6.02 설계요령

1. 관련기준

가. 적용 범위

본 설계요령은 국도대체우회도로, 일반국도, 국지도 공사의 도로 구조물 설계에 적용한다.

나. 적용 기준

본 내용은 구조물 설계 전반에 대한 통일성과 합리적이고 경제적인 구조물 설계를 도모하고자 설계 기준은 국가건설기준센터의 관련 기준을 기본으로 하고 세부항목에 대해서는 기존의 관련기준을 인용하였다.

  ? 구조설계기준:KDS 14 00 00(2018, 국토교통부)

  ? 구조재료공사(표준시방서):KCS 14 00 00(2018, 국토교통부)

  ? 도로설계편람(터널편)(2011, 국토해양부)

  ? 도로설계요령(2009, 한국도로공사)

  ? 도로설계기준:KDS 44 00 00(2018, 국토교통부)

  ? 구조물 기초설계기준(2016, 국토교통부)

  ? 도로터널 방재시설 설치 및 관리지침(2019, 국토교통부)

  ? 고속도로 설계 실무지침서(Ⅲ)(2008, 한국도로공사) 

  ? 「도로의 구조·시설기준에 관한규칙」해설(2020, 국토교통부)

  ? 터널설계기준:KDS 27 00 00(2018, 국토교통부)

  ? 터널공사(표준시방서):KCS 27 00 00(2018, 국토교통부)

  ? 도로공사 설계실무자료집(2002～2019, 한국도로공사) 

기타 국토교통부, 지식경제부 기술표준원에서 제정한 관련 지침 및 시방서 등 본 설계요령에 규정하지 않은 사항은 전술한 지침 혹은 시방서에 의하되 그 외 정부기관과 관공사를 포함해서 인용근거를 명시하도록 한다.

 

2. 터널평면선형

가. 지형, 지질의 상황, 연직갱의 위치 도로로서의 선형, 주행성, 시공성, 유지관리, 환기방재 등을 고려하여 가능하면 직선으로 계획하되 곡선으로 계획할 경우에는 큰 반경곡선을 적용한다.

나. 터널이 지상구조물, 지하구조물, 터널 등 기존 시설물에 근접하여 통과하는 경우에는 기존 시설물의 중요도 및 구조적인 특성에 따라 터널굴착공사로 인한 상호 영향을 검토하여야 한다.

다. 터널 갱구의 위치는 안정된 지반으로 지형조건이 좋은 위치에 선정하도록 하여야 하며, 토지이용 현황과 토피 등을 감안하고 환경성, 주변작업여건과 시공성을 우선하여 결정하되 비탈면에 가급적 직교하도록 선정하도록 한다. 

 

3. 정지시거

가. 내측차로 폭원구성(차로중심 1.75m + 길어깨 1.0m + 시설대 0.49m)일 경우 설계속도와

   정지시거의 상관관계(예)

 

설 계 속 도(km/h)

100

80

60

비   고

정 지 시 거(m)

140

100

70

 

최 소 곡 선 반 경(m)

768

392

192

 

 

※ 도로의 구조?시설기준에 관한 규칙 해설 및 지침 “5-2-1 정지시거(표 5-18)” 참조

편경사를 생략할 수 있는 곡선반경의 한계(max=0.06)

 

구 분

설 계 속 도 (km/h)

비   고

100

80

60

한 계 곡 선 반 경(m)

4,800

3,100

1,700

 

 

※ 도로의 구조?시설기준에 관한 규칙 해설 및 지침 “5-1-4 곡선부의 편경사(표 5-8)”참조

 

4. 종단선형

가. 터널의 종단경사는 주행의 안정성, 배수, 방재시설 및 환기를 고려한 값을 적용하되 

   가급적 완만한 값을 적용토록 한다.

 

구    분

경   사(%)

비 고

용수가 적을 경우

0.3

 

용수가 많을 경우

0.5

 

일반적인 경우

2.0～3.0

터널에서는 대형차의 매연발생 등 자동차의 배기가스를 고려하여 종단경사를 2% 이하로 하는 것이 바람직하나, 종단경사 조정에 따른 비용과 기계식 환기시설 설치비용의 경제성을 검토하여 종단경사를 결정하여야함.

 

※ 부득이하게 지형조건을 고려할 시 『도로의 구조?시설기준에 관한 규칙 해설 및 지침』

  “5-3-1 종단경사” 참조

※ 계획경사는 배수가 원활히 이루어지도록 하는 것이 바람직하며, 시공계획, 환기계획 등 조건상 역경사시 배수시설을 계획

5. 병렬터널의 중심간격

가. 터널의 단면크기와 굴착대상 지반의 공학적 특성을 감안하고 터널공사로 인한 주변지반 거동 및 발파진동에 의한 인접터널과의 영향을 고려하여 충분히 이격한다.

나. 규정 및 적용예

  1) 터널설계기준 : 터널 단면크기와 지반의 공학적 특성을 감안하여 상호 충분히 이격함

2) 도로설계요령 : 일반적인 경우 - 굴착폭의 2～3배

       완전탄성체일 경우 - 굴착폭의 2배

                 연약지반일 경우 - 굴착폭의 5배

3) 외국의 적용예 : 조립의 사질암반 - 굴착폭의 1.5배

                    점착력 있는 자갈층일 경우 - 굴착폭의 1.82배

                    점토일 경우 - 굴착폭의 6배

4) 도로공사 설계실무자료집 : 암질별 별도 보강없이 가능한 최소이격거리 검토

 

구 분

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

비 고

최소

이격거리

2m

3m

4m

1.0D

1.5D

기본(실시)설계시 실시한 지반조사 결과 활용, D:터널폭원

 

※ Ⅰ∼Ⅲ타입은 수치해석 등을 통해 별도의 보강방안 필요여부 검토, 발파에 의한 영향을 함께 검토하여 최종 이격거리 결정

5) 기 적용사례

   현재까지 국내외의 도로터널 시공실적을 참고할 경우 2차선 병설터널의 중심간격은 30m(굴착폭의 약 2.5배)로 사용한 경우가 많으며 기 적용된 설계사례를 요약하면 아래표와 같다.

병설터널의 중심간격 적용(예)

 

구   분

터  널  명

굴착폭(m)

적용간격(m)

비     고

2차선

일반적인 고속도로 터널

11.93

30.0

 

남산 1호 터널

11.30

25.0

 

구 덕 터 널

10.60

25.0

 

북 악 터 널

11.69

25.0

 

3차선

소 하 터 널

15.88

45.0

 

도 곡 터 널

14.66

30.0

 

내 곡 터 널

15.50

42.0

 

4차선

수 암 터 널

19.63

40.4

 

수 리 터 널

19.63

40.4

 

 

6. 터널내공단면

가. 도로폭원 및 설비를 감안한 시설한계 확보

나. 터널내부 설비를 감안한 여유폭 확보

다. 터널의 단면은 응력?변형 등에 대하여 구조적으로 안정하고 굴착량 등도 고려한 지형여건에 맞는 형을 채택함

 

난 형

원 형

마  제  형

 

 

 

 

 

라. 2차로 터널 내공단면(예)

 

      ※ 측방여유폭은 도로설계편람 참조

측방여유폭 설치기준은 국내의 경우[도로의 구조.시설 기준에 관한 규칙]에는 차도 왼쪽은 1.0m이상이고

차도 오른쪽(1천미터 이상의 터널)은 2.0m 이상으로 되어있으며, [일본 도로공단의 설계요령]에는 0.75m로 제시되어 있는데 국내의 설계?시공 실적을 조사해 본 결과 차도 왼쪽은 1.0m이고 오른쪽은 2.5m를 기준으로 채용하고 있다.

대면교통의 경우 좌?우 각각 2.0m를 적용한 경우도 있으므로 여러 가지 상황을 고려하여 결정되어야 한다.

      ※ 3차로 이상 터널은 도로설계편람(국토해양부)을 참조 적용한다.

설계 및 시공 사례 (국내 도로터널)

 

단    면

총 폭

차로폭

측 대

배수구

공동구

측방여유폭

(추월/주행)

시설대

비 고

편도2차로 고속국도

9.98

3.60

0.25

0.55

0.59

1.0/1.0

0.39

’97이전

편도2차로 고속국도

11.48

3.60

0.25

0.55

0.59

1.0/2.5

0.39

’97이후

편도2차로 국도

10.10

3.50

0.25

0.65

0.60

1.0/1.0

0.60

 

편도2차로 국도

9.98

3.50

0.25

0.65

0.59

0.9/0.9

0.59

 

편도2차로 국도

10.31

3.50

0.25

0.55

1.06

0.8/0.8

0.65

 

편도3차로 고속국도

14.66

3.60

0.25

0.75

0.96

1.0/1.0

0.90

 

편도4차로 고속국도

18.22

3.60

0.25

0.92

0.88

1.0/1.0

0.77

 

 

마. 터널 내공단면 계획

1) 토목, 설비 전기 등 타분야와 긴밀히 협조하여 효율적인 터널의 유지관리가 가능하도록 설계하여야 한다.

2) 설계도서는 관련법규에 의한 허가, 승인에 적합하도록 작성, 제출되어야 한다.

3) 시설한계와 라이닝 여유폭은 시공오차 50mm를 적용한다.

4) 터널의 편평율은 최소 0.55이상 적용한다.

 바. 환기설비에 따른 내공단면

 1) 종류식(젯트팬)환기방식 적용시

  ① 차도부 시설한계에서 상단여유 20cm, 천정에 매다는 방식은 보통 젯트팬 외경과 천장 벽면까지의 이격거리는 0.3D(D:젯트팬 내경)를 표준으로 하되 기술적 검토와 환기용량의 부족이 없는 범위내에서 가감이 가능

  ② 장대터널 표준단면은 일률 적용 및 젯트팬 설치구간과 미설치 구간의 단면 이원화를 검토하여 장대터널의 제반여건에 적합한 단면을 적용할 수 있다.

 2) 반횡류식 및 횡류식 환기방식 적용시 

  터널연장, 소요환기량 등에 따라 소요되는 덕트 면적이 달라지므로 덕트 칸막이, 덕트단면적, 시설한계와 덕트 칸막이와의 여유폭을 고려하여 내공단면적을 결정토록 한다.

 

시 설 한 계

 

7. 여굴량기준

가. 여굴량의 표준 

 

구     분

아 치(cm)

측벽(cm)

바닥 및 인버트(cm)

Type-I∼Ⅲ

19

18

15

Type-Ⅳ∼Ⅵ

12

12

10

 

※ 표의 내용 적용시 다음을 고려하여야 한다.

ㆍ본 여굴량은 발파공법(NATM)을 기준으로 한 것이다.

ㆍ암질의 절리 및 풍화가 발달하여 터널타입과 관계없이 과다 여굴이 발생되거나, 해저터널에서 강관다단 등 터널보강이 필요하여 공법상 불가피하게 추가여굴이 발생되는 경우에는 여굴 기준의 20%이내에서 추가 적용 할 수 있다.

ㆍ“바닥 및 인버트”구간은 버력을 제거한 후 콘크리트 등으로 채우는 경우에 적용하며, 암질에 따라 달리 적용 할 수 있다. 다만, 수로터널 등 단면이 적은 경우는 5㎝이내에서 현장 여건에 따라 적용할 수 있으며, 바닥구간 포장시 요철보정에 대한 재료수량은 별도 산정한다.

8. 강지보재

가. 강지보재의 사용목적

1) 강지보재는 숏크리트, 록볼트 등과 함께 터널안정에 필요한 지보재 중의 하나이다. 따라서 산정된 작용하중을 부담할 수 있도록 규격 및 배치 간격을 결정함과 동시에 다른 지보재, 특히 숏크리트와 일체가 되어 지보기능을 효과적으로 발휘할 수 있도록 하여야 한다.

2) 강지보재의 사용목적은 터널단면의 형상 및 크기, 굴착면의 자립성, 지반압의 크기, 지표침하량의 제한 등에 따라 다르나 일반적으로 다음과 같이 구분할 수 있다. 단, 지반이 양호한 경우에는 강지보재를 생략할 수도 있으나 이러한 경우 세심한 안정성 검토를 수행하여야 한다.

① 숏크리트 또는 록볼트의 지보기능이 발휘되기까지 굴착면의 안정을 도모할 필요가 있는 경우

② 막장면 훠폴링 등 보조공법의 반력 지지점이 필요한 경우

③ 큰 지압으로 인해 지보재의 강성을 증가 시킬 필요가 있는 경우

④ 지표 침하 등 지반변위의 억제가 필요한 경우

나. 강지보재의 설치간격 및 연결부 고려사항

1) 지반특성, 사용목적, 시공법 등을 고려하여 결정하여야 하며, 상반과 하반으로 나누어 굴착하는 경우 지반조건에 따라 하반의 강지보재를 일부 생략할 수 있으며 강지보재의 설치가 필요한 경우에는 그 설치간격을 한 굴진장 이하로 함이 적절하다.

2) 상반 강지보 설치시에는 좌우 단부에 숏크리트가 충분히 포설되도록하고, 상?하부 강지보재 연결시 상부 강지보재 연결볼트 구멍 및 연결부에 타설된 숏크리트를 제거할 때 상부 강지보재 연결부가 손상 되지 않도록 대책을 수립하여야 한다

3) 강지보재 연결체결부는 일반부와 동등이상의 강도 등 구조설계기준을 만족하는 성능을 발휘하도록 하여야 한다.

4) 강지보재 설치시에는 강지보재의 충분한 지보기능 발휘를 위해 단면내에 적절히 설치되도록 정밀하게 시공하여야 한다.

다. 강지보재의 종류 및 규격

1) H형강 지보재

H형강 지보재는 강지보재가 지면과 밀착된 경우 지반과 강지보재 사이에 숏크리트의 타설이 용이하지 않아 이 부분이 공극이 발생될 수 있고, 숏크리트의 두께가 얇은 경우에는 숏크리트와 강지보재의 일체성이 떨어질 수 있다는 단점이 있으나, 강성은 격자 지보재보다 크고 시공실적이 많은 장점이 있다.

2) 격자지보재

① 격자지보재는 강봉을 삼각형 또는 사각형으로 엮어 만들어 터널형상에 맞도록 제작한 강지보재의 한 종류로서, H형 강지보재에 비해 가벼워 취급이 용이하고 인력과 장비소요가 적다.

② 훠폴링이나 파이프 루프 설치시 격자지보재 사이를 통과하도록 설치할 수 있으므로 훠폴링 설치각도를 최대한 줄일 수 있어 시공성이 좋다. 그러나 H형 강지보재에 비해 강성은 떨어진다.

③ 형식은 일반적으로 표준형 3개 강봉, 보강형 3개 강봉, 침하방지용 4개 강봉으로 나뉘며 표준형 3개 강봉은 대각선 모양으로 3개의 강봉으로 구성되고, 보강형 3개 강봉은 표준형과 형태상 동일하나 상부에 강봉 하나를 더 결합한 형태이다. 4개 강봉은 터널하부 지지지반이 연약한 경우 바닥지지재로 주로 사용되고 있다.

④ 현장 여건에 맞게 상기 조건을 선택하여 적용한다.

3) 규격

① H형 강지보재의 재질은 KS D 3503에 규정된 SS 275를 표준으로 하며 이와 동등이상의 성능을 발휘하는 구조용 강재로 하여야 한다.

② 격자지보의 재질은 항복강도가 500MPa 이상인 용접구조용 강재를 표준으로 하며 이와 동등 이상의 성능을 발휘하고 부재 간 완전한 용접성능을 발휘할 수 있는 재질 및 형상의 구조용 강재를 사용할 수 있다.

4) 형상

 강지보재의 형상은 상기 규격의 동등이상의 성능을 발휘하는 구조용 강재라면 H형 및 격자지보 외의 형상이 가능할 수 있다.

 

9. 숏크리트

가. 일반사항

1) 숏크리트는 지반조건, 사용목적, 시공성 등을 고려하고 지보부재로서 충분한 기능을 발휘 할 수 있는 다음 사항을 만족시킬 것

① 작용하중에 대하여 충분한 강도를 지닐 것

② 필요한 강도를 조기에 확보할 수 있을 것

③ 지반과의 밀착성이 양호할 것

④ 내구성이 좋을 것

⑤ 수밀성이 높을 것

⑥ 반발률이 적을 것

나. 숏크리트의 설계

1) 숏크리트의 혼합방법에 따라 건식과 습식으로 구분하며 터널에 적용하는 경우 일반적으로 고정식 B/P에서 골재, 시멘트 및 물을 계량하여 혼합하고 뿜어붙이기 작업시 노즐에서 급결제와 재료를 혼합하는 습식공법을 원칙으로 하며 필요에 따라 강 또는 기타 재질의 섬유(Fiber)도 혼합하여 사용할 수 있다. 

2) 터널의 지보재로 사용되는 숏크리트의 최소 두께는 사용 목적, 지반조건, 단면의 크기, 지보재 안정성 및 시공성 등을 고려하여야 하며, 최소 50mm 이상으로 하는 것을 원칙으로 하되 현장조건에 따라 조정할 수 있다.

3) 습식공법의 반발율은 아치부 13%, 측벽부 10% 정도 허용하는 것이 보편적이다.

4) 숏크리트는 일반 숏크리트와 고강도 숏크리트로 구분할 수 있으며 다음의 경우 고강도 숏크리트를 사용할 수 있다. 

① 콘크리트라이닝을 설치하지 않는 경우

② 터널의 조기 안정화가 요구되는 경우

③ 장기내구성이 요구되는 목적구조물로서 활용되는 경우

④ 대단면 터널에서 숏크리트 두께 축소를 목적으로 하는 경우

⑤ 안전성, 시공성, 경제성 향상을 목적으로 하는 경우

 

다. 숏크리트 재료 및 배합

1) 타설된 숏크리트가 자중으로 인하여 박리될 가능성이 있는 경우 또는 숏크리트의 인장강도 및 전단강도 등 인성을 향상시키기 위하여 철망을 사용할 수 있다. 단, 강섬유 또는 기타 재질의 섬유를 혼합한 숏크리트의 경우는 철망을 생략할 수 있다.

2) 숏크리트는 필요한 강도와 내구성이 확보되고 부착성과 시공성이 양호하며 재령 1일 압축강도가 10 MPa 이상, 재령 28일 강도가 21 MPa 이상 되도록 배합하여야 한다.

3) 고강도 숏크리트는 필요한 강도와 내구성이 확보되고 부착성과 시공성이 양호하여야 하며, 재령 1일에 10 MPa 이상 그리고 재령 28일 강도가 35 MPa 이상이 되도록 배합하여야 한다. 

 

일반 숏크리트

 

 

강 또는 섬유보강 콘크리트

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

시멘트

 

골 재

 

물

 

 

시멘트

 

골 재

 

강 또는

섬유

 

물

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

혼  합

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

혼  합

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

숏크리트의 강도를 보완하기 위하여 

철망 설치

 

 

숏크리트의 강성을 보완하기 위하여 강섬유를 혼합하고, 철망 설치 생략

※ 철망적용기준

부착성 및 시공성증대 : Ø3.2×50×50mm

전단 및 인장보강 : Ø4.8×150×150mm

                   100×100mm

 

※숏크리트용 시멘트는 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하는 것을 원칙으로 하며, 잔골재에는 입경 0.1mm 이하의 세립물을 포함하지 않아야 하고, 굵은 골재의 최대 치수는 10mm이하가 되어야 한다.

 

5) 숏크리트의 조기강도 발현을 위하여 급결제를 사용할 수 있으며 이때 사용되는 급결제의 사용량은 환경과 압축강도를 고려하여 시공조건(기온, 지반조건, 용수 등), 사용재료, 급결재의 재질 및 특성에 따라 조정하여야 한다.

6) 숏크리트 배합부터 타설까지 상당한 시간이 소요되어 작업성이 저하될 수 있는 경우 감수제의 사용을 검토하여야 하며, 숏크리트 강도 증진을 위한 혼화재를 사용할 경우는 실리카 흄, 메타카올린, 플라이애쉬 등과 같은 미분말 혼화재를 사용할 수 있다.

 

라. 강 또는 기타 섬유 보강 숏크리트 배합 및 강도

1) 강섬유는 인장강도 700MPa 이상, 직경0.3-0.6mm, 길이 30-40mm를 표준으로 하며, 숏크리트와의 부착성능이 양호하게 발현되고 숏크리트 타설 시 뭉침현상이나 막힘현상이 발생하지 않아야 한다.

2) 실제 벽면에 타설된 강섬유 혼입량은 30㎏/㎥ 이상이 되어야 하며, 설계 휨강도와 휨인성을 만족하여야 한다. 이때 재령 28일의 강섬유 보강 숏크리트의 휨강도는 4.5MPa이상, 그리고 휨인성을 나타내는 등가휨강도는 3.0MPa이상이어야 한다. 강섬유 이외의 기타 섬유를 적용할 경우에는 상기 강섬유보강 숏크리트의 성능기준 이상을 발현할 수 있도록 설계하여야 한다.

마. 적용 예 (2차선 도로터널 기준)

 

구           분

시 공 방 법

시공두께(㎝)

비             고

암반등급 I등급

숏크리트

5

강섬유 혼입량 : 30㎏/㎥ 이상

암반등급 II등급

강섬유보강 숏크리트

5

(  )는 국제 터널협회(ITA)

암반등급 III등급

강섬유보강 숏크리트

8(6.5)

검토결과 자료

암반등급 IV등급

강섬유보강 숏크리트

12

 

암반등급 V등급

강섬유보강 숏크리트

16(13.5)

 

 

 

10. 록볼트

가. 일반사항

1) 록볼트 자체의 항복하중과 정착방법을 면밀히 검토하여야 한다.

2) 록볼트 설계시 지반상태, 불연속면의 분포, 발생용수 등을 고려하여 봉합효과 보형성 작용, 내압작용, 아치형성, 지반보강작용 등이 발휘하도록 설계하여야 한다.

3) 록볼트 재질 및 형상은 소요의 강도 이상을 가지는 이형봉강으로 제작하는 것을 원칙으로 하나 강관, 팽창성 강관 또는 이와 동일한 강도와 기능을 가지는 섬유보강 플라스틱(FRP) 등 기타 소재의 록볼트도 사용할 수 있다.

4) 록볼트 정착재료는 록볼트 천공공경, 길이, 지반상태(파쇄대 출현여부) 및 터널단면의 구간(천단부, 측벽부)등에 따라 시멘트계와 수지계를 현장여건에 따라 사용할 수 있으며, 설계시에는 시공시 현장여건에 따라 선택적으로 적용할 수 있도록 적용한다. 시멘트계 사용시는 보통포틀랜드 시멘트를 사용하는 것을 원칙으로 한다.

5) 마감 숏크리트 타설 후 록볼트 시공 여부를 육안으로 확인할 수 있도록 식별표식을 적용하여야 한다

 

나. 록볼트의 재질

1) 이형봉강의 경우 다음의 재료를 적용한다. 

 

종류

직경

재질 기호

기계적성질

항복점 (MPa)

인장강도 (MPa)

연신율 (%)

이형

봉강

φ22mm 이상

SD 600 이상

600 이상

항복강도 1.08배 이상

10 이상

SD 700 이상

700 이상

φ25mm 이상

SD 400 이상

400 이상

항복강도 1.15배 이상

18 이상

 

2) 여건에 따라 유리섬유재질의 록볼트를 적용하는 경우 다음의 기준을 만족하여야 한다. 

 

직 경 (mm)

유리섬유 함유량 (%)

극한인장강도 (MPa)

극한전단강도 (MPa)

최소 측정값 기준 20 이상

75 이상

850 이상

150 이상

 

 

다. 시공법

1) 록볼트의 시공방법은 수지형 및 시멘트 몰탈형이 적용이 가능하며 설계 현장의 용수량 및 시공 여건에 맞게 적용하여야 한다. 

 

구    분

시    공    법

장       단       점

수 지 형

1. 천공

2. 수지형 접착재료 삽입

3. BOLT 회전

4. 경화

5. NUT 체결

?정착을 위한 경화시간이 짧다. (수분 이내)

?출수의 영향을 약간 받는다.

?몰탈형에 비해 상대적으로 시공성이 좋다.

?BOLT회전관계로 BOLT 길이에 제한은 받는다.

?발포비율이 클 경우 접착력이 저하될 수 있다.

시 멘 트

몰 탈 형

1. 천공

2. 시멘트 그라우팅

3. BOLT 삽입

4. 경화

5. NUT 체결

?정착을 위한 BOLT회전이 불필요하여 설치가 간단

?BOLT 길이의 변화에 제한을 받지 않는다.

?누수개소에 시공이 불가능하다.

?몰탈 흘러내림에 따라 시공성이 불량하다.

?장기 인발내력과 내구성은 양호하나 조기강도 발현이 늦다.

 

 

11. 굴착

가. 굴착방법

1) 굴착방법에는 인력굴착, 기계굴착, 발파굴착, 파쇄굴착 등이 있으며 굴착방법의 선정시 원지반이 본래 가지고 있는 지지능력을 최대한 보존할 수 있으며 안정성, 경제성 및 시공성이 우수한 굴착방법을 채택하여야 한다.

2) 인력굴착은 착암기, 소형브레이커 등 간단한 굴착도구를 사용하여 굴착하는 방법으로서, 자립시간이 짧은 토사지반 및 진동영향을 크게 받는 지반을 소규모로 분할 굴착하고 조기에 지보재를 설치하여야 하는 경우에 적용할 수 있다.

3) 기계굴착은 쇼벨, 브레이커, 로드헤드 등 중장비 혹은 TBM등 터널굴진 장비를 사용하여 굴착하는 방법으로서, 중장비에 의한 기계굴착은 절리가 심하게 발달한 파쇄암이나 풍화암 등에서 지반이완을 최소화하고 여굴을 억제하는 데 적용할 수 있다.

4) 발파굴착은 가장 일반적인 암반굴착방법으로서, 경제성과 시공성은 양호하나 진동과 소음 등이 수반되기 때문에 지반 조건 또는 주변 여건에 따라서 적용 여부를 결정하여야 한다.[“도로공사 노천발파 설계.시공 지침(국토해양부,2006.12)”참조]

5) 파쇄굴착은 암을 파쇄굴착하는 방법으로서 인력굴착방법을 적용할 수 없는 견고한 암반에서 기계 또는 저진동 발파굴착을 채택하기 어려운 경우나, 진동과 소음을 최소화할 필요가 있는 경우에 적용하여야 한다.

나. 굴착공법

 

굴착공법

정의

비고

전단면굴착

전단면을 1회 굴착

 

분

할

굴

착

수평

분할

굴착

롱벤치

벤치길이 : 3D 이상

D:터널의 직경

쇼트벤치

벤치길이 : 1D-3D

 

미니벤치

벤치길이 : 1D 미만

 

다단벤치

벤치길이 : 3개 이상

 

연직분할굴착

연직방향으로 분할굴착

 

선진도갱굴착

단면의 일부분을 먼저 굴착

 

 

가인버트굴착

벤치 상부에 숏크리트 타설 후 굴착

숏크리트로 가인버트 형성

 

 

12. 터널굴착 보조공법

가. 일반사항

1) 터널의 갱구부와 터널내의 파쇄대 및 연약대를 보강하기 위한 굴착보조공법은 보강목적에 따라서 ‘지반강화 및 구조적 보강’, ‘지수 및 배수를 위한 공법’으로 크게 나눌 수 있고, 다시 ‘터널 천단부 지반의 안정’과 ‘막장면 지지’의 목적으로 구분할 수 있다. 

2) 아래의 보강목적에 따른 분류에는 국내에서 산악도로 및 도심지 지하철 터널 굴착시 적용된 바 있는 공법들을 위주로 나열하였으며, 한 가지 보조공법으로 보강 목적을 만족하기 어려운 경우에는 두 가지 이상의 굴착보조공법들을 병용해야 한다.

 

 

 

 

 ? 파이프루프(Pipe roof)

 

 

 

 

 

 ? 훠폴링(Forepoling)

 

 

 

 

 ? 강관보강형 그라우팅

 

 

 

 

 ? 대구경 강관보강 그라우팅

 

 

 

 

 ? 강화플라스틱 보강 그라우팅

 

 

지반강화 및

구조적 보강

 

 

 ? 이중강관보강형 그라우팅

 

 

 

 

 ? 수평제트 그라우팅

 

 

 

 

 

 ? 직천공 강관보강 그라우팅

 

 

 

 

 ? 회수식 직천공 강관보강 그라우팅

 

 

 

 

 ? 굴진면 숏크리트 및 록볼트

 

 

 

 

 ? 주입공법(그라우팅공법)

 

 

 

 

 ? 코어 핵

 

 

 

 

 

 ? 각부보강

 

 

 

 

지수 및 배수

 

 

 ? 그라우팅 공법

 

 

 

 ? 물빼기공

 

 

 

 ? 웰포인트공법(Well point)

 

 

 

 ? 딮 웰공법(Deep well)

 

 

 

나. 공법선정

1) 각 보조공법의 중요도는 지반조건, 지하수 상황, 터널의 용도, 터널의 규모 등에 따라서 상이하기 때문에 구체적인 보강공법의 활용 목적과 평가 방법을 명확히 설정한 뒤 지반조사 결과에 따라 현장 여건에 필요한 공법을 선정하여야 하며, 시공방법에 잘 부합하도록 충분히 검토하여야 한다.

2) 다음 표는 터널 굴착 시 국내에서 주로 적용되어 온 굴착보조공법의 적용성을 개략적으로 보여주고 있는데, 합리적인 굴착보조공법의 적용은 다음 표의 공법과 더불어 현장 상황에 따라 2개 혹은 3개의 지반 보강공법을 목적에 따라 병용하여 적용하여야 한다.

다. 적용재료

각 보조공법의 재료는 한국산업규격(KS)의 제품을 우선적으로 사용함을 원칙으로 하나 이와 동일한 강도와 기능을 가지는 기타 소재도 지반조건 및 감독관 협의하에 사용할 수 있다.

대책

목적

공         법

원지반 조건

비            고

경암

연암

풍화암

토사

지

반

강

화  

 

및 

 

구

조

적

 

보

강

천

장

부

 

안

정

파이프루프

 

△

△

△

 

경사 록볼트

 

△

 

 

 

훠폴링

 

△

△

 

철근, 강봉, 강관 등 사용

강관보강형 그라우팅

 

△

○

△

 

대구경 강관보강 그라우팅

 

△

○

△

 

강화플라스틱

보강 그라우팅

 

△

○

△

 

이중강관보강형

그라우팅

 

△

○

 

 

수평제트그라우팅

 

○

 

 

 

직천공 강관보강

 

△

○

○

소구경 직천공은 천공 Bit가 매몰.

대구경 직천공은 천공 Ring Bit가 매몰.

회수식 직천공 강관보강

 

△

○

○

소구경ㆍ대구경 직천공은 천공 Bit가 회수됨.

그라우팅공법

 

 

○

○

 

굴

진

면

굴진면 숏크리트

 

△

○

○

 

굴진면 록볼트

 

△

△

 

 

코어 핵

 

△

○

 

Ring cut

약액주입공법

 

 

○

○

 

각부

보강

각부보강볼트

 

 

△

 

 

각부보강파일

 

 

△

○

 

가인버트

 

△

△

△

 

용

수

대

책

지수 

/ 

배수

그라우팅공법

△

○

○

○

 

물빼기공

△

○

○

○

웰포인트, 딮웰공법 포함.

웰포인트공법

 

 

○

○

 

딮 웰공법

 

 

○

○

 

주) ○ : 비교적 자주 사용되는 공법

    △ : 보통 사용되는 공법

※ 천공 Bit의 텅스텐을 미국 국방부(U.S. Department of Defense)와 환경보호청(EPA ; Environmental 

  Protection Agency)은 이 원소를 신생 오염물질(emerging contaminant)로 분류함.

굴착보조공법의 적용성

 

13. 터널 피난대피시설 설치기준 및 보강방안

터널에서 화재시 터널 이용자의 대피를 위한 시설로 피난연락갱, 피난갱, 격벽분리형 피난 대피통로, 비상주차대 등을 말하며 이들의 설치지침 및 설치사양은 도로터널 방재시설 설치 및 관리지침(국토교통부, 2019)과 도로의 구조?시설기준에 관한 규칙(국토교통부, 2020)에 따른다.

가. 터널의 방재등급별 피난대피시설

1) 터널 방재등급별 피난대피시설 검토 : 

  터널 비상대피시설 설치기준[『22. 관리용시설』, 『다. 터널방재시설』]에 따라 터널등급은 터널연장(L)을 기준으로 하는 연장등급과 교통량 등 터널의 제반위험인자를 고려한 위험도 지수(x)를 기준으로 하는 방재등급으로 구분하여 적용하여야 한다.

2) 피난대피시설 적용 : 

  연장등급에 의한 3등급(L=500m)이상 터널에 설치하는 피난연결통로에 대한 지보패턴 및 접속부 보강범위를 제시하며, 터널 피난연결통로 접속부와 본선터널의 굴착 및 라이닝 보강 대책으로 암질 상태에 따라 보강범위를 조정하여 적용하여야 한다.

나. 피난연결통로 지보패턴 적용방안

 

구  분

대인용피난연결통로

차량용피난연결통로

지보패턴-1

지보패턴-2

지보패턴-1

지보패턴-2

일반부

접속부

일반부

접속부

일반부

접속부

일반부

접속부

암반등급

Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ

Ⅳ

Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ

Ⅳ

RMR

41이상

40～21

41이상

40～21

Q-value

4이상

1이상

4～1

0.3～1

4이상

1이상

4～1

0.3～1

 

다. 피난연결통로 본선 접속부 보강범위

 

구 분

2차로 터널

3.4차로 터널

본선구간

피난연결통로 접속부 중심에서 양쪽으로 10m 씩

비상주차대 전단면

피난연결통로구간

 - 대인용 : 본선 접속단부에서 4m 씩

 - 자량용 : 본선 접속단부에서 6m 씩

 

다. 피난 연결통로 접속부 본선라이닝 철근 보강범위

- 대인용 :  9m 보강

- 차량용 : 18m 보강

- RP-1 구간은 접속부만 보강(철근길이에 맞춰 h=8m 보강)

14. 배수 및 방수

가. 일반사항

1) 터널 갱구부는 온도 변화가 크고 건조 수축에 따른 균열이 생기기 쉽고, 누수에 따른 노면의 결빙이 안전주행에 지장을 준다는 점을 고려하여 방수공사를 하는 것을 원칙으로 한다. 지보 구조에 있어서는 방수공의 기능을 손상시키지 않도록 배려한다.

2) 비배수형

   터널 전주면에 방수쉬트에 의한 차수층을 설치하며 지하수의 유입을 완전 차단하는 방식으로서 라이닝 설계 시에 지하수위 조건에 따른 수압을 고려하여야 한다. 하지만 방수기술상의 제한 때문에 작용수압이 0.6MPa 이하인 지역에서만 채택하는 것을 원칙으로 한다.

3) 배수형

  유입되는 지하수를 배수하는 터널로서 배수방법에 따라 다음과 같이 세 가지로 구분할 수 있다.

① 완전 배수형 : 터널부의 전 주면으로 배수를 허용하는 형식.

② 부분 배수형 : 터널 천장과 측벽에만 방수막을 설치하여 유입수를 한곳으로 유도하여 배수하는 형식(※ 터널배수는 일반적으로 부분 배수형 형식을 채택)

③ 외부배수형 : 터널 내부 시설물이나 콘크리트라이닝을 보호하기 위하여 콘크리트라이닝 외부 전체를 방수막으로 둘러싸고 터널 외부에 별도의 배수로를 설치하여 터널로 흘러들어오는 지하수를 차집하여 외부로 배수하는 형식

나. 개착부 방수 보호재

1) 보호재는 기시공된 방수재의 방수기능을 원활히 발휘할 수 있도록 되메우기, 가설재의 철거 등 공사시행에 따른 방수재의 파손 방지를 목적으로 방수층 외부에 설치한다.

2) 보호재는 폴리에틸렌 발포단열재(t=30mm)를 사용하는 것을 원칙으로 하며 아래와 같은 조건에 만족하여야 한다. 단, 아래조건을 만족하면서 더 경제적인 보호재가 있다면 그것을 사용하여도 좋다.

① 무게가 가볍고 운반 및 취급이 용이

② 시공이 용이하고 간단

③ 충격 흡수성이 우수하여 방수재 보호에 유리한 제품 사용

다. 방수 방법

1) 방수재료는 인장강도 16MPa이상, 인열강도 6MPa이상, 신도 600%이상 가열신축량이 신장 및 수축시 각각 2.0mm이하 및 4.0mm 이하의 재질로서 두께 2mm 이상을 원칙으로 하되, 동등 이상의 재질인 경우 두께를 조정하여 사용할 수 있다.

2) 콘크리트라이닝에 철근을 배근하는 경우, 철근 이음부에는 방수막을 보호할 수 있는 조치를 취하여 방수막 파손을 방지하여야 한다.

라. 배    수

1) 터널배수 설계시에는 터널내 용출수, 화재시의 소화용수 및 수분무용수 등의 사항을 고려하여 배수량을 산정하여야 하며 배수에 필요한 최소 관경을 유지하여야 한다. 특히, 터널내 용출수는 정상적인 용출수와 집중용출수로 구분할 수 있으며, 정상적인 용출수는 터널이 관통하는 크기, 터널의 심도위치, 누수 층의 규모, 투수성을 고려하여 계획하여야 하며, 집중용출수는 설계시 집중용출수의 가능성을 결정하여 그 규모를 고려하여야 한다.(보통의 암반상태에서의 용출수는 1km당 0.5~1.5㎥/분 정도이다)

2) 집수관

   터널주변 암반 절리면을 타고 흘러 들어오는 물을 사전에 배수하므로서 터널에 작용하는 수압을 줄이며, 터널내에 유입되는 물의 양을 최소화할 수 있도록 하기 위해 터널하부에 설치하는 유공관을 지칭하며 유공관의 크기는 기 조사된 자료의 용수량을 감안하여 Manning 공식을 이용하여 정하는 것으로 한다.

   또한, 지하수의 유동에 따른 지층 Piping현상을 최소화하여 유공관내로 토립자의 유입을 막을 수 있도록 부직포로 보호하여 부분적인 침하방지와 원활한 배수가 이루어지도록 계획하여야 한다.

3) 측벽하단 유공관 

   터널 내 유입수를 방수층 배면배수 필터를 통해 측벽하단으로 유도하여 직경100mm이상 유공관을 이용 배수구로 흘려보내도록 한다.

 

배 수 설 비 도

4) 공동구 기계화 시공

① 공동구를 인력타설할 경우에는 시공속도가 느리고 시공 조인트 과다로 구조적으로 취약하므로 공동구 단면을 기계화 타설이 가능한 단면으로 설계하는 것을 원칙으로 한다.

② 공동구 기계화 시공에 필요한 투입장비는 다음과 같다.

? 콘크리트 운반 : 저슬럼프용 AGITATOR

? 기계시공 장비 : 슬림 폼 페이버에 의한 2단계 시공

? 백호우 : 0.7㎥

? 덤프트럭

③ 공동구 기계화 시공방법

? 배수관 기초 콘크리트는 인력으로 타설한다

? 기계 타설전 각종 배관 등은 기 배근된 철근을 이용하여 고정한다

? 터널 입출구부 27m 구간은 온도변화의 영향을 받는 구간으로 인력타설을 하고 나머지구간은 기계화 타설을 하여 시공성이 우수하고 품질관리가 용이토록 한다.

? 줄눈설치

 ④ 수축줄눈 : 라이닝 시공이음부를 기준 9m∼12m(1Span)간격 설치

 ⑤ 신축줄눈 : 터널 입출구부 50m 이내에서는 25m이하 간격으로, 터널 내부에서는 최대 250m 간격 설치

 ⑥ 터널내 공동구 벽체의 높이는 0.66m이상으로 한다

 

15. 터널안정성 해석

가. 해석 일반

1) 터널 해석시 지반조건, 지하수조건, 터널의 형상, 시공방법 및 터널 주변지반의 지보능력을 고려하며, 해석기법은 2차원 해석이나 3차원 해석을 채택한다.

2) 2차원 해석을 실시할 경우에는 터널 굴착에 의한 3차원적 지반거동을 반영할 수 있는 방법으로 수행한다.

3) 터널의 분기구, 환기구 및 수직구와의 접합부 등 2차원적으로 표현하기 어려운 경우에는 3차원 해석을 수행한다.

4) 터널해석은 본 해석에 들어가기 전, 많은 양의 입력정보들이 준비되어야 한다. 또한 해석결과도 준비되는 입력정보의 질에 따라 좌우되므로 양질의 입력자료 준비에 만전을 기한다.

나. 터널 해석의 역할 및 활용개념

1) 터널해석의 주요 역할은 설계된 구조물의 안전성을 평가하며, 현장계측치의 분석에 활용되어 시공 중 터널구조물의 안전성을 평가하는 것이다.

2) 터널 수치해석은 다양한 매개변수 연구를 통해 터널의 초기 기본설계 안을 수립하는데 활용될 수 있으며, 시공단계에서도 많은 좋은 정보를 제공한다.

3) 터널 수치해석은 복잡하고 불확실한 지반특성에 기인하여 제한된 지반조사 및 실내시험에서 도출된 지반정수를 이용하므로 터널 거동을 정확히 예측하기는 불가능하다. 따라서, 설계단계에서는 수치해석을 정성적으로 활용하는 것이 합리적이다. 사전 지반조사 및 실험치를 통해 얻어진 지반정수는 과거의 현장자료 등과 연계하여 설계현장의 대표 지반물성치를 결정하는데 사용한다. 사전에 실내모형실험 등이 수행되었다면 역해석을 통해 대표 지반물성치를 산정하는 것도 올바른 수치해석 적용방향이다.

4) 시공단계에서는 실시간으로 얻어지는 계측결과와 연계하여 수치해석적 역해석을 수행하고 해석구간의 대표 지반정수를 재평가하여 수치해석에 반영하는 것이 올바른 적용방향이다. 물론 시공상에서 수행된 추가 지반조사 결과는 대표 지반정수 결정에 반영된다.

 

지질학적 분석

?

지반조사

 

 

 

 

 

 

 

 

??

 

 

 

 

 

터널의 선형 및 배치

 

 

 

 

 

??

 

 

 

지반공학적 상수 분석

?

지반특성[초기응력, 강도, 지하수, 비등방성 등]

 

 

 

 

 

 

 

 

??

 

 

 

경험적 기본계획

?

굴착공법

지보재의 구조적 방법

 

 

 

 

 

 

 

 

??

 

 

 

구조적 모델링

?

구조해석 및 분석

 

 

 

 

 

 

 

 

??

 

 

 

파괴기준 개념

?

설계기준 검토

no

 

 

 

 

 

 

 

??

 

 

 

 

 

터널굴착

 

 

 

 

 

??

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

현장측정 역해석

?

계측분석

no

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  ??ok

 

 

 

 

 

안전

 

 

 

 

<터널설계 과정 흐름도>

다. 수치해석 기법

1) 컴퓨터 및 수치해석 기법의 발달로 수치 실험적인 기법이 터널 설계에 도입되고 있으며, 특히 유한요소해석 기법이 발달함에 종래의 이론해(closed form solution)로 해결할 수 없었던 매우 복잡한 해석조건에 대한 해석이 가능하게 되었다. 또한, 탄소성 모델, 점탄성 모델 등 보다 진보된 지반 구성 모델의 개발과 함께 매우 복잡한 경계조건 뿐만 아니라 지반의 이방성(anisotropy), 불균질성(heterogeneity), 비선형성(non-linearity), 불연속성(discontinuity)등 재료 특성에 대한 해석도 가능하다. 아울러 시공과정에 대한 모사(simulation)도 가능하기 때문에 종래에는 예측이 불가능했던 터널의 거동특성도 예측이 가능하다는 이점이 있다.

2) 일반적으로 터널 해석에 적용되는 수치해석 기법은 크게 연속체 해석과 불연속체 해석 두가지로 나뉘며, 대표적으로 유한요소법(finite element method), 유한차분법(finite difference method), 경계요소법(boundary element method)등이 연속체 해석에 개별요소법(distinct element method)등이 불연속체 해석기법에 속한다.

라. 터널 안정성 해석

1) 해석절차

 ① 해석은 사전조사, 모형화, 수학적 계산, 결과 출력 및 종합평가 순으로 진행하는 것을 원칙으로 한다.

 ② 해석순서 

?사전조사 : 지반 및 지하수위 조사, 터널설계단면, 시공단계, 굴착공법, 

            표준지보패턴 등의 자료수집

?모형화 : 지반과 지보재의 특성, 해석영역, 크기 및 순서, 경계조건, 

          구성모델 등의 결정

?수학적 계산 수행

?결과 출력 : 지반 및 지보재의 변위, 응력, 및 변형률 등의 수치 또는

             분포도, 소성영역 등의 출력

?종합평가 : 터널의 내공변위 및 지보재의 부재력에 근거한 터널안정성 평가 

            및 주변 구조물의 거동 평가

2) 해석입력자료

 ① 해석에 필요한 입력자료는 지반특성치, 지반의 초기응력, 지하수위, 지보재특성치, 사용되는 보조공법의 특성치 등이다.

 ② 지반특성치는 터널거동을 나타낼 수 있어야 한다.

 ③ 지반의 초기응력은 터널거동에 큰 영향을 미치므로 현장에서 측정한 값, 경험식 또는 추정식으로부터 산정하여야 한다.

 ④ 보조공법 중 지반보강을 목적으로 주입한 경우에는 보강된 지반특성치가 필요하다.

 ⑤ 기계적 보강을 실시한 경우에는 각각의 재료를 지보재로 보고, 지보재의 특성치를 입력하거나, 보강지반으로 환산하여 보강된 지반특성치를 사용하여야 한다.

3) 하중

 ① 해석에 사용되는 하중의 종류

?지반의 초기응력과 지하수위에 의한 수압

?필요시 관련 외부하중을 고려할 수 있다.

 ② 하중 선정시 고려사항

?원지반의 초기응력은 지반의 단위중량, 터널심도, 측압계수 등을 고려하여 결정하여야 한다.

?수압은 지하수위를 고려하여 결정하여야 한다.

?비배수형 터널의 경우에는 지하수위를 고정하여 정수압으로 한다.

?배수형 터널의 경우에는 지하수위의 변화를 고려하여 수압을 정하여야 한다.

?터널 상부에 구조물이나 도로 및 철도의 교통하중이 작용하는 경우에는 외부하중으로 고려하여야 한다.

?지형 및 지반조건 등의 이유로 터널에 편압이 작용할 우려가 있는 경우에는 편압의 영향을 고려하여야 한다.

?갱구부에 대하여는 지역적 특성, 터널 상부의 지층두께, 지형, 지반조건 등에 따라 지진의 영향이 예상되는 경우에는 이의 영향을 설계에 반영하여야 한다.

?장기간에 걸쳐 시간 의존적인 지반의 크리프(creep)현상이 예상되는 경우에는 크리프하중을 고려하여야 하며, 일시적인 지보인 경우에는 이를 고려하지 않아도 된다.

4) 해석방법

  ① 수치해석적 방법, 이론해를 이용하는 방법, 경험적 방법 등이 있으므로 필요에 따라 적절한 방법을 선택하여 사용하여야 한다.

  ② 수치해석적 방법을 이용할 경우

?공학적으로 공인되어 널리 사용되고 있는 방법이다.

?대상 지반 및 설계 조건들을 적절히 모사할 수 있다.

?지반의 거동을 적절히 해석할 수 있는 기능을 보유한 해석 프로그램을 이용하여야 한다.

  ③ 이론해를 이용하는 방법

?계산이 간편하여 시간을 절약할 수 있다.

?한정된 가정 조건하에서만 해석이 가능한 단점이 있다.

?수치해석, 계측결과 등의 설계, 시공사례의 분석을 통하여 유사한 결과를 보일 경우에 한하여 사용하는 것을 원칙으로 한다.

5) 해석결과의 평가

  ① 해석결과는 다음과 같은 적절한 평가를 거쳐 설계에 반영하여야 한다.

?터널의 안정성 평가

?유사터널의 계측 결과와 검증 평가

?인접 구조물과 상호 영향 평가

  ② 터널은 굴착 단계별로 터널주변의 지반 및 지보재에 대한 응력, 변위발생 소성영역 등을 검토하여 구조적인 안정성을 평가하여야 한다.

  ③ 해석결과는 유사터널의 응력 및 내공변위, 지표침하, 지중변위 등의 계측 결과와 비교ㆍ검증하여 평가하여야 한다.

  ④ 터널굴착의 영향범위 내에 위치한 인접 구조물에 대하여는 영향 정도와 상호 안전성을 평가하여야 한다.

마. 터널의 내진해석

1) 기본방향

 ① 굴착하여 시공하는 터널은 터널구조물 전체가 견고한 지반에 둘러쌓여 있어 지진에 대한 영향을 적게 받는다.

 ② 비개착 터널에 대해서는 내진설계를 수행하지 않는 것을 원칙으로 한다.

 ③ 지진발생시 지중구조물인 터널은 지반운동에 순응하여 거동하기 때무네 지상구조물과는 상이한 내진설계를 실시하여야 한다.

2) 내진설계 대상 구조물

 ① 개착하여 시공하는 개착부

 ② 토피의 두께가 얇고 지반이 연약한 터널의 갱구부, 주요 구조물 접속부 구간

 ③ 대규모 단층대 및 파쇄대 통과구간, 지층구조가 급변하는 계곡부

 ④ 천층터널 및 편경사 지형으로 지진시 터널의 안정성이 취약하다고 판단되는 구간

 ⑤ 지반의 자립이 어려운 연약한 지층에 터널이 위치한 구간

3) 내진해석방법

 ① 터널에 대한 내진설계 방법은 응답변위법을 우선으로 하고 필요에 따라 동적해석법, 유사정적해석법을 적용할 수 있다.

 ② 터널은 내공부를 포함한 단위체적중량이 주변지반의 단위체적중량에 비교하여 일반적으로 가벼우므로 주변지반에 발생하는 변위, 변형 등이 중요하게 되어 응답변위법을 적용한다.

 ③ 다만 구조물 형상 및 지형지질의 급변화로 지진시 지반의 거동이 복잡한 경우는 구조물 및 주변지반을 모델링하여 해석하는 동적해석법을 적용한다.

 ④ 유사정적해석법은 옹벽형식의 터널 갱구부 구조물에 국부적으로 적용하며, 동적인 시간이력 특성을 정적인 하중으로 단순화시켜 보다 간편하고 보수적인 설계가 되도록 하여야 한다.

 ⑤ 내진해석을 위한 지반운동은 지형 및 지반조건과 공간적 변화특성(터널의 길이 방향과 횡방향의 지반운동 영향)을 고려해야 한다.

 ⑥ 내진검토를 위하여 필요한 경우 동적지반정수 산정을 위하여 설계목적에 부합되도록 실내시험이나 물리검층 등을 시행하도록 한다.

 ⑦ 내진설계 시에는 지반에 대한 비선형 거동특성을 고려할 수 있는 해석방법을 사용할 수 있다.

 

16. 콘크리트 라이닝

가. 일반사항

1) 콘크리트 라이닝은 구조체로서 역학적 기능을 하며, 비배수형 터널에서의 내압기능, 영구 구조물로서의 내구성확보 및 미관유지 기능등을 가져야 한다.

2) 콘크리트라이닝은 하중조건 및 시공조건에 따라 콘크리트라이닝은 무근, 철근 및 강섬유보강 콘크리트로 적용할 수 있으며, 현장 여건에 따라 프리캐스트라이닝도 적용할 수 있다. 일반적으로, 재령 28일 강도가 21∼24 MPa인 콘크리트를 표준강도로 하는 것을 원칙으로 하되, 경우에 따라서는 그 이상인 고강도 콘크리트를 사용할 수 있다. 비배수형 터널에서는 재령 28일 강도는 27 MPa 이상이 되도록 하여야 한다. 현장여건에 따라 수밀콘크리트를 사용할 수 있다.

3) 팽창성 지반, 압축성 지반 및 함수미고결층 지반 등 인버트  부분에 콘크리트라이닝의 설치가 요구되는 지반에서는 인버트 콘크리트라이닝의 설치시기를 추가로 검토하여야 하며, 특히 지반이 불량한 경우에는 숏크리트에 의한 인버트 부분의 보강도 고려하여야 한다.

4) 터널 내부와 외부의 온도차이 또는 단면변화에 의한 영향으로 균열발생이 예상되는 경우에는 신축이음을 둔다. 추가적으로 단면변화부와 지층의 급격한 변화구간, 철근과 무근 콘크리트라이닝의 접합부 등에는 추가로 신축이음을 설치할 수 있으며, 터널 내부는 필요시 최대 250m간격으로 설치할 수 있다.

5) 콘크리트라이닝의 천정부 채움설계시 주입재의 재료, 배합, 주입구의 구조 및 배열 등을 계획하여야하며, 주입관과 배기관 설치, 적정 주입압을 검토 반영하여야 한다.

6) 터널의 최소곡선 반경 1,500m 이상시 강제거푸집 길이를 12m로 적용할 수 있으며, 3차로 이상의 터널에서는 길이 연장에 따른 안전성을 검토하여 적용할 수 있다.

나. 기능

1) 터널내부 시설물 보호 및 보존 기능

2) 점검 및 보수 관리 기능

3) 내구연한 동안 구조체로서의 역학적 기능

4) 터널 내장재로서 미관유지기능

 

17. 계측

계측은 일상적인 시공관리를 위한 일상계측과 지반거동의 정밀분석을 위한 정밀계측으로 구분하여 계획을 수립하여야 한다.

가. 일상계측

1) 일상계측인 일상적인 시공관리상 반드시 실시하여야 할 항목으로서, 터널 내 관찰조사, 내공변위 측정, 천단침하측정, 록볼트 인발시험 등을 포함하며, 토피가 얕은 도심지에서는 지표침하 측정을 일상계측에 추가할 수 있다.

2) 내공변위 및 천단침하 측정시 측정단면은 20m 간격을 표준으로, 갱구부 50m 구간과 토피가 터널직경의 2배 이하인 구간은 10m 간격을 표준으로 함을 원칙으로 하되 지반조건에 따라 간격을 조정할 수 있다.

3) 내공변위의 측선 수는 아래 그림을 기준으로 하여 배치하되 갱구 부근, 편압 예상구간, 단층 및 파쇄대, 과도한 지하수 용출이 예상되는 구간 등은 측선 수를 조정할 수 있으며, 필요한 경우에는 3차원 거동을 파악할 수 있도록 계측계획을 수립해야 한다.

내공변위 계측의 측선 배치(예)

 

CL

CL

CL

SL

SL

SL

전단면 3측선

반단면 4측선

반단면 6측선

 

4) 천단침하와 내공변위는 동일단면에서 측정되어야 하고, 이 측점은 가능한 한 굴진면에 근접하게 설치되어야 한다, 또한, 천단침하는 수준측량 등을 통하여 하향방향의 절대침하량으로 측정하여야 한다. 터널이 전체적으로 침하하는지를 확인 할 필요성이 있는 경우 천단침하와 더불어 터널 바닥면의 침하도 측정하여야 한다.

5) 일상계측으로서 지표침하 측정이 필요한 경우에는 측점을 내공변위 측정과 동일한 단면의 터널 중심선상의 지표면에 배치하고 터널 축에 직각 방향으로 여러 개의 측점을 거리별로 배치한다. 이때 가장 바깥쪽의 측점은 가능하면 터널 굴진의 영향을 받지 않는 부동점이 되도록 계획해야 한다. 

6) 록볼트 인발시험은 록볼트 종류의 선정 및 시공 후의 정착효과를 판정하기 위하여 굴착 초기단계에 실시해야 한다.

나. 정밀계측

1) 상세관찰을 목적으로 일상계측에 추가하여 지중변위 측정, 록볼트 축력 측정, 숏크리트응력 측정, 강지보응력 측정, 지중침하 측정 등을 포함할 수 있으며, 측선 간격은 500m 간격으로 배치하는 것을 표준으로 하되, 터널의 규모나 지반 및 주변조건 등에 따라 조정할 수 있으며, 가능한 한 설계 시의 터널해석 구간에 설치하여 해석결과와 시공 시의 계측결과를 비교 검토할 수 있도록 해야 한다.

2) 파쇄대, 습곡, 단층, 탄층 등의 연약지반이 예상되거나 정밀계측이 필요한 구간에는 가급적 터널의 3차원적 거동 파악이 가능한 계측기법을 도입하여야 하며, 필요 시 물리탐사나 선진수평보링을 함께 수행하여 계측결과의 신뢰도를 향상시켜야 한다.

3) 지중침하 측정 위치는 터널 중심선상의 지표면 또는 측정해야 할 위치에 배치하고 깊이별로 여러 개의 측점을 계획해야 한다.

4) 정밀계측의 여러 항목 중, 계기를 터널 내에 설치할 필요가 있는 항목(지중변위 측정, 록볼트 축력측정, 숏크리트 응력측정 등)에 대하여 1단면마다 3~5점을 표준으로 터널의 설계패턴에 따라 효과적인 계측이 가능하도록 적절한 위치에 배치하여야 한다. 

5) 설계자는 상기 항목 이외의 지반침하, 구조물 균열 및 경사도 등 터널공사에서 수반되는 제반 영향을 검토할 필요가 있는 경우에는 관련계측에 대한 계획을 제시해야 한다.

6) 확폭부나 접속부 등의 특수 구간에는 정밀계측에 대한 계획을 제시할 수 있다.

7) 터널공사로 인하여 환경 피해 및 생태계 변화가 우려되는 구간에는 발파진동 및 소음, 지하수위 등의 환경영향 관련 계측계획을 수립하여야 한다.

다. 유지관리계측

 유지관리계측의 위치는 구조물의 구조적, 재료적 취약부나 큰 외력 및 내부응력 변화가 예상되는 곳, 또는 지장물이 근접하여 있거나 주변지반이 열악한 구간 등을 사전에 조사, 분석하여 선정하는 것이 바람직하나 유지관리 터널의 길이가 500m를 넘는 경우는 이러한 문제구간 외에 일반구간도 계측에 포함시켜 계측을 수행하여 터널의 전체적인 안전성을 관리해 나가는 것이 바람직하다.

 

18. 갱구부

가. 일반사항

1) 갱구부는 일반적으로 갱문구조물 배면으로부터 터널길이의 방향으로 터널직경의 1-2배 정도의 범위 또는 터널직경 1.5배 이상의 토피가 확보되는 범위까지로 정의함을 원칙으로 한다. 단, 원지반이 조건이 양호한 암반층 또는 붕적층, 충적층 등의 미고결층에서는 별도의 구간을 갱구 범위로 정의할 수 있다.

갱구부 개념도

 

2) 갱구부는 갱구부 깎기 최소화를 위하여 특수한 지형 및 지질조건을 제외하고는 갱구부 상단 토피 3-5m 또는 암토피고 1-2m 확보되는 지점에 갱구부를 형성하는 것을 표준으로 한다.

3) 갱문의 형식은 다양한 형식으로 적용할 수 있고 주로 면벽형과 돌출형으로 구분하며, 면벽형은 구조적으로 중력식과 날개식 등으로 나눌 수 있고 갱문 배면의 지반압을 받는 토류 옹벽구조로 하여야 한다.

   돌출형은 터널 본체와 동일한 내공단면이 터널 갱구부에 연속하여 지반으로부터 돌출한 형식으로서 그 형상에 따라 파라펫트식, 원통절개식, 벨마우스식 등이 있으며 각 형식별로 장.단점을 고려하여 선정하여야 한다.

4) 터널 갱구부 임시 비탈면은 1:0.3-1:0.5 구배로 계획하고 안정성 검토를 수행하여야 한다.

5) 갱문위치선정은 입.출구부에 각각 2개소이상의 보링조사와 터널 전 연장에 대한 물리탐사결과를 종합 분석하여 선정하여야 한다.

 

구    분

면    벽     형

돌    출    형 (절개)

장    점

?터널갱구부 시공이 용이

?터널상부 되메우기가 불필요

?터널상부에서 유하하는 지표수에 대한 배수처리가 용이

?도로와 자연스럽게 접속 유도되므로 운전자에게 안정감을 준다

?주변지형과 조화를 이루어 미관이 수려하다

단    점

?운전자에게 위압감을 줌

?인위적 구조물 설치로 주변 경관과의 조화를 이루기 어려움

?정면벽의 휘도저하를 고려할 필요가 있음

?갱구부 개착터널 길이가 길다

?갱구부 터널상부에 인위적인 흙쌓기가 필요하다

?터널상부 지표수에 대한 배수처리가 필요하다

적용지형

?갱구부 지형이 횡단상 편측으로 경사진 경우

?갱구부 지형이 대절토와 접속된 지형

?사면이 불안정한 지형

?지형이 편측경사가 없고 갱문 전면 땅깎기가 개착터널 설치후 자연스럽게 조화를 이룰 수 있는 지형 

 

적용터널

?반월터널(신갈～반월간고속도로) L=323m

?중부 2터널(서울측) L=237m

?중부 3터널(대전측) L=384m

 

 

?광교터널(신갈～안산고속도로) L=446m

?광암터널(판교～구리고속도로) L=780m

?중부 1터널 L=298m

?중부 4터널 L=495m

?중부 2터널 (대전측)

?중부 3터널 (서울측)

단, 갱문형식은 지형여건, 공사비, 차량의 주행성, 미관 등을 종합적으로 고려하여 결정

 

나. 개착터널부

1) 개착터널은 갱구부 및 터널중간 계곡부 개착부분이나, 터널과 터널사이의 연장이 짧아 터널로 연장시키기 위해 지반을 굴착하고 구조물을 설치한 후 복개시키는 모든 터널을 말한다.

2) 설계시 지형, 지질조건, 지하수위조건, 기상 등의 자연조건과 민가, 구조물의 유무 등의 사회적 조건, 경사의 안정, 편토압, 기상재해의 가능성, 주변경관과의 조화 등을 고려하여야 한다.

3) 개착터널부는 특별한 경우를 제외하고는 갱구부 설계에 준하여 설계를 하여야 한다.(도로설계요령 제4권 터널, 제9-1편 터널본체 8.4, 8.5 참조)

19. 터널환기

가. 일반사항

1) 환기설계 목표 연도는 공용개시 후 20년 후를 원칙으로 하며, 교통량의 급격한 변화가 예상되는 경우 교통량 변동을 고려하여 단계건설을 계획하여야 한다.

2) 터널 설계시 검토 사항은 다음과 같다.

 

지  반  조  건

검     토     사     항

터  널  사  양

단면, 연장, 경사, 선형, 표고

교   통   량

교통량, 주행속도, 차종구성, 방향별 분포, 대형차 혼입율

배출되는 유해 물질

차종별 배출유해물질 종류 및 배출량

목 표 허 용 농 도

터널내 유지농도의 목표치

기         상

풍향, 풍속, 기온, 습도

외  부  환  경

출구부 오염도 목표치, 허용 소음치

지형, 지질, 지물

환기소, 집진갱, 수직갱, 운반도로 조건

 

나. 허용기준

유해물질 및 환기대상 물질은 다음과 같다.

 

매   연

CO

NOx

?운전자 시야 감소

?심리적 불쾌감 유발

?운전자-작업원에게 생리적

  악영향

?호흡기 질환 유발

?운전자-작업원에게 생리적 

  악영향

?폐기능 저하

 

주행속도별 매연 및 일산화탄소의 설계농도

 

구                분

규제기준

비                고

매연소멸계수

(Klim-1)

5～10(km/h)

0.009m-1

?도로터널이므로 정체시를 고려하여 주행속도

 5km/h～80km/h를 검토. 단 5km/h시 환기

 검토는 과도한 환기용량으로 계획될 수 있으

 므로, AADT가 60,000대/일을 초과하고 서

 비스 수준이 LOSD~F인 도심터널에 대하여

 신호밀도, 진출입 램프 등 정체유발요인을

 고려하여 계획하여야 한다.

?국토해양부 허용기준

20～40(km/h)

0.007m-1

50～80(km/h)

0.005m-1

일산화탄소

(CO)

10～80(km/h)

70ppm

?국토해양부 허용기준

질소산화물

(NOx)

10～80(km/h)

20ppm

?국토해양부 허용기준

 

(주)주행속도 5km/h 해당 속도의 속도보정계수를 적용하되, 매연은 10km/h시의 경사속도보정계수를

준용하여 사용한다.

① 터널내 최대풍속 : ?일방향 교통 : 10m/s

                     ?양방향 교통 : 8m/s이하 (도로의 구조?시설기준에 관한 규칙 제41조 ③항)    

② 임계풍속은 다음 식으로 계산하며, 보정계수(β)는 설계자가 수치시뮬레이션 등을 수행하여 신뢰성을 검증한 후에 적용함을 원칙으로 한다.

   

        

 

    여기서, Frc=4.5

    H : 화점에서 터널 천장까지의 높이(혹은 대표직경)다.

 

다. 환기방식

1) 환기방식의 종류

① 도로터널의 환기설비는 터널의 길이, 입지조건, 교통조건, 환경조건 등에 따라 환기방식이 결정되며 유효하고 경제적 방법이 되기에 충분한 조사와 검토 후 결정하여야 한다.

② 환기방식은 크게 자연환기와 기계환기 방식으로 대별하며 방식별 종류는 다음과 같다.

 

 

 

 

자연환기

 

 

 

 

 

 

 

환기방식

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

종  류  식

 

 

JET FAN식

 

 

 

 

 

 

 

 

 

기계환기

 

 

반 횡 류 식

 

 

수직갱 송배기식

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

횡  류  식

 

 

전기 집진기식

 

 

 

 

 

 

 

 

 

기타조합식

 

 

집중배기식

 

 

 

 

 

2) 환기방식의 선정

① 터널의 길이, 소요환기량 등의 기본조건을 바탕으로 교통조건, 지형, 지물, 지질조건, 환기의 질, 환경조건, 화재시 환기기의 운용, 유지관리, 경제성, 단계건설, 기타조건 등에 대해 유의하여 종합적 검토 후 선정해야 한다.

   특히 교통량에 따른 단계적 환기시설의 설치방안이 검토되어야 한다.

② 통행방식에 있어 일방향 교통에서는 교통환기력을 유효하게 이용할 수 있는 종류식 환기방식이 유리하며, 양방향 교통의 경우에는 교통환기력을 기대할 수 없으므로 횡류방식이나 집중배기방식을 선택하는 것이 유리하다.

3) 자연환기

① 자동차 주행시의 피스톤 효과에 의한 풍량만으로 환기가 가능한 경우로서 별도의 설비가 필요치 않으며, 그 한계는 경험적으로 다음과 같다.

 

 

 양방향터널 : N?L ≤ 600

 

 

 일  방  향 : N?L ≤ 2,000

 

 

              N : 교통량 (대/hr)

 

              L : 터널연장 (㎞)

 

4) 기계환기

① 환기방식은 그 특징을 충분히 살려서 터널의 길이, 지형, 지물, 교통조건, 기상조건 등에 따라 효과적이고 경제적인 방식을 선정

② 특히, 장대터널의 경우 환기방식에 따라 공사비의 차이가 크므로 세밀한 검토를 하여 설계에 적용하여야 한다.

라. 환기량 산정방식

1) 현재 국내에서 적용되는 소요환기량 산출방법은 일본방식과 국제상설도로회의 WRA(구 PIARC) 방식이 있으며, 본 기준에서는 현재까지 많은 국가에서 적용하고 있는 WRA(구 PIARC) 방식을 적용한다.

2) 환기대상 오염물질은 매연, 일산화탄소, 질소산화물로 하며, 목표년도의 차종별 구성비 및 차종별 오염물질 기준배출량을 기초 데이타로하여 주행속도별 환기량을 아래 흐름도에 의해서 구하고 이를 비교 검토한 후 소요환기량을 산정한다.

 

주행속도별 교통량 산정

(목표년도 차종혼입율 적용)

각 주행속도에 따른

차종별 교통량 결정

차종별 매연 기준 배출량 결정

차종별 CO 기준 배출량 결정

속도별 총배출량 산정

(비차량 배출분진 고려)

(속도·경사,차령,표고보정)

설계기준반영 매연, CO, NOX 허용농도

주행속도별 CO에 의한 소요환기량 산출

주행속도별 NOX에 의한 소요환기량 산출

공기치환율 

최소 환기속도

소요환기량 산출

소요환기량 결정

주행속도별 매연에 의한 소요환기량 산출

차종별 NOx 기준 배출량 결정

 

 

20. 전기시설

가. 전기시설

1) 터널내 전기시설은 수변전설비, 전력간선설비, 부하설비(조명설비, 방재설비, 동력설비)로 구분되고 부하설비는 터널의 연장 및 현장여건에 따라 기준에서 정한 설비들이 설치되며 부하설비에 따른 수변전설비와 전력간선설비를 계획한다. 설계기준은 다음과 같으며 실무요령에서는 터널조건에 따라 변동성이 있는 조명설비에 대한 기본적인 사항들을 제시하며 설계시 발주처와 협의하여 반영하여야 한다.

나. 조명설비 설계기준

1) 전기설비 기술기준 및 판단기준

2) 전기사업법 동 시행령 및 시행규칙

3) 한국산업규격 KS C-3703 터널 조명기준

4) 한국산업규격 KS A-3701 도로 조명기준

5) 한국전력공사 전기공급 규정

6) 전기통신법 동 시행령 및 시행규칙

7) 소방법 동 시행령 및 시행규칙

8) 도로터널 방재시설설치 및 관리지침(국토교통부)

9) 도로안전시설 설치 및 관리 지침(국토교통부)

다. 터널 조명설비

1) 터널 조명의 개요

   터널 조명은 일반도로의 조명과는 달리 주간에 조명이 필요하다는 점과 주위가 측벽 등으로 제약되어 있으므로 주행상 특히 주의를 요하는 등의 특수성을 가지고 있다. 그러므로 설계속도, 교통량, 야외 휘도 등을 고려하여 터널 조명설비를 설계함으로써  운전자의 시각장애를 줄이고 터널내 도로의 선형이나 경사 등을 가능한 한 확실히 파악시켜 효과적이고 원활한 교통소통에 기여하고 교통사고에 의한 인명과 재산 피해를 감소시킬 수 있도록 하여야 한다.

2) 터널조명의 구성

   터널조명의 구성은 다음 그림과 같이 터널내에 설치하는 조명과 접속도로의 조명으로 구성되며, 터널내에 설치하는 조명은 그 기능에 따라 기본조명, 입구조명, 출구조명 및 접속도로의 조명으로 구성한다.

 

 

 

 

 

 

                   (a) 일방 통행인 경우                            (b) 양방 통행인 경우

[그림 - 터널조명의 구성]

 

라. 터널조명설계

1) 기본조명 설치높이

① 조명기구의 설치 위치는 터널 측벽 상부와 상부 천장부에 설치하며, 노면의 휘도분포를 양호하게 유지하고, 조명기구의 눈부심을 제거하기 위해서는 노면상 4.0m 이상의 위치에 설치하는 것을 원칙으로 한다. 단, 노면의 보수 등을 사전에 고려하여 시설한계 외의 여유 등을 고려하여 설치하여야 한다.

2) 기본조명 설치배열

① 조명기구의 배열은 배광, 노면의 휘도 분포, 플리커(flicker), 램프, 조명기구의 보수율 등을 고려하여 최적의 배열을 택해야 한다. 배열의 종류에는 중앙배열, 지그재그배열, 대칭배열이 있다. 다음 그림에는 조명기구의 설치 배열 종류를 예로서 나타내었다.

 

[그림 - 조명기구의 천장부 설치 배열]

 

3) 기본조명 설치간격

① 설치간격과 노면?벽면의 휘도균제도

   조명기구의 설치간격(S)에 따라 노면과 벽면의 휘도균제도가 좌우된다. 휘도균제도는 특히 평균휘도가 낮은 경우, 보임의 상태에 크게 영향을 주기 때문에 가능한 한 양호하게 유지해야 한다.

② 노면 휘도 분포를 양호하게 유지하기 위하여 등기구의 배광 특성을 검토하여야 한다. 등기구의 배광 특성은 터널 진행방향과 벽면 방향을 고려하여 광속이 충분히 확산되어야 한다. 이러한 배광 특성을 고려하여 조명 시뮬레이션 검증을 통해 설치간격을 결정하여야 한다.

   ○ 벽면의 종합 균제도는 노면의 2m 높이까지 0.4 이상

   ○ 노면의 차선축 균제도는 0.6 이상

4) 기본부 평균노면휘도

   터널을 주행하는 운전자가 전방에 있는 장애물을 확인하는데 필요한 최소 밝기를 제공하기 위한 기본적인 조명으로 터널 전 구간에 걸쳐 조명기구를 일정간격으로 배치하여 조명하는 것으로서 기본조명의 평균노면휘도는 아래와 같고 다만, 설계속도에 따른 기본부의 운행시간이 30초 이상이 되는 매우 긴 터널의 경우 그 이후 기본부구간의 평균노면휘도를 표에 제시된 값의 1/2로 적용할 수 있고, 야간에는 운전자의 눈 순응을 감안하여 터널 입?출구부 조도를 유지하고 교통량이 적은 심야에는 기본휘도의 1/2로 감광하여 에너지 절약을 할 수 있도록 한다.

 

기본부 조명의 평균 노면휘도 Lin([cd/㎡]

 

정지거리(설계속도)

터널의 교통량

적음

보통

많음

220m (120 km/h)

7

9

11

160m (100 km/h)

7

9

11

100m (80 km/h)

5

6.5

8

60m (60 km/h)

3

4.5

6

 

5) 입구부 조명

① 입구부 조명설비는 터널입구 부근의 야외휘도, 설계속도에 따라 달라지며 터널 내에서의 조도완화를 위하여 경계부, 이행부 등으로 단계적으로 감광한다.

② 경계부의 노면휘도는 [주간의 자동차 터널도로의 경계부 평균 노면휘도]표로부터 적당한 휘도값을 읽고 [경계부 노면휘도에 대한 조절계수]표로부터 곱하는 비율을 결정하여 경계부 평균노면휘도(Lth)값을 결정한다.

③ 이행부 노면휘도는 원칙적으로 [주행속도에 따른 각 구간별 조명수준]표에 나타난 곡선에 따라 이루어져야 하고 모든 위치에서의 휘도는 곡선상의 수치 이하로 떨어뜨리지 않으며 각 단계의 최대 휘도비는 3이며 이행부 최종단계의 휘도는 기본부 휘도의 2배 이상으로 되어서는 안된다.

경계부 노면휘도에 대한 조절계수

 

터널길이

교통량(1)

출구부 보임(기준점으로 부터)

출구부 안보임(기준점으로 부터)

주광입사

주광입사

좋음

나쁨

좋음

나쁨

벽면 반사율

벽면 반사율

30%

초과

30%

이하

30%

초과

30%

이하

30%

초과

30%

이하

30%

초과

30%

이하

50m 미만

전부

0%

(주간 경계부 조명 필요 없음)

0%

(주간 경계부 조명 필요 없음)

50m 이상

～100m미만

적음

0%

0%

0%

0%

0%

50%

50%

50%

보통

25%

25%

25%

25%

25%

50%

50%

50%

많음

50%

50%

50%

50%

50%

50%

50%

50%

100m 이상

～200m미만

적음

50%

50%

50%

50%

50%

100%

100%

100%

보통

75%

75%

75%

75%

75%

100%

100%

100%

많음

100%

100%

100%

100%

100%

100%

100%

100%

200m 이상

전부

100%

100%

 

주) (1) 교통량 : 단위 [차량대수/시간/차로]

       ① 일방통행 : 많음(1,000 이상), 보통(1,000 미만~300 초과), 적음(300 이하)

       ② 양방통행 : 많음(300 이상), 보통(300 미만~100 초과), 적음(100 이하)

주간의 자동차 터널도로의 경계부 평균 노면휘도 Lth[cd/㎡]

 

20° 원추형 시야 내의 경계부 평균 노면휘도 Lth[cd/㎡]

20°원추형 시야 내의 하늘의 비율

20% 초과

20%이하~10%초과 

10%이하~5%초과 

5%이하~0%

시야 내의 밝기 상황

터널 방위(1, 2)

주변 반사(3)

남향

북향

남향

북향

보통

높음

보통

높음

설계속도

(km/h)

60

200

250

150

200

125

175

75

150

80

260

360

200

300

180

270

150

240

100

370

480

280

400

240

360

200

320

120

470

610

360

510

310

460

255

410

 

주) (1) 터널 입구의 방위(남향 : 남쪽입구, 북향 : 북쪽입구)

(2) 터널 입구의 방위가 동~서쪽의 경우 노면휘도는 남향과 북향의 중간치를 선택한다.

(3) 터널 입구 주변의 반사에 따르는 영향

 ① 높음 : 터널 입구 부근의 지물이 흰색, 회색 등의 반사율이 높을 경우를 말하며, 입구 

          부근에 장기간 적설상태가 계속되는 경우도 여기에 포함된다.

 ② 보통 : 상기 이외의 경우를 말한다.

주행속도에 따른 각 구간별 조명수준 

 

6) 출구부 조명

① 출구부 조명은 터널의 기본부와 같은 방법으로 조명해야 한다

② 매우 긴 터널 내에서 추가적인 위험[곡선터널, 터널내 다른 이용자(보행자등), 차량보다 작은 물체가 존재하는 터널 등]이 예상되는 상황에서는 출구부 조명을 다음과 같이 설치한다

○ 출구부 조명에 의한 주간 휘도를 정지거리 이상의 구간에 걸쳐 점차 증가시킨다

○ 기본부 휘도에서 시작하여 출구 접속부 전방 20m지점의 휘도가 기본부 휘도의 5배가 되도록 단계적으로 상승시킨다.

7) 정전시 조명

   정전시 조명은 정전직후 위험을 피하기 위하여 정전시 바로 UPS(무정전전원)에 접속된 조명기구를 점등시키고 UPS의 방전 특성상 정전 시간의 전부를 점등시키는 것은 경제적으로 불리하므로 비상발전설비의 전원이 공급되면 UPS의 전원은 차단되도록 하는 것이 필요하다.

① 터널 길이가 200 m 이상인 경우, 비상조명의 평균 조도는 터널 내 모든 위치에서 평균 10 lx(최소 2 lx) 수준을 유지 하여야 한다.

② 비상 주차대 : 평균 노면조도는 75(Lux)를 표준으로 한다.

③ 본선의 조도가 75(Lux)이상의 경우 비상주차대의 조도는 동등 이상으로 하는 것이 바람직하다. 광원은 눈에 잘 띄게 하기 위하여 본선 조명과 광색을 바꾸는 것이 바람직하며, 연색성과 재시동이 빠른 LED등이 유지관리비 및 효율성 측면에서 좋다.

④ 피난 연결통로의 평균 노면조도는 약 20(Lux)를 확보해야 한다.

8) 터널접속도로의 조명

① 접속도로 조명은 도로조명기준 KS A 3701을 원칙으로 하며 터널이 조명이 없는 도로의 일부로 도로설계속도가 50[km/h] 이상인 경우, 터널내 야간조명수준이 1[cd/㎡] 이상인 경우. 터널 입구와 출구에서 각기 다른 기상 상태가 나타나는 경우엔 접속도로 조명을 설치한다

② 입구 접속부의 길이는 정지거리 이상으로, 출구 접속부의 길이는 정지거리의 2배 이상으로 하되, 200m 이상일 필요는 없다.

9) 연속터널 조명

   연속되는 터널의 입구부 조명설계시, 선행하는 터널 출구로부터 이어지는 터널 입구까지 이동하는 시간에 따라서 후속터널의 입구부 조명을 감소할 수 있다.

10) 기본부가 없는 터널연장

   터널길이가 짧아서 기본부가 없는 등의 각 구간별 거리가 확보되지 않을 경우에는 출구부 조명 구간이 확보될 수 있도록 해당 터널의 길이에 맞추어 이행부의 거리를 조절하여 적용하는 것이 바람직하다.

11) 조명기구의 선정

① 조명기구는 광원의 광속을 효율적으로 터널 노면에 비추고, 램프를 매연과 분진으로부터 보호하여 장기간 그 성능을 발휘시킬 수 있어야 한다.

② 터널내부는 일반적으로 매연 습도가 많고 물세척이 이루어지는 점을 감안하여 등기구 뚜껑을 닫았을 때 완전 밀착되어 방수, 방습, 방진이 되어야 한다.

③ 터널내 조명기구로는 다음과 같은 종류가 있으며, 터널의 연장 및 형상에 따라 적절한 기구를 적용해야 한다.

④ 적용되는 모든 조명기구는 KS규정에 의하여 품질이 보장된 제품과 고효율 인증을 득한 제품을 사용하는 것으로 한다.

 

구   분

FRP 터널등기구

알루미늄 터널등기구

스텐레스 터널등기구

장   점

1. 재질상 부식방지에

  우수함

2. 방수,방습,방진에 양호함

3. 금형에 의거 제작됨으로

  균일 제품 생산

4. 외관형태가 견고하고 

  미려함

5. 기구수명이 반 영구적임

6. 물청소 등에 관계없이

  부식방지에 최적

1. 녹방지가 우수함

2. 무게가 가벼움

3. 금형 제작시 비용

  절감 가능

 

 

 

 

 

 

1. 방수,방습,방진에 양호함

2. 외관형태가 미려함

3. 부식방지 양호

4. 기구수명이 반 영구적임

5. 온도상승에 따른 열방산

   능력이 양호함

6. 온도 및 열에 의한 경화

   작용이 없음

 

 

단  점

1. 금형제작에 따른

   제작비용 부담증가

2. 램프 및 안정기의 온도에 따른 열방산이 어려움

3. 램프 발열에 의한 경화

  작용이 심하여 오랜 시간

  이 지나면 재질 변형으로

  인한 파손이 우려됨

1. 완전방수 방습 부족.

2. 공해에 따른 부식성

  증대로 수명단축

  (5-7년)

3. 물청소에 따른

  부식성 증대

4. 제작과정이 수동방식

  이므로 균일성 결여.

1. 제작비용 증가

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12) 광원의 선정

① 터널 조명용 광원은 조명효과를 얻을 수 있는 충분한 광속, 경제성을 위한 조명효율, 유지보수성의 용이성을 위한 램프의 수명, 조명환경의 쾌적성을 위한 광색, 그밖에 온도, 투과율, 동적특성을 고려하여 선정하여야 한다.

② 터널에 이용되는 광원은 고효율 기자재로서 LED램프 또는 연생성이 우수한 방전램프 등이 사용가능하며, 신재료 개발에 따라 신조명기구도 효용성 및 경제성 등을 검토하여 적용할 수 있다.

③ 광원의 선택에 있어서 광속, 효율, 수명, 광색, 안정기, 기구의 설치장소의 환경조건, 경제성 등에 대해 조명에 필요한 일반적인 사항을 검토함과 동시에 터널조명으로서 다음과 같은 특수성을 고려하여 그 적합성을 판단하여야 한다.

? 주위가 폐쇄된 공간이므로 등기구의 취부 위치나 그 크기의 제한이 있다.

? 배기 가스에 의한 빛의 투과율이 나빠진다.

? 높은 레벨의 입구조명이 필요하다.

13) 점멸방식

① 조명회로는 주간맑음(100%), 주간흐림(60～70%), 일몰 및 일출, 야간, 심야 등 4종류 이상의 조명제어방식을 채택할 수 있도록 하여야 한다.

② 조명제어는 터널 등 자동점멸기를 사용하여 조명계획에 따라 중앙감시반에 자동 및 수동 제어토록 회로를 구성할 필요가 있다.

③ 도로조명 디밍제어를 통한 이력관리, 유지관리 효율성을 향상시켜 에너지 및 유지보수비를 절감할 필요가 있다.

 

21. 오폐수 처리 및 시설

가. 지상 및 지하터널 공사 중 굴착, 숏크리트 타설 등의 과정에서 발생되는 수질오염물질이 지하수와 섞여 발생되는 오탁수는 부유물질 및 중금속, 특정유해물질, 산ㆍ알카리류를 포함하고 있어 수질 및 수생태계 보전에 관한 법률(제2조4호) 규정에 의거 폐수처리과정을 거쳐 환경영향평가기준에 부합되도록 처리하되,  특정 수질 유해물질 폐수검출 및 배출시에는 동법 시행규칙 35조의 2관련 별표 13의 2 적용기준에 부합되게 처리하여야 한다.

나. 또한 동법 제32조 제1항에 따른 수질오염물질의 배출허용기준은 동법 시행규칙 별표 13을 준용하여 수질오염물질 배출허용기준에 부합되도록 동법 제38조에 의거 배출시설 및 수질오염물질 방지시설을 설치ㆍ운용하여야 한다.

다. 다만, 수질 및 수생태계 보전에 관한 법률 제35조에 해당되는 경우에는 방지시설의 설치 및 설치면제는 동법 시행규칙 제43조 및 제44조 규정을 준용한다.

라. 공사중 처리방법

   일평균 오폐수 발생유량을 처리할 수 있는 시설을 설치하여 적절한 처리공정을 거쳐 방류 및 농축, 탈수 후 건설폐기물법에 의해 슬러지를 처리해야 한다.

마. 청소시 처리방법

   청소시 발생된 오폐수는 터널 입?출구부에 집수정을 설치하거나 이동식 자가처리 장치에 펌핑하여 오폐수처리업을 등록 받은 자에게 위탁처리 한다.

 

22. 관리용시설

가. 일반사항

갱구부에는 터널의 규모에 따라 관리용 시설의 공간을 확보하고 필요에 따라서 비상시의 개구부 및 방재시설을 고려해야 한다.

갱구주변에 설치되는 관리용 시설의 주 설비는 다음과 같으며, 관리용 시설의 내용 및 규모는 도로터널 방재시설 설치 및 관리지침(국토해양부)에 따른다.

나. 소화, 급수설비

급수전?송수구는 갱구 및 터널내에서 소화작업을 할 때에 사용하는 설비이며, 관리사무소 등에 설치되는 수조는 지속시간 40분 이상이어야 하며, 급수전?송수구에 급수하는 역할을 갖고 있다.

설비위치는 일반적으로 급수전?송수구는 양 갱구 및 터널내의 주행차선쪽, 수조는 터널입구의 주행차선쪽에 설치하는 것이 바람직하며, 자연수의 이용을 고려할 때는 갱문배후에 수조를 설치할 수 가 있다. 수조의 저수량은 터널방재등급에 따라 다르기 때문에 설비면적은 도로터널의 화재안전기준에 의거 확보하여야 한다.

다. 터널 방재시설

1) 설계기준

① 도로터널 방재시설 설치 및 관리지침(국토교통부, 2019)에 따라 방재시설을 설계하여야 한다.

② 터널내 재해발생시 차량 및 인명의 안전확보를 위해 신속한 감지와 상황전파로 구난체계 구축을 위한 필수시설을 하여야 한다.

2) 방재시설 분류

   소화설비, 경보설비, 피난대피시설 및 설비, 소화활동설비, 비상전원설비

3) 설치기준

   도로터널 방재시설 설치 및 관리지침(국토교통부, 2019)에 따른다.

   각 방재시설의 일반적인 설치기준은 다음 표와 같고, 방재시설 설치를 위한 터널등급은 터널연장을 기준으로 하는 연장기준등급과 교통량 등 터널의 제반 위험인자를 고려한 위험도지수기준등급으로 구분하며, 터널방재등급은 개통후 최초10년, 향후 매5년 단위로 실측교통량을 조사하여 재 평가하며, 이에 따라 방재시설의 조정을 검토할 수 있다.

 

등     급

연장등급

방재등급

1

3,000m 이상 (L ≥3,000m)

X > 29

2

1,000m 이상, 3,000m 미만

(1,000m ≤ L ＜ 3,000m)

19 < X ≤ 29

3

500m 이상, 1,000m 미만

(500m ≤ L ＜ 1,000m)

14 < X ≤ 19

4

연장 500m 미만 (L < 500m)

X ≤ 14

 

 

                     터널등급

 방재시설

1등급

2등급

3등급

4등급

비      고

소화

설비

소화기구

●

●

●

●

 

옥내소화전설비

●○

●○

 

 

연장등급, 방재등급 병행

물분무설비

○

 

 

 

 

경보

설비

비상경보설비

●

●

●

 

 

자동화재탐지설비

●

●

 

 

 

비상방송설비

○

○

○

 

 

긴급전화

○

○

○

 

 

CCTV

○

○

○

△

△: 200m이상 터널

유고감지설비

△

△

△

 

 

재방송설비

○

○

○

△

△: 200m 이상 터널

정보표시판

○

○

 

 

 

진입차단설비

○

○

 

 

 

피난

대피

설비

및

시설

비상조명등

●

●

●

△

△: 200m 이상 터널

유도등

○

○

○

 

 

피난

대피

시설

피난연결통로

●

●

●

 

 

피난대피터널(1)

●

△

 

 

1등급: 피난대피터널을       우선 적용

2등급: 격벽분리형 피난대피

      통로를 우선 적용

격벽분리형 피난대피통로(1)

△

●

●

 

피난대피소(1)

삭제

 

비상주차대

○

○

 

 

 

소화

활동

설비

제연설비

○

○

 

 

 

무선통신보조설비

●

●

●

△(2)

 

연결송수관설비

●○

●○

 

 

연장등급, 방재등급 병행

비상콘센트설비

●

●

●

 

 

비상전원설비

무정전전원설비

●

●

●

△(3)

 

비상발전설비

●○

●○

△

 

연장등급, 방재등급 병행

● 기본시설 : 연장등급에 의함

○ 기본시설 : 방재등급에 의함

△ 권장시설 : 설치의 필요성 검토에 의함

(1) 피난연결통로의 설치가 불가능한 터널에 설치

(2) 4등급 터널의 경우, 재방송설비가 설치되는 경우에 병용하여 설치함

(3) 4등급 터널은 방재시설이 설치되는 경우에 시설별로 설치함

등급별 방재시설 설치기준

 

 

세부평가항목

범          위

위험도지수

사고

확률

주행거리계

(교통량×연장)

(Veh?km/tube?day)

8,000미만

1.5

8,000이상~16,000미만

2.5

16,000이상~32,000미만

5.0

32,000이상~64,000미만

7.5

64,000이상

10.0

터널

특성

표고차

및

경사도

입출구

표고차(m)

10 미만

0.5

10 이상~20 미만

1.0

20 이상~30 미만

1.5

30 이상

2.0

진입부

경사도(%)

3.0 미만

0.5

3.0 이상

1.0

터널높이(m)

7.5 이상

1.0

5.0 이상~7.5 미만

2.0

5.0 미만

3.0

터널곡선반경(m)

1,800m 이상

0.5

1,800m 미만

1.0

대형

차량

위험물

수송

관련

대형차

혼입률

(%)

10미만

0.5

10이상~17.5미만

1.0

17.5이상~25미만

1.5

25이상

2.0

대형차 주행거리계

(대·km/tube·day)

500 미만

0.5

500이상~1000미만

1

1000이상~2500미만

2

2500이상~5000미만

4

5000이상

6

있음

0

감시시스템 

있음

0

없음

1

유도시스템

있음

0

없음

1

정체

정도

서비스 수준

LOS A~LOSC

1

LOS D

2

LOS E~LOS F

3

대면통행

3

터널 내 합류/분류

없음

0

있음

2

교차로/신호등/TG 등

없음

0

있음

2

통행

방식

구분

갓길(길어깨)

-

일방통행

○

-

1

×

-

2

대면통행

○

1

×

2

○

5

×

6

터널 위험도지수(Ⅹ) 평가기준

 

 

방재시설

설치위치와 설치방법

설치간격

소

 

화

 

설

 

비

수동식 소화기

일방통행터널 : 4차로 미만의 일방통행터널은 주행차로 우측 측벽, 4차로 이상의 터널은 양쪽 측벽에 설치

대면통행터널 : 양쪽 측벽에 교차하여 설치, 격납상자를 설치하여 내부에 2개 1조로 비치

50m 이내

옥내소화전설비

4차로 미만의 일방통행터널은 주행차로 우측 측벽 

편도 2차로 미만의 대면통행터널은 한쪽 측벽

4차로 이상 일방통행터널 및 편도2차로 이상의 대면통행터널은 양쪽 측벽

50m 이내

물분무(소화)설비

측벽설치(도로면 전체에 균일하게 방수되도록 한다)

 방수구역 :

25～50m

경

 

보

 

설

 

비

비상경보설비

수동식 소화기 또는 옥내소화전함에 병설

50m이내

자동화재탐지설비

최적성능을 확보할 수 있는 위치

환기방식별 필요인식 범위

비상방송설비

터널내 측벽에 설치(교통통제 및 상황전파 목적으로 터널 입구 전방에도 설치함)

50m 이내

긴급전화

터널입구와 출구부, 터널 측벽과 피난대피시설(피난대피터널, 격벽분리형 피난대피통로, 비상주차대)에 설치

250m 이내

CCTV

터널측벽설치(피난대피시설 출입부 및 터널 전구간 감시가 가능하도록 설치함)

터널내 : 200∼400m간격

터널외부 : 500m이내

유고감지설비

터널 전구간 감시가 가능하도록 설치간격을 정함

영상유고 : 

100m 간격

돌발상황감지 : 1,000m 이내

재방송설비

터널 전구간에서 청취(시청) 가능하도록 설치

 

정

보

표

시

판

터널입구

정보표지판

터널 전방 500m 이내

 

터널진입

차단설비

터널 전방 500m 이내

 

차로이용

규제신호등 

터널외부는 터널입구정보표시판과 터널진입차단설비 사이에 설치

터널내 : 400∼500m간격

터널외부 : 500m이내

피난

대피

설비

및

시설

피난

대피

설비

및

시설

비상조명등

야간점등회로를 병용하여 설치

 

유도

표지등

A

대피시설 부근

 

B

대피시설이 설치된 측벽설치 

약 50m 간격

피난

대피

시설

피난연결통로

쌍굴터널, 피난대피터널, 격벽분리형 피난대피통로

(차단문 설치)

250～300m이내

피난대피터널

본선터널과 평행하게 설치하는 것을 원칙으로 함.

 

격벽분리형 피난대피통로

본선 터널내 측벽에 설치

 

피난대피소

삭제

 

비상주차대

주행차선 길어깨, 대면통행 터널은 양쪽 측벽

750m이내

소화

활동

설비

제연설비

환기설비와 병용

 

무선통신보조 설비

재방송설비와 병용할 수 있음

터널내: 피난연결통로(250m이내)

터널외부: 10m이내

터널관리소: 10m이내

연결송수관설비

송수구 터널입출구부

방수구 옥내소화전설비와 병설

50m 이내

비상콘센트설비

소화전함에 병설

50m 이내

비상

전원

설비

무정전전원설비

시설별 설치

시설별

비상발전설비

별도로 구획된 실내 또는 함체에 설치

 

방재시설 설치위치 및 설치간격

 

라. 수배전설비

전기실은 터널의 부하종류, 특성, 집중도 등에 따라 한곳 또는 여러곳에 설치될 수 있으며 경제성, 유지관리성, 안전성등을 고려하여야 한다.

유지관리 시 안전성 확보를 위해 전기실 및 부전기실 등을 길어깨 외측에 설치 하는 것이 바람직하다. 부득이 녹지대등에 설치할 경우 회차로등의 유지관리 접근이 가능토록 하여야 한다.

또한 전기실 유지보수 차량용 최소 주차 면적 확보도 필요하다.

마. 터널관리시스템 설치기준

1) 일반사항

① 터널관리시스템의 설치는 도로터널 방재시설 설치 및 관리지침(국토교통부, 2019)에 따른다.

② 토목, 설비 전기 등 타분야와 긴밀히 협조하여 효율적인 터널의 유지관리가 가능하도록 설계하여야 한다.

③ 설계도서는 관련법규에 의한 허가, 승인에 적합하도록 작성, 제출되어야 한다.

2) 계획 및 설계

① 실시설계시 현장답사를 충분히 하여 제반규정상 건축이 가능한지 여부를 판단하여 설계에 임하여야 한다.

② 관리사무소는 주변환경과 조화를 이루도록 하여 평면계획시 다음사항을 고려하여 설계한다.

? 기능별 적정한 공간 배분 및 동선 분리

? 진동 및 소음에 대한 대책 

? 양호한 조망 확보

? 차량 진출입 동선 및 주차장 확보

? 터널의 공동구는 건물과 연결되어야 함(각종 배관시공 및 유지보수)

? 외부 마감재료는 주위환경과 조화를 이루며 운행차량의 공해 등 외부환경에 대하여 내구성이 우수한 것으로 설계하여야 한다.

? 사용자재는 KS 기준에 적합한 것으로 하며, 내구성, 내수성 등이 우수하고 유지보수가 용이할 뿐만 아니라 에너지 절약형 자재를 선정, 설계를 하여야 한다.

? 부지내 포장, 휀스, 정화조, 배수시설 등 부대시설은 관련법령에 적합하고 내구성이 있으며 주위환경과 조화되도록 설계한다.

③ 관리사무소는 에너지 절약을 위한 설계 및 시공이 되어야 한다.

④ 관리소, 관리사무소, 통합관리센터 계획은 설치 및 관리지침(국토교통부)을 따른다.

3) 설계 조건 및 기준

① 기능실의 종류는 다음 사항을 포함된 면적을 기준으로 하되 관련분야별 설계요구 면적을 참고하여 기능유지에 적합하도록 적정면적을 확보하여야 하며 필요시 소요시설을 추가 또는 삭제할 수 있다.

 

구              분

비                 고

- 전기실, 변전실   - 비상 발전기실

- 기계실          - 중앙제어실

- 염화칼슘 창고   - CO2실

- 대기실          - 경유탱크실

- 화장실          

※ 각 소요시설의 기능증대를 위하여 설비, 전기소요 면적에 따라 적정규모를 조정 배치

 

 

 

② 변전설비는 옥내배치를 원칙으로 하며, 중앙제어실에서 감시가 용이하도록 변전실은 중앙제어실과 인접하게 배치하여야 한다.

③ 변전실, 전기실, 염화칼슘 보관창고, 등의 외부 출입문은 전체 개폐가 가능하도록 Sliding Door 형식으로 설정하여야 한다.

④ 터널의 공동구와 건물 연결부에 화재, 재난 예방을 위한 출입문을 설치한다.

⑤ 실시설계시 현장답사를 충분히 실시하여 제반 법규상 건축이 가능한지 여부를 판단하여 설계에 임하여야 한다.

바. 검사원 통로

길이 1km 이상 터널에서 터널 측벽부에 있는 차도시설 한계 이외에 보수점검 작업원의 안전성 확보를 목적으로 검사원 통로를 확보한다. 터널 안에는 환기?조명?방재에 관한 각종 설비기기들이 설치되고 기능유지를 위해서는 적정한 빈도의 보수점검 작업이 필요한데, 점검시 교통통제를 할 경우 이용자에 대한 서비스가 저하된다. 따라서 검사원 통로는 터널 양측에 설치하는 것이 이상적이나, 건설비가 많이 들고 방재설비 기기 중에서 터널 양측에 설치되는 조명등을 제외하면 소수이므로 피난연락갱 위치를 고려하여 주행차로측에 설치하고 설치규모는 0.75m(폭) 이상으로 한다.

사. 기타의 설비

1) 터널세정수 저장조

   터널 안의 세정수는 수질오염방지법의 규제대상이 아니지만, 현재로는 공공수역에 직접 방류한다는 것이 곤란하며 적절한 처리가 필요하다.

   오수처리시설을 터널별로 만드는 것은 비경제적이며 일시적인 저장소를 만들어 이동식 처리차로 처리하던지 다른 장소에서 처리하는 방법이 채용되고 있다.  따라서 세정을 필요로 하는 터널에는 일시적인 저장조를 만들어야 하며 그 규모는 터널 1개당 약 30m3/km의 세정수가 저장되도록 설계해야 한다.

  설치위치는 갱구부근에서 저장조에서 이동식 처리차가 일시 정차할 수 있도록 배려하고 또한 공사중의 오염수 처리용 수조의 규모가 공사완료 후에 세정수의 저장조로 이용하는 것이 바람직하다.  또한 일부 다단계 시공의 터널에 대해서는 장래 계획터널의 시설에 부합되도록 충분히 고려해야 한다.

2) 공동구

   도로기능의 보전과 원활한 도로교통을 운용하기 위해 병렬터널의 갱구에서는 전기실 및 저수조에 접속되는 전력?통신케이블, 소화전용 배수관을 연결해야 한다. 따라서 이것들의 제설비의 수용?점검이 용이한 공동구를 만들어야 한다.

   공동구는 소화전?급수전이 설치되는 쪽의 터널갱구부근이며 전기실에서 직접 연결이 되도록 설치하는 것이 바람직하다.  단, 지형상 설치가 곤란할 때나 근처에 박스 칼버트 혹은 교대가 있을 때에는 현장상황에 맞게 대처하여야 한다.

   공동구 규모 및 세부설계는 ‘기계전기설비 표준설계도집’에 의거하여 설계하며, 최소내공단면은 폭 2.16m×높이 2.35m를 표준으로 한다. 또한 기성제품 사용도 가능하나 이 때 기능성이나 경제성을 충분히 검토하여 동등 이상으로 설계를 하여야 한다.

3) 맨홀

   터널 내의 전기?통신케이블 및 배수관은 터널과 전기실과의 원활한 접속이 되도록 하고, 전기실쪽의 맨홀은 최대 15㎥의 굴착범위가 되므로 갱문에 접하는 깎기비탈면이나 옹벽으로부터 공간이 충분히 확보되어야 한다.

 

23. 터널내장재

가. 적    용

1) 터널내장에는 타일붙임, 패널붙임, 도장 등이 있다.

2) 현재 국내에서 적용하고 있는 터널내장 설계는 주로 타일붙임과 내오염도장으로 하고 있으며, 이외의 방법으로 터널내장을 마무리할 경우에는 관련자료를 충분히 검토하여야 한다.

나. 설치기준

1) 통상적인 터널의 경우 일반내장을 설치하고 갱구부근의 도로소음을 낮추어야 할 터널에는 흡음내장을 설치할 필요가 있다.

2) 터널내 상부도장은 내오염성, 내식성, 내후성 등이 미흡한 경우 도장효과가 반감되며, 유지관리에 어려움이 있고 미관에 저해요인이 되므로 설계에 적용하지 않는다.

3) 터널 내부 내장의 목적은 다음과 같다.

① 조명효과를 향상시키고 전방차선이나 장애물의 배경이 되며, 운전자의 인지성을 향상시키는 등 터널내 시선유도 효과와 시각환경을 높임.

② 라이닝면의 마무리처리문제, 누수?배관?배선 등을 은폐시켜 벽면의 미관을 정비함.

③ 터널벽면의 요철을 균일하게 하여 운전자 및 보행자의 안전성?쾌적성을 높임.

④ 터널내 조명을 균등하게 반사시켜 조명의 효과를 극대화시킴.

⑤ 흡음재를 사용하여 터널내 및 갱구부근의 도로소음을 흡수함.

4) 내장재 설치높이

 

터  널  연  장

설  치  높  이

비    고

1,000m 미만

2.0m

공동구상단 타일 붙임 높이기준

1,000m 이상

3.0m

계획고 기준

 

주  1) 검사원 통로 설치시 검사원 통로 상단 20cm와 일반구간의 공동구 상단 20cm는 터널 청소차량의 청소 가능범위를 고려하여 타일을 부착하지 않는다.

다. 내장이 구비할 조건

1) 터널의 일반내장 및 흡음내장은 아래의 조건을 갖추는 것이 바람직하다.

① 내장설치 폭은 터널단면의 감소를 최소화하여 좁은 범위에 시공할 수 있을 것

② 내장표면의 반사율은 장기적으로 양호할 것

③ 내장표면은 매연 등의 오염물이 부착되지 않고 또한 부착된 오염물은 물로 청소하기 쉬울 것

④ 내장은 구조상 어느 정도 이상의 강도와 내식성 및 내후성을 가지고 있고, 미관이 양호할 것

⑤ 화재시 내화성이 우수하여 유해가스가 발생하지 않을 것

⑥ 흡음내장은 흡음율이 높을 것

⑦ 경제적인 시공 및 유지보수가 용이할 것

⑧ 내장면에 자동차 접촉시 내장구조의 파괴에 의해 2차적인 재해를 일으킬 염려가 적을 것

⑨ 동결융해에 의한 재질변화가 적을 것

라. 일반내장

1) 타일내장

① 타일의 재질은 KS L 1001에 규정한 규격품과 동등한 제품의 자기질 외장타일이어야 한다.

② 타일의 색상은 순백색(백색도 : W10)이어야 한다.

③ 터널 벽면 디자인을 적용하는 경우 색상타일의 적용이 가능하나, 설치목적인 조명효과 향상에 문제가 없는 정도로 적용하여야 한다.

2) 판내장

① 내장판의 표면 반사율은 60% 이상으로 하고 페인트의 색은 표준색으로 한다.

② 내장판의 도료는 무기질 도료를 표준으로 한다.

③ 내장판은 불연재료로 한다.

④ 내장판의 휨파괴 하중과 바닥 간격

 

내장판의 종류

바 닥 간 격

60～70cm

70～75cm

석면시멘트판계

45kgf 이상

45kgf 이상

금  속  판  계

25kgf 이상

30kgf 이상

 

마. 흡음내장

1) 흡음내장을 설치할 때는 갱구의 소음을 충분히 줄일 수 있도록 내장재료의 구조를 선정해야 한다.

2) 흡음내장의 경우에도 그 재료의 내화성, 내구성에 대해서는 일반내장 기준에 준하는 것이어야하며, 이 외에 조명효과가 양호하고 청소하기 쉬운 재료를 사용한다.

바. 도료내장

1) 내오염 도장

① 터널 내장기법의 다변화 및 경제성, 시공성, 유지관리(청소) 향상을 도모하기 위하여 내오염 도장을 고려한다.

② 내오염 도장은 발수성 도장보다는 친수성 도장이 오염물질이 부착이 어렵다는 발상에서 개발된 도장이다.

③ 내오염 도장은 다음의 도장재 종류에서 품질기준을 만족하는 재료를 사용한다.

2) 내오염 도장재의 종류

① 폴리우레탄계

② 불소수지계

③ 세라믹계

3) 다음의 도장 재료는 외국의 적용 사례등을 참고하여 시험시공등을 통한 성능 검증 후 적용 여부를 결정한다.

① 에폭시 수지계

② 미네랄 도장

4) 터널 내장재는 터널이 설치되는 지역의 문화특성, 현장여건 등을 고려하여 도장 또는 타일을 선택하여 적용 할 수 있다.

5) 터널 입ㆍ출구부 50m 구간의 상부도장은 최근 시공되고 있는 콘크리트라이닝 표면의 마감상태가 양호하므로 별도의 도장을 실시하지 않는다.

6) 내오염 도장의 디자인은 5가지 시험시공된 사례를 참조하여 개선 적용하며 본 사례 외에도 현장 여건을 감안하여 다양한 디자인을 적용하도록 한다.

7) 내오염 도장재료의 페인트 성분에 대한 품질 기준은 적용하지 않으며 확산 반사율 값은 80을 적용한다.

8) 디자인을 도입한 경우 디자인 비용 색도에 따라 작업 난이도를 고려하여 디자인 면적만큼 별도의 단가를 고려한다.

9) 터널의 내구성 증진을 위하여 입ㆍ출구부 라이닝 콘크리트에 우수침투 방지용 물끊기(면목, Notch)를 시공한다.

10) 지역적 기후조건에 따라 제설제 사용에 따른 내장재의 내구성이 확보될 필요성이 있는 경우 검토하도록 한다.

11) 터널연장이 300m 이하의 터널에는 내장재를 사용하지 아니함을 원칙으로 하나, 연장이 300m이하의 터널이라도 종단기울기, 평면 곡선반경, 대형차 혼입율, 터널이 연속적으로 설치되는 구간에 대해 내장재를 설치할 수 있다.

 

24. 터널 입?출구부 회차로 시설

가. 일반사항

터널의 유지관리나 비상시에 한개 터널의 통행을 제한하거나 터널 구조 및 시설한계를 초과하여 터널 통행을 제한할 경우를 위해 터널 입?출구부에 회차로를 설치할 수 있으며, 이는 도로의 구조 및 시설기준에 합당하도록 검토한 후 적용하여야 한다.

터널안의 사고시 교통처리를 원활하게 할 목적으로 상?하선을 연결할 수 있도록 개구부를 중앙분리대에 설치하거나, 구난차량 대기 또는 강설시 재설장으로 활용 가능하도록 지형여건에 따라 터널 갱구부 유휴부지에 대한 활용방안을 검토 후 설치할 수 있다.

나. 회차대상 기준

1) 관련법 규정 :「도로법 제54조, 동시행령 제28조의 3」

① 축하중이 10톤을 초과하거나 총중량이 40톤을 초과하는 차량

② 차량 제원이 도로의 구조?시설기준에 관한 규칙 제4조의 차량의 폭원이 2.5m, 높이 4.0m, 길이 16.7m를 초과하는 차량

③ 발주청이 특히 도로구조의 보전과 통행의 안전에 지장이 있다고 인정되는 차량

다. 설치기준

1) 1개 터널부에서만 선형이 분리되는 경우

   : 중분대 개구부 연장 : 80～120m 적용

2) 터널과 터널, 터널과 장대교량의 연속으로 선형 분리구간이 긴 경우

   : 개구부 연장 : 140～160m 적용

 

25. 터널구간 교통안전성 향상 시설

가. 일반사항

터널 구간의 교통사고 발생이 최소화 퇼 수 있도록 교통 안전성을 향상하고, 시공성 및 경제성을 확보할 수 있는 예방책을 검토한 후 적용하여야 한다.

나. 터널 입?출구부

1) 터널 갱문 접속은 토공부에서 폭원 축소 후 터널에 진입 할 수 있도록 하여야 한다.

2) 터널 접속부 콘크리트 방호시설물 높이 및 형상은 공동구, L형측구, 교량난간 등을 고려하여 형상이 통일 될 수 있도록 하여야 한다.

3) 터널 구간 선형 불리구간은 설계를 지양하여야 하며, 부득이한 경우 안전대책을 강구하여야 한다.

다. 터널내부

1) 터널 내 공동구 벽체 높이는 소형차의 전도?전복 사고 발생을 고려하여 결정한다.

 

26. 터널 입?출구부 도로 결빙방지 설비 시설

가. 설치목적

1) 겨울철 도로면 결빙을 방지하여 안전운행을 도모

2) 터널 입?출구부는 응달이 많고 터널풍의 영향으로 인한 노면결빙의 예방책 강구

나. 설비조건

1) 도로결빙의 효과적인 예방책 강구

2) 유지관리 및 경제성 고려하여 설치 및 가동 실적이 있고 성능이 입증된 설비 검토

3) 터널 입?출구부는 깍기 등에 의한 그늘이 생겨 결빙이 지속되는 경향이 있음

4) 따라서 운행차량의 미끄럼 방지 안전운행으로 사고예방을 위해 도로결빙 방지시설을 적용함.

다. 도로결빙 방지설비

제빙액 분사방식, 발열콘크리트 포설방식, 케노피 설치 방법, 그루빙 시공 등이 있으며, 현장 지형 및 기후조건과 그늘의 발생빈도를 고려하여 발주처와 협의하여 결정한다.

 

27. 터널 입?출구부 조경 시설

분리차선의 경우에는 터널 입?출구부에 주변지형과 조화를 이루며 운전자에게 안정감을 줄 수 있도록 설계시 발주처와 협의하여 조경시설을 결정한다.

다만, 태풍으로 인한 피해를 최소화하기 위하여 교목의 설치는 지양한다.

- 주변지형과 터널갱문 형태 등 조건변화에 대응하여 식재 계획

- 조기녹화와 유지관리가 쉬운 수종 선정

- 터널 구조물에 접한 부분은 낙석 및 토사유출 방지

 

28. 터널내 포장

「도로설계실무요령(2020) 7.포장공 10. 터널 내 포장」의 내용에 따른다.