1. 서 론
2. 터널 리스크 평가와 기준
2.1 빈도 분류(Frequency classification)
2.2 결과 분류(Consequence classification)
2.3 리스크 분류(Risk classification)
3. 도심지 대심도 터널특성을 고려한 리스크 평가 기준
3.1 리스크 분류 기준
3.2 리스크 카테고리 분류
3.3 리스크 평가 시트
3.4 리스크 저감 대책
4. 도심지 대심도 터널에서의 리스크 평가
4.1 도심지 대 심도 터널 특성
4.2 리스크 분석 및 평가
4.3 주요 리스크에 대한 리스크 저감 대책
4.4 지반침하 위험도 분석
5. 결 론
1. 서 론
최근 도심지 구간에서의 수도권 급행철도사업과 인덕원~동탄 도시철도 사업 등과 같은 교통인프라 건설이 적극적으로 추진되고 있다. 또한 도시의 각종 기반시설 확충과 국토의 효율적인 활용을 위해 도로, 철도, 지하철, 전력･통신시설 및 수로시설 등 도심지 지하공간(Urban Underground Space, UUS) 을 활용한 도심지 대심도 터널(Urban Deep Tunnelling, UDT)이 확대되고 있다. 또한 도심지 대심도 터널공사로 인하여 터널자체의 안전성 확보뿐만 아니라 주변지반과 구조물 그리고 지상 건물의 안전성 문제가 중요한 관심사항으로서 터널공사중 발생가능한 리스크를 사전에 파악하여 이에 대한 대책을 수립하여 안전관리를 수행하여야만 한다. 도심지구간에서 대심도 터널시공은 공사 정도가 난해하기 때문에 시고중 지질 및 지반의 불확실성에 따른 터널 안전문제 뿐만 아니라 터널공사 진행에 따른 기존 구조물 및 주변 건물의 안전에 영향을 줄 수 있으므로 적극적인 대책이 수립되지 못할 경우 기존 구조물의 침하, 균열 및 누수 등 구조물의 안정성에 상당한 영향을 미칠 수 있다.
따라서 도심지 구간에서 대심도 터널시공시 지질 및 지반 특성 등을 고려한 리스크 평가방법이 적용되어야 하며, 터널시공으로 인한 지반침하 및 구조물 영향이 최소화될 수 있도록 다양한 발생가능한 리스크에 대한 저감대책을 수립하고 리스크를 관리할 수 있도록 하도록 터널공사중 발생할 수 있는 리스크에 대해 공정별로 사전에 충분한 검토가 수행되어야 한다.
본 연구에서는 대심도 터널과 도심지 터널이라는 특성을 반영하여 터널구간에 대하여 지반조사 자료, 설계 도서, 각종 사전 검토자료 및 시공계획 등을 바탕으로 수직구, 본선터널 및 대단면 터널 정거장 구간의 지하 안전성에 대한 주요 리스크를 분석하고 평가함으로서 수직구, 본선터널과 대단면 터널정거장 구간에 대한 안전을 확보하기 위하여 리스트 안전관리시스템을 적용하고자 하였다.
2. 터널 리스크 평가와 기준
국제 터널협회(ITA)에서는 1994년도에 터널공사의 리스크 분석 및 평가 기준을 발표하였다(Eskesen et al., 2004). 본 기준에서는 각 위험에 대한 발생 빈도와 결과의 범위는 프로젝트의 요건과 규모에 적합하도록 특별히 설정된 분류시스템에 따라 평가되도록 하였다. 주어진 위험의 빈도와 결과 분류에 기초하여 리스크 분류를 제공함으로써, 리스크 수준에 따라 취해야 할 조치를 나타내는 리스크 분류시스템을 확립하였다. 또한 빈도, 결과 및 리스크의 분류는 프로젝트에 대해 정의된 리스크 목표 및 리스크 허용 기준에 따라 확립되도록 하였다. Fig. 1에는 리스크 평가 흐름이 나타나 있다(Hakan, 2017; Zafirovski and Gacevski, 2018).
빈도 분류시스템은 모든 유형의 리스크에 공통적으로 적용되어야 하지만, 반면에 결과 분류시스템은 각 유형의 리스크에 대해 별도로 설정해야 한다. 가급적 분류 시스템은 공통적인 리스크 분류시스템이 모든 유형의 리스크에 사용할 수 있도록 조정해야 한다. 빈도, 결과 및 리스크 수준의 분류 예는 5등급 분류시스템을 사용하였다(Huang and Zhang, 2015).
2.1 빈도 분류(Frequency classification)
빈도 분류에는 공개된 통계 자료 외에도, 프로젝트팀 또는 조직의 직원으로부터 도출된 전문가 판단이 사용될 수 있다. 팀원의 업무를 용이하게 하기 위해서는 빈도 평가(Frequency evaluation)에 대한 지침이 가능한 명확하고 종합적으로 설정되어야 한다. 국제터널협회에서 제안된 빈도 평가방법은 빈도 등급에 대한 자체 지침을 공식화하기 위해 경험 많은 터널엔지니어로 구성된 리스크 평가팀을 갖도록 하는 것이다.
일반적으로 빈도 분류의 실용적인 방법으로 5가지 등급 또는 간격으로 분리하는 것이 추천된다(Hakan, 2017). 빈도 분류는 사건 수(위험 발생)를 “연간” 또는 “터널 km당” 단위로 설정할 수 있다. 그러나 전체 공사기간 동안 발생 가능한 사건의 수와 관련된 분류를 사용하는 것이 가장 적절하다고 제안되었다. 이러한 빈도 분류의 예는 Table 1에 나타난 바와 같다.
Table 1.
Frequency of occurrence (in the construction period)
2.2 결과 분류(Consequence classification)
결과 분류는 5가지 등급으로 분류하는 것이 추천된다. 결과의 유형과 잠재적 심각도의 선정은 프로젝트의 범위와 특성에 따라 달라진다. 다음의 예는 일반적인 실무와 일치하지만, 각각의 프로젝트에 대한 지침과 분류 등급은 특정 리스크 정책을 고려하여 정의해야 한다는 점을 유념해야 한다. 사용된 예는 프로젝트 가치가 약 1,500~2,000억 규모이고, 공사기간이 약 5~7년인 지하터널 프로젝트이다. 업자의 부상 결과 분류와 작업자의 손상에 대한 허용기준은 리스크 평가에 대한 실제적인 기초를 형성하기 위해 리스크 정책에 대해 보정해야 한다. 작업자의 부상에 대한 지침 설명과 함께 결과 분류의 예가 Table 2에 나타나 있다.
Table 2.
Injury to workers and emergency crew
| Disastrous | Severe | Serious | Considerable | Insignificant | |
| No. of fatalities/Injuries | F > 10 |
1 < F ≤ 10, SI > 10 |
1F, 1 < SI ≤ 10 |
1S, 1 < MI ≤ 10 | 1MI |
제 3자에 대한 부상을 고려하는 경우 작업자의 부상과 비교하여 리스크 허용기준은 일반적으로 감소한다. 결과 분류의 예는 Table 3에 제시되어 있으며, 작업자의 부상에 비해 제3자에 대한 부상 발생시가 더 엄격하다.
Table 3.
Injury to third parties
| Disastrous | Severe | Serious | Considerable | Insignificant | |
| No. of fatalities/Injuries | F > 1 SI > 10 |
1F, 1 < SI ≤ 10 |
1S, 1 < MI ≤ 10 | 1MI | - |
제 3자의 재산에 대한 피해 또는 경제적 손실은 발주자에 의한 경제적 손실에 비해 더 엄격한 등급을 가진 별도의 결과 등급에 의해 보상해야 한다. 실제로는 많은 프로젝트 경우에 있어서 대형 토목 엔지니어링 계약의 발주처들은 많은 프로젝트 경우에 직접적인 수혜자가 아닌 제3자에게 합리적인 것 이상의 경제적 피해에 노출되어 있음을 보여준다. Table 4에 제3자에 대한 피해의 결과 분류 예가 제시되어 있다.
Table 4.
Damage or economic loss to third party
| Disastrous | Severe | Serious | Considerable | Insignificant | |
| Loss in million Euro | >3 | 0.3~3 | 0.03~0.3 | 0.003~0.03 | <0.003 |
환경에 대한 피해 문제는 일반적으로 프로젝트의 환경 관리시스템 내에서 다른 분야로 다루어진다. 리스크 관점에서 환경적 피해를 분류하는 것은 다소 복잡하지만 잠재적 불변성과 잠재적 피해의 심각도와 관련된 환경 피해를 평가하는 것을 제안한다. Table 5는 환경 피해에 대한 결과 분류의 예를 보여준다.
Table 5.
Harm to the environment
공기 지연의 잠재적 결과는 공사 활동이 임계공기에 있는지 여부에 관계없이 초기에 특정 공사 활동의 지연으로 평가될 수 있다. 임계 공기에 대한 예상된 공기지연을 평가하기 위해 공기지연에 대한 별도 평가가 이루어져야 한다. 모든 결과를 포함하는 하나의 리스크 매트릭스를 구성하기 위해서는 5개의 등급으로 구분하도록 보다 현실적인 분류를 정의할 수 있다. Table 6에는 공지지연에 대한 결과 등급의 예가 나타나 있다. 이러한 분류는 지하터널공사의 특성과 규모 등에 따라 조정되도록 권장된다(Shpackova, 2012).
Table 6.
Delay (two alternative examples are shown)
| Disastrous | Severe | Serious | Considerable | Insignificant | |
|
Delay (1) (months per hazard) | >10 | 1~10 | 0.1~1 | 0.01~0.1 | <0.01 |
|
Delay (2) (months per hazard) | >24 | 6~24 | 2~6 | 1/2~2 | <1/2 |
발주자에 대한 경제적 손실 유형은 리스크 발생의 결과로 발주자에 대한 추가 비용과 관련이 있으며, 발주자에 의해 예상되는 추가 비용을 포함한다. 그러나 추가적인 원가를 발주자나 다른 당사자가 부담할 것인지 여부를 쉽게 정할 수 없다면 발주자가 손실을 부담한다고 가정해야 한다(Grasso and Soldo, 2017). 발주자(리스크 별로)에게 경제적 손실을 분류하는 제안된 예는 Table 7에 나타나 있다.
Table 7.
Economic loss to owner
| Disastrous | Severe | Serious | Considerable | Insignificant | |
| Loss in million Euro | >30 | 3~30 | 0.3~3 | 0.03~0.3 | <0.03 |
일반적으로 대형 지하터널공사의 경우 정치적, 경제적, 환경적으로 민감하고 여론이 프로젝트 개발에 심각한 영향을 미치는 경우가 많기 때문에, 여론에 의한 피해는 평가해야 할 관련 결과 범주가 될 수 있다. 따라서 발주자에 대한 경제적 손실의 일부로 여론에 의한 피해가 고려되어야 한다(O'Carroll and Goodfellow, 2017).
2.3 리스크 분류(Risk classification)
위에서 설명한 빈도 등급과 결과 등급에 따라 리스크 수준을 평가하여야 한다. 일반적으로 리스크 수준의 결정을 위한 리스크 매트릭스가 사용되며 그 예가 Table 8에 나타나 있다. 지하터널공사에 대한 리스크 관리정책을 고려하여 각 특정 프로젝트에 대해 리스크 분류 시스템을 정의해야 한다. 빈도 등급과 결과 등급의 5단계를 사용함으로써 리스크 분포에 대한 일반적인 평가방법을 유지할 수 있다.
Table 8.
Risk matrix and risk classification
각 위험에 대해 수행해야 할 조치는 관련 리스크가 허용할 수 없는지(Unacceptable), 원치 않는지(Unwanted), 허용할 수 있는지(Acceptable) 또는 무시할 수 있는지(Negligible)로 분류되는지에 따라 달라진다. 리스크 등급 - 허용불가는 리스크 완화 비용에 관계없이 적어도 원치 않는 수준으로 리스크를 감소하여야 하며, 리스크 등급 - 원치 않음은 리스크 완화대책을 검토하고 ALARP 원칙하에 리스크 대책을 실행하여야한다. ALARP (As Low As Reasonably Practical)은 합리적으로 실행가능한 범위의 대책을 의미한다. 또한 리스크 등급 - 허용가능은 프로젝트 전체에 걸쳐 리스크를 관리하고 리스크 완화에 대한 고려는 필요하지 않고, 리스크 등급 - 무시는 리스크에 대하여 더 이상 고려할 필요가 없음을 의미한다.
3. 도심지 대심도 터널특성을 고려한 리스크 평가 기준
본 연구에서는 도심지 대심도 터널을 대상으로 리스크 분석 및 평가를 수행하여 터널 공사중 안전리스크를 보다 체계적으로 수행하기 위하여 국제터널협회의 리스크 평가 기준(ITA, 2004)을 기본으로 하여 본 터널현장의 특성과 규모를 반영하여 리스크 평가기준을 새롭게 설정하였다.
3.1 리스크 분류 기준
본 시스템에 적용한 리스크 발생 가능한 빈도 분류는 Table 9에 나타난 바와 같다. 표에서 보는 바와 같이 도심지 대심지 터널특성을 고려하여 5등급으로 구분하고, 각각에 대한 발생정도를 표현하였다.
Table 9.
Frequency classification (F) for deep urban tunnelling
본 현장에 적용한 리스크의 결과 분류는 Table 10에 나타난 바와 같다. 표에서 보는 바와 같이 도심지 대심도 터널특성을 고려하여 5등급으로 구분하고, 각각에 대하여 리스크에 의해 영향을 받는 공기 지연과 추가 공사비 영향을 구분하여 표현하였다.
Table 10.
Consequence classification (C) for deep urban tunnelling
본 현장에 적용한 리스크 분류 매트릭스(Risk Index Matrix)는 Table 11에 나타난 바와 같다. 표에서 보는 바와 같이 리스크 빈도 등급(5등급)와 리스크 결과 등급(5등급)의 곱으로 표현하여 총 25개의 항목이 발생하며, 이를 A, B, C, D의 4개의 리스크 등급으로 구분하였다.
Table 11.
Risk index matrix for deep urban tunnelling
본 현장에 적용한 리스크 등급의 의미와 이에 대한 대책수립 여부는 Table 12에 나타난 바와 같다. 표에서 보는 바와 같이 A등급이 가장 위험한 등급으로 반드시 리스크 저감대책을 수립하여 관리하도록 한다.
Table 12.
Risk mitigation for risk class
3.2 리스크 카테고리 분류
본 터널 현장에서 발생 가능한 리스크를 주요 공정별로 분류하였다. 먼저 공구를 구분하고, 추가적으로 주요 공정을 고려하여 공정별로 터널, 가시설, 수직구, 정거장 구간으로 구분하였다. 이를 정리하여 Table 13에 나타내었다.
Table 13.
Risk classification by major construction process
본 터널현장에서 발생 가능한 리스크를 분류하기 주요 리스크 카테고리를 분류하였다. 리스크는 지질 및 지반 리스크, 지반침하 리스크. 지하수 저하 리스크, 발파 진동리스크, 구조물 영향 리스크로 구분하고, 이를 공정별로 구분하여 적용하였다. 이를 정리하여 Table 14에 나타내었다.
Table 14.
Risk category by major hazard
본 현장의 대한 리스크 카테고리는 Fig. 2에 나타난 바와 같이 공정별 리스크 분류 4개와 위험항목별 리스크 분류 5개를 조합하여 총 20개의 리스크 카테고리로 구성되었다.
3.3 리스크 평가 시트
앞서 설명한 리스크 평가 기준을 바탕으로 터널 현장에서 실무적으로 적용할 수 있는 리스크 평가 시트(Risk assessment sheet)를 작성하였다. 본 리스크 평가 시트는 Table 15에 나타난 바와 같이 총 18개의 항목으로 구성되었으며, 각각의 리스크에 대한 원인, 영향, 저감대책 및 실행방안 그리고 관리책임자 등을 명확히 구분하여 리스크가 정량적이면서 체계적으로 관리될 수 있도록 작성되었다.
Table 15.
Contents of risk evaluation sheet
본 터널현장 특성을 고려하여 표준화된 리스크 평가 시트를 기본으로 하여 만들어진 최종적인 리스크 평가 시트가 Fig. 3에 나타나 있다. 본 리스크 평가 시트는 각각의 리스크를 정량적인 리스크 등급으로 평가하고, 이를 통계적으로 확인할 수 있도록 구성되어 있다. 또한 본 터널현장에서 공정별로 리스크 항목별로 구분된 모든 리스크에 대한 관리를 지속적으로 수행하고 주요 리스크 저감대책을 수립하도록 하였다.
3.4 리스크 저감 대책
확인된 리스크(Identified risk)에 대한 리스크 저감대책을 수립하여 반영하여야 한다. 리스크 저감대책 이전(Before risk mitigation)의 초기 리스크 등급(intial risk class, Ri)과 리스크 저감대책을 반영한(After risk mitigation) 최종 리스크 등급(residual risk class, Rr)을 분석하여 이를 종합적으로 평가하도록 하였다. Fig. 4에서 보는 바와 같이 리스크 매트릭스 상에 리스크 저감대책 전후의 총 리스크를 표현하여 전체적으로 리스크가 저감되고 관리되고 있음을 정량적으로 표현되도록 하였다.
4. 도심지 대심도 터널에서의 리스크 평가
4.1 도심지 대 심도 터널 특성
본 터널현장은 도심지구간에 계획된 대심도 터널로서 총 연장(시점 10km435.00 ~ 종점 10km670.00)은 6,235 m로 수직구는 총 6개소가 위치하고 있으며, 환기구#08 및 환기구#11, 작업구는 본선터널에 연결되며, 통합환기수직구 #09 및 통합환기수직구 #10, 주출입수직구는 정거장에 연결되는 수직구이다. Fig. 5에는 프로젝트 전체 평면도 및 종단면도가 나타나 있으며, Fig. 6에는 본선터널단면과 정거장 터널 단면이 나타나 있다.
4.2 리스크 분석 및 평가
본 터널현장에 대하여 앞서 설명한 바 있는 리스크 평가기준을 적용하여 공정별 리스크 카테고리와 위험항목별 카테고리에 대한 리스크 분석을 터널 전문가를 통하여 실시하였다. Fig. 7과 Fig. 8에 나타난 바와 같이 리스크는 터널공정에서 74개, 가시설 공정에서 39개, 수직구 공정에서 36개, 정거장 공정에서 26개로 분석되어 총 175개의 리스크가 확인되었다. 또한 위험항목별로는 지질 리스크에서 61개, 침하 리스크에서 41개, 지하수 리스크에서 28개, 발파 리스크에서 10개, 구조물 리스크에서 35개의 리스크가 확인되었다.
이를 종합적으로 분석해 보면 본 현장에서 가장 리스크가 많은 공정은 터널공정이며, 주요 리스크는 지질 리스크 임을 알 수 있다. 따라서 본선터널공사에서의 지질 및 지반리스크에 대한 대책을 보다 확실히 수립할 필요가 있음을 확인할 수 있었다.
각 공정에서 확인된 모든 리스크에 대한 리스크 저감대책을 수립하여 시공에 반영하였다. Fig. 9에서 보는 바와 같이 각 공정별 위험항목에 대한 리스크 등급은 초기 리스크 등급이 A 또는 B등급인 경우 리스크 저감대책을 면밀히 수립하여 최종 리스크 등급을 C 또는 D등급으로 저감하도록 하였다. 이는 도심지 대심터널 현장에서 리스크 분석을 통하여 정량적인 리스크 특성을 파악할 수 있으며, 공사중 주요 리스크 관리 방안을 수행하는데 있어 실무적으로 활용될 수 있음을 확인할 수 있다.
4.3 주요 리스크에 대한 리스크 저감 대책
도심지 대심도 터널에 대한 각각의 위험요소를 확인 규명하고 이에 대한 리스크 저감대책을 수립하여 리스크 등급을 리스크 관리가 가능한 범위로 낮추어야 한다. 주요 위험항목중 대표적인 위험요소에 대한 리스크 원인을 규명하고, 이에 대한 구체적인 대책을 수립하였다. 최종적으로 각각의 리스크는 리스크 대책 반영전과 반영후의 리스크 등급으로 평가됨을 확인할 수 있다.
Fig. 10에는 본 현장에서 확인된 주요 리스크 등급에 대한 리스크 저감 대책 시행전과 리스크 저감대책 시행후에 대한 리스크 등급의 변화 양상이 나타나 있다. 그림에서 보는 바와 같이 총 175개의 리스크중 8개의 A등급은 0로 감소하였고, 99개의 B등급 또한 0로 감소함을 볼 수 있다. 따라서 대심도 도심지 터널 특성을 가진 본 현장에서는 다양한 리스크 저감대책을 통하여 보다 체계적인 리스크 관리 및 안전관리가 잘 수행되고 있음을 확인할 수 있었다.
4.4 지반침하 위험도 분석
도심지 대심도 터널에서 가장 이슈가 되는 지반침하에 대한 위험도를 보다 구체적으로 평가하고, 리스크 인자의 정량적 평가를 통한 리스크 분석을 위하여 각각의 인자를 정규화할 필요가 있다. 지반침하에 주요 영향을 주는 4가지 리스크 인자(지표침하, 지하수 저하, 지반조건 및 구조물 노후)에 각각 25점을 배점하여 위험도점수 총 합이 100점이 되도록 설정하였다. 또한 각 인자의 파라미터가 서로 다르므로 각 인자의 상한치 기준을 합리적으로 설정하도록 하였으며, 지반침하 위험도는 각 인자에서 분석된 점수를 25점 만점을 기준으로 배점하여 산정하였으며 각 인자별 위험도 점수 환산식은 Table 16과 같다.
Table 16.
Guideline for risk analysis for ground settlement
일반적으로 터널굴착시 지반침하 해석시 해석 요건 및 해석 담당자의 성향에 따라 대상지역의 모델링은 달라지게 된다. 또한 수치해석 프로그램 특성에 따라 수치해석모델의 절점좌표는 요소망 구성의 해석프로그램 특성에 따라 서로 달라질 수 있으므로 정규화된 각 인자별 점수를 활용하기 위해서는 기준좌표계를 통일 시켜야 한다. 따라서 본 연구에서는 x방향과 y방향을 5 m 간격으로 기준좌표계를 설정하였다. 기준좌표계는 수치해석 결과와 절점좌표가 다르므로, Fig. 11에서 보는 바와 같이 Surfer를 이용한 수치해석 결과값의 크리깅을 통해 좌표를 보정하여 기준좌표계의 절점에 해당하는 수치해석 결과값을 처리하여 정규화된 점수로 구현하였다.
주요 검토구간으로는 지반침하발생으로 인한 가장 큰 위험과 민원발생이 우려되는 정거장 구간을 선정하여 이에 대한 지표침하해석을 실시하였다. 해석결과는 Fig. 12에 나타내었으며, 그림에서 보는 바와 같이 최대침하는 정거장 우측의 공사용 수직구 구간에서 발생하였으며 최대지표침하량은 1.73 mm로 분석되었다. 또한 최대지하수위 저하는 정거장 주출입구 구간에서 최대 2.45 m가 저하되는 것으로 분석되었다. 이는 정거장 하부 지반조건과 지하수 조건과 밀접한 관련이 있음을 알 수 있다.
또한 시추공 자료를 활용한 크리깅을 통해 솔리드 모델링을 수행하여 검토현장의 암반층 형상을 파악하고 터널상부 1.0D, 1.5D, 2.0D, 2.5D 위치의 지반상태를 확인하여 기준좌표절점에 지반상태의 점수를 부여하였다. 터널 1.0D, 1.5D, 2.0D, 2.5D 상부에서 토사층 분포구간을 분석하면 Fig. 13(a)와 같다.
정거장 주변구간에 대한 인접구조물의 노후도는 117개의 인접건물 중 30~50년 수령의 건물은 41개, 50년 이상인 건물은 48개로, 30년 이상의 노후 건물은 76.1%에 해당하는 것으로 분석되었다. 분석결과는 Fig. 13(b)에서 보는 바와 같다. 그림에서 빨간색으로 표시된 부분이 건물 노후화가 심한 것이다.
통일된 기준좌표계에 부합하는 지표침하, 지하수, 지반(토사층)조건, 구조물 노후조건 각각 인자의 정규화된 점수를 환산하여 위험도를 정량화할 수 있으며, 상대적으로 위험도가 높은 구간을 선정하여 집중 관리구간으로 설정하였다. Fig. 14는 4가지 평가인가를 종합하여 최종적으로 지표침하 위험도를 정량적으로 표시하여 나타낸 것이다.
분석한 내용을 바탕으로 환산식을 통해 위험도를 종합하면 지반침하위험도를 정량화할 수 있다. 위험도를 종합한 결과를 등고선도로 도식화 하면 그림으로 나타낼 수 있다. 본 정거장 구간에 대한 위험 등급별 해당 건물을 구분하여 표시하였으며, 건물 85-7번에서 리스크 점수 39.13점으로 최대값을 보였다. 이와 같은 지표침하에 대한 위험도 검토 결과를 종합하여 Fig. 15에 나타내었다.
5. 결 론
본 연구에서는 도심지 대심도 터널 특성을 반영하여 지반조사 자료, 설계 도서, 각종 사전 검토자료 및 시공계획 등을 바탕으로 수직구, 본선터널 및 대단면 터널 정거장 구간의 주요 리스크를 분석하고 공정별 위험항목별로 리스크를 정량적으로 분석하고 평가하였으며, 각각의 리스크에 대한 저감대책을 수립함으로서 도심지 대심도 터널에 대한 안전리스크 관리시스템에 대한 적용성을 확인하고자 하였다. 본 연구를 수행하여 얻은 주요 연구결과를 요약하면 다음과 같다.
1. 도심지 대심도 터널특성을 반영하여 5개의 빈도등급과 5개의 결과등급으로 구성된 리스크 평가기준을 정립하고, 본 터널현장의 특성을 고려하여 리스크 카테고리를 터널, 수직구, 정거장, 가시설 등 4개의 공정과 지질리스크, 침하리스크, 지하수 리스크, 발파 리스크, 인접 구조물 리스크 5개의 위험항목으로 구분하여 총 20개의 리스크 카테고리로 구분하였다.
2. 도심지 대심도 터널에 대한 리스크 분석결과 총 175개의 리스크가 확인되었으며, A등급은 8개, B등급은 99개, C등급은 67개, D등급은 1개로 평가되었다. 또한 각각의 리스크에 대한 저감대책을 수립하여 A등급은 0개, B등급은 0개, C등급은 93개, D등급은 82개로 리스크 등급을 낮추어 정량적인 리스크 관리가 반영되도록 하였다.
3. 정거장 구간에 대한 지표침하 위험분석을 실시하기 위하여 4개 인자(지표침하 발생, 지하수위 저하, 지층(토사)조건, 건물 노후도)을 선정하고 이를 정량적으로 분석하였으며, 정거장 구간에 대한 위험도 등급을 평가하여 각각의 위험도 등급에 해당하는 건물에 대한 체계적인 안전관리대책을 수립하였다.
4. 도심지 대심도 터널공사에 대한 국제적인 리스크 평가기준을 도입하고, 도심지 대심도 터널특성을 고려한 리스크 분석 및 평가를 정량적으로 실시함으로서 도심지 터널공사에서서의 정량적인 리스크 관리와 안전관리시스템의 적용성을 검증하고 확인하였다.
5. 향후 도심지 대심도 터널공사에 대한 리스크 평가를 지속적으로 수행하여 관련 데이터를 축척하여 국내터널공사에 적합한 리스크 평가기준을 확립하고, 도심지 대심도 터널공사에서서의 리스크 안전관리를 수행하여 터널공사에서의 안전사고를 최소화하도록 하는데 기여하도록 할 것이다.
