[현장견학] 국내 최대 NATM 터널, 충주댐 보조여수로 터널 현장을 가다

[기고] 지반터널부 김성진/윤인국 사원

 

2023년의 무더운 여름이 시작될 무렵인 6월 8일, 지반터널부에서는 충주댐 보조여수로 터널 현장을 견학할 수 있는 소중한 기회를 얻었습니다.

 

 

충주댐 치수능력증대 건설공사 현장으로 향하다

 

사무실을 처음 도착하였을 때 우거진 숲들과 거대한 충주호가 우리를 맞이하고 있었습니다. 현장 홍보관 내부의 안전교육실에서 진행된 동영상 관람 및 간략한 사업 개요 교육에 따르면, 「충주댐 치수능력증대 건설공사」는 기후변화에 따른 극한 홍수에 대비하고 댐의 안정성 확보를 위한 보조여수로를 설치함으로써 댐 상·하류 지역의 주민의 생명과 재산을 보호하는 목적을 가지고 있는 공사로 현재 한국수자원공사와 DL E&C에서 시공중에 있습니다.

 

공사 개요
공사명	충주댐 치수능력증대 건설공사(T/K)
발주처	한국수자원공사
공사기간	2014.12.24 ~ 2024.12.31 (121개월)
사업위치	충청북도 충주시 충주호수로 657 일원
공사내용	보조여수로 : 월류형 터널식 여수로 3련 (L=1,541m, D=16.3m) 유입부(월류웨어) : Radial Gate 6문 (B=10m, H=19.8m) 유출부(감세공) : Flip Bucket형 3개소 (B=16.3m, L=27.4m) 교량 : 신충원교, PSC거더교 (B=12.2m, L=200.2m) 기타 : 건축(물문화관), 조경 및 경관시설

 

현장 사업도

충주댐은 한반도 중심부를 관통하는 한강의 본류에 건설된 국내 최대의 콘크리트 중력식 댐으로 한강 유역이 보유하고 있는 수자원을 효율적으로 개발하여 하류 지역에 각종 용수를 공급하고 있습니다. 위치 에너지를 활용해 수력 발전을 하고 있으며 하류 지역의 홍수 피해를 경감시키고 있습니다.

 

연간 33억 8천만 톤의 각종 용수를 공급해 충북지역과 수도권 지역의 용수를 제공하는 한편, 연간 8억 4천4백만 kWh의 전력을 생산하여 국가 경제발전에 크게 기여하고 있습니다.

 

그러나 최근 기후변화로 자연 재해가 빈번하게 발생함에 따라 한국수자원공사에서 댐의 수문학적 안정성 검토를 시행하였습니다. 충주댐의 경우 가능최대홍수량(PMF)이 댐 건설시에 비해 약 1.35배 증가하여 여수로 방류 능력 증대가 필요했습니다.

 

사업 조감도

 

해당 여수로 터널은 이 문제를 해결하기 위한 보조여수로 용도의 월류형 터널식 여수로 3련과 유입부(월류웨어) Radial Gate 6문과 유출부(감세공) Flip Bucket형 3개소로 이루어져 있습니다. 완공된 여수로의 초당 최대 방류랑은 11,000t/sec로, 이는 기존 댐 방류량 17,000t/sec의 약 65%에 해당됩니다. 따라서 기존 댐과 보조여수로 연계 운영 시 약 28,000t/sec의 방류량을 확보함으로써 1.35배 증가된 가능최대홍수량 36,000ton에 대응하여 댐 자체가 붕괴되는 사고를 방지할 수 있습니다.

 

안전교육실에서 설명을 들은 후 전시실에서 자유롭게 전시된 패널과 전시물 및 자료 등을 둘러봤습니다. 궁금한 내용에 대해 질문도 하고 설명을 들으면서 다시 한번 토목의 위대함과 중요성에 대해서 느낄 수 있었습니다.

 

현장 브리핑

 

웅장한 현장을 직접 경험하다

 

교육이 끝난 후 시공사 관계자분들의 안내를 받으며 현장으로 이동했습니다. 현장에 도착해보니 거대한 마제형 터널이 우리를 반겨주었습니다.

 

터널 구간은 총 6종류의 변화단면거푸집을 사용하여 상/하단부를 나눠서 타설 작업을 진행하였는데, 악천후 시 작업중단과 유입부 구조물 공사와의 간섭을 방지하기 위해 터널 내부에서 거푸집을 변형하여 작업을 진행하였습니다. 이를 통해 최초 시공 계획(40일) 대비 공사기간을 15일로 단축할 수 있었습니다.

 

유입부 및 가물막이 전경

 

상류가물막이는 공사기간 단축을 위해 대부분 경암으로 이루어진 지형조건을 고려하여 원지반을 그대로 활용한 가물막이 계획을 세웠는데 구조물 작업 공간을 확보하여 공사 중 이상 홍수에 의한 안전성을 확보하였습니다. 이 방식은 안정성이 매우 우수하고 터파기 누수 예상 구간 보강이 용이하다는 장점이 있습니다.

 

거푸집을 활용한 타설 작업(좌)과 콘크리트 라이닝(우)

 

유출부는 방수로에서 내려오는 고속의 사류를 상류화시켜 에너지를 약화시킴으로써 구조물의 침식 및 파괴를 방지하기 위하여 감세공의 Flip Bucket형으로 설치하였습니다. Flip Bucket형이란 방수로 끝에서 수맥을 공중으로 사출시켜 하상 암반이나 하류 수심에 떨어뜨려 감세하는 방법으로 하류 수심이 도수심에 비해 상당히 낮은 경우와 주변의 지형 및 지질이 양호하여야 적용 가능하며 경제적인 효과를 볼 수 있습니다.

 

여수로 터널 유출, 유입부

 

가슴에 와닿는 현장 견학을 마치며

현장견학을 통해 설계부터 시공까지의 과정을 경험하며 토목 엔지니어로서 현장을 보며 느끼는 것이 토목 엔지니어로서 얼마나 중요한지 다시 한번 가슴에 와닿는 시간이었습니다. 보다 많은 현장 견학과 경험을 통해 현장에 맞는 설계를 할 수 있었으면 좋겠습니다.

 

끝으로, 현장 견학에 도움을 주신 시공사 관계자분들과 직접 우리 지반터널부를 이끌고 좋은 경험을 하게 해주신 김영근 부사장님께도 감사 인사를 드립니다.

 

One Team 지반터널부