터널 공법의 종류 및 특징, 시공시 유의사항

터널 공법은 지하에서 터널을 건설하기 위한 다양한 방법을 의미합니다. 각 공법은 지질 상태, 프로젝트 규모, 환경 조건 등 다양한 요소를 고려하여 선택됩니다. 여기에는 여러 가지 터널 공법이 있으며, 그 특징과 시공 시 유의사항을 아래와 같이 설명할 수 있습니다.

1. 터널 공법의 종류

1) T.B.M (Tunnel Boring Machine) 공법

• 특징:
  • T.B.M은 대형 회전식 기계로, 지하에서 터널을 직선으로 굴착하는 방법입니다.
  • 다양한 크기와 형태로 제작되어, 지질 상태에 맞게 선택할 수 있습니다.
  • 진동이 적고, 안전성이 높으며, 환경에 미치는 영향이 적습니다.
• 유의사항:
  • T.B.M은 초기 투자 비용이 크고, 기계의 유지보수가 필요합니다.
  • 지하수 처리가 필요할 수 있으며, 예기치 못한 지질 구조에 대응할 수 있는 유연한 계획이 필요합니다.

2) 더블쉴드 공법

• 특징:
  • T.B.M의 한 종류로, 두 개의 실드(외부 및 내부 실드)가 서로 협력하여 굴착을 진행합니다.
  • 대형 지하철 터널이나 도로 터널에 많이 사용됩니다.
• 유의사항:
  • 굴착 중 터널 주변 지반이 불안정할 경우, 시공이 어려울 수 있습니다.
  • T.B.M과 마찬가지로 고도의 기계 유지보수와 관리가 필요합니다.

3) 단면구속 공법 (Cut and Cover)

• 특징:
  • 주로 얕은 깊이의 터널을 만들 때 사용합니다.
  • 지면을 파서 터널을 건설한 후, 덮개를 씌워 다시 복구하는 방식입니다.
• 유의사항:
  • 깊이가 얕은 터널에 적합하지만, 도로와 건물 등의 시설을 파괴할 수 있어 도시지역에서는 어려울 수 있습니다.
  • 교통 차단 및 기타 환경적 영향을 최소화하기 위한 관리가 필요합니다.

4) 다단계 슈트 공법 (NATM, New Austrian Tunneling Method)

• 특징:
  • 터널의 안정성을 확보하기 위해 단계를 나누어 시공하는 방법입니다.
  • 시공 중에는 지반을 최대한 보존하고, 그 후에 지지체를 설치하여 터널을 안전하게 구축합니다.
• 유의사항:
  • 정확한 지질 조사와 예상되는 지반 변화를 충분히 고려해야 합니다.
  • 터널이 지나가는 지역에 따라 추가적인 보강이 필요할 수 있습니다.

5) Cased Hole 공법

• 특징:
  • 강한 지반이나 암반에서 주로 사용되며, 굴착된 터널에 케이싱을 삽입하여 보강하는 방법입니다.
  • 높은 안정성을 요구하는 지역에서 사용됩니다.
• 유의사항:
  • 비용이 많이 들며, 기계와 인력의 충분한 준비가 필요합니다.
  • 시공 중 환경 변화나 지반의 예기치 못한 변화에 빠르게 대응할 수 있어야 합니다.

2. 터널 공법 시공 시 유의사항

1) 지질 조사

• 시공 전에 철저한 지질 조사가 필요합니다. 지반의 특성을 파악하여 적합한 공법을 선택하고, 터널 안정성을 확보할 수 있습니다.
• 특히 암반과 연약지반의 구분을 명확히 해야 합니다.

2) 지하수 관리

• 터널을 굴착하는 동안 지하수가 터널로 유입되는 경우가 많으므로, 이를 효과적으로 관리하기 위한 계획이 필요합니다.
• 지하수 유입 방지를 위한 차수벽 설치나 펌프 시스템 구축이 필요할 수 있습니다.

3) 터널 안전성 확보

• 터널의 안정성을 확보하기 위한 보강 공법과 작업 환경 관리가 중요합니다.
• 보강재, 덧대기, 지지체 등을 적절히 설치하여 붕괴나 사고를 방지해야 합니다.

4) 진동 및 소음 관리

• 굴착과 시공 중 발생하는 진동과 소음을 관리해야 합니다. 이는 주변 지역 주민과 환경에 미치는 영향을 최소화하는 데 중요합니다.
• 진동 및 소음 차단을 위한 기술을 적용해야 합니다.

5) 환경 영향 평가

• 터널 공사는 주변 환경에 큰 영향을 미칠 수 있으므로, 환경 보호를 위한 관리 방안을 마련해야 합니다.
• 공사 중 발생할 수 있는 오염 물질 처리, 소음 및 진동 저감, 대기 오염 관리 등을 고려해야 합니다.

6) 인력 안전

• 터널 공사는 고위험 작업 환경이므로 작업자의 안전을 최우선으로 고려해야 합니다.
• 안전 장비 착용, 정기적인 안전 교육, 비상 대응 훈련 등을 통해 사고를 예방해야 합니다.

결론

터널 공법은 각기 다른 특징과 장단점이 있으며, 프로젝트의 요구 사항에 맞춰 선택해야 합니다. 정확한 지질 조사와 충분한 준비가 이루어질 때, 터널 공사는 안전하고 효율적으로 진행될 수 있습니다.