배수터널과 비배수터널

개념 정의

터널 주변 지하수를 어떻게 다루느냐에 따라 방수 방식이 나뉜다.

배수형은 지하수를 배수공으로 빼내고, 비배수형은 방수막으로 막는다.

쉽게 말해 물을 흘려보낼지, 아예 들이지 않을지를 고르는 것이다.

배수형 구조

배수형은 방수시트 뒤의 배수층으로 지하수를 모아 터널 밖으로 뺀다.

지하수가 배수공과 집수정을 거쳐 빠지므로 라이닝 외측의 수압이 낮아진다.

다만 배수공이 막히면 수압이 다시 올라가므로 배수 상태를 계속 관리해야 한다.

비배수형 구조와 수압

비배수형은 방수막으로 지하수 유입을 차단하는 방식이다.

그래서 라이닝 외측에는 정수압 전체가 작용하며 이를 설계에 반영한다.

정수압은 물의 단위중량 9.81kN/m³에 설계 수두 h를 곱해 구한다.

수압 계산 예제

정수압은 단위중량 9.81kN/m³에 수두 h를 곱해 구한다.

수두 30m이면 정수압은 294.3kN/m², 약 0.3MPa 수준이다.

이 정도 수압이 비배수형 라이닝에 작용하므로 배수형과 같은 두께로 설계할 수 없다.

두 방식의 비교

두 방식은 지하수를 어떻게 처리하는지에서 출발해 여러 항목이 갈린다.

배수형은 라이닝에 수압이 거의 없어 토압과 자중 중심으로 설계한다.

비배수형은 정수압 전체를 받으므로 수압을 포함해 설계해야 한다.

유지관리도 배수공 점검과 방수막 점검으로 서로 달라진다.

헷갈리는 점과 시험 포인트

배수형과 비배수형은 방수재 사용 여부가 아니라 지하수 처리 방식으로 구분한다.

비배수형은 수압을 받는 구조이므로 설계수압을 반드시 명시한다.

배수공 막힘은 곧 수압 상승으로 이어진다는 점도 빠뜨리지 않는다.

정리

마지막으로 두 방식의 핵심을 정리한다.

배수형은 배수공으로 지하수를 빼고, 비배수형은 방수막으로 막는다.

설계 수압과 배수 계획을 수치와 함께 쓰면 답안의 점수가 높아진다.