도시철도 지하 구조물의 내진 성능 보강에 관한 연구 : 역삼역을 중심으로 A Study on Seismic Reinforcement of Current Underground Rail Transit Structure : Focusing on Yeoksam Station원문보기
최근 포항지역 지진 발생으로 ‘지진으로부터 안전한 지하철’ 구축에 대한 요구가 지속해서 증가함에 따라 ‘지진·화산 재해대책법’ 및 국토교통부 ‘도시철도 내진설계 기준, 국토교통부 고시 제2013-400호, 2013.07.01’ 준수에 따른 도시철도 이용자의 안정성을 확보코자 도시철도 구조물 141.5 km의 내진 성능 예비평가를 용역을 수행하고 조사한 결과를 바탕으로 총 105.9 km 내진 성능 상세평가 및 보강방안이 수립되었다. 이 중에서 1∼4호선 총 118개 역 중 30개 역 6.8 km 구간과 고가, 교량, 지하 본선 46.4 km 구간만을 대상으로 하고 있다. 내진설계가 적용되지 않은 기존 도시철도 지하 구조물에 대하여 2005년에 제정된 ‘도시철도 내진설계 기준(건설교통부)’에 따라 구조물의 내진 성능향상에 관한 공사가 시행되고 있으나, 공구마다 다른 업체들에 맡겨진 공사와 2018년 J 언론사의 보도와 같은 지하수위 미적용 사례 등 문제점을 가지고 있다. 도시철도의 내진보강은 ‘붕괴방지’ 수준을 목표로 하고 있어 2차 피해인 화재에 취약하고 ‘인명구조’ 및 ‘기능수행’ 회복은 어려우며, 소방시설에 대한 내진보강이 계획되어 있지 않다. 기존 지하 구조물은 기둥에 거의 밀착한 각종 배관, 배선, ...
최근 포항지역 지진 발생으로 ‘지진으로부터 안전한 지하철’ 구축에 대한 요구가 지속해서 증가함에 따라 ‘지진·화산 재해대책법’ 및 국토교통부 ‘도시철도 내진설계 기준, 국토교통부 고시 제2013-400호, 2013.07.01’ 준수에 따른 도시철도 이용자의 안정성을 확보코자 도시철도 구조물 141.5 km의 내진 성능 예비평가를 용역을 수행하고 조사한 결과를 바탕으로 총 105.9 km 내진 성능 상세평가 및 보강방안이 수립되었다. 이 중에서 1∼4호선 총 118개 역 중 30개 역 6.8 km 구간과 고가, 교량, 지하 본선 46.4 km 구간만을 대상으로 하고 있다. 내진설계가 적용되지 않은 기존 도시철도 지하 구조물에 대하여 2005년에 제정된 ‘도시철도 내진설계 기준(건설교통부)’에 따라 구조물의 내진 성능향상에 관한 공사가 시행되고 있으나, 공구마다 다른 업체들에 맡겨진 공사와 2018년 J 언론사의 보도와 같은 지하수위 미적용 사례 등 문제점을 가지고 있다. 도시철도의 내진보강은 ‘붕괴방지’ 수준을 목표로 하고 있어 2차 피해인 화재에 취약하고 ‘인명구조’ 및 ‘기능수행’ 회복은 어려우며, 소방시설에 대한 내진보강이 계획되어 있지 않다. 기존 지하 구조물은 기둥에 거의 밀착한 각종 배관, 배선, 덕트 등 지장물들로 인하여 공기는 지연되고 더 큰 비용이 요구되는 등의 문제점도 남는다. 지진 시 2차 피해인 화재 발생은 지반의 붕괴 또는 진동으로 건축물이 흔들려 보관 중인 유류나 가스관이 파손·누설되어 전기적 요인으로 발화를 일으켜 화재로 발전한다. 구조물의 피해는 입지조건, 환경조건 등을 충분히 고려하여 2차 피해를 최소화하여야 한다. 포항지진에서 소방시설의 피해는 주로 스프링클러설비, 옥내소화전설비, 자동화재탐지설비, 수조 및 소방전기인 유도등과 방송설비에서 일어났다. 본 연구는 화재로부터 지하역사를 보호하기 위하여 소방설비 및 주요시설의 내진보강 필요성을 찾아내고, 그 방법에는 무엇이 있는지 답을 얻고자 하였다. 그리하여 지진이 지하역사에 미치는 영향과 내진 등급별 최소 성능목표를 재점검하였다. 현재 진행된 서울교통공사의 내진보강공사 진척 상황을 점검하여 미비점은 없는지 살펴보았다. 서울의 지질과 암반 및 지하수 분포를 파악하여 역마다 다른 적정 설계 지하수위를 도출하였다. 소방시설과 특히 소화 수조와 배관의 파손 정도를 피해사례와 함께 확인하고 필요한 내진보강 시설 선정 및 적용이 필수적인 내진 제품들을 선정하였다. 최근에는 흔들림 방지 버팀대를 시작하여 스토퍼, 지진 분리장치, 지진 분리 이음의 시험 관련 기술기준과 KFI 인증제품으로 국내에서도 제품인증기준을 도입하였다. 그리하여 ‘붕괴방지’ 수준이 아닌 ‘기능 유지’ 수준까지의 내진보강을 위하여 부족한 점과 필요한 점을 기술하였다. 전체 역사 중 약 4분의 1개 역사에만 내진 보강하면서도 실제 지하수위 적용이 안 된 부분을 지적하고, 2차 피해인 화재로부터 지하역사의 필요한 기능수행을 위하여 주요 소방시설의 내진보강을 제안한다.
최근 포항지역 지진 발생으로 ‘지진으로부터 안전한 지하철’ 구축에 대한 요구가 지속해서 증가함에 따라 ‘지진·화산 재해대책법’ 및 국토교통부 ‘도시철도 내진설계 기준, 국토교통부 고시 제2013-400호, 2013.07.01’ 준수에 따른 도시철도 이용자의 안정성을 확보코자 도시철도 구조물 141.5 km의 내진 성능 예비평가를 용역을 수행하고 조사한 결과를 바탕으로 총 105.9 km 내진 성능 상세평가 및 보강방안이 수립되었다. 이 중에서 1∼4호선 총 118개 역 중 30개 역 6.8 km 구간과 고가, 교량, 지하 본선 46.4 km 구간만을 대상으로 하고 있다. 내진설계가 적용되지 않은 기존 도시철도 지하 구조물에 대하여 2005년에 제정된 ‘도시철도 내진설계 기준(건설교통부)’에 따라 구조물의 내진 성능향상에 관한 공사가 시행되고 있으나, 공구마다 다른 업체들에 맡겨진 공사와 2018년 J 언론사의 보도와 같은 지하수위 미적용 사례 등 문제점을 가지고 있다. 도시철도의 내진보강은 ‘붕괴방지’ 수준을 목표로 하고 있어 2차 피해인 화재에 취약하고 ‘인명구조’ 및 ‘기능수행’ 회복은 어려우며, 소방시설에 대한 내진보강이 계획되어 있지 않다. 기존 지하 구조물은 기둥에 거의 밀착한 각종 배관, 배선, 덕트 등 지장물들로 인하여 공기는 지연되고 더 큰 비용이 요구되는 등의 문제점도 남는다. 지진 시 2차 피해인 화재 발생은 지반의 붕괴 또는 진동으로 건축물이 흔들려 보관 중인 유류나 가스관이 파손·누설되어 전기적 요인으로 발화를 일으켜 화재로 발전한다. 구조물의 피해는 입지조건, 환경조건 등을 충분히 고려하여 2차 피해를 최소화하여야 한다. 포항지진에서 소방시설의 피해는 주로 스프링클러설비, 옥내소화전설비, 자동화재탐지설비, 수조 및 소방전기인 유도등과 방송설비에서 일어났다. 본 연구는 화재로부터 지하역사를 보호하기 위하여 소방설비 및 주요시설의 내진보강 필요성을 찾아내고, 그 방법에는 무엇이 있는지 답을 얻고자 하였다. 그리하여 지진이 지하역사에 미치는 영향과 내진 등급별 최소 성능목표를 재점검하였다. 현재 진행된 서울교통공사의 내진보강공사 진척 상황을 점검하여 미비점은 없는지 살펴보았다. 서울의 지질과 암반 및 지하수 분포를 파악하여 역마다 다른 적정 설계 지하수위를 도출하였다. 소방시설과 특히 소화 수조와 배관의 파손 정도를 피해사례와 함께 확인하고 필요한 내진보강 시설 선정 및 적용이 필수적인 내진 제품들을 선정하였다. 최근에는 흔들림 방지 버팀대를 시작하여 스토퍼, 지진 분리장치, 지진 분리 이음의 시험 관련 기술기준과 KFI 인증제품으로 국내에서도 제품인증기준을 도입하였다. 그리하여 ‘붕괴방지’ 수준이 아닌 ‘기능 유지’ 수준까지의 내진보강을 위하여 부족한 점과 필요한 점을 기술하였다. 전체 역사 중 약 4분의 1개 역사에만 내진 보강하면서도 실제 지하수위 적용이 안 된 부분을 지적하고, 2차 피해인 화재로부터 지하역사의 필요한 기능수행을 위하여 주요 소방시설의 내진보강을 제안한다.
As demands for the construction of earthquake-safe subways have increased due to recent earthquakes in Pohang, a total of 109.5km earthquake resistance performance evaluation and seismic reinforcement plan are developed after preliminary investigation on 141.5 km of SeoulMetro railway structures in ...
As demands for the construction of earthquake-safe subways have increased due to recent earthquakes in Pohang, a total of 109.5km earthquake resistance performance evaluation and seismic reinforcement plan are developed after preliminary investigation on 141.5 km of SeoulMetro railway structures in accordance with ‘Earthquake·Volcanic Disaster Countermeasures Act’ and ‘Urban Railway Seismic Design Standards’ by Ministry of Land, Infrastructure, and Transport (Notice No.2013-400, 2013. 7. 1) to ensure the railway users’ safety. Constructions to improve seismic reinforcement is being implemented to existing SeoulMetro underground structures that do not have seismic design after the enactment of Urban Railway Seismic Design Standards (MOLIT) in 2005. However, each construction zone has problems such as projects are entrusted to different companies and failure to maintain groundwater levels as reported by J media in 2018. In addition, only 6.8 km of 30 stations out of a total of 118 stations on Line1∼4 and 46.4 km of overpass, bridge and underground railway are subject to the project. As it aims for “collapse prevention”, it is vulnerable to secondary damages like fire, difficulty to rescue lives, and recover functional performance. Also, the seismic design for fire protection facilities and the system is not planned at the moment. Existing underground structures impact delays in air movement due to various pipes, wires, and ducts that are in close contact with pillars, thereby it results in expensive costs overall to recover. In the case of an earthquake, fire from secondary damage is caused by damage or leakage of oil/gas pipes in storage due to the collapse and vibration of the ground. The damage to the structures should be minimized with sufficient consideration of location and environmental conditions which will also reduce secondary damage. During the Pohang earthquake, the destruction of fire protection facilities mainly has occurred in the sprinkler, indoor fire hydrant, automated fire detector, water tanks, escape lights, and broadcasting system. This study aims to find the need for seismic reinforcement in fire protection facilities and important infrastructures and methods to secure underground stations from fire. Thus, the impact of earthquakes on underground stations and seismic design’s minimum performance goal for different levels of seismic reinforcement is re-examined. Current SeoulMetro’s seismic reinforcement construction progress is used to identify any deficiencies from the seismic design. Also, by referencing the distribution of groundwater and geology in Seoul, appropriate groundwater levels are derived for each region. Essential seismic design products and facilities that require seismic reinforcement are selected after examining the degree of damages to fire extinguishing tanks and pipes. Recently, SSA’s (Seismic Separation Assembly) testing technologies and standards have been introduced in Korea as KFI certified products starting from anti-shaking supports, stopper, and seismic isolation equipment. Therefore, this paper describes the deficiencies and desired improvements for seismic reinforcement up to the level of ‘maintaining function’ rather than the level of ‘collapse prevention’. Also, it points out that only a quarter of stations have applied appropriate groundwater levels during seismic reinforcement construction and provides suggestions for effective seismic design of fire protection facilities that fulfill their functional performance to prevent secondary damage.
As demands for the construction of earthquake-safe subways have increased due to recent earthquakes in Pohang, a total of 109.5km earthquake resistance performance evaluation and seismic reinforcement plan are developed after preliminary investigation on 141.5 km of SeoulMetro railway structures in accordance with ‘Earthquake·Volcanic Disaster Countermeasures Act’ and ‘Urban Railway Seismic Design Standards’ by Ministry of Land, Infrastructure, and Transport (Notice No.2013-400, 2013. 7. 1) to ensure the railway users’ safety. Constructions to improve seismic reinforcement is being implemented to existing SeoulMetro underground structures that do not have seismic design after the enactment of Urban Railway Seismic Design Standards (MOLIT) in 2005. However, each construction zone has problems such as projects are entrusted to different companies and failure to maintain groundwater levels as reported by J media in 2018. In addition, only 6.8 km of 30 stations out of a total of 118 stations on Line1∼4 and 46.4 km of overpass, bridge and underground railway are subject to the project. As it aims for “collapse prevention”, it is vulnerable to secondary damages like fire, difficulty to rescue lives, and recover functional performance. Also, the seismic design for fire protection facilities and the system is not planned at the moment. Existing underground structures impact delays in air movement due to various pipes, wires, and ducts that are in close contact with pillars, thereby it results in expensive costs overall to recover. In the case of an earthquake, fire from secondary damage is caused by damage or leakage of oil/gas pipes in storage due to the collapse and vibration of the ground. The damage to the structures should be minimized with sufficient consideration of location and environmental conditions which will also reduce secondary damage. During the Pohang earthquake, the destruction of fire protection facilities mainly has occurred in the sprinkler, indoor fire hydrant, automated fire detector, water tanks, escape lights, and broadcasting system. This study aims to find the need for seismic reinforcement in fire protection facilities and important infrastructures and methods to secure underground stations from fire. Thus, the impact of earthquakes on underground stations and seismic design’s minimum performance goal for different levels of seismic reinforcement is re-examined. Current SeoulMetro’s seismic reinforcement construction progress is used to identify any deficiencies from the seismic design. Also, by referencing the distribution of groundwater and geology in Seoul, appropriate groundwater levels are derived for each region. Essential seismic design products and facilities that require seismic reinforcement are selected after examining the degree of damages to fire extinguishing tanks and pipes. Recently, SSA’s (Seismic Separation Assembly) testing technologies and standards have been introduced in Korea as KFI certified products starting from anti-shaking supports, stopper, and seismic isolation equipment. Therefore, this paper describes the deficiencies and desired improvements for seismic reinforcement up to the level of ‘maintaining function’ rather than the level of ‘collapse prevention’. Also, it points out that only a quarter of stations have applied appropriate groundwater levels during seismic reinforcement construction and provides suggestions for effective seismic design of fire protection facilities that fulfill their functional performance to prevent secondary damage.
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