공사 중 설비

1. 공사 중 설비개요
터널의 작업환경은 외부와 달리 환기, 급수, 배수, 탁수처리 및 조명 등 여러가지 제약조건이 있다. 예를 들면 작업중 가장 알맞은 조도를 유지시켜야 하고 온도 및 오염된 공기가 인체에 해로움을 주어서는 안되므로 허용농도 이하로 유지하기 위해서 신선한 공기를 공급하여야 하며, 작업의 능률을 높이기 위해 항상 물기가 없는 지반을 유지시켜 밝은 한 분위기를 만들고 작업자를 착암기 및 장비의 소음으로부터 보호하기 위해 귀막이의 사용 및 숏크리트공의 마스크 및 보호장비를 사용해야 한다.
이런 작업환경이 모두 갖추어져야만 공해로부터 작업자의 건강을 확보할 수 있고 작업능률을 높일 수 있으므로 터널 굴착공법과 갱내작업공간을 고려한 환기·안전 설비계획을 수립해야 한다.

 

2. 공사 중 환기설비

(1) 자연발생가스‧산소결핍공기가 있는 경우

① 자연발생가스의 경우

② 산소결핍공기가 있는 경우

③ 가연성 가스가 있는 경우

(2) 발파를 사용하는 경우

(3) 디젤기관을 사용하는 경우

(4) 숏크리트 시공의 경우

(5) 터널내 작업자가 필요로 하는 환기량

 

 

3. 공사 중 급수설비
굴착암반과 커터 또는 점보드릴의 마찰열 발생을 억제 및 숏크리트, 그라우트 등의 굴착공사시 사용되는 용수량을 공급하여 주기 위한 시설로 갱구에서 물탱크를 설치하여 펌프를 사용하거나 수두차를 이용 막장부까지 소요압력을 유지시켜 공급해야 한다. 또한 급수설비는 소화용으로 사용될 수 있는 용량을 확보하는 것이 바람직하다.
이를 위해서는 소화배관 100m 간격으로 연결송수구를, 호스길이는 50m, 노즐선단압력은 0.17MPa 이상, 방수량은 130∼150ℓ/min 정도로 하는 것이 바람직하다.

 

 

4. 공사 중 배수설비
배수설비는 용출수 등을 터널외부로 항상 신속히 배출 할 수 있는 능력을 가진 설비로 하고 동시에 항시 양호한 작업환경을 유지될 수 있도록 유지관리에 노력해야 한다.
강제배수설비는 막장부 굴진과 병행하여 400∼500m마다 수중펌프를 설치, 릴레이식으로 갱외 침전지로 배수시킨다.
배수설비는 예상 용출수량과 장비사용수량 등을 고려하여 여유 있는 배수설비계획을 세우고 용출수개소, 지하 용출수량, 작업내용에 따라서 배수펌프와 집수정을 설치하지않으면 안된다. 대량용출수가 예측되는 지질에서는 추가의 배수설비공간을 배수설비
계획시 고려해야 한다. 특히 측벽도갱 소단면작업갱 등의 단면이 작은 경우는 차량한계 등에 주의해야 한다.
배수량에 따른 펌프의 교환을 용이하게 하거나 배수계통의 변경은 곤란하므로 여유있는 배수설비로 해야 한다. 또한 배수배관을 이용하는 경우는 배관경이 지나치게 크면 유속이 감소되고 배관내 부유물이 침강하여 막히는 일이 있으므로 주의를 해야 한다.
터널 경사가 내리막인 장소는 정전시 막장부가 침수할 위험이 있으므로 비상용 전원을 설치하여 펌프의 운전관리를 할 필요가 있다
배수펌프를 설치할 경우는 배관이음, 호스, 배수펌프 및 집수정의 관리가 중요하다.

 

5. 오탁수 처리설비
오탁수처리설비는 주변의 하천 조건 및 하류까지의 수질오염에 의한 환경문제도 고려해서 설비의 처리능력에 대해 계획해야 한다.
오탁수처리설비는 하천의 수질오염을 방지하기 위해 지질조사 자료에 의한 용출수량의 추정이나 공사용수 사용계획에 의한 원수량을 기준으로 처리수량을 결정하고, 주변의 하천조건 및 하류까지의 수질오염에 의한 환경문제도 고려해서 설비의 처리능력에 대해서 신중히 검토하고 계획해야 한다. 설비 주변에 오탁수처리 Flow Chart 간판 등을 게시하기도 하고, 원수와 처리수가 명확하 알 수 있도록 하는 설비라는 것은 환경보전 입장에서 바람직하다.
터널공사에서는 때로는 예상 이상으로 다량의 용출수가 나오는 일도 있다. 탁수처리 설비는 일단 설치하면 증설이나 변경이 용이하지 않기 때문에 기기는 증설이 가능한 Type을 선정하고, 여유가 있는 부지에 설비를 계획해야 한다.

또한, 공사 완료까지 설치하는 것이 바람직하다. 기준치는 각 시,도별로 기준을 설정하고 있는 경우도 있고, 사전에 시‧도별 조례, 지도내용 등을 충분히 조사할 필요가 있다.
또한, 방출 하천의 유량이나 어패류의 존재, 종류 등은 사전에 조사해 둘 필요가 있고, 어업권의 설정이나 양어장 등이 있는 경우는 관리에 주의가 필요하다.
특히 다량의 주입(注入)공사가 예측될 경우에는 pH가 상승하므로 중화장치의 능력은 여유가 있는 설비로 하는 것이 바람직하다.

 

6. 공사용 전기시설
6.1 수변전 설비
6.1.1 터널 굴착공사의 특징
(1) 터널의 종류는 다양하겠지만 공사용 전기시설 확보의 관점에서 개착식터널과 아치형 터널을 위주로 검토해야 한다.
(2) 개착식터널의 경우는 비교적 짧은 연장에 적용되므로 공사용 전기시설에서 특별히 고려할 사항이 별로 없다.
(3) 아치식 터널의 경우 비교적 짧은 터널은 양단에서 굴착이 개시되어 터널을 축조하지만 장대터널의 경우 예정터널의 갱도 중간 부분에 경사갱을 설치하고 양단이 아닌 복수의 다수 장소에서 굴착이 이루어질 수 있다.
(4) 터널의 굴착이란 땅속에 굴을 파는 일로 파낸 흙의 처리를 위해서는 갱도로부터 터널 외부로 흙을 운반하고 육상 운반용 차량에 상차하는 작업이 필요하다. 터널내부에서의 굴착부가 점점 전진함에 따라 굴착장비에 대한 전원공급선이 계속연장 되어져야 한다.
(5) 굴착점이 전진하면서 기 굴착된 갱도에서는 지하수가 유출되어 흐를 수 있으며 갱입구로 부터의 거리가 벌어지면서 작업 장소에서의 산소부족으로 종업원의 작업이 곤란할 수 있으며 굴착작업에 의한 먼지 비산으로 작업 환경이 저해될 수 있다.
(6) 위와 같이 터널굴착 공사에서의 전력 소요 장비 및 시설을 보면 굴착장비용 전원, 환기 설비용 전원, 배수용 전원, 조명용 배전, 작업용 소공구를 위한 전원 콘크리트 라이닝 타설을 위한 거푸집 이동 설치 등을 위한 전원 등으로 대별된다.
(7) 특히 굴착장비의 경우 대개 표준 저압 전원 방식인 380/220V 3상 전원이 아닌 440/275V 3상 전원 장비가 사용될 수 있으므로 되어 주의가 필요하다.

6.1.2 수변전설비의 구성
(1) 수전선로
① 현장주변 한전 22.9kV 배선선로로부터 현장까지 설치

② 굴착개소별 독립 별도 설치 필요
③ 한전 배전선로에 여유용량이 없을 시는 원거리로부터 독립 수전선로 구성 필요
(2) 변전설비
① 22.9kV 전압을 현장에서 필요한 전압으로 강하시키기 위한 변압기 설치
② 수전점으로부터 굴착점까지의 거리가 원거리이므로 대부분의 굴착장비의 경우

6.6kV급의 자체변압기를 내장하므로 변전설비에 6.6kV 배전용 변압기 시설 필요
③ 기타 장비의 경우 380/220V 3상 4선식 전원으로 공급 가능

 

6.2 고압 및 저압 배전선로 설비
6.2.1 고압배전선로( 6.6kV 3상 4선)
(1) 수전점 변압기로부터 굴착점까지 구성
(2) 7.2kV급 고압케이블로 구성
(3) 터널입구부는 배관후 배관내에 케이블 수용 시설
(4) 터널내부는 적당한 높이의 측벽에 조가선 설치 및 케이블 고정 설치 및 방수에 유의 필요
(5) 케이블을 예상 최장거리 만큼을 미리 확보하거나 1, 2회 접속 연장 계획시설 및 접속 연장시는 중간 접속재를 활용

6.2.2 저압배전선로(380/220V 3상 4선)
(1) 터널내부 작업용 조명전원으로의 전력공급
(2) 터널내부용 환기설비로의 동력공급
(3) 터널내부 배수 설비로의 동력공급
(4) 터널외부 공사 지원 시설의 전력공급
(5) 임시용 분전반을 자립식으로 철제 제작 활용

 

6.3 공사용 조명설비
6.3.1 전반조명설비
(1) 터널벽면 일측에 조가선 설치 및 조명기구 설치
(2) 통로 통행 보안등으로 사용

6.3.2 국부조명설비
① 굴착부 작업용 집중조명
② 콘크리트라이닝 타설용 집중조명
③ 기타 작업 지원용 집중조명
④ 자립식 투광기로 제작 및 필요 광도에 이동 활용

 

 

6.4 공사용 동력설비
(1) 환기, 배수 등 설비는 기계설비 계획에 따라 전력공급
(2) 작업용 공구는 전등용 분전반에서 전력공급

 

7. 기타 전기관련 토목시설물
기타 전기관련 토목시설은 철도노반 공사시 함께 시공되어야 하는 전력, 통신, 신호, 전차선등 관련시설물 등의 간섭여부가 매우 중요하다. 따라서 전기관련 토목시설물들에 대하여 설계자는 토목구조물 설계시 전기관련 사항을 반드시 고려하여 설계에 반영하여야 한다.
(1) 횡단전선관
(2) 핸드홀 또는 맨홀
(3) 전철주기초
(4) 매립전 또는 C-Channel
(5) 장대터널구간의 각종 전기설비
① 급전구분소
② 병렬급전소
③ 신호기계실
④ 무선중계실
⑤ 각종기재갱 등

 

출처-국가철도공단KRC-02060