2. 현황 및 문제점

2.1 피난연락갱 설계기준 개요

(1) 포장 단면도(현행) 

(2) 설치 기준
 

(2.1) 피난연락갱 실제 굴착단면 : 차량용<5.2m(폭)×5.6m(높이)>, 대인용<3.6m(폭)×4.3m(높이)>

(3) 피난연락갱 포장설계 적용 현황

2.2 터널 피난연락갱 포장에 대한 설계VE 검토(Pre-Study)

(1) 설계 VE를 통해 도로의 구성 요소별 기능(Function)대비 고효율의 가치(Value)를 갖도록 불필요한 비용(Cost) 제거

(2) 터널 피난연락갱 포장구조의 검토관점 

〈피난연락갱의 품질모델(Quality Model)〉 

(2.1) note : 바깥 원으로 향할수록 요구하는 사항에 대하여 높은 대응수준을 갖음

3. 개선내용

3.1 피난연락갱 포장의 가치분석(Study)

3.1.1 터널 피난연락갱 포장(Information)

(1) 기능정의 및 분류


(2) 기능 계통도(Fast Diagram)


(3) 기능 분석

(3.1) 터널내 피난연락갱 포장구조는 터널내 재난 발생 시 혹은 유지관리 목적으로 이용되는 매우 제한된 차량과 사람의 통행이 가능하도록 평탄성과 통행하중을 견딜 수 있는 포장구조가 기본기능(Basic Function)으로 평가됨

(3.2) 평탄성 확보 문제는 병설터널간 이격거리(PW) : Pillar Width(병설터널간 굴착면사이에 남아있는 지반두께)가 보통 1.5D 정도로써 피난연락갱 연장이 최대 40m 이내로 인력포설에 의해 시공되어지나, 피난연락갱 설치목적이 주행의 쾌적성을 확보하는 목적이 아니므로 포장 평탄성 확보는 중요 기능으로 평가하지 않음.

(3.3) 다만, 터널내 조명 등 재난 발생 시 시계가 확보되지 않을 것을 감안하여 본선 포장면과의 단차가 발생하지 않도록 하는 평탄성은 충족되어야 함.

(3.4) 터널내 포장재질은 화재 등의 재난발생 시 연소 및 화학반응 등에 의한 연기와 유독가스 발생의 우려가 없는 재질로서 안전성을 확보하는 기능이 있어야 할 것으로 판단됨.

(3.5) 본선 포장구조는 공용기간 20년 동안 환산 누계 교통량에 의해 산정되며, 콘크리트 길어깨 포장구조 또한 본선 교통량의 2.4%를 적용하여 설계하는 것을 감안시 상대적으로 공용 교통량이 길어깨 구간보다 극히 적은 피난연락갱 포장구조를 본선 포장 구조와 같이 적용하는 것은 불합리함.

(3.5.1) AASHTO포장설계법에 의한 본선 포장구조 설계를 위한 최소 교통량은 등가누가단축하중(ESAL)으로 환산한 교통량 통과횟수(W8.2)는 100,000대 수준이며 이를 차종별 일일통행량으로 환산 시 승용차는 160,000대, 보통트럭으로는 17대, 대형트럭은 5대의 통행수준임.

(3.6) 외국터널의 피난연락갱 포장두께 적용(예)


(3.6.1) AUCTA: Australian Underground Construction and Tunneling Associatin

3.1.2 대안 비교검토

3.1.3 비교 대안 평가(Evaluation)

(1) 터널 피난연락갱 공용 교통량 추정

(1.1) 터널 피난연락갱은 상시통행로가 아니어서 공용 교통량 추정이 곤란 할 뿐만 아니라 설사 추정 가능하다 하여도 포장두께산정을 위한 교통량의 규모를 충족하기 곤란하므로, 피난연락갱 포장구조설계를 위한 공용교통량은 길어깨 포장 설계에서 적용하는 기준인 본선 추정 교통량의 2.4%를 적용. 【도로포장 설계ㆍ시공지침(건교부)】

(1.2) 본선 추정 교통량의 2.4%에 대한 등가단축 환산누계교통량(ESAL)으로 산정한 콘크리트 길어깨 포장두께는 15cm로서 이와 같은 단면적용 시 고속도로 포장설계의 일관성, 경제성 및 터널의 구조적 안정성을 만족시킬 수 있음.

(1.3) Con`c Slab 포장두께 15cm에 해당되는 포장설계법별 교통량의 규모

(1.3.1) `81 AASHTO 포장설계법 : 보통트럭 17대/일 또는 대형트럭 5대/일

(1.3.2) 콘크리트포장설계요강(`84) : 대형차 100대/일 미만(보통 및 특수화물차)

(2) 피난연락갱 구간내 맹암거 설치 타당성 검토

(2.1) 터널내 본선 맹암거 설계기준 개요 【설계도10201-259(`03.721)】


(2.2) 피난연락갱 설치로 인한 기존 지하수 유입량의 변화는 없으며, 피난연락갱 하부굴착면이 본선 맹암거보다 높게 위치하고 있고, 본선 맹암거의 설계기준 규격이 검토용량보다 최소 30%이상의 배수용량 여유를 확보하고 있음.

(2.3) 따라서, 피난연락갱의 연장이 약 20m 정도로 짧아 굴착으로 인한 지하수의 용수량이 많지 않고, 포장Slab하부에 배수가 가능한 투수성재료(동상방지층재)가 설치되므로 자연배수에는 지장이 없을 것으로 판단되어 맹암거는 설치하지 않는 것을 원칙으로 함(단, 본선터널 규격조정 시 등 용수가 심한 경우에는 별도 검토)

(3) Matrix 기법에 의한 평가

3.1.4 대안의 구체화

3.1.5 제안(Presentation)

4. 결론

4.1 설계 VE 검토결과(Post-Study)

(1) 터널 피난연락갱의 포장은 재난 발생 시 또는 유지관리 등의 필요성에 의해 극히 제한적으로 이용되는 사람 및 교통에 공용되는 시설로서 상시 공용되는 본선 포장과는 구조적, 기능적으로 차이가 매우 큼.

(2) 따라서, 현행과 같이 본선 포장구조로 동일한 단면 적용 시에는 경제적으로 불필요한 비용이 지출될 뿐만 아니라 시공성에 있어서도 불합리하므로 이를 평가할 필요가 있음

(3) 즉, 포장구조의 주요 산정요소인 공용 교통량을 지지하고 터널의 요소로서 구조적 안정성 기여라는 기능들을 동시에 만족시키기 위한 경제적인 포장단면이 되도록 VE관점에서 검토하려는 것임

(3.1) 공사비 절감액 : 6백 7십만 원 /개소 (연장 20m 기준)

(4) 설계 VE 검토 결과 터널내 대인용 및 차량용 피난연락갱 하부의 맹암거 삭제 및 포장슬래브 두께를 15cm로 적용하여도 포장 공용성과 터널 안정성에 지장이 없는 것으로 검토되어 개선(안) 적용을 제안코자 함

(5) 세부 적용방안

(5.1) 설계중인 노선 : 개선(안) 적용

(5.2) 공사중인 노선 : 미 시공 구간적용(기 시공구간 제외)