2020

도 로 설 계 요 령

AN01145-000145-12

발 간 등 록 번 호

제4권 터널

 

터 널

제 9 편 터널

제 9-1 편 터널 본체

제 9-2 편 터널 환기

제 9-3 편 터널 조명

제 9-4 편 터널 방재

제4권

 

제 9-4 편 터널 방재

 

제9-4편 터널 방재

709

10.1 방재시스템

방재 시스템은 터널 안의 사고 발생 시 다른 관리용 제 시설 기능을 통합하여 이를 효과적으로 활용하

고 사고 등에 대한 적절한 조치를 신속히 할 수 있도록 설계한다.

(1) 터널 안에 사고 통보는 일반적으로 이용자로부터 수동 통보 또는 긴급 전화에 의존하며, 화

재의 경우는 자동 경보(화재 검지기)에 의존하고 있다. 그러나 일반 이용자는 터널안의 상황

을 정확히 통보하는 일에 익숙하지 못할 때가 많으므로 터널 안을 순시하는 회수를 늘리든

지, 아니면 감시 설비를 만들어 관리 사무소에서 감시를 해야 한다.

감시 방법에는 폐쇄회로 텔레비전(CCTV) 카메라로 직접 감시하는 방법과 CO계, VI계 등

기타 농도 검출 장치나 교통량 측정기(traffic counter)에 의해 이상 사태를 식별하는 간접

적인 감시 방법이 있다. 원격 감시 제어 설비로 터널 안에 대한 정보를 관리사무소에 전송하

고 이를 관리사무소에서 수신, 감시하여 방재 기기를 조작하며, 개개의 기구가 유효하게 운

용되도록 터널의 관리 체제를 충분히 검토하여 시스템을 구성해야 한다.

(2) 터널 안의 교통 사고나 화재 사고는 일반도로 상의 사고의 경우처럼 그 조치를 경찰이나 소

방서와 같게 하므로 사고 통보는 중대한 임무이다. 또, 사고 현장에 사고 대책 본부가 만들어

질 때는 본부의 지시나 통보를 정확히 전달함과 동시에 환기, 조명의 관리용 제설비의 적절

한 운전 조작을 통하여 사고 현장의 환경을 정비 유지하는 일도 중요하다.

10. 설비 설계 예

제4권 터널

710

10.2 경보 설비

10.2.1 비상경보설비

발신기는 일반적으로 지구 경종, 위치표시등과 일체형으로 하며, 패널 형태의 단독형 도는 소화전함과

일체형으로 설치한다. 또한, 비상경보설비의 화재안전기준(NFSC 201) 및 도로터널화재안전기준

(NFSC 603)에 준한다.

(1) 발신기

발신기의 형식승인 및 제품검사의 기술기준에 따라 화재발생신호를 수신기 또는 중계기에

수동으로 발신하는 것을 말하며, 설치 장소에 따라 옥외형과 옥내형으로, 방폭구조 여부에

따라 방폭형 및 비방폭형으로, 방수성 유무에 따라 방수형 및 비방수형으로 구분한다.

(2) 수신기

신호방식에 따라 감지기와 발신기로부터 발하여지는 신호를 공통신호로 수신하느냐 고유신

호로 수신하느냐에 따라 P형과 R형으로 구분하며, 수신기의 구분은 수신기의 형식승인 및

제품검사의 기술기준에 따라 구별한다. 는 신호를 교유의 신호로서 수신하는 방식이다. 일반

적으로 회선수가 많거나 한 구내의 다수동 건물을 집중 관리하고자 할 때 또는 회선수의 증

설계획이 있는 경우에 사용한다.

10.2.2 긴급전화설비

긴급전화설비는 터널 내부에 설치되는 긴급전화기 및 제어실에 설치되는 긴급전화 주장치, 접수대로

구성된다.

(1) 긴급 전화는 일반 이용자가 정보를 정확하고 쉽게 통보할 수 있어야 하므로 한쪽 통화 방식

보다 양쪽 통화방식이 적합하다고 할 수가 있다. 또 전화의 종류, 형식 및 기종의 선정은

각 터널의 관리 체제에 따라서 긴급 전화의 접수 방식이 다를 때가 있으므로 이에 적합하도

록 발신 위치 식별의 필요성을 고려해야 한다.

(2) 긴급 전화의 설치 위치를 분명하게 하기 위해 내부 조명 방식으로 ʻ긴급 전화ʼ라고 표시하여

제9-4편 터널 방재

711

먼 곳에서도 볼 수 있도록 한다.

10.2.3 정보표지판 설비

도로전광표시판은 원칙적으로 전광식이나 그와 같은 성능을 갖는 것으로 한다.

(1) 확인성과 주위 환기력이 뛰어나고 순간적으로 정보가 제공되어야 하며, 전광식을 원칙으로

한다.

(2) 비상 시 이외에도 공사, 정전 등 터널 안의 상황을 표시하고 통행의 안전을 도모하도록 다목

적으로 이용해야 한다.

(3) 피난 연결통로가 있는 터널에서는 화재 사고 등 비상 시에 이용자가 피난 연결통로를 이용하

여 반대쪽의 터널에 뛰어드는 것도 예상되므로 반대쪽 터널의 도로전광표지에도 정보를 제공

해야 한다.

10.3 소화 설비

10.3.1 소화기

(1) 소화기는 손잡이식 ABC 분말 소화기 2개 1조로 소화기구함에 수납한다.

(2) 소화기함은 ʻ소화기ʼ라고 조명식 표지판을 부착하여 사용자가 쉽게 인지할 수 있도록 한다.

(1) 소화기는 화재 초기 단계에 사용하는 소화 기구로 중요한 것이지만 화재가 다양해지고 복잡

해짐에 따라서 각종의 기종이 시판되고 있으므로 소화 성능, 적응 범위를 고려하여 유효 적

절한 기종을 선정해야 한다. 일반적으로 소화기는 소화 대상물의 종별에 따라 다음과 같이

분류된다.

① A 화재용 : 목재, 종이, 직물 등의 보통 화재용

② B 화재용 : 가솔린, 등유 등의 기름 화재용

③ C 화재용 : 전기가 통하고 있는 전기 기기, 전기 설비 등의 전기 화재용

제4권 터널

712

(2) 각종 소화기 중 도로 터널용의 소화기를 선정할 때는 다음의 조건을 고려한다.

① 자동차 화재의 특수성을 고려하여 특히 B 화재에 대하여 소화 능력이 큰 것

② 터널 안의 좁은 공간을 고려하여 격납, 운반, 소화 조작이 쉬운 것

③ 독성이 있는 가스를 발생하지 않는 것

④ 온도, 습도의 변화에 의해 소화제가 변질되지 않고 장기간 보존되며, 유지관리가 쉬운

것 등

이상의 전제 조건 하에 터널용 소화기를 선정하면 손잡이식의 분말(인산염) 소화기가 가장

좋다고 판단된다. 실제 터널 안에서 생기는 화재의 종류나 규모는 자동차의 종류, 적재물의

종류와 양에 따라 매우 다르다. 따라서, 각종 화재에 대응할 수 있도록 ABC 화재용을 채용

하기로 한다.

(3) 손잡이식 ABC 분말 소화기 3.3 kg의 개략적인 성능은 아래와 같다.

① 소화 능력 단위 : A급 3단위, B급 5단위 이상, C급 화재에 적응성 있는 것

② 방사거리 : 4 ~ 7 m

③ 방사시간 : 8 ~ 12 초

여기서는 일반인이 손잡이식 분말 소화기를 쉽게 조작할 수 있다는 것을 전제하였는데, 이

는 자동차에 탑재되는 소화기가 소형의 분말 소화기가 많고, 이것과 취급 방법이 같은 것이

바람직하다는 판단에서 위의 소화기를 선정하였다.

10.3.2 소화전

(1) 소화전의 방수구는 구경 40 mm의 단구형으로 하고, 방수 압력은 0.35 MPa 이상, 노즐 1개의

방수량은 190 ℓ/min 이상이며, 길이 15 m의 호스 3본 및 노즐(분무 전환 노즐 달림)을 연결한

호스식으로 한다. 또한 소화전 2개를 동시에 방수했을 때에도 위의 조건을 만족시켜야 한다.

(2) 방수구는 소화전함에 넣어서 설치하고 소화전함에는 ʻ소화전ʼ이라 명시한다.

(1) 터널 안에 만드는 소화전은 소화 효과 및 사용자가 혼자서 노즐을 갖고 쉽게 소화 활동을

할 수 있을 정도를 고려하여 방수량 190 ℓ/min, 방수압력 0.35 MPa로 정한다.

(2) 소화용 방수 압력과 방수량을 얻는 방법으로는 고가 저수조로써 항상 소화전에 상기 방수압

을 얻을 수 있는 압력을 가해 두는 방법과 방수구를 개방함에 따른 감압을 감지하여 소화

제9-4편 터널 방재

713

펌프를 원격 운전하는 방법 등이 있으며, 이 중 어느 방식을 선정할 것인가는 각 터널의 입지

조건을 감안하여 결정한다.

(3) 터널 안의 동일 화재 현장에 대하여 소화전의 동시 사용은 2개 소화전 동시 사용을 기준으로

한다.

(4) 소화배관 및 방수구가 얼지 않도록 보호해야 한다.

10.3.3 물분무 설비

물분무 설비의 헤드는 차로 폭 범위 내의 노면 1 m2에 대해 6 ℓ/min 이상의 수량이 균등하게 살수

되도록 배치해야 한다.

(1) 물분무 설비는 소화배관에서 분리되는 물분무헤드에서 물을 분산 살수하여 화재를 진압과

동시에 화재 시 발생하는 열에 터널 시설이 손상하지 않도록 냉각보호하고 복사열을 차단하

여 소화 및 대피 작업을 용이하게 하고 아울러 다른 차량으로 화재가 전파되는 것을 방지하는

것이다.

(2) 살수 구간은 화재 지점과 어긋나지 않도록 하기 위해 화재 감지기의 동작으로 해당 구획의

일제개방밸브가 열리는 제어 방식으로 하며, 구획의 경계에서 발생하는 화재에도 대처하기

위해 3구획 동시 방수가 가능한 것으로 한다.

(3) 물분무헤드에서의 방수는 화재의 발생을 화재 감지기로 감지하고, 수신기로 일제개방밸브의

선택 및 소화 펌프를 가동시켜 관리자가 감시용 텔레비전(CCTV)으로 화재 지점을 확인한

후 수동으로 일제개방밸브를 개방하는 방식이 일반적이다. 일제개방밸브의 개방 조작은 관

리 사무소나 터널 환기소 또는 터널 안에서 할 수 있도록 하고 화재 지점의 이동에 대처할

수 있도록 수동, 자동조작이 가능해야 한다.

제4권 터널

714

10.4 기타설비

10.4.1 유도설비

(1) 유도설비는 표지판 및 방송 설비로 구성되며, 방송 설비는 확성 방송과 라디오 방송으로 구성된다.

(2) 표지판은 내부 조명식(야광)을 표준으로 한다.

(3) 확성 방송은 스피커로, 라디오 방송은 전파를 통하여 자동차 라디오에 의해 음성을 전달한다.

(4) 방송용 마이크는 관리사무소에 설치한다.

(1) 유도등은 터널 안의 재해 시 차 밖에 나온 사람에게 대피 연결통로로 유도하기 위해 연결통

로의 위치를 알리는 것이며, 먼 곳에서 눈으로 확인되어야 하므로 내부 조명식으로 한다. 그

림 10.1은 표지판에 대한 설치 예를 표시한 것이다.

1. 백색바탕에 녹색표지

2. 글자체 등의 기타사항은

ʻ도로표지규칙ʼ에 따른다.

1. 녹색바탕에 백색표지

2. 글자체 등의 기타사항은

ʻ도로표지규칙ʼ에 따른다.

1. 녹색바탕에 백색표지

2. 글자체 등의 기타사항은

ʻ도로표지규칙ʼ에 따른다.

<그림 10.1> 유도표지판

(2) 방송 설비로서 확성 방송만을 이용할 경우, 창문을 닫고 주행하는 운전자는 방송을 듣지 못

할 수도 있으므로 자동차 라디오를 이용하는 라디오 방송도 아울러 설치한다.

(3) 라디오 방송 설비는 보통은 터널 근방의 수신 가능한 라디오 방송을 재방송하고 긴급 시에는

라디오 방송을 중단하고 관리사무소에 있는 마이크로 긴급 방송을 할 수 있어야 한다.

10.4.2 CCTV(감시용 텔레비전 설비)

(1) 카메라의 영상은 관리사무소에서 감시 및 원격제어를 한다.

(2) 화재감지기, 발신기 및 긴급전화기에서 신호발생시 연계하여 자동으로 감시한다.

(3) 모니터는 20인치 이상 모니터를 표준으로 한다.

(4) 카메라 설치 높이는 3.5 m 이상으로 검사원 통로가 설치되어 있는 측벽에 설치한다.

제9-4편 터널 방재

715

화재감지기, 수동발신기 및 긴급전화기의 신호에 따른 작동 작동은 모니터 텔레비전을 포함

한 전체의 전원을 켬과 동시에 자동적으로 그 지점의 카메라를 선택하여 관리사무소에 경보

를 보낸다.

기기의 설계와 제조 및 보수가 유리한 방식을 채택한다.

카메라는 보수 작업을 쉽게 하기 위해 제어 부분을 분할하여 측벽에 설치하고, 카메라 헤드

사이는 카메라 케이블로 접속한다.

10.5 소화수 공급설비

10.5.1 수원(水源)

수원은 공용 상수도로 하는 것이 일반적이지만, 공용 상수도에 의한 수원의 확보가 곤란할 때는 터널

용수, 지하수에 의존한다.

터널 방재용의 수원은 일반적으로 물이 마르지 않는 안정된 수량(水量)이 확보되는 공공용

상수도로 한다. 도시 근교에 근접하여 건설된 고속국도는 공공용 상수도로 수원 확보가 비

교적 쉽게 얻을 수가 있지만 근래 이와 같은 입지 조적이 좋은 터널은 감소되고 있다. 따라

서, 입지 조건이 나빠 수원의 확보가 곤란할 때는 터널 용수, 하천 및 늪, 우물 등에서 물을

얻도록 한다. 또한 터널 용수, 하천 및 늪, 우물물로 수원을 확보 할 때는 연간 조건이 가장

나쁜 갈수기의 물량을 조사하여 주(主) 수조에 12시간 이내에 만수가 되는 수량을 원칙으로

한다.

10.5.2 수조(水槽)

(1) 주 수조의 용량은 원칙적으로 필요 방수량을 40분 간 사용한 양에 여유를 더한 수량을 저수할 수

있는 크기로 한다.

(2) 호수조(呼水槽)의 용량의 단위는 1 m3를 표준으로 한다.

(1) 주 수조의 용량은 소화전, 살수기 설비 용수를 동시 사용하는 조건에 따라 사용분만큼 확보

해야 하며 안정도를 고려하여 여유를 주기로 한다. 또한 덕트 냉각 설비가 있을 때는 이것도

포함하여 고려해야 한다. 펌프 하단에 설치되는 수조의 깊이는 펌프 흡입 위치에서 수조 및

제4권 터널

716

바닥판 상단까지의 실제 깊이와 배관의 마찰 손실 수두의 합계가 유효흡입수두를 넘지 않도

록 한다.

(2) 저수조는 지진, 바람 및 부식 작용에 의한 누수가 생기지 않는 것이어야 하며, 일반적으로

철근 콘크리트제로 하고, 필요에 따라서 점검구, 사다리 및 수위표시기를 만든다. 또, 급수

방식은 저수조의 수위가 낮아지면 자동적으로 급수하는 방식으로 한다.

(3) 저수조가 펌프보다 낮은 위치에 설치되는 경우, 호수조는 화재 시에 소화 활동을 신속히 하

기 위해 소화배관을 항상 채우고 아울러 자동 밸브 작동의 유지 및 펌프의 호수용(呼水用)으

로 설치하는 것이며, 호수조(呼水槽)를 단독으로 설치할 때의 저수 용량은 1 m3 정도가 바람

직하다. 또, 호수조는 동결 방지를 고려해야 한다.

(4) 물분무용 수조 용량의 계산 (예)

(가) 물분무 설비의 분무량

Q1 = 1.1 × (ℓ× w × t)

여기서, Q1 : 분무량(ℓ/min)

ℓ : 분무 구간 길이(3구획 동시 살수 25 m × 3 = 75 m)

w : 분무 대상 폭[7.0 m(차로) + 0.5 m(측대) × 2]

t : 단위 분무량(6ℓ/min/m2)

여기서, 계수 1.1은 10%의 여유를 잡은 것이다.

Q1 : 1.1 × 75 × 8 × 6 = 3960(ℓ/min)

(나) 덕트 냉각 설비의 분무량

Q  × 

t  tc  × V ×  × P

여기서, Q2 : 냉각에 필요한 분무량(ℓ/min)

t : 배기 온도(℃)

tc : 팬보호 상의 한계 온도(℃)

V : 배기 풍량(m3/sec)

γ : 배기 비중(kg/m3)

P : 배기 비열(0.2417 kcal/kg℃)

제9-4편 터널 방재

717

ε : 물의 기화열(kcal/kg)

η : 물의 냉각 효율(0.5)

   ×  tm



여기서, tm : 평균 온도[(t + tc)/2]

또한 배기 온도(t)는 다음에 따라 구한다.

(t - to) × v × γ × P = g × c × s × α × β

여기서, to : 급기온도(30 ℃)

g : 연소물의 연소 속도(자동차용 가솔린 : 0.049 kg/sec·m2)

c : 연소물의 발열량(11.00kcal/kg)

s : 연소면적(30 m2 이상으로 한다.)

α : 불완전 연소 계수(0.9)

β : 열손실 계수(0.9)

또, 물의 기화열(ε)은 0 ~ 180℃ 사이에 있는 온도 t'에 대해,

t = 539.1 - 0.3428(t'-100) - 1.000834(t‘ - 100)2으로 구해진다.

(다) 주 수조 용량

주 수조 용량은 터널 길이에 의해 설치되는 설비의 내용에 따라 다르기 때문에 그 필요에

따라 결정한다.

<표 10.1> 주 수조 용량(계산 예)

터 널 길 이 설비명 필 요 물 량 주 수조 용량

1,000 m 이상 소화전 190ℓ/min·개 × 2개 = 380ℓ/min

380ℓ/min×40min × 1.2

= 18.24m3

3,000 m 이상의

터널 중 물분무기가

있을 때

소화전

물분무

190ℓ/min·개 × 2개 = 380ℓ/min

1,320ℓ/min·구획 × 3구획 = 3,960ℓ/min

(380+3,960)ℓ/min

× 40min × 1.2

≒ 208.32m3

※ 환기 방식에 의한 급·배기팬 보호용 덕트 냉각 설비가 필요할 때는 이를 가산해야 함

제4권 터널

718

10.5.3 펌프

(1) 펌프는 양수량, 양정(揚程), 효율, 출력, 기종 등 여러 가지 조건을 충분히 검토한 후 선정한다.

(2) 가압 펌프의 양정이 1.2 MPa 이하면 일반배관용 탄소강관의 사용이 가능하다.

(3) 소화수에 공급하는 펌프 능력은 주 수조를 12시간 이내에 만수시킬 수 있어야 한다.

(1) 펌프는 아래의 것을 표준으로 한다.

① 취수 펌프, 수중 터빈 또는 볼류트펌프

② 가압펌프, 횡형 터빈 또는 볼류트펌프

③ 호수(呼水)펌프, 수중터빈 또는 볼류트펌프

(2) 펌프 효율은 기존, 양수량, 양정, 회전 수 기타 여러 가지 조건에 따라 변하므로 일단 그림

10.2에 표시한 효율을 기준으로 전동기 출력을 산출해야 한다.

단, A 효율 : 펌프의 최고 효율

B 효율 : 펌프의 정해진 토출량에 대한 최저효율

<그림 10.2> 토출량과 펌프 효율의 관계도

(3) 펌프의 양정, 유량, 축 동력, 전동기 출력 등은 아래의 식으로 구할 수가 있다.

(가) 전 양정

H = ha + Σhf + ho

여기서, H : 전 양정(m)

ha : 실 양정(m)

Σhf : 관로의 손실 수두의 합(m)

ho : 관로 말단의 방수압 환산수두(m)

제9-4편 터널 방재

719

(나) 흐름량

Q  



× D V × 

여기서, Q : 흐름량(m3/min)

D : 관지름(m)

V : 흐름 속도(m/sec)

(다) 축동력

PS  P

r × Q × H × 

여기서, Ps : 펌프 축 동력(kw)

r : 양수의 단위 체적당 중량(kg/ℓ)

ηP : 펌프 효율

(라) 전동기 출력

Pm  P

r × Q × H × 

×      Ps    

여기서, Pm : 전동기 출력(kw)

α : 여유도(0.10 ~ 0.20)

10.5.4 관로

관로는 관의 종류, 구경, 수압, 관의 길이 및 마찰 손실을 고려하여 펌프의 말단 기기에 필요한 물량

을 필요한 압력으로 방출할 수 있도록 설계해야 한다.

(1) 관의 종류는 경제성, 시공성 및 유통성(流通性)을 고려하여 선정해야 하나 과거의 실적을 고

려하여 표 10.2를 표준으로 한다.

<표 10.2> 관의 종류

시 공 장 소 관 종 규 격

터널 안 및 터널 밖 배수 주관

수도용 T형 원심력

덕타일 주철관

KS F 4412 - 87

취 수 관(취수조 ~ 주수조)

호수배관(주수조 ~ 호수조)

비닐 라이닝 강관

규격품의 관 및 이음 내면에 경질염화 비닐관 및 수지를

라이닝 한 것

펌프 실내 배관 비닐 라이닝 강관

규격품의 관 및 이음 내면에 경질염화 비닐관 및 수지를

라이닝 한 것

제4권 터널

720

(2) 관의 지름, 유량 및 평균 유속, 마찰 손실 수두에 대해서는 여러 가지 실험식이 있지만 현재

는 일반적으로 Hazen-Williams의 공식이 많이 사용되고 있어 이 식을 이용하는 것이 바람

직하다. 또한 이 공식의 유속 계수 값은 관의 사용 연수가 지남에 다라 차차 작아지는 경향이

있으므로, 새로운 관을 설계할 때에는 유속 계수 값으로 20년 후를 생각하여 표 10.3의 값

으로 한다.

또한, 그림 10.3과 그림 10.4는 Hazen-Williams의 식에 의한 유량 계산 도표를 나타낸 것

이다.

Hazen-Williamns의 공식

d = 1.6528 C-0.38 × Q 0.38 × I-0.205

Q = 0.27853 C × d2.63 × I0.54

V = 0.35464 C × d2.63 × I0.54

I = h/ℓ = 10.666 C-1.85 × d-4.87 × Q1.85

여기서, d : 관의 지름(m)

Q : 유량(m3 )

V : 평균유속(m/sec)

I : 동수 경사( = h/ℓ)

C : 유속 계수

h : 관로의 길이(ℓ)에 대한 마찰 손실 수두(m)

표 10.4는 관 내의 평균 유속의 최대 한도를 나타낸 것이다.

<표 10.4> 관 내의 평균 유속의 최대 한도

관 내면 상태 평균 유속의 최대 한도(m/sec)

모르타르 또는 콘크리트

강 또는 주 철

3.0

6.0

(3) 급수관의 부설은 루프 배관을 원칙으로 하나 터널의 지형상 부득이할 때는 제한을 두지 않는

다. 또, 한랭지에서는 동결 방지 대책면에서 관 내 유체를 순환하게 하거나 흐르게 하도록

해야 한다.

(4) 관로의 시설 시 터널부와 밝은 곳의 경계 및 구조물과 토공의 경계 등 부등 침하의 발생이

예상되는 장소에서는 연성 이음부에 의한 완충 효과를 고려해야 한다.

<표 10.3> 유속계수 값

관 종 류 C값

강 관 100

모르타르라이닝 주철관 103

도 금 강 관 130

제9-4편 터널 방재

721

(5) 토공에 시설하는 관로의 굽어지는 부분, 분기점 등은 수압 및 부등 침하에 의한 관의 변형을

방지하기 위해 콘크리트로 타설하는 것이 바람직하다.

마찰손실(동수경사)[mmAq/m]

<그림 10.3> 유량 계산 도표(C=100)

제4권 터널

722

마찰손실(동수경사)[mmAq/m]

<그림 10.4> 유량 계산 도표(C=130)