산을 통과하는 터널은 어떻게 만드나요?

Question

도로에서 산을 통과하는 터널을 볼 수 있는데, 산을 통과하는 터널은 어떻게 만드나요? 밑에서 뚫어도 안 무너지는 이유는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 터널의 시공은 크게 천공·장약·발파, 숏크리트, 지보설치, 록볼트 시공, 터널계측 순으로 진행됩니다. 천공은 고체 물질에 원형 단면을 가진 구멍을 뚫는 절삭과정입니다. 천공에 사용되는 연장은 천공기(드릴)라고 합니다.

장약이란 사전적 의미로 총포에 화약이나 탄알을 잼, 또는 총포에 재는 화약이나 탄알이라는 의미입니다. 터널의 발파현장에서는 폭약을 천공에 장전하는 작업이라 할 수 있습니다.

드릴링 점보를 통해 장약공을 만든 후 장약공 안에 지반 강도나 주거지와의 거리에 따른 일정량의 계산된 장약을 넣고 발파시킵니다. 한마디로 암반 등에 구멍을 뚫고 폭약을 설치해 암반을 부수는 작업이라 할 수 있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 김계민 과학전문가입니다.

터널의 구조는아치(arch)는 구부러진 곡선 구조를 말합니다. 아치 구조는 위에서 누르는 힘을 곡선을 따라 아래로 분산시켜 하중을 줄여주기 때문에 예부터 구조적으로 우수한 건축기법입니다. 내부가 뚫려 있는 터널이 산의 무게를 거뜬히 버틸 수 있는 건 터널 위에 쌓여있는 흙과 암석의 무게를 아치 구조를 통해 밑으로 내려 바닥이 하중을 견딜수 있습니다.