2011년도 설계실무자료집 - 터널공

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8-2 예산절감을 위한 제트팬 설치간격 개선 시 설 처-915

(2011. 3. 31)

I 추진배경

□ 터널 환기시설 설계기준 개정

※ 도로설계편람(터널편) 개정 알림[시설처-1602(2010.5.19)]

□ 제트팬 설치간격 축소에 따른 공사중 터널 예산 절감

II 공사중 터널 현황

□ 노선별 터널 및 환기(제연)설비 설계 현황

 

사업단명	노선명	터널수[개소,연장 = L]				제연 설비	비고 (위험도2이상 중규모 터널)
		계	L≥ 1,600m	1,600m >L≥ 1,000m	L< 1,000m
11개소	16개 노선	203	31	27	144	1,206대	7개소
수도권	여주-양평	7	2	1	4	52대
담양함양	담양-지리산	11	-	1	10	16대
목포광양	목포-장흥	11	-	2	9	28대	라이닝 Con'c 완료
	장흥-광양	22	3	4	15	104대
울산포항	울산-포항	25	6	-	19	158대
음성제천	음성-충주	7	-	-	7	-
	충주-제천	8	2	3	3	95대
삼척속초	주문진-속초	10	-	1	9	16대
	삼척-동해	6	1	-	5	17대
홍천양양	인제-양양	8	2	1	5	138대	범부2
	동홍천-인제	25	7	4	13	216대	장평1
진주마산	진주-마산	3	-	-	3	36대	진주1,2(개통) 산인(라이닝 완료)
함양성산	지리산성산	17	1	3	13	66대
	영동-옥천	2	-	-	2	24대	영동2,3
냉정부산	냉정-부산	3	1	2	-	46대
상주영덕	상주-영덕	38	6	5	27	194대

 

 

□ 환기(제연)설비 설치 대상 터널 토목공사 시공 현황

 

대상터널 (1,600m이상)	라이닝 타설 완료	라이닝 타설 전	미착수
65개소 (31개소)	10개소 (3개소)	31개소 (18개소)	24개소 (10개소)

 

 

※ 라이닝 타설 완료 노선 : 목포장흥, 장흥광양(조성2제외), 진주마산

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III 개정내용

□ 당 초

o 고속도로 터널 환기시설 설계기준 : 제트팬 규격별 설치간격 제시

 

형	내경 [mm]	Aj [m2]	Uj [m/s]	갱구로부터의 거리[m]	제트팬 상호 간격[m]
Φ600	630	0.27	30	80	80
Φ1000	1030	0.83	30	140	140
Φ1250	1250	1.23	30	160	160
Φ1500	1530	1.83	30	180	180

 

 

□ 변 경

o 근거 : 도로설계편람-617(환기설비) - 풍속별 설치간격 제시

 

차도내 풍속	설치간격
4m/s 이하	100m 이상
4m/s - 8m/s 이하	120m 이상
8m/s - 12m/s 이하	140m 이상

 

 

o 입구부로부터 거리

- 입구에 가까울수록 화재시 안전성 향상, 승압효율 상승하나

우수 노출, 터널 입구부 미관 등을 고려하여 입구에서 30m 지점에 설치

[출구부로부터 거리는 터널내 설치간격(100~140m)과 동일 적용]

o 가압운전에 따른 분산배치

- 중규모 터널 : 피난연결통로 미설치로 가압운전 효과 없음

→ 양방향 모두 수전위치 가까운 곳으로 배치

- 수전 1개소일 경우 : 입구부 30m, 나머지 설치간격 100~140m

(수전위치와 먼 쪽은 당초 설치간격 적용 140~180m)

- 수전 2개소일 경우 : 입구부 30m, 나머지 설치간격 100~140m

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IV 적용방안

□ 수전위치에 따른 적용방안

o 연장 500~1,000m 중규모터널(피난연결통로 없음)

- 가압운전 불필요, 수전 위치(변전소)는 가까운 쪽으로 배치

※ 가압운전 : 쌍굴터널에서 화재터널보다 대피(상대)터널의 압력을 상승시켜, 화재터널에서

발생한 연기가 피난연결통로로 침입하는 것을 방지하기 위한 환기기 운전

[도로터널 방재시설 설치 및 관리지침(국토해양부, 2009. 8)]

o 1,600m 미만 터널 (1개소 수전)

- 수전 위치 가까운 쪽은 100m 간격(입구부만 30m 위치) 설치

- 수전 위치 먼 쪽은 당초 기준 준용(예시 : Ø1250형 제트팬 → 160m 간격)

하되 수전 위치 및 피난연결통로 위치 등을 고려하여 탄력적으로 적용

o 1,600m 이상 터널 (2개소 이상 수전)

- 수전 위치 가까운 쪽으로 배치(터널내 부변전실 설치시 동일 적용)

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V 추진계획

□ 관련공종 설계 반영 및 설계변경 시행

o 전기공사 : 케이블 규격 및 연장 등 변경사항 설계 용역시 반영

(기 설계 노선은 추후 설계 변경)

o 토목공사 : 라이닝 철근보강 위치 변경 등 사업단 별 설계변경 시행

(사업단별 변경된 배치도 작성 후 본사 시설처 승인 요청)

□ 중규모 터널 방재시설 보완공사 예산절감 방안에 적용

o 대상 : 2011년 용담(853m)터널, 매현2(970m)터널

VI 기대효과

□ 설치간격 감소에 따른 동력설비(전력 케이블) 공사비 절감

o 중규모 터널, 수전 2개소 이상일 경우 케이블 규격 및 연장 절감

o 적용예시(제트팬 간격 : 160m → 100m 시)

(단위 : 백만원)

 

(단위 : 백만원)
터널명	연장 (m)	제트팬수 (대)	동력설비공사비			비고
			당초	개선	증감(△)
예시1 (1,600m이상)	2,000	20	842	460	△382	수전2개소
예시2 (1,600m미만)	1,200	16	2,697	2,527	△170	수전1개소
용담	853	14	886	541	△345	수전1개소
순산	684	12	509	373	△136	수전1개소

 

 

o 공사중 55개 터널(1,600m 이상 28개소) 161억 절감 예상

※ 산출내역

 

구분	계	1,600m 이상	1,600m 미만	중규모 터널	비고
수량	65개소	28개소	22개소	5개소
절감액(백만원)	16,161	28×382=10,696	22×170=3,740	5×345=1,725

 

 

붙 임 1. 설치간격 변경 적정성 검토

2. 공사중 터널 세부 현황

3. 동력설비공사비 절감 세부 내역

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설치간격 변경 적정성 검토

⃞ 설치간격 축소로 인한 승압효율 검토

O 중규모터널 방재시설 설치 개선 연구용역[2009]

- 개요 : ․중규모터널 제연시설 및 계측기 설치기준(안) 검토

(제트팬 설치간격에 따른 승압효과 분석 등)

- 용역결과

․제트팬 승압효과는 80~140m 범위 내에서 설치간격 축소에 따른 승압

효율 감소(3~5%)가 현저하지 않으므로 승압효율 감소를 최소화 할

수 있는 거리를 검토하여 설치간격을 고려할 수 있음.

※중규모터널 방재시설 설치기준 수립[시설처-3444(2007.12.28)]

→중규모 터널에 한하여 설치간격 기 축소(100~120m) 적용

O 입출구부 설치간격 검토

- 입구부 가까이 설치해도 효율은 거의 같음

Systems and equipment for fire and smoke control in road tunnels (PIARC 05.16.B(P73)

Installation Efficiency of Jet Fans

Additional to the information in reference 15 the installation efficiency of

jet fans located in or just in front of the entrance portal is higher than the

efficiency of the same fans located in the tunnel. Measurement both in

scale models and in reality showed installation efficiencies near 100%.

- 입구부 설치시 화재로 인한 기능상실 확률이 낮고, 화재연기가 아닌 신선

공기의 낮은 온도에서 작동하므로 승압효율이 높다.(PIARC 05.16.B(P273)

It is clear that it would be wise to position the jet fans as closely as possible

to the entrance of the tunnel or with a large longitudinal spacing. The chance

of failure of jet fans by fire or hot smoke is then as low as possible. And at

the same time the jet fans will work well in a region with low temperatures

with normal density. The efficiency will be as high as possible.

- 설치사례

붙 임 #1

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O 기 설계 적용사례(부산외곽순환선)

 

터널명	연장 (m)	차도내 풍 속	임계풍속 (m/s)	제트팬(대)		설치간격 (m)	비고
				환기용	제연용
한림1	1,320	4m/s이하	2.45	6	16	140
한림4	1,781	4m/s이하	2.45	10	18	140
상동1	1,150	8m/s - 12m/s 이하	2.50	4	16	160
상동2	4,297	8m/s - 12m/s 이하	2.50	70	34	140

 

 

⃞ 해외사례

 

국가명	제트팬 규격(mm)	제트팬 설치간격(m)	비고
일본	관계없음	100~140m	터널내 풍속별 차등적용
중국	630 900 1000 1120 1250 1400	80 100 120 150 180 180
프랑스	관계없음	터널 대표직경의 10~12배 (88~106m)	2차선 터널 단면적 : 75m2 대표직경 : 8.8m
오스트리아	1600 이하 1600 초과	최소 100m 최소 150m
노르웨이	관계없음	최소 60m 최대 80m
슬로베니아	-	설계자 선정	시뮬레이션 등

 

 

1) 터널내 제트팬의 설치간격은 디플렉터(deflector)가 없는 경우 터널 수력직경의 10배 정도 필요함 참고문헌 : PIARC, Road Tunnels (Emissions, Ventilation Environment), 1995, P.51