굴착 중 보강 불가 굴착 중 보강 불가지수 불가 불가

적용지반 풍화암～경암(양호한 지반) 풍화암～경암

적용성∙단면φ24～30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙모든 굴착이 가능하나 사갱 굴착 시 고도의 기술 필요∙절리파쇄대 구간 시공속도 저하

∙단면20times20m～ 30times30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙30～90deg범위의 수직도 유지 가능∙사갱 복잡한 형태의 굴착 가능∙절리파쇄대 구간 시공 곤란

안전성 안전 불량

시공성

∙소형의 버력처리 장비 가능∙용출수 발생 시에도 작업 가능∙수직도를 유지하지 못할 경우 추가 작업 곤란∙암반강도가 매우 큰 경우 효율 저하∙상부 표토 경화 후 기계기초 설치

∙대심도의 경우 긴 싸이클 타임∙문제점 발생 시 대처 용이∙암반의 강도가 매우 큰 경우 RBM 공법보다 효율적∙낙석이나 낙반 발생 시 매우 불리∙용출수 발생 시 측량 불가능

경제성∙작업효율이 높다∙인건비 투입이 작다∙운반비용 소모품이 고가∙공사비 3900 만원m

∙설비가 적어 초기투자비가 저렴∙장비운반 소모품 비용이 저렴∙인건비 투입이 크며 환기시설 등이 필요∙공사비 3300만원m

작업환경∙수직구내 인원투입이 없어 안전∙저소음 저진동 공법∙환기장비 불필요∙RBM 장비 설치를 위한 부지확보와 장비 이동 필요

∙낙석 등으로 인하여 안전성 불리∙발파 소음 및 진동 발생∙하향환기로 분진 정체∙하부 작업공간 필요∙수직구 상부에 작업공간 불필요

구분 노선명 위치 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 관련기관

두문동제2터널

일반국도38호선 정선~고한 2470 - 70 - - - 2004 -

싸릿재터널 강원도국도 양방향 - 2470 - - 20 - - - -

차령터널 천안sim진주고속도로 - 2360 2 1068 plusmn13 2725 수직갱 종류식 - 한국도로공사

(내경엔지니어링)창원(불모산)

터널지방도

1020호선 경남 창원 2345 2 1104 plusmn20 32019(대일) 반횡류식 - 경남도청

(삼우기술단)

수정터널 좌천~가야 2341 3 99 - - 종류식 - -

백양터널 고속도로 당감~모라 2340 2 105 65302 - 1998 -

대쌍터널 성남~장호원국도 - 2340 - - 106 - - - -

미음터널 창원~부산 - 2120 2 - - - 종류식 - -

진부터널 영동고속도로제9공구 속사sim진부 2095 2 11626 -184 33812

(대일)젯트팬 종류식 + 집진기실 - 한국도로공사

(삼보기술단)

경주터널 국 도 건천IC sim 현곡 2040 2 1145 +198 3125 젯트팬 종류식 + 집진기실 - 부산지방국토관리청

(건화엔지니어링)

구분 노선명 위치 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 관련기관

회북터널 청주~상주국도 - 2040 - - 145 - - - -

박달재 터널 국도38호선 충북 제천 1960 2 900 plusmn03 - 반횡류식 + 횡류식 1996 대전지방국토관리청

(삼우기술단)

수리터널 서울외곽순환고속도로 경기도 군포 1866 4 179 plusmn052 7397 반횡류식 한국도로공사

(용마엔지니어링)

구덕터널 특별시도 부산 서대신 1860 2 94 -16 58111(대일) 반횡류식 1984 부산직할시

(삼우기술단)

황령산 터널 특별시도 부산 서면sim대연 1843 2 94 +22 1992 반횡류식 부산직할시

(삼우기술단)

고성 12터널 고속도로 대전~통영 1781 - - 190 -

수천터널 둔덕~주삼국도 - 1760 - - 20 - - - -

만덕터널 특별시도 부산 동래 1740 - 94 - - - 1988 부산직할시(대림엔지니어링)

상주터널 중 부고속도로 - 1700 2 1105 plusmn129 2533 젯트팬 종류식 - 한국도로공사

(대한콘설탄트)

불암터널 서울외곽순환고속도로 불암산 퇴계산 1650 3 - - - 반횡류식 - 한국도로공사

(한국종합기술)

구분 노선명 위치 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 관련기관

옥동터널 보령~성주우회도로 1633 2 - - - 종류식 - -

남산2호터널 특별시도 서울 장충 1630 2 96 - - 젯트팬 1970 서울특별시(한국종합기술)

수락터널 서울외곽순환고속도로 - 1600 - - - - 반횡류식 - 한국도로공사

(동일기술공사)

남산1호터널 특별시도 서울 예장 1530 2 108 -10 -30+35 3500 반횡류식 1977 서울특별시

(한국종합기술)

다리재터널 송강-백운간 도로확장공사 충북 충주 제천 1500 2(3) 1145 (1491) plusmn20 36017

(대일) 젯트팬 종류식 - 대전지방국토관리청(삼보기술단)

마성터널 영 동고속도로 - 1460 2 96 plusmn062 66503

(대일) 젯트팬 종류식 - 한국도로공사(한국종합기술)

수암터널 서울외곽순환고속도로 - 1254 4 1794 plusmn20 7397 젯트펜 - 한국도로공사

(극동엔지니어링)

유탕터널 광주광역시 우회도로 광주광역시 1245 - - 088 - - - -

(2) 국외 장대도로터널 현황

구 분 소재지 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 비고

Laerdal 노르웨이 24510 2 - - 2400 - 2000

Zhongnanshan 중국 18040 - - - - - 2007

St Gottard 스위스 16918 2 - - - - 1980

Arlberg 오스트리아 13972 - - 20 - - 1978

Hsuehshan 타이완 12942 - - - - - 2006

Frejus 프랑스-이탈리아 12895 - - 054 - - 1980

Mont-Blanc 프랑스-이탈리아 11611 - - 025～24 - - 1965

Gudvanga 노르웨이 11428 - - - - - 1991

Folgefonn 노르웨이 11150 - - - - - 2001

Kan-etsu(south bound) 일본 11055 - - - - - 1991

구 분 소재지 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 비고

Kan-etsu(north bound) 일본 10926 - - 165 - - 1985

Hida 일본 10750 - - - - - 2010예정

Gran Sassodltalia(East) 이탈리아 10176 - - - - - 1984

Gran Sassodltalia(West) 이탈리아 10173 - - - - - 1985

Plabutsch(West tube) 오스트리아 10085 - - - - - 2004

Le Tunnel Est 프랑스 10000 - - 45 - - 2004-2006

Tokyo wanAqua-Line 일본 9500 - - 직선 - - -

Hoyanger 노르웨이 7500 - - 14 - - -

freifjord Tunnel 노르웨이 5080 - - - - 종류식 -

Floyfjell 노르웨이 3900 - - 10 - - -

구 분 소재지 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 비고

Chamoise 프랑스 3300 - - 05～10 - - -

LEpine 프랑스 3100 - - 05 - - -

Ville-Marie 캐나다 퀘백 2800 - - 20～30 - - -

Flekkeroy 노르웨이 2300 - - 100 - - - 하저터널

Lovstakk 노르웨이 2000 - - 37 - - -

Oslo 노르웨이 1800 - - 40～70 - - -

Fourviere 프랑스 1800 - - 24 - - -

Tyne 영국 1700 - - 50 - - -

Dullin 프랑스 1500 - - 24 - - -

2 국내도로터널 분석(1) 배후령터널bull 터 널 명 배후령터널(양방향 2차로 단선터널)bull 과 업 명 국도 46호선 신북~북산(배후령) 국도개량공사bull 위 치 강원도 춘천시~화천군bull 연 장 5057kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 서비스터널(TBM empty50m) 회차로 피난연갱락갱 대인용(180m간격) 차량용(720m간격) 터널 진출입 구간의 용설시스템 설치 조도순응시설 안내 전광판(VMS) 설치로 2차사고 예방bull 환기방식 횡류식(급기 배기)

(2) 능동터널bull 터 널 명 능동터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 국도24호선 산외~상북간 제3공구(능동터널) 국도확장공사bull 위 치 경남 밀양시 산내면~울산광역시 울주군 상북면bull 연 장 상행선 458km 하행선 453kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 비상주차대 12개소 피난연락갱 12개소(360m간격 대인용 6개소 차량용 6개소) 터널 관리사무소 1개소bull 환기방식 수직갱 송배기 종류식bull 수직갱 굴착공법 RC(Raise Climber)공법 H=237m D=6m

(3) 죽령터널bull 터 널 명 죽령터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 대구~춘천간 고속도로(중앙고속도로)bull 위 치 경상북도 영주시~충청북도 단양군bull 연 장 상행선 452km 하행선 451kmbull 굴착공법 TBM(Pilot공 empty45m) + NATM확공 숏팻치(Shot Patch)공법 TBM-NATM 확공 L=7308m (상행선 3644m 하행선 3664m) 순수 NATM 굴착구간 L=1722m (상행선 876m 하행선 846m)bull 방재관련 비상주차대 13개소(상행선 6개소 하행선 7개소) 피난연락갱 6개소 도로결빙방지 설비 설치bull 환기방식 제트팬+수직갱 송배기 종류식(상하생선 각 1개소) 제트팬 상행선 empty1030 16대 하행선 empty1030 13대bull 수직갱 굴착공법 RC(Raise Climber)공법 H=210m 131m D=71m

(4) 사패산터널bull 터 널 명 사패산터널(일방향 4차로 병설터널)bull 과 업 명 서울외곽순환 고속도로(일산~퇴계원간) 건설공사 민간투자사업bull 위 치 경기도 양주시 장흥면~경기도 의정부시 호원동bull 연 장 일산방향 3993km 퇴계원방향 3997kmbull 굴착공법 NATM공법(상하행 양방향 동시굴착 4개 막장)bull 방재관련 비상주차대 12개소 피난연락갱 5개소bull 환기방식 제트팬(empty1530 30대) 전기집진실 3개소

(5) 둔내터널bull 터 널 명 둔내터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 영동고속도로 원주~강릉간 4차로 확장공사bull 위 치 강원도 횡성군 둔내면 삽교리~평창군 봉평면 진조리bull 연 장 상행선 33km 하행선 33kmbull 굴착공법 NATM공법(상하행 양방향 동시굴착 4개 막장)bull 방재관련 비상주차대(550m간격) 상행선 5개소 하행선 5개소 피난연락갱 5개소(구급차 소방차 통행 및 운전자 승객 대피용) CCTV 상하행선 각각 200m간격으로 설치 도로경빙방지 설비 설치 조도순응시설 터널시종점부 설치 터널입구 500m 전방에 대형전광판 1set와 터널내의 피난갱 입구에 소형 전광판을 설치bull 환기방식 수직갱 송배기 종류식 + 제트팬 V형 지하환기소bull 수직갱 굴착공법 RBM(Raised Boring Machine)공법 H=204m D=9m

(6) 육십령터널 (7) 수리터널bull 터 널 명 육십령터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 대전-통영간 고속도로 건설공사bull 위 치 경남 함양군 서상면~전북 장수군 계면면bull 연 장 상행선 317km 하행선317kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 피난연락갱 비상주차대 터널입구정보표시판 CCTV 비상전화 제연설비 등bull 환기방식 상행선 젯트팬 종류식(empty1250 15대) 하행선 수직갱 + 젯트팬 송배기 종류식(empty1250 24대)

bull 터 널 명 수리터널(일방향 4차로 병설터널)bull 과 업 명 서울외곽순환 고속도로 건설공사 민간투자사업bull 위 치 경기도 군포시bull 연 장 상행선 186km 하행선 188kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 송풍기의 가역운전을 이용한 배연설비 피난연락갱(750m 간격) 소화전 및 소화기 50m간격으로 설치bull 환기방식 송기반횡류식 횡형축류식송풍기 184CMStimes120mmAqtimes6대 동력 290 KWtimes 6대 = 1740 KW 덕트면적 28 m2 times 1880m 환기소면적 25 m times 20m times 2곳

(8) 수정터널bull 터 널 명 수정터널bull 위 치 좌천~가야bull 연 장 상행선 234km 하행선 235kmbull 굴착공법 TBM+무진동 굴착bull 방재관련 CCTV 30대 소화전 114개 지하재방송 설비 설치bull 환기방식 송기반횡류식 37KW 젯트펜 22대와 전기 집진기 270KW 축류식 4대

3 해외도로터널 분석(1) Laerdal Tunnelbull 터 널 명 Laerdal Tunnel(양방향 2차로 단선터널)bull 위 치 노르웨이bull 연 장 245kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소 피난연락갱 비상전화 250m 간격으로 배치 라디오 중계 차량통제시스템 설비bull 환기방식 집진실 지하환기소+수직갱 별도의 수직갱을 두어 재난시 대비

(2) Hsuehshan Tunnel (3) Frejus Tunnelbull 터 널 명 Hsuehshan Tunnel(twin tunnel + service)bull 위 치 타이완bull 연 장 12942kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

bull 터 널 명 Frejus Tunnelbull 위 치 프랑스bull 연 장 12895kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

(4) Mont Blanc Tunnelbull 터 널 명 Mont Blanc Tunnelbull 위 치 프랑스-이탈리아bull 연 장 11611kmbull 굴착공법 bull 방재관련 피난대피소 37개소(300m간격 내부기압 자동조절) 배연시설 116개소(100m간격) (2002년 3월 9일 재개통)bull 환기방식

New interior design 이탈리아 갱구부

One of the 37 shelters

(5) Kan-etsu Tunnel (6) Freifjord Tunnelbull 터 널 명 Kan-etsu Tunnel(일방향 2차로 병설터널)bull 위 치 일본bull 연 장 11055kmbull 굴착공법 bull 방재관련 방향전환소(15km간격) 대단면방향전환소(6km간격) 비상주차대(500m간격)bull 환기방식 종류식

bull 터 널 명 Freifjord Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 508kmbull 굴착공법 bull 방재관련 bull 환기방식 종류식

(7) Oslo Tunnelbull 터 널 명 Oslo Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 289kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소bull 환기방식 종류식

4 환기(1) 환기방식

1) 환기방식의 분류

환기방식

자연환기

기계환기

종류식

반횡류식

횡류식

조합식

젯트팬(Jet Fan)식

수직갱송배기식

집진기식

집진기+수직갱송배기식

송기반횡류식

배기반횡류식

(2) 환기방식에 따른 특징1) 종류식

bull 종류식 - 제트팬식 제트팬군의 승압에 의한다 환기시설의 설치가 용이하며 설비비가 적어 경제적이다 송배기용 덕트가 불필요하고 풍로는 차도를 이용하므로 마찰손실이 적다 휀은 역전이 가능하므로 양방향 환기가 가능하다 장대터널에서는 설치대수 급증하므로 유지 관리상의 어려움이 있다 송풍기의 소음이 크므로 이에따른 검토가 필요하다 적용길이는 1000m정도 이하가 표준이지만 교통량이 적은 경우와 길이가

긴 경우에도 적용이 가능하다

- 수직갱송배기식 분류 송기의 승압에 의한다 터널 적용 연장은 환기상에 제한이 없다 교통환기력을 유용하게 이용할 수 있다 지하 환기소나 대형 송풍기의 설비비 및 굴착비가 크다

- 전기집진기 부착 종류식 집진정화와 분류송기 승압에 의한다 교통환기량을 효과적으로 이용할 수 있다 외부 환경 오염관리가 요구되는 도심터널에 적하다 지반고가 높은 산악지형에 경제적이다 화재시 대응력 열세하며 일산화탄소(CO)처리가 곤란 하다

- 집진기+수직갱 송배기식 집진정화와 수직갱 송기 승압에 의한다 장대터널 환기방식 결정시 가장 많이 이용되며 매연 및 이산화탄소처리가

가능하다 지역 여건에 적합하게 집진기와 수직갱 배열이 가능하다

제트팬식 수직갱송배기식

전기집진기 부착 종류식 집진기+수직갱 송배기식

2) 반횡류식 및 횡류식bull 반횡류식 - 송기 반횡류식 터널내 송기 덕트에 의해 일정하게 송기한다 환기 소음이 거의 없다 차도내 농도분포가 양호하다 교통환기력을 저해하기 때문에 효과적으로 이용할 수 없다 송기덕트로 인해 터널 단면이 증가된다

- 배기 반횡류식 터널내 배기 덕트에 의해 일정하게 배기한다 갱구로부터 오염배출이 적음으로 갱구부근의 환경대책상 효과적이다 환기소음의 거의 없고 공사비가 횡류식에 비해 저렴하다 차도내의 농도분포가 증대해지는 부분이 있고 환기의 효율이 떨어진다 배기덕트로 인해 터널 단명이 증가된다

bull 횡류식 - 횡류식 송배기 양쪽의 터널 덕트를 갖추고 환기풍은 차도를 횡류한다 화재시 대응이 비교적 쉬우면 배연에 대한 추가시설이 필요하지 않다 차도 내의 종방향 덕트가 없고 농도 분포도 일정하다 송기덕트와 배기덕트 및 송풍기와 배풍기의 2계통이 필요하므로 터널 단면이 커지며 설비비와 유지비가 많이든다

송기 반횡류식 배기 반횡류식

횡 류 식

(3) 수직갱 굴착공법1) RC(Raise Climber)공법

bull RC (Raise Climber) ① 개요 ∘ 1957년 스웨덴의 Alimak社에서 최초로 도입 ∘ 주로 광산분야에서 널리 이용 ∘ 수직구 하부에 작업공간이 확보되는 경우에 적용 ∘ 벽면에 앵커로 가이드레일을 설치하고 이를 따라 움직이는 작업대를 이

용하며 발파에 의하여 상향으로 굴착 ∘ 경제성을 고려하여 최소 100m 이상의 굴착 길이 필요 ∘ 400m를 시공 상 한계로 보며 200m 내외가 최적

② 특징 ∘ 설비가 적어 초기투자비가 저렴하다 ∘ 지반조건을 보면서 굴착하므로 지반변화에 즉시 대응이 가능하다 ∘ 지보재를 설치하지 않고 레일을 벽면에 부착하므로 열악한 지반조건(지

반이 나쁜 구간이나 단층대 등)에서 적용하기 곤란하다 ∘ 발파 및 진동 소음이 크고 부석정리 시 낙반의 위험성 등 안정상 문제를

내포하고 있다 ∘ 부대시설(환기 급배수)이 필요하다

③ Flow Chart

Rail 설치를 위한 공간확보 Rail 설치 천공 장약발파(발파시 도피공간으로 이동)

∘ Flow Chart 와 같은 방법으로 상향으로 선진갱을 굴착하고 하향으로 확공하면서 하부로 버력을 처리하는 병용방법을 적용하는 경우가 대부분이다 983093 983094

983092 983092

버력처리 부석처리 환기(가이드레일 위부분의 Head Plate로부터 물과 공기를 분사)

2) RBM(Raise Boring Machine)공법bull RBM (Raise Boring Machine) ① 개요 ∘ 1949년 독일의 Herr Bade가 개발 ∘ 미국의 Cannon과 Robbins에 의해 점차 대구경화 ∘ 국내에서는 1980년부터 광산에서 장비도입과 함께 사용하기 시작함 ∘ 수직구의 상부에는 기계실 하부에는 Reaming room이 필요

② 특징 ∘ 용출수가 발생하는 조건에서도 작업이 가능하다 ∘ 환기 및 발파 등의 영향을 받지 않는다 ∘ 극경암 지역에서는 커터의 비용이 높다 ∘ 연암이나 풍화암 직역은 측벽의 붕락으로 굴착에 어려움이 있을 수 있다 ∘ 유도공이 편향되어 천공되 경우 수직오차를 줄이기 어렵다 ∘ 고도의 기술 축척이 필요하다

③ Flow Chart

유도공 굴착 드릴피트 제거 및 리머부착 리밍(확공)∘ 수직 및 사갱의 상부에 기계실을 설치 하부 에는 Reaming Room을 조성한 후 기계실 에 RBM을안착시켜소구경(직경 311mm)의 Tri ConeBit로 유도공을 관통시킨 다음 하부에 Reamer Head를 설치 수직 또는 사갱 을 대구경(직경 24sim305m)으로 확공해 올라가 는 RBM공법을 채택 시공하였으며 이 공법의 장점은 정밀 시공이 용이하고 지하수 환기 및 발파의 영향을 가장 적게 받으면서 진동 및 소 음이 거의 없으며 안전관리에 유리합니다

RBM 설치 전경 RBM 굴착후

3) RC공법과 RBM공법의 비교 공법

구분 RBM 공법 RC 공법굴착 전단면 기계식 상향 굴착 운반기계 + 인력천공의 상향 굴착보강 굴착 중 보강 불가 굴착 중 보강 불가지수 불가 불가

적용지반 풍화암～경암(양호한 지반) 풍화암～경암

적용성∙단면φ24～30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙모든 굴착이 가능하나 사갱 굴착 시 고도의 기술 필요∙절리파쇄대 구간 시공속도 저하

∙단면20times20m～ 30times30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙30～90deg범위의 수직도 유지 가능∙사갱 복잡한 형태의 굴착 가능∙절리파쇄대 구간 시공 곤란

안전성 안전 불량

시공성

∙소형의 버력처리 장비 가능∙용출수 발생 시에도 작업 가능∙수직도를 유지하지 못할 경우 추가 작업 곤란∙암반강도가 매우 큰 경우 효율 저하∙상부 표토 경화 후 기계기초 설치

∙대심도의 경우 긴 싸이클 타임∙문제점 발생 시 대처 용이∙암반의 강도가 매우 큰 경우 RBM 공법보다 효율적∙낙석이나 낙반 발생 시 매우 불리∙용출수 발생 시 측량 불가능

경제성∙작업효율이 높다∙인건비 투입이 작다∙운반비용 소모품이 고가∙공사비 3900 만원m

∙설비가 적어 초기투자비가 저렴∙장비운반 소모품 비용이 저렴∙인건비 투입이 크며 환기시설 등이 필요∙공사비 3300만원m

작업환경∙수직구내 인원투입이 없어 안전∙저소음 저진동 공법∙환기장비 불필요∙RBM 장비 설치를 위한 부지확보와 장비 이동 필요

∙낙석 등으로 인하여 안전성 불리∙발파 소음 및 진동 발생∙하향환기로 분진 정체∙하부 작업공간 필요∙수직구 상부에 작업공간 불필요

구분 노선명 위치 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 관련기관

회북터널 청주~상주국도 - 2040 - - 145 - - - -

박달재 터널 국도38호선 충북 제천 1960 2 900 plusmn03 - 반횡류식 + 횡류식 1996 대전지방국토관리청

(삼우기술단)

수리터널 서울외곽순환고속도로 경기도 군포 1866 4 179 plusmn052 7397 반횡류식 한국도로공사

(용마엔지니어링)

구덕터널 특별시도 부산 서대신 1860 2 94 -16 58111(대일) 반횡류식 1984 부산직할시

(삼우기술단)

황령산 터널 특별시도 부산 서면sim대연 1843 2 94 +22 1992 반횡류식 부산직할시

(삼우기술단)

고성 12터널 고속도로 대전~통영 1781 - - 190 -

수천터널 둔덕~주삼국도 - 1760 - - 20 - - - -

만덕터널 특별시도 부산 동래 1740 - 94 - - - 1988 부산직할시(대림엔지니어링)

상주터널 중 부고속도로 - 1700 2 1105 plusmn129 2533 젯트팬 종류식 - 한국도로공사

(대한콘설탄트)

불암터널 서울외곽순환고속도로 불암산 퇴계산 1650 3 - - - 반횡류식 - 한국도로공사

(한국종합기술)

구분 노선명 위치 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 관련기관

옥동터널 보령~성주우회도로 1633 2 - - - 종류식 - -

남산2호터널 특별시도 서울 장충 1630 2 96 - - 젯트팬 1970 서울특별시(한국종합기술)

수락터널 서울외곽순환고속도로 - 1600 - - - - 반횡류식 - 한국도로공사

(동일기술공사)

남산1호터널 특별시도 서울 예장 1530 2 108 -10 -30+35 3500 반횡류식 1977 서울특별시

(한국종합기술)

다리재터널 송강-백운간 도로확장공사 충북 충주 제천 1500 2(3) 1145 (1491) plusmn20 36017

(대일) 젯트팬 종류식 - 대전지방국토관리청(삼보기술단)

마성터널 영 동고속도로 - 1460 2 96 plusmn062 66503

(대일) 젯트팬 종류식 - 한국도로공사(한국종합기술)

수암터널 서울외곽순환고속도로 - 1254 4 1794 plusmn20 7397 젯트펜 - 한국도로공사

(극동엔지니어링)

유탕터널 광주광역시 우회도로 광주광역시 1245 - - 088 - - - -

(2) 국외 장대도로터널 현황

구 분 소재지 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 비고

Laerdal 노르웨이 24510 2 - - 2400 - 2000

Zhongnanshan 중국 18040 - - - - - 2007

St Gottard 스위스 16918 2 - - - - 1980

Arlberg 오스트리아 13972 - - 20 - - 1978

Hsuehshan 타이완 12942 - - - - - 2006

Frejus 프랑스-이탈리아 12895 - - 054 - - 1980

Mont-Blanc 프랑스-이탈리아 11611 - - 025～24 - - 1965

Gudvanga 노르웨이 11428 - - - - - 1991

Folgefonn 노르웨이 11150 - - - - - 2001

Kan-etsu(south bound) 일본 11055 - - - - - 1991

구 분 소재지 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 비고

Kan-etsu(north bound) 일본 10926 - - 165 - - 1985

Hida 일본 10750 - - - - - 2010예정

Gran Sassodltalia(East) 이탈리아 10176 - - - - - 1984

Gran Sassodltalia(West) 이탈리아 10173 - - - - - 1985

Plabutsch(West tube) 오스트리아 10085 - - - - - 2004

Le Tunnel Est 프랑스 10000 - - 45 - - 2004-2006

Tokyo wanAqua-Line 일본 9500 - - 직선 - - -

Hoyanger 노르웨이 7500 - - 14 - - -

freifjord Tunnel 노르웨이 5080 - - - - 종류식 -

Floyfjell 노르웨이 3900 - - 10 - - -

구 분 소재지 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 비고

Chamoise 프랑스 3300 - - 05～10 - - -

LEpine 프랑스 3100 - - 05 - - -

Ville-Marie 캐나다 퀘백 2800 - - 20～30 - - -

Flekkeroy 노르웨이 2300 - - 100 - - - 하저터널

Lovstakk 노르웨이 2000 - - 37 - - -

Oslo 노르웨이 1800 - - 40～70 - - -

Fourviere 프랑스 1800 - - 24 - - -

Tyne 영국 1700 - - 50 - - -

Dullin 프랑스 1500 - - 24 - - -

2 국내도로터널 분석(1) 배후령터널bull 터 널 명 배후령터널(양방향 2차로 단선터널)bull 과 업 명 국도 46호선 신북~북산(배후령) 국도개량공사bull 위 치 강원도 춘천시~화천군bull 연 장 5057kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 서비스터널(TBM empty50m) 회차로 피난연갱락갱 대인용(180m간격) 차량용(720m간격) 터널 진출입 구간의 용설시스템 설치 조도순응시설 안내 전광판(VMS) 설치로 2차사고 예방bull 환기방식 횡류식(급기 배기)

(2) 능동터널bull 터 널 명 능동터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 국도24호선 산외~상북간 제3공구(능동터널) 국도확장공사bull 위 치 경남 밀양시 산내면~울산광역시 울주군 상북면bull 연 장 상행선 458km 하행선 453kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 비상주차대 12개소 피난연락갱 12개소(360m간격 대인용 6개소 차량용 6개소) 터널 관리사무소 1개소bull 환기방식 수직갱 송배기 종류식bull 수직갱 굴착공법 RC(Raise Climber)공법 H=237m D=6m

(3) 죽령터널bull 터 널 명 죽령터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 대구~춘천간 고속도로(중앙고속도로)bull 위 치 경상북도 영주시~충청북도 단양군bull 연 장 상행선 452km 하행선 451kmbull 굴착공법 TBM(Pilot공 empty45m) + NATM확공 숏팻치(Shot Patch)공법 TBM-NATM 확공 L=7308m (상행선 3644m 하행선 3664m) 순수 NATM 굴착구간 L=1722m (상행선 876m 하행선 846m)bull 방재관련 비상주차대 13개소(상행선 6개소 하행선 7개소) 피난연락갱 6개소 도로결빙방지 설비 설치bull 환기방식 제트팬+수직갱 송배기 종류식(상하생선 각 1개소) 제트팬 상행선 empty1030 16대 하행선 empty1030 13대bull 수직갱 굴착공법 RC(Raise Climber)공법 H=210m 131m D=71m

(4) 사패산터널bull 터 널 명 사패산터널(일방향 4차로 병설터널)bull 과 업 명 서울외곽순환 고속도로(일산~퇴계원간) 건설공사 민간투자사업bull 위 치 경기도 양주시 장흥면~경기도 의정부시 호원동bull 연 장 일산방향 3993km 퇴계원방향 3997kmbull 굴착공법 NATM공법(상하행 양방향 동시굴착 4개 막장)bull 방재관련 비상주차대 12개소 피난연락갱 5개소bull 환기방식 제트팬(empty1530 30대) 전기집진실 3개소

(5) 둔내터널bull 터 널 명 둔내터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 영동고속도로 원주~강릉간 4차로 확장공사bull 위 치 강원도 횡성군 둔내면 삽교리~평창군 봉평면 진조리bull 연 장 상행선 33km 하행선 33kmbull 굴착공법 NATM공법(상하행 양방향 동시굴착 4개 막장)bull 방재관련 비상주차대(550m간격) 상행선 5개소 하행선 5개소 피난연락갱 5개소(구급차 소방차 통행 및 운전자 승객 대피용) CCTV 상하행선 각각 200m간격으로 설치 도로경빙방지 설비 설치 조도순응시설 터널시종점부 설치 터널입구 500m 전방에 대형전광판 1set와 터널내의 피난갱 입구에 소형 전광판을 설치bull 환기방식 수직갱 송배기 종류식 + 제트팬 V형 지하환기소bull 수직갱 굴착공법 RBM(Raised Boring Machine)공법 H=204m D=9m

(6) 육십령터널 (7) 수리터널bull 터 널 명 육십령터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 대전-통영간 고속도로 건설공사bull 위 치 경남 함양군 서상면~전북 장수군 계면면bull 연 장 상행선 317km 하행선317kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 피난연락갱 비상주차대 터널입구정보표시판 CCTV 비상전화 제연설비 등bull 환기방식 상행선 젯트팬 종류식(empty1250 15대) 하행선 수직갱 + 젯트팬 송배기 종류식(empty1250 24대)

bull 터 널 명 수리터널(일방향 4차로 병설터널)bull 과 업 명 서울외곽순환 고속도로 건설공사 민간투자사업bull 위 치 경기도 군포시bull 연 장 상행선 186km 하행선 188kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 송풍기의 가역운전을 이용한 배연설비 피난연락갱(750m 간격) 소화전 및 소화기 50m간격으로 설치bull 환기방식 송기반횡류식 횡형축류식송풍기 184CMStimes120mmAqtimes6대 동력 290 KWtimes 6대 = 1740 KW 덕트면적 28 m2 times 1880m 환기소면적 25 m times 20m times 2곳

(8) 수정터널bull 터 널 명 수정터널bull 위 치 좌천~가야bull 연 장 상행선 234km 하행선 235kmbull 굴착공법 TBM+무진동 굴착bull 방재관련 CCTV 30대 소화전 114개 지하재방송 설비 설치bull 환기방식 송기반횡류식 37KW 젯트펜 22대와 전기 집진기 270KW 축류식 4대

3 해외도로터널 분석(1) Laerdal Tunnelbull 터 널 명 Laerdal Tunnel(양방향 2차로 단선터널)bull 위 치 노르웨이bull 연 장 245kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소 피난연락갱 비상전화 250m 간격으로 배치 라디오 중계 차량통제시스템 설비bull 환기방식 집진실 지하환기소+수직갱 별도의 수직갱을 두어 재난시 대비

(2) Hsuehshan Tunnel (3) Frejus Tunnelbull 터 널 명 Hsuehshan Tunnel(twin tunnel + service)bull 위 치 타이완bull 연 장 12942kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

bull 터 널 명 Frejus Tunnelbull 위 치 프랑스bull 연 장 12895kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

(4) Mont Blanc Tunnelbull 터 널 명 Mont Blanc Tunnelbull 위 치 프랑스-이탈리아bull 연 장 11611kmbull 굴착공법 bull 방재관련 피난대피소 37개소(300m간격 내부기압 자동조절) 배연시설 116개소(100m간격) (2002년 3월 9일 재개통)bull 환기방식

New interior design 이탈리아 갱구부

One of the 37 shelters

(5) Kan-etsu Tunnel (6) Freifjord Tunnelbull 터 널 명 Kan-etsu Tunnel(일방향 2차로 병설터널)bull 위 치 일본bull 연 장 11055kmbull 굴착공법 bull 방재관련 방향전환소(15km간격) 대단면방향전환소(6km간격) 비상주차대(500m간격)bull 환기방식 종류식

bull 터 널 명 Freifjord Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 508kmbull 굴착공법 bull 방재관련 bull 환기방식 종류식

(7) Oslo Tunnelbull 터 널 명 Oslo Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 289kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소bull 환기방식 종류식

4 환기(1) 환기방식

1) 환기방식의 분류

환기방식

자연환기

기계환기

종류식

반횡류식

횡류식

조합식

젯트팬(Jet Fan)식

수직갱송배기식

집진기식

집진기+수직갱송배기식

송기반횡류식

배기반횡류식

(2) 환기방식에 따른 특징1) 종류식

bull 종류식 - 제트팬식 제트팬군의 승압에 의한다 환기시설의 설치가 용이하며 설비비가 적어 경제적이다 송배기용 덕트가 불필요하고 풍로는 차도를 이용하므로 마찰손실이 적다 휀은 역전이 가능하므로 양방향 환기가 가능하다 장대터널에서는 설치대수 급증하므로 유지 관리상의 어려움이 있다 송풍기의 소음이 크므로 이에따른 검토가 필요하다 적용길이는 1000m정도 이하가 표준이지만 교통량이 적은 경우와 길이가

긴 경우에도 적용이 가능하다

- 수직갱송배기식 분류 송기의 승압에 의한다 터널 적용 연장은 환기상에 제한이 없다 교통환기력을 유용하게 이용할 수 있다 지하 환기소나 대형 송풍기의 설비비 및 굴착비가 크다

- 전기집진기 부착 종류식 집진정화와 분류송기 승압에 의한다 교통환기량을 효과적으로 이용할 수 있다 외부 환경 오염관리가 요구되는 도심터널에 적하다 지반고가 높은 산악지형에 경제적이다 화재시 대응력 열세하며 일산화탄소(CO)처리가 곤란 하다

- 집진기+수직갱 송배기식 집진정화와 수직갱 송기 승압에 의한다 장대터널 환기방식 결정시 가장 많이 이용되며 매연 및 이산화탄소처리가

가능하다 지역 여건에 적합하게 집진기와 수직갱 배열이 가능하다

제트팬식 수직갱송배기식

전기집진기 부착 종류식 집진기+수직갱 송배기식

2) 반횡류식 및 횡류식bull 반횡류식 - 송기 반횡류식 터널내 송기 덕트에 의해 일정하게 송기한다 환기 소음이 거의 없다 차도내 농도분포가 양호하다 교통환기력을 저해하기 때문에 효과적으로 이용할 수 없다 송기덕트로 인해 터널 단면이 증가된다

- 배기 반횡류식 터널내 배기 덕트에 의해 일정하게 배기한다 갱구로부터 오염배출이 적음으로 갱구부근의 환경대책상 효과적이다 환기소음의 거의 없고 공사비가 횡류식에 비해 저렴하다 차도내의 농도분포가 증대해지는 부분이 있고 환기의 효율이 떨어진다 배기덕트로 인해 터널 단명이 증가된다

bull 횡류식 - 횡류식 송배기 양쪽의 터널 덕트를 갖추고 환기풍은 차도를 횡류한다 화재시 대응이 비교적 쉬우면 배연에 대한 추가시설이 필요하지 않다 차도 내의 종방향 덕트가 없고 농도 분포도 일정하다 송기덕트와 배기덕트 및 송풍기와 배풍기의 2계통이 필요하므로 터널 단면이 커지며 설비비와 유지비가 많이든다

송기 반횡류식 배기 반횡류식

횡 류 식

(3) 수직갱 굴착공법1) RC(Raise Climber)공법

bull RC (Raise Climber) ① 개요 ∘ 1957년 스웨덴의 Alimak社에서 최초로 도입 ∘ 주로 광산분야에서 널리 이용 ∘ 수직구 하부에 작업공간이 확보되는 경우에 적용 ∘ 벽면에 앵커로 가이드레일을 설치하고 이를 따라 움직이는 작업대를 이

용하며 발파에 의하여 상향으로 굴착 ∘ 경제성을 고려하여 최소 100m 이상의 굴착 길이 필요 ∘ 400m를 시공 상 한계로 보며 200m 내외가 최적

② 특징 ∘ 설비가 적어 초기투자비가 저렴하다 ∘ 지반조건을 보면서 굴착하므로 지반변화에 즉시 대응이 가능하다 ∘ 지보재를 설치하지 않고 레일을 벽면에 부착하므로 열악한 지반조건(지

반이 나쁜 구간이나 단층대 등)에서 적용하기 곤란하다 ∘ 발파 및 진동 소음이 크고 부석정리 시 낙반의 위험성 등 안정상 문제를

내포하고 있다 ∘ 부대시설(환기 급배수)이 필요하다

③ Flow Chart

Rail 설치를 위한 공간확보 Rail 설치 천공 장약발파(발파시 도피공간으로 이동)

∘ Flow Chart 와 같은 방법으로 상향으로 선진갱을 굴착하고 하향으로 확공하면서 하부로 버력을 처리하는 병용방법을 적용하는 경우가 대부분이다 983093 983094

983092 983092

버력처리 부석처리 환기(가이드레일 위부분의 Head Plate로부터 물과 공기를 분사)

2) RBM(Raise Boring Machine)공법bull RBM (Raise Boring Machine) ① 개요 ∘ 1949년 독일의 Herr Bade가 개발 ∘ 미국의 Cannon과 Robbins에 의해 점차 대구경화 ∘ 국내에서는 1980년부터 광산에서 장비도입과 함께 사용하기 시작함 ∘ 수직구의 상부에는 기계실 하부에는 Reaming room이 필요

② 특징 ∘ 용출수가 발생하는 조건에서도 작업이 가능하다 ∘ 환기 및 발파 등의 영향을 받지 않는다 ∘ 극경암 지역에서는 커터의 비용이 높다 ∘ 연암이나 풍화암 직역은 측벽의 붕락으로 굴착에 어려움이 있을 수 있다 ∘ 유도공이 편향되어 천공되 경우 수직오차를 줄이기 어렵다 ∘ 고도의 기술 축척이 필요하다

③ Flow Chart

유도공 굴착 드릴피트 제거 및 리머부착 리밍(확공)∘ 수직 및 사갱의 상부에 기계실을 설치 하부 에는 Reaming Room을 조성한 후 기계실 에 RBM을안착시켜소구경(직경 311mm)의 Tri ConeBit로 유도공을 관통시킨 다음 하부에 Reamer Head를 설치 수직 또는 사갱 을 대구경(직경 24sim305m)으로 확공해 올라가 는 RBM공법을 채택 시공하였으며 이 공법의 장점은 정밀 시공이 용이하고 지하수 환기 및 발파의 영향을 가장 적게 받으면서 진동 및 소 음이 거의 없으며 안전관리에 유리합니다

RBM 설치 전경 RBM 굴착후

3) RC공법과 RBM공법의 비교 공법

구분 RBM 공법 RC 공법굴착 전단면 기계식 상향 굴착 운반기계 + 인력천공의 상향 굴착보강 굴착 중 보강 불가 굴착 중 보강 불가지수 불가 불가

적용지반 풍화암～경암(양호한 지반) 풍화암～경암

적용성∙단면φ24～30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙모든 굴착이 가능하나 사갱 굴착 시 고도의 기술 필요∙절리파쇄대 구간 시공속도 저하

∙단면20times20m～ 30times30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙30～90deg범위의 수직도 유지 가능∙사갱 복잡한 형태의 굴착 가능∙절리파쇄대 구간 시공 곤란

안전성 안전 불량

시공성

∙소형의 버력처리 장비 가능∙용출수 발생 시에도 작업 가능∙수직도를 유지하지 못할 경우 추가 작업 곤란∙암반강도가 매우 큰 경우 효율 저하∙상부 표토 경화 후 기계기초 설치

∙대심도의 경우 긴 싸이클 타임∙문제점 발생 시 대처 용이∙암반의 강도가 매우 큰 경우 RBM 공법보다 효율적∙낙석이나 낙반 발생 시 매우 불리∙용출수 발생 시 측량 불가능

경제성∙작업효율이 높다∙인건비 투입이 작다∙운반비용 소모품이 고가∙공사비 3900 만원m

∙설비가 적어 초기투자비가 저렴∙장비운반 소모품 비용이 저렴∙인건비 투입이 크며 환기시설 등이 필요∙공사비 3300만원m

작업환경∙수직구내 인원투입이 없어 안전∙저소음 저진동 공법∙환기장비 불필요∙RBM 장비 설치를 위한 부지확보와 장비 이동 필요

∙낙석 등으로 인하여 안전성 불리∙발파 소음 및 진동 발생∙하향환기로 분진 정체∙하부 작업공간 필요∙수직구 상부에 작업공간 불필요

구분 노선명 위치 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 관련기관

옥동터널 보령~성주우회도로 1633 2 - - - 종류식 - -

남산2호터널 특별시도 서울 장충 1630 2 96 - - 젯트팬 1970 서울특별시(한국종합기술)

수락터널 서울외곽순환고속도로 - 1600 - - - - 반횡류식 - 한국도로공사

(동일기술공사)

남산1호터널 특별시도 서울 예장 1530 2 108 -10 -30+35 3500 반횡류식 1977 서울특별시

(한국종합기술)

다리재터널 송강-백운간 도로확장공사 충북 충주 제천 1500 2(3) 1145 (1491) plusmn20 36017

(대일) 젯트팬 종류식 - 대전지방국토관리청(삼보기술단)

마성터널 영 동고속도로 - 1460 2 96 plusmn062 66503

(대일) 젯트팬 종류식 - 한국도로공사(한국종합기술)

수암터널 서울외곽순환고속도로 - 1254 4 1794 plusmn20 7397 젯트펜 - 한국도로공사

(극동엔지니어링)

유탕터널 광주광역시 우회도로 광주광역시 1245 - - 088 - - - -

(2) 국외 장대도로터널 현황

구 분 소재지 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 비고

Laerdal 노르웨이 24510 2 - - 2400 - 2000

Zhongnanshan 중국 18040 - - - - - 2007

St Gottard 스위스 16918 2 - - - - 1980

Arlberg 오스트리아 13972 - - 20 - - 1978

Hsuehshan 타이완 12942 - - - - - 2006

Frejus 프랑스-이탈리아 12895 - - 054 - - 1980

Mont-Blanc 프랑스-이탈리아 11611 - - 025～24 - - 1965

Gudvanga 노르웨이 11428 - - - - - 1991

Folgefonn 노르웨이 11150 - - - - - 2001

Kan-etsu(south bound) 일본 11055 - - - - - 1991

구 분 소재지 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 비고

Kan-etsu(north bound) 일본 10926 - - 165 - - 1985

Hida 일본 10750 - - - - - 2010예정

Gran Sassodltalia(East) 이탈리아 10176 - - - - - 1984

Gran Sassodltalia(West) 이탈리아 10173 - - - - - 1985

Plabutsch(West tube) 오스트리아 10085 - - - - - 2004

Le Tunnel Est 프랑스 10000 - - 45 - - 2004-2006

Tokyo wanAqua-Line 일본 9500 - - 직선 - - -

Hoyanger 노르웨이 7500 - - 14 - - -

freifjord Tunnel 노르웨이 5080 - - - - 종류식 -

Floyfjell 노르웨이 3900 - - 10 - - -

구 분 소재지 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 비고

Chamoise 프랑스 3300 - - 05～10 - - -

LEpine 프랑스 3100 - - 05 - - -

Ville-Marie 캐나다 퀘백 2800 - - 20～30 - - -

Flekkeroy 노르웨이 2300 - - 100 - - - 하저터널

Lovstakk 노르웨이 2000 - - 37 - - -

Oslo 노르웨이 1800 - - 40～70 - - -

Fourviere 프랑스 1800 - - 24 - - -

Tyne 영국 1700 - - 50 - - -

Dullin 프랑스 1500 - - 24 - - -

2 국내도로터널 분석(1) 배후령터널bull 터 널 명 배후령터널(양방향 2차로 단선터널)bull 과 업 명 국도 46호선 신북~북산(배후령) 국도개량공사bull 위 치 강원도 춘천시~화천군bull 연 장 5057kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 서비스터널(TBM empty50m) 회차로 피난연갱락갱 대인용(180m간격) 차량용(720m간격) 터널 진출입 구간의 용설시스템 설치 조도순응시설 안내 전광판(VMS) 설치로 2차사고 예방bull 환기방식 횡류식(급기 배기)

(2) 능동터널bull 터 널 명 능동터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 국도24호선 산외~상북간 제3공구(능동터널) 국도확장공사bull 위 치 경남 밀양시 산내면~울산광역시 울주군 상북면bull 연 장 상행선 458km 하행선 453kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 비상주차대 12개소 피난연락갱 12개소(360m간격 대인용 6개소 차량용 6개소) 터널 관리사무소 1개소bull 환기방식 수직갱 송배기 종류식bull 수직갱 굴착공법 RC(Raise Climber)공법 H=237m D=6m

(3) 죽령터널bull 터 널 명 죽령터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 대구~춘천간 고속도로(중앙고속도로)bull 위 치 경상북도 영주시~충청북도 단양군bull 연 장 상행선 452km 하행선 451kmbull 굴착공법 TBM(Pilot공 empty45m) + NATM확공 숏팻치(Shot Patch)공법 TBM-NATM 확공 L=7308m (상행선 3644m 하행선 3664m) 순수 NATM 굴착구간 L=1722m (상행선 876m 하행선 846m)bull 방재관련 비상주차대 13개소(상행선 6개소 하행선 7개소) 피난연락갱 6개소 도로결빙방지 설비 설치bull 환기방식 제트팬+수직갱 송배기 종류식(상하생선 각 1개소) 제트팬 상행선 empty1030 16대 하행선 empty1030 13대bull 수직갱 굴착공법 RC(Raise Climber)공법 H=210m 131m D=71m

(4) 사패산터널bull 터 널 명 사패산터널(일방향 4차로 병설터널)bull 과 업 명 서울외곽순환 고속도로(일산~퇴계원간) 건설공사 민간투자사업bull 위 치 경기도 양주시 장흥면~경기도 의정부시 호원동bull 연 장 일산방향 3993km 퇴계원방향 3997kmbull 굴착공법 NATM공법(상하행 양방향 동시굴착 4개 막장)bull 방재관련 비상주차대 12개소 피난연락갱 5개소bull 환기방식 제트팬(empty1530 30대) 전기집진실 3개소

(5) 둔내터널bull 터 널 명 둔내터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 영동고속도로 원주~강릉간 4차로 확장공사bull 위 치 강원도 횡성군 둔내면 삽교리~평창군 봉평면 진조리bull 연 장 상행선 33km 하행선 33kmbull 굴착공법 NATM공법(상하행 양방향 동시굴착 4개 막장)bull 방재관련 비상주차대(550m간격) 상행선 5개소 하행선 5개소 피난연락갱 5개소(구급차 소방차 통행 및 운전자 승객 대피용) CCTV 상하행선 각각 200m간격으로 설치 도로경빙방지 설비 설치 조도순응시설 터널시종점부 설치 터널입구 500m 전방에 대형전광판 1set와 터널내의 피난갱 입구에 소형 전광판을 설치bull 환기방식 수직갱 송배기 종류식 + 제트팬 V형 지하환기소bull 수직갱 굴착공법 RBM(Raised Boring Machine)공법 H=204m D=9m

(6) 육십령터널 (7) 수리터널bull 터 널 명 육십령터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 대전-통영간 고속도로 건설공사bull 위 치 경남 함양군 서상면~전북 장수군 계면면bull 연 장 상행선 317km 하행선317kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 피난연락갱 비상주차대 터널입구정보표시판 CCTV 비상전화 제연설비 등bull 환기방식 상행선 젯트팬 종류식(empty1250 15대) 하행선 수직갱 + 젯트팬 송배기 종류식(empty1250 24대)

bull 터 널 명 수리터널(일방향 4차로 병설터널)bull 과 업 명 서울외곽순환 고속도로 건설공사 민간투자사업bull 위 치 경기도 군포시bull 연 장 상행선 186km 하행선 188kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 송풍기의 가역운전을 이용한 배연설비 피난연락갱(750m 간격) 소화전 및 소화기 50m간격으로 설치bull 환기방식 송기반횡류식 횡형축류식송풍기 184CMStimes120mmAqtimes6대 동력 290 KWtimes 6대 = 1740 KW 덕트면적 28 m2 times 1880m 환기소면적 25 m times 20m times 2곳

(8) 수정터널bull 터 널 명 수정터널bull 위 치 좌천~가야bull 연 장 상행선 234km 하행선 235kmbull 굴착공법 TBM+무진동 굴착bull 방재관련 CCTV 30대 소화전 114개 지하재방송 설비 설치bull 환기방식 송기반횡류식 37KW 젯트펜 22대와 전기 집진기 270KW 축류식 4대

3 해외도로터널 분석(1) Laerdal Tunnelbull 터 널 명 Laerdal Tunnel(양방향 2차로 단선터널)bull 위 치 노르웨이bull 연 장 245kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소 피난연락갱 비상전화 250m 간격으로 배치 라디오 중계 차량통제시스템 설비bull 환기방식 집진실 지하환기소+수직갱 별도의 수직갱을 두어 재난시 대비

(2) Hsuehshan Tunnel (3) Frejus Tunnelbull 터 널 명 Hsuehshan Tunnel(twin tunnel + service)bull 위 치 타이완bull 연 장 12942kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

bull 터 널 명 Frejus Tunnelbull 위 치 프랑스bull 연 장 12895kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

(4) Mont Blanc Tunnelbull 터 널 명 Mont Blanc Tunnelbull 위 치 프랑스-이탈리아bull 연 장 11611kmbull 굴착공법 bull 방재관련 피난대피소 37개소(300m간격 내부기압 자동조절) 배연시설 116개소(100m간격) (2002년 3월 9일 재개통)bull 환기방식

New interior design 이탈리아 갱구부

One of the 37 shelters

(5) Kan-etsu Tunnel (6) Freifjord Tunnelbull 터 널 명 Kan-etsu Tunnel(일방향 2차로 병설터널)bull 위 치 일본bull 연 장 11055kmbull 굴착공법 bull 방재관련 방향전환소(15km간격) 대단면방향전환소(6km간격) 비상주차대(500m간격)bull 환기방식 종류식

bull 터 널 명 Freifjord Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 508kmbull 굴착공법 bull 방재관련 bull 환기방식 종류식

(7) Oslo Tunnelbull 터 널 명 Oslo Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 289kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소bull 환기방식 종류식

4 환기(1) 환기방식

1) 환기방식의 분류

환기방식

자연환기

기계환기

종류식

반횡류식

횡류식

조합식

젯트팬(Jet Fan)식

수직갱송배기식

집진기식

집진기+수직갱송배기식

송기반횡류식

배기반횡류식

(2) 환기방식에 따른 특징1) 종류식

bull 종류식 - 제트팬식 제트팬군의 승압에 의한다 환기시설의 설치가 용이하며 설비비가 적어 경제적이다 송배기용 덕트가 불필요하고 풍로는 차도를 이용하므로 마찰손실이 적다 휀은 역전이 가능하므로 양방향 환기가 가능하다 장대터널에서는 설치대수 급증하므로 유지 관리상의 어려움이 있다 송풍기의 소음이 크므로 이에따른 검토가 필요하다 적용길이는 1000m정도 이하가 표준이지만 교통량이 적은 경우와 길이가

긴 경우에도 적용이 가능하다

- 수직갱송배기식 분류 송기의 승압에 의한다 터널 적용 연장은 환기상에 제한이 없다 교통환기력을 유용하게 이용할 수 있다 지하 환기소나 대형 송풍기의 설비비 및 굴착비가 크다

- 전기집진기 부착 종류식 집진정화와 분류송기 승압에 의한다 교통환기량을 효과적으로 이용할 수 있다 외부 환경 오염관리가 요구되는 도심터널에 적하다 지반고가 높은 산악지형에 경제적이다 화재시 대응력 열세하며 일산화탄소(CO)처리가 곤란 하다

- 집진기+수직갱 송배기식 집진정화와 수직갱 송기 승압에 의한다 장대터널 환기방식 결정시 가장 많이 이용되며 매연 및 이산화탄소처리가

가능하다 지역 여건에 적합하게 집진기와 수직갱 배열이 가능하다

제트팬식 수직갱송배기식

전기집진기 부착 종류식 집진기+수직갱 송배기식

2) 반횡류식 및 횡류식bull 반횡류식 - 송기 반횡류식 터널내 송기 덕트에 의해 일정하게 송기한다 환기 소음이 거의 없다 차도내 농도분포가 양호하다 교통환기력을 저해하기 때문에 효과적으로 이용할 수 없다 송기덕트로 인해 터널 단면이 증가된다

- 배기 반횡류식 터널내 배기 덕트에 의해 일정하게 배기한다 갱구로부터 오염배출이 적음으로 갱구부근의 환경대책상 효과적이다 환기소음의 거의 없고 공사비가 횡류식에 비해 저렴하다 차도내의 농도분포가 증대해지는 부분이 있고 환기의 효율이 떨어진다 배기덕트로 인해 터널 단명이 증가된다

bull 횡류식 - 횡류식 송배기 양쪽의 터널 덕트를 갖추고 환기풍은 차도를 횡류한다 화재시 대응이 비교적 쉬우면 배연에 대한 추가시설이 필요하지 않다 차도 내의 종방향 덕트가 없고 농도 분포도 일정하다 송기덕트와 배기덕트 및 송풍기와 배풍기의 2계통이 필요하므로 터널 단면이 커지며 설비비와 유지비가 많이든다

송기 반횡류식 배기 반횡류식

횡 류 식

(3) 수직갱 굴착공법1) RC(Raise Climber)공법

bull RC (Raise Climber) ① 개요 ∘ 1957년 스웨덴의 Alimak社에서 최초로 도입 ∘ 주로 광산분야에서 널리 이용 ∘ 수직구 하부에 작업공간이 확보되는 경우에 적용 ∘ 벽면에 앵커로 가이드레일을 설치하고 이를 따라 움직이는 작업대를 이

용하며 발파에 의하여 상향으로 굴착 ∘ 경제성을 고려하여 최소 100m 이상의 굴착 길이 필요 ∘ 400m를 시공 상 한계로 보며 200m 내외가 최적

② 특징 ∘ 설비가 적어 초기투자비가 저렴하다 ∘ 지반조건을 보면서 굴착하므로 지반변화에 즉시 대응이 가능하다 ∘ 지보재를 설치하지 않고 레일을 벽면에 부착하므로 열악한 지반조건(지

반이 나쁜 구간이나 단층대 등)에서 적용하기 곤란하다 ∘ 발파 및 진동 소음이 크고 부석정리 시 낙반의 위험성 등 안정상 문제를

내포하고 있다 ∘ 부대시설(환기 급배수)이 필요하다

③ Flow Chart

Rail 설치를 위한 공간확보 Rail 설치 천공 장약발파(발파시 도피공간으로 이동)

∘ Flow Chart 와 같은 방법으로 상향으로 선진갱을 굴착하고 하향으로 확공하면서 하부로 버력을 처리하는 병용방법을 적용하는 경우가 대부분이다 983093 983094

983092 983092

버력처리 부석처리 환기(가이드레일 위부분의 Head Plate로부터 물과 공기를 분사)

2) RBM(Raise Boring Machine)공법bull RBM (Raise Boring Machine) ① 개요 ∘ 1949년 독일의 Herr Bade가 개발 ∘ 미국의 Cannon과 Robbins에 의해 점차 대구경화 ∘ 국내에서는 1980년부터 광산에서 장비도입과 함께 사용하기 시작함 ∘ 수직구의 상부에는 기계실 하부에는 Reaming room이 필요

② 특징 ∘ 용출수가 발생하는 조건에서도 작업이 가능하다 ∘ 환기 및 발파 등의 영향을 받지 않는다 ∘ 극경암 지역에서는 커터의 비용이 높다 ∘ 연암이나 풍화암 직역은 측벽의 붕락으로 굴착에 어려움이 있을 수 있다 ∘ 유도공이 편향되어 천공되 경우 수직오차를 줄이기 어렵다 ∘ 고도의 기술 축척이 필요하다

③ Flow Chart

유도공 굴착 드릴피트 제거 및 리머부착 리밍(확공)∘ 수직 및 사갱의 상부에 기계실을 설치 하부 에는 Reaming Room을 조성한 후 기계실 에 RBM을안착시켜소구경(직경 311mm)의 Tri ConeBit로 유도공을 관통시킨 다음 하부에 Reamer Head를 설치 수직 또는 사갱 을 대구경(직경 24sim305m)으로 확공해 올라가 는 RBM공법을 채택 시공하였으며 이 공법의 장점은 정밀 시공이 용이하고 지하수 환기 및 발파의 영향을 가장 적게 받으면서 진동 및 소 음이 거의 없으며 안전관리에 유리합니다

RBM 설치 전경 RBM 굴착후

3) RC공법과 RBM공법의 비교 공법

구분 RBM 공법 RC 공법굴착 전단면 기계식 상향 굴착 운반기계 + 인력천공의 상향 굴착보강 굴착 중 보강 불가 굴착 중 보강 불가지수 불가 불가

적용지반 풍화암～경암(양호한 지반) 풍화암～경암

적용성∙단면φ24～30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙모든 굴착이 가능하나 사갱 굴착 시 고도의 기술 필요∙절리파쇄대 구간 시공속도 저하

∙단면20times20m～ 30times30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙30～90deg범위의 수직도 유지 가능∙사갱 복잡한 형태의 굴착 가능∙절리파쇄대 구간 시공 곤란

안전성 안전 불량

시공성

∙소형의 버력처리 장비 가능∙용출수 발생 시에도 작업 가능∙수직도를 유지하지 못할 경우 추가 작업 곤란∙암반강도가 매우 큰 경우 효율 저하∙상부 표토 경화 후 기계기초 설치

∙대심도의 경우 긴 싸이클 타임∙문제점 발생 시 대처 용이∙암반의 강도가 매우 큰 경우 RBM 공법보다 효율적∙낙석이나 낙반 발생 시 매우 불리∙용출수 발생 시 측량 불가능

경제성∙작업효율이 높다∙인건비 투입이 작다∙운반비용 소모품이 고가∙공사비 3900 만원m

∙설비가 적어 초기투자비가 저렴∙장비운반 소모품 비용이 저렴∙인건비 투입이 크며 환기시설 등이 필요∙공사비 3300만원m

작업환경∙수직구내 인원투입이 없어 안전∙저소음 저진동 공법∙환기장비 불필요∙RBM 장비 설치를 위한 부지확보와 장비 이동 필요

∙낙석 등으로 인하여 안전성 불리∙발파 소음 및 진동 발생∙하향환기로 분진 정체∙하부 작업공간 필요∙수직구 상부에 작업공간 불필요

(2) 국외 장대도로터널 현황

구 분 소재지 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 비고

Laerdal 노르웨이 24510 2 - - 2400 - 2000

Zhongnanshan 중국 18040 - - - - - 2007

St Gottard 스위스 16918 2 - - - - 1980

Arlberg 오스트리아 13972 - - 20 - - 1978

Hsuehshan 타이완 12942 - - - - - 2006

Frejus 프랑스-이탈리아 12895 - - 054 - - 1980

Mont-Blanc 프랑스-이탈리아 11611 - - 025～24 - - 1965

Gudvanga 노르웨이 11428 - - - - - 1991

Folgefonn 노르웨이 11150 - - - - - 2001

Kan-etsu(south bound) 일본 11055 - - - - - 1991

구 분 소재지 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 비고

Kan-etsu(north bound) 일본 10926 - - 165 - - 1985

Hida 일본 10750 - - - - - 2010예정

Gran Sassodltalia(East) 이탈리아 10176 - - - - - 1984

Gran Sassodltalia(West) 이탈리아 10173 - - - - - 1985

Plabutsch(West tube) 오스트리아 10085 - - - - - 2004

Le Tunnel Est 프랑스 10000 - - 45 - - 2004-2006

Tokyo wanAqua-Line 일본 9500 - - 직선 - - -

Hoyanger 노르웨이 7500 - - 14 - - -

freifjord Tunnel 노르웨이 5080 - - - - 종류식 -

Floyfjell 노르웨이 3900 - - 10 - - -

구 분 소재지 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 비고

Chamoise 프랑스 3300 - - 05～10 - - -

LEpine 프랑스 3100 - - 05 - - -

Ville-Marie 캐나다 퀘백 2800 - - 20～30 - - -

Flekkeroy 노르웨이 2300 - - 100 - - - 하저터널

Lovstakk 노르웨이 2000 - - 37 - - -

Oslo 노르웨이 1800 - - 40～70 - - -

Fourviere 프랑스 1800 - - 24 - - -

Tyne 영국 1700 - - 50 - - -

Dullin 프랑스 1500 - - 24 - - -

2 국내도로터널 분석(1) 배후령터널bull 터 널 명 배후령터널(양방향 2차로 단선터널)bull 과 업 명 국도 46호선 신북~북산(배후령) 국도개량공사bull 위 치 강원도 춘천시~화천군bull 연 장 5057kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 서비스터널(TBM empty50m) 회차로 피난연갱락갱 대인용(180m간격) 차량용(720m간격) 터널 진출입 구간의 용설시스템 설치 조도순응시설 안내 전광판(VMS) 설치로 2차사고 예방bull 환기방식 횡류식(급기 배기)

(2) 능동터널bull 터 널 명 능동터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 국도24호선 산외~상북간 제3공구(능동터널) 국도확장공사bull 위 치 경남 밀양시 산내면~울산광역시 울주군 상북면bull 연 장 상행선 458km 하행선 453kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 비상주차대 12개소 피난연락갱 12개소(360m간격 대인용 6개소 차량용 6개소) 터널 관리사무소 1개소bull 환기방식 수직갱 송배기 종류식bull 수직갱 굴착공법 RC(Raise Climber)공법 H=237m D=6m

(3) 죽령터널bull 터 널 명 죽령터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 대구~춘천간 고속도로(중앙고속도로)bull 위 치 경상북도 영주시~충청북도 단양군bull 연 장 상행선 452km 하행선 451kmbull 굴착공법 TBM(Pilot공 empty45m) + NATM확공 숏팻치(Shot Patch)공법 TBM-NATM 확공 L=7308m (상행선 3644m 하행선 3664m) 순수 NATM 굴착구간 L=1722m (상행선 876m 하행선 846m)bull 방재관련 비상주차대 13개소(상행선 6개소 하행선 7개소) 피난연락갱 6개소 도로결빙방지 설비 설치bull 환기방식 제트팬+수직갱 송배기 종류식(상하생선 각 1개소) 제트팬 상행선 empty1030 16대 하행선 empty1030 13대bull 수직갱 굴착공법 RC(Raise Climber)공법 H=210m 131m D=71m

(4) 사패산터널bull 터 널 명 사패산터널(일방향 4차로 병설터널)bull 과 업 명 서울외곽순환 고속도로(일산~퇴계원간) 건설공사 민간투자사업bull 위 치 경기도 양주시 장흥면~경기도 의정부시 호원동bull 연 장 일산방향 3993km 퇴계원방향 3997kmbull 굴착공법 NATM공법(상하행 양방향 동시굴착 4개 막장)bull 방재관련 비상주차대 12개소 피난연락갱 5개소bull 환기방식 제트팬(empty1530 30대) 전기집진실 3개소

(5) 둔내터널bull 터 널 명 둔내터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 영동고속도로 원주~강릉간 4차로 확장공사bull 위 치 강원도 횡성군 둔내면 삽교리~평창군 봉평면 진조리bull 연 장 상행선 33km 하행선 33kmbull 굴착공법 NATM공법(상하행 양방향 동시굴착 4개 막장)bull 방재관련 비상주차대(550m간격) 상행선 5개소 하행선 5개소 피난연락갱 5개소(구급차 소방차 통행 및 운전자 승객 대피용) CCTV 상하행선 각각 200m간격으로 설치 도로경빙방지 설비 설치 조도순응시설 터널시종점부 설치 터널입구 500m 전방에 대형전광판 1set와 터널내의 피난갱 입구에 소형 전광판을 설치bull 환기방식 수직갱 송배기 종류식 + 제트팬 V형 지하환기소bull 수직갱 굴착공법 RBM(Raised Boring Machine)공법 H=204m D=9m

(6) 육십령터널 (7) 수리터널bull 터 널 명 육십령터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 대전-통영간 고속도로 건설공사bull 위 치 경남 함양군 서상면~전북 장수군 계면면bull 연 장 상행선 317km 하행선317kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 피난연락갱 비상주차대 터널입구정보표시판 CCTV 비상전화 제연설비 등bull 환기방식 상행선 젯트팬 종류식(empty1250 15대) 하행선 수직갱 + 젯트팬 송배기 종류식(empty1250 24대)

bull 터 널 명 수리터널(일방향 4차로 병설터널)bull 과 업 명 서울외곽순환 고속도로 건설공사 민간투자사업bull 위 치 경기도 군포시bull 연 장 상행선 186km 하행선 188kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 송풍기의 가역운전을 이용한 배연설비 피난연락갱(750m 간격) 소화전 및 소화기 50m간격으로 설치bull 환기방식 송기반횡류식 횡형축류식송풍기 184CMStimes120mmAqtimes6대 동력 290 KWtimes 6대 = 1740 KW 덕트면적 28 m2 times 1880m 환기소면적 25 m times 20m times 2곳

(8) 수정터널bull 터 널 명 수정터널bull 위 치 좌천~가야bull 연 장 상행선 234km 하행선 235kmbull 굴착공법 TBM+무진동 굴착bull 방재관련 CCTV 30대 소화전 114개 지하재방송 설비 설치bull 환기방식 송기반횡류식 37KW 젯트펜 22대와 전기 집진기 270KW 축류식 4대

3 해외도로터널 분석(1) Laerdal Tunnelbull 터 널 명 Laerdal Tunnel(양방향 2차로 단선터널)bull 위 치 노르웨이bull 연 장 245kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소 피난연락갱 비상전화 250m 간격으로 배치 라디오 중계 차량통제시스템 설비bull 환기방식 집진실 지하환기소+수직갱 별도의 수직갱을 두어 재난시 대비

(2) Hsuehshan Tunnel (3) Frejus Tunnelbull 터 널 명 Hsuehshan Tunnel(twin tunnel + service)bull 위 치 타이완bull 연 장 12942kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

bull 터 널 명 Frejus Tunnelbull 위 치 프랑스bull 연 장 12895kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

(4) Mont Blanc Tunnelbull 터 널 명 Mont Blanc Tunnelbull 위 치 프랑스-이탈리아bull 연 장 11611kmbull 굴착공법 bull 방재관련 피난대피소 37개소(300m간격 내부기압 자동조절) 배연시설 116개소(100m간격) (2002년 3월 9일 재개통)bull 환기방식

New interior design 이탈리아 갱구부

One of the 37 shelters

(5) Kan-etsu Tunnel (6) Freifjord Tunnelbull 터 널 명 Kan-etsu Tunnel(일방향 2차로 병설터널)bull 위 치 일본bull 연 장 11055kmbull 굴착공법 bull 방재관련 방향전환소(15km간격) 대단면방향전환소(6km간격) 비상주차대(500m간격)bull 환기방식 종류식

bull 터 널 명 Freifjord Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 508kmbull 굴착공법 bull 방재관련 bull 환기방식 종류식

(7) Oslo Tunnelbull 터 널 명 Oslo Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 289kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소bull 환기방식 종류식

4 환기(1) 환기방식

1) 환기방식의 분류

환기방식

자연환기

기계환기

종류식

반횡류식

횡류식

조합식

젯트팬(Jet Fan)식

수직갱송배기식

집진기식

집진기+수직갱송배기식

송기반횡류식

배기반횡류식

(2) 환기방식에 따른 특징1) 종류식

bull 종류식 - 제트팬식 제트팬군의 승압에 의한다 환기시설의 설치가 용이하며 설비비가 적어 경제적이다 송배기용 덕트가 불필요하고 풍로는 차도를 이용하므로 마찰손실이 적다 휀은 역전이 가능하므로 양방향 환기가 가능하다 장대터널에서는 설치대수 급증하므로 유지 관리상의 어려움이 있다 송풍기의 소음이 크므로 이에따른 검토가 필요하다 적용길이는 1000m정도 이하가 표준이지만 교통량이 적은 경우와 길이가

긴 경우에도 적용이 가능하다

- 수직갱송배기식 분류 송기의 승압에 의한다 터널 적용 연장은 환기상에 제한이 없다 교통환기력을 유용하게 이용할 수 있다 지하 환기소나 대형 송풍기의 설비비 및 굴착비가 크다

- 전기집진기 부착 종류식 집진정화와 분류송기 승압에 의한다 교통환기량을 효과적으로 이용할 수 있다 외부 환경 오염관리가 요구되는 도심터널에 적하다 지반고가 높은 산악지형에 경제적이다 화재시 대응력 열세하며 일산화탄소(CO)처리가 곤란 하다

- 집진기+수직갱 송배기식 집진정화와 수직갱 송기 승압에 의한다 장대터널 환기방식 결정시 가장 많이 이용되며 매연 및 이산화탄소처리가

가능하다 지역 여건에 적합하게 집진기와 수직갱 배열이 가능하다

제트팬식 수직갱송배기식

전기집진기 부착 종류식 집진기+수직갱 송배기식

2) 반횡류식 및 횡류식bull 반횡류식 - 송기 반횡류식 터널내 송기 덕트에 의해 일정하게 송기한다 환기 소음이 거의 없다 차도내 농도분포가 양호하다 교통환기력을 저해하기 때문에 효과적으로 이용할 수 없다 송기덕트로 인해 터널 단면이 증가된다

- 배기 반횡류식 터널내 배기 덕트에 의해 일정하게 배기한다 갱구로부터 오염배출이 적음으로 갱구부근의 환경대책상 효과적이다 환기소음의 거의 없고 공사비가 횡류식에 비해 저렴하다 차도내의 농도분포가 증대해지는 부분이 있고 환기의 효율이 떨어진다 배기덕트로 인해 터널 단명이 증가된다

bull 횡류식 - 횡류식 송배기 양쪽의 터널 덕트를 갖추고 환기풍은 차도를 횡류한다 화재시 대응이 비교적 쉬우면 배연에 대한 추가시설이 필요하지 않다 차도 내의 종방향 덕트가 없고 농도 분포도 일정하다 송기덕트와 배기덕트 및 송풍기와 배풍기의 2계통이 필요하므로 터널 단면이 커지며 설비비와 유지비가 많이든다

송기 반횡류식 배기 반횡류식

횡 류 식

(3) 수직갱 굴착공법1) RC(Raise Climber)공법

bull RC (Raise Climber) ① 개요 ∘ 1957년 스웨덴의 Alimak社에서 최초로 도입 ∘ 주로 광산분야에서 널리 이용 ∘ 수직구 하부에 작업공간이 확보되는 경우에 적용 ∘ 벽면에 앵커로 가이드레일을 설치하고 이를 따라 움직이는 작업대를 이

용하며 발파에 의하여 상향으로 굴착 ∘ 경제성을 고려하여 최소 100m 이상의 굴착 길이 필요 ∘ 400m를 시공 상 한계로 보며 200m 내외가 최적

② 특징 ∘ 설비가 적어 초기투자비가 저렴하다 ∘ 지반조건을 보면서 굴착하므로 지반변화에 즉시 대응이 가능하다 ∘ 지보재를 설치하지 않고 레일을 벽면에 부착하므로 열악한 지반조건(지

반이 나쁜 구간이나 단층대 등)에서 적용하기 곤란하다 ∘ 발파 및 진동 소음이 크고 부석정리 시 낙반의 위험성 등 안정상 문제를

내포하고 있다 ∘ 부대시설(환기 급배수)이 필요하다

③ Flow Chart

Rail 설치를 위한 공간확보 Rail 설치 천공 장약발파(발파시 도피공간으로 이동)

∘ Flow Chart 와 같은 방법으로 상향으로 선진갱을 굴착하고 하향으로 확공하면서 하부로 버력을 처리하는 병용방법을 적용하는 경우가 대부분이다 983093 983094

983092 983092

버력처리 부석처리 환기(가이드레일 위부분의 Head Plate로부터 물과 공기를 분사)

2) RBM(Raise Boring Machine)공법bull RBM (Raise Boring Machine) ① 개요 ∘ 1949년 독일의 Herr Bade가 개발 ∘ 미국의 Cannon과 Robbins에 의해 점차 대구경화 ∘ 국내에서는 1980년부터 광산에서 장비도입과 함께 사용하기 시작함 ∘ 수직구의 상부에는 기계실 하부에는 Reaming room이 필요

② 특징 ∘ 용출수가 발생하는 조건에서도 작업이 가능하다 ∘ 환기 및 발파 등의 영향을 받지 않는다 ∘ 극경암 지역에서는 커터의 비용이 높다 ∘ 연암이나 풍화암 직역은 측벽의 붕락으로 굴착에 어려움이 있을 수 있다 ∘ 유도공이 편향되어 천공되 경우 수직오차를 줄이기 어렵다 ∘ 고도의 기술 축척이 필요하다

③ Flow Chart

유도공 굴착 드릴피트 제거 및 리머부착 리밍(확공)∘ 수직 및 사갱의 상부에 기계실을 설치 하부 에는 Reaming Room을 조성한 후 기계실 에 RBM을안착시켜소구경(직경 311mm)의 Tri ConeBit로 유도공을 관통시킨 다음 하부에 Reamer Head를 설치 수직 또는 사갱 을 대구경(직경 24sim305m)으로 확공해 올라가 는 RBM공법을 채택 시공하였으며 이 공법의 장점은 정밀 시공이 용이하고 지하수 환기 및 발파의 영향을 가장 적게 받으면서 진동 및 소 음이 거의 없으며 안전관리에 유리합니다

RBM 설치 전경 RBM 굴착후

3) RC공법과 RBM공법의 비교 공법

구분 RBM 공법 RC 공법굴착 전단면 기계식 상향 굴착 운반기계 + 인력천공의 상향 굴착보강 굴착 중 보강 불가 굴착 중 보강 불가지수 불가 불가

적용지반 풍화암～경암(양호한 지반) 풍화암～경암

적용성∙단면φ24～30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙모든 굴착이 가능하나 사갱 굴착 시 고도의 기술 필요∙절리파쇄대 구간 시공속도 저하

∙단면20times20m～ 30times30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙30～90deg범위의 수직도 유지 가능∙사갱 복잡한 형태의 굴착 가능∙절리파쇄대 구간 시공 곤란

안전성 안전 불량

시공성

∙소형의 버력처리 장비 가능∙용출수 발생 시에도 작업 가능∙수직도를 유지하지 못할 경우 추가 작업 곤란∙암반강도가 매우 큰 경우 효율 저하∙상부 표토 경화 후 기계기초 설치

∙대심도의 경우 긴 싸이클 타임∙문제점 발생 시 대처 용이∙암반의 강도가 매우 큰 경우 RBM 공법보다 효율적∙낙석이나 낙반 발생 시 매우 불리∙용출수 발생 시 측량 불가능

경제성∙작업효율이 높다∙인건비 투입이 작다∙운반비용 소모품이 고가∙공사비 3900 만원m

∙설비가 적어 초기투자비가 저렴∙장비운반 소모품 비용이 저렴∙인건비 투입이 크며 환기시설 등이 필요∙공사비 3300만원m

작업환경∙수직구내 인원투입이 없어 안전∙저소음 저진동 공법∙환기장비 불필요∙RBM 장비 설치를 위한 부지확보와 장비 이동 필요

∙낙석 등으로 인하여 안전성 불리∙발파 소음 및 진동 발생∙하향환기로 분진 정체∙하부 작업공간 필요∙수직구 상부에 작업공간 불필요

구 분 소재지 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 비고

Kan-etsu(north bound) 일본 10926 - - 165 - - 1985

Hida 일본 10750 - - - - - 2010예정

Gran Sassodltalia(East) 이탈리아 10176 - - - - - 1984

Gran Sassodltalia(West) 이탈리아 10173 - - - - - 1985

Plabutsch(West tube) 오스트리아 10085 - - - - - 2004

Le Tunnel Est 프랑스 10000 - - 45 - - 2004-2006

Tokyo wanAqua-Line 일본 9500 - - 직선 - - -

Hoyanger 노르웨이 7500 - - 14 - - -

freifjord Tunnel 노르웨이 5080 - - - - 종류식 -

Floyfjell 노르웨이 3900 - - 10 - - -

구 분 소재지 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 비고

Chamoise 프랑스 3300 - - 05～10 - - -

LEpine 프랑스 3100 - - 05 - - -

Ville-Marie 캐나다 퀘백 2800 - - 20～30 - - -

Flekkeroy 노르웨이 2300 - - 100 - - - 하저터널

Lovstakk 노르웨이 2000 - - 37 - - -

Oslo 노르웨이 1800 - - 40～70 - - -

Fourviere 프랑스 1800 - - 24 - - -

Tyne 영국 1700 - - 50 - - -

Dullin 프랑스 1500 - - 24 - - -

2 국내도로터널 분석(1) 배후령터널bull 터 널 명 배후령터널(양방향 2차로 단선터널)bull 과 업 명 국도 46호선 신북~북산(배후령) 국도개량공사bull 위 치 강원도 춘천시~화천군bull 연 장 5057kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 서비스터널(TBM empty50m) 회차로 피난연갱락갱 대인용(180m간격) 차량용(720m간격) 터널 진출입 구간의 용설시스템 설치 조도순응시설 안내 전광판(VMS) 설치로 2차사고 예방bull 환기방식 횡류식(급기 배기)

(2) 능동터널bull 터 널 명 능동터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 국도24호선 산외~상북간 제3공구(능동터널) 국도확장공사bull 위 치 경남 밀양시 산내면~울산광역시 울주군 상북면bull 연 장 상행선 458km 하행선 453kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 비상주차대 12개소 피난연락갱 12개소(360m간격 대인용 6개소 차량용 6개소) 터널 관리사무소 1개소bull 환기방식 수직갱 송배기 종류식bull 수직갱 굴착공법 RC(Raise Climber)공법 H=237m D=6m

(3) 죽령터널bull 터 널 명 죽령터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 대구~춘천간 고속도로(중앙고속도로)bull 위 치 경상북도 영주시~충청북도 단양군bull 연 장 상행선 452km 하행선 451kmbull 굴착공법 TBM(Pilot공 empty45m) + NATM확공 숏팻치(Shot Patch)공법 TBM-NATM 확공 L=7308m (상행선 3644m 하행선 3664m) 순수 NATM 굴착구간 L=1722m (상행선 876m 하행선 846m)bull 방재관련 비상주차대 13개소(상행선 6개소 하행선 7개소) 피난연락갱 6개소 도로결빙방지 설비 설치bull 환기방식 제트팬+수직갱 송배기 종류식(상하생선 각 1개소) 제트팬 상행선 empty1030 16대 하행선 empty1030 13대bull 수직갱 굴착공법 RC(Raise Climber)공법 H=210m 131m D=71m

(4) 사패산터널bull 터 널 명 사패산터널(일방향 4차로 병설터널)bull 과 업 명 서울외곽순환 고속도로(일산~퇴계원간) 건설공사 민간투자사업bull 위 치 경기도 양주시 장흥면~경기도 의정부시 호원동bull 연 장 일산방향 3993km 퇴계원방향 3997kmbull 굴착공법 NATM공법(상하행 양방향 동시굴착 4개 막장)bull 방재관련 비상주차대 12개소 피난연락갱 5개소bull 환기방식 제트팬(empty1530 30대) 전기집진실 3개소

(5) 둔내터널bull 터 널 명 둔내터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 영동고속도로 원주~강릉간 4차로 확장공사bull 위 치 강원도 횡성군 둔내면 삽교리~평창군 봉평면 진조리bull 연 장 상행선 33km 하행선 33kmbull 굴착공법 NATM공법(상하행 양방향 동시굴착 4개 막장)bull 방재관련 비상주차대(550m간격) 상행선 5개소 하행선 5개소 피난연락갱 5개소(구급차 소방차 통행 및 운전자 승객 대피용) CCTV 상하행선 각각 200m간격으로 설치 도로경빙방지 설비 설치 조도순응시설 터널시종점부 설치 터널입구 500m 전방에 대형전광판 1set와 터널내의 피난갱 입구에 소형 전광판을 설치bull 환기방식 수직갱 송배기 종류식 + 제트팬 V형 지하환기소bull 수직갱 굴착공법 RBM(Raised Boring Machine)공법 H=204m D=9m

(6) 육십령터널 (7) 수리터널bull 터 널 명 육십령터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 대전-통영간 고속도로 건설공사bull 위 치 경남 함양군 서상면~전북 장수군 계면면bull 연 장 상행선 317km 하행선317kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 피난연락갱 비상주차대 터널입구정보표시판 CCTV 비상전화 제연설비 등bull 환기방식 상행선 젯트팬 종류식(empty1250 15대) 하행선 수직갱 + 젯트팬 송배기 종류식(empty1250 24대)

bull 터 널 명 수리터널(일방향 4차로 병설터널)bull 과 업 명 서울외곽순환 고속도로 건설공사 민간투자사업bull 위 치 경기도 군포시bull 연 장 상행선 186km 하행선 188kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 송풍기의 가역운전을 이용한 배연설비 피난연락갱(750m 간격) 소화전 및 소화기 50m간격으로 설치bull 환기방식 송기반횡류식 횡형축류식송풍기 184CMStimes120mmAqtimes6대 동력 290 KWtimes 6대 = 1740 KW 덕트면적 28 m2 times 1880m 환기소면적 25 m times 20m times 2곳

(8) 수정터널bull 터 널 명 수정터널bull 위 치 좌천~가야bull 연 장 상행선 234km 하행선 235kmbull 굴착공법 TBM+무진동 굴착bull 방재관련 CCTV 30대 소화전 114개 지하재방송 설비 설치bull 환기방식 송기반횡류식 37KW 젯트펜 22대와 전기 집진기 270KW 축류식 4대

3 해외도로터널 분석(1) Laerdal Tunnelbull 터 널 명 Laerdal Tunnel(양방향 2차로 단선터널)bull 위 치 노르웨이bull 연 장 245kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소 피난연락갱 비상전화 250m 간격으로 배치 라디오 중계 차량통제시스템 설비bull 환기방식 집진실 지하환기소+수직갱 별도의 수직갱을 두어 재난시 대비

(2) Hsuehshan Tunnel (3) Frejus Tunnelbull 터 널 명 Hsuehshan Tunnel(twin tunnel + service)bull 위 치 타이완bull 연 장 12942kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

bull 터 널 명 Frejus Tunnelbull 위 치 프랑스bull 연 장 12895kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

(4) Mont Blanc Tunnelbull 터 널 명 Mont Blanc Tunnelbull 위 치 프랑스-이탈리아bull 연 장 11611kmbull 굴착공법 bull 방재관련 피난대피소 37개소(300m간격 내부기압 자동조절) 배연시설 116개소(100m간격) (2002년 3월 9일 재개통)bull 환기방식

New interior design 이탈리아 갱구부

One of the 37 shelters

(5) Kan-etsu Tunnel (6) Freifjord Tunnelbull 터 널 명 Kan-etsu Tunnel(일방향 2차로 병설터널)bull 위 치 일본bull 연 장 11055kmbull 굴착공법 bull 방재관련 방향전환소(15km간격) 대단면방향전환소(6km간격) 비상주차대(500m간격)bull 환기방식 종류식

bull 터 널 명 Freifjord Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 508kmbull 굴착공법 bull 방재관련 bull 환기방식 종류식

(7) Oslo Tunnelbull 터 널 명 Oslo Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 289kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소bull 환기방식 종류식

4 환기(1) 환기방식

1) 환기방식의 분류

환기방식

자연환기

기계환기

종류식

반횡류식

횡류식

조합식

젯트팬(Jet Fan)식

수직갱송배기식

집진기식

집진기+수직갱송배기식

송기반횡류식

배기반횡류식

(2) 환기방식에 따른 특징1) 종류식

bull 종류식 - 제트팬식 제트팬군의 승압에 의한다 환기시설의 설치가 용이하며 설비비가 적어 경제적이다 송배기용 덕트가 불필요하고 풍로는 차도를 이용하므로 마찰손실이 적다 휀은 역전이 가능하므로 양방향 환기가 가능하다 장대터널에서는 설치대수 급증하므로 유지 관리상의 어려움이 있다 송풍기의 소음이 크므로 이에따른 검토가 필요하다 적용길이는 1000m정도 이하가 표준이지만 교통량이 적은 경우와 길이가

긴 경우에도 적용이 가능하다

- 수직갱송배기식 분류 송기의 승압에 의한다 터널 적용 연장은 환기상에 제한이 없다 교통환기력을 유용하게 이용할 수 있다 지하 환기소나 대형 송풍기의 설비비 및 굴착비가 크다

- 전기집진기 부착 종류식 집진정화와 분류송기 승압에 의한다 교통환기량을 효과적으로 이용할 수 있다 외부 환경 오염관리가 요구되는 도심터널에 적하다 지반고가 높은 산악지형에 경제적이다 화재시 대응력 열세하며 일산화탄소(CO)처리가 곤란 하다

- 집진기+수직갱 송배기식 집진정화와 수직갱 송기 승압에 의한다 장대터널 환기방식 결정시 가장 많이 이용되며 매연 및 이산화탄소처리가

가능하다 지역 여건에 적합하게 집진기와 수직갱 배열이 가능하다

제트팬식 수직갱송배기식

전기집진기 부착 종류식 집진기+수직갱 송배기식

2) 반횡류식 및 횡류식bull 반횡류식 - 송기 반횡류식 터널내 송기 덕트에 의해 일정하게 송기한다 환기 소음이 거의 없다 차도내 농도분포가 양호하다 교통환기력을 저해하기 때문에 효과적으로 이용할 수 없다 송기덕트로 인해 터널 단면이 증가된다

- 배기 반횡류식 터널내 배기 덕트에 의해 일정하게 배기한다 갱구로부터 오염배출이 적음으로 갱구부근의 환경대책상 효과적이다 환기소음의 거의 없고 공사비가 횡류식에 비해 저렴하다 차도내의 농도분포가 증대해지는 부분이 있고 환기의 효율이 떨어진다 배기덕트로 인해 터널 단명이 증가된다

bull 횡류식 - 횡류식 송배기 양쪽의 터널 덕트를 갖추고 환기풍은 차도를 횡류한다 화재시 대응이 비교적 쉬우면 배연에 대한 추가시설이 필요하지 않다 차도 내의 종방향 덕트가 없고 농도 분포도 일정하다 송기덕트와 배기덕트 및 송풍기와 배풍기의 2계통이 필요하므로 터널 단면이 커지며 설비비와 유지비가 많이든다

송기 반횡류식 배기 반횡류식

횡 류 식

(3) 수직갱 굴착공법1) RC(Raise Climber)공법

bull RC (Raise Climber) ① 개요 ∘ 1957년 스웨덴의 Alimak社에서 최초로 도입 ∘ 주로 광산분야에서 널리 이용 ∘ 수직구 하부에 작업공간이 확보되는 경우에 적용 ∘ 벽면에 앵커로 가이드레일을 설치하고 이를 따라 움직이는 작업대를 이

용하며 발파에 의하여 상향으로 굴착 ∘ 경제성을 고려하여 최소 100m 이상의 굴착 길이 필요 ∘ 400m를 시공 상 한계로 보며 200m 내외가 최적

② 특징 ∘ 설비가 적어 초기투자비가 저렴하다 ∘ 지반조건을 보면서 굴착하므로 지반변화에 즉시 대응이 가능하다 ∘ 지보재를 설치하지 않고 레일을 벽면에 부착하므로 열악한 지반조건(지

반이 나쁜 구간이나 단층대 등)에서 적용하기 곤란하다 ∘ 발파 및 진동 소음이 크고 부석정리 시 낙반의 위험성 등 안정상 문제를

내포하고 있다 ∘ 부대시설(환기 급배수)이 필요하다

③ Flow Chart

Rail 설치를 위한 공간확보 Rail 설치 천공 장약발파(발파시 도피공간으로 이동)

∘ Flow Chart 와 같은 방법으로 상향으로 선진갱을 굴착하고 하향으로 확공하면서 하부로 버력을 처리하는 병용방법을 적용하는 경우가 대부분이다 983093 983094

983092 983092

버력처리 부석처리 환기(가이드레일 위부분의 Head Plate로부터 물과 공기를 분사)

2) RBM(Raise Boring Machine)공법bull RBM (Raise Boring Machine) ① 개요 ∘ 1949년 독일의 Herr Bade가 개발 ∘ 미국의 Cannon과 Robbins에 의해 점차 대구경화 ∘ 국내에서는 1980년부터 광산에서 장비도입과 함께 사용하기 시작함 ∘ 수직구의 상부에는 기계실 하부에는 Reaming room이 필요

② 특징 ∘ 용출수가 발생하는 조건에서도 작업이 가능하다 ∘ 환기 및 발파 등의 영향을 받지 않는다 ∘ 극경암 지역에서는 커터의 비용이 높다 ∘ 연암이나 풍화암 직역은 측벽의 붕락으로 굴착에 어려움이 있을 수 있다 ∘ 유도공이 편향되어 천공되 경우 수직오차를 줄이기 어렵다 ∘ 고도의 기술 축척이 필요하다

③ Flow Chart

유도공 굴착 드릴피트 제거 및 리머부착 리밍(확공)∘ 수직 및 사갱의 상부에 기계실을 설치 하부 에는 Reaming Room을 조성한 후 기계실 에 RBM을안착시켜소구경(직경 311mm)의 Tri ConeBit로 유도공을 관통시킨 다음 하부에 Reamer Head를 설치 수직 또는 사갱 을 대구경(직경 24sim305m)으로 확공해 올라가 는 RBM공법을 채택 시공하였으며 이 공법의 장점은 정밀 시공이 용이하고 지하수 환기 및 발파의 영향을 가장 적게 받으면서 진동 및 소 음이 거의 없으며 안전관리에 유리합니다

RBM 설치 전경 RBM 굴착후

3) RC공법과 RBM공법의 비교 공법

구분 RBM 공법 RC 공법굴착 전단면 기계식 상향 굴착 운반기계 + 인력천공의 상향 굴착보강 굴착 중 보강 불가 굴착 중 보강 불가지수 불가 불가

적용지반 풍화암～경암(양호한 지반) 풍화암～경암

적용성∙단면φ24～30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙모든 굴착이 가능하나 사갱 굴착 시 고도의 기술 필요∙절리파쇄대 구간 시공속도 저하

∙단면20times20m～ 30times30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙30～90deg범위의 수직도 유지 가능∙사갱 복잡한 형태의 굴착 가능∙절리파쇄대 구간 시공 곤란

안전성 안전 불량

시공성

∙소형의 버력처리 장비 가능∙용출수 발생 시에도 작업 가능∙수직도를 유지하지 못할 경우 추가 작업 곤란∙암반강도가 매우 큰 경우 효율 저하∙상부 표토 경화 후 기계기초 설치

∙대심도의 경우 긴 싸이클 타임∙문제점 발생 시 대처 용이∙암반의 강도가 매우 큰 경우 RBM 공법보다 효율적∙낙석이나 낙반 발생 시 매우 불리∙용출수 발생 시 측량 불가능

경제성∙작업효율이 높다∙인건비 투입이 작다∙운반비용 소모품이 고가∙공사비 3900 만원m

∙설비가 적어 초기투자비가 저렴∙장비운반 소모품 비용이 저렴∙인건비 투입이 크며 환기시설 등이 필요∙공사비 3300만원m

작업환경∙수직구내 인원투입이 없어 안전∙저소음 저진동 공법∙환기장비 불필요∙RBM 장비 설치를 위한 부지확보와 장비 이동 필요

∙낙석 등으로 인하여 안전성 불리∙발파 소음 및 진동 발생∙하향환기로 분진 정체∙하부 작업공간 필요∙수직구 상부에 작업공간 불필요

구 분 소재지 연장(m) 차선수 폭 원(m) 구 배() 교통량(대hr) 환기방식 준공년도 비고

Chamoise 프랑스 3300 - - 05～10 - - -

LEpine 프랑스 3100 - - 05 - - -

Ville-Marie 캐나다 퀘백 2800 - - 20～30 - - -

Flekkeroy 노르웨이 2300 - - 100 - - - 하저터널

Lovstakk 노르웨이 2000 - - 37 - - -

Oslo 노르웨이 1800 - - 40～70 - - -

Fourviere 프랑스 1800 - - 24 - - -

Tyne 영국 1700 - - 50 - - -

Dullin 프랑스 1500 - - 24 - - -

2 국내도로터널 분석(1) 배후령터널bull 터 널 명 배후령터널(양방향 2차로 단선터널)bull 과 업 명 국도 46호선 신북~북산(배후령) 국도개량공사bull 위 치 강원도 춘천시~화천군bull 연 장 5057kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 서비스터널(TBM empty50m) 회차로 피난연갱락갱 대인용(180m간격) 차량용(720m간격) 터널 진출입 구간의 용설시스템 설치 조도순응시설 안내 전광판(VMS) 설치로 2차사고 예방bull 환기방식 횡류식(급기 배기)

(2) 능동터널bull 터 널 명 능동터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 국도24호선 산외~상북간 제3공구(능동터널) 국도확장공사bull 위 치 경남 밀양시 산내면~울산광역시 울주군 상북면bull 연 장 상행선 458km 하행선 453kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 비상주차대 12개소 피난연락갱 12개소(360m간격 대인용 6개소 차량용 6개소) 터널 관리사무소 1개소bull 환기방식 수직갱 송배기 종류식bull 수직갱 굴착공법 RC(Raise Climber)공법 H=237m D=6m

(3) 죽령터널bull 터 널 명 죽령터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 대구~춘천간 고속도로(중앙고속도로)bull 위 치 경상북도 영주시~충청북도 단양군bull 연 장 상행선 452km 하행선 451kmbull 굴착공법 TBM(Pilot공 empty45m) + NATM확공 숏팻치(Shot Patch)공법 TBM-NATM 확공 L=7308m (상행선 3644m 하행선 3664m) 순수 NATM 굴착구간 L=1722m (상행선 876m 하행선 846m)bull 방재관련 비상주차대 13개소(상행선 6개소 하행선 7개소) 피난연락갱 6개소 도로결빙방지 설비 설치bull 환기방식 제트팬+수직갱 송배기 종류식(상하생선 각 1개소) 제트팬 상행선 empty1030 16대 하행선 empty1030 13대bull 수직갱 굴착공법 RC(Raise Climber)공법 H=210m 131m D=71m

(4) 사패산터널bull 터 널 명 사패산터널(일방향 4차로 병설터널)bull 과 업 명 서울외곽순환 고속도로(일산~퇴계원간) 건설공사 민간투자사업bull 위 치 경기도 양주시 장흥면~경기도 의정부시 호원동bull 연 장 일산방향 3993km 퇴계원방향 3997kmbull 굴착공법 NATM공법(상하행 양방향 동시굴착 4개 막장)bull 방재관련 비상주차대 12개소 피난연락갱 5개소bull 환기방식 제트팬(empty1530 30대) 전기집진실 3개소

(5) 둔내터널bull 터 널 명 둔내터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 영동고속도로 원주~강릉간 4차로 확장공사bull 위 치 강원도 횡성군 둔내면 삽교리~평창군 봉평면 진조리bull 연 장 상행선 33km 하행선 33kmbull 굴착공법 NATM공법(상하행 양방향 동시굴착 4개 막장)bull 방재관련 비상주차대(550m간격) 상행선 5개소 하행선 5개소 피난연락갱 5개소(구급차 소방차 통행 및 운전자 승객 대피용) CCTV 상하행선 각각 200m간격으로 설치 도로경빙방지 설비 설치 조도순응시설 터널시종점부 설치 터널입구 500m 전방에 대형전광판 1set와 터널내의 피난갱 입구에 소형 전광판을 설치bull 환기방식 수직갱 송배기 종류식 + 제트팬 V형 지하환기소bull 수직갱 굴착공법 RBM(Raised Boring Machine)공법 H=204m D=9m

(6) 육십령터널 (7) 수리터널bull 터 널 명 육십령터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 대전-통영간 고속도로 건설공사bull 위 치 경남 함양군 서상면~전북 장수군 계면면bull 연 장 상행선 317km 하행선317kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 피난연락갱 비상주차대 터널입구정보표시판 CCTV 비상전화 제연설비 등bull 환기방식 상행선 젯트팬 종류식(empty1250 15대) 하행선 수직갱 + 젯트팬 송배기 종류식(empty1250 24대)

bull 터 널 명 수리터널(일방향 4차로 병설터널)bull 과 업 명 서울외곽순환 고속도로 건설공사 민간투자사업bull 위 치 경기도 군포시bull 연 장 상행선 186km 하행선 188kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 송풍기의 가역운전을 이용한 배연설비 피난연락갱(750m 간격) 소화전 및 소화기 50m간격으로 설치bull 환기방식 송기반횡류식 횡형축류식송풍기 184CMStimes120mmAqtimes6대 동력 290 KWtimes 6대 = 1740 KW 덕트면적 28 m2 times 1880m 환기소면적 25 m times 20m times 2곳

(8) 수정터널bull 터 널 명 수정터널bull 위 치 좌천~가야bull 연 장 상행선 234km 하행선 235kmbull 굴착공법 TBM+무진동 굴착bull 방재관련 CCTV 30대 소화전 114개 지하재방송 설비 설치bull 환기방식 송기반횡류식 37KW 젯트펜 22대와 전기 집진기 270KW 축류식 4대

3 해외도로터널 분석(1) Laerdal Tunnelbull 터 널 명 Laerdal Tunnel(양방향 2차로 단선터널)bull 위 치 노르웨이bull 연 장 245kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소 피난연락갱 비상전화 250m 간격으로 배치 라디오 중계 차량통제시스템 설비bull 환기방식 집진실 지하환기소+수직갱 별도의 수직갱을 두어 재난시 대비

(2) Hsuehshan Tunnel (3) Frejus Tunnelbull 터 널 명 Hsuehshan Tunnel(twin tunnel + service)bull 위 치 타이완bull 연 장 12942kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

bull 터 널 명 Frejus Tunnelbull 위 치 프랑스bull 연 장 12895kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

(4) Mont Blanc Tunnelbull 터 널 명 Mont Blanc Tunnelbull 위 치 프랑스-이탈리아bull 연 장 11611kmbull 굴착공법 bull 방재관련 피난대피소 37개소(300m간격 내부기압 자동조절) 배연시설 116개소(100m간격) (2002년 3월 9일 재개통)bull 환기방식

New interior design 이탈리아 갱구부

One of the 37 shelters

(5) Kan-etsu Tunnel (6) Freifjord Tunnelbull 터 널 명 Kan-etsu Tunnel(일방향 2차로 병설터널)bull 위 치 일본bull 연 장 11055kmbull 굴착공법 bull 방재관련 방향전환소(15km간격) 대단면방향전환소(6km간격) 비상주차대(500m간격)bull 환기방식 종류식

bull 터 널 명 Freifjord Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 508kmbull 굴착공법 bull 방재관련 bull 환기방식 종류식

(7) Oslo Tunnelbull 터 널 명 Oslo Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 289kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소bull 환기방식 종류식

4 환기(1) 환기방식

1) 환기방식의 분류

환기방식

자연환기

기계환기

종류식

반횡류식

횡류식

조합식

젯트팬(Jet Fan)식

수직갱송배기식

집진기식

집진기+수직갱송배기식

송기반횡류식

배기반횡류식

(2) 환기방식에 따른 특징1) 종류식

bull 종류식 - 제트팬식 제트팬군의 승압에 의한다 환기시설의 설치가 용이하며 설비비가 적어 경제적이다 송배기용 덕트가 불필요하고 풍로는 차도를 이용하므로 마찰손실이 적다 휀은 역전이 가능하므로 양방향 환기가 가능하다 장대터널에서는 설치대수 급증하므로 유지 관리상의 어려움이 있다 송풍기의 소음이 크므로 이에따른 검토가 필요하다 적용길이는 1000m정도 이하가 표준이지만 교통량이 적은 경우와 길이가

긴 경우에도 적용이 가능하다

- 수직갱송배기식 분류 송기의 승압에 의한다 터널 적용 연장은 환기상에 제한이 없다 교통환기력을 유용하게 이용할 수 있다 지하 환기소나 대형 송풍기의 설비비 및 굴착비가 크다

- 전기집진기 부착 종류식 집진정화와 분류송기 승압에 의한다 교통환기량을 효과적으로 이용할 수 있다 외부 환경 오염관리가 요구되는 도심터널에 적하다 지반고가 높은 산악지형에 경제적이다 화재시 대응력 열세하며 일산화탄소(CO)처리가 곤란 하다

- 집진기+수직갱 송배기식 집진정화와 수직갱 송기 승압에 의한다 장대터널 환기방식 결정시 가장 많이 이용되며 매연 및 이산화탄소처리가

가능하다 지역 여건에 적합하게 집진기와 수직갱 배열이 가능하다

제트팬식 수직갱송배기식

전기집진기 부착 종류식 집진기+수직갱 송배기식

2) 반횡류식 및 횡류식bull 반횡류식 - 송기 반횡류식 터널내 송기 덕트에 의해 일정하게 송기한다 환기 소음이 거의 없다 차도내 농도분포가 양호하다 교통환기력을 저해하기 때문에 효과적으로 이용할 수 없다 송기덕트로 인해 터널 단면이 증가된다

- 배기 반횡류식 터널내 배기 덕트에 의해 일정하게 배기한다 갱구로부터 오염배출이 적음으로 갱구부근의 환경대책상 효과적이다 환기소음의 거의 없고 공사비가 횡류식에 비해 저렴하다 차도내의 농도분포가 증대해지는 부분이 있고 환기의 효율이 떨어진다 배기덕트로 인해 터널 단명이 증가된다

bull 횡류식 - 횡류식 송배기 양쪽의 터널 덕트를 갖추고 환기풍은 차도를 횡류한다 화재시 대응이 비교적 쉬우면 배연에 대한 추가시설이 필요하지 않다 차도 내의 종방향 덕트가 없고 농도 분포도 일정하다 송기덕트와 배기덕트 및 송풍기와 배풍기의 2계통이 필요하므로 터널 단면이 커지며 설비비와 유지비가 많이든다

송기 반횡류식 배기 반횡류식

횡 류 식

(3) 수직갱 굴착공법1) RC(Raise Climber)공법

bull RC (Raise Climber) ① 개요 ∘ 1957년 스웨덴의 Alimak社에서 최초로 도입 ∘ 주로 광산분야에서 널리 이용 ∘ 수직구 하부에 작업공간이 확보되는 경우에 적용 ∘ 벽면에 앵커로 가이드레일을 설치하고 이를 따라 움직이는 작업대를 이

용하며 발파에 의하여 상향으로 굴착 ∘ 경제성을 고려하여 최소 100m 이상의 굴착 길이 필요 ∘ 400m를 시공 상 한계로 보며 200m 내외가 최적

② 특징 ∘ 설비가 적어 초기투자비가 저렴하다 ∘ 지반조건을 보면서 굴착하므로 지반변화에 즉시 대응이 가능하다 ∘ 지보재를 설치하지 않고 레일을 벽면에 부착하므로 열악한 지반조건(지

반이 나쁜 구간이나 단층대 등)에서 적용하기 곤란하다 ∘ 발파 및 진동 소음이 크고 부석정리 시 낙반의 위험성 등 안정상 문제를

내포하고 있다 ∘ 부대시설(환기 급배수)이 필요하다

③ Flow Chart

Rail 설치를 위한 공간확보 Rail 설치 천공 장약발파(발파시 도피공간으로 이동)

∘ Flow Chart 와 같은 방법으로 상향으로 선진갱을 굴착하고 하향으로 확공하면서 하부로 버력을 처리하는 병용방법을 적용하는 경우가 대부분이다 983093 983094

983092 983092

버력처리 부석처리 환기(가이드레일 위부분의 Head Plate로부터 물과 공기를 분사)

2) RBM(Raise Boring Machine)공법bull RBM (Raise Boring Machine) ① 개요 ∘ 1949년 독일의 Herr Bade가 개발 ∘ 미국의 Cannon과 Robbins에 의해 점차 대구경화 ∘ 국내에서는 1980년부터 광산에서 장비도입과 함께 사용하기 시작함 ∘ 수직구의 상부에는 기계실 하부에는 Reaming room이 필요

② 특징 ∘ 용출수가 발생하는 조건에서도 작업이 가능하다 ∘ 환기 및 발파 등의 영향을 받지 않는다 ∘ 극경암 지역에서는 커터의 비용이 높다 ∘ 연암이나 풍화암 직역은 측벽의 붕락으로 굴착에 어려움이 있을 수 있다 ∘ 유도공이 편향되어 천공되 경우 수직오차를 줄이기 어렵다 ∘ 고도의 기술 축척이 필요하다

③ Flow Chart

유도공 굴착 드릴피트 제거 및 리머부착 리밍(확공)∘ 수직 및 사갱의 상부에 기계실을 설치 하부 에는 Reaming Room을 조성한 후 기계실 에 RBM을안착시켜소구경(직경 311mm)의 Tri ConeBit로 유도공을 관통시킨 다음 하부에 Reamer Head를 설치 수직 또는 사갱 을 대구경(직경 24sim305m)으로 확공해 올라가 는 RBM공법을 채택 시공하였으며 이 공법의 장점은 정밀 시공이 용이하고 지하수 환기 및 발파의 영향을 가장 적게 받으면서 진동 및 소 음이 거의 없으며 안전관리에 유리합니다

RBM 설치 전경 RBM 굴착후

3) RC공법과 RBM공법의 비교 공법

구분 RBM 공법 RC 공법굴착 전단면 기계식 상향 굴착 운반기계 + 인력천공의 상향 굴착보강 굴착 중 보강 불가 굴착 중 보강 불가지수 불가 불가

적용지반 풍화암～경암(양호한 지반) 풍화암～경암

적용성∙단면φ24～30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙모든 굴착이 가능하나 사갱 굴착 시 고도의 기술 필요∙절리파쇄대 구간 시공속도 저하

∙단면20times20m～ 30times30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙30～90deg범위의 수직도 유지 가능∙사갱 복잡한 형태의 굴착 가능∙절리파쇄대 구간 시공 곤란

안전성 안전 불량

시공성

∙소형의 버력처리 장비 가능∙용출수 발생 시에도 작업 가능∙수직도를 유지하지 못할 경우 추가 작업 곤란∙암반강도가 매우 큰 경우 효율 저하∙상부 표토 경화 후 기계기초 설치

∙대심도의 경우 긴 싸이클 타임∙문제점 발생 시 대처 용이∙암반의 강도가 매우 큰 경우 RBM 공법보다 효율적∙낙석이나 낙반 발생 시 매우 불리∙용출수 발생 시 측량 불가능

경제성∙작업효율이 높다∙인건비 투입이 작다∙운반비용 소모품이 고가∙공사비 3900 만원m

∙설비가 적어 초기투자비가 저렴∙장비운반 소모품 비용이 저렴∙인건비 투입이 크며 환기시설 등이 필요∙공사비 3300만원m

작업환경∙수직구내 인원투입이 없어 안전∙저소음 저진동 공법∙환기장비 불필요∙RBM 장비 설치를 위한 부지확보와 장비 이동 필요

∙낙석 등으로 인하여 안전성 불리∙발파 소음 및 진동 발생∙하향환기로 분진 정체∙하부 작업공간 필요∙수직구 상부에 작업공간 불필요

2 국내도로터널 분석(1) 배후령터널bull 터 널 명 배후령터널(양방향 2차로 단선터널)bull 과 업 명 국도 46호선 신북~북산(배후령) 국도개량공사bull 위 치 강원도 춘천시~화천군bull 연 장 5057kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 서비스터널(TBM empty50m) 회차로 피난연갱락갱 대인용(180m간격) 차량용(720m간격) 터널 진출입 구간의 용설시스템 설치 조도순응시설 안내 전광판(VMS) 설치로 2차사고 예방bull 환기방식 횡류식(급기 배기)

(2) 능동터널bull 터 널 명 능동터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 국도24호선 산외~상북간 제3공구(능동터널) 국도확장공사bull 위 치 경남 밀양시 산내면~울산광역시 울주군 상북면bull 연 장 상행선 458km 하행선 453kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 비상주차대 12개소 피난연락갱 12개소(360m간격 대인용 6개소 차량용 6개소) 터널 관리사무소 1개소bull 환기방식 수직갱 송배기 종류식bull 수직갱 굴착공법 RC(Raise Climber)공법 H=237m D=6m

(3) 죽령터널bull 터 널 명 죽령터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 대구~춘천간 고속도로(중앙고속도로)bull 위 치 경상북도 영주시~충청북도 단양군bull 연 장 상행선 452km 하행선 451kmbull 굴착공법 TBM(Pilot공 empty45m) + NATM확공 숏팻치(Shot Patch)공법 TBM-NATM 확공 L=7308m (상행선 3644m 하행선 3664m) 순수 NATM 굴착구간 L=1722m (상행선 876m 하행선 846m)bull 방재관련 비상주차대 13개소(상행선 6개소 하행선 7개소) 피난연락갱 6개소 도로결빙방지 설비 설치bull 환기방식 제트팬+수직갱 송배기 종류식(상하생선 각 1개소) 제트팬 상행선 empty1030 16대 하행선 empty1030 13대bull 수직갱 굴착공법 RC(Raise Climber)공법 H=210m 131m D=71m

(4) 사패산터널bull 터 널 명 사패산터널(일방향 4차로 병설터널)bull 과 업 명 서울외곽순환 고속도로(일산~퇴계원간) 건설공사 민간투자사업bull 위 치 경기도 양주시 장흥면~경기도 의정부시 호원동bull 연 장 일산방향 3993km 퇴계원방향 3997kmbull 굴착공법 NATM공법(상하행 양방향 동시굴착 4개 막장)bull 방재관련 비상주차대 12개소 피난연락갱 5개소bull 환기방식 제트팬(empty1530 30대) 전기집진실 3개소

(5) 둔내터널bull 터 널 명 둔내터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 영동고속도로 원주~강릉간 4차로 확장공사bull 위 치 강원도 횡성군 둔내면 삽교리~평창군 봉평면 진조리bull 연 장 상행선 33km 하행선 33kmbull 굴착공법 NATM공법(상하행 양방향 동시굴착 4개 막장)bull 방재관련 비상주차대(550m간격) 상행선 5개소 하행선 5개소 피난연락갱 5개소(구급차 소방차 통행 및 운전자 승객 대피용) CCTV 상하행선 각각 200m간격으로 설치 도로경빙방지 설비 설치 조도순응시설 터널시종점부 설치 터널입구 500m 전방에 대형전광판 1set와 터널내의 피난갱 입구에 소형 전광판을 설치bull 환기방식 수직갱 송배기 종류식 + 제트팬 V형 지하환기소bull 수직갱 굴착공법 RBM(Raised Boring Machine)공법 H=204m D=9m

(6) 육십령터널 (7) 수리터널bull 터 널 명 육십령터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 대전-통영간 고속도로 건설공사bull 위 치 경남 함양군 서상면~전북 장수군 계면면bull 연 장 상행선 317km 하행선317kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 피난연락갱 비상주차대 터널입구정보표시판 CCTV 비상전화 제연설비 등bull 환기방식 상행선 젯트팬 종류식(empty1250 15대) 하행선 수직갱 + 젯트팬 송배기 종류식(empty1250 24대)

bull 터 널 명 수리터널(일방향 4차로 병설터널)bull 과 업 명 서울외곽순환 고속도로 건설공사 민간투자사업bull 위 치 경기도 군포시bull 연 장 상행선 186km 하행선 188kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 송풍기의 가역운전을 이용한 배연설비 피난연락갱(750m 간격) 소화전 및 소화기 50m간격으로 설치bull 환기방식 송기반횡류식 횡형축류식송풍기 184CMStimes120mmAqtimes6대 동력 290 KWtimes 6대 = 1740 KW 덕트면적 28 m2 times 1880m 환기소면적 25 m times 20m times 2곳

(8) 수정터널bull 터 널 명 수정터널bull 위 치 좌천~가야bull 연 장 상행선 234km 하행선 235kmbull 굴착공법 TBM+무진동 굴착bull 방재관련 CCTV 30대 소화전 114개 지하재방송 설비 설치bull 환기방식 송기반횡류식 37KW 젯트펜 22대와 전기 집진기 270KW 축류식 4대

3 해외도로터널 분석(1) Laerdal Tunnelbull 터 널 명 Laerdal Tunnel(양방향 2차로 단선터널)bull 위 치 노르웨이bull 연 장 245kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소 피난연락갱 비상전화 250m 간격으로 배치 라디오 중계 차량통제시스템 설비bull 환기방식 집진실 지하환기소+수직갱 별도의 수직갱을 두어 재난시 대비

(2) Hsuehshan Tunnel (3) Frejus Tunnelbull 터 널 명 Hsuehshan Tunnel(twin tunnel + service)bull 위 치 타이완bull 연 장 12942kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

bull 터 널 명 Frejus Tunnelbull 위 치 프랑스bull 연 장 12895kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

(4) Mont Blanc Tunnelbull 터 널 명 Mont Blanc Tunnelbull 위 치 프랑스-이탈리아bull 연 장 11611kmbull 굴착공법 bull 방재관련 피난대피소 37개소(300m간격 내부기압 자동조절) 배연시설 116개소(100m간격) (2002년 3월 9일 재개통)bull 환기방식

New interior design 이탈리아 갱구부

One of the 37 shelters

(5) Kan-etsu Tunnel (6) Freifjord Tunnelbull 터 널 명 Kan-etsu Tunnel(일방향 2차로 병설터널)bull 위 치 일본bull 연 장 11055kmbull 굴착공법 bull 방재관련 방향전환소(15km간격) 대단면방향전환소(6km간격) 비상주차대(500m간격)bull 환기방식 종류식

bull 터 널 명 Freifjord Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 508kmbull 굴착공법 bull 방재관련 bull 환기방식 종류식

(7) Oslo Tunnelbull 터 널 명 Oslo Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 289kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소bull 환기방식 종류식

4 환기(1) 환기방식

1) 환기방식의 분류

환기방식

자연환기

기계환기

종류식

반횡류식

횡류식

조합식

젯트팬(Jet Fan)식

수직갱송배기식

집진기식

집진기+수직갱송배기식

송기반횡류식

배기반횡류식

(2) 환기방식에 따른 특징1) 종류식

bull 종류식 - 제트팬식 제트팬군의 승압에 의한다 환기시설의 설치가 용이하며 설비비가 적어 경제적이다 송배기용 덕트가 불필요하고 풍로는 차도를 이용하므로 마찰손실이 적다 휀은 역전이 가능하므로 양방향 환기가 가능하다 장대터널에서는 설치대수 급증하므로 유지 관리상의 어려움이 있다 송풍기의 소음이 크므로 이에따른 검토가 필요하다 적용길이는 1000m정도 이하가 표준이지만 교통량이 적은 경우와 길이가

긴 경우에도 적용이 가능하다

- 수직갱송배기식 분류 송기의 승압에 의한다 터널 적용 연장은 환기상에 제한이 없다 교통환기력을 유용하게 이용할 수 있다 지하 환기소나 대형 송풍기의 설비비 및 굴착비가 크다

- 전기집진기 부착 종류식 집진정화와 분류송기 승압에 의한다 교통환기량을 효과적으로 이용할 수 있다 외부 환경 오염관리가 요구되는 도심터널에 적하다 지반고가 높은 산악지형에 경제적이다 화재시 대응력 열세하며 일산화탄소(CO)처리가 곤란 하다

- 집진기+수직갱 송배기식 집진정화와 수직갱 송기 승압에 의한다 장대터널 환기방식 결정시 가장 많이 이용되며 매연 및 이산화탄소처리가

가능하다 지역 여건에 적합하게 집진기와 수직갱 배열이 가능하다

제트팬식 수직갱송배기식

전기집진기 부착 종류식 집진기+수직갱 송배기식

2) 반횡류식 및 횡류식bull 반횡류식 - 송기 반횡류식 터널내 송기 덕트에 의해 일정하게 송기한다 환기 소음이 거의 없다 차도내 농도분포가 양호하다 교통환기력을 저해하기 때문에 효과적으로 이용할 수 없다 송기덕트로 인해 터널 단면이 증가된다

- 배기 반횡류식 터널내 배기 덕트에 의해 일정하게 배기한다 갱구로부터 오염배출이 적음으로 갱구부근의 환경대책상 효과적이다 환기소음의 거의 없고 공사비가 횡류식에 비해 저렴하다 차도내의 농도분포가 증대해지는 부분이 있고 환기의 효율이 떨어진다 배기덕트로 인해 터널 단명이 증가된다

bull 횡류식 - 횡류식 송배기 양쪽의 터널 덕트를 갖추고 환기풍은 차도를 횡류한다 화재시 대응이 비교적 쉬우면 배연에 대한 추가시설이 필요하지 않다 차도 내의 종방향 덕트가 없고 농도 분포도 일정하다 송기덕트와 배기덕트 및 송풍기와 배풍기의 2계통이 필요하므로 터널 단면이 커지며 설비비와 유지비가 많이든다

송기 반횡류식 배기 반횡류식

횡 류 식

(3) 수직갱 굴착공법1) RC(Raise Climber)공법

bull RC (Raise Climber) ① 개요 ∘ 1957년 스웨덴의 Alimak社에서 최초로 도입 ∘ 주로 광산분야에서 널리 이용 ∘ 수직구 하부에 작업공간이 확보되는 경우에 적용 ∘ 벽면에 앵커로 가이드레일을 설치하고 이를 따라 움직이는 작업대를 이

용하며 발파에 의하여 상향으로 굴착 ∘ 경제성을 고려하여 최소 100m 이상의 굴착 길이 필요 ∘ 400m를 시공 상 한계로 보며 200m 내외가 최적

② 특징 ∘ 설비가 적어 초기투자비가 저렴하다 ∘ 지반조건을 보면서 굴착하므로 지반변화에 즉시 대응이 가능하다 ∘ 지보재를 설치하지 않고 레일을 벽면에 부착하므로 열악한 지반조건(지

반이 나쁜 구간이나 단층대 등)에서 적용하기 곤란하다 ∘ 발파 및 진동 소음이 크고 부석정리 시 낙반의 위험성 등 안정상 문제를

내포하고 있다 ∘ 부대시설(환기 급배수)이 필요하다

③ Flow Chart

Rail 설치를 위한 공간확보 Rail 설치 천공 장약발파(발파시 도피공간으로 이동)

∘ Flow Chart 와 같은 방법으로 상향으로 선진갱을 굴착하고 하향으로 확공하면서 하부로 버력을 처리하는 병용방법을 적용하는 경우가 대부분이다 983093 983094

983092 983092

버력처리 부석처리 환기(가이드레일 위부분의 Head Plate로부터 물과 공기를 분사)

2) RBM(Raise Boring Machine)공법bull RBM (Raise Boring Machine) ① 개요 ∘ 1949년 독일의 Herr Bade가 개발 ∘ 미국의 Cannon과 Robbins에 의해 점차 대구경화 ∘ 국내에서는 1980년부터 광산에서 장비도입과 함께 사용하기 시작함 ∘ 수직구의 상부에는 기계실 하부에는 Reaming room이 필요

② 특징 ∘ 용출수가 발생하는 조건에서도 작업이 가능하다 ∘ 환기 및 발파 등의 영향을 받지 않는다 ∘ 극경암 지역에서는 커터의 비용이 높다 ∘ 연암이나 풍화암 직역은 측벽의 붕락으로 굴착에 어려움이 있을 수 있다 ∘ 유도공이 편향되어 천공되 경우 수직오차를 줄이기 어렵다 ∘ 고도의 기술 축척이 필요하다

③ Flow Chart

유도공 굴착 드릴피트 제거 및 리머부착 리밍(확공)∘ 수직 및 사갱의 상부에 기계실을 설치 하부 에는 Reaming Room을 조성한 후 기계실 에 RBM을안착시켜소구경(직경 311mm)의 Tri ConeBit로 유도공을 관통시킨 다음 하부에 Reamer Head를 설치 수직 또는 사갱 을 대구경(직경 24sim305m)으로 확공해 올라가 는 RBM공법을 채택 시공하였으며 이 공법의 장점은 정밀 시공이 용이하고 지하수 환기 및 발파의 영향을 가장 적게 받으면서 진동 및 소 음이 거의 없으며 안전관리에 유리합니다

RBM 설치 전경 RBM 굴착후

3) RC공법과 RBM공법의 비교 공법

구분 RBM 공법 RC 공법굴착 전단면 기계식 상향 굴착 운반기계 + 인력천공의 상향 굴착보강 굴착 중 보강 불가 굴착 중 보강 불가지수 불가 불가

적용지반 풍화암～경암(양호한 지반) 풍화암～경암

적용성∙단면φ24～30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙모든 굴착이 가능하나 사갱 굴착 시 고도의 기술 필요∙절리파쇄대 구간 시공속도 저하

∙단면20times20m～ 30times30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙30～90deg범위의 수직도 유지 가능∙사갱 복잡한 형태의 굴착 가능∙절리파쇄대 구간 시공 곤란

안전성 안전 불량

시공성

∙소형의 버력처리 장비 가능∙용출수 발생 시에도 작업 가능∙수직도를 유지하지 못할 경우 추가 작업 곤란∙암반강도가 매우 큰 경우 효율 저하∙상부 표토 경화 후 기계기초 설치

∙대심도의 경우 긴 싸이클 타임∙문제점 발생 시 대처 용이∙암반의 강도가 매우 큰 경우 RBM 공법보다 효율적∙낙석이나 낙반 발생 시 매우 불리∙용출수 발생 시 측량 불가능

경제성∙작업효율이 높다∙인건비 투입이 작다∙운반비용 소모품이 고가∙공사비 3900 만원m

∙설비가 적어 초기투자비가 저렴∙장비운반 소모품 비용이 저렴∙인건비 투입이 크며 환기시설 등이 필요∙공사비 3300만원m

작업환경∙수직구내 인원투입이 없어 안전∙저소음 저진동 공법∙환기장비 불필요∙RBM 장비 설치를 위한 부지확보와 장비 이동 필요

∙낙석 등으로 인하여 안전성 불리∙발파 소음 및 진동 발생∙하향환기로 분진 정체∙하부 작업공간 필요∙수직구 상부에 작업공간 불필요

(2) 능동터널bull 터 널 명 능동터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 국도24호선 산외~상북간 제3공구(능동터널) 국도확장공사bull 위 치 경남 밀양시 산내면~울산광역시 울주군 상북면bull 연 장 상행선 458km 하행선 453kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 비상주차대 12개소 피난연락갱 12개소(360m간격 대인용 6개소 차량용 6개소) 터널 관리사무소 1개소bull 환기방식 수직갱 송배기 종류식bull 수직갱 굴착공법 RC(Raise Climber)공법 H=237m D=6m

(3) 죽령터널bull 터 널 명 죽령터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 대구~춘천간 고속도로(중앙고속도로)bull 위 치 경상북도 영주시~충청북도 단양군bull 연 장 상행선 452km 하행선 451kmbull 굴착공법 TBM(Pilot공 empty45m) + NATM확공 숏팻치(Shot Patch)공법 TBM-NATM 확공 L=7308m (상행선 3644m 하행선 3664m) 순수 NATM 굴착구간 L=1722m (상행선 876m 하행선 846m)bull 방재관련 비상주차대 13개소(상행선 6개소 하행선 7개소) 피난연락갱 6개소 도로결빙방지 설비 설치bull 환기방식 제트팬+수직갱 송배기 종류식(상하생선 각 1개소) 제트팬 상행선 empty1030 16대 하행선 empty1030 13대bull 수직갱 굴착공법 RC(Raise Climber)공법 H=210m 131m D=71m

(4) 사패산터널bull 터 널 명 사패산터널(일방향 4차로 병설터널)bull 과 업 명 서울외곽순환 고속도로(일산~퇴계원간) 건설공사 민간투자사업bull 위 치 경기도 양주시 장흥면~경기도 의정부시 호원동bull 연 장 일산방향 3993km 퇴계원방향 3997kmbull 굴착공법 NATM공법(상하행 양방향 동시굴착 4개 막장)bull 방재관련 비상주차대 12개소 피난연락갱 5개소bull 환기방식 제트팬(empty1530 30대) 전기집진실 3개소

(5) 둔내터널bull 터 널 명 둔내터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 영동고속도로 원주~강릉간 4차로 확장공사bull 위 치 강원도 횡성군 둔내면 삽교리~평창군 봉평면 진조리bull 연 장 상행선 33km 하행선 33kmbull 굴착공법 NATM공법(상하행 양방향 동시굴착 4개 막장)bull 방재관련 비상주차대(550m간격) 상행선 5개소 하행선 5개소 피난연락갱 5개소(구급차 소방차 통행 및 운전자 승객 대피용) CCTV 상하행선 각각 200m간격으로 설치 도로경빙방지 설비 설치 조도순응시설 터널시종점부 설치 터널입구 500m 전방에 대형전광판 1set와 터널내의 피난갱 입구에 소형 전광판을 설치bull 환기방식 수직갱 송배기 종류식 + 제트팬 V형 지하환기소bull 수직갱 굴착공법 RBM(Raised Boring Machine)공법 H=204m D=9m

(6) 육십령터널 (7) 수리터널bull 터 널 명 육십령터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 대전-통영간 고속도로 건설공사bull 위 치 경남 함양군 서상면~전북 장수군 계면면bull 연 장 상행선 317km 하행선317kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 피난연락갱 비상주차대 터널입구정보표시판 CCTV 비상전화 제연설비 등bull 환기방식 상행선 젯트팬 종류식(empty1250 15대) 하행선 수직갱 + 젯트팬 송배기 종류식(empty1250 24대)

bull 터 널 명 수리터널(일방향 4차로 병설터널)bull 과 업 명 서울외곽순환 고속도로 건설공사 민간투자사업bull 위 치 경기도 군포시bull 연 장 상행선 186km 하행선 188kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 송풍기의 가역운전을 이용한 배연설비 피난연락갱(750m 간격) 소화전 및 소화기 50m간격으로 설치bull 환기방식 송기반횡류식 횡형축류식송풍기 184CMStimes120mmAqtimes6대 동력 290 KWtimes 6대 = 1740 KW 덕트면적 28 m2 times 1880m 환기소면적 25 m times 20m times 2곳

(8) 수정터널bull 터 널 명 수정터널bull 위 치 좌천~가야bull 연 장 상행선 234km 하행선 235kmbull 굴착공법 TBM+무진동 굴착bull 방재관련 CCTV 30대 소화전 114개 지하재방송 설비 설치bull 환기방식 송기반횡류식 37KW 젯트펜 22대와 전기 집진기 270KW 축류식 4대

3 해외도로터널 분석(1) Laerdal Tunnelbull 터 널 명 Laerdal Tunnel(양방향 2차로 단선터널)bull 위 치 노르웨이bull 연 장 245kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소 피난연락갱 비상전화 250m 간격으로 배치 라디오 중계 차량통제시스템 설비bull 환기방식 집진실 지하환기소+수직갱 별도의 수직갱을 두어 재난시 대비

(2) Hsuehshan Tunnel (3) Frejus Tunnelbull 터 널 명 Hsuehshan Tunnel(twin tunnel + service)bull 위 치 타이완bull 연 장 12942kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

bull 터 널 명 Frejus Tunnelbull 위 치 프랑스bull 연 장 12895kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

(4) Mont Blanc Tunnelbull 터 널 명 Mont Blanc Tunnelbull 위 치 프랑스-이탈리아bull 연 장 11611kmbull 굴착공법 bull 방재관련 피난대피소 37개소(300m간격 내부기압 자동조절) 배연시설 116개소(100m간격) (2002년 3월 9일 재개통)bull 환기방식

New interior design 이탈리아 갱구부

One of the 37 shelters

(5) Kan-etsu Tunnel (6) Freifjord Tunnelbull 터 널 명 Kan-etsu Tunnel(일방향 2차로 병설터널)bull 위 치 일본bull 연 장 11055kmbull 굴착공법 bull 방재관련 방향전환소(15km간격) 대단면방향전환소(6km간격) 비상주차대(500m간격)bull 환기방식 종류식

bull 터 널 명 Freifjord Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 508kmbull 굴착공법 bull 방재관련 bull 환기방식 종류식

(7) Oslo Tunnelbull 터 널 명 Oslo Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 289kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소bull 환기방식 종류식

4 환기(1) 환기방식

1) 환기방식의 분류

환기방식

자연환기

기계환기

종류식

반횡류식

횡류식

조합식

젯트팬(Jet Fan)식

수직갱송배기식

집진기식

집진기+수직갱송배기식

송기반횡류식

배기반횡류식

(2) 환기방식에 따른 특징1) 종류식

bull 종류식 - 제트팬식 제트팬군의 승압에 의한다 환기시설의 설치가 용이하며 설비비가 적어 경제적이다 송배기용 덕트가 불필요하고 풍로는 차도를 이용하므로 마찰손실이 적다 휀은 역전이 가능하므로 양방향 환기가 가능하다 장대터널에서는 설치대수 급증하므로 유지 관리상의 어려움이 있다 송풍기의 소음이 크므로 이에따른 검토가 필요하다 적용길이는 1000m정도 이하가 표준이지만 교통량이 적은 경우와 길이가

긴 경우에도 적용이 가능하다

- 수직갱송배기식 분류 송기의 승압에 의한다 터널 적용 연장은 환기상에 제한이 없다 교통환기력을 유용하게 이용할 수 있다 지하 환기소나 대형 송풍기의 설비비 및 굴착비가 크다

- 전기집진기 부착 종류식 집진정화와 분류송기 승압에 의한다 교통환기량을 효과적으로 이용할 수 있다 외부 환경 오염관리가 요구되는 도심터널에 적하다 지반고가 높은 산악지형에 경제적이다 화재시 대응력 열세하며 일산화탄소(CO)처리가 곤란 하다

- 집진기+수직갱 송배기식 집진정화와 수직갱 송기 승압에 의한다 장대터널 환기방식 결정시 가장 많이 이용되며 매연 및 이산화탄소처리가

가능하다 지역 여건에 적합하게 집진기와 수직갱 배열이 가능하다

제트팬식 수직갱송배기식

전기집진기 부착 종류식 집진기+수직갱 송배기식

2) 반횡류식 및 횡류식bull 반횡류식 - 송기 반횡류식 터널내 송기 덕트에 의해 일정하게 송기한다 환기 소음이 거의 없다 차도내 농도분포가 양호하다 교통환기력을 저해하기 때문에 효과적으로 이용할 수 없다 송기덕트로 인해 터널 단면이 증가된다

- 배기 반횡류식 터널내 배기 덕트에 의해 일정하게 배기한다 갱구로부터 오염배출이 적음으로 갱구부근의 환경대책상 효과적이다 환기소음의 거의 없고 공사비가 횡류식에 비해 저렴하다 차도내의 농도분포가 증대해지는 부분이 있고 환기의 효율이 떨어진다 배기덕트로 인해 터널 단명이 증가된다

bull 횡류식 - 횡류식 송배기 양쪽의 터널 덕트를 갖추고 환기풍은 차도를 횡류한다 화재시 대응이 비교적 쉬우면 배연에 대한 추가시설이 필요하지 않다 차도 내의 종방향 덕트가 없고 농도 분포도 일정하다 송기덕트와 배기덕트 및 송풍기와 배풍기의 2계통이 필요하므로 터널 단면이 커지며 설비비와 유지비가 많이든다

송기 반횡류식 배기 반횡류식

횡 류 식

(3) 수직갱 굴착공법1) RC(Raise Climber)공법

bull RC (Raise Climber) ① 개요 ∘ 1957년 스웨덴의 Alimak社에서 최초로 도입 ∘ 주로 광산분야에서 널리 이용 ∘ 수직구 하부에 작업공간이 확보되는 경우에 적용 ∘ 벽면에 앵커로 가이드레일을 설치하고 이를 따라 움직이는 작업대를 이

용하며 발파에 의하여 상향으로 굴착 ∘ 경제성을 고려하여 최소 100m 이상의 굴착 길이 필요 ∘ 400m를 시공 상 한계로 보며 200m 내외가 최적

② 특징 ∘ 설비가 적어 초기투자비가 저렴하다 ∘ 지반조건을 보면서 굴착하므로 지반변화에 즉시 대응이 가능하다 ∘ 지보재를 설치하지 않고 레일을 벽면에 부착하므로 열악한 지반조건(지

반이 나쁜 구간이나 단층대 등)에서 적용하기 곤란하다 ∘ 발파 및 진동 소음이 크고 부석정리 시 낙반의 위험성 등 안정상 문제를

내포하고 있다 ∘ 부대시설(환기 급배수)이 필요하다

③ Flow Chart

Rail 설치를 위한 공간확보 Rail 설치 천공 장약발파(발파시 도피공간으로 이동)

∘ Flow Chart 와 같은 방법으로 상향으로 선진갱을 굴착하고 하향으로 확공하면서 하부로 버력을 처리하는 병용방법을 적용하는 경우가 대부분이다 983093 983094

983092 983092

버력처리 부석처리 환기(가이드레일 위부분의 Head Plate로부터 물과 공기를 분사)

2) RBM(Raise Boring Machine)공법bull RBM (Raise Boring Machine) ① 개요 ∘ 1949년 독일의 Herr Bade가 개발 ∘ 미국의 Cannon과 Robbins에 의해 점차 대구경화 ∘ 국내에서는 1980년부터 광산에서 장비도입과 함께 사용하기 시작함 ∘ 수직구의 상부에는 기계실 하부에는 Reaming room이 필요

② 특징 ∘ 용출수가 발생하는 조건에서도 작업이 가능하다 ∘ 환기 및 발파 등의 영향을 받지 않는다 ∘ 극경암 지역에서는 커터의 비용이 높다 ∘ 연암이나 풍화암 직역은 측벽의 붕락으로 굴착에 어려움이 있을 수 있다 ∘ 유도공이 편향되어 천공되 경우 수직오차를 줄이기 어렵다 ∘ 고도의 기술 축척이 필요하다

③ Flow Chart

유도공 굴착 드릴피트 제거 및 리머부착 리밍(확공)∘ 수직 및 사갱의 상부에 기계실을 설치 하부 에는 Reaming Room을 조성한 후 기계실 에 RBM을안착시켜소구경(직경 311mm)의 Tri ConeBit로 유도공을 관통시킨 다음 하부에 Reamer Head를 설치 수직 또는 사갱 을 대구경(직경 24sim305m)으로 확공해 올라가 는 RBM공법을 채택 시공하였으며 이 공법의 장점은 정밀 시공이 용이하고 지하수 환기 및 발파의 영향을 가장 적게 받으면서 진동 및 소 음이 거의 없으며 안전관리에 유리합니다

RBM 설치 전경 RBM 굴착후

3) RC공법과 RBM공법의 비교 공법

구분 RBM 공법 RC 공법굴착 전단면 기계식 상향 굴착 운반기계 + 인력천공의 상향 굴착보강 굴착 중 보강 불가 굴착 중 보강 불가지수 불가 불가

적용지반 풍화암～경암(양호한 지반) 풍화암～경암

적용성∙단면φ24～30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙모든 굴착이 가능하나 사갱 굴착 시 고도의 기술 필요∙절리파쇄대 구간 시공속도 저하

∙단면20times20m～ 30times30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙30～90deg범위의 수직도 유지 가능∙사갱 복잡한 형태의 굴착 가능∙절리파쇄대 구간 시공 곤란

안전성 안전 불량

시공성

∙소형의 버력처리 장비 가능∙용출수 발생 시에도 작업 가능∙수직도를 유지하지 못할 경우 추가 작업 곤란∙암반강도가 매우 큰 경우 효율 저하∙상부 표토 경화 후 기계기초 설치

∙대심도의 경우 긴 싸이클 타임∙문제점 발생 시 대처 용이∙암반의 강도가 매우 큰 경우 RBM 공법보다 효율적∙낙석이나 낙반 발생 시 매우 불리∙용출수 발생 시 측량 불가능

경제성∙작업효율이 높다∙인건비 투입이 작다∙운반비용 소모품이 고가∙공사비 3900 만원m

∙설비가 적어 초기투자비가 저렴∙장비운반 소모품 비용이 저렴∙인건비 투입이 크며 환기시설 등이 필요∙공사비 3300만원m

작업환경∙수직구내 인원투입이 없어 안전∙저소음 저진동 공법∙환기장비 불필요∙RBM 장비 설치를 위한 부지확보와 장비 이동 필요

∙낙석 등으로 인하여 안전성 불리∙발파 소음 및 진동 발생∙하향환기로 분진 정체∙하부 작업공간 필요∙수직구 상부에 작업공간 불필요

(3) 죽령터널bull 터 널 명 죽령터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 대구~춘천간 고속도로(중앙고속도로)bull 위 치 경상북도 영주시~충청북도 단양군bull 연 장 상행선 452km 하행선 451kmbull 굴착공법 TBM(Pilot공 empty45m) + NATM확공 숏팻치(Shot Patch)공법 TBM-NATM 확공 L=7308m (상행선 3644m 하행선 3664m) 순수 NATM 굴착구간 L=1722m (상행선 876m 하행선 846m)bull 방재관련 비상주차대 13개소(상행선 6개소 하행선 7개소) 피난연락갱 6개소 도로결빙방지 설비 설치bull 환기방식 제트팬+수직갱 송배기 종류식(상하생선 각 1개소) 제트팬 상행선 empty1030 16대 하행선 empty1030 13대bull 수직갱 굴착공법 RC(Raise Climber)공법 H=210m 131m D=71m

(4) 사패산터널bull 터 널 명 사패산터널(일방향 4차로 병설터널)bull 과 업 명 서울외곽순환 고속도로(일산~퇴계원간) 건설공사 민간투자사업bull 위 치 경기도 양주시 장흥면~경기도 의정부시 호원동bull 연 장 일산방향 3993km 퇴계원방향 3997kmbull 굴착공법 NATM공법(상하행 양방향 동시굴착 4개 막장)bull 방재관련 비상주차대 12개소 피난연락갱 5개소bull 환기방식 제트팬(empty1530 30대) 전기집진실 3개소

(5) 둔내터널bull 터 널 명 둔내터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 영동고속도로 원주~강릉간 4차로 확장공사bull 위 치 강원도 횡성군 둔내면 삽교리~평창군 봉평면 진조리bull 연 장 상행선 33km 하행선 33kmbull 굴착공법 NATM공법(상하행 양방향 동시굴착 4개 막장)bull 방재관련 비상주차대(550m간격) 상행선 5개소 하행선 5개소 피난연락갱 5개소(구급차 소방차 통행 및 운전자 승객 대피용) CCTV 상하행선 각각 200m간격으로 설치 도로경빙방지 설비 설치 조도순응시설 터널시종점부 설치 터널입구 500m 전방에 대형전광판 1set와 터널내의 피난갱 입구에 소형 전광판을 설치bull 환기방식 수직갱 송배기 종류식 + 제트팬 V형 지하환기소bull 수직갱 굴착공법 RBM(Raised Boring Machine)공법 H=204m D=9m

(6) 육십령터널 (7) 수리터널bull 터 널 명 육십령터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 대전-통영간 고속도로 건설공사bull 위 치 경남 함양군 서상면~전북 장수군 계면면bull 연 장 상행선 317km 하행선317kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 피난연락갱 비상주차대 터널입구정보표시판 CCTV 비상전화 제연설비 등bull 환기방식 상행선 젯트팬 종류식(empty1250 15대) 하행선 수직갱 + 젯트팬 송배기 종류식(empty1250 24대)

bull 터 널 명 수리터널(일방향 4차로 병설터널)bull 과 업 명 서울외곽순환 고속도로 건설공사 민간투자사업bull 위 치 경기도 군포시bull 연 장 상행선 186km 하행선 188kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 송풍기의 가역운전을 이용한 배연설비 피난연락갱(750m 간격) 소화전 및 소화기 50m간격으로 설치bull 환기방식 송기반횡류식 횡형축류식송풍기 184CMStimes120mmAqtimes6대 동력 290 KWtimes 6대 = 1740 KW 덕트면적 28 m2 times 1880m 환기소면적 25 m times 20m times 2곳

(8) 수정터널bull 터 널 명 수정터널bull 위 치 좌천~가야bull 연 장 상행선 234km 하행선 235kmbull 굴착공법 TBM+무진동 굴착bull 방재관련 CCTV 30대 소화전 114개 지하재방송 설비 설치bull 환기방식 송기반횡류식 37KW 젯트펜 22대와 전기 집진기 270KW 축류식 4대

3 해외도로터널 분석(1) Laerdal Tunnelbull 터 널 명 Laerdal Tunnel(양방향 2차로 단선터널)bull 위 치 노르웨이bull 연 장 245kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소 피난연락갱 비상전화 250m 간격으로 배치 라디오 중계 차량통제시스템 설비bull 환기방식 집진실 지하환기소+수직갱 별도의 수직갱을 두어 재난시 대비

(2) Hsuehshan Tunnel (3) Frejus Tunnelbull 터 널 명 Hsuehshan Tunnel(twin tunnel + service)bull 위 치 타이완bull 연 장 12942kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

bull 터 널 명 Frejus Tunnelbull 위 치 프랑스bull 연 장 12895kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

(4) Mont Blanc Tunnelbull 터 널 명 Mont Blanc Tunnelbull 위 치 프랑스-이탈리아bull 연 장 11611kmbull 굴착공법 bull 방재관련 피난대피소 37개소(300m간격 내부기압 자동조절) 배연시설 116개소(100m간격) (2002년 3월 9일 재개통)bull 환기방식

New interior design 이탈리아 갱구부

One of the 37 shelters

(5) Kan-etsu Tunnel (6) Freifjord Tunnelbull 터 널 명 Kan-etsu Tunnel(일방향 2차로 병설터널)bull 위 치 일본bull 연 장 11055kmbull 굴착공법 bull 방재관련 방향전환소(15km간격) 대단면방향전환소(6km간격) 비상주차대(500m간격)bull 환기방식 종류식

bull 터 널 명 Freifjord Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 508kmbull 굴착공법 bull 방재관련 bull 환기방식 종류식

(7) Oslo Tunnelbull 터 널 명 Oslo Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 289kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소bull 환기방식 종류식

4 환기(1) 환기방식

1) 환기방식의 분류

환기방식

자연환기

기계환기

종류식

반횡류식

횡류식

조합식

젯트팬(Jet Fan)식

수직갱송배기식

집진기식

집진기+수직갱송배기식

송기반횡류식

배기반횡류식

(2) 환기방식에 따른 특징1) 종류식

bull 종류식 - 제트팬식 제트팬군의 승압에 의한다 환기시설의 설치가 용이하며 설비비가 적어 경제적이다 송배기용 덕트가 불필요하고 풍로는 차도를 이용하므로 마찰손실이 적다 휀은 역전이 가능하므로 양방향 환기가 가능하다 장대터널에서는 설치대수 급증하므로 유지 관리상의 어려움이 있다 송풍기의 소음이 크므로 이에따른 검토가 필요하다 적용길이는 1000m정도 이하가 표준이지만 교통량이 적은 경우와 길이가

긴 경우에도 적용이 가능하다

- 수직갱송배기식 분류 송기의 승압에 의한다 터널 적용 연장은 환기상에 제한이 없다 교통환기력을 유용하게 이용할 수 있다 지하 환기소나 대형 송풍기의 설비비 및 굴착비가 크다

- 전기집진기 부착 종류식 집진정화와 분류송기 승압에 의한다 교통환기량을 효과적으로 이용할 수 있다 외부 환경 오염관리가 요구되는 도심터널에 적하다 지반고가 높은 산악지형에 경제적이다 화재시 대응력 열세하며 일산화탄소(CO)처리가 곤란 하다

- 집진기+수직갱 송배기식 집진정화와 수직갱 송기 승압에 의한다 장대터널 환기방식 결정시 가장 많이 이용되며 매연 및 이산화탄소처리가

가능하다 지역 여건에 적합하게 집진기와 수직갱 배열이 가능하다

제트팬식 수직갱송배기식

전기집진기 부착 종류식 집진기+수직갱 송배기식

2) 반횡류식 및 횡류식bull 반횡류식 - 송기 반횡류식 터널내 송기 덕트에 의해 일정하게 송기한다 환기 소음이 거의 없다 차도내 농도분포가 양호하다 교통환기력을 저해하기 때문에 효과적으로 이용할 수 없다 송기덕트로 인해 터널 단면이 증가된다

- 배기 반횡류식 터널내 배기 덕트에 의해 일정하게 배기한다 갱구로부터 오염배출이 적음으로 갱구부근의 환경대책상 효과적이다 환기소음의 거의 없고 공사비가 횡류식에 비해 저렴하다 차도내의 농도분포가 증대해지는 부분이 있고 환기의 효율이 떨어진다 배기덕트로 인해 터널 단명이 증가된다

bull 횡류식 - 횡류식 송배기 양쪽의 터널 덕트를 갖추고 환기풍은 차도를 횡류한다 화재시 대응이 비교적 쉬우면 배연에 대한 추가시설이 필요하지 않다 차도 내의 종방향 덕트가 없고 농도 분포도 일정하다 송기덕트와 배기덕트 및 송풍기와 배풍기의 2계통이 필요하므로 터널 단면이 커지며 설비비와 유지비가 많이든다

송기 반횡류식 배기 반횡류식

횡 류 식

(3) 수직갱 굴착공법1) RC(Raise Climber)공법

bull RC (Raise Climber) ① 개요 ∘ 1957년 스웨덴의 Alimak社에서 최초로 도입 ∘ 주로 광산분야에서 널리 이용 ∘ 수직구 하부에 작업공간이 확보되는 경우에 적용 ∘ 벽면에 앵커로 가이드레일을 설치하고 이를 따라 움직이는 작업대를 이

용하며 발파에 의하여 상향으로 굴착 ∘ 경제성을 고려하여 최소 100m 이상의 굴착 길이 필요 ∘ 400m를 시공 상 한계로 보며 200m 내외가 최적

② 특징 ∘ 설비가 적어 초기투자비가 저렴하다 ∘ 지반조건을 보면서 굴착하므로 지반변화에 즉시 대응이 가능하다 ∘ 지보재를 설치하지 않고 레일을 벽면에 부착하므로 열악한 지반조건(지

반이 나쁜 구간이나 단층대 등)에서 적용하기 곤란하다 ∘ 발파 및 진동 소음이 크고 부석정리 시 낙반의 위험성 등 안정상 문제를

내포하고 있다 ∘ 부대시설(환기 급배수)이 필요하다

③ Flow Chart

Rail 설치를 위한 공간확보 Rail 설치 천공 장약발파(발파시 도피공간으로 이동)

∘ Flow Chart 와 같은 방법으로 상향으로 선진갱을 굴착하고 하향으로 확공하면서 하부로 버력을 처리하는 병용방법을 적용하는 경우가 대부분이다 983093 983094

983092 983092

버력처리 부석처리 환기(가이드레일 위부분의 Head Plate로부터 물과 공기를 분사)

2) RBM(Raise Boring Machine)공법bull RBM (Raise Boring Machine) ① 개요 ∘ 1949년 독일의 Herr Bade가 개발 ∘ 미국의 Cannon과 Robbins에 의해 점차 대구경화 ∘ 국내에서는 1980년부터 광산에서 장비도입과 함께 사용하기 시작함 ∘ 수직구의 상부에는 기계실 하부에는 Reaming room이 필요

② 특징 ∘ 용출수가 발생하는 조건에서도 작업이 가능하다 ∘ 환기 및 발파 등의 영향을 받지 않는다 ∘ 극경암 지역에서는 커터의 비용이 높다 ∘ 연암이나 풍화암 직역은 측벽의 붕락으로 굴착에 어려움이 있을 수 있다 ∘ 유도공이 편향되어 천공되 경우 수직오차를 줄이기 어렵다 ∘ 고도의 기술 축척이 필요하다

③ Flow Chart

유도공 굴착 드릴피트 제거 및 리머부착 리밍(확공)∘ 수직 및 사갱의 상부에 기계실을 설치 하부 에는 Reaming Room을 조성한 후 기계실 에 RBM을안착시켜소구경(직경 311mm)의 Tri ConeBit로 유도공을 관통시킨 다음 하부에 Reamer Head를 설치 수직 또는 사갱 을 대구경(직경 24sim305m)으로 확공해 올라가 는 RBM공법을 채택 시공하였으며 이 공법의 장점은 정밀 시공이 용이하고 지하수 환기 및 발파의 영향을 가장 적게 받으면서 진동 및 소 음이 거의 없으며 안전관리에 유리합니다

RBM 설치 전경 RBM 굴착후

3) RC공법과 RBM공법의 비교 공법

구분 RBM 공법 RC 공법굴착 전단면 기계식 상향 굴착 운반기계 + 인력천공의 상향 굴착보강 굴착 중 보강 불가 굴착 중 보강 불가지수 불가 불가

적용지반 풍화암～경암(양호한 지반) 풍화암～경암

적용성∙단면φ24～30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙모든 굴착이 가능하나 사갱 굴착 시 고도의 기술 필요∙절리파쇄대 구간 시공속도 저하

∙단면20times20m～ 30times30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙30～90deg범위의 수직도 유지 가능∙사갱 복잡한 형태의 굴착 가능∙절리파쇄대 구간 시공 곤란

안전성 안전 불량

시공성

∙소형의 버력처리 장비 가능∙용출수 발생 시에도 작업 가능∙수직도를 유지하지 못할 경우 추가 작업 곤란∙암반강도가 매우 큰 경우 효율 저하∙상부 표토 경화 후 기계기초 설치

∙대심도의 경우 긴 싸이클 타임∙문제점 발생 시 대처 용이∙암반의 강도가 매우 큰 경우 RBM 공법보다 효율적∙낙석이나 낙반 발생 시 매우 불리∙용출수 발생 시 측량 불가능

경제성∙작업효율이 높다∙인건비 투입이 작다∙운반비용 소모품이 고가∙공사비 3900 만원m

∙설비가 적어 초기투자비가 저렴∙장비운반 소모품 비용이 저렴∙인건비 투입이 크며 환기시설 등이 필요∙공사비 3300만원m

작업환경∙수직구내 인원투입이 없어 안전∙저소음 저진동 공법∙환기장비 불필요∙RBM 장비 설치를 위한 부지확보와 장비 이동 필요

∙낙석 등으로 인하여 안전성 불리∙발파 소음 및 진동 발생∙하향환기로 분진 정체∙하부 작업공간 필요∙수직구 상부에 작업공간 불필요

(4) 사패산터널bull 터 널 명 사패산터널(일방향 4차로 병설터널)bull 과 업 명 서울외곽순환 고속도로(일산~퇴계원간) 건설공사 민간투자사업bull 위 치 경기도 양주시 장흥면~경기도 의정부시 호원동bull 연 장 일산방향 3993km 퇴계원방향 3997kmbull 굴착공법 NATM공법(상하행 양방향 동시굴착 4개 막장)bull 방재관련 비상주차대 12개소 피난연락갱 5개소bull 환기방식 제트팬(empty1530 30대) 전기집진실 3개소

(5) 둔내터널bull 터 널 명 둔내터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 영동고속도로 원주~강릉간 4차로 확장공사bull 위 치 강원도 횡성군 둔내면 삽교리~평창군 봉평면 진조리bull 연 장 상행선 33km 하행선 33kmbull 굴착공법 NATM공법(상하행 양방향 동시굴착 4개 막장)bull 방재관련 비상주차대(550m간격) 상행선 5개소 하행선 5개소 피난연락갱 5개소(구급차 소방차 통행 및 운전자 승객 대피용) CCTV 상하행선 각각 200m간격으로 설치 도로경빙방지 설비 설치 조도순응시설 터널시종점부 설치 터널입구 500m 전방에 대형전광판 1set와 터널내의 피난갱 입구에 소형 전광판을 설치bull 환기방식 수직갱 송배기 종류식 + 제트팬 V형 지하환기소bull 수직갱 굴착공법 RBM(Raised Boring Machine)공법 H=204m D=9m

(6) 육십령터널 (7) 수리터널bull 터 널 명 육십령터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 대전-통영간 고속도로 건설공사bull 위 치 경남 함양군 서상면~전북 장수군 계면면bull 연 장 상행선 317km 하행선317kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 피난연락갱 비상주차대 터널입구정보표시판 CCTV 비상전화 제연설비 등bull 환기방식 상행선 젯트팬 종류식(empty1250 15대) 하행선 수직갱 + 젯트팬 송배기 종류식(empty1250 24대)

bull 터 널 명 수리터널(일방향 4차로 병설터널)bull 과 업 명 서울외곽순환 고속도로 건설공사 민간투자사업bull 위 치 경기도 군포시bull 연 장 상행선 186km 하행선 188kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 송풍기의 가역운전을 이용한 배연설비 피난연락갱(750m 간격) 소화전 및 소화기 50m간격으로 설치bull 환기방식 송기반횡류식 횡형축류식송풍기 184CMStimes120mmAqtimes6대 동력 290 KWtimes 6대 = 1740 KW 덕트면적 28 m2 times 1880m 환기소면적 25 m times 20m times 2곳

(8) 수정터널bull 터 널 명 수정터널bull 위 치 좌천~가야bull 연 장 상행선 234km 하행선 235kmbull 굴착공법 TBM+무진동 굴착bull 방재관련 CCTV 30대 소화전 114개 지하재방송 설비 설치bull 환기방식 송기반횡류식 37KW 젯트펜 22대와 전기 집진기 270KW 축류식 4대

3 해외도로터널 분석(1) Laerdal Tunnelbull 터 널 명 Laerdal Tunnel(양방향 2차로 단선터널)bull 위 치 노르웨이bull 연 장 245kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소 피난연락갱 비상전화 250m 간격으로 배치 라디오 중계 차량통제시스템 설비bull 환기방식 집진실 지하환기소+수직갱 별도의 수직갱을 두어 재난시 대비

(2) Hsuehshan Tunnel (3) Frejus Tunnelbull 터 널 명 Hsuehshan Tunnel(twin tunnel + service)bull 위 치 타이완bull 연 장 12942kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

bull 터 널 명 Frejus Tunnelbull 위 치 프랑스bull 연 장 12895kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

(4) Mont Blanc Tunnelbull 터 널 명 Mont Blanc Tunnelbull 위 치 프랑스-이탈리아bull 연 장 11611kmbull 굴착공법 bull 방재관련 피난대피소 37개소(300m간격 내부기압 자동조절) 배연시설 116개소(100m간격) (2002년 3월 9일 재개통)bull 환기방식

New interior design 이탈리아 갱구부

One of the 37 shelters

(5) Kan-etsu Tunnel (6) Freifjord Tunnelbull 터 널 명 Kan-etsu Tunnel(일방향 2차로 병설터널)bull 위 치 일본bull 연 장 11055kmbull 굴착공법 bull 방재관련 방향전환소(15km간격) 대단면방향전환소(6km간격) 비상주차대(500m간격)bull 환기방식 종류식

bull 터 널 명 Freifjord Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 508kmbull 굴착공법 bull 방재관련 bull 환기방식 종류식

(7) Oslo Tunnelbull 터 널 명 Oslo Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 289kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소bull 환기방식 종류식

4 환기(1) 환기방식

1) 환기방식의 분류

환기방식

자연환기

기계환기

종류식

반횡류식

횡류식

조합식

젯트팬(Jet Fan)식

수직갱송배기식

집진기식

집진기+수직갱송배기식

송기반횡류식

배기반횡류식

(2) 환기방식에 따른 특징1) 종류식

bull 종류식 - 제트팬식 제트팬군의 승압에 의한다 환기시설의 설치가 용이하며 설비비가 적어 경제적이다 송배기용 덕트가 불필요하고 풍로는 차도를 이용하므로 마찰손실이 적다 휀은 역전이 가능하므로 양방향 환기가 가능하다 장대터널에서는 설치대수 급증하므로 유지 관리상의 어려움이 있다 송풍기의 소음이 크므로 이에따른 검토가 필요하다 적용길이는 1000m정도 이하가 표준이지만 교통량이 적은 경우와 길이가

긴 경우에도 적용이 가능하다

- 수직갱송배기식 분류 송기의 승압에 의한다 터널 적용 연장은 환기상에 제한이 없다 교통환기력을 유용하게 이용할 수 있다 지하 환기소나 대형 송풍기의 설비비 및 굴착비가 크다

- 전기집진기 부착 종류식 집진정화와 분류송기 승압에 의한다 교통환기량을 효과적으로 이용할 수 있다 외부 환경 오염관리가 요구되는 도심터널에 적하다 지반고가 높은 산악지형에 경제적이다 화재시 대응력 열세하며 일산화탄소(CO)처리가 곤란 하다

- 집진기+수직갱 송배기식 집진정화와 수직갱 송기 승압에 의한다 장대터널 환기방식 결정시 가장 많이 이용되며 매연 및 이산화탄소처리가

가능하다 지역 여건에 적합하게 집진기와 수직갱 배열이 가능하다

제트팬식 수직갱송배기식

전기집진기 부착 종류식 집진기+수직갱 송배기식

2) 반횡류식 및 횡류식bull 반횡류식 - 송기 반횡류식 터널내 송기 덕트에 의해 일정하게 송기한다 환기 소음이 거의 없다 차도내 농도분포가 양호하다 교통환기력을 저해하기 때문에 효과적으로 이용할 수 없다 송기덕트로 인해 터널 단면이 증가된다

- 배기 반횡류식 터널내 배기 덕트에 의해 일정하게 배기한다 갱구로부터 오염배출이 적음으로 갱구부근의 환경대책상 효과적이다 환기소음의 거의 없고 공사비가 횡류식에 비해 저렴하다 차도내의 농도분포가 증대해지는 부분이 있고 환기의 효율이 떨어진다 배기덕트로 인해 터널 단명이 증가된다

bull 횡류식 - 횡류식 송배기 양쪽의 터널 덕트를 갖추고 환기풍은 차도를 횡류한다 화재시 대응이 비교적 쉬우면 배연에 대한 추가시설이 필요하지 않다 차도 내의 종방향 덕트가 없고 농도 분포도 일정하다 송기덕트와 배기덕트 및 송풍기와 배풍기의 2계통이 필요하므로 터널 단면이 커지며 설비비와 유지비가 많이든다

송기 반횡류식 배기 반횡류식

횡 류 식

(3) 수직갱 굴착공법1) RC(Raise Climber)공법

bull RC (Raise Climber) ① 개요 ∘ 1957년 스웨덴의 Alimak社에서 최초로 도입 ∘ 주로 광산분야에서 널리 이용 ∘ 수직구 하부에 작업공간이 확보되는 경우에 적용 ∘ 벽면에 앵커로 가이드레일을 설치하고 이를 따라 움직이는 작업대를 이

용하며 발파에 의하여 상향으로 굴착 ∘ 경제성을 고려하여 최소 100m 이상의 굴착 길이 필요 ∘ 400m를 시공 상 한계로 보며 200m 내외가 최적

② 특징 ∘ 설비가 적어 초기투자비가 저렴하다 ∘ 지반조건을 보면서 굴착하므로 지반변화에 즉시 대응이 가능하다 ∘ 지보재를 설치하지 않고 레일을 벽면에 부착하므로 열악한 지반조건(지

반이 나쁜 구간이나 단층대 등)에서 적용하기 곤란하다 ∘ 발파 및 진동 소음이 크고 부석정리 시 낙반의 위험성 등 안정상 문제를

내포하고 있다 ∘ 부대시설(환기 급배수)이 필요하다

③ Flow Chart

Rail 설치를 위한 공간확보 Rail 설치 천공 장약발파(발파시 도피공간으로 이동)

∘ Flow Chart 와 같은 방법으로 상향으로 선진갱을 굴착하고 하향으로 확공하면서 하부로 버력을 처리하는 병용방법을 적용하는 경우가 대부분이다 983093 983094

983092 983092

버력처리 부석처리 환기(가이드레일 위부분의 Head Plate로부터 물과 공기를 분사)

2) RBM(Raise Boring Machine)공법bull RBM (Raise Boring Machine) ① 개요 ∘ 1949년 독일의 Herr Bade가 개발 ∘ 미국의 Cannon과 Robbins에 의해 점차 대구경화 ∘ 국내에서는 1980년부터 광산에서 장비도입과 함께 사용하기 시작함 ∘ 수직구의 상부에는 기계실 하부에는 Reaming room이 필요

② 특징 ∘ 용출수가 발생하는 조건에서도 작업이 가능하다 ∘ 환기 및 발파 등의 영향을 받지 않는다 ∘ 극경암 지역에서는 커터의 비용이 높다 ∘ 연암이나 풍화암 직역은 측벽의 붕락으로 굴착에 어려움이 있을 수 있다 ∘ 유도공이 편향되어 천공되 경우 수직오차를 줄이기 어렵다 ∘ 고도의 기술 축척이 필요하다

③ Flow Chart

유도공 굴착 드릴피트 제거 및 리머부착 리밍(확공)∘ 수직 및 사갱의 상부에 기계실을 설치 하부 에는 Reaming Room을 조성한 후 기계실 에 RBM을안착시켜소구경(직경 311mm)의 Tri ConeBit로 유도공을 관통시킨 다음 하부에 Reamer Head를 설치 수직 또는 사갱 을 대구경(직경 24sim305m)으로 확공해 올라가 는 RBM공법을 채택 시공하였으며 이 공법의 장점은 정밀 시공이 용이하고 지하수 환기 및 발파의 영향을 가장 적게 받으면서 진동 및 소 음이 거의 없으며 안전관리에 유리합니다

RBM 설치 전경 RBM 굴착후

3) RC공법과 RBM공법의 비교 공법

구분 RBM 공법 RC 공법굴착 전단면 기계식 상향 굴착 운반기계 + 인력천공의 상향 굴착보강 굴착 중 보강 불가 굴착 중 보강 불가지수 불가 불가

적용지반 풍화암～경암(양호한 지반) 풍화암～경암

적용성∙단면φ24～30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙모든 굴착이 가능하나 사갱 굴착 시 고도의 기술 필요∙절리파쇄대 구간 시공속도 저하

∙단면20times20m～ 30times30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙30～90deg범위의 수직도 유지 가능∙사갱 복잡한 형태의 굴착 가능∙절리파쇄대 구간 시공 곤란

안전성 안전 불량

시공성

∙소형의 버력처리 장비 가능∙용출수 발생 시에도 작업 가능∙수직도를 유지하지 못할 경우 추가 작업 곤란∙암반강도가 매우 큰 경우 효율 저하∙상부 표토 경화 후 기계기초 설치

∙대심도의 경우 긴 싸이클 타임∙문제점 발생 시 대처 용이∙암반의 강도가 매우 큰 경우 RBM 공법보다 효율적∙낙석이나 낙반 발생 시 매우 불리∙용출수 발생 시 측량 불가능

경제성∙작업효율이 높다∙인건비 투입이 작다∙운반비용 소모품이 고가∙공사비 3900 만원m

∙설비가 적어 초기투자비가 저렴∙장비운반 소모품 비용이 저렴∙인건비 투입이 크며 환기시설 등이 필요∙공사비 3300만원m

작업환경∙수직구내 인원투입이 없어 안전∙저소음 저진동 공법∙환기장비 불필요∙RBM 장비 설치를 위한 부지확보와 장비 이동 필요

∙낙석 등으로 인하여 안전성 불리∙발파 소음 및 진동 발생∙하향환기로 분진 정체∙하부 작업공간 필요∙수직구 상부에 작업공간 불필요

(5) 둔내터널bull 터 널 명 둔내터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 영동고속도로 원주~강릉간 4차로 확장공사bull 위 치 강원도 횡성군 둔내면 삽교리~평창군 봉평면 진조리bull 연 장 상행선 33km 하행선 33kmbull 굴착공법 NATM공법(상하행 양방향 동시굴착 4개 막장)bull 방재관련 비상주차대(550m간격) 상행선 5개소 하행선 5개소 피난연락갱 5개소(구급차 소방차 통행 및 운전자 승객 대피용) CCTV 상하행선 각각 200m간격으로 설치 도로경빙방지 설비 설치 조도순응시설 터널시종점부 설치 터널입구 500m 전방에 대형전광판 1set와 터널내의 피난갱 입구에 소형 전광판을 설치bull 환기방식 수직갱 송배기 종류식 + 제트팬 V형 지하환기소bull 수직갱 굴착공법 RBM(Raised Boring Machine)공법 H=204m D=9m

(6) 육십령터널 (7) 수리터널bull 터 널 명 육십령터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 대전-통영간 고속도로 건설공사bull 위 치 경남 함양군 서상면~전북 장수군 계면면bull 연 장 상행선 317km 하행선317kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 피난연락갱 비상주차대 터널입구정보표시판 CCTV 비상전화 제연설비 등bull 환기방식 상행선 젯트팬 종류식(empty1250 15대) 하행선 수직갱 + 젯트팬 송배기 종류식(empty1250 24대)

bull 터 널 명 수리터널(일방향 4차로 병설터널)bull 과 업 명 서울외곽순환 고속도로 건설공사 민간투자사업bull 위 치 경기도 군포시bull 연 장 상행선 186km 하행선 188kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 송풍기의 가역운전을 이용한 배연설비 피난연락갱(750m 간격) 소화전 및 소화기 50m간격으로 설치bull 환기방식 송기반횡류식 횡형축류식송풍기 184CMStimes120mmAqtimes6대 동력 290 KWtimes 6대 = 1740 KW 덕트면적 28 m2 times 1880m 환기소면적 25 m times 20m times 2곳

(8) 수정터널bull 터 널 명 수정터널bull 위 치 좌천~가야bull 연 장 상행선 234km 하행선 235kmbull 굴착공법 TBM+무진동 굴착bull 방재관련 CCTV 30대 소화전 114개 지하재방송 설비 설치bull 환기방식 송기반횡류식 37KW 젯트펜 22대와 전기 집진기 270KW 축류식 4대

3 해외도로터널 분석(1) Laerdal Tunnelbull 터 널 명 Laerdal Tunnel(양방향 2차로 단선터널)bull 위 치 노르웨이bull 연 장 245kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소 피난연락갱 비상전화 250m 간격으로 배치 라디오 중계 차량통제시스템 설비bull 환기방식 집진실 지하환기소+수직갱 별도의 수직갱을 두어 재난시 대비

(2) Hsuehshan Tunnel (3) Frejus Tunnelbull 터 널 명 Hsuehshan Tunnel(twin tunnel + service)bull 위 치 타이완bull 연 장 12942kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

bull 터 널 명 Frejus Tunnelbull 위 치 프랑스bull 연 장 12895kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

(4) Mont Blanc Tunnelbull 터 널 명 Mont Blanc Tunnelbull 위 치 프랑스-이탈리아bull 연 장 11611kmbull 굴착공법 bull 방재관련 피난대피소 37개소(300m간격 내부기압 자동조절) 배연시설 116개소(100m간격) (2002년 3월 9일 재개통)bull 환기방식

New interior design 이탈리아 갱구부

One of the 37 shelters

(5) Kan-etsu Tunnel (6) Freifjord Tunnelbull 터 널 명 Kan-etsu Tunnel(일방향 2차로 병설터널)bull 위 치 일본bull 연 장 11055kmbull 굴착공법 bull 방재관련 방향전환소(15km간격) 대단면방향전환소(6km간격) 비상주차대(500m간격)bull 환기방식 종류식

bull 터 널 명 Freifjord Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 508kmbull 굴착공법 bull 방재관련 bull 환기방식 종류식

(7) Oslo Tunnelbull 터 널 명 Oslo Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 289kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소bull 환기방식 종류식

4 환기(1) 환기방식

1) 환기방식의 분류

환기방식

자연환기

기계환기

종류식

반횡류식

횡류식

조합식

젯트팬(Jet Fan)식

수직갱송배기식

집진기식

집진기+수직갱송배기식

송기반횡류식

배기반횡류식

(2) 환기방식에 따른 특징1) 종류식

bull 종류식 - 제트팬식 제트팬군의 승압에 의한다 환기시설의 설치가 용이하며 설비비가 적어 경제적이다 송배기용 덕트가 불필요하고 풍로는 차도를 이용하므로 마찰손실이 적다 휀은 역전이 가능하므로 양방향 환기가 가능하다 장대터널에서는 설치대수 급증하므로 유지 관리상의 어려움이 있다 송풍기의 소음이 크므로 이에따른 검토가 필요하다 적용길이는 1000m정도 이하가 표준이지만 교통량이 적은 경우와 길이가

긴 경우에도 적용이 가능하다

- 수직갱송배기식 분류 송기의 승압에 의한다 터널 적용 연장은 환기상에 제한이 없다 교통환기력을 유용하게 이용할 수 있다 지하 환기소나 대형 송풍기의 설비비 및 굴착비가 크다

- 전기집진기 부착 종류식 집진정화와 분류송기 승압에 의한다 교통환기량을 효과적으로 이용할 수 있다 외부 환경 오염관리가 요구되는 도심터널에 적하다 지반고가 높은 산악지형에 경제적이다 화재시 대응력 열세하며 일산화탄소(CO)처리가 곤란 하다

- 집진기+수직갱 송배기식 집진정화와 수직갱 송기 승압에 의한다 장대터널 환기방식 결정시 가장 많이 이용되며 매연 및 이산화탄소처리가

가능하다 지역 여건에 적합하게 집진기와 수직갱 배열이 가능하다

제트팬식 수직갱송배기식

전기집진기 부착 종류식 집진기+수직갱 송배기식

2) 반횡류식 및 횡류식bull 반횡류식 - 송기 반횡류식 터널내 송기 덕트에 의해 일정하게 송기한다 환기 소음이 거의 없다 차도내 농도분포가 양호하다 교통환기력을 저해하기 때문에 효과적으로 이용할 수 없다 송기덕트로 인해 터널 단면이 증가된다

- 배기 반횡류식 터널내 배기 덕트에 의해 일정하게 배기한다 갱구로부터 오염배출이 적음으로 갱구부근의 환경대책상 효과적이다 환기소음의 거의 없고 공사비가 횡류식에 비해 저렴하다 차도내의 농도분포가 증대해지는 부분이 있고 환기의 효율이 떨어진다 배기덕트로 인해 터널 단명이 증가된다

bull 횡류식 - 횡류식 송배기 양쪽의 터널 덕트를 갖추고 환기풍은 차도를 횡류한다 화재시 대응이 비교적 쉬우면 배연에 대한 추가시설이 필요하지 않다 차도 내의 종방향 덕트가 없고 농도 분포도 일정하다 송기덕트와 배기덕트 및 송풍기와 배풍기의 2계통이 필요하므로 터널 단면이 커지며 설비비와 유지비가 많이든다

송기 반횡류식 배기 반횡류식

횡 류 식

(3) 수직갱 굴착공법1) RC(Raise Climber)공법

bull RC (Raise Climber) ① 개요 ∘ 1957년 스웨덴의 Alimak社에서 최초로 도입 ∘ 주로 광산분야에서 널리 이용 ∘ 수직구 하부에 작업공간이 확보되는 경우에 적용 ∘ 벽면에 앵커로 가이드레일을 설치하고 이를 따라 움직이는 작업대를 이

용하며 발파에 의하여 상향으로 굴착 ∘ 경제성을 고려하여 최소 100m 이상의 굴착 길이 필요 ∘ 400m를 시공 상 한계로 보며 200m 내외가 최적

② 특징 ∘ 설비가 적어 초기투자비가 저렴하다 ∘ 지반조건을 보면서 굴착하므로 지반변화에 즉시 대응이 가능하다 ∘ 지보재를 설치하지 않고 레일을 벽면에 부착하므로 열악한 지반조건(지

반이 나쁜 구간이나 단층대 등)에서 적용하기 곤란하다 ∘ 발파 및 진동 소음이 크고 부석정리 시 낙반의 위험성 등 안정상 문제를

내포하고 있다 ∘ 부대시설(환기 급배수)이 필요하다

③ Flow Chart

Rail 설치를 위한 공간확보 Rail 설치 천공 장약발파(발파시 도피공간으로 이동)

∘ Flow Chart 와 같은 방법으로 상향으로 선진갱을 굴착하고 하향으로 확공하면서 하부로 버력을 처리하는 병용방법을 적용하는 경우가 대부분이다 983093 983094

983092 983092

버력처리 부석처리 환기(가이드레일 위부분의 Head Plate로부터 물과 공기를 분사)

2) RBM(Raise Boring Machine)공법bull RBM (Raise Boring Machine) ① 개요 ∘ 1949년 독일의 Herr Bade가 개발 ∘ 미국의 Cannon과 Robbins에 의해 점차 대구경화 ∘ 국내에서는 1980년부터 광산에서 장비도입과 함께 사용하기 시작함 ∘ 수직구의 상부에는 기계실 하부에는 Reaming room이 필요

② 특징 ∘ 용출수가 발생하는 조건에서도 작업이 가능하다 ∘ 환기 및 발파 등의 영향을 받지 않는다 ∘ 극경암 지역에서는 커터의 비용이 높다 ∘ 연암이나 풍화암 직역은 측벽의 붕락으로 굴착에 어려움이 있을 수 있다 ∘ 유도공이 편향되어 천공되 경우 수직오차를 줄이기 어렵다 ∘ 고도의 기술 축척이 필요하다

③ Flow Chart

유도공 굴착 드릴피트 제거 및 리머부착 리밍(확공)∘ 수직 및 사갱의 상부에 기계실을 설치 하부 에는 Reaming Room을 조성한 후 기계실 에 RBM을안착시켜소구경(직경 311mm)의 Tri ConeBit로 유도공을 관통시킨 다음 하부에 Reamer Head를 설치 수직 또는 사갱 을 대구경(직경 24sim305m)으로 확공해 올라가 는 RBM공법을 채택 시공하였으며 이 공법의 장점은 정밀 시공이 용이하고 지하수 환기 및 발파의 영향을 가장 적게 받으면서 진동 및 소 음이 거의 없으며 안전관리에 유리합니다

RBM 설치 전경 RBM 굴착후

3) RC공법과 RBM공법의 비교 공법

구분 RBM 공법 RC 공법굴착 전단면 기계식 상향 굴착 운반기계 + 인력천공의 상향 굴착보강 굴착 중 보강 불가 굴착 중 보강 불가지수 불가 불가

적용지반 풍화암～경암(양호한 지반) 풍화암～경암

적용성∙단면φ24～30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙모든 굴착이 가능하나 사갱 굴착 시 고도의 기술 필요∙절리파쇄대 구간 시공속도 저하

∙단면20times20m～ 30times30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙30～90deg범위의 수직도 유지 가능∙사갱 복잡한 형태의 굴착 가능∙절리파쇄대 구간 시공 곤란

안전성 안전 불량

시공성

∙소형의 버력처리 장비 가능∙용출수 발생 시에도 작업 가능∙수직도를 유지하지 못할 경우 추가 작업 곤란∙암반강도가 매우 큰 경우 효율 저하∙상부 표토 경화 후 기계기초 설치

∙대심도의 경우 긴 싸이클 타임∙문제점 발생 시 대처 용이∙암반의 강도가 매우 큰 경우 RBM 공법보다 효율적∙낙석이나 낙반 발생 시 매우 불리∙용출수 발생 시 측량 불가능

경제성∙작업효율이 높다∙인건비 투입이 작다∙운반비용 소모품이 고가∙공사비 3900 만원m

∙설비가 적어 초기투자비가 저렴∙장비운반 소모품 비용이 저렴∙인건비 투입이 크며 환기시설 등이 필요∙공사비 3300만원m

작업환경∙수직구내 인원투입이 없어 안전∙저소음 저진동 공법∙환기장비 불필요∙RBM 장비 설치를 위한 부지확보와 장비 이동 필요

∙낙석 등으로 인하여 안전성 불리∙발파 소음 및 진동 발생∙하향환기로 분진 정체∙하부 작업공간 필요∙수직구 상부에 작업공간 불필요

(6) 육십령터널 (7) 수리터널bull 터 널 명 육십령터널(일방향 2차로 병설터널)bull 과 업 명 대전-통영간 고속도로 건설공사bull 위 치 경남 함양군 서상면~전북 장수군 계면면bull 연 장 상행선 317km 하행선317kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 피난연락갱 비상주차대 터널입구정보표시판 CCTV 비상전화 제연설비 등bull 환기방식 상행선 젯트팬 종류식(empty1250 15대) 하행선 수직갱 + 젯트팬 송배기 종류식(empty1250 24대)

bull 터 널 명 수리터널(일방향 4차로 병설터널)bull 과 업 명 서울외곽순환 고속도로 건설공사 민간투자사업bull 위 치 경기도 군포시bull 연 장 상행선 186km 하행선 188kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 송풍기의 가역운전을 이용한 배연설비 피난연락갱(750m 간격) 소화전 및 소화기 50m간격으로 설치bull 환기방식 송기반횡류식 횡형축류식송풍기 184CMStimes120mmAqtimes6대 동력 290 KWtimes 6대 = 1740 KW 덕트면적 28 m2 times 1880m 환기소면적 25 m times 20m times 2곳

(8) 수정터널bull 터 널 명 수정터널bull 위 치 좌천~가야bull 연 장 상행선 234km 하행선 235kmbull 굴착공법 TBM+무진동 굴착bull 방재관련 CCTV 30대 소화전 114개 지하재방송 설비 설치bull 환기방식 송기반횡류식 37KW 젯트펜 22대와 전기 집진기 270KW 축류식 4대

3 해외도로터널 분석(1) Laerdal Tunnelbull 터 널 명 Laerdal Tunnel(양방향 2차로 단선터널)bull 위 치 노르웨이bull 연 장 245kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소 피난연락갱 비상전화 250m 간격으로 배치 라디오 중계 차량통제시스템 설비bull 환기방식 집진실 지하환기소+수직갱 별도의 수직갱을 두어 재난시 대비

(2) Hsuehshan Tunnel (3) Frejus Tunnelbull 터 널 명 Hsuehshan Tunnel(twin tunnel + service)bull 위 치 타이완bull 연 장 12942kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

bull 터 널 명 Frejus Tunnelbull 위 치 프랑스bull 연 장 12895kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

(4) Mont Blanc Tunnelbull 터 널 명 Mont Blanc Tunnelbull 위 치 프랑스-이탈리아bull 연 장 11611kmbull 굴착공법 bull 방재관련 피난대피소 37개소(300m간격 내부기압 자동조절) 배연시설 116개소(100m간격) (2002년 3월 9일 재개통)bull 환기방식

New interior design 이탈리아 갱구부

One of the 37 shelters

(5) Kan-etsu Tunnel (6) Freifjord Tunnelbull 터 널 명 Kan-etsu Tunnel(일방향 2차로 병설터널)bull 위 치 일본bull 연 장 11055kmbull 굴착공법 bull 방재관련 방향전환소(15km간격) 대단면방향전환소(6km간격) 비상주차대(500m간격)bull 환기방식 종류식

bull 터 널 명 Freifjord Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 508kmbull 굴착공법 bull 방재관련 bull 환기방식 종류식

(7) Oslo Tunnelbull 터 널 명 Oslo Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 289kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소bull 환기방식 종류식

4 환기(1) 환기방식

1) 환기방식의 분류

환기방식

자연환기

기계환기

종류식

반횡류식

횡류식

조합식

젯트팬(Jet Fan)식

수직갱송배기식

집진기식

집진기+수직갱송배기식

송기반횡류식

배기반횡류식

(2) 환기방식에 따른 특징1) 종류식

bull 종류식 - 제트팬식 제트팬군의 승압에 의한다 환기시설의 설치가 용이하며 설비비가 적어 경제적이다 송배기용 덕트가 불필요하고 풍로는 차도를 이용하므로 마찰손실이 적다 휀은 역전이 가능하므로 양방향 환기가 가능하다 장대터널에서는 설치대수 급증하므로 유지 관리상의 어려움이 있다 송풍기의 소음이 크므로 이에따른 검토가 필요하다 적용길이는 1000m정도 이하가 표준이지만 교통량이 적은 경우와 길이가

긴 경우에도 적용이 가능하다

- 수직갱송배기식 분류 송기의 승압에 의한다 터널 적용 연장은 환기상에 제한이 없다 교통환기력을 유용하게 이용할 수 있다 지하 환기소나 대형 송풍기의 설비비 및 굴착비가 크다

- 전기집진기 부착 종류식 집진정화와 분류송기 승압에 의한다 교통환기량을 효과적으로 이용할 수 있다 외부 환경 오염관리가 요구되는 도심터널에 적하다 지반고가 높은 산악지형에 경제적이다 화재시 대응력 열세하며 일산화탄소(CO)처리가 곤란 하다

- 집진기+수직갱 송배기식 집진정화와 수직갱 송기 승압에 의한다 장대터널 환기방식 결정시 가장 많이 이용되며 매연 및 이산화탄소처리가

가능하다 지역 여건에 적합하게 집진기와 수직갱 배열이 가능하다

제트팬식 수직갱송배기식

전기집진기 부착 종류식 집진기+수직갱 송배기식

2) 반횡류식 및 횡류식bull 반횡류식 - 송기 반횡류식 터널내 송기 덕트에 의해 일정하게 송기한다 환기 소음이 거의 없다 차도내 농도분포가 양호하다 교통환기력을 저해하기 때문에 효과적으로 이용할 수 없다 송기덕트로 인해 터널 단면이 증가된다

- 배기 반횡류식 터널내 배기 덕트에 의해 일정하게 배기한다 갱구로부터 오염배출이 적음으로 갱구부근의 환경대책상 효과적이다 환기소음의 거의 없고 공사비가 횡류식에 비해 저렴하다 차도내의 농도분포가 증대해지는 부분이 있고 환기의 효율이 떨어진다 배기덕트로 인해 터널 단명이 증가된다

bull 횡류식 - 횡류식 송배기 양쪽의 터널 덕트를 갖추고 환기풍은 차도를 횡류한다 화재시 대응이 비교적 쉬우면 배연에 대한 추가시설이 필요하지 않다 차도 내의 종방향 덕트가 없고 농도 분포도 일정하다 송기덕트와 배기덕트 및 송풍기와 배풍기의 2계통이 필요하므로 터널 단면이 커지며 설비비와 유지비가 많이든다

송기 반횡류식 배기 반횡류식

횡 류 식

(3) 수직갱 굴착공법1) RC(Raise Climber)공법

bull RC (Raise Climber) ① 개요 ∘ 1957년 스웨덴의 Alimak社에서 최초로 도입 ∘ 주로 광산분야에서 널리 이용 ∘ 수직구 하부에 작업공간이 확보되는 경우에 적용 ∘ 벽면에 앵커로 가이드레일을 설치하고 이를 따라 움직이는 작업대를 이

용하며 발파에 의하여 상향으로 굴착 ∘ 경제성을 고려하여 최소 100m 이상의 굴착 길이 필요 ∘ 400m를 시공 상 한계로 보며 200m 내외가 최적

② 특징 ∘ 설비가 적어 초기투자비가 저렴하다 ∘ 지반조건을 보면서 굴착하므로 지반변화에 즉시 대응이 가능하다 ∘ 지보재를 설치하지 않고 레일을 벽면에 부착하므로 열악한 지반조건(지

반이 나쁜 구간이나 단층대 등)에서 적용하기 곤란하다 ∘ 발파 및 진동 소음이 크고 부석정리 시 낙반의 위험성 등 안정상 문제를

내포하고 있다 ∘ 부대시설(환기 급배수)이 필요하다

③ Flow Chart

Rail 설치를 위한 공간확보 Rail 설치 천공 장약발파(발파시 도피공간으로 이동)

∘ Flow Chart 와 같은 방법으로 상향으로 선진갱을 굴착하고 하향으로 확공하면서 하부로 버력을 처리하는 병용방법을 적용하는 경우가 대부분이다 983093 983094

983092 983092

버력처리 부석처리 환기(가이드레일 위부분의 Head Plate로부터 물과 공기를 분사)

2) RBM(Raise Boring Machine)공법bull RBM (Raise Boring Machine) ① 개요 ∘ 1949년 독일의 Herr Bade가 개발 ∘ 미국의 Cannon과 Robbins에 의해 점차 대구경화 ∘ 국내에서는 1980년부터 광산에서 장비도입과 함께 사용하기 시작함 ∘ 수직구의 상부에는 기계실 하부에는 Reaming room이 필요

② 특징 ∘ 용출수가 발생하는 조건에서도 작업이 가능하다 ∘ 환기 및 발파 등의 영향을 받지 않는다 ∘ 극경암 지역에서는 커터의 비용이 높다 ∘ 연암이나 풍화암 직역은 측벽의 붕락으로 굴착에 어려움이 있을 수 있다 ∘ 유도공이 편향되어 천공되 경우 수직오차를 줄이기 어렵다 ∘ 고도의 기술 축척이 필요하다

③ Flow Chart

유도공 굴착 드릴피트 제거 및 리머부착 리밍(확공)∘ 수직 및 사갱의 상부에 기계실을 설치 하부 에는 Reaming Room을 조성한 후 기계실 에 RBM을안착시켜소구경(직경 311mm)의 Tri ConeBit로 유도공을 관통시킨 다음 하부에 Reamer Head를 설치 수직 또는 사갱 을 대구경(직경 24sim305m)으로 확공해 올라가 는 RBM공법을 채택 시공하였으며 이 공법의 장점은 정밀 시공이 용이하고 지하수 환기 및 발파의 영향을 가장 적게 받으면서 진동 및 소 음이 거의 없으며 안전관리에 유리합니다

RBM 설치 전경 RBM 굴착후

3) RC공법과 RBM공법의 비교 공법

구분 RBM 공법 RC 공법굴착 전단면 기계식 상향 굴착 운반기계 + 인력천공의 상향 굴착보강 굴착 중 보강 불가 굴착 중 보강 불가지수 불가 불가

적용지반 풍화암～경암(양호한 지반) 풍화암～경암

적용성∙단면φ24～30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙모든 굴착이 가능하나 사갱 굴착 시 고도의 기술 필요∙절리파쇄대 구간 시공속도 저하

∙단면20times20m～ 30times30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙30～90deg범위의 수직도 유지 가능∙사갱 복잡한 형태의 굴착 가능∙절리파쇄대 구간 시공 곤란

안전성 안전 불량

시공성

∙소형의 버력처리 장비 가능∙용출수 발생 시에도 작업 가능∙수직도를 유지하지 못할 경우 추가 작업 곤란∙암반강도가 매우 큰 경우 효율 저하∙상부 표토 경화 후 기계기초 설치

∙대심도의 경우 긴 싸이클 타임∙문제점 발생 시 대처 용이∙암반의 강도가 매우 큰 경우 RBM 공법보다 효율적∙낙석이나 낙반 발생 시 매우 불리∙용출수 발생 시 측량 불가능

경제성∙작업효율이 높다∙인건비 투입이 작다∙운반비용 소모품이 고가∙공사비 3900 만원m

∙설비가 적어 초기투자비가 저렴∙장비운반 소모품 비용이 저렴∙인건비 투입이 크며 환기시설 등이 필요∙공사비 3300만원m

작업환경∙수직구내 인원투입이 없어 안전∙저소음 저진동 공법∙환기장비 불필요∙RBM 장비 설치를 위한 부지확보와 장비 이동 필요

∙낙석 등으로 인하여 안전성 불리∙발파 소음 및 진동 발생∙하향환기로 분진 정체∙하부 작업공간 필요∙수직구 상부에 작업공간 불필요

(8) 수정터널bull 터 널 명 수정터널bull 위 치 좌천~가야bull 연 장 상행선 234km 하행선 235kmbull 굴착공법 TBM+무진동 굴착bull 방재관련 CCTV 30대 소화전 114개 지하재방송 설비 설치bull 환기방식 송기반횡류식 37KW 젯트펜 22대와 전기 집진기 270KW 축류식 4대

3 해외도로터널 분석(1) Laerdal Tunnelbull 터 널 명 Laerdal Tunnel(양방향 2차로 단선터널)bull 위 치 노르웨이bull 연 장 245kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소 피난연락갱 비상전화 250m 간격으로 배치 라디오 중계 차량통제시스템 설비bull 환기방식 집진실 지하환기소+수직갱 별도의 수직갱을 두어 재난시 대비

(2) Hsuehshan Tunnel (3) Frejus Tunnelbull 터 널 명 Hsuehshan Tunnel(twin tunnel + service)bull 위 치 타이완bull 연 장 12942kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

bull 터 널 명 Frejus Tunnelbull 위 치 프랑스bull 연 장 12895kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

(4) Mont Blanc Tunnelbull 터 널 명 Mont Blanc Tunnelbull 위 치 프랑스-이탈리아bull 연 장 11611kmbull 굴착공법 bull 방재관련 피난대피소 37개소(300m간격 내부기압 자동조절) 배연시설 116개소(100m간격) (2002년 3월 9일 재개통)bull 환기방식

New interior design 이탈리아 갱구부

One of the 37 shelters

(5) Kan-etsu Tunnel (6) Freifjord Tunnelbull 터 널 명 Kan-etsu Tunnel(일방향 2차로 병설터널)bull 위 치 일본bull 연 장 11055kmbull 굴착공법 bull 방재관련 방향전환소(15km간격) 대단면방향전환소(6km간격) 비상주차대(500m간격)bull 환기방식 종류식

bull 터 널 명 Freifjord Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 508kmbull 굴착공법 bull 방재관련 bull 환기방식 종류식

(7) Oslo Tunnelbull 터 널 명 Oslo Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 289kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소bull 환기방식 종류식

4 환기(1) 환기방식

1) 환기방식의 분류

환기방식

자연환기

기계환기

종류식

반횡류식

횡류식

조합식

젯트팬(Jet Fan)식

수직갱송배기식

집진기식

집진기+수직갱송배기식

송기반횡류식

배기반횡류식

(2) 환기방식에 따른 특징1) 종류식

bull 종류식 - 제트팬식 제트팬군의 승압에 의한다 환기시설의 설치가 용이하며 설비비가 적어 경제적이다 송배기용 덕트가 불필요하고 풍로는 차도를 이용하므로 마찰손실이 적다 휀은 역전이 가능하므로 양방향 환기가 가능하다 장대터널에서는 설치대수 급증하므로 유지 관리상의 어려움이 있다 송풍기의 소음이 크므로 이에따른 검토가 필요하다 적용길이는 1000m정도 이하가 표준이지만 교통량이 적은 경우와 길이가

긴 경우에도 적용이 가능하다

- 수직갱송배기식 분류 송기의 승압에 의한다 터널 적용 연장은 환기상에 제한이 없다 교통환기력을 유용하게 이용할 수 있다 지하 환기소나 대형 송풍기의 설비비 및 굴착비가 크다

- 전기집진기 부착 종류식 집진정화와 분류송기 승압에 의한다 교통환기량을 효과적으로 이용할 수 있다 외부 환경 오염관리가 요구되는 도심터널에 적하다 지반고가 높은 산악지형에 경제적이다 화재시 대응력 열세하며 일산화탄소(CO)처리가 곤란 하다

- 집진기+수직갱 송배기식 집진정화와 수직갱 송기 승압에 의한다 장대터널 환기방식 결정시 가장 많이 이용되며 매연 및 이산화탄소처리가

가능하다 지역 여건에 적합하게 집진기와 수직갱 배열이 가능하다

제트팬식 수직갱송배기식

전기집진기 부착 종류식 집진기+수직갱 송배기식

2) 반횡류식 및 횡류식bull 반횡류식 - 송기 반횡류식 터널내 송기 덕트에 의해 일정하게 송기한다 환기 소음이 거의 없다 차도내 농도분포가 양호하다 교통환기력을 저해하기 때문에 효과적으로 이용할 수 없다 송기덕트로 인해 터널 단면이 증가된다

- 배기 반횡류식 터널내 배기 덕트에 의해 일정하게 배기한다 갱구로부터 오염배출이 적음으로 갱구부근의 환경대책상 효과적이다 환기소음의 거의 없고 공사비가 횡류식에 비해 저렴하다 차도내의 농도분포가 증대해지는 부분이 있고 환기의 효율이 떨어진다 배기덕트로 인해 터널 단명이 증가된다

bull 횡류식 - 횡류식 송배기 양쪽의 터널 덕트를 갖추고 환기풍은 차도를 횡류한다 화재시 대응이 비교적 쉬우면 배연에 대한 추가시설이 필요하지 않다 차도 내의 종방향 덕트가 없고 농도 분포도 일정하다 송기덕트와 배기덕트 및 송풍기와 배풍기의 2계통이 필요하므로 터널 단면이 커지며 설비비와 유지비가 많이든다

송기 반횡류식 배기 반횡류식

횡 류 식

(3) 수직갱 굴착공법1) RC(Raise Climber)공법

bull RC (Raise Climber) ① 개요 ∘ 1957년 스웨덴의 Alimak社에서 최초로 도입 ∘ 주로 광산분야에서 널리 이용 ∘ 수직구 하부에 작업공간이 확보되는 경우에 적용 ∘ 벽면에 앵커로 가이드레일을 설치하고 이를 따라 움직이는 작업대를 이

용하며 발파에 의하여 상향으로 굴착 ∘ 경제성을 고려하여 최소 100m 이상의 굴착 길이 필요 ∘ 400m를 시공 상 한계로 보며 200m 내외가 최적

② 특징 ∘ 설비가 적어 초기투자비가 저렴하다 ∘ 지반조건을 보면서 굴착하므로 지반변화에 즉시 대응이 가능하다 ∘ 지보재를 설치하지 않고 레일을 벽면에 부착하므로 열악한 지반조건(지

반이 나쁜 구간이나 단층대 등)에서 적용하기 곤란하다 ∘ 발파 및 진동 소음이 크고 부석정리 시 낙반의 위험성 등 안정상 문제를

내포하고 있다 ∘ 부대시설(환기 급배수)이 필요하다

③ Flow Chart

Rail 설치를 위한 공간확보 Rail 설치 천공 장약발파(발파시 도피공간으로 이동)

∘ Flow Chart 와 같은 방법으로 상향으로 선진갱을 굴착하고 하향으로 확공하면서 하부로 버력을 처리하는 병용방법을 적용하는 경우가 대부분이다 983093 983094

983092 983092

버력처리 부석처리 환기(가이드레일 위부분의 Head Plate로부터 물과 공기를 분사)

2) RBM(Raise Boring Machine)공법bull RBM (Raise Boring Machine) ① 개요 ∘ 1949년 독일의 Herr Bade가 개발 ∘ 미국의 Cannon과 Robbins에 의해 점차 대구경화 ∘ 국내에서는 1980년부터 광산에서 장비도입과 함께 사용하기 시작함 ∘ 수직구의 상부에는 기계실 하부에는 Reaming room이 필요

② 특징 ∘ 용출수가 발생하는 조건에서도 작업이 가능하다 ∘ 환기 및 발파 등의 영향을 받지 않는다 ∘ 극경암 지역에서는 커터의 비용이 높다 ∘ 연암이나 풍화암 직역은 측벽의 붕락으로 굴착에 어려움이 있을 수 있다 ∘ 유도공이 편향되어 천공되 경우 수직오차를 줄이기 어렵다 ∘ 고도의 기술 축척이 필요하다

③ Flow Chart

유도공 굴착 드릴피트 제거 및 리머부착 리밍(확공)∘ 수직 및 사갱의 상부에 기계실을 설치 하부 에는 Reaming Room을 조성한 후 기계실 에 RBM을안착시켜소구경(직경 311mm)의 Tri ConeBit로 유도공을 관통시킨 다음 하부에 Reamer Head를 설치 수직 또는 사갱 을 대구경(직경 24sim305m)으로 확공해 올라가 는 RBM공법을 채택 시공하였으며 이 공법의 장점은 정밀 시공이 용이하고 지하수 환기 및 발파의 영향을 가장 적게 받으면서 진동 및 소 음이 거의 없으며 안전관리에 유리합니다

RBM 설치 전경 RBM 굴착후

3) RC공법과 RBM공법의 비교 공법

구분 RBM 공법 RC 공법굴착 전단면 기계식 상향 굴착 운반기계 + 인력천공의 상향 굴착보강 굴착 중 보강 불가 굴착 중 보강 불가지수 불가 불가

적용지반 풍화암～경암(양호한 지반) 풍화암～경암

적용성∙단면φ24～30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙모든 굴착이 가능하나 사갱 굴착 시 고도의 기술 필요∙절리파쇄대 구간 시공속도 저하

∙단면20times20m～ 30times30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙30～90deg범위의 수직도 유지 가능∙사갱 복잡한 형태의 굴착 가능∙절리파쇄대 구간 시공 곤란

안전성 안전 불량

시공성

∙소형의 버력처리 장비 가능∙용출수 발생 시에도 작업 가능∙수직도를 유지하지 못할 경우 추가 작업 곤란∙암반강도가 매우 큰 경우 효율 저하∙상부 표토 경화 후 기계기초 설치

∙대심도의 경우 긴 싸이클 타임∙문제점 발생 시 대처 용이∙암반의 강도가 매우 큰 경우 RBM 공법보다 효율적∙낙석이나 낙반 발생 시 매우 불리∙용출수 발생 시 측량 불가능

경제성∙작업효율이 높다∙인건비 투입이 작다∙운반비용 소모품이 고가∙공사비 3900 만원m

∙설비가 적어 초기투자비가 저렴∙장비운반 소모품 비용이 저렴∙인건비 투입이 크며 환기시설 등이 필요∙공사비 3300만원m

작업환경∙수직구내 인원투입이 없어 안전∙저소음 저진동 공법∙환기장비 불필요∙RBM 장비 설치를 위한 부지확보와 장비 이동 필요

∙낙석 등으로 인하여 안전성 불리∙발파 소음 및 진동 발생∙하향환기로 분진 정체∙하부 작업공간 필요∙수직구 상부에 작업공간 불필요

3 해외도로터널 분석(1) Laerdal Tunnelbull 터 널 명 Laerdal Tunnel(양방향 2차로 단선터널)bull 위 치 노르웨이bull 연 장 245kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소 피난연락갱 비상전화 250m 간격으로 배치 라디오 중계 차량통제시스템 설비bull 환기방식 집진실 지하환기소+수직갱 별도의 수직갱을 두어 재난시 대비

(2) Hsuehshan Tunnel (3) Frejus Tunnelbull 터 널 명 Hsuehshan Tunnel(twin tunnel + service)bull 위 치 타이완bull 연 장 12942kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

bull 터 널 명 Frejus Tunnelbull 위 치 프랑스bull 연 장 12895kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

(4) Mont Blanc Tunnelbull 터 널 명 Mont Blanc Tunnelbull 위 치 프랑스-이탈리아bull 연 장 11611kmbull 굴착공법 bull 방재관련 피난대피소 37개소(300m간격 내부기압 자동조절) 배연시설 116개소(100m간격) (2002년 3월 9일 재개통)bull 환기방식

New interior design 이탈리아 갱구부

One of the 37 shelters

(5) Kan-etsu Tunnel (6) Freifjord Tunnelbull 터 널 명 Kan-etsu Tunnel(일방향 2차로 병설터널)bull 위 치 일본bull 연 장 11055kmbull 굴착공법 bull 방재관련 방향전환소(15km간격) 대단면방향전환소(6km간격) 비상주차대(500m간격)bull 환기방식 종류식

bull 터 널 명 Freifjord Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 508kmbull 굴착공법 bull 방재관련 bull 환기방식 종류식

(7) Oslo Tunnelbull 터 널 명 Oslo Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 289kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소bull 환기방식 종류식

4 환기(1) 환기방식

1) 환기방식의 분류

환기방식

자연환기

기계환기

종류식

반횡류식

횡류식

조합식

젯트팬(Jet Fan)식

수직갱송배기식

집진기식

집진기+수직갱송배기식

송기반횡류식

배기반횡류식

(2) 환기방식에 따른 특징1) 종류식

bull 종류식 - 제트팬식 제트팬군의 승압에 의한다 환기시설의 설치가 용이하며 설비비가 적어 경제적이다 송배기용 덕트가 불필요하고 풍로는 차도를 이용하므로 마찰손실이 적다 휀은 역전이 가능하므로 양방향 환기가 가능하다 장대터널에서는 설치대수 급증하므로 유지 관리상의 어려움이 있다 송풍기의 소음이 크므로 이에따른 검토가 필요하다 적용길이는 1000m정도 이하가 표준이지만 교통량이 적은 경우와 길이가

긴 경우에도 적용이 가능하다

- 수직갱송배기식 분류 송기의 승압에 의한다 터널 적용 연장은 환기상에 제한이 없다 교통환기력을 유용하게 이용할 수 있다 지하 환기소나 대형 송풍기의 설비비 및 굴착비가 크다

- 전기집진기 부착 종류식 집진정화와 분류송기 승압에 의한다 교통환기량을 효과적으로 이용할 수 있다 외부 환경 오염관리가 요구되는 도심터널에 적하다 지반고가 높은 산악지형에 경제적이다 화재시 대응력 열세하며 일산화탄소(CO)처리가 곤란 하다

- 집진기+수직갱 송배기식 집진정화와 수직갱 송기 승압에 의한다 장대터널 환기방식 결정시 가장 많이 이용되며 매연 및 이산화탄소처리가

가능하다 지역 여건에 적합하게 집진기와 수직갱 배열이 가능하다

제트팬식 수직갱송배기식

전기집진기 부착 종류식 집진기+수직갱 송배기식

2) 반횡류식 및 횡류식bull 반횡류식 - 송기 반횡류식 터널내 송기 덕트에 의해 일정하게 송기한다 환기 소음이 거의 없다 차도내 농도분포가 양호하다 교통환기력을 저해하기 때문에 효과적으로 이용할 수 없다 송기덕트로 인해 터널 단면이 증가된다

- 배기 반횡류식 터널내 배기 덕트에 의해 일정하게 배기한다 갱구로부터 오염배출이 적음으로 갱구부근의 환경대책상 효과적이다 환기소음의 거의 없고 공사비가 횡류식에 비해 저렴하다 차도내의 농도분포가 증대해지는 부분이 있고 환기의 효율이 떨어진다 배기덕트로 인해 터널 단명이 증가된다

bull 횡류식 - 횡류식 송배기 양쪽의 터널 덕트를 갖추고 환기풍은 차도를 횡류한다 화재시 대응이 비교적 쉬우면 배연에 대한 추가시설이 필요하지 않다 차도 내의 종방향 덕트가 없고 농도 분포도 일정하다 송기덕트와 배기덕트 및 송풍기와 배풍기의 2계통이 필요하므로 터널 단면이 커지며 설비비와 유지비가 많이든다

송기 반횡류식 배기 반횡류식

횡 류 식

(3) 수직갱 굴착공법1) RC(Raise Climber)공법

bull RC (Raise Climber) ① 개요 ∘ 1957년 스웨덴의 Alimak社에서 최초로 도입 ∘ 주로 광산분야에서 널리 이용 ∘ 수직구 하부에 작업공간이 확보되는 경우에 적용 ∘ 벽면에 앵커로 가이드레일을 설치하고 이를 따라 움직이는 작업대를 이

용하며 발파에 의하여 상향으로 굴착 ∘ 경제성을 고려하여 최소 100m 이상의 굴착 길이 필요 ∘ 400m를 시공 상 한계로 보며 200m 내외가 최적

② 특징 ∘ 설비가 적어 초기투자비가 저렴하다 ∘ 지반조건을 보면서 굴착하므로 지반변화에 즉시 대응이 가능하다 ∘ 지보재를 설치하지 않고 레일을 벽면에 부착하므로 열악한 지반조건(지

반이 나쁜 구간이나 단층대 등)에서 적용하기 곤란하다 ∘ 발파 및 진동 소음이 크고 부석정리 시 낙반의 위험성 등 안정상 문제를

내포하고 있다 ∘ 부대시설(환기 급배수)이 필요하다

③ Flow Chart

Rail 설치를 위한 공간확보 Rail 설치 천공 장약발파(발파시 도피공간으로 이동)

∘ Flow Chart 와 같은 방법으로 상향으로 선진갱을 굴착하고 하향으로 확공하면서 하부로 버력을 처리하는 병용방법을 적용하는 경우가 대부분이다 983093 983094

983092 983092

버력처리 부석처리 환기(가이드레일 위부분의 Head Plate로부터 물과 공기를 분사)

2) RBM(Raise Boring Machine)공법bull RBM (Raise Boring Machine) ① 개요 ∘ 1949년 독일의 Herr Bade가 개발 ∘ 미국의 Cannon과 Robbins에 의해 점차 대구경화 ∘ 국내에서는 1980년부터 광산에서 장비도입과 함께 사용하기 시작함 ∘ 수직구의 상부에는 기계실 하부에는 Reaming room이 필요

② 특징 ∘ 용출수가 발생하는 조건에서도 작업이 가능하다 ∘ 환기 및 발파 등의 영향을 받지 않는다 ∘ 극경암 지역에서는 커터의 비용이 높다 ∘ 연암이나 풍화암 직역은 측벽의 붕락으로 굴착에 어려움이 있을 수 있다 ∘ 유도공이 편향되어 천공되 경우 수직오차를 줄이기 어렵다 ∘ 고도의 기술 축척이 필요하다

③ Flow Chart

유도공 굴착 드릴피트 제거 및 리머부착 리밍(확공)∘ 수직 및 사갱의 상부에 기계실을 설치 하부 에는 Reaming Room을 조성한 후 기계실 에 RBM을안착시켜소구경(직경 311mm)의 Tri ConeBit로 유도공을 관통시킨 다음 하부에 Reamer Head를 설치 수직 또는 사갱 을 대구경(직경 24sim305m)으로 확공해 올라가 는 RBM공법을 채택 시공하였으며 이 공법의 장점은 정밀 시공이 용이하고 지하수 환기 및 발파의 영향을 가장 적게 받으면서 진동 및 소 음이 거의 없으며 안전관리에 유리합니다

RBM 설치 전경 RBM 굴착후

3) RC공법과 RBM공법의 비교 공법

구분 RBM 공법 RC 공법굴착 전단면 기계식 상향 굴착 운반기계 + 인력천공의 상향 굴착보강 굴착 중 보강 불가 굴착 중 보강 불가지수 불가 불가

적용지반 풍화암～경암(양호한 지반) 풍화암～경암

적용성∙단면φ24～30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙모든 굴착이 가능하나 사갱 굴착 시 고도의 기술 필요∙절리파쇄대 구간 시공속도 저하

∙단면20times20m～ 30times30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙30～90deg범위의 수직도 유지 가능∙사갱 복잡한 형태의 굴착 가능∙절리파쇄대 구간 시공 곤란

안전성 안전 불량

시공성

∙소형의 버력처리 장비 가능∙용출수 발생 시에도 작업 가능∙수직도를 유지하지 못할 경우 추가 작업 곤란∙암반강도가 매우 큰 경우 효율 저하∙상부 표토 경화 후 기계기초 설치

∙대심도의 경우 긴 싸이클 타임∙문제점 발생 시 대처 용이∙암반의 강도가 매우 큰 경우 RBM 공법보다 효율적∙낙석이나 낙반 발생 시 매우 불리∙용출수 발생 시 측량 불가능

경제성∙작업효율이 높다∙인건비 투입이 작다∙운반비용 소모품이 고가∙공사비 3900 만원m

∙설비가 적어 초기투자비가 저렴∙장비운반 소모품 비용이 저렴∙인건비 투입이 크며 환기시설 등이 필요∙공사비 3300만원m

작업환경∙수직구내 인원투입이 없어 안전∙저소음 저진동 공법∙환기장비 불필요∙RBM 장비 설치를 위한 부지확보와 장비 이동 필요

∙낙석 등으로 인하여 안전성 불리∙발파 소음 및 진동 발생∙하향환기로 분진 정체∙하부 작업공간 필요∙수직구 상부에 작업공간 불필요

(2) Hsuehshan Tunnel (3) Frejus Tunnelbull 터 널 명 Hsuehshan Tunnel(twin tunnel + service)bull 위 치 타이완bull 연 장 12942kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

bull 터 널 명 Frejus Tunnelbull 위 치 프랑스bull 연 장 12895kmbull 굴착공법 bull 방재관련

bull 환기방식

(4) Mont Blanc Tunnelbull 터 널 명 Mont Blanc Tunnelbull 위 치 프랑스-이탈리아bull 연 장 11611kmbull 굴착공법 bull 방재관련 피난대피소 37개소(300m간격 내부기압 자동조절) 배연시설 116개소(100m간격) (2002년 3월 9일 재개통)bull 환기방식

New interior design 이탈리아 갱구부

One of the 37 shelters

(5) Kan-etsu Tunnel (6) Freifjord Tunnelbull 터 널 명 Kan-etsu Tunnel(일방향 2차로 병설터널)bull 위 치 일본bull 연 장 11055kmbull 굴착공법 bull 방재관련 방향전환소(15km간격) 대단면방향전환소(6km간격) 비상주차대(500m간격)bull 환기방식 종류식

bull 터 널 명 Freifjord Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 508kmbull 굴착공법 bull 방재관련 bull 환기방식 종류식

(7) Oslo Tunnelbull 터 널 명 Oslo Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 289kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소bull 환기방식 종류식

4 환기(1) 환기방식

1) 환기방식의 분류

환기방식

자연환기

기계환기

종류식

반횡류식

횡류식

조합식

젯트팬(Jet Fan)식

수직갱송배기식

집진기식

집진기+수직갱송배기식

송기반횡류식

배기반횡류식

(2) 환기방식에 따른 특징1) 종류식

bull 종류식 - 제트팬식 제트팬군의 승압에 의한다 환기시설의 설치가 용이하며 설비비가 적어 경제적이다 송배기용 덕트가 불필요하고 풍로는 차도를 이용하므로 마찰손실이 적다 휀은 역전이 가능하므로 양방향 환기가 가능하다 장대터널에서는 설치대수 급증하므로 유지 관리상의 어려움이 있다 송풍기의 소음이 크므로 이에따른 검토가 필요하다 적용길이는 1000m정도 이하가 표준이지만 교통량이 적은 경우와 길이가

긴 경우에도 적용이 가능하다

- 수직갱송배기식 분류 송기의 승압에 의한다 터널 적용 연장은 환기상에 제한이 없다 교통환기력을 유용하게 이용할 수 있다 지하 환기소나 대형 송풍기의 설비비 및 굴착비가 크다

- 전기집진기 부착 종류식 집진정화와 분류송기 승압에 의한다 교통환기량을 효과적으로 이용할 수 있다 외부 환경 오염관리가 요구되는 도심터널에 적하다 지반고가 높은 산악지형에 경제적이다 화재시 대응력 열세하며 일산화탄소(CO)처리가 곤란 하다

- 집진기+수직갱 송배기식 집진정화와 수직갱 송기 승압에 의한다 장대터널 환기방식 결정시 가장 많이 이용되며 매연 및 이산화탄소처리가

가능하다 지역 여건에 적합하게 집진기와 수직갱 배열이 가능하다

제트팬식 수직갱송배기식

전기집진기 부착 종류식 집진기+수직갱 송배기식

2) 반횡류식 및 횡류식bull 반횡류식 - 송기 반횡류식 터널내 송기 덕트에 의해 일정하게 송기한다 환기 소음이 거의 없다 차도내 농도분포가 양호하다 교통환기력을 저해하기 때문에 효과적으로 이용할 수 없다 송기덕트로 인해 터널 단면이 증가된다

- 배기 반횡류식 터널내 배기 덕트에 의해 일정하게 배기한다 갱구로부터 오염배출이 적음으로 갱구부근의 환경대책상 효과적이다 환기소음의 거의 없고 공사비가 횡류식에 비해 저렴하다 차도내의 농도분포가 증대해지는 부분이 있고 환기의 효율이 떨어진다 배기덕트로 인해 터널 단명이 증가된다

bull 횡류식 - 횡류식 송배기 양쪽의 터널 덕트를 갖추고 환기풍은 차도를 횡류한다 화재시 대응이 비교적 쉬우면 배연에 대한 추가시설이 필요하지 않다 차도 내의 종방향 덕트가 없고 농도 분포도 일정하다 송기덕트와 배기덕트 및 송풍기와 배풍기의 2계통이 필요하므로 터널 단면이 커지며 설비비와 유지비가 많이든다

송기 반횡류식 배기 반횡류식

횡 류 식

(3) 수직갱 굴착공법1) RC(Raise Climber)공법

bull RC (Raise Climber) ① 개요 ∘ 1957년 스웨덴의 Alimak社에서 최초로 도입 ∘ 주로 광산분야에서 널리 이용 ∘ 수직구 하부에 작업공간이 확보되는 경우에 적용 ∘ 벽면에 앵커로 가이드레일을 설치하고 이를 따라 움직이는 작업대를 이

용하며 발파에 의하여 상향으로 굴착 ∘ 경제성을 고려하여 최소 100m 이상의 굴착 길이 필요 ∘ 400m를 시공 상 한계로 보며 200m 내외가 최적

② 특징 ∘ 설비가 적어 초기투자비가 저렴하다 ∘ 지반조건을 보면서 굴착하므로 지반변화에 즉시 대응이 가능하다 ∘ 지보재를 설치하지 않고 레일을 벽면에 부착하므로 열악한 지반조건(지

반이 나쁜 구간이나 단층대 등)에서 적용하기 곤란하다 ∘ 발파 및 진동 소음이 크고 부석정리 시 낙반의 위험성 등 안정상 문제를

내포하고 있다 ∘ 부대시설(환기 급배수)이 필요하다

③ Flow Chart

Rail 설치를 위한 공간확보 Rail 설치 천공 장약발파(발파시 도피공간으로 이동)

∘ Flow Chart 와 같은 방법으로 상향으로 선진갱을 굴착하고 하향으로 확공하면서 하부로 버력을 처리하는 병용방법을 적용하는 경우가 대부분이다 983093 983094

983092 983092

버력처리 부석처리 환기(가이드레일 위부분의 Head Plate로부터 물과 공기를 분사)

2) RBM(Raise Boring Machine)공법bull RBM (Raise Boring Machine) ① 개요 ∘ 1949년 독일의 Herr Bade가 개발 ∘ 미국의 Cannon과 Robbins에 의해 점차 대구경화 ∘ 국내에서는 1980년부터 광산에서 장비도입과 함께 사용하기 시작함 ∘ 수직구의 상부에는 기계실 하부에는 Reaming room이 필요

② 특징 ∘ 용출수가 발생하는 조건에서도 작업이 가능하다 ∘ 환기 및 발파 등의 영향을 받지 않는다 ∘ 극경암 지역에서는 커터의 비용이 높다 ∘ 연암이나 풍화암 직역은 측벽의 붕락으로 굴착에 어려움이 있을 수 있다 ∘ 유도공이 편향되어 천공되 경우 수직오차를 줄이기 어렵다 ∘ 고도의 기술 축척이 필요하다

③ Flow Chart

유도공 굴착 드릴피트 제거 및 리머부착 리밍(확공)∘ 수직 및 사갱의 상부에 기계실을 설치 하부 에는 Reaming Room을 조성한 후 기계실 에 RBM을안착시켜소구경(직경 311mm)의 Tri ConeBit로 유도공을 관통시킨 다음 하부에 Reamer Head를 설치 수직 또는 사갱 을 대구경(직경 24sim305m)으로 확공해 올라가 는 RBM공법을 채택 시공하였으며 이 공법의 장점은 정밀 시공이 용이하고 지하수 환기 및 발파의 영향을 가장 적게 받으면서 진동 및 소 음이 거의 없으며 안전관리에 유리합니다

RBM 설치 전경 RBM 굴착후

3) RC공법과 RBM공법의 비교 공법

구분 RBM 공법 RC 공법굴착 전단면 기계식 상향 굴착 운반기계 + 인력천공의 상향 굴착보강 굴착 중 보강 불가 굴착 중 보강 불가지수 불가 불가

적용지반 풍화암～경암(양호한 지반) 풍화암～경암

적용성∙단면φ24～30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙모든 굴착이 가능하나 사갱 굴착 시 고도의 기술 필요∙절리파쇄대 구간 시공속도 저하

∙단면20times20m～ 30times30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙30～90deg범위의 수직도 유지 가능∙사갱 복잡한 형태의 굴착 가능∙절리파쇄대 구간 시공 곤란

안전성 안전 불량

시공성

∙소형의 버력처리 장비 가능∙용출수 발생 시에도 작업 가능∙수직도를 유지하지 못할 경우 추가 작업 곤란∙암반강도가 매우 큰 경우 효율 저하∙상부 표토 경화 후 기계기초 설치

∙대심도의 경우 긴 싸이클 타임∙문제점 발생 시 대처 용이∙암반의 강도가 매우 큰 경우 RBM 공법보다 효율적∙낙석이나 낙반 발생 시 매우 불리∙용출수 발생 시 측량 불가능

경제성∙작업효율이 높다∙인건비 투입이 작다∙운반비용 소모품이 고가∙공사비 3900 만원m

∙설비가 적어 초기투자비가 저렴∙장비운반 소모품 비용이 저렴∙인건비 투입이 크며 환기시설 등이 필요∙공사비 3300만원m

작업환경∙수직구내 인원투입이 없어 안전∙저소음 저진동 공법∙환기장비 불필요∙RBM 장비 설치를 위한 부지확보와 장비 이동 필요

∙낙석 등으로 인하여 안전성 불리∙발파 소음 및 진동 발생∙하향환기로 분진 정체∙하부 작업공간 필요∙수직구 상부에 작업공간 불필요

(4) Mont Blanc Tunnelbull 터 널 명 Mont Blanc Tunnelbull 위 치 프랑스-이탈리아bull 연 장 11611kmbull 굴착공법 bull 방재관련 피난대피소 37개소(300m간격 내부기압 자동조절) 배연시설 116개소(100m간격) (2002년 3월 9일 재개통)bull 환기방식

New interior design 이탈리아 갱구부

One of the 37 shelters

(5) Kan-etsu Tunnel (6) Freifjord Tunnelbull 터 널 명 Kan-etsu Tunnel(일방향 2차로 병설터널)bull 위 치 일본bull 연 장 11055kmbull 굴착공법 bull 방재관련 방향전환소(15km간격) 대단면방향전환소(6km간격) 비상주차대(500m간격)bull 환기방식 종류식

bull 터 널 명 Freifjord Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 508kmbull 굴착공법 bull 방재관련 bull 환기방식 종류식

(7) Oslo Tunnelbull 터 널 명 Oslo Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 289kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소bull 환기방식 종류식

4 환기(1) 환기방식

1) 환기방식의 분류

환기방식

자연환기

기계환기

종류식

반횡류식

횡류식

조합식

젯트팬(Jet Fan)식

수직갱송배기식

집진기식

집진기+수직갱송배기식

송기반횡류식

배기반횡류식

(2) 환기방식에 따른 특징1) 종류식

bull 종류식 - 제트팬식 제트팬군의 승압에 의한다 환기시설의 설치가 용이하며 설비비가 적어 경제적이다 송배기용 덕트가 불필요하고 풍로는 차도를 이용하므로 마찰손실이 적다 휀은 역전이 가능하므로 양방향 환기가 가능하다 장대터널에서는 설치대수 급증하므로 유지 관리상의 어려움이 있다 송풍기의 소음이 크므로 이에따른 검토가 필요하다 적용길이는 1000m정도 이하가 표준이지만 교통량이 적은 경우와 길이가

긴 경우에도 적용이 가능하다

- 수직갱송배기식 분류 송기의 승압에 의한다 터널 적용 연장은 환기상에 제한이 없다 교통환기력을 유용하게 이용할 수 있다 지하 환기소나 대형 송풍기의 설비비 및 굴착비가 크다

- 전기집진기 부착 종류식 집진정화와 분류송기 승압에 의한다 교통환기량을 효과적으로 이용할 수 있다 외부 환경 오염관리가 요구되는 도심터널에 적하다 지반고가 높은 산악지형에 경제적이다 화재시 대응력 열세하며 일산화탄소(CO)처리가 곤란 하다

- 집진기+수직갱 송배기식 집진정화와 수직갱 송기 승압에 의한다 장대터널 환기방식 결정시 가장 많이 이용되며 매연 및 이산화탄소처리가

가능하다 지역 여건에 적합하게 집진기와 수직갱 배열이 가능하다

제트팬식 수직갱송배기식

전기집진기 부착 종류식 집진기+수직갱 송배기식

2) 반횡류식 및 횡류식bull 반횡류식 - 송기 반횡류식 터널내 송기 덕트에 의해 일정하게 송기한다 환기 소음이 거의 없다 차도내 농도분포가 양호하다 교통환기력을 저해하기 때문에 효과적으로 이용할 수 없다 송기덕트로 인해 터널 단면이 증가된다

- 배기 반횡류식 터널내 배기 덕트에 의해 일정하게 배기한다 갱구로부터 오염배출이 적음으로 갱구부근의 환경대책상 효과적이다 환기소음의 거의 없고 공사비가 횡류식에 비해 저렴하다 차도내의 농도분포가 증대해지는 부분이 있고 환기의 효율이 떨어진다 배기덕트로 인해 터널 단명이 증가된다

bull 횡류식 - 횡류식 송배기 양쪽의 터널 덕트를 갖추고 환기풍은 차도를 횡류한다 화재시 대응이 비교적 쉬우면 배연에 대한 추가시설이 필요하지 않다 차도 내의 종방향 덕트가 없고 농도 분포도 일정하다 송기덕트와 배기덕트 및 송풍기와 배풍기의 2계통이 필요하므로 터널 단면이 커지며 설비비와 유지비가 많이든다

송기 반횡류식 배기 반횡류식

횡 류 식

(3) 수직갱 굴착공법1) RC(Raise Climber)공법

bull RC (Raise Climber) ① 개요 ∘ 1957년 스웨덴의 Alimak社에서 최초로 도입 ∘ 주로 광산분야에서 널리 이용 ∘ 수직구 하부에 작업공간이 확보되는 경우에 적용 ∘ 벽면에 앵커로 가이드레일을 설치하고 이를 따라 움직이는 작업대를 이

용하며 발파에 의하여 상향으로 굴착 ∘ 경제성을 고려하여 최소 100m 이상의 굴착 길이 필요 ∘ 400m를 시공 상 한계로 보며 200m 내외가 최적

② 특징 ∘ 설비가 적어 초기투자비가 저렴하다 ∘ 지반조건을 보면서 굴착하므로 지반변화에 즉시 대응이 가능하다 ∘ 지보재를 설치하지 않고 레일을 벽면에 부착하므로 열악한 지반조건(지

반이 나쁜 구간이나 단층대 등)에서 적용하기 곤란하다 ∘ 발파 및 진동 소음이 크고 부석정리 시 낙반의 위험성 등 안정상 문제를

내포하고 있다 ∘ 부대시설(환기 급배수)이 필요하다

③ Flow Chart

Rail 설치를 위한 공간확보 Rail 설치 천공 장약발파(발파시 도피공간으로 이동)

∘ Flow Chart 와 같은 방법으로 상향으로 선진갱을 굴착하고 하향으로 확공하면서 하부로 버력을 처리하는 병용방법을 적용하는 경우가 대부분이다 983093 983094

983092 983092

버력처리 부석처리 환기(가이드레일 위부분의 Head Plate로부터 물과 공기를 분사)

2) RBM(Raise Boring Machine)공법bull RBM (Raise Boring Machine) ① 개요 ∘ 1949년 독일의 Herr Bade가 개발 ∘ 미국의 Cannon과 Robbins에 의해 점차 대구경화 ∘ 국내에서는 1980년부터 광산에서 장비도입과 함께 사용하기 시작함 ∘ 수직구의 상부에는 기계실 하부에는 Reaming room이 필요

② 특징 ∘ 용출수가 발생하는 조건에서도 작업이 가능하다 ∘ 환기 및 발파 등의 영향을 받지 않는다 ∘ 극경암 지역에서는 커터의 비용이 높다 ∘ 연암이나 풍화암 직역은 측벽의 붕락으로 굴착에 어려움이 있을 수 있다 ∘ 유도공이 편향되어 천공되 경우 수직오차를 줄이기 어렵다 ∘ 고도의 기술 축척이 필요하다

③ Flow Chart

유도공 굴착 드릴피트 제거 및 리머부착 리밍(확공)∘ 수직 및 사갱의 상부에 기계실을 설치 하부 에는 Reaming Room을 조성한 후 기계실 에 RBM을안착시켜소구경(직경 311mm)의 Tri ConeBit로 유도공을 관통시킨 다음 하부에 Reamer Head를 설치 수직 또는 사갱 을 대구경(직경 24sim305m)으로 확공해 올라가 는 RBM공법을 채택 시공하였으며 이 공법의 장점은 정밀 시공이 용이하고 지하수 환기 및 발파의 영향을 가장 적게 받으면서 진동 및 소 음이 거의 없으며 안전관리에 유리합니다

RBM 설치 전경 RBM 굴착후

3) RC공법과 RBM공법의 비교 공법

구분 RBM 공법 RC 공법굴착 전단면 기계식 상향 굴착 운반기계 + 인력천공의 상향 굴착보강 굴착 중 보강 불가 굴착 중 보강 불가지수 불가 불가

적용지반 풍화암～경암(양호한 지반) 풍화암～경암

적용성∙단면φ24～30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙모든 굴착이 가능하나 사갱 굴착 시 고도의 기술 필요∙절리파쇄대 구간 시공속도 저하

∙단면20times20m～ 30times30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙30～90deg범위의 수직도 유지 가능∙사갱 복잡한 형태의 굴착 가능∙절리파쇄대 구간 시공 곤란

안전성 안전 불량

시공성

∙소형의 버력처리 장비 가능∙용출수 발생 시에도 작업 가능∙수직도를 유지하지 못할 경우 추가 작업 곤란∙암반강도가 매우 큰 경우 효율 저하∙상부 표토 경화 후 기계기초 설치

∙대심도의 경우 긴 싸이클 타임∙문제점 발생 시 대처 용이∙암반의 강도가 매우 큰 경우 RBM 공법보다 효율적∙낙석이나 낙반 발생 시 매우 불리∙용출수 발생 시 측량 불가능

경제성∙작업효율이 높다∙인건비 투입이 작다∙운반비용 소모품이 고가∙공사비 3900 만원m

∙설비가 적어 초기투자비가 저렴∙장비운반 소모품 비용이 저렴∙인건비 투입이 크며 환기시설 등이 필요∙공사비 3300만원m

작업환경∙수직구내 인원투입이 없어 안전∙저소음 저진동 공법∙환기장비 불필요∙RBM 장비 설치를 위한 부지확보와 장비 이동 필요

∙낙석 등으로 인하여 안전성 불리∙발파 소음 및 진동 발생∙하향환기로 분진 정체∙하부 작업공간 필요∙수직구 상부에 작업공간 불필요

(5) Kan-etsu Tunnel (6) Freifjord Tunnelbull 터 널 명 Kan-etsu Tunnel(일방향 2차로 병설터널)bull 위 치 일본bull 연 장 11055kmbull 굴착공법 bull 방재관련 방향전환소(15km간격) 대단면방향전환소(6km간격) 비상주차대(500m간격)bull 환기방식 종류식

bull 터 널 명 Freifjord Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 508kmbull 굴착공법 bull 방재관련 bull 환기방식 종류식

(7) Oslo Tunnelbull 터 널 명 Oslo Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 289kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소bull 환기방식 종류식

4 환기(1) 환기방식

1) 환기방식의 분류

환기방식

자연환기

기계환기

종류식

반횡류식

횡류식

조합식

젯트팬(Jet Fan)식

수직갱송배기식

집진기식

집진기+수직갱송배기식

송기반횡류식

배기반횡류식

(2) 환기방식에 따른 특징1) 종류식

bull 종류식 - 제트팬식 제트팬군의 승압에 의한다 환기시설의 설치가 용이하며 설비비가 적어 경제적이다 송배기용 덕트가 불필요하고 풍로는 차도를 이용하므로 마찰손실이 적다 휀은 역전이 가능하므로 양방향 환기가 가능하다 장대터널에서는 설치대수 급증하므로 유지 관리상의 어려움이 있다 송풍기의 소음이 크므로 이에따른 검토가 필요하다 적용길이는 1000m정도 이하가 표준이지만 교통량이 적은 경우와 길이가

긴 경우에도 적용이 가능하다

- 수직갱송배기식 분류 송기의 승압에 의한다 터널 적용 연장은 환기상에 제한이 없다 교통환기력을 유용하게 이용할 수 있다 지하 환기소나 대형 송풍기의 설비비 및 굴착비가 크다

- 전기집진기 부착 종류식 집진정화와 분류송기 승압에 의한다 교통환기량을 효과적으로 이용할 수 있다 외부 환경 오염관리가 요구되는 도심터널에 적하다 지반고가 높은 산악지형에 경제적이다 화재시 대응력 열세하며 일산화탄소(CO)처리가 곤란 하다

- 집진기+수직갱 송배기식 집진정화와 수직갱 송기 승압에 의한다 장대터널 환기방식 결정시 가장 많이 이용되며 매연 및 이산화탄소처리가

가능하다 지역 여건에 적합하게 집진기와 수직갱 배열이 가능하다

제트팬식 수직갱송배기식

전기집진기 부착 종류식 집진기+수직갱 송배기식

2) 반횡류식 및 횡류식bull 반횡류식 - 송기 반횡류식 터널내 송기 덕트에 의해 일정하게 송기한다 환기 소음이 거의 없다 차도내 농도분포가 양호하다 교통환기력을 저해하기 때문에 효과적으로 이용할 수 없다 송기덕트로 인해 터널 단면이 증가된다

- 배기 반횡류식 터널내 배기 덕트에 의해 일정하게 배기한다 갱구로부터 오염배출이 적음으로 갱구부근의 환경대책상 효과적이다 환기소음의 거의 없고 공사비가 횡류식에 비해 저렴하다 차도내의 농도분포가 증대해지는 부분이 있고 환기의 효율이 떨어진다 배기덕트로 인해 터널 단명이 증가된다

bull 횡류식 - 횡류식 송배기 양쪽의 터널 덕트를 갖추고 환기풍은 차도를 횡류한다 화재시 대응이 비교적 쉬우면 배연에 대한 추가시설이 필요하지 않다 차도 내의 종방향 덕트가 없고 농도 분포도 일정하다 송기덕트와 배기덕트 및 송풍기와 배풍기의 2계통이 필요하므로 터널 단면이 커지며 설비비와 유지비가 많이든다

송기 반횡류식 배기 반횡류식

횡 류 식

(3) 수직갱 굴착공법1) RC(Raise Climber)공법

bull RC (Raise Climber) ① 개요 ∘ 1957년 스웨덴의 Alimak社에서 최초로 도입 ∘ 주로 광산분야에서 널리 이용 ∘ 수직구 하부에 작업공간이 확보되는 경우에 적용 ∘ 벽면에 앵커로 가이드레일을 설치하고 이를 따라 움직이는 작업대를 이

용하며 발파에 의하여 상향으로 굴착 ∘ 경제성을 고려하여 최소 100m 이상의 굴착 길이 필요 ∘ 400m를 시공 상 한계로 보며 200m 내외가 최적

② 특징 ∘ 설비가 적어 초기투자비가 저렴하다 ∘ 지반조건을 보면서 굴착하므로 지반변화에 즉시 대응이 가능하다 ∘ 지보재를 설치하지 않고 레일을 벽면에 부착하므로 열악한 지반조건(지

반이 나쁜 구간이나 단층대 등)에서 적용하기 곤란하다 ∘ 발파 및 진동 소음이 크고 부석정리 시 낙반의 위험성 등 안정상 문제를

내포하고 있다 ∘ 부대시설(환기 급배수)이 필요하다

③ Flow Chart

Rail 설치를 위한 공간확보 Rail 설치 천공 장약발파(발파시 도피공간으로 이동)

∘ Flow Chart 와 같은 방법으로 상향으로 선진갱을 굴착하고 하향으로 확공하면서 하부로 버력을 처리하는 병용방법을 적용하는 경우가 대부분이다 983093 983094

983092 983092

버력처리 부석처리 환기(가이드레일 위부분의 Head Plate로부터 물과 공기를 분사)

2) RBM(Raise Boring Machine)공법bull RBM (Raise Boring Machine) ① 개요 ∘ 1949년 독일의 Herr Bade가 개발 ∘ 미국의 Cannon과 Robbins에 의해 점차 대구경화 ∘ 국내에서는 1980년부터 광산에서 장비도입과 함께 사용하기 시작함 ∘ 수직구의 상부에는 기계실 하부에는 Reaming room이 필요

② 특징 ∘ 용출수가 발생하는 조건에서도 작업이 가능하다 ∘ 환기 및 발파 등의 영향을 받지 않는다 ∘ 극경암 지역에서는 커터의 비용이 높다 ∘ 연암이나 풍화암 직역은 측벽의 붕락으로 굴착에 어려움이 있을 수 있다 ∘ 유도공이 편향되어 천공되 경우 수직오차를 줄이기 어렵다 ∘ 고도의 기술 축척이 필요하다

③ Flow Chart

유도공 굴착 드릴피트 제거 및 리머부착 리밍(확공)∘ 수직 및 사갱의 상부에 기계실을 설치 하부 에는 Reaming Room을 조성한 후 기계실 에 RBM을안착시켜소구경(직경 311mm)의 Tri ConeBit로 유도공을 관통시킨 다음 하부에 Reamer Head를 설치 수직 또는 사갱 을 대구경(직경 24sim305m)으로 확공해 올라가 는 RBM공법을 채택 시공하였으며 이 공법의 장점은 정밀 시공이 용이하고 지하수 환기 및 발파의 영향을 가장 적게 받으면서 진동 및 소 음이 거의 없으며 안전관리에 유리합니다

RBM 설치 전경 RBM 굴착후

3) RC공법과 RBM공법의 비교 공법

구분 RBM 공법 RC 공법굴착 전단면 기계식 상향 굴착 운반기계 + 인력천공의 상향 굴착보강 굴착 중 보강 불가 굴착 중 보강 불가지수 불가 불가

적용지반 풍화암～경암(양호한 지반) 풍화암～경암

적용성∙단면φ24～30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙모든 굴착이 가능하나 사갱 굴착 시 고도의 기술 필요∙절리파쇄대 구간 시공속도 저하

∙단면20times20m～ 30times30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙30～90deg범위의 수직도 유지 가능∙사갱 복잡한 형태의 굴착 가능∙절리파쇄대 구간 시공 곤란

안전성 안전 불량

시공성

∙소형의 버력처리 장비 가능∙용출수 발생 시에도 작업 가능∙수직도를 유지하지 못할 경우 추가 작업 곤란∙암반강도가 매우 큰 경우 효율 저하∙상부 표토 경화 후 기계기초 설치

∙대심도의 경우 긴 싸이클 타임∙문제점 발생 시 대처 용이∙암반의 강도가 매우 큰 경우 RBM 공법보다 효율적∙낙석이나 낙반 발생 시 매우 불리∙용출수 발생 시 측량 불가능

경제성∙작업효율이 높다∙인건비 투입이 작다∙운반비용 소모품이 고가∙공사비 3900 만원m

∙설비가 적어 초기투자비가 저렴∙장비운반 소모품 비용이 저렴∙인건비 투입이 크며 환기시설 등이 필요∙공사비 3300만원m

작업환경∙수직구내 인원투입이 없어 안전∙저소음 저진동 공법∙환기장비 불필요∙RBM 장비 설치를 위한 부지확보와 장비 이동 필요

∙낙석 등으로 인하여 안전성 불리∙발파 소음 및 진동 발생∙하향환기로 분진 정체∙하부 작업공간 필요∙수직구 상부에 작업공간 불필요

(7) Oslo Tunnelbull 터 널 명 Oslo Tunnelbull 위 치 노르웨이bull 연 장 289kmbull 굴착공법 NATM공법bull 방재관련 차량 반환점 15개소bull 환기방식 종류식

4 환기(1) 환기방식

1) 환기방식의 분류

환기방식

자연환기

기계환기

종류식

반횡류식

횡류식

조합식

젯트팬(Jet Fan)식

수직갱송배기식

집진기식

집진기+수직갱송배기식

송기반횡류식

배기반횡류식

(2) 환기방식에 따른 특징1) 종류식

bull 종류식 - 제트팬식 제트팬군의 승압에 의한다 환기시설의 설치가 용이하며 설비비가 적어 경제적이다 송배기용 덕트가 불필요하고 풍로는 차도를 이용하므로 마찰손실이 적다 휀은 역전이 가능하므로 양방향 환기가 가능하다 장대터널에서는 설치대수 급증하므로 유지 관리상의 어려움이 있다 송풍기의 소음이 크므로 이에따른 검토가 필요하다 적용길이는 1000m정도 이하가 표준이지만 교통량이 적은 경우와 길이가

긴 경우에도 적용이 가능하다

- 수직갱송배기식 분류 송기의 승압에 의한다 터널 적용 연장은 환기상에 제한이 없다 교통환기력을 유용하게 이용할 수 있다 지하 환기소나 대형 송풍기의 설비비 및 굴착비가 크다

- 전기집진기 부착 종류식 집진정화와 분류송기 승압에 의한다 교통환기량을 효과적으로 이용할 수 있다 외부 환경 오염관리가 요구되는 도심터널에 적하다 지반고가 높은 산악지형에 경제적이다 화재시 대응력 열세하며 일산화탄소(CO)처리가 곤란 하다

- 집진기+수직갱 송배기식 집진정화와 수직갱 송기 승압에 의한다 장대터널 환기방식 결정시 가장 많이 이용되며 매연 및 이산화탄소처리가

가능하다 지역 여건에 적합하게 집진기와 수직갱 배열이 가능하다

제트팬식 수직갱송배기식

전기집진기 부착 종류식 집진기+수직갱 송배기식

2) 반횡류식 및 횡류식bull 반횡류식 - 송기 반횡류식 터널내 송기 덕트에 의해 일정하게 송기한다 환기 소음이 거의 없다 차도내 농도분포가 양호하다 교통환기력을 저해하기 때문에 효과적으로 이용할 수 없다 송기덕트로 인해 터널 단면이 증가된다

- 배기 반횡류식 터널내 배기 덕트에 의해 일정하게 배기한다 갱구로부터 오염배출이 적음으로 갱구부근의 환경대책상 효과적이다 환기소음의 거의 없고 공사비가 횡류식에 비해 저렴하다 차도내의 농도분포가 증대해지는 부분이 있고 환기의 효율이 떨어진다 배기덕트로 인해 터널 단명이 증가된다

bull 횡류식 - 횡류식 송배기 양쪽의 터널 덕트를 갖추고 환기풍은 차도를 횡류한다 화재시 대응이 비교적 쉬우면 배연에 대한 추가시설이 필요하지 않다 차도 내의 종방향 덕트가 없고 농도 분포도 일정하다 송기덕트와 배기덕트 및 송풍기와 배풍기의 2계통이 필요하므로 터널 단면이 커지며 설비비와 유지비가 많이든다

송기 반횡류식 배기 반횡류식

횡 류 식

(3) 수직갱 굴착공법1) RC(Raise Climber)공법

bull RC (Raise Climber) ① 개요 ∘ 1957년 스웨덴의 Alimak社에서 최초로 도입 ∘ 주로 광산분야에서 널리 이용 ∘ 수직구 하부에 작업공간이 확보되는 경우에 적용 ∘ 벽면에 앵커로 가이드레일을 설치하고 이를 따라 움직이는 작업대를 이

용하며 발파에 의하여 상향으로 굴착 ∘ 경제성을 고려하여 최소 100m 이상의 굴착 길이 필요 ∘ 400m를 시공 상 한계로 보며 200m 내외가 최적

② 특징 ∘ 설비가 적어 초기투자비가 저렴하다 ∘ 지반조건을 보면서 굴착하므로 지반변화에 즉시 대응이 가능하다 ∘ 지보재를 설치하지 않고 레일을 벽면에 부착하므로 열악한 지반조건(지

반이 나쁜 구간이나 단층대 등)에서 적용하기 곤란하다 ∘ 발파 및 진동 소음이 크고 부석정리 시 낙반의 위험성 등 안정상 문제를

내포하고 있다 ∘ 부대시설(환기 급배수)이 필요하다

③ Flow Chart

Rail 설치를 위한 공간확보 Rail 설치 천공 장약발파(발파시 도피공간으로 이동)

∘ Flow Chart 와 같은 방법으로 상향으로 선진갱을 굴착하고 하향으로 확공하면서 하부로 버력을 처리하는 병용방법을 적용하는 경우가 대부분이다 983093 983094

983092 983092

버력처리 부석처리 환기(가이드레일 위부분의 Head Plate로부터 물과 공기를 분사)

2) RBM(Raise Boring Machine)공법bull RBM (Raise Boring Machine) ① 개요 ∘ 1949년 독일의 Herr Bade가 개발 ∘ 미국의 Cannon과 Robbins에 의해 점차 대구경화 ∘ 국내에서는 1980년부터 광산에서 장비도입과 함께 사용하기 시작함 ∘ 수직구의 상부에는 기계실 하부에는 Reaming room이 필요

② 특징 ∘ 용출수가 발생하는 조건에서도 작업이 가능하다 ∘ 환기 및 발파 등의 영향을 받지 않는다 ∘ 극경암 지역에서는 커터의 비용이 높다 ∘ 연암이나 풍화암 직역은 측벽의 붕락으로 굴착에 어려움이 있을 수 있다 ∘ 유도공이 편향되어 천공되 경우 수직오차를 줄이기 어렵다 ∘ 고도의 기술 축척이 필요하다

③ Flow Chart

유도공 굴착 드릴피트 제거 및 리머부착 리밍(확공)∘ 수직 및 사갱의 상부에 기계실을 설치 하부 에는 Reaming Room을 조성한 후 기계실 에 RBM을안착시켜소구경(직경 311mm)의 Tri ConeBit로 유도공을 관통시킨 다음 하부에 Reamer Head를 설치 수직 또는 사갱 을 대구경(직경 24sim305m)으로 확공해 올라가 는 RBM공법을 채택 시공하였으며 이 공법의 장점은 정밀 시공이 용이하고 지하수 환기 및 발파의 영향을 가장 적게 받으면서 진동 및 소 음이 거의 없으며 안전관리에 유리합니다

RBM 설치 전경 RBM 굴착후

3) RC공법과 RBM공법의 비교 공법

구분 RBM 공법 RC 공법굴착 전단면 기계식 상향 굴착 운반기계 + 인력천공의 상향 굴착보강 굴착 중 보강 불가 굴착 중 보강 불가지수 불가 불가

적용지반 풍화암～경암(양호한 지반) 풍화암～경암

적용성∙단면φ24～30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙모든 굴착이 가능하나 사갱 굴착 시 고도의 기술 필요∙절리파쇄대 구간 시공속도 저하

∙단면20times20m～ 30times30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙30～90deg범위의 수직도 유지 가능∙사갱 복잡한 형태의 굴착 가능∙절리파쇄대 구간 시공 곤란

안전성 안전 불량

시공성

∙소형의 버력처리 장비 가능∙용출수 발생 시에도 작업 가능∙수직도를 유지하지 못할 경우 추가 작업 곤란∙암반강도가 매우 큰 경우 효율 저하∙상부 표토 경화 후 기계기초 설치

∙대심도의 경우 긴 싸이클 타임∙문제점 발생 시 대처 용이∙암반의 강도가 매우 큰 경우 RBM 공법보다 효율적∙낙석이나 낙반 발생 시 매우 불리∙용출수 발생 시 측량 불가능

경제성∙작업효율이 높다∙인건비 투입이 작다∙운반비용 소모품이 고가∙공사비 3900 만원m

∙설비가 적어 초기투자비가 저렴∙장비운반 소모품 비용이 저렴∙인건비 투입이 크며 환기시설 등이 필요∙공사비 3300만원m

작업환경∙수직구내 인원투입이 없어 안전∙저소음 저진동 공법∙환기장비 불필요∙RBM 장비 설치를 위한 부지확보와 장비 이동 필요

∙낙석 등으로 인하여 안전성 불리∙발파 소음 및 진동 발생∙하향환기로 분진 정체∙하부 작업공간 필요∙수직구 상부에 작업공간 불필요

4 환기(1) 환기방식

1) 환기방식의 분류

환기방식

자연환기

기계환기

종류식

반횡류식

횡류식

조합식

젯트팬(Jet Fan)식

수직갱송배기식

집진기식

집진기+수직갱송배기식

송기반횡류식

배기반횡류식

(2) 환기방식에 따른 특징1) 종류식

bull 종류식 - 제트팬식 제트팬군의 승압에 의한다 환기시설의 설치가 용이하며 설비비가 적어 경제적이다 송배기용 덕트가 불필요하고 풍로는 차도를 이용하므로 마찰손실이 적다 휀은 역전이 가능하므로 양방향 환기가 가능하다 장대터널에서는 설치대수 급증하므로 유지 관리상의 어려움이 있다 송풍기의 소음이 크므로 이에따른 검토가 필요하다 적용길이는 1000m정도 이하가 표준이지만 교통량이 적은 경우와 길이가

긴 경우에도 적용이 가능하다

- 수직갱송배기식 분류 송기의 승압에 의한다 터널 적용 연장은 환기상에 제한이 없다 교통환기력을 유용하게 이용할 수 있다 지하 환기소나 대형 송풍기의 설비비 및 굴착비가 크다

- 전기집진기 부착 종류식 집진정화와 분류송기 승압에 의한다 교통환기량을 효과적으로 이용할 수 있다 외부 환경 오염관리가 요구되는 도심터널에 적하다 지반고가 높은 산악지형에 경제적이다 화재시 대응력 열세하며 일산화탄소(CO)처리가 곤란 하다

- 집진기+수직갱 송배기식 집진정화와 수직갱 송기 승압에 의한다 장대터널 환기방식 결정시 가장 많이 이용되며 매연 및 이산화탄소처리가

가능하다 지역 여건에 적합하게 집진기와 수직갱 배열이 가능하다

제트팬식 수직갱송배기식

전기집진기 부착 종류식 집진기+수직갱 송배기식

2) 반횡류식 및 횡류식bull 반횡류식 - 송기 반횡류식 터널내 송기 덕트에 의해 일정하게 송기한다 환기 소음이 거의 없다 차도내 농도분포가 양호하다 교통환기력을 저해하기 때문에 효과적으로 이용할 수 없다 송기덕트로 인해 터널 단면이 증가된다

- 배기 반횡류식 터널내 배기 덕트에 의해 일정하게 배기한다 갱구로부터 오염배출이 적음으로 갱구부근의 환경대책상 효과적이다 환기소음의 거의 없고 공사비가 횡류식에 비해 저렴하다 차도내의 농도분포가 증대해지는 부분이 있고 환기의 효율이 떨어진다 배기덕트로 인해 터널 단명이 증가된다

bull 횡류식 - 횡류식 송배기 양쪽의 터널 덕트를 갖추고 환기풍은 차도를 횡류한다 화재시 대응이 비교적 쉬우면 배연에 대한 추가시설이 필요하지 않다 차도 내의 종방향 덕트가 없고 농도 분포도 일정하다 송기덕트와 배기덕트 및 송풍기와 배풍기의 2계통이 필요하므로 터널 단면이 커지며 설비비와 유지비가 많이든다

송기 반횡류식 배기 반횡류식

횡 류 식

(3) 수직갱 굴착공법1) RC(Raise Climber)공법

bull RC (Raise Climber) ① 개요 ∘ 1957년 스웨덴의 Alimak社에서 최초로 도입 ∘ 주로 광산분야에서 널리 이용 ∘ 수직구 하부에 작업공간이 확보되는 경우에 적용 ∘ 벽면에 앵커로 가이드레일을 설치하고 이를 따라 움직이는 작업대를 이

용하며 발파에 의하여 상향으로 굴착 ∘ 경제성을 고려하여 최소 100m 이상의 굴착 길이 필요 ∘ 400m를 시공 상 한계로 보며 200m 내외가 최적

② 특징 ∘ 설비가 적어 초기투자비가 저렴하다 ∘ 지반조건을 보면서 굴착하므로 지반변화에 즉시 대응이 가능하다 ∘ 지보재를 설치하지 않고 레일을 벽면에 부착하므로 열악한 지반조건(지

반이 나쁜 구간이나 단층대 등)에서 적용하기 곤란하다 ∘ 발파 및 진동 소음이 크고 부석정리 시 낙반의 위험성 등 안정상 문제를

내포하고 있다 ∘ 부대시설(환기 급배수)이 필요하다

③ Flow Chart

Rail 설치를 위한 공간확보 Rail 설치 천공 장약발파(발파시 도피공간으로 이동)

∘ Flow Chart 와 같은 방법으로 상향으로 선진갱을 굴착하고 하향으로 확공하면서 하부로 버력을 처리하는 병용방법을 적용하는 경우가 대부분이다 983093 983094

983092 983092

버력처리 부석처리 환기(가이드레일 위부분의 Head Plate로부터 물과 공기를 분사)

2) RBM(Raise Boring Machine)공법bull RBM (Raise Boring Machine) ① 개요 ∘ 1949년 독일의 Herr Bade가 개발 ∘ 미국의 Cannon과 Robbins에 의해 점차 대구경화 ∘ 국내에서는 1980년부터 광산에서 장비도입과 함께 사용하기 시작함 ∘ 수직구의 상부에는 기계실 하부에는 Reaming room이 필요

② 특징 ∘ 용출수가 발생하는 조건에서도 작업이 가능하다 ∘ 환기 및 발파 등의 영향을 받지 않는다 ∘ 극경암 지역에서는 커터의 비용이 높다 ∘ 연암이나 풍화암 직역은 측벽의 붕락으로 굴착에 어려움이 있을 수 있다 ∘ 유도공이 편향되어 천공되 경우 수직오차를 줄이기 어렵다 ∘ 고도의 기술 축척이 필요하다

③ Flow Chart

유도공 굴착 드릴피트 제거 및 리머부착 리밍(확공)∘ 수직 및 사갱의 상부에 기계실을 설치 하부 에는 Reaming Room을 조성한 후 기계실 에 RBM을안착시켜소구경(직경 311mm)의 Tri ConeBit로 유도공을 관통시킨 다음 하부에 Reamer Head를 설치 수직 또는 사갱 을 대구경(직경 24sim305m)으로 확공해 올라가 는 RBM공법을 채택 시공하였으며 이 공법의 장점은 정밀 시공이 용이하고 지하수 환기 및 발파의 영향을 가장 적게 받으면서 진동 및 소 음이 거의 없으며 안전관리에 유리합니다

RBM 설치 전경 RBM 굴착후

3) RC공법과 RBM공법의 비교 공법

구분 RBM 공법 RC 공법굴착 전단면 기계식 상향 굴착 운반기계 + 인력천공의 상향 굴착보강 굴착 중 보강 불가 굴착 중 보강 불가지수 불가 불가

적용지반 풍화암～경암(양호한 지반) 풍화암～경암

적용성∙단면φ24～30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙모든 굴착이 가능하나 사갱 굴착 시 고도의 기술 필요∙절리파쇄대 구간 시공속도 저하

∙단면20times20m～ 30times30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙30～90deg범위의 수직도 유지 가능∙사갱 복잡한 형태의 굴착 가능∙절리파쇄대 구간 시공 곤란

안전성 안전 불량

시공성

∙소형의 버력처리 장비 가능∙용출수 발생 시에도 작업 가능∙수직도를 유지하지 못할 경우 추가 작업 곤란∙암반강도가 매우 큰 경우 효율 저하∙상부 표토 경화 후 기계기초 설치

∙대심도의 경우 긴 싸이클 타임∙문제점 발생 시 대처 용이∙암반의 강도가 매우 큰 경우 RBM 공법보다 효율적∙낙석이나 낙반 발생 시 매우 불리∙용출수 발생 시 측량 불가능

경제성∙작업효율이 높다∙인건비 투입이 작다∙운반비용 소모품이 고가∙공사비 3900 만원m

∙설비가 적어 초기투자비가 저렴∙장비운반 소모품 비용이 저렴∙인건비 투입이 크며 환기시설 등이 필요∙공사비 3300만원m

작업환경∙수직구내 인원투입이 없어 안전∙저소음 저진동 공법∙환기장비 불필요∙RBM 장비 설치를 위한 부지확보와 장비 이동 필요

∙낙석 등으로 인하여 안전성 불리∙발파 소음 및 진동 발생∙하향환기로 분진 정체∙하부 작업공간 필요∙수직구 상부에 작업공간 불필요

(2) 환기방식에 따른 특징1) 종류식

bull 종류식 - 제트팬식 제트팬군의 승압에 의한다 환기시설의 설치가 용이하며 설비비가 적어 경제적이다 송배기용 덕트가 불필요하고 풍로는 차도를 이용하므로 마찰손실이 적다 휀은 역전이 가능하므로 양방향 환기가 가능하다 장대터널에서는 설치대수 급증하므로 유지 관리상의 어려움이 있다 송풍기의 소음이 크므로 이에따른 검토가 필요하다 적용길이는 1000m정도 이하가 표준이지만 교통량이 적은 경우와 길이가

긴 경우에도 적용이 가능하다

- 수직갱송배기식 분류 송기의 승압에 의한다 터널 적용 연장은 환기상에 제한이 없다 교통환기력을 유용하게 이용할 수 있다 지하 환기소나 대형 송풍기의 설비비 및 굴착비가 크다

- 전기집진기 부착 종류식 집진정화와 분류송기 승압에 의한다 교통환기량을 효과적으로 이용할 수 있다 외부 환경 오염관리가 요구되는 도심터널에 적하다 지반고가 높은 산악지형에 경제적이다 화재시 대응력 열세하며 일산화탄소(CO)처리가 곤란 하다

- 집진기+수직갱 송배기식 집진정화와 수직갱 송기 승압에 의한다 장대터널 환기방식 결정시 가장 많이 이용되며 매연 및 이산화탄소처리가

가능하다 지역 여건에 적합하게 집진기와 수직갱 배열이 가능하다

제트팬식 수직갱송배기식

전기집진기 부착 종류식 집진기+수직갱 송배기식

2) 반횡류식 및 횡류식bull 반횡류식 - 송기 반횡류식 터널내 송기 덕트에 의해 일정하게 송기한다 환기 소음이 거의 없다 차도내 농도분포가 양호하다 교통환기력을 저해하기 때문에 효과적으로 이용할 수 없다 송기덕트로 인해 터널 단면이 증가된다

- 배기 반횡류식 터널내 배기 덕트에 의해 일정하게 배기한다 갱구로부터 오염배출이 적음으로 갱구부근의 환경대책상 효과적이다 환기소음의 거의 없고 공사비가 횡류식에 비해 저렴하다 차도내의 농도분포가 증대해지는 부분이 있고 환기의 효율이 떨어진다 배기덕트로 인해 터널 단명이 증가된다

bull 횡류식 - 횡류식 송배기 양쪽의 터널 덕트를 갖추고 환기풍은 차도를 횡류한다 화재시 대응이 비교적 쉬우면 배연에 대한 추가시설이 필요하지 않다 차도 내의 종방향 덕트가 없고 농도 분포도 일정하다 송기덕트와 배기덕트 및 송풍기와 배풍기의 2계통이 필요하므로 터널 단면이 커지며 설비비와 유지비가 많이든다

송기 반횡류식 배기 반횡류식

횡 류 식

(3) 수직갱 굴착공법1) RC(Raise Climber)공법

bull RC (Raise Climber) ① 개요 ∘ 1957년 스웨덴의 Alimak社에서 최초로 도입 ∘ 주로 광산분야에서 널리 이용 ∘ 수직구 하부에 작업공간이 확보되는 경우에 적용 ∘ 벽면에 앵커로 가이드레일을 설치하고 이를 따라 움직이는 작업대를 이

용하며 발파에 의하여 상향으로 굴착 ∘ 경제성을 고려하여 최소 100m 이상의 굴착 길이 필요 ∘ 400m를 시공 상 한계로 보며 200m 내외가 최적

② 특징 ∘ 설비가 적어 초기투자비가 저렴하다 ∘ 지반조건을 보면서 굴착하므로 지반변화에 즉시 대응이 가능하다 ∘ 지보재를 설치하지 않고 레일을 벽면에 부착하므로 열악한 지반조건(지

반이 나쁜 구간이나 단층대 등)에서 적용하기 곤란하다 ∘ 발파 및 진동 소음이 크고 부석정리 시 낙반의 위험성 등 안정상 문제를

내포하고 있다 ∘ 부대시설(환기 급배수)이 필요하다

③ Flow Chart

Rail 설치를 위한 공간확보 Rail 설치 천공 장약발파(발파시 도피공간으로 이동)

∘ Flow Chart 와 같은 방법으로 상향으로 선진갱을 굴착하고 하향으로 확공하면서 하부로 버력을 처리하는 병용방법을 적용하는 경우가 대부분이다 983093 983094

983092 983092

버력처리 부석처리 환기(가이드레일 위부분의 Head Plate로부터 물과 공기를 분사)

2) RBM(Raise Boring Machine)공법bull RBM (Raise Boring Machine) ① 개요 ∘ 1949년 독일의 Herr Bade가 개발 ∘ 미국의 Cannon과 Robbins에 의해 점차 대구경화 ∘ 국내에서는 1980년부터 광산에서 장비도입과 함께 사용하기 시작함 ∘ 수직구의 상부에는 기계실 하부에는 Reaming room이 필요

② 특징 ∘ 용출수가 발생하는 조건에서도 작업이 가능하다 ∘ 환기 및 발파 등의 영향을 받지 않는다 ∘ 극경암 지역에서는 커터의 비용이 높다 ∘ 연암이나 풍화암 직역은 측벽의 붕락으로 굴착에 어려움이 있을 수 있다 ∘ 유도공이 편향되어 천공되 경우 수직오차를 줄이기 어렵다 ∘ 고도의 기술 축척이 필요하다

③ Flow Chart

유도공 굴착 드릴피트 제거 및 리머부착 리밍(확공)∘ 수직 및 사갱의 상부에 기계실을 설치 하부 에는 Reaming Room을 조성한 후 기계실 에 RBM을안착시켜소구경(직경 311mm)의 Tri ConeBit로 유도공을 관통시킨 다음 하부에 Reamer Head를 설치 수직 또는 사갱 을 대구경(직경 24sim305m)으로 확공해 올라가 는 RBM공법을 채택 시공하였으며 이 공법의 장점은 정밀 시공이 용이하고 지하수 환기 및 발파의 영향을 가장 적게 받으면서 진동 및 소 음이 거의 없으며 안전관리에 유리합니다

RBM 설치 전경 RBM 굴착후

3) RC공법과 RBM공법의 비교 공법

구분 RBM 공법 RC 공법굴착 전단면 기계식 상향 굴착 운반기계 + 인력천공의 상향 굴착보강 굴착 중 보강 불가 굴착 중 보강 불가지수 불가 불가

적용지반 풍화암～경암(양호한 지반) 풍화암～경암

적용성∙단면φ24～30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙모든 굴착이 가능하나 사갱 굴착 시 고도의 기술 필요∙절리파쇄대 구간 시공속도 저하

∙단면20times20m～ 30times30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙30～90deg범위의 수직도 유지 가능∙사갱 복잡한 형태의 굴착 가능∙절리파쇄대 구간 시공 곤란

안전성 안전 불량

시공성

∙소형의 버력처리 장비 가능∙용출수 발생 시에도 작업 가능∙수직도를 유지하지 못할 경우 추가 작업 곤란∙암반강도가 매우 큰 경우 효율 저하∙상부 표토 경화 후 기계기초 설치

∙대심도의 경우 긴 싸이클 타임∙문제점 발생 시 대처 용이∙암반의 강도가 매우 큰 경우 RBM 공법보다 효율적∙낙석이나 낙반 발생 시 매우 불리∙용출수 발생 시 측량 불가능

경제성∙작업효율이 높다∙인건비 투입이 작다∙운반비용 소모품이 고가∙공사비 3900 만원m

∙설비가 적어 초기투자비가 저렴∙장비운반 소모품 비용이 저렴∙인건비 투입이 크며 환기시설 등이 필요∙공사비 3300만원m

작업환경∙수직구내 인원투입이 없어 안전∙저소음 저진동 공법∙환기장비 불필요∙RBM 장비 설치를 위한 부지확보와 장비 이동 필요

∙낙석 등으로 인하여 안전성 불리∙발파 소음 및 진동 발생∙하향환기로 분진 정체∙하부 작업공간 필요∙수직구 상부에 작업공간 불필요

2) 반횡류식 및 횡류식bull 반횡류식 - 송기 반횡류식 터널내 송기 덕트에 의해 일정하게 송기한다 환기 소음이 거의 없다 차도내 농도분포가 양호하다 교통환기력을 저해하기 때문에 효과적으로 이용할 수 없다 송기덕트로 인해 터널 단면이 증가된다

- 배기 반횡류식 터널내 배기 덕트에 의해 일정하게 배기한다 갱구로부터 오염배출이 적음으로 갱구부근의 환경대책상 효과적이다 환기소음의 거의 없고 공사비가 횡류식에 비해 저렴하다 차도내의 농도분포가 증대해지는 부분이 있고 환기의 효율이 떨어진다 배기덕트로 인해 터널 단명이 증가된다

bull 횡류식 - 횡류식 송배기 양쪽의 터널 덕트를 갖추고 환기풍은 차도를 횡류한다 화재시 대응이 비교적 쉬우면 배연에 대한 추가시설이 필요하지 않다 차도 내의 종방향 덕트가 없고 농도 분포도 일정하다 송기덕트와 배기덕트 및 송풍기와 배풍기의 2계통이 필요하므로 터널 단면이 커지며 설비비와 유지비가 많이든다

송기 반횡류식 배기 반횡류식

횡 류 식

(3) 수직갱 굴착공법1) RC(Raise Climber)공법

bull RC (Raise Climber) ① 개요 ∘ 1957년 스웨덴의 Alimak社에서 최초로 도입 ∘ 주로 광산분야에서 널리 이용 ∘ 수직구 하부에 작업공간이 확보되는 경우에 적용 ∘ 벽면에 앵커로 가이드레일을 설치하고 이를 따라 움직이는 작업대를 이

용하며 발파에 의하여 상향으로 굴착 ∘ 경제성을 고려하여 최소 100m 이상의 굴착 길이 필요 ∘ 400m를 시공 상 한계로 보며 200m 내외가 최적

② 특징 ∘ 설비가 적어 초기투자비가 저렴하다 ∘ 지반조건을 보면서 굴착하므로 지반변화에 즉시 대응이 가능하다 ∘ 지보재를 설치하지 않고 레일을 벽면에 부착하므로 열악한 지반조건(지

반이 나쁜 구간이나 단층대 등)에서 적용하기 곤란하다 ∘ 발파 및 진동 소음이 크고 부석정리 시 낙반의 위험성 등 안정상 문제를

내포하고 있다 ∘ 부대시설(환기 급배수)이 필요하다

③ Flow Chart

Rail 설치를 위한 공간확보 Rail 설치 천공 장약발파(발파시 도피공간으로 이동)

∘ Flow Chart 와 같은 방법으로 상향으로 선진갱을 굴착하고 하향으로 확공하면서 하부로 버력을 처리하는 병용방법을 적용하는 경우가 대부분이다 983093 983094

983092 983092

버력처리 부석처리 환기(가이드레일 위부분의 Head Plate로부터 물과 공기를 분사)

2) RBM(Raise Boring Machine)공법bull RBM (Raise Boring Machine) ① 개요 ∘ 1949년 독일의 Herr Bade가 개발 ∘ 미국의 Cannon과 Robbins에 의해 점차 대구경화 ∘ 국내에서는 1980년부터 광산에서 장비도입과 함께 사용하기 시작함 ∘ 수직구의 상부에는 기계실 하부에는 Reaming room이 필요

② 특징 ∘ 용출수가 발생하는 조건에서도 작업이 가능하다 ∘ 환기 및 발파 등의 영향을 받지 않는다 ∘ 극경암 지역에서는 커터의 비용이 높다 ∘ 연암이나 풍화암 직역은 측벽의 붕락으로 굴착에 어려움이 있을 수 있다 ∘ 유도공이 편향되어 천공되 경우 수직오차를 줄이기 어렵다 ∘ 고도의 기술 축척이 필요하다

③ Flow Chart

유도공 굴착 드릴피트 제거 및 리머부착 리밍(확공)∘ 수직 및 사갱의 상부에 기계실을 설치 하부 에는 Reaming Room을 조성한 후 기계실 에 RBM을안착시켜소구경(직경 311mm)의 Tri ConeBit로 유도공을 관통시킨 다음 하부에 Reamer Head를 설치 수직 또는 사갱 을 대구경(직경 24sim305m)으로 확공해 올라가 는 RBM공법을 채택 시공하였으며 이 공법의 장점은 정밀 시공이 용이하고 지하수 환기 및 발파의 영향을 가장 적게 받으면서 진동 및 소 음이 거의 없으며 안전관리에 유리합니다

RBM 설치 전경 RBM 굴착후

3) RC공법과 RBM공법의 비교 공법

구분 RBM 공법 RC 공법굴착 전단면 기계식 상향 굴착 운반기계 + 인력천공의 상향 굴착보강 굴착 중 보강 불가 굴착 중 보강 불가지수 불가 불가

적용지반 풍화암～경암(양호한 지반) 풍화암～경암

적용성∙단면φ24～30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙모든 굴착이 가능하나 사갱 굴착 시 고도의 기술 필요∙절리파쇄대 구간 시공속도 저하

∙단면20times20m～ 30times30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙30～90deg범위의 수직도 유지 가능∙사갱 복잡한 형태의 굴착 가능∙절리파쇄대 구간 시공 곤란

안전성 안전 불량

시공성

∙소형의 버력처리 장비 가능∙용출수 발생 시에도 작업 가능∙수직도를 유지하지 못할 경우 추가 작업 곤란∙암반강도가 매우 큰 경우 효율 저하∙상부 표토 경화 후 기계기초 설치

∙대심도의 경우 긴 싸이클 타임∙문제점 발생 시 대처 용이∙암반의 강도가 매우 큰 경우 RBM 공법보다 효율적∙낙석이나 낙반 발생 시 매우 불리∙용출수 발생 시 측량 불가능

경제성∙작업효율이 높다∙인건비 투입이 작다∙운반비용 소모품이 고가∙공사비 3900 만원m

∙설비가 적어 초기투자비가 저렴∙장비운반 소모품 비용이 저렴∙인건비 투입이 크며 환기시설 등이 필요∙공사비 3300만원m

작업환경∙수직구내 인원투입이 없어 안전∙저소음 저진동 공법∙환기장비 불필요∙RBM 장비 설치를 위한 부지확보와 장비 이동 필요

∙낙석 등으로 인하여 안전성 불리∙발파 소음 및 진동 발생∙하향환기로 분진 정체∙하부 작업공간 필요∙수직구 상부에 작업공간 불필요

(3) 수직갱 굴착공법1) RC(Raise Climber)공법

bull RC (Raise Climber) ① 개요 ∘ 1957년 스웨덴의 Alimak社에서 최초로 도입 ∘ 주로 광산분야에서 널리 이용 ∘ 수직구 하부에 작업공간이 확보되는 경우에 적용 ∘ 벽면에 앵커로 가이드레일을 설치하고 이를 따라 움직이는 작업대를 이

용하며 발파에 의하여 상향으로 굴착 ∘ 경제성을 고려하여 최소 100m 이상의 굴착 길이 필요 ∘ 400m를 시공 상 한계로 보며 200m 내외가 최적

② 특징 ∘ 설비가 적어 초기투자비가 저렴하다 ∘ 지반조건을 보면서 굴착하므로 지반변화에 즉시 대응이 가능하다 ∘ 지보재를 설치하지 않고 레일을 벽면에 부착하므로 열악한 지반조건(지

반이 나쁜 구간이나 단층대 등)에서 적용하기 곤란하다 ∘ 발파 및 진동 소음이 크고 부석정리 시 낙반의 위험성 등 안정상 문제를

내포하고 있다 ∘ 부대시설(환기 급배수)이 필요하다

③ Flow Chart

Rail 설치를 위한 공간확보 Rail 설치 천공 장약발파(발파시 도피공간으로 이동)

∘ Flow Chart 와 같은 방법으로 상향으로 선진갱을 굴착하고 하향으로 확공하면서 하부로 버력을 처리하는 병용방법을 적용하는 경우가 대부분이다 983093 983094

983092 983092

버력처리 부석처리 환기(가이드레일 위부분의 Head Plate로부터 물과 공기를 분사)

2) RBM(Raise Boring Machine)공법bull RBM (Raise Boring Machine) ① 개요 ∘ 1949년 독일의 Herr Bade가 개발 ∘ 미국의 Cannon과 Robbins에 의해 점차 대구경화 ∘ 국내에서는 1980년부터 광산에서 장비도입과 함께 사용하기 시작함 ∘ 수직구의 상부에는 기계실 하부에는 Reaming room이 필요

② 특징 ∘ 용출수가 발생하는 조건에서도 작업이 가능하다 ∘ 환기 및 발파 등의 영향을 받지 않는다 ∘ 극경암 지역에서는 커터의 비용이 높다 ∘ 연암이나 풍화암 직역은 측벽의 붕락으로 굴착에 어려움이 있을 수 있다 ∘ 유도공이 편향되어 천공되 경우 수직오차를 줄이기 어렵다 ∘ 고도의 기술 축척이 필요하다

③ Flow Chart

유도공 굴착 드릴피트 제거 및 리머부착 리밍(확공)∘ 수직 및 사갱의 상부에 기계실을 설치 하부 에는 Reaming Room을 조성한 후 기계실 에 RBM을안착시켜소구경(직경 311mm)의 Tri ConeBit로 유도공을 관통시킨 다음 하부에 Reamer Head를 설치 수직 또는 사갱 을 대구경(직경 24sim305m)으로 확공해 올라가 는 RBM공법을 채택 시공하였으며 이 공법의 장점은 정밀 시공이 용이하고 지하수 환기 및 발파의 영향을 가장 적게 받으면서 진동 및 소 음이 거의 없으며 안전관리에 유리합니다

RBM 설치 전경 RBM 굴착후

3) RC공법과 RBM공법의 비교 공법

구분 RBM 공법 RC 공법굴착 전단면 기계식 상향 굴착 운반기계 + 인력천공의 상향 굴착보강 굴착 중 보강 불가 굴착 중 보강 불가지수 불가 불가

적용지반 풍화암～경암(양호한 지반) 풍화암～경암

적용성∙단면φ24～30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙모든 굴착이 가능하나 사갱 굴착 시 고도의 기술 필요∙절리파쇄대 구간 시공속도 저하

∙단면20times20m～ 30times30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙30～90deg범위의 수직도 유지 가능∙사갱 복잡한 형태의 굴착 가능∙절리파쇄대 구간 시공 곤란

안전성 안전 불량

시공성

∙소형의 버력처리 장비 가능∙용출수 발생 시에도 작업 가능∙수직도를 유지하지 못할 경우 추가 작업 곤란∙암반강도가 매우 큰 경우 효율 저하∙상부 표토 경화 후 기계기초 설치

∙대심도의 경우 긴 싸이클 타임∙문제점 발생 시 대처 용이∙암반의 강도가 매우 큰 경우 RBM 공법보다 효율적∙낙석이나 낙반 발생 시 매우 불리∙용출수 발생 시 측량 불가능

경제성∙작업효율이 높다∙인건비 투입이 작다∙운반비용 소모품이 고가∙공사비 3900 만원m

∙설비가 적어 초기투자비가 저렴∙장비운반 소모품 비용이 저렴∙인건비 투입이 크며 환기시설 등이 필요∙공사비 3300만원m

작업환경∙수직구내 인원투입이 없어 안전∙저소음 저진동 공법∙환기장비 불필요∙RBM 장비 설치를 위한 부지확보와 장비 이동 필요

∙낙석 등으로 인하여 안전성 불리∙발파 소음 및 진동 발생∙하향환기로 분진 정체∙하부 작업공간 필요∙수직구 상부에 작업공간 불필요

③ Flow Chart

Rail 설치를 위한 공간확보 Rail 설치 천공 장약발파(발파시 도피공간으로 이동)

∘ Flow Chart 와 같은 방법으로 상향으로 선진갱을 굴착하고 하향으로 확공하면서 하부로 버력을 처리하는 병용방법을 적용하는 경우가 대부분이다 983093 983094

983092 983092

버력처리 부석처리 환기(가이드레일 위부분의 Head Plate로부터 물과 공기를 분사)

2) RBM(Raise Boring Machine)공법bull RBM (Raise Boring Machine) ① 개요 ∘ 1949년 독일의 Herr Bade가 개발 ∘ 미국의 Cannon과 Robbins에 의해 점차 대구경화 ∘ 국내에서는 1980년부터 광산에서 장비도입과 함께 사용하기 시작함 ∘ 수직구의 상부에는 기계실 하부에는 Reaming room이 필요

② 특징 ∘ 용출수가 발생하는 조건에서도 작업이 가능하다 ∘ 환기 및 발파 등의 영향을 받지 않는다 ∘ 극경암 지역에서는 커터의 비용이 높다 ∘ 연암이나 풍화암 직역은 측벽의 붕락으로 굴착에 어려움이 있을 수 있다 ∘ 유도공이 편향되어 천공되 경우 수직오차를 줄이기 어렵다 ∘ 고도의 기술 축척이 필요하다

③ Flow Chart

유도공 굴착 드릴피트 제거 및 리머부착 리밍(확공)∘ 수직 및 사갱의 상부에 기계실을 설치 하부 에는 Reaming Room을 조성한 후 기계실 에 RBM을안착시켜소구경(직경 311mm)의 Tri ConeBit로 유도공을 관통시킨 다음 하부에 Reamer Head를 설치 수직 또는 사갱 을 대구경(직경 24sim305m)으로 확공해 올라가 는 RBM공법을 채택 시공하였으며 이 공법의 장점은 정밀 시공이 용이하고 지하수 환기 및 발파의 영향을 가장 적게 받으면서 진동 및 소 음이 거의 없으며 안전관리에 유리합니다

RBM 설치 전경 RBM 굴착후

3) RC공법과 RBM공법의 비교 공법

구분 RBM 공법 RC 공법굴착 전단면 기계식 상향 굴착 운반기계 + 인력천공의 상향 굴착보강 굴착 중 보강 불가 굴착 중 보강 불가지수 불가 불가

적용지반 풍화암～경암(양호한 지반) 풍화암～경암

적용성∙단면φ24～30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙모든 굴착이 가능하나 사갱 굴착 시 고도의 기술 필요∙절리파쇄대 구간 시공속도 저하

∙단면20times20m～ 30times30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙30～90deg범위의 수직도 유지 가능∙사갱 복잡한 형태의 굴착 가능∙절리파쇄대 구간 시공 곤란

안전성 안전 불량

시공성

∙소형의 버력처리 장비 가능∙용출수 발생 시에도 작업 가능∙수직도를 유지하지 못할 경우 추가 작업 곤란∙암반강도가 매우 큰 경우 효율 저하∙상부 표토 경화 후 기계기초 설치

∙대심도의 경우 긴 싸이클 타임∙문제점 발생 시 대처 용이∙암반의 강도가 매우 큰 경우 RBM 공법보다 효율적∙낙석이나 낙반 발생 시 매우 불리∙용출수 발생 시 측량 불가능

경제성∙작업효율이 높다∙인건비 투입이 작다∙운반비용 소모품이 고가∙공사비 3900 만원m

∙설비가 적어 초기투자비가 저렴∙장비운반 소모품 비용이 저렴∙인건비 투입이 크며 환기시설 등이 필요∙공사비 3300만원m

작업환경∙수직구내 인원투입이 없어 안전∙저소음 저진동 공법∙환기장비 불필요∙RBM 장비 설치를 위한 부지확보와 장비 이동 필요

∙낙석 등으로 인하여 안전성 불리∙발파 소음 및 진동 발생∙하향환기로 분진 정체∙하부 작업공간 필요∙수직구 상부에 작업공간 불필요

2) RBM(Raise Boring Machine)공법bull RBM (Raise Boring Machine) ① 개요 ∘ 1949년 독일의 Herr Bade가 개발 ∘ 미국의 Cannon과 Robbins에 의해 점차 대구경화 ∘ 국내에서는 1980년부터 광산에서 장비도입과 함께 사용하기 시작함 ∘ 수직구의 상부에는 기계실 하부에는 Reaming room이 필요

② 특징 ∘ 용출수가 발생하는 조건에서도 작업이 가능하다 ∘ 환기 및 발파 등의 영향을 받지 않는다 ∘ 극경암 지역에서는 커터의 비용이 높다 ∘ 연암이나 풍화암 직역은 측벽의 붕락으로 굴착에 어려움이 있을 수 있다 ∘ 유도공이 편향되어 천공되 경우 수직오차를 줄이기 어렵다 ∘ 고도의 기술 축척이 필요하다

③ Flow Chart

유도공 굴착 드릴피트 제거 및 리머부착 리밍(확공)∘ 수직 및 사갱의 상부에 기계실을 설치 하부 에는 Reaming Room을 조성한 후 기계실 에 RBM을안착시켜소구경(직경 311mm)의 Tri ConeBit로 유도공을 관통시킨 다음 하부에 Reamer Head를 설치 수직 또는 사갱 을 대구경(직경 24sim305m)으로 확공해 올라가 는 RBM공법을 채택 시공하였으며 이 공법의 장점은 정밀 시공이 용이하고 지하수 환기 및 발파의 영향을 가장 적게 받으면서 진동 및 소 음이 거의 없으며 안전관리에 유리합니다

RBM 설치 전경 RBM 굴착후

3) RC공법과 RBM공법의 비교 공법

구분 RBM 공법 RC 공법굴착 전단면 기계식 상향 굴착 운반기계 + 인력천공의 상향 굴착보강 굴착 중 보강 불가 굴착 중 보강 불가지수 불가 불가

적용지반 풍화암～경암(양호한 지반) 풍화암～경암

적용성∙단면φ24～30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙모든 굴착이 가능하나 사갱 굴착 시 고도의 기술 필요∙절리파쇄대 구간 시공속도 저하

∙단면20times20m～ 30times30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙30～90deg범위의 수직도 유지 가능∙사갱 복잡한 형태의 굴착 가능∙절리파쇄대 구간 시공 곤란

안전성 안전 불량

시공성

∙소형의 버력처리 장비 가능∙용출수 발생 시에도 작업 가능∙수직도를 유지하지 못할 경우 추가 작업 곤란∙암반강도가 매우 큰 경우 효율 저하∙상부 표토 경화 후 기계기초 설치

∙대심도의 경우 긴 싸이클 타임∙문제점 발생 시 대처 용이∙암반의 강도가 매우 큰 경우 RBM 공법보다 효율적∙낙석이나 낙반 발생 시 매우 불리∙용출수 발생 시 측량 불가능

경제성∙작업효율이 높다∙인건비 투입이 작다∙운반비용 소모품이 고가∙공사비 3900 만원m

∙설비가 적어 초기투자비가 저렴∙장비운반 소모품 비용이 저렴∙인건비 투입이 크며 환기시설 등이 필요∙공사비 3300만원m

작업환경∙수직구내 인원투입이 없어 안전∙저소음 저진동 공법∙환기장비 불필요∙RBM 장비 설치를 위한 부지확보와 장비 이동 필요

∙낙석 등으로 인하여 안전성 불리∙발파 소음 및 진동 발생∙하향환기로 분진 정체∙하부 작업공간 필요∙수직구 상부에 작업공간 불필요

③ Flow Chart

유도공 굴착 드릴피트 제거 및 리머부착 리밍(확공)∘ 수직 및 사갱의 상부에 기계실을 설치 하부 에는 Reaming Room을 조성한 후 기계실 에 RBM을안착시켜소구경(직경 311mm)의 Tri ConeBit로 유도공을 관통시킨 다음 하부에 Reamer Head를 설치 수직 또는 사갱 을 대구경(직경 24sim305m)으로 확공해 올라가 는 RBM공법을 채택 시공하였으며 이 공법의 장점은 정밀 시공이 용이하고 지하수 환기 및 발파의 영향을 가장 적게 받으면서 진동 및 소 음이 거의 없으며 안전관리에 유리합니다

RBM 설치 전경 RBM 굴착후

3) RC공법과 RBM공법의 비교 공법

구분 RBM 공법 RC 공법굴착 전단면 기계식 상향 굴착 운반기계 + 인력천공의 상향 굴착보강 굴착 중 보강 불가 굴착 중 보강 불가지수 불가 불가

적용지반 풍화암～경암(양호한 지반) 풍화암～경암

적용성∙단면φ24～30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙모든 굴착이 가능하나 사갱 굴착 시 고도의 기술 필요∙절리파쇄대 구간 시공속도 저하

∙단면20times20m～ 30times30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙30～90deg범위의 수직도 유지 가능∙사갱 복잡한 형태의 굴착 가능∙절리파쇄대 구간 시공 곤란

안전성 안전 불량

시공성

∙소형의 버력처리 장비 가능∙용출수 발생 시에도 작업 가능∙수직도를 유지하지 못할 경우 추가 작업 곤란∙암반강도가 매우 큰 경우 효율 저하∙상부 표토 경화 후 기계기초 설치

∙대심도의 경우 긴 싸이클 타임∙문제점 발생 시 대처 용이∙암반의 강도가 매우 큰 경우 RBM 공법보다 효율적∙낙석이나 낙반 발생 시 매우 불리∙용출수 발생 시 측량 불가능

경제성∙작업효율이 높다∙인건비 투입이 작다∙운반비용 소모품이 고가∙공사비 3900 만원m

∙설비가 적어 초기투자비가 저렴∙장비운반 소모품 비용이 저렴∙인건비 투입이 크며 환기시설 등이 필요∙공사비 3300만원m

작업환경∙수직구내 인원투입이 없어 안전∙저소음 저진동 공법∙환기장비 불필요∙RBM 장비 설치를 위한 부지확보와 장비 이동 필요

∙낙석 등으로 인하여 안전성 불리∙발파 소음 및 진동 발생∙하향환기로 분진 정체∙하부 작업공간 필요∙수직구 상부에 작업공간 불필요

3) RC공법과 RBM공법의 비교 공법

구분 RBM 공법 RC 공법굴착 전단면 기계식 상향 굴착 운반기계 + 인력천공의 상향 굴착보강 굴착 중 보강 불가 굴착 중 보강 불가지수 불가 불가

적용지반 풍화암～경암(양호한 지반) 풍화암～경암

적용성∙단면φ24～30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙모든 굴착이 가능하나 사갱 굴착 시 고도의 기술 필요∙절리파쇄대 구간 시공속도 저하

∙단면20times20m～ 30times30m∙심도100～400m(200m내외가 최적)∙30～90deg범위의 수직도 유지 가능∙사갱 복잡한 형태의 굴착 가능∙절리파쇄대 구간 시공 곤란

안전성 안전 불량

시공성

∙소형의 버력처리 장비 가능∙용출수 발생 시에도 작업 가능∙수직도를 유지하지 못할 경우 추가 작업 곤란∙암반강도가 매우 큰 경우 효율 저하∙상부 표토 경화 후 기계기초 설치

∙대심도의 경우 긴 싸이클 타임∙문제점 발생 시 대처 용이∙암반의 강도가 매우 큰 경우 RBM 공법보다 효율적∙낙석이나 낙반 발생 시 매우 불리∙용출수 발생 시 측량 불가능

경제성∙작업효율이 높다∙인건비 투입이 작다∙운반비용 소모품이 고가∙공사비 3900 만원m

∙설비가 적어 초기투자비가 저렴∙장비운반 소모품 비용이 저렴∙인건비 투입이 크며 환기시설 등이 필요∙공사비 3300만원m

작업환경∙수직구내 인원투입이 없어 안전∙저소음 저진동 공법∙환기장비 불필요∙RBM 장비 설치를 위한 부지확보와 장비 이동 필요

∙낙석 등으로 인하여 안전성 불리∙발파 소음 및 진동 발생∙하향환기로 분진 정체∙하부 작업공간 필요∙수직구 상부에 작업공간 불필요