5.3 수질 문제

도로 기반시설이 수질에 미치는 영향은 정상 운영상태(탄화수소 물질의 누출과 타이어의 분진등)와 사고상황(오염물질의 대량 유출) 두 가지 모두 매우 중요하다.

터널의 유무에 따라 문제는 많이 바뀌지 않는다. 어떠한 도로에서든 주위 환경으로 물을 배출하기전에 오염물질의 분리와 제거등의 수처리시설이 필요하다. 그러나 극히 일부의 터널 설계에서만 수처리시설에 대하여 명확히 제시하고 있다. 첫째, 기본적으로 통행량이 많은 도심지 터널에서는 매달 한번씩 터널 청소가 되어야 한다. 이런 터널에서는 청소용품이 포함된 많은 양의 물이 생성된다. 둘째, 위험물질의 통행이 허용되는 터널에서는 노면을 통해 인화성 액체가 퍼지는 것을 제한하기 위한 특수한 배수로가 설치된다. 사고에 의한 유출이 발생했을 때 배수로에 들어오는 액체성 오염물질의 양은 일반적인 노면에서 발생되는 양보다 많으며, 수처리시설은 이 용량을 감당할 수 있도록 설치되어야 한다.

건설중에 발생되는 물과 관련된 문제들, 예를들어 건설현장 폐수의 혼탁도등 민감한 환경적 문제들은 상당히 어려운 문제이고, 적절한 방법으로 조치되어야 한다. 이따금 이런일들은 건설단계에 상당한 제약조건이 되기도 하고, 비용이 많이 들기도 한다. 터널의 건설과 관련된 문제들은 PIARC 위원회의 터널 운영에 대한 관점에서 주된 관심사가 아니므로, 더 자세한 내용은 ITA 권고를 참조하기를 권고한다.

수질 문제는 기반시설로서의 터널의 생애주기를 고려하여 분석되어야 한다.

터널의 물과 관련된 대부분의 문제들은 건설 단계에서 발생되지만, 어떤 문제들은 장기간에 걸쳐 영향을 미치고 터널의 운영과 유지관리에 장애를 일으키기도 한다. 반대를 최소화하고, 싸고, 신뢰성 있는 결과를 얻기 위해 터널의 계획 및 설계단계에서 주의하여야 한다. 건설 이전과 건설 단계에서 지면과 지면 밑의 수리학에 대한 자세한 연구가 수행되어야 한다. . 구조 요소는 위험을 최소화 할 수 있는 방법과 물 흐름의 중단과 변화를 최소화시키는 방향으로 선택되어야 한다.

이론적으로, 터널은 비침투성(라이닝을 통해 수압을 지탱하며, 물의 침투가 없는)이 될 수도 있고, 침투성이나 반침투성(라이닝을 통해 수압을 지탱하며 일부 물의 침투가 가능한) 이 될 수도 있다. 일반적으로 터널의 건설중에는 침투성이고, 운영단계에서는 반침투성이 된다. 그림 5.3.1은 반침투성으로 설계되고 마디마디로 시공된 터널내 물의 누수를 보여준다.

라이닝이 시공되지 않은 터널(혹은 침투성 라이닝을 가진)에서는 물의 침투가 중요하다. 그림 5.3.2는 캐나다에 있는 현무암 침투층을 통한 물의 흐름을 보여준다.

지하수의 고갈은 기반시설의 건설에서 더욱더 중요한 문제를 야기시킨다. 이런 효과는 터널의 운영단계에 한정되지 않고, 원래의 지하수 레벨은 어김없이 내려가며, 물의 공급망에 돌이킬 수 없는 영향을 미친다.

터널내로 유입되는 물은 콘크리트 라이닝 내에 함유되어 있는 자유 석회 수산화물에 의해 산도는 높아지고 배수시스템의 고체화된 퇴적이 발생된다. 이런 문제는 오래된 터널의 낡은 배수시스템에서 자주 발생된다. 그림 5.3.3은 콘크리트 라이닝 터널에서 예측되는 배수 시스템의 유동과 석회 칼슘 수산화물이다. 그림 5.3.4는 접합부에서 보이는 비슷한 현상이다.