5.2 소음과 진동

소음은 일반적으로 사람들에게 가장 큰 공해로 여겨지는 것들 중 하나로 도심지역에서 크게 영향을 받는다. 터널 설계에 있어서 소음에 대한 문제는 필히 고려되어야 하며, 특히 도심지 터널의 출구나 수직구 인근에 사람이 많이 있을 경우엔 더욱 그렇다.

교통량이 만들어내는 소음은 터널에서만의 문제는 아니다. 지하 기반시설의 경우 일반적으로 소음환경에서는 긍정적인 영향을 미치는 것으로 간주되지만, 형상적으로 출구에 해당되는 지역들에서는 문제가 발생된다. 대부분의 선진국에서 모든 새로운 기반시설을 계획할 때 소음의 영향이 연구되며, 터널이 있는 경우 이 단계에서 당연히 고려된다. 

터널 주위의 소음 환경에 대한 영향은 주로 교통량에 의해 발생된다. 터널 내부에서 주행중인 자동차로부터 발생되는 소음은 터널의 라이닝에 의해 반사되고 출구까지 전달되어 소음의 원인이 된다. 이런 상황에서 터널 출구 인근의 소음 수준은 오픈된 공간에서 발생하는 것보다 높은 값을 가지게 된다. 이런 영향은 터널 출구부 주위에 사람들이 많이 있을 경우에 주요한 영향을 미치지만, 터널의 출구에서 멀어지면 소음 수준은 급격히 감소된다. 이것은 터널로부터 나온 소음이 오픈된 공간의 발생된 주요한 자동차 소음이 줄어들기 때문이다.

터널 기반시설에서 발생되는 소음이 또 하나의 소스는 환기시설이다. 횡류식 환기시설이나, 수직 배출구가 있는 종류식 환기시설에서 흡입구와 토출구를 통과하는 유동과 팬이 주요한 소음발생의 원인이고, 소음 환경 기준이 낮게 설정되어 있어 야간에는 그 효과를 더하게 된다. 이 문제를 해결하는 하나의 방법이 제어를 최적화하여 환기시설의 사용을 줄이는 것이지만, 한정된 범위 안에서만 가능하다.

가장 효과적인 방법은 설계 단계에서 문제를 고려하는 것이다. 가장 주요한 소음의 원인은 지리적인 제한에 의한 것으로 공기 흡입/토출구가 근처 건물에서 가능한 멀리 떨어질수록 좋지만 그럴경우 비용이 급격히 상승한다. 소음 발생을 줄이기 위해 공기의 흡입/토출구의 면적을 충분히 크게하여 공기의 유속을 줄여야 한다. 수직구에서 축류팬에 의한 소음을 줄이기 위해 소음기의 사용도 일반적으로 사용되는 방법이다.

종류식 환기시설에서 팬에 의한 소음 효과는 팬의 효율을 최대로 하기 위해 출구에 너무 근접해서 설치가 되지 않고(결론적으로 팬이 만드는 소음은 교통량에 의해 만들어지는 소음에 희석된다), 다른 한편으로 터널 내 소음도를 적정 수준으로 유지하게 위해 소음기를 설치하기 때문에 일반적으로 크지 않다. 그러나 특별히 민감한 형태일 경우 특수한 설계나 운영적 방법이 필요하다. 

기차는 자동차에 비해 훨씬 큰 진동을 만들어내기 때문에 철도터널과는 다르게 도로터널에서 교통량이 만들어내는 진동은 운영단계에서는 크게 중요하지 않다.  만약 이런일이 발생할 경우 중차량의 운행을 금지시킴으로서 비교적 쉽게 문제를 해결할 수 있다. 또하나의 진동의 원인은 팬이다. 팬은 과도한 진동을 막기위해 세심히 조정되어야 한다. 그러나, 팬의 진동은 기계 자체에 주로 영향을 미치고 긴 시간을 두고 조정될 수 있기 때문에 일반적으로 환경문제로 인식되지 않는다. 팬의 진동은 터널 천정에 달린 제트팬이 과도한 진동에 의해 일부분 또는 전체가 떨어질 수 있기 때문에 안전상의 문제로 연결된다. 진동 감시는 제트팬의 신뢰성과 안전성 문제에 있어 중요하다.

진동은 건설단계에서 폭약을 사용할 경우 훨씬 더 문제시 된다. 터널의 건설과 환경적 방안은 PIARC 도로터널 운영 위원회의 주된 관심사가 아니므로, ITA의 출판물을 참조하기를 권고한다.