거대한 RC조 상자 2개 동시 침하! 일본 최대 규모의 성북중앙공원조절지

도쿄도 네리마구에서 이타바시구에 걸쳐 펼쳐진 도립 성북중앙공원을 걷다 보면 성벽 같은 울타리 안에 우뚝 선 거대한 크레인에 눈을 빼앗긴다.이시카미이가와 강이 흐르는 지역을 폭우로 인한 수해로부터 보호하기 위해 도쿄도가 공원 동쪽 지하에 정비하는 성북중앙공원조절지(1기) 현장이다.중장비의 원격 조작을 도입해 일본 최대 규모의 공사가 진행되는 모습을 취재했다

태풍이나 집중호우로 인한 수해를 막기 위해 도쿄도에서는 하천 정비에 따른 치수 대책을 추진하고 있다.도내에서 발생한 시간당 50mm가 넘는 강우는 1980년부터 89년까지 10년간 20차례였으나 2010년부터 2019년까지는 같은 10년간 3배 이상으로 늘었다.특히 2010년 7월 5일 집중호우에서는 이타바시 구 관측소에서 시간당 114mm의 강우량을 관측했으며 이시카미이 강 유역에서도 가옥 침수가 발생했다.

도립 성북중앙공원에서 본 성북중앙공원조절지(1기) 현장(사진:오오카미 유지)

　도는 지금까지 이시카미이 강에 대해 시간당 50mm의 강우에 대응하는 정비를 진행해 왔지만, 최근의 기상 상황을 근거로 현재는 75mm로 끌어올려 정비하고 있다.시간당 50mm의 강우까지는 하천으로 대응하고 50mm가 넘는 강우에 대해서는 조절지 등으로 대응할 방침이다.

　아라카와 수계의 1급 하천인 이시카미이천은 도쿄도 고다이라시에서 니시도쿄시, 네리마구, 이타바시구, 기타구를 지나 동쪽으로 흘러 스미다천에 합류한다.하천 연장은 25.2km.22년 5월 시점에서 호안 정비가 약 76% 완료되었다.

성북중앙공원조절지 위치도(자료:토다건설)

석신정천은 도립 성북중앙공원을 따라 흐르고 있다.폭우 시 석신정천의 물을 공원 동쪽 지하에 정비하는 성북중앙공원조절지로 일시적으로 흘려보낸다.조절지가 완성된 후에는 상부를 공원으로 정비할 예정이다.

　공사는 뉴매틱 케이슨 공법을 채택했다.뉴매틱(pneumatic)은 공기, 케이슨은(caisson)은 대형 상자를 뜻한다.케이슨이라고 부르는 철근콘크리트(RC) 구조물을 지상에 만들고 케이슨 하부에 기밀성이 높은 작업실을 마련해 공기압에 의해 지하수의 침입을 막으면서 굴착해 지하에 가라앉히는 공법이다.2함의 케이슨을 인접해 구축하고 마지막에 케이슨끼리를 접속한다.2함의 케이슨을 동시에 침하시키는 공사로는 일본 최대 규모다.

성북중앙공원조절지 평면도(자료:토다건설)

굴착, 침하, 구축을 반복하다
　성북 중앙 공원 조절지 공사는 전체 계획을 2기로 나누어 현재 1기 공사가 진행되고 있다.1기에는 1호 케이슨과 2호 케이슨의 2함을 구축한다.부지면적(케이슨 점유면적)이 약 6000m2, 저류량은 약 9만m3(25m 수영장 약 300잔 분량).두 케이슨 모두 폭 33.4m연장 80.3m높이 35.3m 크기다.1, 2기를 합친 전체로는 부지면적(케이손 점유면적)이 약 1만6000m2, 저류량이 약 25만m3(25m 수영장 약 800잔 분량)가 된다.

　공사는 각 케이슨에서 저판 구축, 의장(케이슨 설비 설치), 굴착, 침하, 구축, 중매립 콘크리트, 의장 철거와 진행해 마지막으로 케이슨 간을 접속한다.22년 7월 시점에서는 굴착, 침하, 구축을 반복하는 작업을 하고 있다.

　굴착과 침하, 콘크리트 구축의 시공 절차는 다음과 같다.우선 케이슨의 외주에 강철화살판을 타설해 굴착하고 지반에 절삭하기 위한 날구를 설치하여 바닥판 아래에 작업실 공간이 되는 케이슨 토대(토사 센트루)를 구축한다.

　콘크리트로 케이슨을 1 리프트 구축.케이슨의 최하부에 설치한 날구에 의해 케이슨 자중으로 지반에 절삭한다.작업원이 케이슨의 작업실을 드나드는 '맨록', 자재를 투입해 토사를 반출하는 '머티리얼록', 자재를 운반하는 타워크레인 등을 설치한다.

　토사 센트를 제거하여 작업실로 만들다.압축한 공기를 작업실로 보내 지하수의 침입을 막으면서 케이슨삽으로 굴착.굴착한 토사를 반출하면 케이슨 자체의 무게로 자연스럽게 침하된다.

　그 후, 굴착, 침하, 구축을 반복함으로써 케이슨이 완성된다.케이슨이 지하 15m에 도달한 후에는 작업실의 압력이 높아져 작업원에 의한 장시간 작업을 할 수 없게 되므로 지상에 설치한 케이슨 계측 관리실에서 원격으로 굴착 작업을 수행한다.

바닥판 구축 이미지(자료:토다건설)

 

굴착 및 침하 이미지(자료:토다건설)

 

굴착, 침하, 구축을 반복하는 이미지(자료:토다건설)

 

22년 6월 23일 시점에서 1호 케이슨과 2호 케이슨의 침하량은 모두 깊이 27.7m에 도달했다.전체 9리프트 중 마지막 9리프트째를 구축 중이다.

　케이슨은 깊이 38.3m까지 침하시킨 뒤 2함을 서로 왕래할 수 있도록 접속한다.이후 조절지 안을 관리하기 위한 보랑, 폭우 때 강물을 흘려보내기 위한 슬로프와 취수구를 구축하여 완성된다.

최종 리프트 수와 침하 깊이(자료: 도다 건설)

이시카미이가와에서 조절지로 물을 흘려보내는 취수구의 이미지(자료:토다 건설)