■ 제9강을 시작하며 

2017년 8월 12일 오전 11시경 [그림 1]에서 보는 바와 같이 독일 Rhine Valley 철도 Rastatt 터널공사중 TBM 터널이 붕괴되고 상부 철도이 함몰되는 이 발생하는 사고가 발생했다. 본 사고는 독일 터널공사 공사에 적용되어 왔던 TBM 터널공사에 심각한 영향을 미쳤다. 본 사고를 통해 TBM 터널공사에서 지반동결과 배면 그라우팅의 품질관리와 세그먼트 라이닝 시공상에 여러 가지 문제점이 확인되었다. 특히 철도 하부구간을 통과하는 TBM 터널에서의 사고는 조사, 설계 및 시공상의 기술적 문제점을 제기하는 계기가 되었으며, 철도  TBM 터널구간에서 대형 지반함몰 및 터널 붕락사고 원인 및 발생 메커니즘을 규명하기 위하여 철저한 조사를 진행하게 되었다.  

본 고에서는 Rhine Valley 철도프로젝트의 Rastatt TBM 터널구간에서의 터널 붕괴 및  지반함몰 사고사례로부터, 토사구간 TBM 터널공사시 기존 철도하부 구간의 지반동결보강, TBM 터널에서의 배면그라우팅, 세그먼트 라이닝 시공 등 시공관리상의 문제점을 종합적으로 분석하고 검토하였다. 이를 통하여 본 TBM 터널 사고로부터 얻은 중요한 교훈을 검토하고 공유함으로서 지반 및 터널기술자들에게 기술적으로 실제적인 도움이 되고자 하였다.   

1. Rastatt 터널 프로젝트   

1.1 프로젝트 개요 및 특성

Rhine Valley 철도는 독일에서 가장 붐비는 철도 노선 중 하나이다. 주로 북쪽의 컨테이너 항구와 남쪽의 스위스와 이탈리아 사이를 운행하는 화물 운송 요구사항을 위해 4개의 트랙으로 확장되었다. Rastatt 터널은 길이 4.27km의 단선 터널 두 개로 구성되며, 이는 기존 철도 용량을 두 배로 늘릴 새로운 철도 노선(17km)의 일부이다. [그림 2]에 Rastatt 터널 프로젝트에 대한 개요가 나타나 있다.

Rastatt 터널은 유럽 철도 화물선 A의 핵심 프로젝트이며 총 길이가 4,270m로서  Rastatt 도심을 통과한다. 2013년부터 준비 작업이 진행되고 있으며, 기계화 터널 굴진은 2016년 5월에 시작되었다. 또한 안전한 터널링이 가능하도록 3개 공사 구간에 대해 지반동결이 계획되었으며, Rastatt 터널은 독일 교통부의 BIM 시범 프로젝트이기도 하다.

Rastatt 터널은 Rastatt 도시 지역 전체와 기존 Rhine Valley 철도 및 Federbach 평원 하부를 통과한다. 본 터널은 고속철도에 건설된 가장 긴 터널이며, Ötigheim 동쪽에서 시작하여 Niederbühl에서 끝난다. 두 개의 단선 터널의 선로 중심 간 거리는 26.5m이며, 피난연결통로를 통해 500m 간격으로 연결된다. 

두 개의 터널은 크게 원형 터널로 계획되었으며 내부 반경은 9.6m이며 개착구간에서는 직사각형 단면적이 동등한 단면적으로 선택되었다. 터널의 계획된 토피고는 4~20m이다. 터널은 모래 자갈이 분포하는 지반을 통과하며, 대부분은 지하수 하부에 위치한다. 또한  새로운 노선의 17km 길이 구간의 중심축으로 250km/h의 속도로 운영되도록 설계되었다. 장거리 여객 서비스와 복도를 지나는 철도 화물 운송의 일부가 그것을 사용할 것으로 예상된다. 개통되면, Rastatt 터널은 고속 승객 교통을 위한 주요 이동 시간과 화물 교통을 위한 가능한 많이 사용될 것이며, 야간시간에 Rastatt 도심지 구간의 철도 소음을 완화하기 위해 터널 통과로 계획하였다.

[그림 3]에서 보는 바와 같이 Rastatt 터널의 시점은 북쪽에서 시작하며, Ötigheim 남쪽에 위치한 800m 길이의 북측 U형 구조물이 있다. 이후 4,270m 길이의 트윈 보어 터널로서 Rastatt의 도시 지역 아래를 지나 Niederbüh 근처의 895m 남측 U형 구조물과 함께 남쪽에서 끝난다. U형 구조물은  북쪽 끝에 45m, 남쪽 끝에 182m(동측 터널) 및 336m(서측 터널) 길이의 개착터널이 있는 포털 영역에 의해 터널로 이어진다. 소닉 붐(Sonic boom) 구조는 모든 포털 구조에 통합되어 미세 압력 파동 효과(tunnel boom)를 저감시킨다. 

1.2 지질 및 지반 특성

주요 암종은 퇴적암으로 구성되어 있으며,  Rhine 강은 Rastatt에서 서쪽으로 약 7km 떨어져 있다. 터널 노선주변에 지하수가 많이 존재하는 것으로 관측되었으며, 특히 지표에서 최대 10m 하부까지 분표하는 모래 퇴적물 구간에 집중되어 있다. 

[그림 4]에는 Rastatt 터널구간의 지질 종단면도가 나타나 있다. 그림에서 보는 바와 같이 터널은 제4기층 및 제3기층을 통과하며, 주로 약간 조밀한 모래에서 조밀한 국부적으로 느슨하게 압밀된 자갈과 모래의 제4기층의 혼합물로 다양한 내용물을 포함한다. 제4기층 하부에는 다양한 점착 성분을 가진 고운 모래 또는 실트와 점토로 구성된 제3기층이 분포한다. [그림 5]에는 터널구간에서 조사확인된 지질 및 지반특성을 보여주고 있다. 

제4기 지하수 대수층은 기본적으로 남쪽에서는 약 15m, 북쪽에서는 약 40m 두께의 자갈과 모래층으로 구성되어 있으며, 이는 지하수위가 있는 균일한 연속 공극 지하수 대수층이다. 지금까지 측정된 가장 높은 지하수위를 고려하면 터널 바닥에서 약 2.8bar의 최대 수압이 예상된다. 가장 높은 지하수위를 가정할 경우 전체 지하구조물과 터널이 지하수위 하부에 있게 된다.

1.3 터널 방재시스템

Rastatt 터널은 철도 터널의 건설 및 운영을 위한 화재 및 재해 방지를 위한 EU 및 연방 철도당국(EBA)의 현재 요구 사항에 따른 트윈 터널시스템을 갖추고 있다. 이러한 요구 사항은 철도 운송과 무관한 비상탈출을 기반으로 하며, 이는 500m마다 피난연결통로를 설치하고 도로 차량 탈출 잠금 장치가 있는 도로 차량 및 횡단 통로에 적합한 포장을 제공해야 한다. 터널 조명 및 탈출 경로 안내 시스템은 터널 탈출 개념의 장비를 완성한다. [그림 6]에는 Rastatt 터널의 방재시스템이 나타나 있다. 

2. Rastatt 터널 시공 개요 및 특성  

2.1 터널 계획 

2001년 시작당시 공기는 약 6년이 걸릴 것으로 예상되었다. 그러나 공사시작전에 프로젝트의 건설 단계는 자금부족으로 여러 번 연기되었다. 2011년 4월 터널을 위한 새로운 시추가 시작되었으며, 2012년 10월까지 본격적인 지반조사로서 3개의 시추기가 40개의 조사공을 최대 40m 깊이까지 조사하였으며, 2013년 7월 30일 Niederbüh에서 공식적인 착공식이 열렸다.  

본 프로젝트를 수행하기 위해 특별히 설립된 회사인 Rastatt 터널 건설 JV와 2014년 8월에 계약(3200만 유로)되었으며, 기술 리더십은 Ed. Zu blin AG가, 상업 리더십은 Hochtief AG에 맡았다. 전체적인 공정은 2014년 11월에 시작하여 첫 번째 TBM 장비는 2015년 4월에 조립, 터널 굴진은 2015년 10월에, 터널의 완성은 2018년 1분기 말에 달성될 예정이었으며, 2020년에 기술 건설이 완료되고 2022년에 시범 운영이 시작될 예정이었다. 

터널의 지질 및 수문학적 환경으로 인해 터널의 대부분은 남북 선형을 따라 종방향으로 이동하는 두 개의 TBM 공법으로 계획되었으며, 일부 구간은 지반동결(염수 또는 액체 질소 사용)공법에 의해 안정화된 지반을 통해 굴진되며, 약 470m가 NATM 방법을 사용하거나 개착방식으로 계획되었다.  

2014년 12월 초 발주처인 DB(Deutsche Bahn)은 두 개의 TBM 장비(36백만 유로)를 발주하였으며, Herrenknecht는 90m 길이와 1,750톤 TBM 두 대를 제작하였다. 폭 10.97m의 쉴드 TBM을 사용하여 9.6m의 사용 가능한 단면을 제공할 수 있다. [그림 7]에는 주요 통과구간에 대한 터널 공법이 나타나 있다.  

2.2 TBM 터널  

복잡한 지반특성을 고려하여 TBM의 closed mode로 터널을 굴진하기로 결정했다. 두 TBM 터널은 북측 터널 포털에서 시작하고, 2개의 TBM은 Mixshield 로서 막장을 슬러리로 지지하는 쉴드 장비이다. 믹스실드는 서측 터널에서 길이 3,674m, 동쪽 터널에서  길이 3,826m의 원형 단면을 굴진한다. 굴진 직경은 10.97m이고 단일 패스 라이닝은 50cm 두께의 세그먼트로 구성된다. 

동측 터널은 2016년 5월에 드라이브를 시작했으며 4개월 후인 2016년 9월에 서측 터널의 TBM 굴진을 시작했다. [그림 8]에는 TBM 장비와 TBM 굴진 상황이 나타나 있다. 또한 TBM 터널링과 함께 개방형 개착공법, NATM 피난연결통로 그리고 시트 파일링, 다이어프램 벽체, 제트 그라우팅, 수중 콘크리트 및 지반 동결적용을 포함하는 지반 지보방법이 포함이 된다. 

TBM 장비가 Federbach 보존 구역하부 약 5m 통과할 때 최대 290m의 구간에 대하여  잠재적인 슬러리 분출로부터 보호하기 위하여 TBM 터널 주변에 지반동결공법을 적용하였다. 또한 지반동결공법은 두 터널 사이에 500m마다 설치되는 피난연결통로 굴착을 위해 함수층 지반에서 적용되었다. 또한 기존 철도 하부통과구간에서 TBM 공법과 지반동결공법을 적용하는 방안은 NATM 굴착을 사용하자는 초기 제안에 대한 대안으로 시공사에 의해 제시되었으며, 이 대안은 건설비용 절감효과가 있는 것으로 종합적인 검토를 거쳐 승인되었다.

기존 철도 하부통과를 위한 200m 길이의 수평 지반동결은 선로 양쪽 약 100m에 설치된 30m 깊이의 두 개의 작업구에서 수행되었다. 작업구에서 수평 방향드릴을 사용하여 42x100m 길이의 동결 파이프 구멍을 원형으로 천공하고 동결을 적용하여 각 10.97m 터널 튜브 주변에 2m 두께의 동결 지반 칼라를 만들었다.

내경 9.6m의 싱글 패스 터널 라이닝은 두께 50cm, 길이 2m의 7개 부분 세그먼트 링으로 구성된다. 설치된 각 링의 무게는 약 80t이다. 세그먼트는 프리캐스트 콘크리트 작업에서 생산되고 있으며, 현장으로 운반되었다. [그림 9]에는 개착터널 및 TBM 터널 단면이 나타나 있다. 

2.3 주요 구간에서의 지반동결공법 

지반동결공법은 Rastatt 터널중 세 곳에 지반보강공법으로 적용되었다. 

a) 얕은 토피로 인해 북측 포털 근처의 Federbach 하부 통과구간   

b) 함수층의 연약지반에 9개의 피난연락갱 구간   

c) 남측 포털 근처의 기존 라인벨리 철도 하부 통과 구간

Rheintalbahn  철도 하부 통과 구간은 터널 종단선형상 총연장 약 350m와 토피고 5.0m 미만으로 비스듬하게 기존 철도하부를 저토피로 통과한다. Rhine Valley 철도는 운영상의 중요성 때문에 폐쇄될 수 없으며, 철도 운영중단은 가능한 피해야 한다. 기존 철도의 철도 운영에 대한 안전 및 유지관리 요구사항이 매우 엄격하기 때문에, 공식적인 당초 설계는 링모양의 지반동결 보강하에 NATM 방식에 의한 굴착을 계획하였다.

TBM은 원래 철도 하부를 통과하기 직전에 중간지점에서 회수되었어야 했다. 시공사는 경제적 최적화 및 시공연장성 등을 고려하여, 철도하부 통과구간에서 TBM 공법을 적용하는 터널의 대안으로 제안하였다. 발주처는 이를 검토한 후 제안의 기본적인 기술적 동등성과 실현 가능성이 확립되었고 이를 기반으로 TBM 공법으로서 변경이 결정되었다. 거의 완전히 얼어붙은 동결지반을 통해 TBM으로 터널을 굴진하는 것은 기계화 터널링의 첫 번째 사례였다. [그림 10]에는 Rheintalbahn 철도 하부 통과 구간에 적용된 지반동결공법에 대한 설계 내용이 나타나 있다.  

동결지반에 대한 기본 요구사항은 동결지반의 연속적인 수밀성과 인접한 지지벽과의 접합 및 하중 지지 링의 구조적 안전성이다. 이는 특히 장애물 제거와 같이 막장면에 필요한 개입이 있는 경우 기존 철도에 미치는 영향(변형, 왜곡 등)을 최소화하기 위한 것이다. 

동결구간은 각 터널의 연장 약 220m이다. 기존 철도와 사선 교차로 각 터널의 천공된 부분이 서로 엇갈려 있으며, 위치는 기존 라인에 의해 결정된다. 먼저 북측과 남측 터널 모두에 대해 작업구가 굴착되며, 시컨트 파일벽체과 다이어프램벽체의 조합 형태로 지지된다. 

작업구에서 동결체의 형성을 확인하기 위해 측정공과 굴착될 단면을 굴진하기 위해 동결랜스가 터널 내부 라이닝의 외측면에서 약 1.00m 및 약 2.00m 간격으로 링 형태로 설치된다. 각각 약 110m 길이의 수평 보어홀은 방향 시추에 의해 천공된다.

위쪽 절반에는 잭으로 고정된 케이싱으로 구멍을 천공하고 아래쪽 절반에는 수평방향 드릴링으로 구멍을 천공한다. 지반동결 및 모니터링용 천공 후, 연속적으로 3차원으로 조사된다. 완료 후 동결랜스는 냉매로 소금물에 공급되고 동결체가 형성된다. 동결플랜트는 작업구 외부에 있다.

지반침하제어의 특정 조건에서 완전 밀폐 동결체 내부애서의 기계화 터널 구동에 대해 TBM 설계 과정에서 다양한 질문이 논의되었다, 장비 및 프로세스 기술과 관련하여 다음과 같은 측면을 고려해야 한다. 

● 동결체 내부의 TBM 열에너지 균형, 최악 시나리오로 해동효과를 갖는 TBM에 의한 과도한 열유입, 또는 TBM장비의 일부분이 동결되고 정지중에 방해 받는 경우

● 프로세스 및 작업 지침의 형태로 극복전략이 포함된 사고 시나리오의 개념(재가동 시나리오 및 장애물의 발생 시나리오 포함)

● 설치된 장비 및 사용 중인 소모품 및 윤활유의 적합성

● 커팅휠에 장착된 도구 및 복합지반조건에서 발생하는 진동을 고려한 동결체의 절단성  

● 시공 프로세스 및 그라우팅 기술의 측면을 고려한 환형 갭 그라우트의 배합 레시피 

2.4 피난연락갱(Cross passage)  

두 상하행 터널사이에 피난연락갱을 만들어 안전 및 구조 개념으로서 연결시스템을 구축하였다. Rastatt 터널에는 9개의 피난연락갱이 500m 마다 설치되며, 8개는 탈출 및 1개는 구조 목적으로 설치된다. 가장 낮은 지점에 있는 전원 공급장치를 설치하였으며, 피난연락갱의 길이는 약 16m이고 내경은 7m이다. [그림 11]에는 피난연락갱의 계획으로 NATM 공법으로 굴착되며, 터널주변지반은 지반동결공법이 적용되었다. [그림 12]에는 피난연락갱의 시공장면이 나타나 있다. 

3. Rastatt 터널 붕락 사고   

3.1 사고 및 복구 경위  

2017년 8월 12일 오전 11시경 터널 공사현장의 센서는 터널 위에 있는 기존 노선의 선로가 침하하고 있음을 나타냈다. 노선을 따라 설치된 신호가 위험으로 나타나 모든 열차는 자동으로 운행이 중단되었다. [그림 13]에서 보는 바와 같이 약 6~8m 길이의 선로구간에서 0.5m 정도 함몰되었다. 이 구간의 터널 토피고는 4∼5m로 터널의 길이에 걸쳐 지반을 -33°C의 냉각액으로 동결시켜 터널을 안정시킨 상태였다. 터널은 완전히 얼어붙은 재료를 통해 205m의 길이에 걸쳐 작동하도록 시공되었다. 상부 지반 및 궤도 함몰직후 과다한 지하수 유출로 인해 처음에는 터널에 접근할 수 없었으며, 터널의 붕락이 임박한 것으로 추정되었다.

사고발생직후, DB Netze는 지반을 안정화하기 위한 작업과 함께 운행중단된 노선의 재개 계획을 수립하였다. Rheintalbahn 철도노선은 당초 8월 26일까지 봉쇄될 것으로 예상되었지만 10월 2일까지 노선이 폐쇄되었다. 폐쇄 기간 동안 Rastatt와 바덴바덴 사이에 비상버스서비스가 운행되었다. 이 서비스는 8월 14일부터 6분 간격으로 운영되었으며, 승객들은 최소 1시간의 이동 시간 연장을 기대하도록 안내받았다. 8월 13일, 인근 4개 주택의 거주자들은 떠날 것을 요청받았다.

DB 철도 운영은 대규모 우회와 다른 운송 모드로의 이동에 초점을 맞춘 대체 개념을 검토했으며, 사고현장의 복구공정이 고려되었다. 됐다. 대규모 분산운영체계하에서 주변 철도는 임시로 24시간체계로 운영되었다. 이로 인한 화물 회사의 수익 손실을 주당 1,200만 유로로 추산했으며, 모든 대규모 전환에도 불구하고 몇 개의 우회로가 차단되었기 때문에 부족한 용량 상태에서 이용할 수 밖에 없었다.

2017년 8월 15일, 터널의 안정화는 여전히 해결해야 할 질문들이 남아있었음에도 불구하고, 노선 복구 작업이 이미 수행되었다. 50m 길이의 동측 터널은 지반을 안정시키기 위해 콘크리트로 채우는 임시복구공사를 통해 가능한 한 빨리 철도 노선을 다시 개통할 수 있었다. 이 과정에서 기존의 TBM 장비를 포기해야 했는데, 1800만 유로의 가치를 지닌 TBM이 지반속에 남아있기 때문이다. 그 당시에는 동측 터널이 손상된 것을 해결할 방법과 프로젝트의 전반적인 완료가 불분명했다.

2017년 10월 2일, 붕괴로 인한 손상으로 거의 두 달 동안 사용할 수 없게 된 기존 철도 노선이 다시 개통되었다. DB는 길이 120m, 너비 15m, 깊이 1m의 대형 콘크리트 슬래브를 시공하였다, 동측 터널위에 있는 오래된 지상 철도를 위한 교량 역할을 효과적으로 수행하기 위해, 서측 터널 위에 두 번째 슬래브가 시공되었다. 기존 철도의 일부구간은 레일, 400대의 침목, 약 2,500톤의 밸러스트, 그리고 두 개의 콘크리트 슬래브 위에서 보어의 위치를 통과하도록 노선을 재배치하여 시공되었다. 노선 폐쇄와 철도 고객들에게 야기된 광범위한 혼란과 관련된 비용은 20억 유로에 달하는 것으로 추정되었다, 철도 화물 사업자들은 붕괴와 그에 따른 혼란으로 인한 사업에 대한 영향에 대한 보상을 요구했지만, 일부 회사들은 특히 DB가 터널 부지 주변에 일시적인 저속 전용선을 제공하지 못했고, 일반적으로 재난 완화 계획이 부족하다고 공개적으로 비판했다.

3.2 사고 현황 분석  

터널 붕락 및 지반함몰 사고가 발생한 구간은 [그림 14]에서 보는 바와 같이 동측 터널구간으로서 TBM 막장면 커터헤드 후방 구간이다. 본 구간 기존 철도하부 약 4m의 저토피 통과구간으로 TBM 굴진전에 지반동결공법에 의해 보강된 구간이다. 동측 터널의 선두 TBM은 레일 선로 아래 약 40m를 지난 상태의 3,974m 지점이다. 

서측 터널은 4,250m 드라이브에서 3,064m로 동측 TBM보다 약 1,000m 후방에 있었으며, 동측터널의 사고로 TBM 굴진이 완전 중단되었다.

[그림 15]에는 터널 붕괴 및 레일 함몰사고에 대한 현황도가 나타나 있다. 그림에서 보는 바와 같이 커터헤드 후방구간에서 터널 손상 및 붕락이 발생하였고, 상부 Rhine Valley 철도의 지반함몰과 함께 궤도가 완전히 뒤틀리고 손상되었다. 긴급조치로서 손상구간에 콘크리트를 채우고, 차단용 콘크리트 플러그를 설치하여 추가적인 붕괴 및 손상을 방지하도록 하였다. 그림에서 보는 바와 TBM 터널장비는 안전성을 확보하기 위하여 이완 토사 및 보강 콘크리트와 함께 완전히 지반속에 묻히게 되었다.  

3.3 사고 원인 추정   

8월 21일 관계당국에 따르면 철도 선로 아래 및 TBM 뒤쪽 40m 지점의 터널 부분 라이닝은 균열이나 붕괴가 아니라 500mm 두께 x 2m 길이 세그먼트 링의 7개 부분이 틈(gap)을 만들어 지하수과 주변 토사의 침투를 허용한 것으로, 이는 동결시스템의 고장과 TBM이 구역을 통과할 때 주변 지반의 과도한 굴착 가능성을 나타낸다고 보고되었다.   

터널 붕락사고의 정확한 원인은 현재 동결 관리, 계측 및 모니터링 검토, TBM 작동 및 운영자 로그를 포함한 광범위한 조사 대상으로. 높은 여름 기온과 폭우 기간이 겹치면서 지반 동결 작업의 무결성(integrity)이 훼손된 것으로 보고 있다.

특히 지반동결공법적용시 기후 조건변화를 위한 동결작업을 준비하는 것뿐만 아니라, 본 현장과 같은 적용에서는 TBM 장비 및 시스템의 작동과 벌크헤드 전방의 굴착 챔버내 슬러리 굴착 프로세스에서 발생하는 열도 충분히 고려해야 한다. 지반을 지지하기 위한 동결 유지와 상부의 무겁고 규칙적인 열차 트래픽 사이의 불균형은 TBM이 동결된 지반에 갇히거나 슬러리 순환 시스템 또는 기타 작동 유체가 적용된 동결 조건에서 동결되는 것을 방지할 가능성이 있는 것으로 분석되었다. 

Rastatt 터널이 기존 트윈 트랙 철도 노선 하부 5m 구간을 수평 지반동결로 보강된 함수질의 모래와 자갈을 통과하는 동안, 지반동결시스템의 실패와 세그먼트 라이닝의 무결성(integrity) 상실은 철도 선로하부 지반 손실(ground loss)가 발생하여 터널 주변지반과 지하수가 TBM 터널내로 급격히 침투되면서 터널 붕괴사고가 발생한 것이다. 또한 붕괴의 가장 가능성 있는 원인은 당시 높은 여름 기온으로 인한 지반동결 지지의 실패와 국지적인 폭우를 동반했기 때문으로 파악되었다. 

Rastatt 터널의 설계 및 시공조건과 사고 현황으로부터 다음과 같은 문제점을 도출하게 되었다.  

■ 동결지반과 그라우팅 품질관리

동결지반 구간에서 세그먼트 라이닝 링갭(ring gap)이 제대로 채워지지 않았을 가능성이 있으며. 동결지반을 통과하는 TBM 굴진과 그라우팅 작업에 몇 가지 특별한 문제가 포함될 수도 있다. 동결지반에 대한 굴진은 경암반 드라이브의 특징을 가지고 있으며, 이는 실드 스티어링을 가능하게 하기 위해 약간의 오버 굴착이 필요하다. 대부분의 실드 TBM은 실드 테일을 통과하는 그라우트 라인을 사용하여 테일 씰 바로 뒤의 갭을 채우게 된다. 단단한 암반 조건에서는 과도한 굴착으로 인해 모르타르가 TBM의 본체 주변과 전면으로 흘러들어가 작업실로 들어가 세그먼트 라이닝 외부에 공극을 남기는 경향이 있다. 이러한 공극은 가능한 빨리 후행 갠트리 중 하나의 상단에서 세그먼트를 통과하는 보조 그라우팅 작업으로 채워져야 한다. 그러나 갭 바깥에 동결된 지반의 경우, 공극(void)이 지하수에 의해 채워질 수 있으며, 이는 또한 동결될 수 있으며, 굴진과정 중에 터널 내부에 열로 인해 공극내 얼음이 녹아서 세그먼트가 지지되지 않을 수 있다. 

■ 유동성 지반(Flowing ground)과 세그먼트 라이닝 파괴

Rastatt 터널 붕괴 사고에 대한 원인에서 프리케스트 콘크리트 세그먼트 라이닝의 파괴 가능성도 있다. 하지만 라이닝이 설계되지도 의도하지도 않은 하중에 의해 붕괴될 수도 있다는 것으로 가능한 조건은 유동성 지반이다. 토사층에서 자하수가 유입되어 흐름이 발생하는 경우는 상당한 파괴력을 가지게 된다. 세그먼트 라이닝은 영구상태에서의 정적 지반력과 시공단계에서의 작용 하중을 고려하여 설계되지만, 유동성 지반에서의 엄청난 동적이고 변화 가능한 지반력을 견딜 수 없다는 점이다. 따라서 이러한 지반의 터널공사에서 접근 방식은 지반 유동을 방지하기 위한 조치를 적절히 취하고 관리해야 한다. 당연히 이러한 조치가 실패하면 세그먼트 라이닝의 링이 유지되지 않는다. 

4. 긴급 조치 및 복구 대책   

2017년 8월 12일, 두 터널의 터널 공사는 붕괴 직후에 중단되었고, 대신 안정화 작업으로 초점이 전환되었다. 그러나 서측 터널의 상태에 충분히 자신감이 있었기 때문에 2017년 9월 초에 서측 터널에서 TBM 작업이 재개되었다. 붕괴의 영향을 많이 받은 동측 터널에 대한 작업은 이 시점에서 무기한 중단되었다. 터널 붕괴의 책임을 규명하기 위해 총 60개의 보어홀이 포함된 지반 상태에 대한 상세한 평가가 수행되었다.

2017년 10월 초, 임시조치로 타설된 콘크리트에 묻힌 TBM의 잔해를 땅에서 파내어 복구하자는 제안이 제기되었지만, 동측 터널의 건설을 재개하는 방법에 대한 즉각적인 계획은 없었다. 2018년 1월까지 복구 작업은 아직 미결 상태였고 복구가 이루어지지 않았다. 2018년 7월까지 동측 터널에서는 비상 탈출구 역할을 하고 추가 건설 작업 중 물류를 지원하기 위한 개착구를 만드는 등 제한적인 활동이 이루어졌다.

2019년 8월 DB Netze는 Rastatt 터널의 건설 활동이 2020년 중에 완전히 재개될 것이며, 완공 날짜는 당초 계획보다 3년 늦은 2025년에 이루어질 것으로 예상된다고 발표했다. Rastatt 터널은 손상되지 않은 서측 터널의 나머지 200m를 완료하기 위한 작업을 계속할 것이며, 완료된 서측 터널의 노선을 따라 700m 구간을 재배치하여 동쪽 터널의 건설 현장에서 멀어지게 할 것이다. 2021년까지 예상되는 선형 조정 후 콘크리트 벽체를 필요한 깊이까지 삽입한 후 개착터널 방식으로 동측 터널의 나머지 부분을 굴착해야 한다. 

터널이 완성되면, 터널은 다시 메워져야 하며 기존 철도는 동쪽 터널위에 위치해야 한다. 여러 개의 교차로와 출입구 입구를 건설하는 것을 포함한 마무리 작업은 2024년까지 걸릴 것으로 예상되었다.

4.1 긴급 조치   

주요 화물 및 여객 철도 노선 아래 지상 동결 지원과 관련된 TBM 터널공사중 붕괴는 카를스루에와 바젤 사이의 모든 철도 교통을 중단시키고, 이 과정에서 TBM을 매몰시키면서 긴급 대책으로 콘크리트 충전을 요구했다. Rastatt 터널 사고에 즉각적인 대응조치로는 먼저  손상된 터널 구간의 즉각적인 안정화하기 위하여 2017년 8월 17일부터 콘크리트 플러그 설치하여 손상된 부분과 4,000m 길이의 터널의 손상되지 않은 부분을 분리하였다. 커터헤드 뒤쪽 약 150m 지점에 콘크리트 플러그를 만들기 위해 드릴링공 3개를 설치하고 TBM 격벽에서 플러그까지 손상된 터널 구간은 약 10,500m3의 콘크리트로 채워 안정화하였다. 2017년 8월 25일, 터널의 채우기가 완료되었고 예방적으로 대피한 주민들은 집으로 돌아왔다. [그림 16]은 터널사고 직후 실시된 콘크리트를 충진하는 장면이다.

[그림 17]은 터널 붕락구간에 대한 긴급 보강조치 현황도가 나타나 있다. 그림에서 보는 바와 같이 터널 막장에서 160m 후방에 천공하여 콘크리트 채워 콘크리트 플러그를 형성하는 장면을 볼 수 있다. 

4.2 기존 철도 운영 대책 

하루에 최대 370대의 열차가 철도 노선의 폐쇄된 구간에서 우회하도록 하고, 여객 열차 여행을 관리하는 버스와 철도에서 하루에 170~200대의 장거리 화물 열차에 대한 우회 경로를 찾아야 했다. 선로의 안전하고 지속적인 복구를 위해 터널 위와 기존 상부 구조물 아래에 275m 구간에 의 콘크리트 슬래브가 시공되었으며, 콘크리트 슬래브의 시공이후 자갈, 레일의 부설과 신호 기술의 설치가 시작되었다. 지반의 안정화를 위해 서측터널 위에 두 번째 콘크리트 슬래브를 설치하였다. 2017년 10월 2일 라인 계곡 철도는 원래 계획보다 5일 일찍 운행을 재개했다. 

[그림 18]은 터널 붕락구간에 콘르리트 슬래브 타설 현황도가 나타나 있다. 그림에서 보는 바와 같이 지표면에 콘크리트 슬래브를 타설하고 노반을 설치하여 열차운행이 가능하도록 하였다. [그림 19]에는 서측터널위에 두 번째 콘크리트 슬래브를 설치하였다.  

4.3 터널 복구 프로세스   

최종적으로 붕락구간에 복구공사는 파묻친 TBM 장비를 해체하고, 손상된 세그먼트 라이닝을 파쇄후 제거한 후 새로운 개착 터널 구조물을 만드는 시공하는 것으로 결정되었다. 이러한 복구작업을 수행하기 위하여 우선적으로 길이 200m, 깊이 17m의 굴착 피트를 시공하였다. 

[그림 20]에는 터널 붕락구간 복구공사를 위한 굴착 피트 현황이 나타나 있다. 동측 터널의 복구공사중 서측 터널에 대한 안전 영향 및 열차 운행에 대한 지장을 최소화하기 위하여 시트파일 등의 지반보강공사를 진행하였으며, 지하수 유입을 완전히 차단하기 어려워 수중 작업 등을 수행하였다.  

[그림 21]에는 터널 붕락구간 복구공사를 위한 충진된 콘크리트를 파쇄하는 장면과 파묻친 TBM 장비를 해체하는 장면이 나타나 있다.   

4.4 터널 복구 절차    

새로운 터널 구조물을 설치하려면 먼저 TBM 장비를 꺼내야 한다. 이를 위해서는 먼저 깊이 17m, 길이 200m의 굴착 피트를 만들어 복구되었다. 콘크리트로 채워졌던 선로 아래의 동측 터널은 콘크리트 플러그 구간에서부터 복구작업을 시작하였다. DB 독일 철도는 서쪽 터널의 굴진작업이 끝날 때까지 동측터널에서 복구작업을 계속할 수 없었다. 왜냐하면 Rheintalbahn 궤도는 700m의 거리에 걸쳐 서쪽 터널 위로 재배치되어야 하기 때문입니다. 그런 다음 길이 200m, 폭 17m의 공사용 피트를 굴착하고, 기존 터널 구간과 TBM을 해체한 후 개착 공사방식으로 복구공사를 진행하고 있다. 마지막 단계로 굴착 피트가 다시 채워지고 철도 선로의 원래 선형이 완전히 복원된다.  

[표 1]에는 Rastatt 터널붕락구간에 대한 긴급 공사 및 복구공사 프로세스가 정리되어 있다. 표에서 보는 바와 같이 터널 복구공사는 사고 구간인 동측터널의 재굴착을 중심으로 서측 터널을 활용하여 기존 철도의 운행과 연계하여 최종 복구공사계획이 수립되었으며, 가장 중요한 점을 기존 철도 운행에 지장을 최소화하도록 하는 것이다. [그림 22]에는 터널 복구공사에 대한 4단계 프로세스가 나타나 있으며, [그림 23]과 [그림 24]에는 현재 진행중인 터널 복구공사의 모습이 나타나 있다. 

5. 기술적 이슈 사항과 교훈   

5.1 기술적 이슈 사항

지금까지 Rastatt 터널붕락사고에 대한 제반 사항을 살펴보았다. 본 사고는 토사층의 기존 철도하부구간을 지반동결공법으로 지반을 보강하여 TBM 터널로 통과하는 과정에서 발생한 사고이다. 붕락사고 이후 터널기술자를 중심으로 다양한 기술적 문제점에 대하여 논의가 진행되었으며, 이를 정리하면 다음과 같다.  

■ 종단선형과 토피고 

기존 철도 하부통과 종단선형상 토피고가 왜 그렇게 얕았는가? 4.3km의 TBM 터널에서는 종단 선형을 더 깊게 하여 언더패스할 수 없었는지, 토피고 4∼5m는 최소 터널직경(D)의 0.5D 미만이다. 

■ 지반동결과 슬러리 쉴드 TBM

지반 동결과 슬러리 TBM 굴착이 양립할 수 있을까? 또한 경험은 있는가? 슬러리 TBM의 운영은 유동 굴착(fluid excavation) 및 먹운반(muck haulage) 시스템에 의존하며, 유입되는 신선한 슬러리, 배출되는 슬러리 그리고 굴착 챔버의 슬러리 혼합 작업 모두에 대해 슬러리 유체를 유지하는 것과 동결된 지반지지 환경을 확보하는 것 사이의 균형을 관리하는 것은 규정하는 것뿐만 아니라 유지하는 것도 매우 어렵다.  

■ 선로하부에서의 지반동결공법

지반 동결파이프의 길이는 적정했는가? 동결 파이프는 철도 양쪽 100m에 위치한 두 개의 작업구에서 수평으로 설치되었고 각 작업구에서 100m 길이의 드릴로 천공되었는데, 두 동결 파이프 설치의 끝은 레일 선로 바로 하부에 위치하며, 총 길이 200m의 중간 지점에 있다. 그렇다면 이 중요한 중간 지점에서 동결 설치의 접합점과 중복점은 문제가 있을 수 있으며, 파이프가 수평이어서 100m 수평시추 후 파이프의 편차를 보장할 수 없었고 선로 내부 또는 선로 근처에서 작업해야 했기 때문에 지표면에서 동결을 확인할 방법이 없다는 점이다. 분명 그 중요한 중간 지점과 선로 아래에서 동결이 분명히 실패했다는 것이다.

■ 세그먼트 라이닝의 손상

왜 세그먼트 라이닝이 벌어졌는가? 고리 모양의 백필은 어디에 있었는가? 아마도 그것 또한 지반이 동결된 환경에 의해 악영향을 받았을 것으로 판단된다. 세그먼트 라이닝의 완전한 시공은 주변 지반의 지반동결안정화에 의해서만 가능하며, 모니터링 및 계측 결과에 의해 확인이 어려웠는지 확인해야 하며, 동결 작동에 대한 정확한 모니터링은 잠재적 동결 실패를 확인했어냈어야 한다.

■ 열차진동의 영향

무거운 열차하중과 열차 진동이 얕은 토피고 하부에서 세그먼트 라이닝과 TBM 운영 어떤 영향을 미쳤을까? 안전하고 확실한 지반동결이 중요하지만 선로 아래에서 심각한 지반 히빙을 야기하지 않았지만 무거운 열차하중 세트와 교통량이 많은 선로 하부에서 그렇게 밀접하게 동결 작업을 하는 것이 과연 좋은 아이디어가 될 수 있었는지 검토할 필요가 있다.  

■ TBM 공법으로의 설계변경

계약 조달방법, 해당 계약의 리스크 분담 체제, 당초 열차 하부의 오픈페이스 운영에 대한 대안으로서 TBM 공법대안의 변경 승인 프로세스가 어떻게 가능했는지 확인해보아야 한다. [그림 25]에서 보는 바와 같이 당초 설계는 동결지반공법을 적용한 NATM 공법이었지만 터널공법의 연속성(시점구간은 TBM 공법)과 시공성 그리고 경제성을 고려하여 TBM 공법으로 변경되었다. 특히 TBM 공법으로 변경시 이는 대한 기술적 리스크와 문제점을 충분히 고려하였는지 검토할 필요가 있다.

5.2 터널사고의 교훈과 분쟁   

터널 붕락사고의 발생은 터널 산업전체의 역량을 반영하는 것이다. 터널링은 정치적 또는 지리적 경계가 없는 전문 지식과 모범 사례를 가지고 있으며, 수백 수천 건의 이름 없는 성공을 이루어온 진정한 글로벌 산업 중 하나로서 미래의 산업을 형성하는 실패가 적은 분야이기도 하다. 또한 지하 굴착과 터널링 작업을 고려하는 모든 사람들에게 실패나 사고가 생각하는 것처럼 간단하거나 쉽지 않다는 것을 상기시켜준다. 문제가 발생하면 그 결과는 프로젝트 자체에 치명적일 뿐만 아니라 작업자에게 치명적일 수 있으며, 환경에 미치는 영향과 관련 인프라에 미치는 영향은 치명적일 수 있다. 산업을 발전시키기 위해서는 문제를 강화하는 것이 필수적이지만, 리스크를 관리하고 실패의 원인과 결과로부터 배우는 것이 마찬가지로 중요하다.

본 사고는 독일의 터널 산업에 재앙이 될 것을 우려되고 있다. 영국 히드로 공항철도 붕괴사고 이후 경험했던 것처럼, 어떤 대가를 치르더라도 터널 프로젝트에 대한 보험을 제대로 확보할 수 없다는 점에서 터널링 프로젝트의 리스크 노출에 대한 충분한 고려를 하지 않는 보험업계가 각성하는 계기가 되었으면 한다. 

당초 독일 및 유럽 철도망에 상당한 피해를 준 Rastatt 터널의 붕괴가 없었다면 2022년 가동되었을 것이다. Rastatt 터널은 반드시 필요한 기반시설로서, Rhine Alpine선의 이 구간을 더 효율적으로 만들기 위해 Rastatt 도시 아래의 혼잡한 노선에 화물 열차를 운행했을 것이다.

선로의 손상과는 별개로 철도 회사들은 엄청난 규모의 재정적인 손실을 입었다. 터널사고 후 5년이 지난 2022년, 철도 화물부문의 손실은 총 1억 유로에 달한다고 한다. 몇몇 회사들은 이러한 손실을 보상받을 것이라고 주장했지만, 지금까지 답이 없는 상태이다. 이른바 증거 수집과정이 여전히 진행 중이며, 사고 원인은 공식적으로 보고되지 않고 있다.

2017년 TBM 터널 붕괴사고가 발생한 뒤 계획한 복구 재건계획에 따라 2025년 터널이 완공될 예정이었다(그림 26). 하지만 2023년 현재 DB에 의하면 Rhine Alpine선은 있는 Rastatt 터널의 완공은 다시 미루어져 2026년 중반까지 운영되지 않을 것이라고 한다. 

본 사고는 터널붕락사고로 인하여 기존 철도의 운행지장을 초래하고 신설철도의 개통을 상당기간 지연시키게 됨에 따라 터널사고에 의한 경제적 손실이 발생한 메가톤급 대형 건설사고라 할 수 있다. 특히 터널 사고원인에 따라 발주자, 시공자 및 보험업계 등에 미치는 영향이 매우 크기 때문에 이에 대한 법적공방과 분쟁 그리고 갈등이 오랫동안 지속될 것으로 예상된다. 

참고문헌

1. Tunnel Rastatt: Bau der Tunnelrohren geht weiter / Sachstand und Vorgehen beim Weiterbau des Tunnels Rastatt,  DB NETZE 

2. Tunnel Rastatt: Aketulle Bauarbeiten auf der Bastelle, DB NETZE

3. Ausbau und Neubaustrecke Karlsruhe-Basel, Karlsruhe-Rastatt Süd: Information zum aktuellen Stand der Arbeiten, DB NETZE 

4. Info-Center Tunnel Rastatt Ausstellungsangebot und Besucherführungen, DB NETZE 

5. Herzlich willkommen im Info-Center Tunnel Rastatt! DB NETZE 

6. Infobrief Tunnel Rastatt, Sibylla-Augusta erreicht den Zielschacht, DB NETZE 

7. Infobrief Tunnel Rastatt, Neue Wege für Gleise und Fußganger, DB NETZE 

8. Rohbau Tunnel Rastatt Ausbau und Neubaustrecke Karlsruhe-Basel, DB NETZE 

9. Exkursionsbericht Tunnel Rastatt, 2019

10. The Rastatt Tunnel, A Key Project in Many Respects, Swiss Tunnel Congress 2016

11. Computational Analysis of Segmental Linings in Mechanized Tunneling, SFB 837 Interaktionsmodelle für den maschinellen Tunnelbau

12. Further feedback on the Rastatt tunnel collapse and failure of its segmental lining, TunnelTalk, 2017  

13. Ground freezing TBM drive collapse in Germany, TunnelTalk, 2017 

14. Rastatt collapse raises a list of queries and concerns, TunnelTalk, 2017

제9강 - 요점정리   

제9강에서는 Rheintalbahn 철도공사의 Rastatt TBM 터널공사에서의 발생한 터널 붕락  및 궤도/지반함몰 사고사례를 중심으로 사고의 발생 원인과 교훈에 대하여 고찰하였다. 본 사고는 기존 철도하부통과 구간에서의 TBM 터널공사중 발생한 붕괴사고로서, 본 사고 이후 저토피 토사층에서의 TBM 터널공사에서의 사고를 방지하기 위한 설계 및 시공상의 다양한 개선노력이 진행되어 TBM 시공기술이 발전하는 계기가 되었다. 본 TBM 터널 사고를 통하여 얻은 주요 요점을 정리하면 다음과 같다. 

■ TBM 터널에서의 지반동결 리스크

본 TBM 터널구간은 기존 철도하부를 저토피로 통과하는 구간으로 TBM 굴진공시 지반개량효과를 증진하기 위하여 TBM 굴진전 기존 철도하부지반에 지반동결공법을 적용하였다. 사고가 발생한 구간은 하부에 모래층의 대수층이 분포하고 있어 세그먼트 라이닝 배면 그라우팅과의 갭을 통하여 지하수가 터널 내부로 급격하게 침투된 것으로 분석되었다. 따라서 토사지반구간에서의 지반동결공법 및 배면 그라우팅공법 적용시 동결체의 품질관리가 무엇보다 중요하므로 지반상태를 면밀히 관찰하고 이에 대하여 보다 적극적으로 대응하여야만 한다.       

■ 저토피 철도하부통과구간에서의 TBM 터널링 리스크  

본 사고는 기존 철도하부를 TBM 공법으로 저토피 터널로 통과하는 구간에서 발생하였다. 특히 기존 열차가 운행되는 구간에 저토피로 통과하는 것은 상대적으로 시공리스크가 큰 취약한 구간이라 할 수 있다. 본 현장에서는 지반을 개량하고 차수성능을 확보하기 위하여 지반동결공법이 적용되었지만, 지속적인 열차하중과 주변 지반 온도상승으로 동결체가 약화되고 폭우로 인한 지하수위 상승으로 라이닝 배면으로 지하수가 유입되고, 터널 주변 지반이 이완되고 이완영역이 급격히 확대되면서 지반함몰이 발생한 것으로 판단된다. 따라서 지반동결공법 시공시 주변 지반에 대한 차수성능을 확인하고 지하수 유입 등의 문제발생시 보다 즉각적이고 능동적인 비상 대응체계가 요구됨을 알 수 있다.  

■ 사고원인조사와 복구 방안 수립

본 사고가 발생한 직후 발주처인 DB에서는 사고조사위원회를 구성하여 설계 및 시공에 대한 철저한 조사를 통하여 사고 원인을 규명하고 복구방안을 제시하였다. 사고는 TBM 막장 후방의 세그먼트 라이닝 설치구간에서 발생한 것으로, 지반동결체의 내부 결함(defect)과 라이닝 배면의 갭(gap)으로 인한 모래층에서의 파이핑(piping)으로 지하수와 토사가 터널내로 급격히 유입되고 주변 지반이 유실됨에 따라 지반 함몰과 궤도 손상에 이르게 된 것으로 파악되었다. 긴급복구로는 손상/붕락구간에 콘크리트로 채우고, 콘크리트 플러그를 설치하여 손상부를 차단하였으며, 상부에 콘크리트 슬라브를 시공하여 기존 철도운행을 재개하도록 조치하였다. 복구 방안으로는 TBM 터널과 TBM 장비를 포기하고 붕락 및 영향구간에 대한 개착박스 터널로 재시공하는 방안을 채택하였다. 2017년 터널사고 이후 긴급공사와 복구공사를 꾸준히 진행하였으나, 기존 철도운행 재개를 고려하고 사고 현장에서의 TBM 장비 제거, 서측 터널 및 운행철도에 대한 안전조치 등의 문제로 인하여 당초 목표인 2025년 개통도 불투명한 상태이다.        

■ TBM 터널 사고와 교훈  

본 사고는 토사지반에 지반동결공법의 시공관리, TBM 터널에서 배면 그라우팅 품질관리 그리고 동결지반을 슬러리 타입의 TBM 공법으로 굴진되는 시공관리 상의 문제점 등을 확인할 수 있었고, 특히 기존 철도하부 저토피 구간 터널공사에서의 설계변경 절차 및 시공관리방법 등의 건설공사의 관리상의 제반 문제점을 확인할 수 있는 계기가 되었다. 또한 본 사고는 터널 사고로 인하여 기존 철도운행을 중단시키고, 기존 철도운행에 심각한 영향을 주어 막대한 경제적 손실을 초래하게 되었고, 신규 철도 개통의 상당한 지연으로 인한 독일  및 유럽에 대한 경제적 손해를 끼치게 되었다. 현재 발주처를 중심으로 철저한 조사와 검토를 진행하고 있으며, 본 TBM 터널사고에서의 사고원인 규명과 복구방안 대책 등을 수립하여 독일에서 TBM 터널공사 안전관리 및 시공관리시스템을 개선시키게 되었다.  

이제 제9강이 마무리되었다. 보다 자세한 내용은 참고문헌을 읽어주기 바란다. 독일 Rheintalbahn 철도 Rastatt TBM 터널 붕괴사고는 독일 터널공사의 안전문제에 대한 시공관리시스템을 전환하는 중요한 사고였다. 독일은 TBM 장비를 독자적인 기술로 제작하고, TBM 터널기술을 지속적으로 가져온 TBM 터널 선진국이라 할 수 있다. 하지만 교통인프라의 건설의 급격한 증가로 인하여 공기 준수와 공사비 절감이라는 목적을 달성하기 위하여 체계적인 시공관리가 제대로 운영되지 못한 상태였다. 특히 Rastatt 터널 사고로 인한 기존 철도의 운행중단 문제는 토목기술자뿐만 아니라 일반 국민들과 정부당국에게도 상당한 부담을 준 사고로 특히 발주처에 대한 비판과 부실시공에 대한 여론이 급증하는 계기가 되었다. 또한 Rastatt 터널 사고는 붕괴 구간에 대한 복구공사의 지연으로 새로운 철도 개통이 상당히 지연되어 경제적 손실이 엄청나게 증가되고 있는 대표적인 터널재난 사고사례라 할 수 있다. 

또한 본 TBM 터널사고는 상당한 리스크가 있는 기존 철도하부 저토피 통과구간에서 발생한 사고로 동결지반구간에서 슬러리 TBM 공법으로 굴진시 동결체의 품질관리 및 TBM 시공관리의 중요성을 인식하게 되는 중요한 계기가 되었다고 할 수 있다. 따라서 토사지반구간에 시공되는 지반동결공법의 시공관리 및 배면 그라우트의 효과를 확인하는 품질관리가 무엇보다 중요하며, 특히 폭우에 의한 지하수 영향과 하절기 온도상승에 따른 동결체의 영향 등에 대한 세심한 주의와 관리가 무엇보다 요구된다 할 수 있다. 또한 여러 가지 리스크가 복합적으로 작용하는 구간(저토피, 토사층, 기존열차 하부통과, 지반동결. 슬러리 쉴드  TBM, 폭우, 하절기 외부 온도 등)하에서 지반 및 시공리스크를 최소화하거나 극복할 수 있는 설계 및 시공기술이 더욱 신중하게 검토되고 적용되어야 할 것이다.     

다음 제10강에서는 캐나다 Ottawa LRT 터널공사에서 발생한 붕락사고로부터 사고 원인과 메커니즘 분석, 임시대책 및 보강·복구 방안 그리고 사고로부터 배울 수 있었던 교훈에 대하여 설명하고자 한다. 이것은 도심지 NATM 터널공사중에 발생한 실제 붕락사례를 기초로 한 것으로 도심지 NATM 터널에서의 사고 문제에 관심이 많은 지반 및 터널 기술자들에게 실제적으로 도움이 될 것이다.