바다 밑 에 길 을 만든다 - 세계 하 · 해저 터널 - 2 - 1 편 - 엔지니어링 데일리 
 승인 2012 . 09 . 19 14 : 00 
 전 세계 하 · 해저 터널 신흥 강자 - 중국 
 수압 · 빙 력 토와 싸워 승리 한 - 덴마크 
 화합 의 유럽 을 터널 로 구현 한 - 영국 · 프랑스 
 지난 연재 에서 는 전 세계 하 · 해저 터널 의 전체 적 인 현황 을 살펴봤 다 . ‘ 바다 밑 에 길 을 만든다 - 세계 하 · 해저 터널 - 2 - 1 편 ’ 에서 는 호주 , 중국 , 덴마크 , 스 웨던 , 영국 , 프랑스 등 의 하 · 해저 터널 을 현황 및 건설 방식 에 대해 알아본다 . 
 < 자료 출처 : 삼보 기술 단 > 
 호주 는 땅 은 넓 지만 , 동부 지역 에 인구 가 밀집 돼 있 어 터널 에 대한 수요 가 늘어나 고 있 는 추세 다 . 현재 호주 는 멜버른 - Burnley , 브리즈번 - Clem Jones , 시드니 - Sydeney Harbour 등 을 보유 하 고 있 다 . 
 ▲ 쉴드 터널 조감도 
 터널 통과 지질 상태 는 주로 극 경 암 인 브리즈번 Tuff ( 일축 압축강도 80 MPa ~ 150 MPa ) 로 쉴드 외경 12 . 340 m 의 Double Shield TBM 2 대 ( Florence , Matilda ) 를 사용 했 다 . 평균 굴진 률 은 20 m / day 로 Ramp , 41 개소 ( 123 m 간격 ) 의 피난 연결 통로 , 터널 발 진구 굴착 을 위해 7 대 의 Roadheader 가 동원 됐 다 . 
 단면 하부 는 공동구 로 상용 하 기 위해 암거 설치 후 채움재 를 채운 뒤 도로 를 포장 했 다 . 세그먼트 제원 은 외경 ( 12 . 00 m ) , 내경 ( 11 . 20 m ) , 두께 ( 0 . 40 m ) , 폭 ( 2 . 00 m ) , 링 분할 ( 8 + 1 key ) 로 구성 됐 다 . 
 시공 은 2007 년 2 월 Roadheader Tunnel → TBM 1 ( Matilda ) 12 월 발진 → TBM 2 ( Florence ) 2008 년 8 월 발진 → 하부 굴착 9 월 → 터널 완공 2009 년 5 월 → Canopy 완공 8 월 의 순서 로 진행 됐 다 . 이 터널 의 입구 는 브리즈번 에 자생 하 는 아열대성 식물 인 Poinciana 와 Jacaranda 를 형상 화 했 다 . 
 중국 은 상하이 ~ 양쯔 터널 을 비롯 해 난징 ~ 양쯔 , 샤먼 다 오 등 의 해 하 저 터널 을 보유 했 다 . 나라 크기 에 비해 적 은 숫자 고 , 모두 최근 2 ~ 3 년 내 완공 될 만큼 해 하 저 터널 분야 에서 는 아직 까지 걸음마 단계 라고 볼 수 있 다 . 하지만 세계 최대 규모 의 대구경 터널 을 보유 했 고 , 시공 기간 도 기술력 과 자금력 을 바탕 으로 혁신 적 으로 줄이 는 등 미래 해 하 저 터널 의 선두 주자 로 자리매김 할 것 으로 보인다 . 
 ▲ 터널 단면 도 
 양쯔강 하부 는 대부분 연약 층 으로 수압 은 7 . 5 bar , 최대 토피 고 는 51 m 였 다 . 터널 상부 는 일 방향 3 차 로로 세그먼트 제원 은 외경 ( 14 . 50 m ) , 내경 ( 13 . 30 m ) , 두께 ( 0 . 60 m ) , 폭 ( 2 . 00 m ) , 링 분할 ( 9 + 1 key ) 로 구성 됐 다 . Slurry Shield TBM 은 외경 이 14 , 930 mm 로 대기압 하 커 너터 헤드 내 에서 커터 교체 가 가능 한 장비 2 대 를 사용 해 시공 성 을 높였 다 . 
 이 터널 은 2010 년 까지 상하 이 주변 300 km 16 개 도시 를 연결 하 는 양쯔강 삼각주 일체화 프로젝트 의 일환 으로 푸 동 경제특구 와 총 밍 다 오간 8 , 945 m 를 연결 하 고 있 다 . 
 ▲ TBM 관통 
 터널 형식 은 Slurry Shield TBM 으로 평면 선형 은 S 자형 , 종단 선형 은 W 자 형태 를 보이 고 있 다 . 수압 은 6 . 5 bar , 최대 토피 고 는 65 m 로 사업 구간 대부분 이 연약 층 을 통과 하 고 있 다 . 단면 은 2 개 로 구성 돼 터널 상부 는 3 차 로 도로 , 터널 하부 는 비상 대피 로 및 향후 경전철 구간 으로 활용 한다는 계획 이 다 . 세그먼트 제원 은 외경 15 m , 내경 13 . 70 m , 두께 0 . 65 m , 폭 2 . 00 m , 링 분할 ( 9 + 1 key ) 로 구성 됐 다 . 
 덴마크 ~ 스웨덴 
 바다 를 끼 고 있 는 스칸디나비아 반도 의 특성 상 교량 이나 터널 의 개통 으로 인한 경제 적 효과 가 상당 해 덴마크 , 스웨덴 , 노르웨이 등 북유럽 국가 의 해저 터널 수요 는 꾸준 했 다 . 특히 이 지역 은 차량 , 열차 등 이 함께 다닐 수 있 는 복합 침 매 터널 이 다수 건설 되 어 있 다 . 
 대표 적 인 터널 로 Drogden Tunnel 은 스웨덴 의 Malmo 와 덴마크 의 Zealand Isand 간 을 교량 과 함께 잇 고 있 다 . 총연장 4 , 050 m 의 Drogden 은 도로 및 철도 겸용 터널 로 세계 에서 최대 규모 의 침 매 함 체 를 보유 하 고 있 다 . 침 매 함 체 는 총 20 Element 로 176 m ✕ 38 . 8 m ✕ 8 . 6 m , 총 55 , 000 t 규모 이 며 차 로 폭 은 3 . 5 m , 길 어깨 1 . 0 m , 피난 연결 통로 1 . 2 m ( 88 m 간격 ) 등 으로 구성 돼 있 다 . 특히 터널 내부 는 1 , 350 도 의 화재 에서 2 시간 동안 견딜 수 있 게 설계 됐 다 . 
 터널 내부 의 종단 경사 는 도로는 2 , 5 %, 철도 1 . 56 % 고 , 최대 심도 는 해수면 기준 으로 21 m 
 교량 구간 , 복 층 터널 구간 등 의 교통 방식 변화 와 생태 보존 을 위해 4 , 055 m 의 인공섬 도 건설 됐 다 . 이 인공섬 은 폭 500 m 로 면적 은 1 . 3 km 로 건설 시 쇄석 160 만 t 의 쇄석 과 6 억 m 3 의 모래 가 투입 됐 다 . 터널 갱 구부 용도 로 건설 된 인공호 안 또한 430 m 의 연장 과 0 . 9 km 2 의 면적 을 화강암 을 통해 건설 했 다 . 
 스웨덴 ~ 덴마크 간 연결 프로젝트 는 Eastern Approach Bridge - 3 , 739 m , High Bridge , - 1 , 092 m , Western Approach Bridge - 3014 m , Artificial Island - 4 , 055 m , Drogden Tunnel - 4 , 050 m , Artificial Peninsula 430 m 등 총 16 , 380 m 를 초대 형 사업 으로 기록 되 고 있 다 . 
 난공사 로 어려움 을 겪 어 던 프로젝트 도 있 었 다 . Funen ~ Zealand 간 을 연결 하 는 Storebaelt Tunnel 은 고 수압 , 연약지반 조건 에서 버력 처리 및 적절 한 커터 교체 방안 을 수립 하 지 않 아 EPB Shield TBM 의 한계 를 여실히 보여 줬 다 . 
 총연장 8 , 024 m 의 Storebaelt 의 지반 은 Upper Glacial Till ( 15 %), Lower Glacial , Marl ( 15 %) 등 으로 마모 성 이 높 은 빙 력 토가 주 를 이루 고 있 다 . 또 파쇄 가 심한 이회암 층 통과 로 124 m 간격 으로 커터 를 교체 해 줘야 했 다 . 여기 에 연약지반 을 통과 해 십 여 차례 의 막장 붕괴 로 인한 침수 사고 가 발생 했 다 . 때문 에 굴착 을 위해 3 bar 이하 의 외부 배수 및 동결 공법 을 적용 했 다 . 즉 빙 력 토 는 그라우팅 → 진공 배수 → 동결 공법 을 이회암 은 그라우팅 → 진공 배수 공법 을 사용 하 며 착공 8 년 만 에 완공 했 다 . 
 영국 ~ 프랑스 
 1994 년 개통 된 Euro Tunnel 은 유럽 역사 적 으로 기념비 적 인 SOC 사업 이 다 . 섬나라 인 영국 은 유럽 에서 강자 가 발생 할 때 마다 강한 해군력 으로 견제 해 힘 의 균형 을 맞추 는 역할 을 해 왔 다 . Euro Tunnel 은 수천 년 간 이어져온 유럽 과 거리 두기 전략 을 전환 하 는 것 으로 SOC 시설물 이 정치 적 역할 을 한 사례 라고 볼 수 있 다 . 
 영국 Folkstone ~ 프랑스 Calais 간 50 . 45 km 를 EPB Shield TBM 방식 으로 연결 하 는 Euro Tunnel 은 1987 에 착공 해 7 년 만 인 1994 년 완공 된 프로젝트 다 . 터널 내 에 는 160 km 속도 로 유로 스타 가 운행 중 에 있 고 , 화물 셔틀 로 병행 운영 되 고 있 다 . 
 ▲ 갱 구부 
 공사 구간 은 점토 함유율 이 높 고 투수 계수 가 낮 은 이화 암층 으로 구성 돼 있 다 . 영국 측 은 단층대 가 2 m 로 소규모 인 반면 프랑스 측 은 15 m 의 큰 단층대 가 존재 해 지반 투수성 이 크 다 . 또 영국 쪽 의 지하수 유입량 은 적 어 지반 과 콘크리트 라이닝 사이 를 그라우팅 한 배수 개념 을 사용 했 고 , 프랑스 쪽 은 최대 수압 11 bar 에 저항 할 수 있 는 방수 개념 콘크리트 라이닝 설계 를 했 다 . 
 시공 은 영국 쪽 서비스 터널 굴착 ( 1987 . 12 ) → 프랑스 측 서비스 터널 굴착 ( 1988 . 2 ) → 서비스 터널 관통 ( 1990 . 12 ) → 북측 본선 터널 관통 ( 1991 . 5 ) → 남측 본선 터널 관통 ( 1991 . 6 ) 의 순서 로 진행 됐 다 . 피난 연결 통로 는 375 m , 릴리프 덕트 는 250 m 마다 설치 했 다 . 특히 터널 내 1 / 3 구간 마다 회차 시설 을 마련 해 비상시 또는 유지관리 시 터널 내 에서 회차 를 가능 케 했 다 . 
 Euro 터널 은 건설 뒤 에 수익 성 문제 로 경제 적 인 어려움 에 봉착 하 게 된다 . 하지만 21 세기 에 들어선 지금 이 영국 과 프랑스 사이 의 해저 터널 은 이런 어려움 을 털 어 내 고 결국 세계 해저 터널 건설 의 성공 적 인 예 로 되 고 있 다 .