터널

조명이 켜진 아치 터널 PxHere.jpg

을 파내어 그 아래로 만들어진 통로. 인류 토목의 꽃으로도 여겨진다.

1 역사[편집]

터널의 역사는 매우 오래되었다. 고구려 굴식 돌방무덤 내부로 들어가기 위한 출입구도 따지고 보면 터널이고, 피라미드 내부로 들어가기 위한 통로도 어찌보면 터널의 범주에 들어간다. 광석을 캐기 위해 굴을 파놓은 광산 갱도도 터널의 개념에 포함된다. 단 물을 보내는 송수관은 터널의 개념에 포함되지 않는다.

옛날의 터널은 지역과 지역간 사람, 물자의 통행을 위한 터널이 아니라는 점에서 진짜배기 터널이라고 부르기엔 아쉬운 점이 많다.

본격적인 터널은 제국주의 시기 때 등장하기 시작했다. 제국주의 시기 때 식민지의 물자를 수탈하기 위한 목적으로 많은 운하들이 건설되었는데 이 때부터 본격적인 터널 건설의 역사가 시작되었다. 운하도 터널의 개념에 포함된다. 하지만 터널 건설 기술의 개발은 상당히 제한적인 곳에서 이루어졌다. 터널 건설 기술은 토목의 차원에서 이해된다기보다는 광업이나 군사학과 연결돼 말해지는 경우가 부지기수였다. 말그대로 광석 캐려고 갱이나 팔 때 쓰는 조잡한 기술이나, 적 성벽을 무너뜨리기 위해 비밀리에 파는 땅굴 수준의 기술력에서나 터널 굴착이 다루어져왔던것이다 .

본격적인 근대식 터널 건설은 철도의 발전과 함께 이루어졌다. 궤도와 바퀴 사이의 마찰력이 낮은 철도는 경사에 너무나도 취약했기 때문에, 기차가 산을 타는 것은 시간이나 비용상으로 엄청난 손해가 될뿐더러 많은 노력이 드는 일이었다. 이 때문에 산을 뚫어 단번에 두 지점을 연결해주도록 하는 터널은 철도 운용에 있어 거의 필수적이었다. 때마침 다이너마이트의 개발로 굴착 후 폭파 공법을 이용할 수 있게 되면서 터널 건설 기술은 급속도로 발전해나갔다. 터널 건설 기술 개발의 전환점이 된 런던 언더그라운드(런던지하철) 메트로폴리탄 선 공사 이후로 터널 건설 기술은 많은 공학자들의 관심을 끌 수 있게 되었다.

2 기록[편집]

대한민국 도로터널 중 가장 길이가 긴 터널은 인제터널이다. 인제터널의 개통 전에는 배후령터널이 최고를 기록했다.

넓은 의미에서 보면 지하철 노선도 터널에 속하지만,[1] 일단 중간에서 사람이나 물자가 상시로 들락날락 할 수 있다는 점에서 단일한 터널로 보기는 어렵다. 한때 금정터널이 우리나라 철도터널 중에서 가장 길이가 긴 터널이라는 타이틀을 오래도록 쥐고 있었지만 원주강릉선대관령 터널수서평택고속선 율현터널이 개통되어 3위로 밀려나게 되었다.

바다를 건너는 국내 최초 해저터널은 마륵도통영을 잇는 통영해저터널이다.

강을 건너는 국내 최초 하저터널은 한강 여의나루역마포역을 잇는 서울 지하철 5호선 여의도 하저터널이다.

3 터널 굴착법[편집]

  • 전통적인 굴착 방법
    수평으로 파들어가고, 파낸 자리에는 강관이나 각목을 덧대어 구조를 지지한다.
  • 개착 공법
    터널 예정지를 따라 수직으로 터널이 있어야 할 자리까지 파내려 간 뒤, 터널의 상층 구조물을 축조한 뒤 다시 덮는 방식을 말한다. 시공이 단순하다는 점은 좋지만, 같은 높은 자연 장애물을 뚫거나 대심도 지하터널을 뚫을 때에는 신통치 못한 공법이다. 터널 예정지가 도로 아래라면 도로를 파헤치는 공사를 하는 동안에 사람과 차가 지나다닐 수 있게 복공판이 설치된다.
  • NATM 공법
    굴착한 자리에 락볼트로 라이닝 지지 구조를 만들고, 숏크리트(조강 시멘트)를 도포하여 라이닝을 신속히 완성하는 방법이다. 굴착 방법은 재래식 공법과 동일하나, 나무나 강관으로 된 지지대 대신 콘크리트로 신속히 전체 노출면을 보호하기 때문에 붕괴 위험성이 현저히 낮다.
  • 수갱 공법
    터널 예정지 중간 중간에 수직 갱도를 뚫고, 갱도를 통해 인력 및 물자를 공급하여 해당 지점부터 뚫는 방식이다. 여러 지점에서 동시에 굴착할 수 있기 때문에 장대터널의 공기 단축에 매우 유리하다. 광산 같은 경우 최단거리로 자원이 있는 곳까지 뚫을 때 사용한다. 수직 갱도 시공이 부담스러울 경우 비스듬하게 사선 갱도(사갱)를 시공한다. 완공 후에는 환풍구, 피난구 등으로 사용한다.
  • TBM 공법
    터널 굴착에 최적화된 전용 장비를 가지고 굴착하는 방식이다. 전체 솔루션을 들여다보면 최선두에서 굴착 장비가 파내고, 파낸 흙을 컨베이어 벨트나 광차 등을 통해 외부로 반출하면서, 뒤에서는 쉴딩 장비가 붕괴 방지용 라이닝을 신속히 두른다. 모든 작업이 동시에 진행되기 때문에 신속한 작업이 가능하고, 보강이 동시에 이뤄지기 때문에 붕괴 확률이 낮다.
  • TRM 공법
    커다란 강관을 보강재로 수평삽입하며 상부를 형성하고, 하부로 벽체를 굴착한 다음 강관 하부의 토사를 긁어내어 터널을 완성하는 방법이다. 대부분의 터널 공법은 선굴착 후보강이나, 굴착 후 보강하는 그 잠깐의 틈조차 허용하지 못할 정도로 지반 침하 등의 피해가 크게 우려되는 경우 시행한다.
  • CAM 공법
    다량의 커다란 강관을 보강재로 수평삽입하며 상부 아치 형태를 형성한 다음 그 아래를 파내는 방법. 대단면 터널에서 상부 지면 여유가 없을 경우 쓰인다. 서울 지하철 9호선 고속터미널역이 이 공법과 TRM 공법을 함께 적용해 지어졌다.[2]
  • URT 공법
    박스형 철재 구조물을 선삽입하고, 구조물 내부를 파내어 터널로 사용한다.

4 각주

  1. 이 경우 길이 45.2km의 5호선이 가장 긴 터널이 된다.
  2. 배민혁·차승훈,《T.R.M과 C.A.M을 적용한 대단면 터널식 정거장 시공사례》, 건설기술 쌍용, 2006년 겨울호.