터널 배수를 위한 다열기둥의 Manning계수 산정 수리실험

Abstract

터널이 장대화되고, 강이나 바다 밑을 관통하는 터널이 자주 건설되는 추세에 따라 터널 내부로 유입되는 지하수를 신속히 배수시키 위한 새로운 공법의 필요성이 대두되고 있다. 일반적으로 터널은 노면 양쪽에 측구와 관로를 설치하여 유입된 지하수를 배수하고 있으나, 관로설치를 위한 추가적인 굴착을 필요로 하므로 공사기간과 공사비가 증가되고 있는 실정이다. 이에 따라 추가적인 배수관로를 설치하지 않고 터널 바닥으로부터 노면을 다열 지지기둥을 이용하여 격리시키고 그 빈공간을 이용하여 배수시키는 새로운 터널 배수시스템이 개발되고 있다. 이 기법은 그림 1과 같이 터널바닥에 잔 쇄석을 깔고 다진 다음, 그 위에 플라스틱으로 제작된 달걀판과 같은 지지기둥 거푸집을 터널바닥 전체에 걸쳐 거치하고 바로 콘크리트를 타설함으로써 노면 지지를 위한 콘크리트 slab과 지지기둥을 동시에 시공하므로 공기를 단축하고 공사비를 절감시킬 수 있다. 터널내 유입수는 격자형으로 설치된 노면 지지기둥 사이의 틈을 통해 흐르며 터널바닥 전체를 통해 배수되므로 수로 폭이 넓어 지지기둥의 높이를 크게하지 않아도 충분한 배수가 이루어질 것으로 기대된다. 본 연구에서는 배수시스템의 통수능 확보를 위해 지지기둥의 적정 단면형상과 배치간격을 결정하고자 하는 수리실험을 실시하고, 단면형상 및 배치간격이 흐름의 에너지 소모에 미치는 영향을 규명하고자 하였다.