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제목	양방향 4차로 대단면터널 설계적용 방안
작성자	한국도로공사	작성일
공사명
공사비		공사기간
사업개요	1. 일반현황 (1) 도시지역 등에서 단 구간에 연속된 병렬터널 계획시 선형분리에 따른 편입용지·지장물 과다 발생 (1.1) 당진~천안 탕정터널 비분리 터널 계획시 : 용지편입 약 2만㎡, 묘소저촉 16기 감소 (2) 비분리 터널 형식인 2-Arch 터널의 유지관리상 문제점 상존 (2.1) 중앙벽체 누수·결빙 발생으로 유지관리 곤란 (3) 이에 따라 터널 설계·시공기술 발전을 감안한 양방향 4차로 대단면 터널의 적용성 검토 필요
발주처		시공회사
설계회사		감리회사
기관별분류	공사 > 한국도로공사
공종별분류	터널공
업무내용분류	건설일반
통합건설정보분류	시설물분류>운송 교통시설>터널시설>도로터널;공종분류>토목공종>터널공사
현황 및 문제점	2. 현황 및 문제점 2.1 현행 터널 형식별 문제점 및 대단면 적용사례 (1) 병렬터널과 2-Arch 문제점 <2-Arch 중앙벽체부 누수> (1.1) 누수발생(고속도로) : 총 16개 터널 중 8개 터널, 보수비용 : 약 1억원/3년(소래터널) (2) 기존 2-Arch터널을 대체할 수 있는 비분리 형식 터널 적용검토 필요 (3) 대단면 터널 적용사례 : 고속도로는 편도4차로, 국도의 경우 왕복4차로 시공사례 다수 있음 (3.1) 고속도로 (3.2) 기타도로(국도 등)
개선내용	3. 개선내용 3.1 대단면 터널 적용방안 검토 (1) 시공성·안정성을 고려한 내공단면, 굴착 및 지보패턴 검토 (1.1) 경험적, 공학적 접근을 통한 합리적 굴착공법 및 지보패턴 제시 (2) 환기·방재영향, 경제성 등을 고려한 합리적인 적용방안 검토 (2.1) 환기영향이 없고, 기타 병렬터널 적용이 곤란한 단 터널 등 3.1.1 주요 검토 사항 (1) 기존 고속도로, 국도 대단면 터널 적용사례 조사·분석 (2) 횡단구성(차로폭원 등) 등 내공단면 검토 (3) 안정성·시공성을 고려한 적정 지보량·굴착공법 검토 (4) 환기·방재 등을 고려한 합리적 적용방안(적용연장 등) 수립 3.1.2 내공단면 (1) 내공단면(안) (1.1) 횡단폭원 : 토공부와 연속성을 고려한, 양방향 4차로 터널 (1.1.1) 차도, 중분대 : 토공부와 동일 폭원, 길어깨 : 기존 터널 길어깨 폭원 (1.2) 기타 사항은 "터널 단면 최적화 방안(설계처-879, 2012.3)"을 따름 (2) 터널 형식별 단면 비교 3.1.3 지보패턴 검토 3.1.3.1 지보패턴 검토 절차 3.1.3.2 사례 조사·분석 (1) (숏크리트) 대부분 강섬유 보강, 두께 18~25cm 적용 (P-5기준) (2) (락볼트) 길이 5~6m, 횡간격 1.0~1.5m적용 (P-5기준) (3) (강지보) 암반등급에 따라 H형강, 격자지보 병행 적용 (4) (라이닝) T=40cm, 고속도로의 경우 대부분 P-4 이하부터 철근보강 <기존 대단면 터널 지보패턴> 3.1.3.3 지보패턴 적용범위 설정 (1) RMR분류에 의한 검토 (2) Q-system에 의한 검토 (3) 수치해석에 의한 방법 : 수치해석(FLAC)을 통한 주요 지보량 사전 검토(P-4~P-6 기준) (3.1) 숏크리트 두께 (3.2) 락볼트 간격(횡방향) (3.3) 강지보 규격 (3.3.1) 허용처짐량 : 25mm(토류벽 강재 허용처짐량) (3.4) 수치해석 결과 P-5이상의 경우 숏크리트 300mm, 락볼트 간격 1.0m, 강지보 H-200×200×8×12 이상 지보량 적용 필요 3.1.3.4 콘크리트 라이닝 구조검토 결과 3.1.3.5 표준지보패턴 검토결과(안) (1) 지보패턴(예시)로서 터널별 지반(암질)조건에 따라 별도 검토 필요 (2) 보조공법 : 기존 2차로 터널 및 대단면 터널에 적용 중인 보조공법 검토 필요 (단, 갱구부 등 암질이 불량한 구간은 별도 보조공법 적용 검토 가능) 3.1.3.6 표준지보패턴 적정성 검증 (1) 모든 지보패턴에서 지보재 허용응력 이내로 안정함 3.1.4 굴착공법 검토 3.1.4.1 대단면 터널 주요 굴착공법 개요 3.1.4.2 기존 대단면 굴착공법 (1) 고속도로(편도 4차로) (2) 국도(왕복 4차로) 3.1.4.3 굴착공법별, 시공단계별 안정성 검토 (1) (검토방법) 표준지보패턴(P-4, 5)를 기준으로 굴착방법별로 실제 굴착순서를 모사하여 단계별로 안정성 해석 (1.1) 시공순서 모델링(예시 : 상반 3분할 굴착, Tpye-Ⅳ) (2) 검토결과 : 3개 굴착공법 모두 안정성 확보 가능 3.1.4.4 굴착공법 검토결과 (1) 기존 설계·시공사례, 시공성·안정성 등을 고려하여 굴착공법 선정 (1.1) 굴착량 등 시공성을 고려하여 상·하 분할굴착을 기본으로 함 (1.2) (P-1~P-3) 양호한 암질·시공성을 고려 상반 중벽 분할굴착 적용 (1.3) (P-4~P-6) 시공 및 경제성을 고려 상반 3분할 굴착 적용 (2) 굴착공법 선정(예시) (2.1) 지반조건 및 안정성 검토결과에 따라 적정 굴착공법 별도 검토 필요 3.1.5 환기·방재영향 검토 3.1.5.1 검토조건 : 당진~천안고속도로 OO터널 조건 적용 3.1.5.2 환기영향 검토 (1) 소요환기량 산출 (도로설계편람, 국토해양부) (1.1) 터널내 방향별 차량대수 비율을 5 : 5 범위 이내에서 검토 (1.2) 주행속도(10~80㎞)별 차등차속을 적용하여 소요환기량 검토 (2) 검토결과 : 연장 700m까지는 자연환기 가능 3.1.5.3 방재영향 검토 (1) 터널방재등급 산정기준 (고속도로터널 환기 및 방재기준, 2012) (2) 방재등급 산정결과 (3) 방재시설 설치 검토 (3.1) 500m 이상 : 방재등급 2등급 이상으로 제연설비(제트팬) 필요 (3.2) 500m 미만 : 방재등급 4등급으로 제연설비(제트팬) 불필요 (3.2.1) 4등급 터널 방재설비 : 소화기함(기본시설), 비상조명등(권장설비) 등 3.1.6 경제성 검토 (1) 터널 형식별 경제성 비교 (1.1) 2차로 병렬터널 대비 52%↑, 2-Arch 터널 대비 10%↓
결론	4. 결론 4.1 검토결론 (1) 검토대상 (1.1) 암질이 양호하고, 환기·방재설비(제트팬)가 필요 없는 500m 미만의 터널로서, (단, 터널별 특성을 고려 환기·방재영향 별도 검토 필요) (1.2) 병렬터널 적용시 선형설계 상의 제약조건, 용지·지장물 저촉과다로 인한 보상비 증가 및 민원발생이 우려될 경우 대단면 터널 적용성 검토 (2) 적용방안 (2.1) 설계 중인 노선 : 본 방침 적용 (2.1.1) 당진~천안 실시설계 탕정터널(400m) 및 풍세3터널(420m) 우선 적용 검토 (2.2) 공사 중인 노선 : 공사주관(시행)부서에서 적용여부 판단 4.2 기대효과 (1) 용지·지장물 저촉 최소화에 따른 보상비 및 관련 민원 최소화 (2) 기존 2-Arch 터널 누수 등 문제점 해소 및 LCC측면에서 유리 (3) 대단면 적용에 따른 터널 개방감 증가(폐쇄감 저하) (4) 토공부와 연속성 확보에 따른 주행성·교통안전성 제고 (5) 국내 최대 광폭터널 도입을 통한 터널설계·시공 기술력 선도
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