제 5 장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침

 

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 125

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

5.1 개 요

지하도로를 건설함에 있어 터널 및 구조물 계획은 지하도로와 연관되는 주변 여건이 다각적으로 검

토된 후 전체 노선 내에서 그 기능과 역할을 충분히 발휘할 수 있도록 수립되어야 한다.

【해 설】

지하도로에서 터널 및 구조물은 그 자체가 노선계획의 우선적인 고려 대상일 수는 없으며,

개별 구조물에 대한 독립적인 기술적 . 경제적 검토의 결과로 설계가 이루어지더라도 노선

전체에 대한 관점에서 효율성과 합리성이 유지되도록 설계를 수행하여야 한다.

지하도로의 터널 및 구조물 계획 수립 시에는 지역적 여건, 장래 전망 등 사전조사 성과를

기초로 하여 평면종단선형, 환경에 미치는 영향, 지하도로 내 부속설비 및 인접 시설물과

의 연관성을 종합적으로 검토한 후, 전체 노선 내에서 그 기능과 역할을 충분히 발휘할 수

있도록 하여야 한다.

이를 위하여 본 설계지침 ‘제2장 계획’의 터널 및 구조물 계획 관련사항이 충실히 반영

된 설계를 수행하여야 한다.

지하도로의 터널 및 구조물 설계 시에는 조사결과를 바탕으로 건설중 안정성과 시공성 확보 뿐만

아니라 공사가 지상 및 지하에 미치는 영향을 고려하고 인접 구조물의 안정성을 확보하도록 하여

야 하며, 운영중 유지관리 성능과 사용성 뿐만 아니라 건설비와 유지관리비 등 경제성도 확보되도

록 하여야 한다.

【해 설】

지하도로의 터널 및 구조물 설계는 지반의 불확실성, 지반조사의 기술적 한계 및 지하공간

에서의 제한적 작업특성 등이 고려되어야 한다. 즉, 조사 결과를 이용하여 안정성, 시공성,

내구성, 경제성이 확보되고 유지관리가 편리한 시설이 되도록 하는 것을 설계의 원칙으로

하되, 실제 시공 조건이 설계 당시에 예측한 조건과 상이한 경우에 대비한 변경방법 및 조

치사항 등을 포함하여야 한다. 이를 위하여 설계 시에 적용한 제반적용 자료와 분석 및 예

측사항을 명확하게 제시하여야 한다.

지하도로의 안정성을 확보하기 위하여 본선의 터널 및 구조물의 안전뿐만 아니라 지하도로

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

126 지하도로 설계지침

에 근접한 구조물 또는 시설물에 미치는 영향과 인접지역의 지하수위 변동 영향도 최소화

되도록 하여야 하며, 그러한 영향에 대하여는 필요 시 합리적인 대책을 강구하여야 한다.

지하도로의 터널 및 구조물 설계는 환기, 조명, 방재시설 등의 제반설비 사항들도 고려하

여야 하며 이들의 역할이 잘 발휘되도록 하여야 한다. 특히, 관계 법령이 정하는 바에 따

라 이용자를 위한 제반 안전성 분석 및 피난계획을 수립하고, 지하도로 내 부착물 및 시설

물은 화재 시를 고려하여 적절한 재료를 선정하여야 한다.

지하도로의 터널 및 구조물 설계는 계획 터널노선에 대하여 시공성을 고려한 경제성 분석

을 실시하여야 하며 향후 운영 시의 유지관리에 필요한 사항을 고려하여야 한다.

지하도로 구조물은 지상의 기존도로 혹은 기존 건물에 근접하여 위치될 경우가 많으므로

운영 중 유지관리 편의성, 안전성, 경제성뿐만 아니라, 시공 중 교통처리, 인접 시설물의

안전성 확보 등을 고려한 계획을 수립하여야 한다.

도시지역 등에서 지하도로 건설의 영향을 받는 지상 및 지하구조물의 안전성 확보를 위해

공사로 인한 지하수위 변화, 지반침하 영향을 검토하여 지하수 변동(지하도로의 터널 내

지하수 유입 및 지하수위 저하 등) 제어 및 지하안전 확보 방안을 마련하여야 한다.

지하공간 개발 및 이용과 관련하여 지반침하로 인한 위해를 방지하기 위한 목적으로 「지

하안전관리에 관한 특별법(약칭: 지하안전법)」이 제정되고 관련 제도가 시행됨에 따라 지

하수 관리개념이 도입되고 있으며, 이는 국가적 지하수 환경 보전.관리 정책과도 연계되는

사항이므로 지하도로의 터널 및 구조물 설계의 주요 요소로 고려하여야 한다.

지하도로의 터널단면은 시설한계를 만족시키는 것을 전제로 경제성과 안정성을 종합하여

계획하되 환기, 조명 및 비상용 시설 등의 터널 부속설비와 지하수 변동 대응을 고려한 방

수형식을 검토하여 정한다.

지하도로의 터널방수형식은 기존의 배수형 방수형식과 비배수형 방수형식 외에도 지하수

관리개념을 도입하여 터널 내 유입량을 제한하는 방수형식을 적용할 수 있다.

지하도로의 터널굴착 설계시에는 지하수 변동(터널 내 지하수 유입 및 지하수위 저하)에

대한 대응방안을 검토하여야 한다.

지하도로 건설로 인한 지하수 변동은 이미 터널굴착 중 지중에서 형성된 투수경계 변화에

종속되어 일정한 시간차를 두고 발생하는 현상이므로 지하수 환경 변화가 규제되어 있는

조건에서는 시공 및 운영중 지하도로의 터널 내 유입량을 제한하여야만 지하수위 저하량

을 허용치 이내로 제어할 수 있다.

지하수 관리기준을 준수하기 위해서는 지상 및 지중 구조물, 지반상태 및 지하수 환경 등

제약조건에 따라 구간별 터널 내 허용유입량 기준을 설정한 후에 그에 부합하는 유입량

제한수단의 적용계획을 수립할 수 있으며, 지하수위-터널 내 유입량-터널 구조물 작용수

압의 관계를 면밀히 검토하여 지하도로의 터널 배수체계와 터널 구조물 계획에 반영할 수

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 127

있다.

지하도로의 터널설계는 제반조사 자료들을 근거로 지반특성을 고려하여 터널주변 원지반

이 보유하고 있는 지보능력을 최대한 활용할 수 있도록 단면형상, 굴착공법과 방법, 지보

재 형식, 라이닝, 터널 입구와 출구부, 방재 및 부대시설 등을 계획, 선정하여야 한다.

지하도로의 터널설계는 굴착 시 원지반의 손상이나 여굴 발생이 최소화되도록 하여야 하

며, 원지반의 손상이나 여굴 발생 시 그 처리방안을 제시하여야 한다.

지하도로의 터널설계는 불확실한 제반요소를 포함하고 있다는 점을 고려하여야 하며, 시

공 중 설계단계에서의 예측과 조건이 상이하여 예상되는 문제점에 대해서는 <표 5.1.1>과

같은 사항들에 대하여 설계내용을 변경할 수 있도록 하여야 한다.

<표 5.1.1> 시공단계의 터널설계 변경사항

주 요 항 목 주 요 내 용

지반의 재분류 . 적용지반의 분류

설계단면 변경 . 지보재 . 변형 여유량 . 단면형상

적용지보패턴의 변경 . 숏크리트의 두께 . 숏크리트의 재질 . 록볼트의 길이 및 본수

. 강지보재 설치간격 및 규격

굴착공법의 변경 . 벤치커트 공법 (코어(core) 남김, 링커트 포함)

. 선진도갱공법 . 기타 굴착단면 분할

보조공법 도입 . 굴진면 안정화 대책 . 지반보강 대책 . 용출수대책

. 지표면 침하 대책 . 근접 구조물 대책

단면의 폐합 . 인버트 부분 콘크리트 타설(조기시공) . 인버트 부분 숏크리트 타설(가폐합)

. 콘크리트라이닝 강성증대 . 이중라이닝(임시라이닝)

터널공법 변경 . 개착터널공법으로 전환 . 토공구간으로 전환

기 타 . 기타 시공 시 제반 여건이 설계시의 조건과 상이하여 변경이 요구되는 사항

5.2 지하도로의 터널일반

5.2.1 지하도로의 터널단면

지하도로의 터널단면은 터널목적 및 기능에 따라 소요되는 시설한계와 선형조건에 따른 확폭량, 환

기방식, 방.배수형식, 터널 내 제반설비의 시설공간 및 유지관리에 필요한 여유폭 등을 고려하여 결

정하여야 한다.

【해 설】

지하도로 터널의 굴착단면계획은 내공단면을 기준으로 하여 지보재의 총 두께와 콘크리트

라이닝의 두께 및 지반변형 등 허용편차를 고려하되 구조적으로 유리한 형상으로 결정하

여야 한다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

128 지하도로 설계지침

동일 작업구간 내의 터널단면은 가급적 동일한 규격과 형상으로 표준화하여 시공성을 높

일 수 있도록 계획하여야 한다.

현저하게 작은 단면의 터널을 계획할 경우에는 작업환경과 시공성을 고려하여 내공단면을

결정하여야 한다.

지하도로 터널건설로 인한 지하수 변동 제어 대책에 따라 터널에 작용하는 하중체계가 달

라지며, 단면형상 결정에도 영향을 미친다. 터널의 건설위치, 수압조건 등의 수리상황을

고려한 구조적, 경제적 타당성을 검토하여 방.배수 형식과 단면형상을 검토하여야 한다.

지하도로 터널의 방수형식은 배수형 방수형식(배수터널)과 비배수형 방수형식(비배수터널)

으로 구분된다. 배수터널은 자유유입을 허용하므로 유입수 처리가 필요하며, 비배수터널

은 정수압을 지지하여야 한다. 배수터널은 수압하중을 배제할 수 있으므로 임의형상으로

계획할 수 있으나 배수층, 배수공, 배수로, 집수정, 폄프장 등의 배수설비가 필요하다. 비

배수터널은 정수압을 지지하여야 하므로 원형에 가깝게 계획하는 것이 바람직하다.

가. 내공단면

지하도로의 터널 내공단면은 콘크리트 라이닝 벽면과 바닥부 도로 포장면으로 둘러싸인

안쪽 부분의 크기와 모양을 말한다.

지하도로 터널의 내공단면은 <그림5.2.1>에 따라 결정할 수 있으며 통상 그 종별이나 등급

에 따라 정해지는 시설한계를 만족시켜야 할 뿐만 아니라, 환기 . 방재설비, 조명, 배수시

설, 내장재, 표지판 등 지하도로 내 제반 시설물의 설치공간과 유지관리 및 시공오차 등에

대한 여유를 고려하여 결정하여야 한다.

나. 단면형상

지하도로의 터널의 단면형상은 응력-변형거동에 있어 구조적으로 안정하면서도 굴착량 절

감 등 경제성도 확보할 수 있도록 결정하여야 한다. <그림 5.2.2>에서와 같이 단면형상은

일반적으로 난형, 마제형 또는 원형으로 구분된다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 129

시 작

시 설 한 계

* 검사원통로 유무 (편측, 양측)

* 방재등급 구분

환기설비 필요여부

` * 소요내공 단면적

* 환기방식에 따른 설비 단면적

최적단면

아니오

예

내장 및 부대설비 면적

작도 (3심원도, 5심원도)

완 료

예

아니오

<그림 5.2.1> 내공단면 결정 순서도

(a) 난형 (b) 마제형 (c) 원형

<그림 5.2.2> 터널의 단면형상

난형 및 마제형의 단면형상은 주로 파쇄굴착 또는 발파굴착에 의해 시공되는 터널에서 적

용되며, 난형 단면은 불량한 지반조건에서의 구조적 안정성 확보에 유리한 반면에, 마제형

단면은 난형 단면에 비해 굴착량을 절감 할 수 있는 단면형상이다.

원형의 단면형상은 주로 전단면 터널굴착기계(TBM)를 이용하여 시공되는 터널에서 적용

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

130 지하도로 설계지침

되며, 난형 및 마제형 단면에 비하여 구조적 안정성이 우수한 반면에 소요 시설한계 외의 사

공간이 발생하여 굴착량 측면에서 비경제적인 것으로 알려져 있다. 반면, 파쇄굴착 또는 발

파굴착에 의해 시공되는 터널에 원형단면을 적용하는 경우에는 시공성이 저하될 수 있다.

다. 단면구성요소

지하도로의 터널단면은 <그림 5.2.3>과 같이 “제4장 지하도로의 기하구조”에서 정하는

시설한계와 배수구, 공동구 및 시설대로 구성된다.

(1) 시설한계

시설한계는 도로 위에서 차량이나 보행자의 교통안전을 보호하기 위하여 어느 일정한 폭,

일정한 높이 범위 내에서는 장애가 될 만한 시설물을 설치하지 못하게 하는 공간확보의 한

계이다.

지하도로의 터널 내공단면의 시설한계는 “제4장 지하도로의 기하구조”에서 정하는 차로

폭, 길어깨(측방여유폭) 및 한계높이를 만족하도록 계획하여야 한다. 여기서, 측방여유폭이란

길어깨 차선의 포장단에서부터 운전자에게 인식되는 장애물까지의 거리를 의미하는데 터널

내에서는 차도끝에서 시설한계선까지를 측방여유폭으로 정하며 길어깨와 같은 폭으로 설정

한다. 한편, 시설대는 공동구, 조명 등 각종 시설을 고려한 공간을 의미한다.

상기한 시설한계 폭원 및 높이에 더하여, 배수구, 공동구, 검사원통로, 환기 . 방재시설 및 조

명 등의 설치공간과 시설물 여유, 시공오차 및 지반변형 등의 시설한계 여유를 고려하여 내공

단면 계획을 수립하여야 한다. <그림 5.2.4>는 소형차 전용도로의 시설한계를 적용한 단면구

성 사례이다. 다만 <그림 5.2.4>에 표시된 치수는 표준으로 정해진 것이 아니며 본 지침 ‘제4

장 도로 기하구조’에 준하여 도로기능 및 설계속도 등에 따라 다르게 적용하여야 한다.

시설한계

차 로

공동구

배수구

측대

배수구

측방여유폭 공동구

시설대

<그림 5.2.3> 터널 단면구성 요소 <그림 5.2.4> 소형차 전용도로 터널 단면구성 사례

(2) 배수구

배수구는 지하도로의 터널 주변 지반에서 발생하는 용출수를 처리함과 동시에 터널내부로

유입되는 노면수 및 터널 내 청소 등으로 발생하는 표면수를 원활히 처리하기 위하여 설치

하므로, 유입수를 원활히 처리할 수 있는 형식으로 계획하여야 한다.

장기적으로 터널 주변지역의 지하수 오염을 방지하기 위하여 노면수와 청소수는 터널 주

변 지반의 용출수와 분리하여 배수하는 것이 바람직하다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 131

(3) 공동구

공동구는 전기, 소화전, 배수관, 전선관 등 점용물을 공동 수용할 수 있는 규모로 계획하여

미관과 교통소통에 지장이 없는 위치에 설치하도록 한다.

공동구의 규격은 지하도로의 터널 내 제반설비에 따른 소요규모 이상 확보하는 것을 전제

로 하되, 검사원 통로가 설치되는 경우, 검사원 안전 확보를 위한 높이를 고려하여 결정하여

야 한다.

한편, 전단면 터널굴착기계(TBM)를 이용하여 시공되는 장대터널에서는 차도 하부의 여유

공간을 이용하여 공동구를 계획함으로써 공동구 규모 확대로 인해 운전자에게 발생하는 심

리적 위압감을 해소할 수 있다.

(4) 검사원통로

지하도로 터널의 측벽부에 있는 차로 시설한계 이외의 여유 공간 중 검사원의 안전 확보

를 목적으로 관리용 통로를 확보해 두는 공간을 검사원통로라 한다.

일반적으로 터널 안에는 환기 . 조명 및 방재에 관한 각종 설비기기들이 설치되며 이들의

기능을 유지하기 위해서는 적정한 빈도의 보수점검 작업이 필요하지만 보수점검에 따른 교

통 통제를 할 경우 이용자에 대한 서비스 품질이 저하된다. 따라서 검사원통로는 양측에 설

치되는 것이 이상적이나, 건설비가 많이 들고 방재설비기기 중에서 터널 양측에 설치되는 것

은 조명등을 제외하면 소수이므로 피난연락갱 위치를 고려하여 편측에 설치하여야 한다.

그러나 위와 같은 설치의 필요성에도 불구하고 검사원통로의 설치가 주행차로의 운전자에

게 상당한 심리적 부담감을 줄 우려가 있으므로 이의 설치에는 신중을 기하여야 한다. 검사

원 통로를 설치할 경우 설치 높이는 주행자가 느낄 수 있는 중압감, 시거 등을 고려하여 최

소화 할 수 있고 공동구 규격에 따라 유연하게 설치하도록 한다. 또한, 소형차 전용도로가 초

장대 터널로 계획될 경우 현실적으로 도보점검이 곤란하므로 점검통로를 운행하는 비상용

차량을 계획할 수 있으며 평상시에는 유지관리용으로, 비상시에는 구난요원의 이동수단으로

활용할 수 있다.

(5) 환기설비

지하도로의 터널 환기설비로 제트팬을 적용하는 경우, 터널 단면구성요소로서 제트팬 설

치공간을 고려하여야 하며 <그림 5.2.5>의 (a)와 같이 차로부 시설한계에서 상단여유를 두어

야 한다. 제트팬의 설치방법에는 고정식과 자유매달기식이 있는데, 터널에서의 제트팬 부착

방법은 천장에 매다는 방식이 보통이며 환기효율 검토를 통하여 제트팬 외경과 천장 벽면까

지의 적정 이격거리를 확보한 계획을 수립하여야 한다.

지하도로의 터널 환기방식으로 횡류식 등 풍도를 이용하는 환기시설을 계획할 경우에는

터널연장, 소요환기량 등에 따라 소요되는 풍도 면적을 고려하여 내공단면을 계획하여야 한

다. 또한, <그림 5.2.5>의 (b)에서와 같이 “제7장 방재”에서 정하는 정보표지판 및 차로 이

용규제 신호등의 설치공간을 고려하여 시설한계와 풍도슬래브와의 여유폭을 확보한 터널 내

공단면을 결정하여야 한다. 단, <그림 5.2.5>에 표시된 치수는 표준으로 정해진 것이 아니며

본 지침 ‘제4장 도로 기하구조’에 준하여 도로기능 및 설계속도 등에 따라 다르게 적용하

여야 한다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

132 지하도로 설계지침

(a) 제트팬 적용 터널 (b) 횡류식 적용 터널

<그림 5.2.5> 환기설비 적용시 터널의 단면구성 사례

5.2.2 지하도로의 터널지보재

지하도로의 터널지보는 원지반의 지보능력을 최대한 활용하는 것을 원칙으로 하며, 터널지보재는

터널 주변의 지반거동 특성에 부합되도록 설계하여 시공 중이나 완공 후에도 터널의 안정을 유지할

수 있도록 하여야 한다. 또한 터널 내. 외부에서의 작업효율성, 안정성을 고려하여 각종 지보재를 설

계하여야 한다.

【해 설】

지하도로의 경우 도심을 통과할 수 있으므로, 발파 굴착 또는 파쇄굴착 방법을 이용하여

굴착하는 경우도 있고 전단면 터널굴착기계(TBM) 등 기계굴착을 이용하여 굴착하는 경우

도 가능할 것이다. 어느 경우이든 안정 상태에 있는 지반에 터널 굴착에 따라 발생되는 새

로운 응력상태에 대하여 터널주변 지반과 일체화시키는 지보재를 조기에 시공함으로써 주

변지반의 지보능력을 최대한 이용할 수 있도록 함과 동시에 주변 건물의 침하, 지하수위

변동 등에 대한 지반거동을 충분히 고려하여 설계하여야 한다.

지하도로 터널의 특성을 고려하여 공사 중 민원발생이 최소화되도록 계획할 필요가 있으

며 버력반출시 작업효율성을 거시적인 측면에서 고려하고 유출입부 등 천층터널의 경우

아칭효과가 발현되도록 신속하게 지보재를 설치하여 그 기능을 충분히 발휘할 수 있도록

유의하여야 한다. 또한, 완공 후 장기적인 안정성 측면에서 내구성 확보될 수 있는 지보재

선정도 매우 중요하므로 선정시 유의하여야 한다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 133

가. 지하도로의 터널지보재의 구분

지하도로의 터널의 지보재는 숏크리트, 록볼트, 강지보재 등으로 구성된 주지보재와 굴착의 용이성

과 안정성 증대를 목적으로 하는 훠폴링, 강관다단그라우팅, 프리그라우팅 등과 같은 보조공법으로

구분하여 설계하여야 한다.

【해 설】

일반적인 터널의 지보재는 숏크리트, 록볼트, 강지보재 등의 주지보재와 지반조건이 불량

한 곳에 터널안정성을 증대시켜주는 각종 그라우팅, 훠폴링 등의 보조공법으로 구분할 수

있다. 지보재와 보조공법에 대한 상세한 사항은 .터널설계기준(국토교통부).을 준용하여야

한다.

나. 숏크리트

숏크리트의 설계는 사용목적, 지반조건, 시공성 등을 고려하여 설계하여야 하며, 특히 지하도로를 도

시지역에 건설시 지하도로 터널의 숏크리트 시공방법은 주변조건, 규모, 운반거리 등을 고려하여 설

계하여야 한다.

【해 설】

숏크리트의 설계의 세부사항은 .터널설계기준(국토교통부). 및 해설서를 준용하여야 한다.

도시지역 장대터널의 경우 숏크리트 시공방법은 주변여건에 따라 B/P 설치 가능성, 운반

거리에 따른 경제성, 교통상황에 따른 민원 등을 고려하여 습식을 원칙으로 하되 필요시

건식을 검토하여야 할 것이다. 특히 도시지역에는 숏크리트 생산 및 운반방법이 문제가 될

수 있는데, B/P 설치와 기성제품 도입 중 어느 것이 합리적인지를 충분히 검토한 후 설계

하여야 한다.

다. 록볼트

록볼트의 설계는 사용 목적에 적합한 효과가 발휘되도록 설계하여야 하며 록볼트 자체의 항복하중

과 정착방법을 면밀히 검토하여야 한다.

【해 설】

록볼트의 설계에 있어서는 지반상태, 불연속면의 분포, 용출수 등을 고려하여 봉합작용,

보형성작용, 내압작용, 아치형성작용, 지반보강작용 등의 효과가 발휘되도록 설계해야 하

며 설계 시 상세한 사항은 .터널설계기준(국토교통부).을 준용하여야 한다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

134 지하도로 설계지침

라. 강지보재

강지보재는 지반조건에 따라 설치여부를 결정하여야 한다.

【해 설】

강지보재는 숏크리트 또는 록볼트의 지보기능이 발휘되기 전에 굴착면의 안정이 필요하거

나 지보재의 강성증가, 지반변위 억제 등의 기능이 요구될 때 사용하며 역할이 필요 없는

경우에는 생략가능하며 상세한 사항은 .터널설계기준(국토교통부).을 준용하여야 한다.

마. 보조공법

막장 천장부 지반 안정에 사용되는 파이프루프공법, 프리그라우팅 공법, 보강그라우팅공법 및 훠폴

링 공법과 막장면 안정에 사용되는 막장면 록볼트 및 숏크리트 등의 보조공법을 적용할 경우에는

안정성, 시공성, 경제성 등을 고려하여 지반상태에 적합한 방법으로 설계하여야 한다.

【해 설】

주변 지반조건에 따라 보강 및 용수방지를 위해 사용되는 보조공법을 적용할 경우에는 그

특성에 적합한 공법을 선정하는 것이 매우 중요하다. 파이프루프공법은 매우 연약한 지반

에는 적용하지 않는 것이 바람직하며, 경사 각도를 가급적 작게 되도록 설치하는 것이 좋

다. 프리그라우팅은 보강뿐 아니라 용수방지를 주목적으로 하는 보조공법인데, 지반의 특

성과 침투성 등을 고려하여 주입재, 주입량, 주입압력, 주입범위 및 방법을 검토하여 결정

하여야 한다. 보강그라우팅은 휨하중에 대한 충분한 내력을 가진 보강재를 선정하여 계획

하여야 하며 훠폴링은 지반보강효과가 크지 않으므로 유의하여 설계하여야 한다. 터널 막

장전면의 안정성이 확보되지 않은 경우에는 막장면 숏크리트 또는 록볼트를 검토하여 충

분한 안정성을 확보하도록 설치하여야 한다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 135

5.2.3 콘크리트 라이닝

지하도로 터널의 콘크리트 라이닝을 설계할 때에는 다음의 사항에 유의하여야 한다.

1) 콘크리트라이닝은 터널의 사용목적 및 사용조건에 적합하도록 설계하여야 한다.

2) 전단면 터널 굴착기계(TBM)를 이용한 시공을 계획할 때에는 세그먼트 라이닝을 지반조건에

따른 작용하중과 시공법에 따라 발생하는 하중을 고려하여 설계하여야 한다.

3) 터널의 형식 및 환기방식 등에 따라 터널 내에 슬래브를 설치할 때에는 슬래브와 콘크리트라

이닝 또는 세그먼트 라이닝이 접속하는 접합부의 시공방법, 슬래브의 설치방법 등을충분히 검

토한 후 설계하여야 한다. 특히, 슬래브 구조물이 도로로 이용되는 경우에는 콘크리트 라이닝

이 반복되는 차량하중에 견딜 수 있어야 한다.

【해 설】

일반적인 NATM 터널의 콘크리트 라이닝에 대한 상세한 사항 및 전단면 터널굴착기계

(TBM)를 적용할 경우의 세그먼트 라이닝 설계에 대한 상세한 사항은 「터널 설계기준(국

토교통부) KDS 27 40 05(현장타설 라이닝) 및 KDS 27 40 10(세그먼트 라이닝)」을 준용하

여야 한다.

환기·제연방식 및 터널 형식(복층형 등)에 따라서 터널 내부에 슬래브를 설치할 때에는

슬래브 지지점에 브라켓이 설치되어 콘크리트 라이닝과 연결되므로 슬래브의 설치 목적

및 형식 등을 고려하여 자중, 온도하중, 지진하중 및 반복 차량하중 등에 견딜 수 있는 구

조물이 되도록 설계하여야 한다.

특히, 차량 하중이 재하될 때 접속부는 교량의 교대와 유사한 역할을 하게 되며, 터널 라이

닝에 작용하는 하중 지지점이 복수로 발생하게 된다. 따라서 하중 특성을 고려한 해석을

실시하고 필요한 경우에는 안정성 확보를 위한 보강을 실시하여야 한다.

하중 특성을 고려한 해석을 실시할 때에는 슬래브로부터 전달되는 하중이 콘크리트 라이

닝 구조계 전체에 영향을 미치기 때문에 콘크리트 라이닝 전체를 모델링하여 자중, 차량하

중 등에 의한 영향을 검토하여야 한다.

도로로 이용되는 슬래브 구조물은 차량하중을 고려해야 하기 때문에 기본적으로 도로교

설계기준의 하중조합을 준수해야 하고, 지반과 접해있는 콘크리트 라이닝은 콘크리트 설

계기준의 하중조합을 적용하고 있으므로 슬래브 설계는 도로교설계기준을 적용하고 그 하

중을 고려하여 전체적으로는 콘크리트 설계기준을 적용하여야 한다.

지하도로의 터널 내 설치되는 슬래브와 터널 라이닝과의 연결구조는 콘크리트 슬래브를

라이닝과 분리되도록 설치하는 ‘분리형’과 콘크리트 슬래브를 라이닝과 일체화하여 설

치하는 ‘강결형’, ‘분리형’과 ‘강결형’을 혼합하여 설치하는 ‘혼합형’으로 구분

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

136 지하도로 설계지침

할 수 있으며 각 연결구조의 개요도 및 특징은 <표 5.2.1>과 같다.

<표 5.2.1> 터널 내 슬래브와 터널 라이닝의 연결구조 및 특징

구 분 개요도 특 징

강결형 . 교통하중에 의한 진동 영향을 최소화 할 수 있음

분리형

. 하중이 터널 라이닝으로 분산되는 효과에 의해 슬래브 두께를

최소화하는데 유리

. 슬래브 변형거동 하중이 터널 라이닝으로 전달되어 작용력이

커짐으로써 터널 라이닝 내부 보강량이 증가할 수 있음

혼합형 -

지하도로 터널의 슬래브와 터널 라이닝의 연결구조는 터널 및 슬래브의 사용목적과 함께

슬래브 및 터널라이닝의 거동을 종합적으로 분석하여 적용하여야 한다.

5.2.4 지하도로 터널의 슬래브

지하도로의 터널 형식 및 환기·제연방식 등을 고려하여 터널 내부에 설치되는 슬래브를 설계할

때에는 다음 사항에 유의하여야 한다.

1) 터널 내부에 시공하는 콘크리트 슬래브는 사용목적, 시공방법에 따라 계획 및 구조해석을 구분

하여 설계하여야 한다.

2) 슬래브는 터널 라이닝에 브래킷을 설치하여 지지되는 구조이며, 특히 도로로 이용되는 슬래브

구조물의 하중조건 및 재료의 강도 기준은 「KDS 24 00 00 (교량설계기준, 국토교통부)」에

부합되도록 설계하여야 한다.

【해 설】

슬래브의 시공방식(구조적 형식)은 크게 현장타설 콘크리트와 프리캐스트 콘크리트로 구

분할 수 있으며, 프리캐스트 슬래브를 현장에서 조립한 후 철근을 배근하여 그 위에 현장

타설한 하프슬래브 시스템의 적용도 검토할 수 있다.

현장타설 슬래브의 구조적 안정성을 유지하기 위해서는 슬래브 단면이 증가할 수 있으며,

단면의 증가는 지하도로의 터널 내공단면을 감소시켜 결과적으로는 총 굴착 단면적이 증

가할 수 있음에 유의하여야 한다.

프리캐스트 슬래브는 내공단면 확보와 시공성 측면에서는 유리하지만 현장 주변 슬래브

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 137

야적공간을 확보하여야 하는 점에 유의하여야 한다.

슬래브의 형식에 따라 설계 방식과 시공 방식이 달라질 수 있으므로 터널의 특성을 고려

하여 슬래브의 구조적 형식을 결정하여야 한다.

대부분의 노선이 대심도에 건설될 것으로 예상되는 지하도로에서는 온도변화가 적어 지

상도로와는 다르게 종 . 횡방향 신축량이 적을 수 있지만 종방향의 경우 지하도로의 연장

등을 고려하여 일정구간마다 신축이음장치(Expansion Joint) 설치 필요성 여부를 검토하여

야 한다.

도로로 이용되는 현장타설 콘크리트 슬래브는 줄눈(조인트)의 설치를 고려하여야 하며, 줄

눈의 구조는 간격, 배치, 규격을 검토하여 가급적 적게 설치하고, 강한 구조로 설계하여 공

용성과 주행성 저하를 방지하여야 한다.

도로로 이용되고 하부에 지지층이 없는 구조의 현장타설 콘크리트 슬래브는 지지층이 없

고 횡방향 양쪽 단부가 종방향으로 연속된 브래킷에 지지되는 형식임을 고려하여 세로줄

눈은 설치하지 않는 것을 원칙으로 한다.

도로로 이용되는 슬래브 구조물은 차량하중을 고려해야 하기 때문에 기본적으로 교량 설계

기준(KDS 24 00 00)의 하중조합을 준수해야 하고, 지반과 접해있는 콘크리트 라이닝은 콘크

리트구조 설계(KDS 14 20 00)와 터널 라이닝(KDS 27 40 00)의 하중조합을 적용하고 있으므

로 슬래브 설계는 교량 설계기준(KDS 24 00 00)을 적용하고 그 하중을 고려하여 전체적으

로는 콘크리트구조 설계(KDS 14 20 00)와 터널 라이닝(KDS 27 40 00)을 적용하여야 한다.

또한, 소형차전용 지하도로라 할지라도 시공 시와 유지보수 시 중차량이 통행할 경우를 고

려하여 표준트럭하중과 표준차로하중을 적용하는 것이 바람직하며, 이에 대한 자세한 사

항은 「KDS 24 12 21(교량 설계하중(한계상태설계법))」을 따른다.

도로로 이용되는 슬래브는 사용하중과 충격에 의한 처짐이 지간의 1/800을 초과하지 않도

록 설계하여야 한다.

도로로 이용되는 슬래브를 프리캐스트 구조로 할 때에는 차량 진행방향으로 일정간격마다

이음이 발생하므로 주행성 쾌적성 향상 및 구조적 안정성을 확보하기 위하여 이음부에서

연속화를 형성하는 방안을 강구하여야 한다.

지하도로의 터널 내에 슬래브 설치를 위해서는 브래킷(Braket, Corbel)의 설치가 필요하다.

특히, 터널의 콘크리트 라이닝과 슬래브의 연결형식이 분리형인 경우에는 브래킷의 설치

는 필수적인 요소이다.

브래킷에는 슬래브 자중과 교통하중 등이 집중되어 작용하는 구조적 특성을 갖게 되므로

슬래브의 연결특성에 따른 브라켓의 거동과 예상 파괴형태 등을 고려하여 적절한 보강을

반영하여 안정성을 확보하여야 한다.

슬래브가 강결로 연결될 때에는 브라켓에 모멘트와 수직, 수평 하중이 모두 작용하고, 특

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

138 지하도로 설계지침

히 모멘트의 작용으로 인해 휨응력이 크게 걸릴 수 있다.

힌지형태로 연결될 때에는 힌지가 장착되어 수직, 수평 하중이 작용하는 브라켓 중간부분

에서 주로 파괴가 일어날 수 있다.

롤러형태로 연결될 때에는 수직 하중이 작용하는 브라켓 끝부분에서 주로 파괴가 일어나

며, 모멘트가 작용하지 않아서 파괴 가능성은 낮지만 지압파괴의 가능성은 높을 수 있음에

유의하여야 한다.

<표 5.2.2>는 슬래브 연결 특성에 따른 브라켓의 예상파괴 형태를 타낸 것이다.

<표 5.2.2> 슬래브 연결 특성에 따른 브라켓의 예상 파괴 형태

연결형태 모식도 예상 파괴형태

강결

(fix)

힌지

(hinge)

롤러

(roller)

5.2.5 지하도로의 터널 구조물 내화성능

지하도로는 대부분 대심도 터널로 계획되므로 지하도로 내 화재로 인한 콘크리트 부재의 폭렬 발생

등이 구조물 안정성에 미칠 영향을 고려하여 구조물의 내화성능 확보에 대해 충분히 검토하여야 한

다.

【해 설】

지하도로 내에서 대규모 화재가 발생할 경우에는 콘크리트 라이닝 및 풍도 슬래브 등 콘

크리트 부재에 폭렬이 발생할 우려가 있으며 폭렬이 발생할 경우에는 구조물의 안정성에

큰 영향을 미칠 수 있다.

최근 제정된 「도로터널 내화 지침(국토부)」제6조(터널내화 일반사항) 제①항은 “침매터

널, 복층터널, 대심도 터널, 하저(河底) 또는 해저(海底) 터널 등 화재 사후 피해가 큰 도로터

널은 이 지침에 따른 내화 적용여부를 검토해야 한다.”고 명시하고 있다.

따라서 화재에 의한 콘크리트 부재의 폭렬 등 발생으로 터널의 손상, 붕괴 등 구조물 안정성

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 139

이 저해될 우려가 높은 대심도 지하도로는 내화 적용여부를 검토해야하는 대상 구조물로 고

려하는 것이 타당하다.

한계온도는 화재발생 중 터널이 성능을 유지하고 안전성을 확보할 수 있는 최대 온도를 의

미하며, 한계온도에 대한 일반사항 및 한계온도 기준은 「도로터널 내화 지침(국토교통부)」

‘제2장 터널의 한계온도’에 따라 적용할 수 있다.

화재에 의한 콘크리트 부재의 폭렬 등 발생으로 구조물 안정성이 저해될 우려가 높은 지하

도로는 설계기준 자동차 및 심도조건 등을 고려하여 화재조건을 만족할 수 있는 성능을 확

보하여야 하며, <표 5.2.3>과 같이 구분하여 적용하여야 한다.

<표 5.2.3> 이용차량 유형에 따른 지하도로 내화성능 기준

차량 유형 대심도 구간 등* 대심도 외 구간

소형자동차** KS 1시간 주1)

세미트레일러*** RWS/HCinc 2시간 주2)

주1) 화재피해가 지반 안전성에 영향을 주지 않는 안정구간 터널의 경우에는 별도의 내화처리는 필요하지 않다.

다만, 발주기관의 필요에 따라 KS 1시간 내화시험을 적용할 수 있다.

주2) 화재피해가 지반 안전성에 영향을 주지 않는 안정구간 터널의 경우에는 별도의 내화처리는 필요하지 않다.

다만, 발주기관의 필요에 따라 KS 2시간이나 RWS/HCinc 2시간 내화시험을 적용할 수 있다.

* 대심도 구간 등 : 지하도로의 대심도 터널, 복층터널, 침매터널, 하저 또는 해저터널 구간 등

** 소형차 : 승용차, 승합차, 소형화물차, *** 대형차 : 유조차 및 대형화물차 등

지하도로의 터널 부재는 내화시험 시 한계온도 이내여야 하며, 이를 초과하는 경우 내화공

법을 적용하여야 하며, 방재시설, 대피소, 비상구 등 본선터널을 제외한 부대시설물의 경

우 터널에 따라 다양한 형식으로 설치되므로 별도의 내화방안을 수립하여야 한다.

지하도로에 적용 가능한 내화공법의 유형, 내화재 성능 및 내화재 시공에 관한 상세한 사항

은 「도로터널 내화 지침(국토교통부)」‘제4장 터널의 내화공법’에 따라 적용할 수 있다.

또한, 표면에 부착하는 내화재와 콘크리트 부재와의 부착강도는 KCS 41 48 01의 기준값 이

상을 확보해야 하며, 유해가스 발생 등에 의한 부차적 피해가 없는 자재 및 재료를 적용하여

야 한다.

도로터널 내화설계, 내화재 시공 및 내화시험에 대한 상세한 사항은 「도로터널 내화 지침

(국토부)」을 참고하여 설계에 반영하여야 한다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

140 지하도로 설계지침

5.2.6 굴착 및 계측

지하도로의 굴착방법 선정 시에는 안정성, 경제성 및 시공성이 우수한 굴착방법을 채택하여야 하며,

굴착 공사 중 주변 환경에 미치는 영향을 고려하여야 한다.

【해 설】

굴착방법에는 발파굴착, 기계굴착, 파쇄굴착 등이 있으며 원지반이 본래 가지고 있는 지지

능력을 최대한 보존할 수 있으며 안정성, 경제성 및 시공성이 우수한 굴착방법을 선정하여

야 한다. 특히 도시지역은 계획노선 주변에 거주민이 많아 굴착 중에 발생하는 소음, 진동,

분진으로 인한 사회적 갈등이 발생할 수 있으므로 굴착공법 선정 시 노선 주변부지 이용

현황 및 향후 계획, 정온시설 유무 등을 면밀히 검토하여야 하며 .터널설계기준(국토교통

부).을 준용하여야 한다.

지하수 환경 변화가 규제되어 있는 조건에서 지하수위 저하량을 허용치 이내로 제어하기

위해서는 터널 굴착으로 인한 지하수 변동(터널 내 지하수 유입 및 지하수위 저하) 대응방

안으로 터널 내 유입량의 제어제한 수단 및 유입량 계측방안의 도입을 검토할 필요가 있

다. 이와 관련하여 지하수위 저하 허용기준 및 터널 내 허용 유입량 기준을 설정할 때에는

각 구간별로 지반침하 및 지반함몰에 대한 안전성과 관련되는 지반-구조물 수리역학거동

조건뿐만 아니라 지하수 자원 확보 및 활용 그리고 지하수 환경 보전.관리 조건을 고려하

여야 한다.

가. 굴착 및 버력처리 계획

지하도로 건설을 계획하는 지역의 주변여건을 고려하여 지하도로의 굴착 및 버력처리 계획을 수립

해야한다.

【해 설】

굴착방법이 결정되면 지하도로의 예정 공기에 맞추어 작업구의 개소, 위치 및 버력처리방

안을 수립하여야 한다. 다만 도시구간에서 작업구를 계획하는 것은 여러 가지 제약이 따르

므로 주변현황을 고려하여 신중하게 결정해야 하며 버력처리계획은 경제성, 환경성, 시공

성 등을 종합적으로 고려하여 수립하여야 한다.

나. 계측계획

계측설계는 계측항목, 계측위치, 배치간격, 계측기기의 선정과 설치시기, 측정 기간과 빈도, 결과정리

및 분석방법을 포함하여야 하며, 터널 노선특성, 공사조건 등을 고려한 계측계획을 수립하여야 한다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 141

【해 설】

도시구간의 터널은 붕락 및 과다변위 시 인명 및 재산피해가 발생할 가능성이 크므로 엄

격한 계측계획의 수립이 필요하며 상세한 사항은 .터널설계기준(국토교통부).을 준용하여

야 한다.

하.해저터널 계측항목의 선정 시에는 육상터널에 적용된 계측항목을 준용하되, 추가적으로

해수와 유수의 유입 가능성과 유입량을 판단할 수 있는 계측계획을 수립하여야 한다. 하.

해저터널 공사 시 계측센서의 부식 가능성이 존재하므로 내구성이 확보된 계측기를 선정

하도록 계획하여야 한다.

장기간의 터널공사 중지 시에는 .터널공사현장 안전관리 개선대책(국토부).에 따라 별도

의 계측계획을 수립하여 터널의 이상 유.무를 확인하도록 계획하여야 한다.

5.3 지하도로 진출입부

5.3.1 진출입부 설계일반

지하도로의 진출입부는 개착구조물과 터널부로 구분되며, 지하도로가 위치하는 지역의 특성 등을

고려할 때 토피가 얕고 지반조건이 양호하지 않은 구간에 건설될 우려가 있으므로 터널 및 주변구

조물의 안정성에 중점을 두어야 한다.

【해 설】

가. 진출입부 구조물의 특성 및 구분

지하도로의 진출입부는 <그림 5.3.1>과 같이 개착구조물과 터널부로 구분할 수 있으며 지

하도로 진출입부 계획 시 “제4장 도로 기하구조”를 참조하여 반영하여야 한다.

<그림 5.3.1> 진출입부의 구분

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

142 지하도로 설계지침

지하도로 터널구간의 시점인 갱구부는 본선 터널 대비 안정성 확보가 불리한 조건임을 고

려하여 보강방안을 수립하여야 한다. 일반적으로 갱구보강부는 갱구부로부터 터널 천단토

피고의 1~2.0D까지이나, 터널 시점부(갱구)의 천단 토피고가 1.0~2.0D이상 확보된 상황이

라도 안정성 확보를 위한 갱부보강 계획이 수립되어야 한다(<그림 5.3.2> 참조).

개착구조물(개착터널 포함)은 지반을 굴착하고 구조물을 설치한 후 전부 혹은 부분을 복개

시키는 구조물을 말한다.

NATM 터널시점

토피고 3~5m

계획면

갱문

구조물

갱구부(1~2D)

1.5D

터널일반부

<그림 5.3.2> 일반적인 터널에서의 갱구위치 및 갱구부의 범위

설계 시 지형, 지질조건, 지하수조건, 기상 등의 자연조건과 민가, 구조물의 유무 등의 사

회적 조건, 경사의 안정, 편토압, 기상재해의 가능성, 주변경관과의 조화 등을 고려하여야

한다.

개착터널은 터널구간과 동등 이상의 건축한계를 가진 구조물을 연속해서 설치하여야 하며

시공 중 또는 완성 후의 쌓기에 대한 상재하중, 토압 등의 하중을 고려하여야 한다.

개착구조물(개착터널)의 범위는 구조물 배면으로부터 터널의 길이 방향으로 터널직경의

1.0∼2.0 이상의 토피가 확보되는 범위까지로 정의한다. 단, 원지반의 조건, 주변현장의 여

건 등에 따라 별도의 구간을 갱구범위로 정의할 수 있다.

나. 진출입부 구조물 계획 시 고려사항

지하도로 진출입부의 구조물은 특성상, 지표에서 지하도로의 본선으로 근접하기 위한 램프

(진출입도로)로서 도시지역 터널과 천층 터널의 특성을 가진 구조물이다.

지표위치에 계획되는 개착구조물은 도시지역의 기존도로 중앙 혹은 인접하여 위치될 경우

가 많으므로 시공 중 교통처리, 지표 및 지중의 인접 지장물의 안전성 확보 등을 고려한

계획이 필요하다.

<그림 5.3.3>과 같이 천층에 지하도로 터널을 계획하는 경우에는 다음과 같은 사항에 대해

우선적으로 고려하여야 한다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 143

(1) 지반 및 지리정보 (각종 지장물 등)

(2) 도시 터널공사 중 주변영향 최소화

(3) 다층지반등 양호하지 않은 지반의 조사 및 분석

(4) 기존 시설물의 보호

(5) 향후 건물의 신축 등 여건변동을 고려한 계획

도시 터널의 갱구부는 미고결 지반에서 건설되어 산악터널에서의 시공 상황과는 역학적으

로 다른 특성을 보이므로 이에 대한 신중한 접근이 필요하다.

굴착 시 터널주변에 발생된 변위는 지표면까지 미치게 되며 진행성 파괴의 경우에는 조기

(적기) 에 보강을 하지 않을 경우 붕괴가 진전되어 대규모 함몰사고까지 나타날 수 있다.

지반조건 및 기존시설물의 부설 현황에 대한 세심한 조사를 수행하여야 하며 그 결과에

합당한 보강방법을 적용하여야 안전한 터널을 건설할 수 있다.

<그림 5.3.3> 천층터널의 지반특성 및 고려사항에 대한 개념도

지하도로의 터널은 지반강화 또는 굴착 중 추가의 보조공법 등을 필요로 하는 경우도 많

이 발생되며, 지하수위 보다 낮은 레벨에서 터널시공 시 지하수의 영향이 상대적으로 크게

작용되므로 지하수 상태와 이에 대한 영향 분석 및 대책수립이 필요하다.

지하도로의 개착구조물과 터널부는 대부분 도시지역에 건설되므로 터널주변에는 건물과

도시기반시설물들이 산재해 있어 공사 중 정밀한 계측을 통해 지반거동상태와 인접 시설

물의 안정성을 지속적으로 감시하며 조심스럽게 시공하여야 한다.

다. 진.출입구간 구조물 접속부

지하도로의 진.출입구간은 일반적으로 개착구조물(U-Type 및 Box-Type 구조물)과 굴착

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

144 지하도로 설계지침

터널이 접합하는 구간이므로 구조물간 거동차이가 발생할 우려가 높다. 따라서 접합부는

분리구조로 하고 조인트를 설치하여 구조물 손상을 방지하여야 한다.

개착구조물과 터널이 접속하는 구조물 접속부에는 각 구조물의 특성을 고려하여 방수계획

을 수립하여야 한다. 특히, 구조물 접속부는 두 종류의 방수쉬트가 접합하는 사례가 많기

때문에 누수가 발생하지 않도록 설계하여야 하며, 방수쉬트의 선정, 방수쉬트 접합 및 누

수시 용수를 처리할 수 있는 도수로를 설치하는 등 방수대책을 강구하여야 한다.

방수쉬트는 단일 종류의 방수쉬트를 선정하는 것이 바람직하지만, 두 종류의 방수쉬트를

시공할 때에는 방수쉬트간 접합이 원활한 재료를 선정하여야 하며 방수쉬트 접합은 충분

한 겹이음 길이를 확보하고 두 방수막이 떨어지지 않도록 접착하여야 한다.

구조물간 부등침하가 발생할 경우에는 방수쉬트의 인장파손에 의해 누수가 발생할 우려가

높기 때문에 방수쉬트의 인장 파손을 최소화하기 위해서는 신장율이 큰 재료를 선정하는

것이 바람직하다.

접합부에서는 시공후 예상하지 못한 여러 가지 이유에서 누수의 우려가 있기 때문에 필요

한 경우에는 지수판과 누수유도 배수시설을 설치하여야 한다.

5.3.2 진출입부 개착구조물의 설계

개착구조물(개착터널)의 설계 시에는 지하도로 터널의 내부 및 외부에서 작용하는 하중을 고려하여

야 하며 적용 하중은 다음과 같다.

1) 상재하중 2) 토피하중 3) 토압 4) 수압 5) 자중 6) 터널 내부의 하중

7) 온도변화 및 건조수축 8) 지진하중 9) 되메우기 시 하중

【해 설】

진출입부 구조물의 계획 시 “5.4 연직갱 및 경사갱”, “5.6 근접시공” 등을 참조하여 검

토 시 반영하여야 한다.

지하도로 터널의 외부에서 작용하는 하중은 터널 상부의 상재하중, 토압, 수압 등이며 터

널 내부의 하중이란 터널 내의 주행하중, 자동차하중 등이다. 개착터널의 설계 시 고려해

야 할 하중들은 다음과 같다.

(1) 상재하중

개착터널 상부에 구조물을 설치하거나 도로가 놓이는 경우에는 이를 고려한 구조검토가 요

구된다. 구조물 설치 시에는 구조물의 고정하중을 상부에 분포시키며, 도로가 놓이는 경우에

는 토피에 따른 노면활하중을 작용시켜 해석을 실시한다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 145

(2) 토피하중

되메우기에 의해 개착터널에 작용하는 하중으로 토피고에 단위중량을 곱하여 계산하며, 특

히 토피고가 일정하지 않은 경우에는 하중산정에 주의하여야 한다.

(3) 토압

굴착면과 되메우기 흙 혹은 원지반 흙에 의해서 터널 측벽에 작용하는 하중으로 그 지점의

연직토압과 밀접한 관계가 있다. 수평토압은 굴착면과 개착터널사이 공간의 폭과 깊이를 고

려하고 원지반토 혹은 되메움토의 전단강도를 적용하여야 하며 현장조건에 부합되는 값으로

계산 하여야 한다.

(4) 수압

개착터널은 일반적으로 배수조건을 양호하게 하는 경우에는 수압을 고려하지 않으나 현장

지형 및 피압수 유무, 개착터널의 배수형식에 따라 수압을 고려하는 경우에는 지하수위를 고

려하여야 한다.

(5) 자중

개착터널 구조물에 의한 하중으로 일반적으로 자중을 구조해석 시 프로그램 내에서 자동으

로 고려한다.

(6) 터널 내부의 하중

터널 내부의 하중에는 터널 내부에 설치되는 시설물에 의한 하중으로 시설물에 의한 하중

및 터널 내를 운행하는 차량 등이 있다. 일반적으로 시설물에 의한 하중은 크기가 작아 고려

하지 않으나, 제트팬(jet fan)과 같이 자중이 커서 개착구조물에 영향을 주는 경우에는 반드

시 고려하여야 한다.

(7) 온도변화 및 건조수축

지하도로 입 . 출구에 설치되는 개착터널은 구조물 내외면의 온도차에 의해 발생하는 단면력

및 건조수축의 영향에 의한 부정정력을 고려하여야 한다.

(8) 지진하중

지중구조물의 경우에는 지반과 일체로 거동하는 것으로 보아 지진하중을 고려하지 않을 수

도 있다. 다만 다음의 경우에는 터널의 안정성 증진을 위하여 내진설계를 수행할 수 있다.

① 지반이 취약한 터널의 갱구부 및 주요접속부

② 대규모 단층대 및 파쇄대 통과구간

③ 콘크리트 라이닝에 철근보강설계가 되지 않은 천층터널 및 비대칭 지형구간

④ 액상화가 우려되는 연약지반 내 터널구간 등

(9) 되메우기 시 하중

되메우기 시 양측이 균형이 되도록 시공하여야 하며 부득이하게 편토압이 발생하는 경우에

는 이에 대한 고려가 필요하다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

146 지하도로 설계지침

개착구조물(개착터널)은 다층지반 등 양호하지 않은 지반에 시공되므로 기초의 지지력에 대한 검토

가 필요하다.

【해 설】

기초 지지력 검토와 관련하여 본 지침에서 제시되지 않은 사항은 「기초설계기준(KDS 11

50 00)」을 준용하여 적용한다.

개착터널이 시공되는 지반의 지층이 연약할 경우에는 상부구조를 고려한 지지력과 침하량

을 만족할 수 있는 기초설계가 필요하다.

지반조건, 기초 활동면의 가정과 파괴모드, 하중조건, 형상조건, 근입깊이, 지하수 영향 등을

고려한 지지력 산정 방법에 따라 지반공학 전문가의 판단에 의하여 적용방법을 선택한다.

개착터널은 다층지반에 시공되는 선형구조물이므로 기초의 지층이 변화하거나 하중이 변화

되는 구간과 기초형식이 바뀌는 구간에서는 횡단, 종단방향의 허용침하 및 부등침하를 반드

시 검토하여야 하면 필요시 적절한 보강방안을 마련하여야 한다.

개착구조물(개착터널)은 지표에 노출되고 연약한 다층지반에 위치하므로 주변지반의 지형 및 지질을

고려하여 내진설계를 수행한다.

【해 설】

내진설계에 대한 검토와 관련하여 본 지침에서 제시되지 않은 사항은 「기초 내진 설계기

준(KDS 11 50 25)」를 준용하여야 한다.

개착터널의 내진설계는 설계지반운동 및 하중에 대해 지진시의 지반변위의 영향을 고려하

여 구조물이 소요의 내진성능을 만족하도록 하여야 한다.

개착터널의 내진설계 시 고려해야 할 주요 항목은 기반면에 작용하는 지반운동, 지반과 구

조물의 거동 및 파괴조건 등이며, 이를 고려하여 소정의 안정성을 확보하도록 하여야 한다.

개착터널의 내진해석 방법은 동적인 지반운동을 정적으로 변환하여 지진해석을 실시하는

응답변위법, 간이응답변위법, 등가정적해석법 등의 정적해석법과 구조물 및 주변지반을

적절히 모델링하고 해석대상의 내부 또는 경계면에 시간이력 지진운동을 입력하여 지반

및 구조물의 거동, 지보재에 발생하는 단면력 등을 동적으로 산정하는 동적해석법을 사용

하여야 한다.

(1) 지반조건 및 구조가 단순한 경우에는 간이응답변위법을 적용할 수도 있다.

(2) 지반조건 및 구조조건이 복잡한 경우 또는 상세한 검토를 필요로 하는 경우는 지반과

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 147

구조물의 상호작용 및 지반과 구조물의 비선형 거동을 고려할 수 있는 시간이력의 동적

비선형해석을 적용하여야 한다.

대상 지반특성을 파악하기 위해 필요한 조사와 시험을 실시하여야 한다. 조사의 항목에는

지층의 구성 및 각 지층별 공학적 특성 파악, 지하수위 측정 등이 포함되어야 하며 필요시

지반의 동적 특성 시험도 실시하여야 한다.

내진해석을 위한 지반운동에 대해서는 지하도로 터널의 길이방향과 횡방향의 지반운동 영

향이 고려되어야 하고, 필요에 따라 수직방향의 지반운동도 고려할 수 있다.

지반운동의 공간적 변화 특성이 고려되어야 하며 지형 및 지반조건의 변화가 지반운동에

미치는 영향이 고려되어야 한다.

5.4 지하도로의 연직갱 및 경사갱

5.4.1 설계일반

‘연직갱의 설계’는 연직이거나 연직에 가까운 지하도로의 터널에 적용하여야 하며 ‘경사터널의 설계’

는 경사진 지하도로의 터널에 적용하여야 한다.

【해 설】

가. 연직갱 설계의 적용 범위

터널공사에서 본 터널과 연결되도록 연직방향으로 굴착한 터널을 연직갱이라 하며 「터널

설계기준(KDS 27 00 00)」의 연직갱 설계관련 기준에 따라 설계하여야 한다.

연직갱은 지하도로의 환기시설 설치, 피난대피시설 설치, 본 터널 양방향으로 버력반출,

자재반입 등의 굴착작업을 목적으로 일정한 거리를 두고 계획할 수 있다.

본 터널을 전단면 터널굴착기계(TBM)를 이용하여 시공하는 경우 TBM이 출발하는 연직갱

은 발진연직갱, 굴착 완료 후 해체하는 연직갱은 도달연직갱이라 한다.

나. 경사갱 설계의 적용 범위

경사방향으로 굴착한 경사진 터널을 경사갱이라 하며 경사갱의 설계관련 기준에 따라 설

계하여야 한다.

경사갱은 본 터널로 진입하기 위한 진출입로 설치 또는 본 터널 양방향으로 버력반출, 자재

반입 등의 굴착작업을 하기 위하여 일정한 거리를 두고 계획할 수 있다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

148 지하도로 설계지침

다. 연직갱

연직갱 설계 시는 지하수 유입에 대비하여 안정성, 시공성을 충분히 고려한 계획을 세워야 한다. 특

히, 작업용 연직갱의 경우 동절기 시공 중 지표 부근의 누수로 인한 고드름 및 기타 낙하물에 대한

안전대책과 작업자의 추락방지대책을 강구하여야 한다.

【해 설】

연직갱에서는 지하수 유입에 대비하여 유입이 발생되는 지점에서의 배수 및 일정한 간격

으로 배수시설을 계획하여야 한다. 굴착 중 누출되는 지하수는 일반적으로 숏크리트 결함

부나 콘크리트 흙막이벽의 시공이음부에서 발생하는 경우가 많다. 따라서 연직갱 내벽에

20∼30m 간격으로 집수시설을 계획하고 용수량에 따라 그 규모를 달리하여야 한다.

동절기 시공 중 용수가 있는 연직갱에서는 시공 이음부의 누수로 인해 연직갱 측벽에 고

드름이 발생할 수 있다. 고드름은 환기용 연직갱의 통기단면을 감소시키거나 융해 시 낙하

하여 갱내설비의 손상이나 안전사고를 야기할 수 있다. 따라서 이러한 문제를 방지하기 위

해 지수판과 표면배수공 등을 이용하여 확실한 배면용수처리를 계획하는 것이 중요하다.

시공 중 지표나 상부로부터 작업자의 추락에 따른 안전사고, 공구, 잡석 등의 낙하물에 의한

안전사고 및 바닥설비 파손 가능성이 있으므로 지상에는 안전펜스를 설치하고 갱내에는 일

정한 높이의 간격으로 갱벽 주변에 안전망 등을 설치하여야 한다.

연직갱의 위치 선정 시는 용도, 지반 및 지형 조건, 유입 지하수, 연장, 유지관리, 경제성 및 관계기

관 인. 허가의 가능성을 고려하여야 한다. 유지 관리하여야 할 연직갱의 경우에는 인력 및 장비수송

용 승강기를 연직갱 내에 설치하여야 하며, 심도에 따른 안전대책을 수립하여야 한다.

【해 설】

연직갱의 위치는 터널을 포함한 지하도로 전체의 공사기간 및 공사비에 미치는 영향이 크

므로 위치선정시 신중한 검토가 필요하다. 기본적으로 시공성, 경제성, 유지관리 면에서

연직갱의 깊이는 가급적 짧게 되도록 적정 위치를 선정하되 지반조건, 환경조건, 지형조

건, 민원 등을 고려하여야 한다. 또한, 관계기관 협의를 통한 인 . 허가가 용이한 위치를 선

정하는 것이 바람직하다. 특히, 연직갱은 운영중 홍수시 지표수 유입경로가 되어 본선터널

의 침수사고를 유발할 수 있으므로 주변지역의 홍수위에 대비하여 안전한 위치에 계획되

어야 한다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 149

연직갱을 작업용으로 사용하는 경우에는 본 터널과 연결되는 갱저설비의 배치, 측량, 완성 후의 처

리 등을 고려하여 위치를 선정하여야 한다. 또한, 공사중 인접지역에 대한 대기질 영향, 소음 및 진

동영향을 고려하여 위치를 선정하여야 하며 필요시 저감대책을 수립하여야 한다.

【해 설】

연직갱을 작업용으로 사용하는 경우에는 갱구 작업부지 확보, 진입도로 개설여부, 주변 주

거지역의 민원 등을 검토하여야 한다.

도시지역에서 연직갱을 작업용으로 사용하는 경우에는 공사 중 배출되는 대기오염물질의

확산, 발파에 의한 소음 및 진동의 영향으로 인한 민원발생 가능성이 있으므로 보안물건으

로부터 충분히 이격된 위치를 선정하거나 불가피한 경우 대기오염 저감시설을 설치하거나

저소음 . 저진동공법 적용을 검토하여야 한다.

연직갱을 환기용으로 사용할 경우에는 대기질 및 소음도 분석을 실시하여 주변 환경의 영향을 최소

화 하며 일반인의 접근을 방지할 수 있도록 위치 및 높이를 계획하여야 한다.

【해 설】

연직갱을 환기용으로 사용할 경우에는 대기질 및 소음도 분석을 실시하여 주변 환경의 영

향을 최소화 하며 환풍구를 통한 추락사고 등 안전사고를 방지하기 위하여 일반인이 접근

할 수 없도록 충분한 높이(2.0m 이상 등)로 계획하거나 도로에서 충분히 이격하고 완충지

대, 환기구 주변의 펜스를 설치하는 등의 안전대책을 수립하여야 한다.

라. 경사갱

경사갱의 설계 시는 용도, 지반 조건, 버력 및 기자재의 반출입, 터널 내부설비, 측량, 시공, 유지보

수, 점검 시의 안정성 등을 충분히 고려하여 위치, 유효단면, 기울기, 수평분기점의 위치, 본 터널과

의 교차각도 등을 정하여야 한다.

【해 설】

경사갱 설계 시는 경사갱의 위치, 유효단면, 기울기, 수평부의 연장, 수평분기점의 위치, 본

터널과의 교차각도 등을 결정하여야 한다. 이 때, 공사용, 환기용, 대피통로용과 같은 경사

갱의 용도, 지반 조건, 버력 및 기자재의 반출입 방법, 터널 내부설비의 종류 및 규모, 측량

방법, 시공 방법, 유지보수 편의, 점검 시의 안정성 등 다양한 제반조건을 충분히 고려하여

야 한다. 자세한 내용은 ‘5.4.3 경사갱의 설계’를 참조한다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

150 지하도로 설계지침

경사갱의 위치 선정 시는 용도, 지반 및 지형 조건, 유입 지하수, 연장, 유지관리, 경제성 및 관계기

관 인.허가의 가능성을 고려하여 유리한 장소를 선정하여야 한다. 경사갱을 작업용으로 사용하는

경우에는 본 터널과 연결되는 갱저설비의 배치, 측량, 완성 후의 처리 등을 고려하여 위치를 선정

하여야 한다. 또한, 공사 중 인접지역에 대한 대기질 영향, 소음 및 진동영향을 고려하여 위치를 선

정하여야 하며 필요시 저감대책을 수립하여야 한다.

【해 설】

경사갱의 위치는 터널을 포함한 지하도로 전체의 공사기간 및 공사비에 미치는 영향이 크

므로 위치선정 시 신중한 검토가 필요하다. 기본적으로 시공성, 경제성, 유지관리 면에서

경사갱의 길이는 가급적 짧도록 적정 위치를 선정하되 지반조건, 환경조건, 지형조건, 민

원 등을 고려하여하여 관계기관 협의를 통한 인 . 허가가 용이한 위치를 선정하는 것이 바

람직하다. 특히, 경사갱은 운영 중 홍수시 지표수 유입경로가 되어 본선터널의 침수사고를

유발할 수 있으므로 주변지역의 홍수위에 대비하여 안전한 위치에 계획되어야 한다.

도시지역에서 경사갱을 작업용으로 사용하는 경우에는 공사 중 배출되는 대기오염물질의

확산, 발파에 의한 소음 및 진동의 영향으로 인한 민원발생가능성이 있으므로 보안물건으

로부터 충분히 이격된 위치를 선정하거나 불가피한 경우 대기오염 저감시설을 설치하거나

저소음 . 저진동공법 적용을 검토하여야 한다.

5.4.2 연직갱의 설계

연직갱의 단면 계획 시는 용도에 따른 소요 내공단면, 시공방법, 연직갱 내에 설치될 모든 설비의

배치, 반입기자재의 크기, 지반 조건 등을 종합적으로 고려하여 그 크기와 형상을 정하여야 한다.

【해 설】

연직갱의 크기와 단면형상은 <그림 5.4.1>과 같이 용도에 따라 필요한 내공단면, 라이닝 두

께, 시공방법, 시공을 위한 기계설비의 크기 등을 종합적으로 검토하여 결정하여야 한다.

연직갱의 단면형상에는 일반적으로 원형단면이 채택되고 있지만 이 밖에도 사각형, 타원형

과 이것들을 조합한 형상 등의 시공사례도 있다. 연직갱의 형상은 심도가 깊을 때에는 지반

압을 고려하여 원형이 유리하고 얕은 경우에는 사각형이 유리하다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 151

급 기 배 기

A=26.4m² A=26.4m²

300 4050 4050 300

300

9000

(a) 환기용 연직갱 (b) 환기 및 유지관리용 연직갱

<그림 5.4.1> 환기 및 유지관리용 연직갱의 단면 예시

연직갱을 공용 중 피난대피통로로 활용하는 경우에는 환기구와 분리하여 피난계단을 설치하여야 하

고 높이가 30m 이상일 경우에는 계단 이외에 추가적인 안전공간 또는 엘리베이터 등의 설치를 검

토하여야 한다. 이 때, 연직갱의 입. 출구부에는 가능한 한 구난차량의 접근이 가능하도록 방재구난

지역을 설치하여야 한다.

【해 설】

연직갱을 피난대피통로로 활용할 경우에는 피난시 화재연기 등에 의한 2차 피해 발생을

방지하기 위하여 피난대피통로(피난계단)를 환기구와 분리하거나 화재연기 등을 차단할

수 있는 시설을 설치하여야 한다.

지하도로 내 사고발생 시 연직갱을 피난대피통로로 활용할 경우에는 피난계단을 설치하여

야 하며 높이가 30m 이상으로 높은 경우에는 대피시간이 길어지므로 일정시간 대피할 수

있는 안전공간이나 엘리베이터를 설치하여 터널 이용자의 신속한 대피가 가능하도록 하여

야 한다.

연직갱을 피난대피통로로 활용할 경우에는 구난차량의 접근이 가능하도록 입 . 출구부에

방재구난지역을 설치하는 것이 바람직하다.

기타 지하도로의 연직갱 설계와 관련된 상세한 사항은 「터널설계기준(KDS 27 00 00)」을

준용하여야 한다.

5.4.3 경사갱의 설계

경사갱의 단면 계획 시는 용도, 시공을 위한 운반설비, 작업용 통로 및 공사용 제설비의 배치 등을

종합적으로 고려하여 크기와 형태를 정하여야 한다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

152 지하도로 설계지침

【해 설】

경사갱의 단면은 용도, 시공방법, 시공을 위한 운반설비, 작업용 통로 및 공사용 제설비의

배치 등을 종합적으로 고려하여 크기와 형태를 정하여야 한다. 전단면 기계굴착방법 적용

시는 대부분 원형으로 시공하게 되며 발파굴착 시는 경제성을 고려하여 마제형 단면으로

계획하는 경우가 많다. 경사갱의 내공단면은 환기용일 경우 환기용량을 감안한 필요면적

을 확보하고 대피통로로 활용할 경우 원활한 대피가 가능한 공간을 확보하여야 한다. <그

림 5.4.2>는 경사갱 단면 예를 나타내고 있다.

(a) 진출입로용 경사갱 (b) 환기용 경사갱 (c) 작업용 경사갱

<그림 5.4.2> 경사갱 단면 예

작업용 경사갱의 단면 계획 시는 버력반출설비, 배수관, 환기관, 급기관, 각종 배선류와 반입 기자재

의 크기 등을 종합적으로 검토하여 정하여야 한다. 작업용 경사갱의 연장이 긴 경우에는 시공성을

고려하여 방향전환소 또는 교행을 위한 확폭부를 설치할 수 있다. 한편, 지하수의 유입 상태에 따라

배수관 증설의 필요성이 발생하므로 공사 중 배수관의 여유를 갖는 배치가 되도록 내공단면을 확보

하여야 한다.

【해 설】

작업용 경사갱의 단면은 버력의 운반방식 및 반입 기자재의 크기를 고려하고 급배수관, 급

배기관, 작업용 통로, 각종 배선 등의 크기 및 설치 위치 등을 고려하여 정하여야 한다.

작업용 경사갱의 길이가 긴 경우 공사차량 및 장비이동 시 시공의 원활함과 안전사고의

방지를 위하여 현장여건에 따라 일정 간격으로 방향전환소 또는 교행을 위한 확폭부를 두

는 것이 바람직하다.

경사갱은 일반적으로 하향굴착을 하게 되므로 지하수의 중계배수를 위하여 경사갱 바닥부

에는 일정한 간격으로 집수정 설치를 계획하여야 한다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 153

경사갱의 라이닝설계 시는 용도, 기울기, 지반 조건, 시공법, 시공시기 등을 고려하여야 한다. 한편,

지반조건이 양호한 구간에서는 콘크리트 라이닝 설치를 생략할 수 있다.

【해 설】

경사갱의 라이닝은 환기용, 수로용, 공사용, 대피통로용 등의 용도, 기울기의 크기, 라이닝 시

공방법 및 시공시기 등을 고려하여 설계해야 하며, 일반적으로는 수평터널의 설계에 준한다.

공용 중 환기 및 화재시 급 . 배연 통로로 사용되지 않고 단순 유지관리 통로로 계획된 경

사갱의 경우 지반조건이 양호한 구간에 대해서는 콘크리트 라이닝 설치를 생략할 수 있다.

이 때 숏크리트의 장기간 노출에 따른 열화현상 방지를 위한 두께증가 또는 고강도숏크리

트 추가타설 등의 보강대책과 배수 및 방수대책을 별도로 수립하여야 한다.

연장이 300m 이상인 경사갱을 공용 중 피난대피통로로 활용하는 경우에는 구난차량의 진입이 가능

하도록 계획하여야 한다. 또한, 경사갱의 단면 폭이 구난차량의 교행이 곤란할 경우에는 250m 이내

의 간격마다 확폭부 설치하여야 한다. 이 때, 경사갱의 입 . 출구부에는 가능한 한 구난차량의 접근이

가능하도록 방재구난지역을 설치하여야 한다.

【해 설】

지하도로의 터널 내 사고발생 시 경사갱을 피난대피통로로 활용하는 경우에 있어서 연장

이 300m 이상인 조건에서는 도보에 의한 피난이 용이하지 않으므로 구난차량의 진입이 가

능하도록 계획하여야 한다. 또한, 경사갱의 단면 폭이 작은 경우에는 많은 지하도로 이용

자의 피난대피를 위한 구난차의 교행이 가능하도록 250m 이내의 간격마다 확폭부를 설치

하여 신속한 대피가 가능하도록 하여야 한다.

경사갱을 피난대피통로로 활용할 경우에는 구난차량의 접근이 가능하도록 입 . 출구부에

방재구난지역을 설치하는 것이 바람직하다.

기타 지하도로의 경사터널 설계와 관련된 상세한 사항은 「터널설계기준(KDS 27 00 00)」

을 준용하여야 한다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

154 지하도로 설계지침

5.5 지하도로 배수 및 수방 체계

5.5.1 기본방향

지하도로 배수 및 수방체계는 평상시에는 지하도로의 도로기능 유지 및 교통안전을 위하여 구간 내

로 유입되는 표면수나 지하수 유입수를 원활하게 배수하도록 하고 홍수 침수 비상시를 대비하여 지

하도로의 침수방지 및 저감체계, 비상시 비상대처계획 등으로 구분하여 구축하여야 한다.

【해 설】

지하도로 내 배수유도 체계는 일반적으로 도로 부속시설물로서 측구, 우수받이, 종 . 횡단

배수관거, 맨홀이나 집수정과 같은 집 . 배수 저류시설, 배수펌프 시설, 배수토출시설 등으

로 구성된다. 평상시에는 지하도로의 터널내부로 유입되는 지하수를 원활하게 배수하여

도로의 기능성과 교통운영 안전성을 확보하여야 한다.

집중호우에 의한 저지대의 유출 및 침수양상은 지표하부의 지하공간으로 확장될 가능성이

있으며, 위치 및 시설 형태에 따라 지하도로 침수손괴 등으로 인하여 교통시설 인프라의

마비, 도시기능의 상실 등 공공적 피해가 발생할 위험이 존재한다. 또한 지하도로 침수손

괴 등 발생시 상시 시설물 이용자와 도로 소관운영 주체의 인적 . 물적(재산) 피해가 클 것

으로 예상되므로 피해 예방을 위하여 지하도로의 배수 및 방수 체계를 수립하여야 한다.

지하도로 수방배수체계는 임의 유역에서의 홍수량 증가로 인하여 해당 유역 내에 위치하

는 지하도로 시설물의 추가적인 홍수, 침수 피해증가가 예상되는 경우, 지하도로의 침수

예방과 방지 또는 침수 저감을 위한 시설물을 설치함으로써 발생한 홍수량의 일부나 전부

를 분담하기 위한 계획과 관련 시설요소로 정의한다.

지하도로는 일반적으로 종단선형이 U자형이나 W자형 등으로 주로 강우 시 입출구부 유역면

적 내의 우수나 지하도로 주변 지하수가 지하도로 내부로 유입되어 침수피해가 발생한다.

지하도로 수방배수체계는 궁극적으로 지하도로의 홍수 침수 비상 상황에 대비하여 수방목

적에 적합하고 설정 목표를 달성할 수 있는 시설을 설치하고, 적정 규모와 위치 등에 대한

평가와 기능성을 확보한다.

지하도로의 홍수, 침수 경감을 위하여, i) 지하도로 내로 우수 유입 유량 집중으로 인해 광

범위한 홍수피해가 발생하는 지하교통시설에서 홍수량을 배제하기 위한 경우 ii) 국가 또

는 사회적으로 매우 중요한 중대규모 공공 및 민간 도로교통 등 인프라 간접시설 등 보호

해야 할 대상인 경우 iii) 지하도로 수방배수체계 건설비용이 시설물 홍수침수에 따른 피해

액 보다 적은 경우에 설치할 수 있다.

지하도로 환기부, 출입부 등은 유역 내수침수 예측 또는 영향을 검토하여 위치와 구조를 선

정하며, 호우시 우수유입, 유사(모래 등)와 협잡물 유입 등에 대하여 고려하여야 하고, 이에

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 155

대한 관련 방재·방호시설과 장치에 대하여 검토하여야 한다.

배수설비는 주기적으로 정비 및 점검하도록 하여 원활한 기능을 유지되도록 하며 펌프설

비는 유지수선이 용이하고 유입되는 지하수를 원활하게 배출할 수 있는 용량으로 계획하

여야 한다. 배수펌프의 고장 시를 대비하여 예비 펌프를 설치하고 정전 시의 배수대책도

강구하여야 한다.

가. 예상침수고 결정

지하도로의 침수방지대책을 수립하거나 수방배수체계를 계획하기 위해서는 침수관련 자료 등을 고

려하여 다음과 같이 예상침수고를 결정하여 활용하여야 한다.

(1) 과거 침수실태 또는 집중호우나 이상기후에 의한 호우시 예상침수고

(2) 홍수범람 위험지도가 작성되어 있다면 이에 의한 예상침수고

(3) 도시침수, 하천 또는 해일범람 모의 등의 침수고 분석결과

【해 설】

전술한 (1), (2) 및 (3)의 방법으로 자료 활용이 곤란할 경우 과거의 강우기록과 침수피해,

인근주민들의 탐문조사결과 등을 감안하여 예상 침수고를 추정하되 과대 . 과소 추정되지

않도록 유의하여야 한다.

예상침수고는 지하도로 내로 유입되는 우수에 대한 침수위험에 영향을 미치는 주요 인자

이고, 이에 대하여 지하도로 터널 및 진출입부의 본구조물과 환기구 등 부대시설의 외부

유입수에 대한 수방재 배수체계를 계획할 수 있다.

예상침수고 결정시 홍수범람 위험지도를 작성하여 사용하는 것이 바람직하나 홍수범람 위험

지도 작성이 곤란할 경우, 현지에서 수집 가능한 과거의 침수흔적이나 시뮬레이션(도시지역

침수모의, 하천 또는 해일범람모의 등)을 통한 침수고 분석결과를 활용하여 결정하되 보유하

고 있는 각종 침수관련 자료를 검토하여 결정하여야 한다.

나. 수방배수체계 설정 시 고려사항

지하도로의 지역의 유역 강우 특성, 현장조건, 과거 침수이력 및 수해대처능력 등을 고려하여 수방

배수체계를 설정하여야 한다.

【해 설】

지하도로 진출입부에서 강수량 분석에 따른 지역특성을 고려한 내수위관계, 과거침수사례,

자연배수 양호여부, 하수관망 정비상태, 예상 기상패턴 등을 고려하여 배수체계를 분석하

고, 현재의 설계빈도 기준, 기상이변에 대비한 수방대처능력 향상을 위하여 적정 강우빈도

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

156 지하도로 설계지침

기준으로 관거 크기 결정, 배수계통, 집수시설 및 펌프용량 등의 적정성 여부를 판단하여

야 한다.

유입되는 빗물의 배수 또는 지하도로 내 표면유출수를 최대한 집수할 수 있는 위치에 집

수시설을 선정하되, 이때 기존 하수 . 우수체계와의 연계 효과에 대한 침수저감 효과 평가

를 통한 시설물 설치 적정성을 검증하는 것이 좋다.

필요시에 종합적인 수방배수체계를 수립하기 위하여 기존 배수체계를 연계한 침수 시나리

오별 수리수문해석모형을 통하여 유출해석, 침수분석, 유입량-유출량 분석 등에 따른 최적

설계와 배수체계의 효과를 검증할 수 있다.

지하도로 배수를 위한 터널 내 유입수는 차량 유출입 구간인 진출구부나 환기구 등의 개구

부에서의 빗물유입수와 터널인접 주변지반으로부터 지하수위 변화에 따라 발생하는 터널 내

용출 유입수로 구분되며 현장조건 및 지반조건별로 적합한 배수계획을 수립하여야 한다.

배수 수로관거의 통수단면은 계획 배수량을 기준으로 통수단면적, 마감재료의 거칠기

(Roughness), 수압, 수격압 및 유속 등을 종합적으로 고려하여 결정하여야 한다.

침수이력을 가지고 있는 침수 예상구역이나 하천에 인접한 경우 또는 하천하부통과 구간에

서 공사 중인 터널은 계획된 수방시설이 갖추어지지 않은 단계이므로 수해의 우려가 높으

므로 파쇄대나 기존 시추공으로부터의 용출수, 또는 갱구부 및 작업구 등으로부터의 월류

유입수에 대하여 사전 침수예상분석과 공사 중의 원활한 배수시설과 수해방지 대책을 강구

하여야 한다. 공사 중인 도로터널 지하공간에서 침수가 발생한 경우에 현장작업자의 안전

확보를 최우선으로 고려할 필요가 있고 안전성을 향상하기 위한 침수대책 시설의 설치와

함께 원활한 대피행동체계를 구축하여야 한다.

다. 현장조사

대상 지역의 수리수문특성, 하수도 현황, 수리지질 특성 등에 대한 현장조사를 충분히 하여 합리적

인 수방배수체계를 설정하여야 한다.

【해 설】

수리수문 특성조사 시에는 다음의 사항을 유의하여야 한다.

(1) 관측강우량에 대하여 지속시간별 확률빈도강우량조사하고 홍수피해를 유발한 주요 집

중호우 현황과 해당기간의 강우량 규모(빈도 등) 및 인접한 하천현황 및 유역에 대하여

조사하여야 한다.

(2) 계획시설설치로 인한 수리, 수문영향을 분석하여 배수계획을 설계에 반영하여야 한다.

(3) 하천에 대해서는 계획빈도와 계획홍수량 및 홍수위 등을 조사하여야 한다. 다만, 하천

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 157

기본계획이 수립되지 않은 경우는 적정 빈도의 홍수량 및 홍수위를 분석하여야 한다.

(4) 기상청의 관측 자료에 의거 월별 기온, 풍속, 강우량, 증발량, 습도, 천기일수(맑음, 비,

안개 등), 연평균 강우량 등 조사하여야 한다.

(5) 과거 집중호우 시 강우량에 따른 침수지역 및 침수수위 등 조사하여야 한다.

하수도 현황 조사 시에는 다음의 사항을 유의하여야 한다.

(1) 대상 배수유역의 빗물펌프장, 간선하수관거 등 관련시설의 제반 현황을 조사하여야 한

다.

(2) 필요시(하수관거 통수능, 경사 등 유입량 계산 필요부분)에는 조사가 가능한 범위 내에

서 하수관거 내부를 조사하여야 한다.

(3) 하수도시설에 대한 합류식 여부, 고지배수로, 강제배수시설 등에 대하여 조사하여야 한다.

수리지질 특성조사 시에는 다음의 사항을 유의하여야 한다.

(1) 지하도로 계획 부지의 규모를 고려하여 광역 또는 지역조사를 수행하여야 한다. 수리지

질학적 조사는 광역 및 지역 조사로 구분되며, 광역조사는 100~1,000km 규모의 범위로

주로 실내작업과 현장답사 수준의 조사이고 지역조사는 부지 주변을 포함하여 5~100

km 범위를 대상으로 한다.

(2) 시공 중 발생하는 용수나 터널건설로 인한 주변의 지표수 및 지하수에 미치는 영향을 미

리 예측, 평가하기 위해 분포현황, 수량의 시간적 변화, 이용 상황 등의 정보를 수집한다.

5.5.2 지하도로 배수 및 수방 설계일반

지하도로내 배수유도체계는 집수유역 면적, 도로 종단 및 횡단 방향 선형과 경사, 배수 구간을 고려

하여 유입수를 효율적으로 배제하도록 하여야 한다.

【해 설】

지하도로 배수시설 규모 결정시에는 집수 유역면적을 결정하며, 유역면적은 지하도로 진출

입부의 U-Type 구간, 지하도로 방향으로 하향 종단경사를 갖는 지상 도로(본선) 구간 면적,

지하도로 방향으로 우수를 유출시킬 수 있는 주변 도로의 면적 등과 함께 주변지역의 지형여

건 및 인접 배수시설, 도로의 종단경사를 고려하여 산정한다.

지하도로 내의 빗물 유입수 배수방식은 유지관리가 용이한 계획 위치까지 도로 종단방향

으로 자연유하 배수방식 설계를 원칙으로 하며, 임의의 일정간격 마다 또는 하류의 말단부

에 집수정 등을 계획하여 집수된 유입수를 저류시키면서 배수펌프를 이용하여 강제배수

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

158 지하도로 설계지침

처리하여야 한다.

지하도로 내 배수유도체계는 도로 종단 및 횡단 방향 선형과 경사, 배수 구간을 고려하여

유입수를 효율적으로 배제하도록 한다. 필요시에 기존 우배수체계와 연계하여 최적화

(Optimization)된 시설물 규모와 위치를 계획하도록 한다.

배수 시스템은 자연흐름이 가능하도록 0.2% 이상의 종단경사를 유지하도록 하되 배수계통

에 토사 등이 퇴적되지 않도록 하여야 한다.

빗물유입에 따른 지하도로 내 침수로 인하여 이보다 낮은 계획고에 위치하는 인접 위치의

맨홀 또는 시설에 역류로 인한 침수 영향 등이 없도록 계획하여야 한다.

진출입부 개구부에 유입 표면수 배수효과를 배가시키기 위하여 투수성 도로포장(투수성

콘크리트, 투수성 아스팔트콘크리트 등)에 대한 적정성 검토 후 필요시에 일부 또는 전체

구간에 설치할 수 있다. 단, 투수성 포장의 배수성능과 함께 포장층의 강도 및 변형 특성

등 포장체의 구조적 성능, 내구성 등에 대한 기준 만족여부 등을 사전 검토 후 결정하여야

한다.

유입부에는 지형여건 및 협잡물의 유입상태에 따라 우수유입에 미치는 영향을 고려하여

스크린(Screen) 설치방법을 결정하되 현장여건에 따라 협잡물 제거 및 처리를 위한 시설을

설치할 수 있도록 하여야 한다. 필요시에 협잡물의 양이 많을 경우에는 인력으로 제거가

용이치 않으므로 협잡물을 용이하게 제거 가능토록 기계식, 유압식, 로타리식 제진기를 설

치할 수 있다.

가. 유입수 및 용출수 산정

지하도로 진출입부 및 터널 내로의 빗물 및 지하수 용출수는 다양한 경험식 또는 해석적 방법 등을

이용하여 산정하여야 한다.

【해 설】

지하도로 내 우수유입량은 첨두유출량을 산정하여 설계홍수량으로 한다.

지하도로 내 첨두유입량은 「하수도 설계기준(KDS 61 00 00, 환경부))」을 준용하고 동해

설을 참고하여 합리식으로 산정한 진출입부로부터의 첨두유출량에 터널 내부에서의 지하

용출수를 합산하여 결정하여야 한다.

강우강도 산정에 있어서 지하도로의 설계빈도는 50년 빈도 이상으로 하여야 한다. 특히,

지하도로의 진출입 구간은 집중호우에 의한 피해 위험도가 본선 터널구간에 비해서 상대

적으로 높다. 따라서 지하도로의 지상 출입시설 설치 지역에 대한 강우특성 등을 고려하여

필요시 설계빈도를 상향 조정하여 적용하는 것이 바람직하다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 159

   ×  ×  × 

여기서,  : 우수첨두유출량(㎥/sec),  : 유출계수(0.85 권장)

 : 강우강도(50년 빈도, ㎜/hr),  : 유역면적(㎢)

강우강도 공식은 해당지역에 적합한 강우강도식을 적용하거나 강우관측자료를 이용하여

분석하여 적용하여야 한다.

진출입구간 등 지하도로의 설계빈도 상향 필요성에 대한 검토를 수행할 때에는 지역별 강

우 특성, 종단경사 등 도로의 구조적 특성, 침수 발생에 의한 도로의 기능 상실 및 인적·물적

피해 등을 종합적으로 고려하여야 한다.

차량 유출입 구간인 진출입부에서의 우수유입량은 진출입부에서의 집수유역, 첨두유출량

과 도로부 경사, 현지 지형여건 등 현장조건을 고려하여 결정하고, 이에 적합한 측구 또는

횡단배수관거 규격을 설정하여야 한다.

개수로의 유속 및 유량은 Manning공식을 이용하여 산정하여야 한다.

   × 

여기서,  : 수로의 통수유량(㎥/sec),  : 평균유속(m/sec)

  .  ×  ×  

여기서, . : 조도계수,  : 동수반경(m),  : 수로경사

지하도로의 터널인접 주변지반으로부터 지하수위 변화에 따라 발생하는 터널 내 용출 유

입수의 효과적인 배수처리를 위하여 경험식 또는 침투류해석 등 수치해석 방법을 통한 터

널용출수 분석, 배수체계 수리분석 결과에 따라 간격, 집수 및 저류시설 규모, 펌프의 용량

등을 결정하여야 한다. 이때, 발생 가능한 주변 지하수위 변동 영향에 대하여 구조물-지반

안전성 확보를 위한 시공중 . 운영중 지하수위 변동 저감 또는 제어 방안을 적용할 수 있

다.

나. 측구, 맨홀 및 횡단배수관거 등

측구는 도로노면위로 흐르는 우수를 배수하기 위하여 노면 양측에 위치하며 빗물유입수량과 도로종

단경사를 고려하여 첨두유입량을 유하시킬 수 있도록 계획하여야 한다. 또한 맨홀과 횡단배수관거

는 측구의 집수량 및 경사를 감안하여 규격을 설계하여야 한다.

【해 설】

지하도로의 측구는 진출입부에서 유입되는 빗물표면수를 처리하는 진출입부 U형측구와

터널본선부 내에서 청소 등 유지관리용수의 표면수를 처리하는 터널본선부 노면배수구

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

160 지하도로 설계지침

(Ditch)로 구분하여 계획하여야 한다.

측구의 통수유량은 모양, 경사 및 조도에 따라 다르며, Manning공식을 적용하되 수리학적

경사가 완경사(상류)에서 급경사(사류) 또는 급경사에서 완경사로 변화하는 지점에 대해서

는 수리학적 축차계산에 의하여 통수능력을 검토하여야 한다.

집중호우로 인하여 우수가 우수받이로 집수되지 못하고 노면수로 흐르게 되는 구간(급한

종단경사 등에 의한 침수예상지역 등)의 경우, 우수받이나 집수정 설치간격과 규모를 조정

하여 배출될 수 있도록 한다.

진출입부 U형 측구의 일반적인 단면의 크기(내공폭×내공높이)는 200×200(mm) ∼

400×450(mm), 터널본선부 노면배수구는 100×150(mm) 이상을 사용하고, 측구 내 설계수

위는 토사퇴적 등을 고려하여 통수단면을 측구높이의 80%를 적용하여야 한다.

횡단경사는 차량의 주행에 안전하고 지장이 없어야 하며, 직선구간에서 노면배수가 원활

하도록 본 지침 “4.3.4 횡단경사”를 참고하여 적용하여야 한다.

개구부의 횡단배수관거는 진출입도로 경사부에서 우수유입전 위치에 설치하여 처리하는

것이 바람직하고, 지하도로 내부의 표면수는 도로면에서 측구, 그리고 도로 계획고 최저부

로 유도하여 배수하여야 한다.

횡단배수관거는 일반적으로 PVC관 또는 강관으로 계획하며, 유사 토사 퇴적 등을 고려하

여 2열 이상으로 설계하는 것이 유리하다.

측구를 따라 배수되는 우수가 횡단배수관거와 직각으로 직접 연결될 경우, 흐름이 원활하

지 못하여 도로표면으로 월류되어 침수될 수 있으므로 연결지점에는 우수받이를 설치하여

야 한다.

지하도로의 터널 내에 맨홀이 설치되는 경우에는 터널본체 구조물의 구조적 영향이 없도

록 계획하며, 유지관리 및 보수 용이성을 고려하여 계획하여야 한다.

다. 집수정

집수정은 목적별 유입부 유입유량과 유출 펌프용량 등을 고려하여 설계하여야 한다.

【해 설】

집수정은 도로노면의 빗물표면수를 처리하는 집수정과 터널부 지하수 용출수 처리를 위한

본선부 집수정으로 구분하여 각각 필요로 하는 위치와 규모를 설정하여 설계하여야 한다.

해당유역 집중호우나 이에 따른 지하도로침수 예방 또는 방지를 고려하여 진출입부와 터

널본선부의 경계위치에 도로진출입부에 집수정을 두어 외부로부터의 노면 유입수를 사전

처리하는 것을 원칙적으로 한다.

집수정과 배수펌프의 용량(규모) 산정은 설계강우를 결정한 후, 유출모형에 적용하여 집수

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 161

정으로 유입되는 누가유입 수문곡선을 구하고 집수정-펌프용량 관계곡선(Trade-off)을 이

용한 시산계산에서 결정하되, 펌프의 용량, 가동효율, 시동간격 및 관리 등을 감안한 집수

규모로 결정하여야 한다.

집중호우로 인하여 우수가 우수받이로 집수되지 못하고 노면으로 흐르게 되는 구간(진출

입부 등 종단경사가 급한 침수예상지역 등)의 경우, 집수정 및 우수받이 설치간격을 축소

하여 우수관으로 배출될 수 있도록 하여야 한다.

집수정 내 흡입수조부의 유입구 유속은 가능한 한 늦추도록 하고 흡입구로의 접근유속은

0.3m/sec 이하가 좋다.

집수정의 크기는 유입수량에 의하여 결정하나 펌프의 양정능력 및 운영비, 배수효과, 청소

유지관리 등을 고려하여 결정하여야 한다. 주변 홍수이력이나 예측 곤란한 집중호우 수재

해 비상상황을 감안하여 산정된 집수정 크기의 20~50% 증가시켜 계획하여야 한다.

지하도로의 터널 시공 및 운영 중 터널 내 유입수 배수처리에 따른 기존 해당지역 내 우배

수관거의 처리용량을 사전에 검토하여 유출량 처리용량이 초과되지 않도록 한다.

청소 등의 이유로 사람이 들어가는 집수정 시설은 완전 배수가 불가능할 수 있으므로 잔

류 오탁수 등에 의한 유해가스나 악취 등으로 인하여 시설 내 작업환경이나 환기 배기 시

주변 주민에 위해할 수 있으므로 위한 탈취 설비 등을 설치하여 안전사고를 예방하여야

한다.

지하도로 진출입구간 집수정 유입구의 규격과 설치 개소는 지하도로에 유입된 우수가 원

활하게 집수정으로 유출될 수 있도록 지하도로 우수유입량, 침전물의 퇴적 등을 고려하여

결정하며, 가능한 2개소 이상을 기본으로 한다.

라. 유입수 처리

지하도로의 터널 유입수는 터널 사용 목적에 따라 적절히 처리되도록 하여야 하며, 중앙집수관 또는

측방배수관을 통하여 배수되는 것을 원칙으로 하며 충분한 통수능력을 갖는 배수방법을 적용하여야

한다.

【해 설】

유속이 느리면 도로 배수관거의 저부에 토사 및 오물이 퇴적되어 준설작업이 필요하며, 반

대로 유속이 너무 빠르면 도로 배수관거를 손상시키므로, 도로 배수관 거의 경사는 도로경

사를 반영하되 경제성을 고려하여야 한다.

급경사지에서 유속이 빠르면 도로 배수관거의 손상뿐만 아니라 우수의 도달시간이 단축되

어 하류지점에서 유량이 크게 되므로 단차 및 계단을 두어 경사를 완만하게 하여 유속이

조절되도록 하여야 한다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

162 지하도로 설계지침

배수구조물의 침식을 방지하기 위해 유속이 0.8∼3.0m/sec 범위가 되도록 하고, 부득이한

경우 유속이 3.0m/sec를 초과할 때 유입 및 유출부에 수로보호공 및 감쇄공 등을 설치하여

야 한다.

지하도로 터널에서의 종단 배수처리는 시도군 지자체 내 관련시설 관리자와 충분한 협의

후, 해당 지역 내 구축되어 있는 기존 하수 . 우수 배수 계통에 연계 토출시키거나, 이외의

지역은 하천, 공공수로에 연결하여 배제하도록 하여야 한다.

마. 토출관거

배수펌프실로부터 일반 배수관거나 인접 하천에 연결하여 설치되는 토출관거는 일반적으로 자연방

류관로 형식을 적용하는 것을 원칙으로 하여야 한다.

【해 설】

토출관거의 종단선형은 펌프의 용량 및 대수, 위치와 펌프 특성곡선을 고려하여야 한다.

외수위 상승 시나 배수암거의 수위상승에 따라 토출관로 내 수압이 가중되어 펌프의 효율

저하 및 과부하 발생, 펌프실 내 배수처리가 원활하지 못하고 고장원인이 될 수 있으므로

역류방지용 밸브 또는 게이트를 설치하여야 한다.

토출관거의 단면은 설계유량을 완전히 통수시키는데 필요한 크기로 설계하여야 하고, 토

출관거는 물이 원활히 배제되도록 방류수로의 유수방향, 손실수두 등 수충격작용이 없도

록 설치하여야 한다.

펌프계의 관로에서 정전 등으로 일어나는 펌프의 급차단, 급가동, 또는 밸브의 급개폐 등

으로 인하여 수격(Water hammer) 작용이 생겨 펌프 밸브, 관로 등이 파손될 우려가 있으

므로 이에 대한 대책으로 서지탱크(Surge tank, 조합수조)를 설치할 수 있다.

만관 상태로 관거설계 고려 시에 관거단면의 변화구간의 영향으로 혼입된 공기의 유입이

문제(Aeration)가 될 수 있으며, 흐름 상태와 이송부 압력 급변화을 고려하여 소정의 위치

에 탈기부(Deaeration vent)와 통기관(Air vent)의 설치가 필요하다.

바. 오염물질 처리

도로노면의 유출수가 인근 방류수역으로 직접 유출되는 구간에서는 초기 강우 시 유출되는 각종 오

염물질 처리를 위한 비점오염원 처리시설에 대하여 필요한 구간은 검토 후 설치하여야 한다.

【해 설】

지하도로 내 빗물 또는 지하수 유입량이 작아 도로침수에는 안전하나, 배출수의 오염부하

가 클 것으로 우려되는 경우 유입수 배출시 수질기준에 충족되도록 처리한다. 비점오염원

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 163

처리 및 관리시설의 유형은 다음과 같다.

(1) 저류형: 우수유출저감을 위한 일반적인 방법(하수관거, 저류연못, 인공습지)

(2) 침투형: 우수를 지표하부로 침투되도록 유도하는 시설(침투트렌치, 침투도랑, 투수성포장)

(3) 식생형: 동식물 서식공간 및 녹지경관 조성(식생여과대, 식생수로 등)

(4) 장치형: 물리 . 화학적장치에 의한 관리기술(여과형, 와류형, 스크린형 시설)

(5) 처리형: 하수처리형시설로 에너지 소모적이고, 비용이 고가(초고속응집 . 침전시설, 생물

학적처시설 등)

사. 침수위험도 평가

지하도로의 본선부 및 진출입부, 접속부 및 환기구 등에 대하여 홍수침수 위험성을 검토하여야 하

고, 침수취약성을 가지는 지하도로 시설에 대해서는 현장조건 및 강우특성을 고려한 침수위험도(또

는 안전도) 평가를 바탕으로 상시 . 비상시 원활한 배수체계와 침수 예방 또는 저감시설 등 수방체계

를 수립하여야 한다.

【해 설】

지하도로 시설에 대하여 해당 유역, 지역별 강우특성 및 현장조건을 고려한 침수예상분석

을 사전에 수행해야 하며, 홍수침수의 취약성을 가지는 지하도로 시설에 대해서 침수위험

도(또는 안전도)를 사전에 평가(<그림 5.5.1> 참조)하여 위험정도에 따른 상시 배수시설계

획과 비상시 수해방재시설 설치계획, 피난대피 계획 수립 등과 같이 지하도로 방재계획 수

립의 기초자료를 제공하여야 한다.

침수위험도 평가 방법은 지하도로의 실제 현장에서 다양한 침수위험 영향요인들을 고려하

여 정량적, 정성적으로 지하도로 침수위험도를 산정함으로써 안전에 대한 인식제고 및 안

전관리의 효율을 높일 수 있다.

지하도로는 집수유역면적, 강우강도 및 설계기준 등을 최초 10년, 향후 매 5년 단위로 재

조사하여 우수유입량을 산정한 후 이를 토대로 지하도로 침수 위험을 검토하여야 한다.

지하도로 구조물 등의 위험도에 대한 분석과정은 다양하게 제시될 수 있으나 일반적인 통

계학적 분석(부하조건 평가를 위한 매개변수), 위험도 분석(발생 가능한 불리한 결과의 감

지 및 정량화), 의사 결정(시나리오 또는 입력요소가 결과에 미치는 영향을 평가)의 과정을

포함하여야 한다.

지하도로 등 지하공간 침수재해에 대한 방지 또는 최소화, 대응체계 연계수립을 목적으로

필요한 경우 수치 또는 수리 시뮬레이션 분석방안을 사용하여 분석결과를 이용하여 침수

방지대책의 기준이 되는 침수예상지도를 작성할 수 있다. 이 때 전체 또는 일부의 지하도

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

164 지하도로 설계지침

로망을 임의 구역화(Zoning)하여 기존 지역 및 우배수관거 체계를 고려한 침수예상분석을

하여야 하며, 지하도로 내 침수양상, 침투경로 예측, 침수심, 유속 및 유량 등 터널 내 유입

수 거동의 해석적, 동적 거동에 대한 방법을 이용하여 평가, 활용할 수 있다.

지하도로 침수위험도

평가개념 정의

평가인자의 선정

평가인자의 가중치 선정

침수위험도 평가모형 설정

. 지하도로시설 홍수피해 주요원인 분석

. 도심지 지하공간, 시설물 분류, 기능적 및 공간적 평가

. 평가인자의 정량적, 정성적 분석 방법을 통한 평가인자

선정법 도출

. 풍수해 방재전문가, 수자원 및 지하공간 건설 전문가들을

대상으로 설문조사 등

. 학계, 민간/정부출연 연구소, 건설산업계 설계 및 시공사 등

. 위험 요소별 평가결과의 종합 분석

. 실내외 실험, 수치시뮬레이션 결과 반영

. 지하도로 및 지하공간 풍수해에 대한 국가/민간 재난위험

평가 관리체계와 연계방안

<그림 5.5.1> 지하도로시설 침수위험도 평가모형 설정 절차

<표 5.5.1>과 같이 지하공간 시설물 침수위험도 분석에 따른 판단된 등급을 참조하여 국가

또는 지자체, 민간분야의 주요 시설물에 대한 치수(治水) 방재사업에 대한 우선순위를 결

정할 수 있고, 해당 지역의 풍수해 예방 및 저감을 위한 풍수해저감종합계획 수립 시 풍수

해 유형별 재해위험도 분석의 정성적 평가에 대한 기본 자료로 활용하여야 한다.

<표 5.5.1> 지하도로시설 등의 침수위험도 등급 및 침수 대책(예시)

침수위험도

등급 구분 종합 상황 대 책

I

(20 이하)

매우 위험 : 내적.외적 침수위험 요인,

전반적인 수방시설 미비, 침수요인에

대하여 무방비 상태

- 즉시 침수위험도 상세 평가, 전반적 수방재 체계

분석 후, 적절한 조치 계획, 비상 대피시설, 적극

적 구조적 수방시설/장치 설치

- 지하공간 관리자, 한전/하수도 관련 기관 및 부처

협력을 통한 종합대책 필요

- 비상시 대응계획 및 시민대피체계 철저 수립

II

(21~40)

위 험 : 수방시설 및 장치가 미비하여

외부침수위험 요인에 대하여 지하도로

공간의 방재능력 적음

III

(41~60)

보 통 : 일반적인 수방시설/장치가 마

련되어 일반적 강우 등에는 방재능력

있으나 폭우 강우 등 외부 침수위험

요인에 대하여 별도 방재시설 필요

- 경제성평가 및 침수위험도 평가 후 필요한 적절

수방재 조치 및 시설/장치 설치

- 침수방지 시설 및 장치 설치

(방지턱, 방수판, 차수문 등)

- 비상시 대응계획 및 시민대피체계 수립

IV

(61~80)

안 전 : 수방시설/장치, 관련 수재해체

계가 잘 갖추어 있음. 폭우 강우 등

외부 침수요인에 대해 방재능력 있음 - 즉각적인 침수재해 대비 조치는 필요 없음

- 갖추어진 침수방지 시설/장치 및 체계의 유지관

리, 점검

V -비상시 대응계획 및 시민대피체계 수립

(81 이상)

매우 안전 : 지하도로 공간시설물 입

지조건 우수, 수방시설/장치 및 관련

수재해 체계가 매우 잘 갖추어 있음

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 165

방재담당자는 침수예상분석 결과에 기초하여 구조적, 비구조적 수방 대책에 대한 합리적

인 선택과 우선순위를 결정하여, 침수저감 효과를 확인할 수 있고 이에 따라 기존 시설의

보완이 가능하다.

지하도로에서의 침수피해 최소화를 위해서 침수 및 피난관련 정보 등을 알기 쉽게 표시하

는 평면도 또는 위치도를 작성하여야 한다. 평상시에는 침수로 인한 홍수피해에 대한 위험

을 이용자들에게 알리고 방재대책을 수립하며, 실제상황 발생 시에는 피난활동에 활용될

수 있도록 하여야 한다.

선정된 위험인자별 배점계급에 따라 실제 지하도로 시설물이 위치하는 현장조사 분석, 해

석적 . 실험적 방법 등에 의한 인자별 평가결과의 가중치에 따른 가중 합으로 종합 점수화

평가 후, 위험정도 범주에 따라 적정한 침수대응체계의 기본 자료로 활용할 수 있다.

지하도로의 침수를 방지하고 침수속도를 지연시키기 위하여 해당 지역 예상 침수위를 고

려하여 상향 볼록형태의 진출입부 종단선형을 계획할 수 있다. 도로 본선진출입부나 접속

램프부에서 해당 유역의 예상침수위나 홍수위 분석결과에 따라 임의의 높이만큼 도로종단

계획고를 반영하여, 상향 볼록형태의 ‘진출입 마루부(Crest)’를 설치하여 침수위에 대하

여 지하도로 내부로 빗물이 유입되는 것을 미연에 차단할 수 있다.

진출입 마루부를 설치할 경우 지하도로 진출입부 설계속도별 도로선형기준에 근거하여 설

계하고 국도 또는 지자체 도시도로의 건설 및 운영을 담당하는 공공기관 주체와 설계단계

에서 충분한 사전 검토가 필요하다. 또한 차량 진출입 시 시거확보나 교통상황 인지곤란

상황 등에 대하여 안전운행이 되도록 진출입 전 위치에 도로안전 유도 . 인지 시설을 설치

하여야 한다.

도로구간 설계속도에 따른 선형설계 고려사항을 감안하여 U-type 진출입 구간의 개구부에

캐노피를 설치하여 노면상의 강우 집수면적을 감소시켜 지표 우수 유입량을 줄일 수 있다.

상부 캐노피의 설치 위치와 시설 규모는 지표 우수 유입량 저감효과 대비 경제성, 시공성

등을 충분히 검토 후 설치하여야 한다. 상부 캐노피와 이를 지지하는 기둥 및 기초시설물

은 강풍으로 인한 풍하중, 강설에 의한 눈하중, 지진하중 등에 대하여 변형 . 침하, 전도 또

는 파괴 안정성을 확보하도록 하여야 한다.

지하도로에 설치할 수 있는 침수 예방 또는 저감시설은 <표 5.5.2>와 같다.

지하도로 침수재해 우려 시에 비상교통통신 통제 및 방재체계와 함께 침수위험정도에 따

라 국도 또는 지자체 도시도로의 건설과 운영을 담당하는 공공기관 주체와 적정성을 협의

후 설치하여야 한다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

166 지하도로 설계지침

<표 5.5.2> 지하도로에 적용 가능한 침수 예방 및 저감시설

구 분 기능 및 설명

진출입부

상향볼록

종단선형계획

. 도로의 지상부 진출입구간에서 예상홍수위를 고려하여 일정 높이의 상향 볼록구

간으로 도로종단선형을 계획하여 빗물유입을 원천차단

진출입부

상부캐노피

. 지하도로 진출입구간에서 도로 노면상 강우 집수면적을 감소시켜 지표 우수유입

량을 감소시킬 수 있는 진출입 개구부 상부에 캐노피를 설치

도로본선부,

진출입부, 개구부

차수문

. 집중호우나 주변유역 홍수 시 기존의 우배수체계로 배수가 충분하지 않을 경우

에 대비하여 지하도로 본선부 주요 위치와, 외부 우수의 내부유입 전단계에서

차수문을 설치하여 차단함으로써 지하도로의 침수 방지 또는 최소화되도록 계획

도로

본선 진출입부, 접속도로부, 환기구, 천창 등의 개구부 위치

강우상황,

현장조건에 따라 필요시 간이식 적용 가능

환기구 및

천창, 작업구 등

시설

. 예상 침수심보다 높은 지점에 개구부 시설물을 설치하거나, 방수용 천막 등을

이용하여 차수처리

. 지하도로 환기구, 천창, 유지관리 등을 위한 작업구 등의 개구부의 설치 위치는

침수위험성을 고려하여 선정하며 개구부의 설치 시 인접 지역의 예상침수고 이

상의 적정 높이를 확보

방수판과

모래주머니

. 방수판 설치 또는 모래주머니 비치

본선

및 램프 진출입부에 비상시 예상치 못한 홍수에 대비하기 위하여 주요 구

간별 방수판 또는 모래주머니 비치

방수판은

자동운행이 가능하도록 설치하는 것이 좋으나, 이동식인 경우 사람이

작동하기에 적정한 형식이 되도록 규모와 재질을 결정(자동식, 여닫이식, 슬라

이트식, up-down식, 고정식 등)

인접

환승 . 지하공간 출입구에서 방지턱을 설치하여도 지하침수를 방지하지 못

하는 경우 준비

배수관거

역류방지장치

. 지하도로로부터 외부로 배수하기 위하여 설치한 배수관거를 통한 역류를 방지하

기 위하여 역류방지밸브를 설치

집수정 및

배수펌프 설치

. 집수정, 배수펌프 및 예비 배수펌프 설치

요구되는

규모와 위치에 도로터널 내부로 유입되는 우수나 지하수를 집수하여

배수하기 위한 집수정을 설치

집수정

내에는 토사나 불순물 유입 방지를 위해 침사지를 설치하거나 예비 배

수펌프를 추가 설치

배수펌프의

용량 결정은 반드시 지하도로 주변 침수예상분석을 통한 지하도로

유입 노면수나 지하수 용출수의 유입량을 기준으로 펌프의 용량 및 개수를 결

정

침수피해

확산

방지시설

. 지상-지하연결 비상대피로나 유지관리용 출입시설의 지하층 계단통로나 엘리베

이터 이동통로, 환기구 등 차단 방안

대피경로가

결정되면 안전한 대피경로를 확보하기 위한 차수문 등의 침수확산

방지시설을 대피경로 중심으로 설치

인접한

환승 . 지하공간

출입구 방지턱

높이

. 지하도로의 침수위험도 평가 결과를 바탕으로 외수에 대비해야 할 것인지, 내수

에 대비해야 할 것인지를 판단

. 내수에 대비해야 할 시설인 경우에는 내수 예상 침수심을 감안한 출입구 방지턱

의 높이를 결정(예상치 못한 외수에 대한 대비는 모래주머니나 방수판, 간이차

수문 등을 준비)

. 지하공간의 출입구, 지형여건을 고려하여 방지턱을 설치(저지대와 하천방향의

출입구측은 반드시 예상 침수심보다 높게 방지턱을 설치)

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 167

아. 차수용 방수문

지하도로에는 비상 시 침수확산을 방지하기 위하여 차수용 방수문 설치 필요성을 검토하여야 하며,

필요시에는 소정의 위치에 차수용 방수문을 설치하여야 한다.

【해 설】

집중호우나 주변 유역 홍수 시 기존의 우배수체계로 배수가 충분하지 않을 경우를 대비하

여 전체적인 지하도로 비상운영계획에 따라 도로 본선부, 진출입부, 접속도로부, 환기구,

채광 천창 등의 필요 위치에 차수용 방수문을 설치하여야 한다. 상시에는 각 시설물의 기

능을 지속적으로 유지하고 교통순환에 방해되지 않는 형식과 규모, 위치를 선정하여 설치

하여야 한다.

수문은 전기구동 또는 유압구동 방식의 자동수문을 설치하는 것을 원칙으로 하며, 자동과

수동의 이중화된 구동방식을 적용하여 비상시 수동 개폐 조작이 가능하도록 하여야 한다.

수문 설치를 위한 충분한 공간을 확보하고 지하도로 운영 및 수방재 시스템 운영주체의

관리 하에 두어 시설물 손상여부나 작동 상태 점검, 침설물 등 장애물 여부, 청소 등 운용

중 유지관리가 가능하도록 하여야 한다.

수문은 구동형태에 따라 유압작동식, 기계구동식 또는 드럼구동식으로 구분되고, 수문형식

에 따라 수직강하식, 미닫이식, Swing식 등으로 구분되므로 현장 및 설계조건에 맞는 적합

한 형식을 선정하여야 한다.

자. 배수펌프 등

지하도로에는 지하도로 내에 유입된 물을 효과적으로 배출하기 위하여 배수펌프를 설치하여야 하

며, 공급 전원의 수 . 배전반 시설은 지상에 설치하거나 침수 방지 처리된 구조물 내에 설치하는 등

수 . 배전반 시설이 침수가 되지 않도록 설치하여야 한다. 또한 외부 인접시설 침수영향, 유출부 수

압증가나 고장, 정전 등으로 펌프가동이 중단될 경우에 발생하는 역류현상을 방지하기 위하여 역류

방지밸브 등 장치나 시설을 계획하여야 한다.

【해 설】

배수펌프는 수위변동에 따른 자동구동방식의 수중모터펌프로 하며, 펌프용량은 외부 침수

에 의한 노면유입수 또는 지하수 용출수에 의한 유입량을 배제할 수 있도록 산정하고, 고

장 및 수리 등을 고려하여 예비펌프를 추가로 계획하여야 한다.

수중펌프 시스템은 고장 시에도 배수펌프가 계속 작동될 수 있도록 독립적으로 운영되는

별도의 시스템으로 구축하는 등의 방안을 마련하여야 한다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

168 지하도로 설계지침

펌프의 용량과 펌프형식은 토출량과 양정, 흡입성능, 펌프설치 상면 높이, 보수의 용이성,

운전조건, 펌프의 효율 등을 검토하여 결정하여야 한다.

펌프의 형식은 임펠러의 형식, 축의 방향, 설치조건 등에 따라 각기 분류되며, 펌프 본체의

기본적인 형식은 사류형, 축류형, 와권형 등으로 분류되고, 일반적으로 저양정의 배수펌프

에는 사류형, 축류형을 사용하여야 한다.

집중호우 등을 대비하여 각각 펌프용량은 유입수량의 200%를 배수할 수 있도록 하고 펌프

1대의 용량은 유입수량의 50%를 넘지 않도록 여러 대 설치하고, 배수펌프는 고장 및 수리

등을 대비하여 예비펌프를 추가로 설치하여야 하며 배수펌프는 장기간에 걸쳐 운전 또는

정지상태가 지속되므로 교반운전이 되도록 설치하여야 한다.

전원의 수 . 배전반은 지하도로 종단경사 등 도로의 구조, 계획홍수량, 유역면적, 집중호우에

따른 예상 침수높이, 차수벽 설치 등을 검토하여 우기시 침수가 되지 않도록 설치하여야 한

다. 또한 배수시설의 전원공급은 서로 다른 변전소 공급 또는 .도로터널 방재.환기시설

설치 및 관리지침(국토교통부).에 따라 ‘비상전원설비 기준 전원’, ‘예비변압기’ 등을

설치하여 고장 및 상용전원 정전 시에도 전원을 공급하도록 하여야 한다.

유체의 유동을 오직 한 방향으로 유지해야 할 필요가 있는 경우 또는 수력조건에 의해 역

류가 되는 것을 방지하는 밸브를 역류방지밸브라고 한다. 토출밸브는 Butter-Fly 밸브를,

역류방지용으로는 Flap 밸브를 일반적으로 사용하고, 역류방지밸브는 스윙식, 수평식, 버

터플라이, 틸팅디스크, 방사형, 수력식 등이 있다.

Flap 밸브는 토출구 끝에 취부되어 자중에 의해서만 개폐되는 것으로 외수위가 낮을 경우

수문설치면의 내수에서 외수로 빠져 나가는 물은 자연스럽게 배수되고, 외수위가 높을 경

우에는 수압으로 수문을 밀착시켜 내수로 들어오는 물을 차단하여 역류를 방지한다.

Butter Fly 밸브(나비형 밸브 또는 접형변)는 보통 완전수밀이 가능하고 유체의 흐름 속에

디스크가 회전하면서 유체의 흐름을 개폐하거나 유량조절을 할 수 있다. 밸브가 열렸을 때

흐름이 최대가 되면 디스크는 유체의 흐르는 방향과 같게 되고, 디스크를 90°회전시키면

디스크는 유체의 흐르는 방향과 직각이 될 뿐 아니라 유체를 막게 된다.

집수정 배수펌프의 양정이 커서 가동·정지 시 수충격 발생우려가 있는 경우에는 배수배

관의 수충격 수치시뮬레이션 등을 수행하여 수충격 방지설비를 설치하는 등의 대책을 수

립하여야 한다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 169

차. 대피를 위한 구조적 방안 및 비상대처 계획 (EAP: Emergency action plan) 등

지하도로의 홍수침수에 대하여 안전하고 신속한 대피를 위한 별도의 구조적 방안을 계획하여야 한

다. 또한 지하도로 수방재를 위한 전기통신시설 설계는 관련 전기통신설비기준 등 관계법규에 준하

여 수행하여야 한다.

【해 설】

지하도로의 홍수침수에 대하여 안전하고 신속한 대피를 위한 별도의 구조적 방안을 계획

하여야 하며 <표 5.5.3>과 같이 구분할 수 있다.

수전방식은 한국전력공사와 협의하여 별도 수전하고, 신뢰성과 경제성 양면에서 충분히

검토되어야 하며 현장 여건에 따라 가공방식 및 지중 인입방식 등을 결정하고 또한 2개 변

전소를 통한 2회선 2회선 선로(2중 선로)를 채택하여 그 신뢰성을 향상시킨다.

수변전실에서 배선되는 간선 및 동력설비 등은 각 펌프실 및 기계실과 부하중심, 전력인입

및 고전압 간선의 인출장소, 기기의 반출입관계, 침수우려 여부, 중앙감시실 시설위치 등

을 고려하여 설계하여야 한다. 또한 향후 기계전기시설의 유지보수를 위해 필요시 외부로

반입반출 할 수 있도록 시설물을 설계하여야 한다.

제반 전기통신설비는 침수 시에도 누전 및 안전사고가 발생치 않도록 설치하여야 한다.

합리적인 조명설계를 해야 하며 등기구 취부는 유지관리에 용이하게 하고 디자인 및 효율

이 좋은 조명기구를 사용한다. 또한 휘도가 기준이상 나올 수 있도록 시뮬레이션을 통한

검증을 하여야 하며 조명시스템은 단계별 조명제어기능이 가능한 조명제어시스템을 구축

하여야 한다.

지자체 해당 상황실에서 지상 및 지하도로 시설 상황 등을 원격감시 제어할 수 있는 시스

템을 구축하며, 도로 차량 및 교통상황, 집수정 수위 등 주요 지점을 모니터할 수 있도록

CCTV 설치를 계획하여야 한다.

지하공간 시설물의 관리자는 경보방송 시설을 설치하고 정전에 대비하여 확성기 등을 준

비해 두어야 한다. 경보방송시설은 예상침수고보다 높은 위치로 계획하도록 하며, 부득이

한 경우에는 침수방지시설을 설치하여야 한다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

170 지하도로 설계지침

<표 5.5.3> 홍수에 의한 지하도로 침수 시 안전하고 신속한 대피를 위한 구조적 방안

구 분 기능 및 설명

비상 대피처

. 지하도로의 공간적 특성상 지하공간은 외부로 탈출로가 한정되므로 필요시 대피경로

와 별도로 임시 비상대피처를 사전에 준비함

대피처는

지하공간에서 탈출이 힘든 노약자, 장애자, 대피시기를 놓친 사람들을 위

해 수밀 구조의 임의 숫자의 시민이 일정 시간동안 대피할 수 있는 시설물이 지하

도로 내 주요 위치마다 설치함

비상시

통신 및 안내장치와 조명시설, 전원시설을 부설하여 안전하고 신속한 대피

조치와 연계함

대피경로 및

지하출입시설

확보

. 지하도로 유역체계 침수예상 분석을 통한 비상대피경로 설정

지하도로

예상침수심도 및 물의 흐름경로 등을 평가하여 안전한 주대피 경로를 설

정하고, 예상치 못한 경우에 대비하기 위하여 보조대피경로를 설정함

지하도로와

지상 연결 상황, 침수방지시설 여부 등 시설물의 특성을 최대한 고려하

여 안전한 출입구를 중심으로 대피경로를 선정함

설정한

대피경로를 도면 등에 명시하여 사전에 시민들이 쉽게 알아 볼 수 있도록

해야 함

. 시민 대피 시 혼잡이 예상되므로 대피경로를 중심으로 지하도로의 조명과 대피로에

서의 안전이 충분히 보장 되어야 함

. 대피를 위한 출입시설 설치 시 대피자가 안전하게 대피할 수 있는 행동한계수심을

고려하여야 하며 침수 시 출입문의 개폐가 이루어지도록 개폐방향을 결정함

. 침수상황 발생 시 즉각적인 경보방송과 함께 대피경로에 대한 안내방송이 가능하도

록 시설이 설치되어야 함

난간 설치 . 비상대피 경로, 환승통로 계단 및 에스컬레이터 등에 난간을 설치

특히

주대피경로, 보조대피경로를 중심으로 반드시 설치

누전 및 정전

방지

. 누전 차단장치 설치 및 접지

. 콘센트 등 출력단자는 지하도로 예상침수고 이상, 방수캡 보호처리

. 전기공급 시설(배전반, 콘센트 등 전기시설)의 침수고 이상에 설치

비상조명 및

안내표시

. 지하공간 내부 침수 시 인지가 가능하도록 비상조명과 안내표시 설치

지하도로가

침수되어 전력공급 장치가 작동하지 않는 경우에도 대피에 필요한 비상

조명 및 안내 표시는 인지할 수 있도록 함

전력공급

장치가 불가피하게 지하에 설치하였을 경우에도 비상시 외부 에 설치된

발전기 또는 축전기를 활용 방안 강구

. 지하도로 침수 시 지상부 차량 진출입 차단이나 유도 등 통제체계, 안전안내 표지 시

설 등 설치

경보방송 및

통신설비

. 경보방송 시설 설치

지하공간

시설물의 관리자는 경보방송 시설을 설치하고 정전에 대비하여 확성기 등

을 준비해 두어야 함

. 원격감시 통신 설비

지자체

해당 상황실에서 지상 및 지하도로 시설 상황 등을 원격감시 제어할 수 있

는 시스템을 구축하며, 도로 차량 및 교통상황, 집수정 수위 등 주요 지점을 모니터

할 수 있도록 CCTV 설치를 계획

전기실, 기계실 . 전기실의 전력공급장치는 침수 문제 발생을 예방할 수 있도록 지하도로면으로부터

일정 높이 이격 설치

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 171

도시 인프라 시설의 공공기능성 유지와 공공재산의 보호, 시민의 안전을 위해 적절한 수방체계와 함

께 침수 시 원활하고 신속한 대피계획 등을 강구하여야 한다.

【해 설】

지하도로는 특성상 침수피해가 발생하면 대피 여건이 지상에 비해 훨씬 곤란하므로 외부

의 기상상태, 주변 유역 및 침수상황, 인근 하천 수위 등을 예의 주시하여 상황발생시 신

속히 대처할 수 있는 체계가 수립되어야 한다.

지하도로 이용자의 안전을 고려하기 위한 조치로는 지하도로 측으로 물이 유입되지 않도

록 사전 조치, 지하로 물이 유입되어 침수되는 경우 빠른 경로로 신속한 대피가 가능하도

록 조치, 대피 시 안전상 문제가 발생하지 않도록 조명등이 정전 시에 활용 될 수 있도록

조치, 침수된 물이 빠르게 배제될 수 있도록 하는 조치, 배수 설비를 통하여 물의 역류를

방지하는 조치, 비상시 방송 등을 통한 지상과 연락이 가능하도록 하는 조치 등을 포함하

여야 한다.

지하도로의 홍수에 대한 위험성 사전통보, 지하도로 관리자와 재난안전대책본부의 정보전

달 체계 검토, 대피체계 정비(지하도로 관리자에 의한 원활한 대피유도 등 검토, 민간/공공

지하공간시설물 소유자, 운영조직간 제휴 수방대책, 지하도로관리자나 지방자치단체와 하

천관리자의 공동참여 침수재해 대비훈련 실시내용 등)

지하도로는 지하시설물 내에서 대피경로가 한정되어 있으며 침수 시 외부상황 파악이 어

려울 뿐만 아니라 대피할 수 있는 충분한 시간을 확보하기 어렵고, 배수설비의 기능이 정

지되어 인명피해가 일어날 수 있으므로 단계적인 비상대처계획을 수립하여야 한다.

(1) 1단계 : 지하도로의 침수방지 및 침수지속시간을 최대한 지연시키기 위한 대책

(2) 2단계 : 이용차량, 이용인원, 위치별 침수예상시간을 고려한 안전 대피로 확보

(3) 3단계 : 지상으로 대피 시 탈출로의 안전성 확보

(4) 4단계 : 신속한 시민 대피 대책과 침수경감 수방 . 배수 처리

홍수 및 침수피해 예방과 대피상황관리를 위한 정보의 유형은 기상청에서 발령하는 기상

특보와 관할 홍수통제소 및 지방국토관리청에서 발령하는 홍수 예 . 경보 등으로 구분된다.

현재 대피상황관리 및 대피행동에 관한 예보의 성격을 갖고 있는 기상특보는 호우, 태풍,

폭풍우로 구분하여 발표하고 있으므로 상시, 비상시 기상 특보 및 경보 발표현황에 시민대

피 체계와 연동한다.

기상청, 자치구 재난안전대책본부, 시도 지방자치단체, 소방안전본부 등으로부터 각종 정

보를 신속히 전달받아, 대피단계(준비-경계-대피)별 상황을 판단하여, 각 단계에 맞는 행

동요령에 따라 대피방송을 실시할 수 있도록 하여야 한다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

172 지하도로 설계지침

<그림 5.5.2> 지하도로 침수시 정보전달체계 예시

지하도로의 배수 및 방수와 관련하여 평상시 지하도로 운영과 관리를 위한 지하도로관리소 및 담당

자는 홍수재해 비상시에는 도로이용자의 안전과 시설물의 손괴를 최소화하기 위하여 비상종합상황

통제체계를 별도로 설정하고 비상대처계획(EAP: Emergency action plan)을 구축하여야 한다.

또한, 안전한 수방 시스템을 운용하기 위하여 설치된 각 시설물들의 기능성과 내구성을 확보하고

현장근무자의 안전을 위하여 상시 . 비상시 시설물 관리 및 유지관리 상태를 점검하여야 한다.

【해 설】

지하도로 배수 및 방수와 관련하여 수립 가능한 비상대처계획은 <표 5.5.4>와 같이 구분할

수 있다.

<표 5.5.4> 지하도로 배수 및 방수와 관련한 비상대처 계획 수립

구 분 세 부 내 용

지하도로의 비상대처계획

및 시민대피체계 수립

. 도심 지하도로의 비상대처계획(EAP) 수립

. 지하도로 침수시의 차량, 시민대피체계 확립

. 지하공간에 적합한 단계별 상황기준 및 행동요령 및 지하도로 침수방지시설의

설치기준 확립

체계적인 시설설치계획 및

관련기관 협력체계 구축

. 지하도로의 침수위험도 평가를 실시하여 우선순위에 따라 위치별 지하도로의

특성을 고려한 침수방지시설 설치 추진

. 침수위험도가 높은 지하도로는 수방재차원에서 집중관리를 하는 등 각 관련기

관의 협력체계 및 정보전달 등 연계성 필요

. 대피체계 정비 : 지하도로 관리자에 의한 원활한 대피 유도 등 검토, 지하도로

와 인접 건물 . 시설이 일체가 된 경우 각 관련 조직의 제휴 방책 검토, 지하도

로 관리자와 지방 자치단체 관리자, 하천관리자가 공동으로 참여하는 침수 재

해 훈련 실시내용 검토

종합 방재시스템 구축

. 정보시스템 기반의 방재시스템을 이용하여 침수예상규모의 파악, 안전대피로

의 확보

. 주변 저지대 유역침수 등 상황정보를 실시간으로 전송받아 의사결정을 하는

종합 방재시스템 구축

훈련 및 교육, 홍보

. 평상시 대피훈련을 실시하고 침수시 대피경로, 대피장소 등을 인지하도록 수

방재교육 실시

. 유인물이나 매체를 통한 교육을 실시하여 지하도로 침수시 행동요령 숙지를

위한 교육활동 강화

. 일반 시민들이 지하도로 침수의 위험성 인식을 위한 홍보활동

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 173

지하도로 상시 . 비상시 배수체계 및 유지관리 운영은 우기 시 가동되어 시민의 생명과 재

산을 보호하는 중요한 수해방재 시스템이므로 정전, 기계고장 등으로 펌프 등 각종 시설물

기능이 중지되는 사태가 발생되지 않도록 평상시에 완벽한 사전점검과 유지관리 체제를

확립하여 항상 그 기능이 발휘될 수 있도록 하여야 한다.

수배전반 상태, 비상발전기 작동상태, 저수조 수위상태, 펌프 가동상태, 밸브개방여부 등을

감시 및 관리할 수 있는 지하도로 통합 시설유지관리 시스템이 필요하고, 기존 및 신규 배수

체계에서의 배수시스템 실시간 상황 반영을 고려하여 적정 펌프(pump) 운영방안을 설정하

여야 한다.

강우상황 또는 침수위험 정도에 따라 펌프시설 및 수문 설비가동 시 자동운전을 우선 원

칙으로 하되, 긴급상황 발생 시 현장에서도 수동 및 자동 원격운전을 고려하여야 한다.

상시, 비상시 인근 지역의 하천수위, 배수펌프장 가동상황, 강우데이터 등을 종합적으로

수집 . 공유하기 위해, 지방자치단체 또는 해당기관 상황실과 현장상황실간 지휘 . 감시 . 조

치 등 정보교환과 수문정보나 홍수정보를 제공할 수 있는 시스템을 구축하여야 한다.

지하도로 시설 관리자는 매년 일정한 기간을 정하여 배수시설의 점검, 청소, 보수, 개량 등

관리 및 보수 계획을 수립하여야 한다.

지하도로 배수 시설의 개요(위치, 규모, 관련 시설도면, 내용, 예산 등)를 검토하여야 한다.

방수문, 관거, 펌프, 각종 기계전기시설 등의 배수시설 마다 항목 및 점검위치가 상이하므

로 시설의 점검과 정비가 효과적으로 이루어질 수 있도록 표준도면 등을 활용하여 관리

작업서를 사전에 제작 후, 계획하여야 한다.

5.6 근접시공

5.6.1 일반사항

지하도로를 건설할 경우에는 기존 시설물에 대한 근접시공의 사례가 발생할 수 있으므로 건설될 지

하도로(터널)의 주변에 위치한 시설물에 대한 영향을 검토하여야 한다. 지하도로의 터널굴착에 따

른 주변지반의 교란에 의한 지반침하와 인접한 기존 시설물의 영향에 대해 검토하고 사전대책을 수

립하여 지하도로 터널 건설 시 시설물을 안전하게 보호하고 각종 사고를 미연에 방지하여야 한다.

근접시공으로 인한 지상 및 지하구조물의 안정성을 확보하기 위해 지반 및 지질현황을 철저하게

조사하고 지하수 변화에 의한 영향 검토, 공사로 인한 지반안전성을 검토하여 검토결과에 따라 지

하안전 확보 방안을 수립하여야 한다.

【해 설】

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

174 지하도로 설계지침

지하도로는 상하수도, 전기 및 통신 등의 유틸리티와 지하차도나 지하철 등의 교통시설물

과 빌딩 및 상가가 밀집해 있는 지역에 주로 건설하게 된다. 따라서 지하도로의 터널굴착

에 따른 주변지반의 교란에 따른 침하와 인접한 기존 시설물과의 상호영향을 검토하여야

한다. 그러나 근접시공이 기존터널과 주변 시설물에 미치는 영향은 지형, 지질조건, 기존

터널의 구조, 기존터널의 손상정도, 공사종류, 시공방법 등 다양한 조건에 따라 다르다. 예

를 들어 신설터널이 기존터널의 측면에 근접하여 시공할 경우의 영향범위는 기존 터널상

부 지반을 절토하거나 성토할 경우와 영향범위가 서로 다름을 고려하여야 한다.

근접시공으로 인한 지상 및 지하구조물의 안정성을 확보하기 위해서는 구조물 및 주변현

황을 조사해야 하며 문헌조사, 시추조사, 현장 및 실내시험, 물리탐사 등을 통해 지반특성

을 파악하고 분석하여야 한다.

또한, 지하수 변화에 의한 영향을 검토하고 지반에 대한 안전성을 검토하여 지하안전 확보

방안을 수립하여야 한다.

기존터널이 이미 손상을 받은 경우에는 근접시공에 의해 손상정도가 더욱 커질 수 있고,

구조적으로도 손상을 받고 있으므로 시공 시 주의를 요한다. 또한 구체적인 손상이 나타나

지 않더라도 콘크리트라이닝 배면에 공동이 존재하거나 콘크리트라이닝 두께가 부족한 상

황 등 터널에 구조적인 결함이 있을 경우에는 근접시공으로 인하여 손상이 더욱 증가되거

나 붕괴될 위험성이 있으므로 사전에 충분한 조사가 필요하다

운영주체에 따른 근접시공 개념설정

(1) 기존 구조물에 근접하여 지하도로 터널을 건설할 경우

지반조건, 주변현황, 기존구조물의 형태, 기존 구조물의 건전도, 지하도로 건설로 인한 기존

구조물의 영향 등을 고려한 터널 선형, 단면계획, 굴착 및 보강방법, 진동 등의 영향에 대한

검토 필요

(2) 지하도로 터널 건설 후 근접시공이 이루어질 경우

지하도로 기능유지, 지하도로 터널의 안정성 확보차원에서의 관리 및 영향 평가 등이 필요하

고 안전보호권 개념에서의 접근 필요

근접시공에 따른 주변지반 거동특성 분석

(1) 지하도로의 터널시공에 따른 주변지반 거동

토피가 깊지 않고 주변에 구조물이 위치한 구간에서 터널을 굴착하게 되면 주변 지반의 응

력상태가 변화하게 되어 터널굴착면의 변위가 증가하며 터널 주변의 이완영역이 발생하게

되어 지표침하 및 인접한 구조물의 변형 등이 발생할 수 있다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 175

<그림 5.6.1> 터널굴착에 따른 주변지반 거동

(2) 근접시공에 따른 인접구조물의 영향

지하도로의 터널굴착에 따라 지반의 교란에 의한 침하와 지반이 약화 또는 붕괴되거나 지하

수 유출에 따른 토사가 유실되어 지중구조물의 침하나 변형, 지표면에 위치한 도로의 함몰

등이 발생할 수 있다. 특히 토피고가 낮고 토사지반 등에서는 터널굴착 시 변위발생이 불가

피하며 지하수의 저하로 인한 주변지반의 침하 등을 초래할 수 있다. 일반적으로 터널에서

적용하고 있는 NATM공법이나 기계화시공인 쉴드 TBM에서도 이와 같은 현상이 발생할 수

있다.

<그림 5.6.2>는 도시지역 터널굴착공사로 인해 터널굴착면에서 변위가 주변지반까지 확대되

어 도로면의 함몰을 발생시킨 사례이다. 터널공사에 따른 지반침하의 원인 및 분석을 철저하

게 수행하여 터널 및 주변구조물의 안정성을 확보해야 하며 시민들의 막연한 두려움 등으로

인해 사회적인 불안감이 커지지 않도록 하여야 한다.

<그림 5.6.2> 터널굴착에 따른 지반침하(싱크홀) 사례

근접시공의 분류

근접시공은 기존 터널과 신설구조물과의 위치관계를 중심으로 분류하면 다음 <표 5.6.1>

과 같다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

176 지하도로 설계지침

<표 5.6.1> 근접시공에 의한 기존 터널의 변형 거동

근접시공의 분류 예상 가능한 기존 터널의 거동

터널 병설 . 기존터널에 근접하여 병설터널이 건설될 경우 병설방향으로 변형이 발생한다.

. 병설터널 시공에 의해 기존터널의 콘크리트라이닝에 작용하는 하중이 증가한다.

터널 교차

. 신설터널이 기존터널의 상부를 통과할 경우에는 기존터널이 상부로 변위나 변형이

증가하기도 하고, 반대로 아치형성이 되지 않아 콘크리트라이닝에 작용하는 하중이

증가하기도 한다.

. 신설터널이 기존터널의 하부를 통과할 경우 기존터널의 침하가 예상된다.

터널 상부 개착

. 터널 상부의 개착에 의해 상재하중이 제거되면 연직토압에 대한 측압의 비가 크게

되고, 상단으로의 밀어올림이 발생한다.

. 토피압이 작으면 지반의 아치 작용을 할 수 없어 콘크리트라이닝에 작용하는 연직

하중이 증대한다.

. 절취가 터널에 대해서 비대칭인 경우에는 콘크리트라이닝에 편압이 작용한다.

터널 상부 성토

. 터널상부 성토에 의해 콘크리트라이닝에 작용하는 연직하중이 증가한다.

. 토피가 깊은 경우에는 증가하중이 분산되고 그 영향은 작다.

. 성토고가 균등하지 않는 경우에는 콘크리트라이닝에 편압이 작용할 수 있다.

터널상부

구조물 기초

. 기초 굴착시 터널 상부의 개착과 같지만 그 정도는 일반적으로 작다.

. 상부 구조물 시공 시 상부 성토와 같고 상재하중이 증가한다.

터널측면 굴착 . 터널측면으로 굴착된 방향으로 터널이 변형한다.

터널주변 앵커 . 터널 부근 앵커 설치 수량이 증가할 수 있다.

. 앵커의 프리스트레스 도입시 변위가 생긴다.

지반진동

. 기존터널과 근접되어 있는 구간에 발파를 실시할 경우 콘크리트라이닝에 균열이 발

생하고 파손될 수 있으며, 이미 균열이 발생하여 있거나 박리가 있는 경우에는 콘크

리트라이닝 조각이 떨어져 나갈 수 있다.

가. 근접시공을 위한 영향평가

지하도로 건설 시 근접시공에 대해 절차에 따라 체계적으로 영향 및 대책을 검토하여 시공단계

별 구조물의 안정성을 확보하여야 한다.

근접시공에 대한 영향평가를 위해서는 근접공사의 종류와 규모, 지반 조건 등에 면밀히 파악해

야 하며 사전조사, 영향예측, 대책수립, 시공중 안전감시를 실시하여야 한다.

【해 설】

기존터널에 근접해서 공사가 계획된 경우에는 근접도의 구분에 의해 다음의 사항에 대해

서 충분히 검토하여야 하며 근접시공 대책의 수립절차는 <그림 5.6.3>을 참고할 수 있다.

(1) 현장조사

(2) 영향예측

(3) 대책공법

(4) 안전감시

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 177

START

근접도의 구분

현장조사

영향계측

허용치와 비교

대책공

안전감시

OK

NO

안전

위험

허용치와 비교 END

1) 무조건 범위

2) 요주의 범위

3) 제한범위(필요대책범위)

- 기존터널 현황조사

- 지반조사(지형, 지질)

- 근접시공(신설구조물) 제원조사

- 유사조건 실적(경험적인 방법)

- 수치해석에 따른 영향예측(해석적인 방법)

- 기존터널의 대책

- 신설 공사측의 대책

- 중간 지반의 대책

- 터널 구조물 안정성 확보

- 도로 기준의 확보

- 건축한계 확보

<그림 5.6.3> 근접시공 대책수립 절차

나. 안전보호권(Safety Zone) 설정

지하도로는 완공 후 터널구조물의 안전한 관리를 위하여 안전보호권(Safety Zone)을 설정하여

지하도로 시설물을 관리하여야 한다. 또한 관련 구조물 및 내부 부속시설의 안정성이 확보될

수 있도록 굴착 및 보강방안이 설계에 반영되어야 한다.

【해 설】

안전보호권(Safety Zone)이란 터널이 완성된 후, 터널의 구조적인 안정을 위해 터널 주변

지반의 일정범위를 보호영역으로 확보하여야 하는 바, 이와 같은 원지반 상태의 영구적인

보호영역 한계를 터널의 안전보호권이라 한다.

안전보호권은 기존사례와 현지 시설물의 현황 및 특성을 고려하여 선정하고 터널구조물

을 안전하게 관리하여야 한다.

안전보호권은 기존구조물의 상태, 현장여건, 지반조건, 기계 또는 발파공법 등의 시공조건,

장기적인 구조물의 안정성 측면 등의 다양한 조건에 따라 고려되어야 할 사항으로 어느

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

178 지하도로 설계지침

한 가지 조건으로 기준을 설정할 수는 없다.

안전보호권 선정사례는 근접시공 시 영향을 파악하기 위한 개념적인 것으로 초근접 시공

도 빈번하게 발생할 수 있으므로 근접도에 적합한 검토를 수행하여 별도의 기준을 설정하

고 관리하는 것이 바람직하다.

따라서, 근접시공의 조건에 따른 근접도의 구분은 개념적인 사항으로 절대적인 기준으로

관리하는 것은 아니며 초근접시에도 면밀한 검토를 통하여 터널의 안정성, 기능성 등이 유

지된다면 적용가능하다.

안전보호권 선정 사례

근접시공 개념 파악을 위한 국내외 설정사례를 소개한 것으로 주변 지장물, 지반조건, 시

공방법, 향후 여건 변동 등에 대한 다양한 요소를 검토하여 도시지역 등에서 지하도로를

건설할 때 반영하여야 한다.

(1) 서울지하철 안전보호권

D

A

B

C

Tunnel

4~6m

2D

θ=45˚+Φ/2

구 분 안전보호권 조 건

A . B, C 영역을 제외한 영역 시공가능

B . 터널 굴착면에서 외곽으로

4~6m 시공불가

C

. 터널굴착면에서 외곽으로 터

널 직경의 2배까지의 영역과

파괴선 (θ=45+/2) 상부의

영역

제약조건

아래

시공가능

(2) 부산지하철 안전보호권

Tunnel

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

4m 3m

4m

2m

5m

60˚

전단

파괴선

구 분 안전보호권 비 고

Ⅰ . 지하부지 사용에 제한이 없음

풍화암

복선터널

Ⅱ . 지상3층 지하1층, 지상5층 이

하

Ⅲ . 조건부 제한범위 (토류공 계

획)

Ⅳ . 조건부 제한범위 (시공 시 가

시설 설치만 가능

Ⅴ . 구조물 침범 불가능

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 179

(3) 일본 안전보호권 선정사례(일본, 2006)

. 쉴드TBM 터널

구 분 안전보호권 비 고

Ⅰ 영향없음

Ⅱ 주의필요 쉴드TBM

Ⅲ 제한영역

② NATM터널

마 제 형 난 형 원 형

기존 구조물에 근접하여 신설터널 및 구조물 계획 시는 관계기관과 사전협의를 통해 관련

구조물 및 내부 부속시설의 안전성이 확보되도록 굴착 및 보강방안을 설계에 반영하여야

한다.

5.6.2 지하도로 건설 시 근접시공 영향 검토

지하도로 터널이 기존터널에 근접하여 평행하게 통과(병설통과)할 경우 기존구조물의 영향이

최소화 되도록 해야 하며 구조물의 안정성이 확보되도록 하여야 한다.

【해 설】

기존터널에 근접하여 터널이 병설 통과할 경우 기존터널은 신설터널 쪽으로 변위가 발생

한다. 기존 터널과 더욱 가깝게 근접할 경우에는 신설터널의 시공방법에 따라 기존터널에

미치는 영향이 커져 기존터널의 콘크리트라이닝에 작용하는 응력이 증가한다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

180 지하도로 설계지침

<표 5.6.2> 근접도의 구분 (터널의 병설)

양 터널의 위치관계 터널의 이격 근접도의 구분

신설터널이

기존터널보다 위에 위치

1 D′ 미만

1 ∼ 2.5 D′

2.5 D′ 이상

제한 범위 (필요대책 범위)

요주위 범위

무조건 범위

신설터널이

기존터널보다 아래에 위치

1.5 D′ 미만

1.5 ∼ 2.5 D′

2.5 D′ 이상

제한 범위 (필요대책 범위)

요주의 범위

무조건 범위

주) D′: 신설터널 외경

무조건 범위

요주의 범위

제한범위

(요대책범위)

요주의 범위

무조건 범위

기존터널

D' : 신설터널

45°

<그림 5.6.4> 근접도의 구분 (터널이 병설통과할 경우)

<그림 5.6.5> 인천공항철도 지하철 5호선 하부통과(예시)

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 181

가. 교차 또는 병설 시 영향 검토

지하도로 터널이 기존터널의 상부나 하부에 근접하여 교차할 경우 기존구조물의 영향이 최소

화되도록 해야 하며 구조물의 안정성울 확보하도록 하여야 한다.

【해 설】

신설터널이 기존터널의 상부에 근접해 교차 또는 병설되어 설치될 경우에는 기존터널은

상향으로 변위가 발생한다. 신설터널이 기존터널에 매우 가깝게 근접할 경우에는 기존터

널의 주변 지반의 아치작용이 손상되어 기존터널의 콘크리트라이닝에 작용하는 응력이 증

가하고 또한 신설되는 터널의 활하중에 의해 영향을 받을 수 있다.

신설터널이 기존터널 하부에 근접하여 교차 또는 병설되는 경우에는 기존터널은 침하가

발생한다. 신설터널이 기존터널에 매우 가깝게 근접할 경우에는 기존터널에 부등침하가

발생할 수 있으며, 철도터널의 경우 궤도의 허용 침하량을 초과할 수도 있다.

<표 5.6.3> 근접도의 구분 (터널의 교차)

양 터널의 위치관계 터널의 이격 근접도의 구분

신설터널이 기존터널보다 위에

위치

1.5 D′ 미만

1.5∼3 D′

3 D′ 이상

제한 범위 (필요대책 범위)

요주의 범위

무조건 범위

신설터널이 기존터널보다

아래에 위치

2 D′ 미만

2∼3.5 D′

3.5 D′이상

제한 범위 (필요대책 범위)

요주의 범위

무조건 범위

주) D′: 신설터널 외경

45°

요주의 범위

요주의 범위

무조건 범위

무조건 범위

기존터널

(요대책범위)

제한범위

보호층

<그림 5.6.6> 근접도의 분류 (터널의 교차)

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

182 지하도로 설계지침

<그림 5.6.7> 전력구터널 하부 통과(예시)

나. 상부 개착 시 영향 검토

지하도로 건설을 위해 기존터널 상부를 개착하거나 지하도로 터널 상부를 개착할 경우 기존구

조물의 영향이 최소화되도록 해야 하며 구조물의 안정성이 확보되도록 하여야 한다.

【해 설】

지하도로 건설을 위해 기존터널 상부를 개착하거나 지하도로 터널 상부를 택지개발, 도로

신설 등의 목적으로 굴착할 경우 터널은 토피 하중 경감이 발생하여 상향으로 변위가 발

생한다. 토피고가 작을 경우에는 터널주변의 아치 영향으로 인해 기존터널의 콘크리트라

이닝에 작용하는 응력이 증가할 수 있다.

다. 상부 성토 시 영향 검토

지하도로 터널 상부에 성토할 경우 기존구조물의 영향이 최소화되도록 하여야 하며 구조물의

안정성이 확보되도록 하여야 한다.

【해 설】

얕은 토피의 터널 상부 지반에 성토할 경우 콘크리트라이닝에 작용하는 상재하중이 증가

하고, 콘크리트라이닝이 위로부터 눌려지듯 변위가 발생하거나 변형된다. 편경사 지형으

로 터널 상부에의 성토할 경우 편하중이 작용하여 콘크리트라이닝에 비대칭 하중이 작용

할 수 있다. 따라서 근접시공이 분류에 따라 필요한 대책을 수립하여야 한다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 183

<표 5.6.4> 근접도의 구분(터널 상부의 성토)

토피(H) 성토높이비(△H / H) 근접도의 구분

1D 미만

0.5 이상

0.5 미만

제한 범위 (필요대책 범위)

요주의 범위(성토 하중이 10kN/㎡미만의 경우는 무조건 범위)

1D∼3D

1.0 이상

0.5 ∼ 1.0

0.5 미만

제한 범위 (필요대책 범위)

요주의 범위

무조건 범위

3D 이상

1.0 이상

1.0 미만

요주의 범위

무조건 범위

주) D : 굴착폭(터널의 굴착폭 또는 직경)

라. 상부에 구조물 기초 위치 시 영향 검토

지하도로 터널 상부에 구조물 기초가 위치할 경우 기존구조물의 영향이 최소화되도록 하여야

하며 또한 구조물의 안정성이 확보되도록 하여야 한다.

【해 설】

지하도로의 터널 상부 지반에 구조물이 건설 되어 그 기초가 터널 상부에 위치할 경우에

는 터널 상부 지반을 사이에 두고 콘크리트라이닝에 하중이 작용한다. 이 경우 보호층으

로서 터널 상부 5m에는 기초 선단이 시공되지 않는 것으로 하고 근접시공의 분류는 5m

위의 면에 두고 어느 정도 하중 증가가 예상될 것인가에 따라 구분할 수 있다.

<표 5.6.5> 근접도의 구분 (터널 상부의 구조물 기초)

터널 상단 보다 5m위로의 예상 증가 하중 근접도의 구분

10 kN/㎡ 미만

10 ∼ 40 kN/㎡

40 kN/㎡ 이상

무조건 범위

요주의 범위

제한 범위 (필요대책범위)

마. 측면 굴착 시 영향 검토

지하도로 터널이 기존터널 측면을 굴착하거나 지하도로 터널의 측면을 굴착할 경우 기존구조

물의 영향이 최소화 되도록 하여야 하며 구조물의 안정성이 확보되도록 하여야 한다.

【해 설】

기존터널은 측면을 굴착할 경우 굴착측으로 변위가 발생한다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

184 지하도로 설계지침

<표 5.6.6> 근접도의 구분(터널 측부의 굴착)

터널과의 이격 (측방 토피) 근접도 구분

1D 미만

1 ∼ 2D

2D 이상

제한 범위 (필요대책 범위)

요주의 범위

무조건 범위

기존터널

제한범위

(요대책 범위)

요주의 범위

무(無)조건 범위

45o

1D 2D

<그림 5.6.8> 근접도의 구분 (터널 측부의 굴착)

바. 터널 주변에 앵커 존재 시 영향 검토

지하도로의 터널 주변에 앵커가 위치할 경우 기존구조물의 영향이 최소화되도록 하여야 하며

구조물의 안정성이 확보하도록 하여야 한다.

【해 설】

지하도로의 터널 주변에 보강을 필요로 하는 불안정한 비탈면이 있을 경우에는 비탈면의

안정을 위해 터널 주변에 앵커를 시공할 경우가 발생할 수 있다. 터널의 가장 가까운 곳에

앵커가 시공하게 되면 앵커 정착을 위해 천공 시 터널 내에 천공수가 유입되기도 하고, 또

는 그라우팅압이 기존터널의 콘크리트라이닝에 작용하기도 하고, 또한 앵커를 긴장했을

때 터널 주변 지반에 변위가 발생할 가능성이 있으므로 주의가 필요하다.

<표 5.6.7> 근접도의 구분 (터널 주변에 앵커가 위치하는 경우)

앵커와 터널과의 이격 근접도의 구분

0.5D 미만

0.5 ∼ 1D

1D 이상

제한 범위 (필요대책 범위)

요주의 범위

무조건 범위

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 185

사. 굴착 시 진동에 대한 영향 검토

신설터널 굴착 시 발생하는 진동은 기존구조물의 영향이 최소화되도록 하여야 하며 지하도로

터널의 안정성도 확보하여야 한다.

【해 설】

신설터널 굴착 또는 인접한 지반을 굴착 시 발파에 의해 발생하는 지반진동은 기존터널과

의 위치와 발파공법의 종류, 지형 및 지질조건, 기존 콘크리트라이닝 구조물의 상태에 따

라 차이가 발생한다. 그리고 시공 시 기존 구조물에 진동계측을 실시하여 허용진동치 이상

진동이 발생할 경우에는 굴착공법을 변경 또는 수정하여 굴착 중 발생하는 지반진동을 관

리하여야 한다.

<표 5.6.8> 근접도의 구분 (지반진동)

터널과의 이격거리 근접도의 구분

2D 미만

2 ∼ 5D

5D 이상

제한 범위 (필요대책 범위)

요주의 범위

무조건 범위

주) D : 터널 직경

<그림 5.6.9> 신설터널 굴착에 따른 기존 지하철 터널 영향검토(예시)

5.6.3 지하도로 근접시공 영향 검토 방법

근접시공이 계획된 경우에는 유사조건하에서의 근접시공 사례를 조사하고 그에 따른 영향 예

측, 대책공법, 시공 시 계측계획 등을 수립하여야 한다. 또한, 운영주체에 따라 다양한 방법을

이용하여 근접도에 대한 예비평가를 수행한 후 상세 안정성 평가를 실시하여야 한다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

186 지하도로 설계지침

【해 설】

근접시공의 분류에 따라 요주의 범위, 또는 제한 범위에서 근접시공이 계획된 경우에는 유사

한 설계 및 시공사례를 조사하여 영향예측에 참고해야 하며, 또한 대책공법의 종류를 조사

하고 적용한 사례를 분석하여야 한다. 계측계획 수립 및 결과에 대해서도 검토하여야 한다.

기존 구조물에 근접하여 지하도로 터널을 건설하거나 지하도로 터널 건설 후 향후 근접시

공이 이루어질 경우 등의 상황에 대해서도 각각의 조건에 적합한 근접시공에 대한 예비평

가를 수행하여야 한다.

또한, 운영주체에 따른 근접시공 개념을 파악하고 수치해석적인 방법, 기존 사례, 실험 등

의 방법을 이용하여 근접시공 시 상세 안정성을 평가하여야 한다.

가. 근접시공 시 영향파악

근접시공 시 영향 파악을 위해서는 지형 및 지반조건을 고려하고 시공순서를 반영한 수치해석

을 수행하여 터널 근접시공에 따른 기존 구조물의 영향을 파악해야 하며 신설터널의 안정성도

함께 검토하여야 한다.

【해 설】

근접시공의 분류상 요주의 범위로 되고 영향을 예측하기 위한 동일한 사례가 없을 경우나

제한 범위인 필요대책 범위에 있어서 근접 시공이 계획된 경우에는 수치해석방법으로 예

측을 하여야 한다. 또한 수치해석에 의한 영향 검토결과 대책공법이 필요한 경우에도 대책

공법의 종류를 검토하여 선정한 이후 그 효과를 평가하여야 한다.

나. 구조물의 영향예측

근접시공에 따라 구조물의 영향예측을 수행할 경우 구조물의 안정성 확보 측면, 구조물의 용도

에 따른 허용기준을 선정하여 관리하여야 한다.

【해 설】

근접시공에 따른 기존터널의 영향 예측 혹은 안전 감시를 할 때에는 평가 기준으로서 허

용치를 설정할 필요가 있다.

콘크리트라이닝 응력 상태의 파악은 어렵고 기존터널 콘크리트라이닝의 건전도에 따라 근

접 시공의 영향에 따른 응력 증분의 허용치를 설정한다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 187

<표 5.6.9> 콘크리트라이닝의 증가 응력의 허용치의 기준

기존터널 콘크리트라이닝의

건전도 판정 구분 증가 인장응력 (MPa) 증가 압축응력 (MPa)

AA 0.3 1.0

A₁, A₂ 0.5 2.0

B, C, S 1.0 5.0

5.6.4 근접지장물 보호 및 보강 대책

근접시공 시 구조물의 영향 검토결과 대책공법이 필요한 경우에는 기존 터널의 안전 확보를 위

해 적극적으로 대책공법을 검토하고 보강하여야 한다.

【해 설】

터널의 근접공사에 대해서 대책공법은 구조적인 측면을 고려하여 콘크리트라이닝 내력의

증가를 목적으로 한 보강공법과 열화한 콘크리트라이닝의 균열의 줄눈을 수선하는 보수공

법으로 분류할 수 있다.

<표 5.6.10> 근접시공 시 대책공법의 종류와 선택 기준

대책공법

근접시공의 분류

기 본 공 보 강 공 보 수 공

뒷채움주입공

라조이각닝 방낙지하공

새들보강공

내부라이닝보강

내면보강공

록볼트보강공

스트러트공 깨어내기

표면청소

배수구정비

누수방지공

터널의 병설 ○ ○ ○ ○ ○ ○ × ○ △ × ×

터널의 교차 상부신설 ○ ○ △ ○ ○ ○ △ ○ △ × ×

하부신설 ○ ○ △ ○ ○ ○ △ ○ △ × ×

터널 상부의 개착 ○ ○ △ ○ ○ △ ○ ○ △ × ×

터널 상부의 성토 ○ ○ ○ ○ ○ △ × ○ △ × ×

터널상부의 구조물기초 ○ ○ △ ○ ○ △ × ○ △ × ×

터널 측면의 굴착 ○ ○ ○ ○ ○ ○ △ ○ △ × ×

터널 주변의 앵커 ○ ○ ○ ○ ○ △ × ○ △ △ △

지반진동 ○ ○ × △ △ × × ○ △ × ×

주) ○ : 효과가 기대됨, △ : 경우에 따라서는 효과를 기대할 수 있음, × : 효과를 기대할 수 없음

근접시공 시 영향예측결과 근접시공의 영향을 최소화가 필요할 경우 신설터널 공사의 계획 변

경 또는 대책공법을 추가로 검토하여야 한다.

【해 설】

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

188 지하도로 설계지침

제한범위나 요주의 범위에서 근접시공을 반드시 수행해야 할 경우에는 기존터널의 영향을

최대한 축소하기 위해 신설공사의 공사계획의 변경 또는 새로운 대책공법의 추가 등을 검

토할 필요가 있다.

구체적으로 절토나 성토의 시공순서를 보다 영향이 적은 방법으로 변경하거나 발파진동이

허용기준을 초과할 경우 장약량 조정, 발파공법이 아닌 기계굴착 또는 미진동 암파쇄 공법

등을 검토할 필요가 있다.

<표 5.6.11> 근접시공 시 대책공법

5.6.5 근접시공 안전점검 및 계측관리

근접공사와 관련된 기존 시설물의 안전점검 및 현장관리는 주어진 절차와 매뉴얼에 따라 철저

하게 이루어져야 한다.

【해 설】

근접시공 시 안전점검은 시설물 관리기준에 따라 특별관리 또는 일반관리로 구분할 수 있

으며 중요도에 따라 점검빈도를 정해야 하며 특히 해빙기나 우기시에는 특별점검을 추가

로 적용할 수 있다.

이때 시설물의 현장점검 시 확인사항은 다음과 같다.

(1) 기존시설물의 이상 유무

근접시공의 분류 고려사항 대책방안

터널의 병설 굴착에 의한 지반의 변위를 억제한다.

. 굴착방법 변경

. 분할굴착공법 변경

. 지보재, 콘크리트 라이닝 구조의 변경

터널의 교차 굴착에 의한 지반의 변위를 억제한다.

. 굴착방법 변경

. 분할굴착공법 변경

. 지보재, 콘크리트 라이닝 구조의 변경

터널 상부의 개착 하중을 균등하게 제거한다.

. 굴착방법 변경

. 굴착순서 변경

. 개착깊이 제한

터널 상부의 성토 하중을 균등하게 작용시킨다. . 성토 순서의 변경

. 성토 두께의 변경

터널 상부의 구조물 기초 하중을 균등하게 작용시킨다.

굴착 . 타설의 영향을 억제한다.

. 기초형식의 변경

. 공법의 변경

터널 측면의 굴착 하중을 균등하게 제거한다.

굴착에 의한 지반 변위를 억제한다.

. 굴착방법의 변경

. 굴착순서의 변경

. 토류벽, 비탈면기울기 변경

터널 주변의 앵커 직접적 영향을 제거한다. . 앵커 배치계획 변경

. 프리스트레스 시공순서 변경

지반진동 진동을 억제한다. . 제어발파의 채용

. 타 공법(기계굴착 등)의 검토

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 189

(2) 터널 상부 주변지반 침하 또는 구조물 하부 공동발생 유무

(3) 기존시설물 관련된 협의사항 이행여부

(4) 굴착 및 발파공법의 적정여부

(5) 토류시설의 안전성

(6) 주변지반 및 지장물 변형유무

(7) 계측시설 및 측정결과 확인

(8) 수방시설 및 비축자재, 비상연락체계 확보상태

(9) 공사진행 현황

(10) 기타

근접시공 시 현장은 설계도서, 시공계획서 등 사전에 협의된 사항을 준수하고 있는지 기존

구조물의 이상 유무를 상시 확인하도록 하여야 한다.

근접시공 시 사전조사 결과를 토대로 영향을 예측하고 이에 따라 계측계획을 수립하여 지하도로

터널구조물의 안정성을 확보하여야 한다.

【해 설】

근접공사에 있어서의 계측은 근접시공의 영향을 파악하고 관리기준치를 초과하지 않도록

관리하여야 한다. 근접시공 전 사전단계에서 영향을 파악하기 위한 목적으로 계측을 실시

할 수도 있다. 특히, 근접시공은 사전에 영향을 예측하기 어렵기 때문에 계측은 매우 중요

한 의미를 가진다.

근접시공의 영향이 경미할 경우에는 콘크리트라이닝 표면의 관찰조사만으로 충분하지만

어느 정도 영향이 예측되는 경우에는 계측기를 이용한 측정이 필요하다. 근접시공에 있

어 계측 시 유의사항은 다음의 <표 5.6.13>과 같다.

<그림 5.6.10> 지하철 5호선 터널 근접시공 시 계측 계획(예시)

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

190 지하도로 설계지침

<표 5.6.12> 근접시공 계측시 유의사항

근접시공의 분류 계측시 유의사항

터널 병설

. 터널측벽 변위가 예상되는 구간은 내공변위 측정, 콘크리트라이닝 균열 측정을 고

려한다. 경우에 따라서는 지중변위측정, 경사방향 측정 등도 고려한다.

. 일정하게 종방향 내공변위 측선을 설치하여 관리할 필요도 있다.

터널

교차

상부신설 . 천단침하와 내공변위를 측정하여 터널의 변경거동을 파악한다.

하부신설 . 터널바닥부의 변형이 예상되므로 바닥부를 측정하여 파악한다.

터널상부의 개착

. 상부하중 제거로 인해 터널의 상향변위 발생 또는 측압의 증가가 예상되므로 내공

변위, 천단침하, 바닥부 변위를 파악한다.

. 편압이 예상되는 경우는 경사방향에도 내공변위를 측정한다.

터널상부의 성토

. 상부하중의 증가에 따라 천단침하 증가가 예상되므로 천단침하, 내공변위, 바닥부

변위를 파악한다.

. 편압이 예상되는 경우는 경사방향에도 내공변위를 측정한다.

터널상부의 구조물

기초

. 상부하중의 증가에 따른 천단의 침하가 예상되므로 천단침하, 내공변위를 파악한

다.

. 국부적인 하중이 작용할 경우 콘크리트라이닝 변형도 측정한다.

터널측면 굴착

. 터널 측벽변위가 예상되므로 내공변위와 콘크리트라이닝 변형을 측정한다.

. 종방향 내공변위 측선을 설치하여 관리한다.

. 종방향 기울기가 급한 경우에는 지중변위 측정을 실시한다.

터널근방의 앵커 . 터널의 국부적인 영향이 예상되기 때문에 균열을 측정한다.

. 누수상황도 주의 깊게 파악한다.

지반진동 . 굴착공사 전 시험발파를 실시하여 발파진동 기준을 설정하고 영향을 파악하여야

한다.

5.7 지하도로 터널 특수부

5.7.1 지하도로 터널 접속부

지하도로 터널에서는 다음과 같은 경우에 터널 접속부가 발생되며, 안정성이 취약한 구간이므로

충분한 안정성을 확보할 수 있도록 계획하여야 한다.

가. 본선터널과 접속터널의 연결부

나. 두 터널의 평면교차부

다. 본선터널의 분류 및 합류부

【해 설】

가. 본선터널과 접속터널의 연결부

지하도로에서 본선터널에 접속되는 터널에는 피난연락갱, 환기갱, 연직갱 연결터널, 경사갱

등이 있다. 본선터널과 접속터널은 직각(90°)에 가깝게 접속하는 경우가 대부분이다. 그러

나 경사갱을 지하도로 진입터널로 활용할 경우에는 공사 및 유지관리 목적으로만 계획된

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 191

경우와 다르게 접속각이 좁게 형성되며, 이때에는 “다. 본선터널의 분류 및 합류부”로

구분하는 것이 바람직하다.

(a) 피난연락갱 (b) 환기갱 (c) 연직갱 연결터널 (d) 경사갱

<그림 5.7.1> 본선터널과 접속터널 연결의 예

나. 두 터널의 평면교차부

지하공간에서는 지상에 비해 상대적으로 입체교차 설치가 더 용이하며, 평면교차 시에는 가

시거리 확보가 곤란하므로 두 터널의 평면교차는 계획하지 않는 것이 바람직하다. 그러나 부

득이하게 평면교차가 발생될 경우에는 접속부와 동일하게 계획하여야 한다. 다만 접속터널

연결부가 본선터널의 한쪽에서만 접속되는데 반해, 평면교차의 경우에는 본선터널의 양쪽에서

접속하게 되므로 더욱 취약한 구간이 된다.

다. 본선터널의 분류 및 합류부

“가”와 “나”의 경우에는 접속각이 직각(90°)에 가깝게 접속되는 반면, 본선터널의 분

류나 합류부의 경우에는 주행 차량이 일정한 속도를 유지할 수 있도록 도로선형을 계획하

여야 하므로 두 터널의 접속각이 예각으로 형성된다.

터널은 화재를 동반한 사고에 매우 취약하며, 도로의 분류 및 합류 지점에서 사고발생 확률이

높으므로 그 동안 국내에서는 터널 내 분류 및 합류가 발생하지 않도록 계획하는 것이 일반

적이었다. 그러나 지하도로 터널의 경우, 도로의 분류 및 합류, 진입터널, 진출터널 등이 계

획될 수 있으므로 두 터널의 접속각이 예각인 경우가 발생하게 된다.

본선터널의 분류 및 합류부에서는 단면확폭부와 분기터널이 형성된다. 분기터널은 차선의

분류나 합류가 발생할 경우 주행차량이 일정한 속도를 유지할 수 있도록 본선터널과의 접

속각이 예각으로 형성된 터널을 말한다. 본선터널과 분기터널 간의 이격거리가 작아 터널 사

이에 형성된 좁은 필러부는 터널 내 취약부를 형성하게 되므로, 이 구간에서는 필러의 안

정이 매우 중요하게 된다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

192 지하도로 설계지침

<그림 5.7.2> 본선터널의 분류부(예시)

<그림 5.7.3> 본선터널의 합류부(예시)

터널 접속부에 대해서는 충분한 지반조사를 수행하여 지반현황을 파악하여야 하며, 가능한 한 지

반조건이 양호한 위치에 접속부를 계획하여야 한다.

【해 설】

가. 접속부 지반조건

저심도의 도시 터널에서 지반조건은 매립층, 충적층과 같은 상부 토사층과 풍화대 심도에 영

향을 받는다. 따라서 터널 심도에 따른 지반조건의 수직적인 변화 양상을 파악하는 것이

중요하다. 반면에 산악터널이나 도시 대심도 터널의 경우에는 상부의 토사층이나 풍화대의

영향권에서 벗어나 있으며, 단층대, 파쇄대, 암종경계부와 같은 지질학적 특성에 의해 보다

큰 영향을 받게 된다. 따라서 지반의 수직적인 변화보다는 수평적인 변화가 상대적으로 증가

하며, 양호한 지반이 전체 터널 연장에서 차지하는 비율 또한 증가하게 된다.

나. 접속부 위치 계획

접속부는 형상에 따라 차이는 있지만 기하학적 특성상 3차원 응력 거동이 복잡하게 발생되

는 터널 내 취약구간이므로 안정성 확보를 위하여 지반조건이 양호한 위치에 계획하는 것이

바람직하다. 또한 도시지역 지하도로 터널의 경우 산악터널에 비해 상대적으로 지반조사 및

분석이 용이하여, 지반조건이 양호한 위치에 접속부를 계획할 수 있다.

다. 취약지반 대책

그러나 지반조사 결과와 실제 지반조건이 일치하지 않는 경우가 발생할 수 있으며, 이때에는

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 193

도로의 설계기준 등 제반사항을 고려하여 설치목적에 위배되지 않는 범위 내에서 접속부

위치를 변경할 수 있도록 계획하는 것이 필요하다.

부득이하게 지반조건이 불량한 곳에 접속부를 계획할 경우도 발생하게 된다. 이런 경우에는

유사한 지반조건에서의 설계 및 시공 사례를 분석하여 적정한 보강계획을 수립하고, 수치해석

을 통해 안정성을 확인하여야 한다.

접속부에 대해서는 안정성 확인을 위해 시공 중 계측계획을 수립하여야 하며, 필요시에는

운영 중에도 지속적인 계측관리를 통해 장기적인 안정성을 확인하는 것이 바람직하다.

두 터널의 접속시에는 부득이한 경우를 제외하고는 두 터널을 직각에 가깝게 접속시키는 것이 바

람직하며, 본선터널과 접속터널의 접속각, 상대적인 크기 등을 고려하여 터널 접속부를 계획하여

야 한다.

【해 설】

가. 접속부 계획

본선터널과 접속터널의 접속각에 따라 접속부 영향범위가 달라진다. 접속각이 직각에 가

까울수록 본선터널과 접속터널의 상호 영향이 감소하게 되며, 접속각이 작으면 상호 영향이

증가하게 된다. 또한 필러부가 좁을 경우 이에 대한 보강이 필요하여 공사비 증가 요인이 된

다. 따라서 분류 및 합류와 같이 부득이한 경우를 제외하고는 접속각이 직각에 가깝도록 접

속부를 계획하는 것이 바람직하다.

본선터널과 접속터널의 연결, 두 터널의 평면교차 등은 직각에 가깝게 접속하는 것이 가능

하며, 이때는 보강영역이 접속부 주변의 짧은 구간에 국한된다. 반면에 터널의 분류 및 합

류부에서는 두 터널이 예각으로 접속하게 되므로 접속부 근처에 터널단면 확폭구간 및 분

기터널 발생이 불가피하다. 이 구간에서는 가능한 한 짧은 연장에서 안정적인 필러 폭을

확보할 수 있도록 분기터널의 선형을 계획하여 필러부 보강을 최소화하여야 한다.

나. 접속터널의 크기

접속터널은 본선터널에 비해 크기가 작은 것이 일반적이며, 접속터널의 상대적인 크기가

작아질수록 본선터널에 미치는 영향은 감소하게 된다. 즉 본선터널에 비해 극단적으로 작

은 접속터널의 경우 본선터널에 미치는 영향이 거의 없다. 따라서 본선터널 입장에서는 접

속되는 접속터널의 크기가 커질수록 안정성이 불리하게 되므로 접속터널은 가능하면 작은

단면으로 계획하는 것이 바람직하다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

194 지하도로 설계지침

지하도로 본선터널의 분류 및 합류와 같이 접속각이 작은 경우에는 터널단면 확폭구간과 필러 폭

이 좁은 구간이 연속하여 발생되므로 경계부 위치를 적정하게 결정하여야 한다.

【해 설】

가. 확폭터널과 분기터널의 경계부

지하도로 본선터널의 분류 및 합류 시 접속각이 작으면 분류나 합류하는 두 터널(본선터널

과 분기터널) 사이에 미굴착 지반인 필러부가 발생하게 된다. 필러부는 두 터널의 굴착에 따

른 하중(응력)의 증가를 중첩하여 받게 되며, 필러 폭이 좁을수록 필러부에 집중되는 하중

은 더욱 증가하게 된다. 필러 폭이 너무 좁을 경우 상부 하중을 지지할 수 없게 되므로 적정

한 필러 폭을 확보할 수 없을 경우에는 확폭터널로 계획하는 것이 바람직하다. 그러나 확폭

터널 연장이 길어지면 터널 단면이 커지게 되며, 대단면 터널의 경우 공사비가 증가하고,

안정성 및 시공성이 저하되므로 확폭터널 연장을 지나치게 증가시키는 것 또한 바람직하지

못하다. 따라서 필러부 보강을 통해 터널의 안정성을 확보할 수 있는 적정한 위치에 확폭터

널과 분기터널의 경계부를 형성시키는 것이 필요하다.

<그림 5.7.4> 확폭터널과 분기터널의 경계부

나. 필러부의 폭

안정성 확보가 가능한 필러 폭의 한계는 단면의 크기(필러의 높이), 토피, 지반조건, 필러의

형상 등에 따라 달라진다. 단면이 작고 토피 및 지반조건이 양호한 경우에는 1m 정도의 필

러 폭만으로도 지하도로 터널의 안정성 확보가 가능하나, 일반적으로 3~10m 정도의 필러

폭을 확보하는 것이 바람직하다.

지하도로에서는 터널 접속부 주변에 취약부가 형성되므로 적절한 보강이 필요하며, 터널 단면의

크기, 지반조건, 접속각 등을 고려하여 보강범위와 보강방법을 결정하여야 한다.

【해 설】

가. 접속부 보강범위

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 195

터널 설계기준에 의하면 “접속부의 보강범위는 접속각도 90°인 경우 접속터널은 접속터

널 최대폭(d)의 1d, 본선터널은 본선터널 최대폭(D)의 1D를 표준으로 하는 것을 원칙으로 하

되, 상세검토를 통하여 보강범위를 별도로 선정할 수 있으며, 기타 접속각도의 경우 접속각

도에 따른 응력 집중 및 증가를 검토하여 보강범위를 선정하여야 한다.”라고 규정하고 있

다. 따라서 접속부에서는 터널 단면의 상대적인 크기, 지반조건, 접속각도 등에 따라 거동이

달라지므로 3차원 해석을 통해 응력 집중 구간을 분석함으로써 보강범위를 결정하는 것이

바람직하다.

나. 접속부 보강방법

접속부는 터널 단면의 크기 및 형상, 지반조건, 접속각도 등에 따라 거동이 달라지므로 기

존사례 등을 분석하여 보강방법을 선정하고 수치해석을 통해 안정성을 검증하여야 한다.

다. 접속부 콘크리트라이닝 보강

접속부에서는 기하구조 상 콘크리트라이닝의 일부가 절단되어 콘크리트라이닝에 작용하는

응력이 인접부로 전이되므로 인접부 콘크리트라이닝의 응력은 일반구간의 2.5배까지 증가

할 수 있으며, 영향범위는 터널의 직경(D) 정도까지 확대될 수 있다. 따라서 접속부에서는

콘크리트라이닝의 응력이 증가하는 범위를 검토하여 콘크리트라이닝에 대한 철근보강

등을 시행함으로써 안정성을 확보하는 것이 바람직하다.

또한, 접속부에서는 본선터널과 접속터널의 거동 차이로 인한 응력집중과 그에 수반되는 균

열 및 누수 등을 방지하기 위해 콘크리트라이닝을 분리구조로 계획하는 것이 바람직하다.

지하도로의 필러 폭이 좁을 경우에는 보강을 통해 안정성을 확보하여야 하며, 터널 굴착으로 인한

필러부 손상이 최소화되도록 하여야 한다.

【해 설】

가. 필러부 보강

두 터널 사이의 이격거리가 작아 필러 폭이 좁을 경우에는 필러부 안정성이 취약하게 된다.

이 경우 필러부에 대한 보강이 필요하다. 필러부의 경우 대부분 연직방향 하중을 지지하게

되며, 굴착이 진행됨에 따라 연직방향 응력의 증가로 횡방향 변형이 발생하게 된다. 따라서

필러부에 대한 보강은 횡방향 변위를 구속할 수 있는 공법을 적용하는 것이 필요하다. 보강

방안으로는 터널지보재 강성 증대, 록볼트 추가, 타이-바 시공 등이 있으며, 그라우팅을 통

해 필러부 지반을 보강하는 방안도 고려할 수 있다. 또한 보강방안을 적용하더라도 필러부의

자립이 곤란하다고 판단될 경우에는 2-아치 터널 등 특수한 공법을 검토하여야 한다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

196 지하도로 설계지침

(a) 록볼트 추가 (b) 타이-바 시공

<그림 5.7.5> 필러부 보강방안

나. 필러부 안정성 검토

필러부의 안정성은 터널 단면이 클수록, 지반조건이 불량할수록, 필러부 폭이 좁을수록 불

리하게 된다. 따라서 유사한 사례를 분석하고 단면의 형상 및 크기, 토피, 지형 및 지반조

건, 필러 폭 등 영향요인을 반영한 수치해석을 통해 안정성을 확인하여야 한다.

다. 필러부 보호

필러부에 손상이 발생할 경우 필러부의 지지능력이 감소하게 되므로 발파 시 필러부를

보호하기 위한 방안을 강구하여야 하며, 기계굴착이나 파쇄굴착 등의 적용 방안도 검토하

여야 한다.

5.7.2 지하도로 단면 확폭부

지하도로 터널에서는 다음과 같은 경우에 단면 확폭부가 발생되며, 안정성이 취약한 구간 이므로

충분한 안정성을 확보할 수 있도록 계획하여야 한다.

가. 비상주차대 구간

나. 차로수 증가 구간

다. 본선터널 분류 및 합류 구간

라. 지하정류소 등 특수 구간

【해 설】

가. 비상주차대 구간

지하도로의 터널에서 충분한 측방여유폭을 확보하지 못할 경우 비상주차대를 일정 간격으로

설치함으로서 고장차량 등의 주정차가 가능하도록 하여 2차 사고를 방지할 필요가 있다. 비

상주차대는 주행차로측 측방여유폭을 확대하여 설치하므로 터널 단면 확폭구간이 된다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 197

나. 차로수 증가 구간

일반구간에 비하여 차로수의 증가가 필요한 구간에서는 터널 단면의 확폭이 필요할 수 있다.

다. 본선터널 분류 및 합류 구간

접속부에서 언급한 바와 같이 본선터널의 분류 및 합류 구간에서는 단면 확폭부가 일정구

간 발생하게 된다. 이 구간에서는 필러부에 대한 적극적인 보강을 통해 단면 확폭부 연장

을 최소화함으로써 가능한 한 대단면 터널이 발생하지 않도록 하여야 한다.

라. 지하정류소 등 특수구간

도시지역에 건설되는 지하도로에는 지하도로와 건물 지하층을 연결하는 통로, 지하도로

내 버스정류소 등 다양한 형태의 지하공간이 필요할 수 있다. 따라서 이러한 다양한 지하공

간의 필요에 따라 터널 단면 확폭부가 발생할 수 있다.

단면 확폭부는 다음과 같은 특성이 있으므로 이를 고려하여 계획을 수립하여야 한다.

가. 이완영역 증가 나. 지반조건 악화 다. 지보재량 증가 라. 시공성 불량 등

【해 설】

가. 이완영역 증가

지하도로의 터널단면이 커질수록 굴착면 주변 지반의 응력변화가 커지게 되어 변위가 증가

하며, 이완영역도 증가하게 된다. 또한 굴착단면적 증가로 인해 버력처리 시간이 증가하게 되

고, 이는 지보설치 시기의 지연으로 연결된다. 이완영역의 증가, 굴착 후 지보설치 시기의 지

연 등 굴착 단면의 증가에 따른 이러한 일련의 변화는 낙반이나 터널 붕락의 위험성 증가로 이

어져 터널의 안정성을 저하시키게 된다.

나. 지반조건 악화

지하도로의 경우 심도가 충분히 깊어 터널단면이 증가하더라도 터널 상부 지층의 변화는

거의 없을 것이다. 그러나 풍화대가 깊은 구간이나, 진입터널 등에서 터널단면이 증가할

경우 터널 상부의 지층조건이 변할 수 있다. 이때 터널 막장에는 다층지반이 출현하게 되

며, 천단부 지반 불량에 따른 붕락 및 지하수 유입 등의 위험이 증가하게 된다.

다. 지보재량 증가

지하도로의 터널단면의 크기가 증가할수록 터널 안정성을 확보하기 위한 지보재량은 증가

하게 된다. 즉 동일한 지반조건에서도 숏크리트 두께와 록볼트 길이를 증가시켜야 하며, 록

볼트 설치간격은 감소시켜야 한다. 또한 강지보재도 큰 강성을 필요로 한다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

198 지하도로 설계지침

지하도로의 터널의 단면크기가 증가하게 되면 콘크리트라이닝에 발생하는 응력이 증가하

게 되어 콘크리트라이닝의 두께와 철근량 또한 증가하게 된다.

라. 시공성 불량

일반적으로 지하도로의 터널단면이 너무 작으면 장비의 접근이나 작업범위가 제한되어 시

공 효율이 저하된다. 그러나 단면이 너무 클 경우에도 장비의 작업범위를 초과하거나, 작

업원의 접근이 어려워 시공 효율이 저하될 수 있다. 또한 단면을 여러 번 분할 굴착하여

안정성을 확보해야하므로 그에 따른 시공성 저하와 불필요한 지보재의 사용이 필요할 수

도 있다.

단면 확폭부에서는 가능한 한 대단면 터널이 발생되지 않도록 계획하여야 하며, 부득이하게 대단

면 터널이 발생될 경우에는 단면크기를 고려한 시공방법 및 굴착공법을 검토하여야 한다.

【해 설】

가. 지하도로의 터널단면 변화구간 최소화

지하도로의 터널 내에서 짧은 연장의 단면 확폭부가 발생하면 콘크리트라이닝 시공이 불

편하게 된다. 단면 확폭부의 연장이 짧을 경우 강재거푸집 제작에 따른 비용증가로 경제성

이 떨어지며, 작은 터널을 통해 단면 확폭부까지 크기가 큰 강재거푸집을 운반하기 어렵기

때문이다. 이와 같이 단면 확폭부는 안정성 뿐 아니라 시공성 측면에서도 불리하기 때문에

발생 개소 및 연장을 최소화하는 것이 바람직하다.

본선터널의 분류 및 합류부와 연속적으로 단면이 변하는 변단면 구간에서는 단면을 몇 개로

분할하여 적용해야할지 검토하여야 한다. 단면의 개수가 너무 적으면 시공성은 유리하나

불필요한 단면적 증가로 인해 경제성이 저하되며, 단면의 개수가 너무 많으면 경제성은 유

리하나 시공성이 떨어지게 되므로 적정한 개수로 분할하는 것이 필요하다.

나. 대단면 지하도로 터널 발생방지

지하도로 본선터널의 분류 및 합류부에서 필러부 안정성 확보가 곤란할 경우 확폭터널로

계획할 수 있다. 그러나 확폭터널 연장이 길어질수록 단면 크기가 증가하게 되므로 필러부

보강을 통해 분기터널 연장을 증가시킴으로써 대단면 터널의 발생을 최소화하는 것이 바

람직하다.

지반이 연약한 구간에서 대단면 터널로는 안정성 확보가 곤란하다고 판단될 경우에는 2-

아치, 3-아치 터널 등의 적용방안도 검토하여야 한다. 2-아치, 3-아치 터널은 경우에 따라

비대칭형 단면이 형성될 수도 있다.

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

지하도로 설계지침 199

다. 대단면 지하도로 터널의 시공 및 굴착

단면 확폭부에 대단면 터널이나, 2-아치, 3-아치 터널을 계획할 경우에는 단면 형상 및 크

기, 지반조건, 굴착방법, 공사기간 등을 고려하여 시공방법과 굴착공법을 선정하여야 한다.

대단면 터널에서는 큰 규모의 여굴 발생, 강지보 시공 및 철근 배근 불편, 철근 처짐 발생,

방수쉬트 설치 시 별도의 장비 필요, 콘크리트라이닝 타설 시 거푸집 변위 증가 등으로 인

해 시공이 어려우므로 기존사례 등을 충분히 분석하여 시공방안을 수립하여야 한다. 또한

안정성 확보를 위해 단면을 여러 개로 분할하여 굴착해야 하므로 단면크기, 지반조건 및

시공조건을 고려한 굴착공법 선정이 필요하다.

(a) 중벽분할 굴착 (b) 측벽선진 굴착 (c) 다단벤치 굴착 (d) 링컷분할 굴착

<그림 5.7.6> 대단면 터널의 굴착공법(예시)

단면 확폭부에 대해서는 충분한 지반조사를 수행하여 지반현황을 파악하여야 하며 가능한 한 지

반조건이 양호한 위치에 단면 확폭부를 계획하여야 한다.

【해 설】

가. 도시지역 대심도 터널의 지반특성

저심도의 도시 터널에서 지반조건은 매립층, 충적층과 같은 상부 토사층과 풍화대 심도에 영

향을 받는다. 따라서 터널의 심도에 따른 지반조건의 수직적인 변화 양상을 파악하는 것이

중요하다. 반면에 산악터널이나 대심도 도시 터널의 경우에는 상부 토사층이나 풍화대의 영

향권에서 벗어나 있으며 단층대, 파쇄대, 암종경계부와 같은 지질학적 특성에 의해 보다 큰

영향을 받게 된다. 따라서 지반의 수직적인 변화보다는 수평적인 변화가 상대적으로 증가하

며, 양호한 지반이 전체 터널 연장에서 차지하는 비율 또한 증가하게 된다.

나. 단면 확폭부 위치 계획

앞에서 언급한 바와 같이 단면 확폭부는 일반터널 단면에 비하여 취약한 특성이 있다. 따라

서 비교적 지반조건이 양호한 위치에 단면 확폭부를 계획하는 것이 바람직하다.

다. 취약지반 대책

지반조사 결과와 실제 지반조건이 일치하지 않는 경우가 발생할 수 있으며, 이때에는 도로의

설계기준 등 제반사항을 고려하여 설치목적에 위배되지 않는 범위 내에서 단면 확폭부의

제5장 지하도로의 터널 및 구조물

200 지하도로 설계지침

위치를 변경할 수 있도록 계획하는 것이 필요하다.

부득이하게 지반조건이 불량한 곳에 단면 확폭부를 계획할 경우도 발생하게 된다. 이런 경

우에는 유사한 지반조건에서의 설계 및 시공 사례를 분석하여 적정한 보강계획을 수립하고, 수

치해석을 통해 안정성을 확인하여야 한다.

단면확폭부에 대해서는 안정성 확인을 위해 시공 중 계측계획을 수립하여야 하며, 필요시

에는 운영 중에도 지속적인 계측관리를 통해 장기적인 안정성을 확인하는 것이 바람직하다.

단면 확폭부와 연결되는 일반부에 대해서도 보강 필요성을 검토하여야 한다.

【해 설】

가. 단면 확폭부 주변의 특성

단면 확폭부에 인접한 일반부 일부구간의 경우에도 단면 확폭부의 영향으로 취약한 구간

이 될 수 있다. 예를 들어 대단면 터널과 연결된 일반부의 경우 다른 구간과는 달리 갱구

부와 유사한 거동을 하게 되어 보강이 필요하게 된다. 또한 단면이 변화하는 경계부에 대

한 보강도 고려하여야 한다.

나. 단면 확폭부 주변의 보강

따라서 단면 확폭부와 연결된 일반부 및 경계부에 대한 보강을 검토하여야 하며, 기존사례

분석과 수치해석적 접근을 통해 보강의 필요성을 검토하고 보강범위 및 방법을 결정하여

야 한다.