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  • 작성자관리자
  • 작성일2017-06-07

제목경부고속 14 3공구 금정터널 기술 및 홍보


(나레이션) 고속철도의 새역사 후손들에게 자랑스럽게 물려줄 수 있는 우리의 유산 고속철도의 중심이 이곳에서 시작됩니다.
(자막) 경부고속철도 제 14공구 금정터널

(나레이션) 그 동안 경부고속철도는 서울에서 대전, 대구를 거쳐 기존 철로를 통해 부산에 도착 했지만 2단계 구간에 공사 완료로 인해 2010년 12월 부터는 KTX 전용 철로인 경부고속철도 대구, 경주, 울산을 거쳐 종착역인 부산역까지 서울~부산간 2시간 48분에서 2시간 10분으로 운행시간이 총 38분 단축됩니다.

경부고속철도 2단계 사업중 마지막 공구인 14공구는 경상남도 양산시 동면 법기리에서 종착역인 부산광역시 동구 초량동 까지를 총 3개 공구로 분할하여 2002년 7월에 착공하여 공사가 완료 되었습니다.

14공구에 전체 구간을 살펴 보겠습니다.

14-1공구는 경상남도 양산시 동면 법기리에서 시작하여 부산광역시 금정구 구서동 사이에 10.9km 구간이며, 토공 8개소, 교량 6개소, 터널 2개소, 수직구 1개소가 포함되어 있는 구간입니다.

14-2공구는 부산광역시 금정구 구서동에서 진구 양정동 사이에 9.973km 구간으로 사갱 2개소가 위치하는 산악, 도심터널 구간입니다.

14-3공구는 진구 양정동에서 동구 초량동까지의 6.41km 이며, 도심터널 구간입니다. 구간내 수직구 3개소가 포함되어 있습니다.

14공구에 대부분에 해당하는 금정터널은 국내 최장의 터널로 총 연장 20.3km 이르는 초장대 터널입니다. 그럼 금정터널에 관하여 좀 더 자세히 알아보도록 하겠습니다.

경부고속철도 2단계 구간에 최대 난공사로 꼽혔던 금정터널은 20.3km에 달하는 장대터널로 4,700억 사업비와 년인원 60만명과 17만 8,000여대 장비가 투입돼 7년만에야 마무리 된 것입니다. 이때 파낸 암만 해도 덤프트럭 35만대 분량이며, 이곳에 사용된 콘크리트는 79㎡ 규모 아파트 5,000세대를 지을 수 있는 양입니다. 금정터널이 그 길이만으로 주목을 받는 것은 아닙니다. 터널의 길이 뿐만 아니라 터널 곳곳에 있는 난재들을 극복하기 위해 신공법과 신기술이 모두 축적된 구간 이기에 더 큰 의미를 가집니다.

금정터널 산악구간은 과거 지진 활동으로 인해 지층에 틈이 생기고 어긋나 있는 단층인 양산단층대, 동래단층대 영향으로 인한 단층대 및 파쇄대가 노선 전반에 분포되어 있습니다. 동래 온천 지하수에 유동 통로로 추정되는 염기성 암맥이나 인근 단층 및 파쇄대 영향으로 얘기치 못한 이상 변위나 낙반사고를 경험하기도 하였습니다. 부산 도심구간 중에는 다중 복합시설 및 아파트 바로 아래를 지나가는 구간과 교통 여건이 열악하여 대규모 민원 발생이 예상되는 구간과 기존 만덕2터널 아래로 17m, 부산지하철 3호선 36m 위를, 또 지하철 1호선과는 10.44m를 근접하여 지나가는 구간이 있었습니다.

(자막) 유신코퍼레이션 제14공구 감리단 이경남 이사

(인터뷰) 동해남부선과 병행구간은 기존 운행선 하부에서 시공되는 관계로 극도의 긴장속에서 공사 시 계측관리 결과를 모니터링 하면서 공사를 추진하였고 구간내 파쇄대가 존재함에도 불구하고 기존 운행 철도 통행에 전혀 영향을 미치지 않고 공사를 완료하였습니다.

(나레이션) 대부분의 터널공사 중 겪게 되는 진동과 소음으로 인한 문제, 이외에도 여러 가지 난재가 복합적으로 작용하는 금정터널은 도심지 근접시공에 안정성을 확보하고 민원을 최소화 할 수 있는 설계와 최적의 공사관리 시스템을 갖추었습니다.

설계 단계부터 철저한 현장조사와 엔지니어를 비롯한 국·내외 교수진과 전문가의 토론과 검증·조사를 통해 신공법을 개발하고 다양한 시공방법을 도출해 냈습니다. 장대터널에 공사시 작업 통로는 중요한 의미를 가집니다. 금정터널은 4개의 수직과 2개의 사갱이 위치하고 있습니다. 이 수직구와 사갱을 중심으로 양방향으로 굴진하여 서로 관통하게 됩니다.

수직과 사갱은 공사중에는 굴착장비와 작업인원의 투입과 환기와 버럭 반출을 위한 통로로도 활용되고 터널이 완공된 이후에는 비상시 대피로와 환기 역할 등의 용도로 사용되어 집니다.

금정터널 구간의 연약한 지질 구조와 여건들로 인해 굴착에 따른 주변 지반의 움직임과 각 지보재의 효과를 파악하여 안전한 시공이 가능할 수 있도록 다양한 계측과 물리탐사를 실시하였습니다.

우선 단층대의 정확한 위치와 단층 파쇄대의 위치와 크기를 예측·시공하기 위해 TSP 탐사기법을 이용하였습니다. TSP 탐사기법이란 탄성파의 특성을 이용한 막장 전방 예측법으로 파동을 이용하여 막장 200m 전방 및 노선 주변 지반 상태를 분석하는 탐사 방법입니다.

또한 지층변화가 심한 지역적 특성을 감안하여 선진수평보링 방법을 사용하였습니다. 이는 시추기를 사용하여 지반을 착공해 채취된 시료 관찰에 의해 지반 변화 및 용수 상태를 조사하는 방법입니다.

이렇게 얻어진 정보는 시공현장과 온라인으로 연결된 계측관리 시스템을 통해 최적의 시공방법을 선정하여 굴착 지보패턴을 선정하고 보조보강공법을 시공에 반영하는 등 터널 시공의 안정성 확보에 최우선 순위를 두어 시공·관리 하였습니다.

금정터널의 구간별 굴착방법을 살펴보면 지질의 특성이나 주변 환경에 맞추어 나틈(NATM)공법, TBM+나틈(NATM) 조합공법, 조심스러운 굴진을 위해 안전한 기계굴착이 적용 되었습니다.

금정터널의 대부분의 구간은 경제성과 시공성이 우수한 굴착 방법인 나틈(NATM)공법이 적용되었으나, 복잡한 도심구간에는 진동과 소음을 최소화 할 수 있는 TBM 공법과 나틈(NATM)공법의 장점을 결합한 TBM+나틈(NATM) 조합공법을 적용하였습니다.

TBM 나틈(NATM) 조합공법이란 TBM으로 선 굴착하여 자유면을 확보한 후 잔여 단면부를 나틈(NATM)공법으로 확대발파하는 공법을 말합니다.

굴착의 효율성을 높여주고 발파 진동의 발생을 최소화 할 수 있는 신개념 공법입니다.

20.3km의 장대터널을 굴착하면서 현장 내 에서는 다양한 지질변화와 예측하지 못한 위험 구간을 만나게 됩니다. 터널 굴착시 인접 구조물의 손상과 붕괴사고는 막대한 시간과 경제적 손실을 가져 올 수 있고 인명사고로 까지 연결 될 수 있습니다. 이로 인해 지반조건이 열악한 곳에서는 터널 굴착에 안정성 확보를 위한 발파와 보조공법의 선택이 중요한 의미를 갖게 됩니다.

금정터널에 다양한 보조 보강공법이 적용되었습니다.

나틈(NATM)공법 적용시 터널 굴착 전에 강관을 적절한 형상으로 배열·설치하고 그 강관에 내측으로 팩커를 설치하여 그라우팅재를 주입함으로써 강관과 지반을 일체화로 만들어 터널에 가해지는 상재하중의 분산 효과 및 경감 효과를 얻을 수 있는 강관다단그라우팅 등 굴착에 이어 숏크리트 타설과 격자지보 및 강지보 그리고 락볼트 등을 적용하였습니다.

발파시 진동과 소음 저감 대책으로 수펙스컷(SUPEX CUT) 이라는 신공법이 사용되었습니다. 분진과 비산의 거리를 줄이고 소음과 진동을 30% 이상 줄이는 발파공법입니다.

금정터널을 시공함에 있어 장대터널의 특성상 굴착 중 환기 시스템과 방진대책의 고려 없이는 근로자의 안전에 치명적일 수 밖에 없습니다.

터널 내부에 대형 환기팬을 설치하고 수직과 사갱을 통해서 환기를 시키는 방법을 사용하였고 추가로 환기 중계팬을 사용하여 환기의 효율성을 높였습니다. 또한 집진기를 설치하고 전 근로자에게 방진마스크를 착용하게 하며, 별도의 공기유입 라인을 갖춘 신선 공기실을 운영함으로써 갱내 근로자의 안전과 작업의 효율성을 높였습니다.

금정터널은 오탁수 발생량이 가장 많아 협소한 도심터널 현장 여건상 그 처리에 어려움이 있었으나, 첨단 공법에 피카프(PICAF) 시스템을 설치함으로써 완벽한 오탁수 처리가 가능하여 주변 수질환경 보존에 만전을 기할 수 있었습니다.

금정터널은 화재 등의 안전사고가 발생하였을 때 승객과 승무원들의 안전을 위해 고속철도 터널 방재시설 기준에 적합한 방재시스템을 갖추었습니다.

터널 내 500m 간격으로 소화기를 배치하고 비상구 유도등을 설치하여 승객들의 피난을 유도합니다. 수직과 사갱 내에 구난대피소와 구조지휘소를 두어 비상상황 발생시 승객의 대피를 용이하게 하였고 소방대원의 신속한 현장 투입이 가능하게 하였습니다.
재연커튼과 방연문을 설치하여 화재시 발생하는 유독가스로부터 안전을 지켜줍니다. 구난대피소로에 신선공기 공급시스템 등 금정터널에는 안전을 최우선시 하는 의지가 담겨 있습니다.

향후 부전 중간역 설치시를 대비하여 본선터널에 운행중인 고속철도 운행에 안전성을 확보하면서 부본선 및 승강장의 시공이 가능하도록 단선병렬 접속부 즉 대단면 및 쓰리아치 터널까지 시공을 미리 해 두었습니다.

자연경관, 문화재, 지역주민들의 생활공간에 미치는 피해를 최소화 하면서 가장 환경에 영향을 미치지 않는 시공 공법으로 경부고속철도 2단계 사업이 완료되었습니다. 2단계 구간의 사업 완료로 인하여 이제 반나절 생활이 현실화 되면서 물류수송 능력 향상과 관광산업의 활성화 그리고 집중되어 있는 수도권의 기능을 지방으로 이전시켜 전국의 균형발전에 이바지 할 것입니다. 그리고 더 나아가 오랜 숙원인 남북철도의 연결과 유라시아 횡단 철도망을 연결한 동북아 물류 중심국가 건설에 기초가 될 것입니다.

이곳 14공구 공사에 참여한 저희들은 안전하고 우수한 고속철도 건설에 대역사를 이룬다는 자부심으로 마지막 그 순간까지 앞으로도 최선의 노력을 다 할 것입니다.
감사합니다.

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