도심지 지반함몰 방지를 위한 굴착기술개발 연구동향

국문 초록 (Abstract)

지상 공간에 이어 지하공간개발은 필수적이며, 이에 따른 안전에 대한 국가적 관심이 증대되고 있는 상황에서 경제.사회적 비용을 최소화하고 향후 지반함몰이 발생하지 않는 친환경적인 시공방법 개발이 요구되는 상황에 놓여있다. 지반굴착공사는 건설안전취약공종의 하나로 분류되어 있으며, 안전 확보를 위한 안전관리 방안이 매우 시급한 실정이다. 최근 국토교통부의 건설안전정보시스템(http://www.cosmis.or.kr)에 따르면 건설현장의 공종별 사고사례현황 중 지반굴착과 관련된 사건사고 발생비율은 33%에 달하며, 피해금액은 전체의 14.5%를 차지하고 있다. 도시가 발달함에 따라 도심지 지하공간에 대한 수요가 늘어가고 있으며, 지하공간의 활용용도로는 지하도로, 복합 상가, 지하철 등 다양한 형태가 요구되나, 최근의 터널 관련 연구는TBM터널이나 복층터널, 해저터널 등과 같이 터널의 설계/제작 기술이나 핵심부품의 국산화 연구에 집중하고 있으며, 지반 굴착으로 인한 건설공사 주변 도로, 건물 및 지하매설 시설물 등의 안정성 유지를 위한 기술 개발은 여전히 미흡한 상태이다. 또한, 도심지에서 개착을 통한 지하굴착은 근접시공이 주를 이루고 있으며, 국내에서는 과거부터 다수의 근접시공 경험으로 세계수준의 기술을 축적하고 있지만, 최근의 붕괴사고 등으로 사회적인 문제가 대두되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 도심지 지반함몰 방지를 위한 굴착기술개발 관련 국내외 연구동향을 파악하기 위해 관련 특허 분석과 논문 분석을 수행하였으며, 도심지 개착식 지반굴착 기술의 경우는 1989년까지는 유럽을 중심으로 관련 연구가 진행되다 한국, 일본 등 전 세계적으로 자국의 지역적인 특성을 반영한 지반굴착 및 건설기술의 연구개발이 진행되는 것으로 보이며, 주요연구분야로는 고해상도 복합 탐사 및 해석 분야가 27%로 가장 높은 비율을 차지하고, 고밀도 도심지 구간 수직 굴착 기술 분야 26%, 대심도 수직 굴착 기술 24%, 조성물 특성을 고려한 터파기기술 분야 23%로 각각 분석되었다. 또한, 도심지 비개착식 지반굴착 기술 분야의 주요연구 분야로는 지중시설물 중첩구간에서의 수평 굴착 신공법이 35%로 가장 높은 비울을 차지하고, 도심지 주요 시설물 특성을 고려한 지반굴착 공법 선정 기법 29%, IT기술 및 계측자료를 활용한 비개착 공사 인접구조물 손상평가 기법 19%, 안전 지반굴착 보강 신기술 17%로 분석되었다.