최근 터널 건설의 증가에 따라 화재사고 또한 꾸준히 발생하고 있다. 터널에서 화재가 발생한 경우, 초기 진압이 어려운 경우 대피방법으로서 피난연결통로를 통해 상대터널로 대피하도록 하고 있다.

본 연구는 국내 고속도로 상의 2차로로 구성된 터널을 대상으로 피난연결통로의 간격 및 너비, 상대터널의 공동구 폭 등이 피난에 미치는 영향을 평가하는 데 목적을 두었다.

연구 방법으로는 화재시뮬레이션과 피난시뮬레이션을 통해 피난허용시간 및 피난요구시간을 도출하여 수치해석 및 비교를 통해 분석을 진행하였다.

첫째, 피난연결통로 유무가 피난에 미치는 영향을 분석한 결과, 연장 375m 이상의 터널에는 피난연결통로가 설치되어야 하는 것으로 나타났다.

둘째, 재차 인원의 평균값을 적용한 CASE 1과 가혹한 상황을 적용한 CASE 2에서의 피난연결통로간격이 피난에 미치는 영향을 비교했을 때, 터널 높이 6m의 경우 CASE 1에서 20MW급 화재에서는 모든 시나리오에서 피난에 성공하였다. 50MW급 화재에서는 피난연결통로간격 150m 이상, 100MW급 화재에서는 100m 이상일 때 모든 재실자가 피난을 완료하였다. CASE 2의 경우 화재크기 20MW에서는 피난연결통로간격 150m 이상, 50MW와 100M에서는 100m 이상일 때 모두 피난에 성공하였다. 터널 높이 8m의 경우, CASE 1에서는 화재크기 20MW, 50MW 일 때는 모든 시나리오에서 피난에 성공하였고, CASE 2에서는 화재크기 20MW, 50MW일 때 피난연결통로간격 200m 이상, 100MW일 때 150m 이상이면 모든 재실자가 피난을 완료하였다.

셋째, 공동구의 폭이 피난에 미치는 영향을 분석하기 위해 폭 500mm인 경우와 1000mm인 경우에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과, 피난에 실패하는 시나리오 12건 중 평균적으로 74%의 사상자 수가 줄어드는 효과가 확인되었다.

마지막으로, 피난연결통로의 너비가 피난에 미치는 영향을 분석한 결과, 모든 시나리오에서 1.4m 이상부터는 피난에 미치는 영향이 미미한 것을 확인하였다.

본 연구는 피난에 영향을 미치는 요소들을 고려한 다양한 시나리오의 분석을 통해 적정 피난연결통로 설치기준에 대한 시사점을 제공한다.