홍지DCS(대표이사 김태균)가 지난해 개발한 지하터널 및 구조에 내화성능 FPC공법(지하도로의 프리캐스트 내화풍도슬래브 환기덕트 설치공법)이 파주현장에 처음 적용한 이후 현재 서울시를 비롯한 전국의 지자체의 지하차도 설계에 계속해서 반영되고 있다.

최근 세계적으로 터널 및 지하구조물에서의 대형화재가 빈번히 발생하면서 많은 인명피해와 경제·사회적으로 심각한 손실이 발생하면서 유럽 등 선진국에서는 화재로 인한 피해가 터널 및 지하구조물 붕괴까지 이어질 가능성이 높다는 것을 인식하고 터널 화재에 대한 연구와 개발이 활발히 진행되고 있다.

국내는 서울시가 추진 중인 강남순환도로 사업, 서부간선도로 지하도로화 사업, 강변북로 지하도로화 사업, 경부고속도로 지하도로화 사업, 올림픽대로 지하도로화사업, 대심도 지하도로화(유-스마트웨이)사업 등과 같이 기존도로망의 급속한 정체로 장대 지하도로의 계획 및 시공이 진행됨에 따라 많은 방재대책이 이루어지고 있으나, 구조물을 보호하고자 하는 내화대책 및 연구는 이루어지지 않고 있는 실정이다.

이에 홍지DCS는 그동안 불에 취약했던 지하터널 및 구조에 내화성능 FPC공법(지하도로의 프리캐스트 내화풍도슬래브 환기덕트 설치공법)을 적용해 터널 및 지하구조물의 안전성을 극대화시켰다.

노출된 건축 및 토목구조물과는 달리 달리 터널 및 지하구조물 내에서 화재가 발생할 경우 대형참사로 이어질 수 있는 것을 고려, 친환경자재를 이용한 내화성능이 확보된 풍도슬래브를 프리캐스트로 개발했다.

특히 터널 내 화재는 화염에 의한 인명피해와 구조물에 대한 보호를 동시에 확보하는 방재개념이 적용돼야 하기 때문에 터널 안에서는 △화재시 신속한 화염 제거 및 피난통로 확보를 통한 인명의 질식사 방지 △화재온도에 의한 터널내의 내화성능 확보로 구조물 붕괴나 강도저하를 방지가 필요하며 이후 발생할 2차 사고를 없애야 한다.

그러나 기존에는 화재시에 발생하는 인명피해를 막기 위해 제연에만 집중했고 구조물 보호와 2차 사고를 방지하기 위한 구조물의 내화성능 확보에는 큰 관심을 갖지 않았다. 때문에 급기 및 배기를 위한 덕트형성을 위해 현장타설 철근콘크리트 또는 공장제작 PSC 슬래브를 이용해 터널내부에 형성시켰다.

김태균 대표이사는 “기존 방식은 화재시에 터널내부에서 급격하게 상승하는 온도에 의해 치명적인 강도저하를 가져오게 된다. 국내에서 적용되고 있는 자동차 전용도로를 감안하더라도 터널내부에 화재가 발생하면 구조물에 미치는 온도가 700℃ 이상까지 급격하게 상승하게 된다. 이에 도심지의 장대터널 및 지하차도에는 횡류식 환기방식이 적용이 되는데 화재에 의한 화염을 제연하기 위해서는 불에 견딜 수 있는 배연 덕트가 필요하다”고 말했다.

화재가 나면 RC구조의 경우에는 380℃가되면 폭렬이 일어난다. 이런 현상을 없앤 내화패널과 PSC슬래브를 적용한 FPC공법은 고온에서도 터널내 배기가 가능해 적용될 경우 화재온도에 의한 구조물을 보호하고 지하의 2차사고를 방지할 수 있을 것으로 예상된다.

공법은 하면에 국제터널학회 방재기준인 RABT(시간-온도)화재곡선 시험을 통과한 내화패널이 프리캐스트 콘크리트 슬래브 하면에 설치되어 제작되며, 성능을 확보한 패널이 부착된 프리팩트 콘크리트 내에 PS강선이 삽입돼 압축력이 도입된 세그멘트로 제작된다. 이렇게 공장에서 제작된 내화풍도슬래브는 현장으로 운반돼 터널진행방향으로 슬래브를 연속적으로 설치 및 접합해 풍도를 형성하는 구조형식이다.

특징으로는 △터널내 화재시 내화성능의 확보로 구조물 보호가능 △공장제작으로 공기단축, 안정된 품질 및 타공정에 간섭을 최소 △슬래브 단면두께 감소로 터널굴착단면 감소 △손상 및 결함부위의 부분교체가 가능 △친환경재료(무기재료)의 내화패널 적용 △2~4차선 등 지점없는 장스팬 제작 가능이 있다. 또한 화재 후에도 구조물의 강도저하가 없어 보수가 필요없다.

김재원 기자  won@cenews.co.kr

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