KR101924697B1 - 자체 부력 조절기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물과 그 운영 시스템 및 운영 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부유식 심해 터널 시스템 에 대한 것이다. 보다 상세하게는 부유식 심해 터널에 있어서, 중공 단면을 구비한 심해 터널 몸체;적어도 두 개 이상의 부유체와 두 개의 상기 부유체 사이를 연결하는 부유 현수케이블과, 상기 부유 현수 케이블과 상기 심해 터널 몸체를 연결하는 부유 현수재를 포함하는 부유 현수 시스템;및 해저 지반에 고정되는 적어도 두 개 이상의 하부 무어링과 두 개의 상기 하부 무어링 사이를 연결하는 침매 현수 케이블과, 상기 침매 현수 케이블과 상기 심해 터널 몸체를 연결하는 침매 현수재를 포함하는 침매 현수 시스템;을 포함하며,상기 터널 몸체는 상기 중공 단면에 해수를 유입시키거나 방출함으로써 상기 터널 몸체의 자체 부력을 자체 조절하고, 상기 부유 현수 시스템은 상기 심해 터널 몸체의 자중이 상기 터널 몸체의 부력보다 클 때, 상기 터널 몸체의 하강을 방지하며, 상기 침매 현수 시스템은 상기 심해 터널 몸체의 자중이 상기 터널 몸체의 부력보다 작을 때, 상기 터널 몸체의 상승을 방지하는 부유식 심해 터널 시스템에 관한 것이다.

Description

자체 부력 조절기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물과 그 운영 시스템 및 운영 방법{OPERATION METHOD AND SYSTEM OF FLOATING TUNNEL SYSTEM OF SELF FLOATING ADJUSTMENT FOR DEEP SEA}

본 발명은 부유식 심해 터널 시스템 에 대한 것이다. 보다 상세하게는 자체 부력 조절 능력을 갖춤으로써, 외부의 지지 구조물에 대한 부하를 최소화하고, 안정성이 개선된 부유식 심해 터널 시스템에 관한 것이다.

삼면이 바다로 둘러 쌓인 지리적 특징과 전국적인 교통망 확충의 중요성이 대두 되고 있으며, 최근 거제도에 침매 터널 구조가 적용된 거가대교가 완공됨으로써, 해양 교통 인프라에 대한 관심이 점차 높아지고 있다. 특히 제주-목포의 해저 터널도 공론화 되고 있으며, 한중, 한일간의 해저 터널과 같은 메가 프로젝트도 구체적으로 논의되고 있는 상황이다. 따라서 해양 교통 인프라에 대한 관심과 연구 개발이 절실한 상황이다.

도 1에는 해양 교통 인프라의 네 가지 유형과 해중 터널의 네 가지 지지 방법에 따른 구분을 도시 하였다. 해양 교통 인프라는 교량, 해중(수중)터널, 침매 터널, 해저 터널로 구분될 수 있는데, 이중에 해중(수중) 터널은 공사기간과 비용 측면에서, 다른 세 종류의 해양 교통 인프라에 비해 유리한 측면이 많다. 해중(수중) 터널은 수면 위의 바람이나 파도의 영향은 없으면서, 해저 지반의 지리적 조건과 지진을 비롯한 해저 기상의 영향이 적다. 즉, 상대적으로 가혹한 시공 환경인 해수면 또는 해저 지면이 아닌, 수중에 터널을 건설함으로써, 시공성을 최대한 확보함과 동시에, 시공후에도 안정적인 자연환경에서 터널을 운영할 수 있는 장점이 있다. 교량, 침매 터널, 해저 터널은 해저 지면이나 지반에 고정되지만, 해중(수중)터널은 해저 지면에서 부양된 상태이기 때문에, 터널 본체를 고정하는 방법이 다양하다.

해중(수중) 터널을 지지하는 네 가지 지지 방식을 구분하는 요소는 해중(수중) 터널 본체가 갖는 부력(B)과 자중(W)의 차이이다. 부력이 자중보다 크면 해수면으로 부양하려는 힘이 발생하고, 자중이 부력보다 크면 해저 지면으로 가라 앉는 힘이 커진다. 따라서 부력이 클 경우에는, 터널 몸체를 해저 지면에 고정하는 지지 방식을 사용해야 하며, 자중이 크면 해수면의 부유체에 터널 몸체를 거치하거나, 해저 지면에 교량을 설치하여 거치하는 방법이 가능하다. 자중과 부력이 동일하면, 이론적으로는 외부의 지지장치가 불필요 하다.

해중(수중)에서는 엄청난 수압에 의한 안전 사고에 대한 위험이 항상 도사리고 있다. 또한, 해수면과 해저 지면에 비하여 상대적으로 안정적인 자연환경이기는 하지만, 계절과 같은 큰 주기의 기후 변화에 의한 해류는, 터널과 같은 대형 구조물에 미치는 물리적 영향이 결코 작지 않다. 즉, 해중(수중) 터널의 건설에서는 터널 몸체의 지지 방식에 따른 안정적인 몸체 위치 유지가 매우 중요한 시공 기술 요소 이다.

시공의 편의성, 시공 기간, 시공의 난이도, 비용 등을 고려했을 때, 향후의 해양 교통 인프라 중에 해중(수중) 터널이 상대적 장점이 많다고 판단 할 수 있다. 따라서 시공의 편의 성 및 시공 후의 안정성을 확보할 수 있는 해중(수중) 터널의 시공 기술 개발이 매우 절실하다. 이렇게 함으로써, 교량을 제외한 나머지 해중(수중)터널, 침매터널, 해저 터널의 건설 경험이 거의 없는 우리나라의 해양 인프라 기술력 향상에 크게 도움이 될 것이다.

한국 등록특허 10-0797795 한국 공개특허 10-2013-0027312 한국 공개특허 10-2009-0107333

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따르면, 부유식 심해 터널 시스템은 중공을 구비하는 터널 몸체(100)의 자중-부력의 밸런스 상태를 측정하는 센서를 적용하여, 실시간 부력 조절이 가능하며, 터널 몸체(100)를 고정하기 위한 터널 외부에 설치되는 터널 지지 구조물에 대한 부하를 최소화 함으로써, 운영되는 동안에 안정성이 획기적으로 개선될 수 있는 부유식 심해 터널 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 터널 외부의 터널 지지 구조물을 시공, 운영중에 점검이 간소화 될 수 있을 뿐만 아니라, 환경 또는 설치 지역의 다른 인간 활동에 대한 영향을 최소화 할 수 있는 부유식 심해 터널 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

따라서 본 발명의 제1 목적은 부유식 심해 터널에 있어서, 물류 통행 통로와 부력 조절을 위한 중공 단면을 구비한 심해 터널 몸체; 적어도 두 개 이상의 부유체와 두 개의 상기 부유체 사이를 연결하는 부유 현수케이블과, 상기 부유 현수 케이블과 상기 심해 터널 몸체를 연결하는 부유 현수재를 포함하는 부유 현수 시스템;및 해저 지반에 고정되는 적어도 두 개 이상의 하부 무어링과 두 개의 상기 하부 무어링 사이를 연결하는 침매 현수 케이블과, 상기 침매 현수 케이블과 상기 심해 터널 몸체를 연결하는 침매 현수재를 포함하는 침매 현수 시스템;을 포함하며, 상기 터널 몸체는 상기 중공 단면에 해수를 유입시키거나 방출함으로써 상기 터널 몸체의 자체 부력을 자체 조절하고, 상기 부유 현수 시스템은 상기 심해 터널 몸체의 자중이 상기 터널 몸체의 부력보다 클 때, 상기 터널 몸체의 하강을 방지하며, 상기 침매 현수 시스템은 상기 심해 터널 몸체의 자중이 상기 터널 몸체의 부력보다 작을 때, 상기 터널 몸체의 상승을 방지하는 자체 부력 조절기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물을 제공함으로써 달성 될 수 있다.

그리고, 상기 터널 몸체는 길이 방향으로 적어도 하나 이상의 터널 단위 몸체로 분리될 수 있고, 상기 단위 몸체의 양쪽 끝단에는 방수, 방화 시설이 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또는 상기 터널 몸체에 설치되고 상기 터널 몸체를 감싸는 U자 형 행어를 설치하여, 상기 행어를 상기 현수재에 연결하여, 상기 터널 몸체 하부면으로 상기 터널 몸체의 자중이 분산되는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고, 상기 중공 단면이 적어도 두 개 이상의 단위 중공 단면으로 분리되어, 해수의 유입과 방출이 분리된 구획 단위로 진행되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또는 상기 중공 단면의 해수 유입과 방출제어를 위한 중공 단면 개폐기를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고, 상기 중공 단면의 해수 유입과 방출제어를 위한 중공 단면 개폐기를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또는 상기 행어가 상기 부유 현수재 또는 상기 침매 현수재에 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고, 상기 부유체가 해저 지면에 고정되어, 상기 현수재 및 상기 현수선이 상기 터널 몸체에 일정한 부유력을 전달할 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.

또는, 상기 터널 몸체에, 상기 몸체의 부력을 주기적으로 측정하는 부력 측정 장치가 더 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고, 상기 부력 측정 장치는 무게 센서, 상기 터널 몸체의 축방향의 선형성 측정 센서 및, 현수재 텐션 측정 센서 중 적어도 하나 이상을 포함하며, 상기 무게 센서, 상기 선형성 측정 센서는 상기 터널 단위 몸체에 적어도 하나 이상 설치되며, 상기 현수재 텐션 측정 센서는 상기 부유 현수재 또는 상기 침매 현수재에 설치되는 것을 특징으로 할수 있다.

또는 상기 터널 몸체로 진출입하는 물류량을 측정하는 자중 변화 예측 장치을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고, 상기 자중 변화 예측 장치는 상기 터널 몸체에 설치되어, 진출입하는 물류의 이동 영상을 획득하여, 상기 영상을 기반으로 상기 터널 몸체에 잔류중인 물류량을 계산하여, 상기 터널 몸체의 자중 변화를 예측하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또는 상기 행어의 양측 케이블에 각각 텐션 측정 센서를 설치하여, 상기 텐션 측정 센서의 측정값 차이를 기반으로, 상기 터널 몸체의 축방향을 기준으로한 기울어짐을 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고, 상기 터널 단위 몸체 내부의 화재 및 침수 현상을 포함하는 안전 상황 발생을 감지하는 안전 상황 측정 센서가 적어도 하나 이상이 설치 되고, 상기 안전 상황 측정 센서는 설치된 터널 단위 몸체의 위치에 대응하는 고유번호를 부여 받아서, 상기 터널 단위 몸체별 안전 상황 측정값이 모니터링 되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또는 상기 안전 상황 측정 센서는 온도 센서, 침수 센서 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고, 상기 터널 단위 몸체 양끝에는, 비상시 파괴되어, 상기 터널 단위 몸체가 인접한 다른 터널 단위 몸체와 분리될 수 있는 파괴 시설이 구비되는 파괴구역;및 상기 파괴 구역에 인접하고, 상기 터널 단위 몸체 내측에 설치되며, 상기 터널 단위 몸체를 인접한 다른 터널 단위 몸체로부터 차단시키는 차단 시설이 구비된 차단 구역을 포함하는 안전시설 구역을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또는 상기 파괴구역은 폭발성 파괴 장치가 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고, 상기 차단 시설은 방화 또는 방수 기능의 내압성 차단 시설을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 제2 목적은 부유식 심해 터널 구조물의 부력제어 운영 시스템에 있어서,

제9항 내지 13항중 어느 한 항에 따른 부유식 심해 터널 구조물;상기 부유식 심해 터널 구조물로부터 전송 받은, 무게, 축방향의 선형성, 현수재 텐션 및 자중 변화 측정값을 기반으로 부력 제어량을 계산하고, 계산된 T0 부력 제어량을 저장하는 부력 제어 계산부;및 상기 부력 제어 제어량을 기반으로 중공 단면 개폐기를 제어하는 중공 단면 개폐 제어부;를 더 포함하여, 상기 중공 단면 개폐 제어부의 제어에 의해서 상기 부유식 심해 터널에 설치된 중공 단면개폐기가 작동하고, 상기 중공단면 개폐기의 작동에 따라 중공 단면으로의 해수 유입이 제어되며, 상기 해수 유입후 변화된 상기 무게, 상기 축방향의 선형성, 상기 현수재 텐션 측정값이 상기 부력 제어 계산부로 전송되고, 상기 부력제어 계산부는 전송된 측정값을 기반으로, T1 부력 제어량을 계산하여 T0 부력 제어량과 비교하는, FeedBack Loop 체계가 실시간 작동하는, 자체 부력 조절기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물을 이용한 부유식 심해 터널 부력 제어 운영 시스템을 제공함으로써 달성 될 수 있다.

본 발명의 제 3목적은 부유식 심해 터널 구조물의 안전 운영 시스템에 있어서, 제16항에 따른 부유식 심해 터널 구조물;및 상시 부유식 심해 터널 구조물로부터, 안전 상황 발생 여부를 전송 받는 안전 상황 판단부; 를 더 포함하여, 상기 안전 상황 발생시, 상기 터널 안전 판단부는 터널 관리자에게 안전 상황 발생을 경보하고, 상기 터널 관리자는 차단 시설 또는 파괴 시설을 작동시킬 수 있는 자체 부력 조절기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물을 이용한 부유식 심해 터널의 안전 제어 운영 시스템을 제공함으로써 달성될 수 있다.

본 발명의제 4 목적은

제19항에 따른 부력 제어 운영 시스템을 이용한, 부유식 심해 터널 구조물의 운영방법에 있어서, 터널 몸체의 무게, 축방향의 선형성, 현수재 텐션 및 자중 변화를 주기적으로 측정하여, T0 부력 제어량을 계산 하는 측정 및 제어량 산출 단계; 상기 부력 제어량을 기반으로 중공 단면으로 해수를 유입 또는 배출 시켜서, 상기 터널 몸체의 부력을 조절하는 부력 조절 단계; 상기 부력 조절 단계 이후 측정된 상기 무게, 축방향의 선형성, 현수재 텐션 및 자중 변화량을 기반으로 계산된 T1부력 제어량과 상기 T0 부력 제어량을 비교하여, 부력 제어 가능상황과 부력 제어 기능 이상 상황 또는 부력 제어 불가 환경 상황 중 적어도 하나의 상황으로 판단하는 상황 판단 단계; 상기 상황 판단 단계에서, 부력 제어 가능 상황으로 판단될 경우, 상기 측정 및 제어량 산출 단계와 부력 조절 단계를 반복하는 안정 운영 단계;및 상기 상황 판단 단계에서, 부력 제어 기능 이상 상황 또는 부력 제어 불가 환경 상황중 적어도 하나의 상황으로 판단될 경우, 상기 터널 몸체로의 물류 진입 차단을 포함하는 미리 설정되 안전 절차를 실시하는 비상 운영 단계를 포함하는 자체 부력 조절기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물의 운영방법을 제공함으로써 달성 될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른, 부유식 심해 터널 시스템은 중공을 구비하는 터널 몸체(100)의 자중-부력의 밸런스 상태를 측정하는 센서를 적용하여, 실시간 부력 조절이 가능하며, 터널 몸체(100)를 고정하기 위한 터널 외부에 설치되는 터널 지지 구조물에 대한 부하를 최소화 함으로써, 운영되는 동안에 안정성이 획기적으로 개선될 수 있는 효과가 있다.

또한, 터널 외부의 터널 지지 구조물을 시공, 운영중 점검이 간소화 될 수 있을 뿐만 아니라, 환경 또는 설치 지역의 다른 인간 활동에 대한 영향을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.

도 1. 해양 교통 인프라의 네 가지 유형과 해중 터널의 네 가지 지지 방법에 따른 구분.
도 2. 본 발명의 일 실시예에 의한 자체 부력 조절 기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물의 개략도와 터널 단면도
도 3. 본 발명의 일 실시예에 의한 행어가 실치된 자체 부력 조절 기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물 개략도와 터널 단면도
도 4. 본 발명의 일 실시예에 의한 단위 중공 단면이 형성된 자체 부력 조절 기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물의 터널 단면도
도 5. 본 발명의 일 실시예에 의한 행어가 실치된 자체 부력 조절 기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물의 터널 단면도의 행어 설치 방향.
도 6. 본 발명의 일 실시예에 의한 자체 부력 조절 기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물에서 부유체 고정 방법.
도 7. 본 발명의 일 실시예에 의한 자체 부력 조절 기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물에서 부력 측정 센서 및 자중 변화 예측 센서의 배치도.
도 8. 본 발명의 일 실시예에 의한 자체 부력 조절 기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물에서 안전 센서와 안전 시설구역의 배치도.
도 9. 본 발명의 일 실시예에 의한 자체 부력 조절 기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물에서 파괴 구역이 파괴된 상태의 개념도.
도 10. 본 발명의 일 실시예에 의한 자체 부력 조절 기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물의 부력 제어 시스템의 구성도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 부유식 심해 터널 시스템의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다.

도 2 본 발명의 일 실시예에 의한 자체 부력 조절 기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물의 개략도와 터널 단면도를 도시하였다.

도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 심해 터널 구조물은 터널 몸체(100)와 부유 현수 시스템(A) 및 침매 현수 시스템(B)로 구성될 수 있다.

터널 몸체(100)는 물류량이 통과할 수 있는 물류 통행 통로부(110)와 해수를 유입하여 자체 부력을 조절할 수 있는 중공 단면(120)을 포함할 수 있다. 물류 통행 통로부(110)는 인적 물적 물류가 이동하는 도로, 철도, 인도를 포함할 수 있다. 터널 몸체(100)의 자중과 물류 통행 통로부(110)내의 공기에 의한 부력을 고려하여, 중공 단면(120)의 부피를 설계할 수 있다.

터널 몸체(100)를 지지하는 외부의 터널 지지 시스템은, 부유 현수 시스템(A)과 침매 현수 시스템(B)를 포함 할 수 있다. 부유 현수 시스템(A)은 부유체(200), 부유 현수선(210), 부유 현수재(220)으로 구성될 수 있으며, 침매 현수 시스템(B)은 하부 무어링(300), 침매 현수선(320), 침매 현수재(330)로 구성될 수 있다.

부유 현수 시스템(A)과 침매 현수 시스템(B)은, 현수선(210, 310)와 현수재(220, 320)를 이용하여, 터널 몸체(100)를 상하좌우로 고정하는 기능을 할 수 있다.

부유체(200)는 터널 몸체(100)의 길이에 따라 그 개수를 정할 수 있으며, 현수선(210)을 이용함으로써, 소수의 부유체도 터널 몸체(100) 전반적으로 고르게 부유력을 인가 할 수 있다. 수중 환경은 해양 수면과 해저 지면에 비해서 상대적으로 일정하고 안정적이라고 할 수 있으나, 엄청난 수압의 힘은 극복하기 쉬운 요소는 아니다. 터널 몸체(100)의 설계에서, 설치되는 수심보다 깊은 수심으로 터널 몸체가 하강하더라도, 운영에 문제가 없도록 설계하는 것이 바람직할 것이나, 실제 운영에서는 그러한 상황이 발생하지 않게 터널 몸체(100)가 해저 지면으로 가라 앉지 않도록 하는 것이 부유 시스템의 설치 목적이다. 따라서 부유 시스템(A)은 터널 몸체의 자중을 충분히 지탱할 만큼의 부유력을 터널 몸체에 인가해야 하고, 부유체(200)를 터널 몸체(100))에 직접 연결하는 방법을 적용하면, 부유체의 수량이 늘어날 수 있다. 이 경우에는, 시공기간이 길어지고 비용이 증가하며, 거대한 부유체가 해상에 상시 설치됨으로써, 선박 이동에 큰 장애물이 될 수 있다.

도 2에 도시한 바와 같이 부유 현수선(210)과 부유 현수재(220)를 이용한 터널 몸체 거치 방법을 사용하면, 앞서 언급한 바와 같이 부유체(200)의 수가 줄어들고, 시공 기간, 비용의 절감뿐만 아니라, 터널 설치로 인해 해상에 미치는 영향을 줄일 수 있다. 또한 부유 현수재(220)를 설치하여 터널 몸체(100)를 거치하게 되면, 부유체를 직접 터널 몸체(100)에 연결하는 방법에 비해서, 터널 몸체(100)에 부유력을 분산하여 인가하기 용이할 수 있다.

침매 현수 시스템은 터널 몸체(100)이 수면으로 상승하지 못하도록 수중에 고정하는 기능으로서, 부유 현수 시스템의 반대 기능을 한다. 해저 지반에 고정된 하부 무어링(300)에 침매 현수선(310)은 연결하고, 침매 현수재(320)를 침매 현수선(310)에 연결함으로써 부유 현수 시스템과 함께 터널 몸체(100)를 수중에 고정시키는 기능을 할 수 있다.

도 2에서 확인 할 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 의한 자체 부력 조절 기능을 구비한, 부유식 심해 터널 구조물에 적용되는 터널 몸체는, 내부에 인위적인 공극을 형성하여, 자체 부력을 조절함으로써, 해류 및 해풍을 포함한 자연 환경이 안정적일 경우에는, 자체 부력 조절하여, 부력(B)과 자중(W)를 동일하게 할 수 있으며, 부유 현수 시스템(A)과 침매 현수 시스템(B)을 더 구비함으로써, 예측 불허한 자연 환경에서도 터널의 안정적인 운영이 가능할 수 있다. 또한 터널 몸체(100)가 자체 부력 조절 기능을 구비함으로써, 외부 지지 시스템인 부유 현수 시스템(A)와 침매 현수 시스템(B)의 부하를 현저히 감소시켜서, 터널 몸체(100)이외의 구조물의 크기 또는 수를 줄임으로써, 환경에 대한 영향을 최소화 하고, 마찬가지로 자연 환경적 요인으로 인한 영향도 줄일 수 있다.

도 3. 본 발명의 일 실시예에 의한 행어(130)가 설치된 자체 부력 조절 기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물 개략도와 터널 단면도를 도시하였다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 심해 터널 구조물의 터널 몸체(100)는 복수개의 터널 단위 몸체(140)로 분리 될 수 있다. 즉, 터널 단위 몸체(140)를 육지에서 제작하여 수중에서 조립하거나, 다수의 터널 단위 몸체를 육지에서 조립하여 수중으로 이동할 수 있다.

도 3에 도시된 행어(130)는 터널 몸체 외면에 설치되는 일종의 거치대 기능의 구조물이다. 부유 현수재(220)가 터널 몸체(100)의 특정 연결점에 연결되면, 고정된 지점에 부유력이 집중된다. 서로 다른 재질을 연결하는 연결점 힘이 집중되면 그 힘을 이기지 못하고 터널 몸체(100) 연결점이 파손될 가능성이 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 터널 몸체의 절반을 감싸는 행어(130)는 현수재로 부터의 부유력을 터널 몸체 절반에 고르게 분산하여 인가 하는 기능을 한다. 이러한 행어(130)는 터널 몸체(100)의 내면을 관통하여 배치될 수도 있고, 터널 몸체 (100)의 외면에 배치되면서, 축방향으로의 이동을 방지하기 위하여 복수개의 위치에서 고정할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 단위 중공 단면이 형성된 자체 부력 조절 기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물의 터널 몸체의 단면도를 도시하였다.

도 4에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 심해 터널 구조물에 적용될 수 있는 터널 몸체의 중공 단면은 단위 중공 단면으로 분리 될 수 있다.

상황에 따라서 부력을 조절하기 위한 중공 단면에 해수를 유입/배출이 매우 신속히 진행되어야 한다. 도 2에 도시된 바와 같이 일체형으로 형성된 중공 단면은 해수 유입과 배출에 많은 시간이 소요될 수 있다. 중공 단면(120)을 작은 부피의 단위 중공 단면으로 분리하여 배치함으로써, 각 단위 중공 단면을 동시에 해수 유입, 배출 작동함으로써, 부력 조절시 신혹한 대처가 가능하다.

또한, 도 2에 도시한 바와 같이 일체형 중공단면 구조는, 필요한 만큼의 부력 조절에 어려움이 있다. 해수를 유입시켜 부력을 감소시키고 자중을 증가시킬 경우에, 도 2에 도시된 일체형 중공 단면에 일정량만의 해수를 유입하여 필요한 부력으로 조절할 경우에, 유입된 해수의 움직임으로 인해서 터널 몸체의 비틀림 현상을 발생시키거나, 혹은 터널 안정성을 방해할 수 있기 때문에, 심각한 사고 상황을 초래할 수 있다. 도 4과 같이 중공 단면을 다수의 단위 중공 단면으로 형성함으로써, 필요한 위치의 단위 중공 단면에 해수 유입, 배출을 조절할 수 있고, 그로 인해서 필요한 부력만큼을 안정적으로 제어할 수 있다.

또한, 도 4에 도시된 각각의 단위 중공 단면을 조절하는 중공 단면 개폐기(121)와 해수 유입 통로(122)를 구비할 수 있으며, 중공 단면에 공기를 주입하여, 부력을 증가시킬 때는, 내부의

도 4에 도시된 단위 중공 단면은 터널의 축방향으로도 형성 될 수 있다. 즉 도 3에 도시된 터널 단위 몸체에서 터널 축방향 중공 단면을 단위 중공 단면으로 구분하여 형성할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 행어가 실치된 자체 부력 조절 기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물의 터널 단면도의 행어 설치 방향을 도시 하였다.

도 3에 도시된 행어(130)는 연직 상방에 위치한 현수선에 대한 연결이 가능한 구조로서, 본 발명의 일 실시예에 의한 부유식 심해 터널 구조물에서는 부유 현수선에 연결하여, 부유력을 인가할 수 있다. 마찬가지로, 행어(130)의 방향을 도 5와 같이 변경하면 연직 하방 혹은 측방으로의 설치된 현수선에 연결될 수 있다. 침매 현수 시스템(B)의 침매 현수재(320)에 연결할 경우 과도한 부유력을 지지하는 기능에도 적용될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 자체 부력 조절 기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물에서 부유체 고정 방법을 도시하였다.

부유체(200)는 터널 몸체(100)에 부유력을 인가하는 장치로서, 수면에 부유된 상태를 유지하고 있어야 한다. 그러나 태풍이나 폭풍에 의한 기상 현상 변화와, 지진과 같은 지각운동으로 인한 해일 현상으로 인해, 일시적으로 나마, 수면이 상승할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 부유식 심해 터널 구조물은, 부유, 침매 현수 시스템(A,B)으로 터널 몸체(100)가 일정한 수심에 고정되는 된다. 앞서 설명한 자연 현상에 의한 수면 상승시, 부유체가 해저면에 고정되지 못하면, 해수면을 따라 상승하게 되고, 터널 몸체 및 부유체 자체에 과도한 부하가 인가될 수 있다. 따라서 부유체를 해저 바닥에 고정함으로써, 평상시 부유체(200)를 해수면으로 고정시켜, 터널 몸체에 일정한 부유력을 인가할 수 있다. 또한 부유체 자체의 측면이동을 방지함으로써, 수평 해류의 영향도 최소화 할 수 있다.

도 7에는 본 발명의 일 실시예에 의한 자체 부력 조절 기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물에서 부력 측정 센서 및 자중 변화 예측 센서의 배치도를 도시 하였다.

본 발명의 일 실시예에 의한 심해 터널 구조물은 중공 단면을 구비함으로써, 자체 부력 조절 기능을 구비하고 있다. 터널의 사용 목적은 각종 물류 또는 인적 이동을 위한 것으로, 터널 자중은 이동하는 터널을 이용하는 물류 흐름에 따라서, 시시각각 달라질 수 밖에 없다. 따라서 중공 단면을 구비하여, 부력 조절 기능을 구비했다고 하더라도, 터널의 부력 상태를 확인하고 부력 제어량을 산출하며, 산출된 부력 제어량으로 실제 중공 단면의 해수유입을 조절하는 과정을 지속적으로 반복해야 한다. 이를 위해서는 부력을 추산할 수 있는 물리량을 측정하는 장치(150, 151, 152)를 필요 위치에 배치해야 한다.

부력은 터널 몸체의 무게를 측정함써 추산이 가능하다. 그러나 수중에 부유된 상태의 터널 몸체의 무게를 측정하기 위해서는, 고정된 상태의 구조물이 필요하다. 도 6에 도시한 바와 같은 부유체 고정 시스템과 도 3에 도시한 행어를 적용하면 터널 몸체의 무게를 측정할 수 있다. 도 3에 도시된 행어의 U자의 곡선부에 내접하는 무게 센서를 설치하면, 터널 몸체의 자중이 부력보다 클 경우에, 터널 몸체의 무게를 측정할 수 있다. 이와는 마찬가지로, 도 5에 도시한 바와 같은 행어 시스템과 침매 현수재를 적용할 경우에, 터널 몸체의 부력이 자중보다 클 경우의 부력을 측정할 수 있다.

또는, 현수선에 인가되는 인장력을 측정함으로써 터널 몸체의 부력vs자중 상태를 추산할 수도 있다. 현수재의 텐션을 측정할 수 있는 장치를 현수선에 장착하면, 장착된 모든 위치에서의 터널 몸체 무게를 측정할 수 있으며, 이런 방법도 부유 현수재와 침매 현수재에 모두 적용함으로써, 터널 몸체의 부유력과 자중압의 균형 상태를 측정 할 수 있다.

또한, 터널의 축방향 선형성을 측정함으로써 부유력의 상태를 추산할 수 있다. 일반적인 현수선은 어느 정도의 인장력을 가지는 금속성 철선을 사용할 수 있다. 따라서 터널 몸체는 자체의 자중과 부력에 의해 상하 좌우의 휨이 발생할 수 있다. 특히, 수십~ 수백m에 이르는 터널 몸체는 위치에 따라서, 부력과 자중의 비율이 다를 수도 있기 때문에, 터널 몸체는 항상 선형성을 유지할 수 없다. 따라서 터널의 선형성을 확인함으로써, 터널 몸체의 부유력과 자중압 상태를 추산할 수 있다.

또는, 앞서 언급한 바와 같이 터널 내에 잔류하고 있는 물류량을 측정함으로 터널의 무게 산출이 가능하다. 터널의 무게는 터널에 유입되는 물류량이 많아지거나 적어질 때, 변할 수 있다. 최근에는 영상 분석 기술이 발달하여, 특정 지점에서의 차량 이동 대수를 실시간으로 자동 측정할 수 있다. 따라서 터널 양쪽 입구에 입출하는 차량의 수와 차량의 크기등을 확인할 수 있는 장치를 설치하고, 터널 내 잔류중인 물류를 계산할 수 있으며, 터널의 부유력, 자중압 변화를 근사적으로 예측할 수 있다.

도 7에서 도시한 바와 같이 터널 단위 몸체 별로 이와 같은 센서를 설치하면, 터널 몸체의 부력, 자중압 상태를 확인할 수 있다.

특히, 터널 축 방향으로 설치된 센서를 데이지 체인 방식으로 연결하고, 센서의 위치별 고유 번호를 부여함으로써, 터널 축 방향향으로의 부력과 자중압의 분포 상태도 확인할 수 있으며, 보다 효과적이고 신속한 부력 제어가 가능하다.

심해 터널에서 또 다른 매우 중요한 요소는 안전 관리이다. 수면 아래는 높은 수압이 항상 작용하고 있는 곳으로서, 침수 사고뿐만 아니라 작은 화재 사고도 치명적인 결과를 초래할 수 있다. 따라서 수Km에도 이를 수 있는 터널 체에 사고를 미리 감지하고, 피해를 최소화 할 수 있는 안전 운영 시스템이 매우 중요하다.

도 8에는 본 발명의 일 실시예에 의한 자체 부력 조절 기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물에서 안전 상황 측정 센서(160)와 안전 시설구역(171, 172)의 배치도를 도시하였다.

안전 상황 측정 센서는 온도, 수압 측정센서가 포함될 수 있다. 안전 상황 측정센서는 터널 내부에 장착 될 수 있으며, 바람직하게는 터널 외측에서 터널 중심으로 분산 배치 될 수 있다. 또한 도 8에 도시한 바와 같이 터널 단위 구획별로 복수개의 안전 상황 측정 센서를 배치할 수 있다.

도 8에 도시된 안전 시설 구역은 파괴 구역(171)과 차단 구역(172)으로 구분될 수 있다. 차단 구역은 각 터널 단위 몸체를 인접하는, 다른 터널 단위 몸체와 격리시키는 장치로서, 내압성이 구비된 방수, 방화 차단 시설이 포함 될 수 있다. 파괴 구역은 터널을 파괴하는 파괴 장치가 설치된 구역이다. 앞서 언급한 바와 같이 심해에서의 화재, 침수 사고는 매우 치명적일 수 있으며, 상황에 따라서는 수습 불가한 상황으로 발전할 수 있다. 이런 급박한 상황에서, 피해를 최소화 하기 위한 마지막 선택은, 사고가 발생한 터널 단위 몸체를 사고가 번지지 않은 터널 몸체와 분리하는 것이다. 가장 신속한 방법은 특정 위치의 터널 외벽을 파괴하는 것이다. 폭발물을 포함하는 파괴 장치를 설치한 파괴 구역은 일단 유사시에, 순간적으로 파괴됨으로써 사고 발생 터널 단위 몸체는 인접 터널 단위 몸체와 분리된다. 파괴구역이 파괴되기 전에 인접한 터널 단위 몸체의 차단 구역의 차단 시설은 이미 활성화된 상황일 것이다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 자체 부력 조절 기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물에서 파괴 구역이 파괴된 상태의 개념도를 나타내었다. 파괴 구역이 파괴된 터널 단위 몸체는 부유, 침매 현수 시스템(A.B)에 그대로 고정되어, 해저 지면에 가라앉지 않음으로써 이후의 생존자 구조 작업 및 피해 복구 작업이 용이하게 할 수 있다.

도 10. 본 발명의 일 실시예에 의한 자체 부력 조절 기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물의 부력 제어 시스템의 구성도를 도시하였다.

도 10에 도시된 바와 같이, 터널 몸체에 설치된 부력 측정 장치로부터, 측정값을 전송 받은 부력 제어 계산부는, 측정값을 기반으로 측정값이 측정된 시점에 필요한 부력 제어량 T0를 산출한다. 부력 제어 계산부는 계산된 부력 제어량을 내부의 메모리에 저장하고 중공 단면 개폐기 제어부로 전송한다. 중공 단면 개폐 제어부는 부력 제어량을 기반으로 중고 ㅇ단면의 개폐량을 산출하여 중공단면 개폐기를 작동한다. 중공 단면에 해수가 유입/배출되어, 터널 몸체의 부력이 변하고, 부력 측정장치는 T=T1에서의 측정값을 다시 부력 제어 계산부로 전송한다. 부력 제어 계산부는 T1에서의 부력 제어량을 산출하고, 이미 저장된 T0 부력 제어량과 비교 한다. T0과 T1을 비교하여, T0 부력 제어량에 의한 부력 제어 효과가 있는 것으로 판단되면, T1 부력 제어량을 중공 단면 개폐기 제어부로 전송하여, 부력 제어를 재 진행한다. 본 발명의 일 실시예에 의한 부유식 심해 터널 부력 제어 시스템은, 부력 측정, 부력 제어량 산출, 중공 단면 부력제어로 이어지는 Feedback loop를 형성한다. 만일 T=T1에서 T0에서의 부력 제어 효과가 나타나지 않는다고 판단되면, 터널 관리자에게 경보 신호를 전달한다.

터널 몸체와 같은 큰 구조물의 부력과 자중압의 조절 작동이 정상적인 경우에는 안정적인 터널 몸체 운영에 필수적이 요소 중에 하나이다. 그러나 그 작동에 문제가 발생하거나, 측정 시스템의 오류가 발생하면, 부력 조절이 오류 값으로 무한 증폭되어, 오히려 전체 터널 시스템을 파괴할 수 있는 엄청난 위력을 지닌 위험 요소가 된다. 따라서 자체 부력 조절 기능은 항상 모니터링 되어야 하며, 관리자의 관리하에 작동되어야 한다.

도 10에 나타낸 부력 제어 시스템을 적용하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자체 부력 조절 기능을 안정적으로 운영할 수 있다.

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

A. 부유 현수 시스템
B. 침매 현수 시스템
C. 터널 몸체 단면
D. 행어 설치 지점
100. 터널 몸체
110. 터널 단위 구획
120. 중공
130. 행어
140. 이동 공간
150. 부력 측정 센서
160. 안전 상황 측정 센서
171. 파과구역 172. 차단 구역
200. 부유체
210. 부유 현수선
220. 부유 현수재
300. 하부 무어링
310. 침매 현수선
320. 침매 현수재

Claims (21)

1. 부유식 심해 터널에 있어서,
   물류 통행 통로와 부력 조절을 위한 중공 단면을 구비한 심해 터널 몸체;
   적어도 두 개 이상의 부유체와 두 개의 상기 부유체 사이를 연결하는 부유 현수케이블과, 상기 부유 현수 케이블과 상기 심해 터널 몸체를 연결하는 부유 현수재를 포함하는 부유 현수 시스템;및
   해저 지반에 고정되는 적어도 두 개 이상의 하부 무어링과 두 개의 상기 하부 무어링 사이를 연결하는 침매 현수 케이블과, 상기 침매 현수 케이블과 상기 심해 터널 몸체를 연결하는 침매 현수재를 포함하는 침매 현수 시스템;을 포함하며,
   상기 터널 몸체는 상기 중공 단면에 해수를 유입시키거나 방출함으로써 상기 터널 몸체의 자체 부력을 자체 조절하고,
   상기 부유 현수 시스템은 상기 심해 터널 몸체의 자중이 상기 터널 몸체의 부력보다 클 때, 상기 터널 몸체의 하강을 방지하며,
   상기 침매 현수 시스템은 상기 심해 터널 몸체의 자중이 상기 터널 몸체의 부력보다 작을 때, 상기 터널 몸체의 상승을 방지하고,
   상기 터널 몸체는 길이 방향으로 적어도 하나 이상의 터널 단위 몸체로 분리될 수 있고, 상기 단위 몸체의 양쪽 끝단에는 방수, 방화 시설이 설치되며
   상기 터널 단위 몸체 내부의 화재 및 침수 현상을 포함하는 안전 상황 발생을 감지하는 안전 상황 측정 센서가 적어도 하나 이상이 설치 되고,
   상기 안전 상황 측정 센서는 설치된 터널 단위 몸체의 위치에 대응하는 고유번호를 부여 받아서, 상기 터널 단위 몸체별 안전 상황 측정값이 모니터링되며,
   상기 터널 단위 몸체 양끝에는,
   비상시 파괴되어, 상기 터널 단위 몸체가 인접한 다른 터널 단위 몸체와 분리될 수 있는 파괴 시설이 구비되는 파괴구역; 및 상기 파괴 구역에 인접하고, 상기 터널 단위 몸체 내측에 설치되며, 상기 터널 단위 몸체를 인접한 다른 터널 단위 몸체로부터 차단시키는 차단 시설이 구비된 차단 구역을 포함하는 안전시설 구역을 포함하는 것을 특징으로 하는 자체 부력 조절기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 터널 몸체에 설치되고 상기 터널 몸체를 감싸는 U자 형 행어를 설치하여, 상기 행어를 상기 현수재에 연결하여,
   상기 터널 몸체 하부면으로 상기 터널 몸체의 자중이 분산되는 것을 특징으로 하는 자체 부력 조절기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물
4. 제1항에 있어서,
   상기 중공 단면이 적어도 두 개 이상의 단위 중공 단면으로 분리되어, 해수의 유입과 방출이 분리된 구획 단위로 진행되는 것을 특징으로 하는 자체 부력 조절기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물.
5. 제1항에 있어서,
   상기 중공 단면의 해수 유입과 방출제어를 위한 중공 단면 개폐기를 포함하는 것을 특징으로 하는 자체 부력 조절기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물.
6. 제1항에 있어서,
   상기 중공 단면의 해수 유입과 방출제어를 위한 중공 단면 개폐기를 포함하는 것을 특징으로 하는 자체 부력 조절기능을 구비한 부유식 심해터널 구조물.
7. 제3항에 있어서,
   상기 행어가 상기 부유 현수재 또는 상기 침매 현수재에 연결되는 것을 특징으로 하는 자체 부력 조절기능을 구비한 부유식 심해터널 구조물
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 부유체가 해저 지면에 고정되어, 상기 현수재가 상기 터널 몸체에 일정한 부유력을 전달할 수 있는 것을 특징으로 하는 자체 부력 조절기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물.
9. 제1항에 있어서,
   상기 터널 몸체에, 상기 몸체의 부력을 주기적으로 측정하는 부력 측정 장치가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 자체 부력 조절기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물.
10. 제9항에 있어서,
    상기 부력 측정 장치는 무게 센서, 상기 터널 몸체의 축방향의 선형성 측정 센서 및, 현수재 텐션 측정 센서 중 적어도 하나 이상을 포함하며,
    상기 무게 센서, 상기 선형성 측정 센서는 상기 터널 단위 몸체에 적어도 하나 이상 설치되며,
    상기 현수재 텐션 측정 센서는 상기 부유 현수재 또는 상기 침매 현수재에 설치되는 것을 특징으로 하는 자체 부력 조절기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물.
11. 제9항에 있어서,
    상기 터널 몸체로 진출입하는 물류량을 측정하는 자중 변화 예측 장치을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자체 부력 조절기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물.
12. 제11항에 있어서,
    상기 자중 변화 예측 장치는 상기 터널 몸체에 설치되어, 진출입하는 물류의 이동 영상을 획득하여, 상기 영상을 기반으로 상기 터널 몸체에 잔류중인 물류량을 계산하여, 상기 터널 몸체의 자중 변화를 예측하는 것을 특징으로 하는 자체 부력 조절기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물
13. 제3항에 있어서,
    상기 행어의 양측 케이블에 각각 텐션 측정 센서를 설치하여,
    상기 텐션 측정 센서의 측정값 차이를 기반으로, 상기 터널 몸체의 축방향을 기준으로한 기울어짐을 측정하는 것을 특징으로 하는 자체 부력 조절기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물.
14. 삭제
15. 제11항에 있어서,
    상기 안전 상황 측정 센서는 온도 센서, 침수 센서 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 자체 부력 조절기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물.
16. 삭제
17. 제1항에 있어서,
    상기 파괴구역은 폭발성 파괴 장치가 구비되는 것을 특징으로 하는 자체 부력 조절기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물.
18. 제1항에 있어서,
    상기 차단 시설은 방화 또는 방수 기능의 내압성 차단 시설을 포함하는 것을 특징으로 하는 자체 부력 조절기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물.
19. 부유식 심해 터널 구조물의 부력제어 운영 시스템에 있어서,
    제9항 내지 제13항중 어느 한 항에 따른 부유식 심해 터널 구조물;
    상기 부유식 심해 터널 구조물로부터 전송 받은, 무게, 축방향의 선형성, 현수재 텐션 및 자중 변화 측정값을 기반으로 부력 제어량을 계산하고, 계산된 T0 부력 제어량을 저장하는 부력 제어 계산부;및
    상기 부력 제어 제어량을 기반으로 중공 단면 개폐기를 제어하는 중공 단면 개폐 제어부;를 더 포함하여,
    상기 중공 단면 개폐 제어부의 제어에 의해서 상기 부유식 심해 터널에 설치된 중공 단면개폐기가 작동하고,
    상기 중공단면 개폐기의 작동에 따라 중공 단면으로의 해수 유입이 제어되며,
    상기 해수 유입후 변화된 상기 무게, 상기 축방향의 선형성, 상기 현수재 텐션 측정값이 상기 부력 제어 계산부로 전송되고,
    상기 부력제어 계산부는 전송된 측정값을 기반으로, T1 부력 제어량을 계산하여 T0 부력 제어량과 비교하는, FeedBack Loop 체계가 실시간 작동하는, 자체 부력 조절기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물을 이용한 부유식 심해 터널 부력 제어 운영 시스템
20. 부유식 심해 터널 구조물의 안전 운영 시스템에 있어서,
    제1항에 따른 부유식 심해 터널 구조물;및
    상시 부유식 심해 터널 구조물로부터, 안전 상황 발생 여부를 전송 받는 안전 상황 판단부; 를 더 포함하여,
    상기 안전 상황 발생시, 상기 안전 상황 판단부는 터널 관리자에게 안전 상황 발생을 경보하고,
    상기 터널 관리자는 차단 시설 또는 파괴 시설을 작동시킬 수 있는 자체 부력 조절기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물을 이용한 부유식 심해 터널의 안전 제어 운영 시스템
21. 제19항에 따른 부력 제어 운영 시스템을 이용한, 부유식 심해 터널 구조물의 운영방법에 있어서,
    터널 몸체의 무게, 축방향의 선형성, 현수재 텐션 및 자중 변화를 주기적으로 측정하여, T0 부력 제어량을 계산 하는 측정 및 제어량 산출 단계;
    상기 부력 제어량을 기반으로 중공 단면으로 해수를 유입 또는 배출 시켜서, 상기 터널 몸체의 부력을 조절하는 부력 조절 단계;
    상기 부력 조절 단계 이후 측정된 상기 무게, 축방향의 선형성, 현수재 텐션 및 자중 변화량을 기반으로 계산된 T1부력 제어량과 상기 T0 부력 제어량을 비교하여, 부력 제어 가능상황과 부력 제어 기능 이상 상황 또는 부력 제어 불가 환경 상황 중 적어도 하나의 상황으로 판단하는 상황 판단 단계;
    상기 상황 판단 단계에서, 부력 제어 가능 상황으로 판단될 경우, 상기 측정 및 제어량 산출 단계와 부력 조절 단계를 반복하는 안정 운영 단계;및
    상기 상황 판단 단계에서, 부력 제어 기능 이상 상황 또는 부력 제어 불가 환경 상황중 적어도 하나의 상황으로 판단될 경우, 상기 터널 몸체로의 물류 진입 차단을 포함하는 미리 설정되 안전 절차를 실시하는 비상 운영 단계를 포함하는 자체 부력 조절기능을 구비한 부유식 심해 터널 구조물의 운영방법
    
    

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