건축/환경에너지

Nikkei Construction_2025.11

지수(止水) 터널로 지하수 유출 차단
터널 용수를 우물에서 지반으로 환원하는 방법도

기본적으로 지하수 유출이 불가피한 산악터널 공사에서도 수자원 보전이 절실한 지역에서는 대책이 필요하다. 높은 수압을 견디는 복공 구조물을 구축하여 지수하거나, 터널 용수를 지반으로 환원하는 사례가 나오고 있다.

“터널 용수를 막는 것은 복공 구조물에 가해지는 수압을 높이는 것이나 다름없다. 지하수위 저하를 막기 위해 용수를 막는 사례는 거의 없다”. 규슈(九州) 대학 대학원의 미타니(三谷) 교수(지반공학)는 이렇게 지적한다. 터널 용수 대책은 공사의 안전 확보를 목적으로 실시되는 것이 대다수라고 한다.

하지만, 수자원 보전을 위해 비용을 들여 터널을 지수 구조로 만든 사례도 있다. 그 중 하나가 2007년에 완공된 수도권중앙연락자동차도(首都圈中央連絡自動車道) ‘하치오지조세키(八王子城跡)터널’(도쿄)이다. 총 길이 약 2.4km로, 다카오(高尾)산의 북쪽에 있는 국가 지정 역사 유적지 ‘하치오지조세키’의 지하를 통과한다. 국토교통성 소부(相武)국도사무소가 발주, 다이세이(大成)건설·시미즈(清水)건설·센타카구미(錢高組) JV(공동 기업체) 등이 시공했다.

도쿄 다마(多摩) 지역을 통과하는 수도권중앙연락자동차도 건설을 둘러싸고 당시 다카오 산의 자연이 파괴된다는 이유로 큰 반대 운동이 벌어졌다. 주민과 자연보호단체가 사업 인정 취소 등을 요구하며 제기한 소송은 ‘다카오산 텐구(天狗) 재판’으로 알려져 있다.

그 만큼 수자원 보전 등 환경 대책은 산악터널 공사의 가장 중요한 과제이다. 하치오지조세키터널에서는 3차원 모델을 이용한 해석을 바탕으로 약 1km의 구간에서 지수 구조를 채택했다.

터널의 내부 지름은 약 10m이며, 높은 수압을 견디기 위해 단면을 원형으로 하였다. 시공에서는 먼저 직경 5m의 선진(先進) 도갱을 밀폐형 터널 보링머신으로 굴착하고, 이를 통해 주변 지반에 지수재(止水材)를 주입. 이어서 리밍머신으로 확폭 굴착하여 본갱(중심이 되는 갱도)을 구축하였다. 지수 범위는 두께 5m의 링 형태로, 지수재에는 초미립자 시멘트밀크와 물유리를 사용하였다.

현장에서는 불투수층을 경계로 지하수가 얕은 층과 깊은 층으로 분리. 얕은 층의 지하수위에 큰 변화는 없으며, 깊은 층에서는 터널 시공으로 인해 지하수위가 저하되었지만, 그 후 회복되고 있다고 한다.

-- '명수 백선(名水百選)'의 지하수 보전 --
한편, 높은 수압을 견딜 정도로 견고한 복공 구조물 구축이 현실적이지 않을 경우, 터널용수를 억제하지 않고 그 물을 퍼 올려 지반에 침투시키는 '함양(涵養)'을 통해 지하수를 보전하는 방법도 있다.

함양을 채택한 사례가 가나가와(神奈川)현 하다노(奏野)시 등을 통과하는 신토메이(新東名)고속도로의 ‘다카토리(高取)산 터널’과 ‘하네(羽根)터널’이다. 이 지역의 ‘하다노분지용수군(奏野盆地湧水群)은 환경성의 명수 백선에 선정되어 있다.

물수지 시뮬레이션을 통해 두 터널 용수가 이어진다고 가정했을 경우, 1일당 표류수 900톤, 지하수 1,600톤이 손실된다고 판명되었다. 그래서 발주자인 중일본고속도로(NEXCO 중일본)는 하천으로의 방류를 통해 표류수를, 함양을 통해 지하수를 보충하기로 했다.

구체적으로는, 자연 류하(流下)로 하네터널 동쪽 갱구의 반수조(返水槽)에 모인 용수를 펌프로 서측 갱구의 조정수조에 송수. 그 물을 서쪽 갱구 근처를 흐르는 구즈하(葛葉) 강에 방류하고, 동시에 함양 우물을 통해 지반에 침투시킨다.

2023년 8월~2024년 1월 동안 함양 설비에 대한 실증 실험을 실시한 후 본격 가동으로 전환했다. NEXCO 중일본에 따르면, 거의 상정한 수준의 함양량을 확보하고 있다고 한다.

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Nikkei Construction_2025.11 목차

특집
잇따라 발생하고 있는 지하수 문제

회복이 어려운 지하수위
리니아 공사로 인한 수위 저하를 해결할 방법 없어, 대체 수원 확보는 추진하지만 터널
용수 대책은 포기
붕괴된 호쿠사쓰터널
높은 수압으로 벽 두께 30cm의 터널 붕괴, 터널 용수 대책의 역효과일 가능성도
오이 강(大井川)의 물 문제
시즈오카로부터의 지하수 유출을 댐으로 보완, 리니어 굴착 개시에 과제 남아있어
도시 지역의 우려
지하수 문제가 호쿠리쿠신칸센 연장에 영향, 교토의 대심도 터널 공사에 지역 반발
수자원 문제에 대한 대처법
지수 터널로 지하수 유출 차단, 용수를 우물에서 지반으로 환원하는 방법도
높은 지하수위가 재앙이 될 수도
액상화의 원흉 ‘지하수’를 배제, 노토반도 지진 피해 지역에서 대책 본격화

퍼스트 뉴스
미쓰비시상사 철수로 향후 해상 풍력 시장의 향방은? 대형 건설사들은 적극 투자 유지

특집
선로는 계속되는가
달리지 못하는 ‘지역의 발’
철도 로컬 노선의 위기, 이스미철도는 유지보수 미비로 탈선
대응을 서두르는 정부
2027년까지 교통 공백 해소를 목표로, 디지털청의 교통상사 기능으로 수급 조정
유지보수 체제를 바꾼다
호쿠리쿠 병행 재래선의 유지보수 관리에 어려움, 노선의 유지보수·제설에 5개 현이 협력
이동 수요를 잡다
우쓰노미야 LRT가 통근∙통학 고객으로 만원, 이용자 배증을 위해 서쪽 지역 연장 추진
관광에서 지역의 발로
후지산을 중심으로 확대되는 지역 교통망, 야마나시현이 내놓은 '후지트램' 구상
반도체 공장을 동력원으로
TSMC에서 구마모토 공항으로 철도 연장, 건설비 확대에도 비용 편익 비율이 1.2로 추진
수급을 매칭
'잠자는 이동 자원'을 지역 교통으로, 닛켄설계 등 3사가 구로베시에서 검증

뉴스
〮 [NEWS 시사∙프로젝트] 수도고속도로 하네다선 재건 완료, 착공으로부터 10년
〮 퍼시픽컨설턴트, 다시 지주회사 체제로 전환
〮 터널 배수 시설, 976억 엔에 다이세이·가시마JV에 낙찰
〮 고속도로 재난 위험지역에 290곳 선정 누락
〮 수압관로 누수가 원인이 되어 사면 붕괴
〮 외환자동차도 사업비 2.7조엔으로, 당초의 2배 이상
〮 실드 머신이 하수도관을 20m 이상 뚫어
〮 [NEWS 기술] 일반 도로의 아스팔트 포장에 CO₂ 고정화
〮 축전 콘크리트 표준 모듈 최초 공개
〮 흙 쌓기 공사의 프로세스를 데이터로 일원 관리

시리즈
〮 줌 업: 신마루야마댐 본체 건설 공사(기후현)
공사 현장 상공을 케이블 크레인 버킷이 자율주행으로 왕래, 댐 제체 타설의 자동화 실험
〮 콘크리트 기사 양성 강좌 제8회 화학 혼화제
화학 혼화제의 능숙한 사용, 콘크리트 공사의 성공 열쇠로
〮 위험한 토지·지반을 간파 제16회
토사 재해 경계 구역을 해저드 맵으로, 지정 구역 외에 붕괴될 장소는 어디?
〮 신제품/새로운 서비스
‘오염으로 인한 가동 중단’ 극복, 렌즈 표면의 오염 제거
〮 오픈 이어로 쾌적, 싱글 탭을 이용한 PPT
〮 직경 48.6mm에 특화해 설계, 클램프 커버 필요 없어
〮 기상데이터가 연계된 새로운 기능, 위도·경도에 기반한 정보 취득
〮 20만 점/초의 스캔 성능, 본체 무게는 700g으로 경량
〮 6GHz대 백홀에 대응, 기존 기종보다 소형∙경량
〮 행사 안내
〮 독자로부터
〮 기자의 눈

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