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지하철 시공 안전 현장 보도조회수 161
토목과 (swlako)2019.09.04 08:42
'대심도' 철도 안전할까?..지하 50미터 현장 kbs김수영기자 자료 발췌한것임 2019.09.04.6       

'소음·진동 우려' 대심도 공사 현장 가보니

■교통문제 해결하는 핵심 열쇠 '대심도'는?

지하공간은 그 깊이에 따라 천심도와 중심도, 대심도로 구분된다는 사실, 아시나요? 그중에서도 '대심도(大深度)'는 지표면에서 40m 이상의 깊이에 있는 매우 깊은 지하 공간입니다.

지하 생활기반시설·교통사업 관련 시설 깊이/자료 : 한국건설기술연구원           

표와 같이 우리는 지표면에서 5m 이내, 천심도에 위치한 생활기반시설과 교통시설을 이용하고 있습니다.

하지만 최근 들어 대심도 지하공간을 활용한 도로와 철도가 하나둘 생겨나고 있습니다. 시속 180㎞까지 달릴 수 있는 수도권광역급행철도(GTX)가 대심도의 대표적인 사례입니다. 깊은 땅 밑에선 철로를 직선으로 깔 수 있기 때문입니다.

그런데 대심도에서 이뤄지는 공사가 안전한지, 소음과 진동은 어떤지 논란이 일자 국토교통부는 같은 공법이 적용된 '대곡~소사 복선전철 민간투자시설사업' 현장을 기자들에게 공개했습니다.

지하에서 바라본 수직구 모습

■"깊이 들어갈수록 암반이 단단해 안전"

서울 강서구 개화동에 위치한 대곡~소사 '2공구' 현장에 도착했습니다. 그곳에는 지름 28m의 대형 수직구가 지하 50m까지 깊게 파여 있었습니다. 굴착 공사가 한창 진행 중인 지하 현장으로 내려가기 위해서는 공사장 승강기를 타고 2분여간을 내려가야 했습니다.

TBM 작동 원리, 자료 : 국토교통부

승강기에서 내리자 'TBM(Tunnel Boring Machine)'으로 만들어진 양방향 터널이 시야에 들어왔습니다.

TBM은 지름 8m, 길이 100m의 거대한 원통형 굴착 기계입니다. 전면에 땅을 깎는 '커터헤드'가 작동하면 토사는 기계 안 컨베이어 벨트를 거쳐 지상으로 배출되고, TBM이 지나간 자리에는 '세그먼트'라고 불리는 벽조각이 자동으로 조립됩니다.

2공구 현장 설명을 맡은 김창용 한국건설기술연구원 선임연구위원은 "한강 하저를 통과해 수압이 높고 모래가 많은 2공구 같은 곳은 대부분 TBM 방식을 사용한다"며 "발파 방식인 NATM 공법과 비교하면 소음과 진동 발생이 적어 도심지 공사에 유리하며, 토사 지반에서 굴착 속도가 빠르다"고 설명했습니다.

김창용 연구위원은 "땅속으로 들어갈수록, 즉 대심도일수록 암반이 단단하기 때문에 시공 중 안전성이 훨씬 더 뛰어나다"며 "시공 후 지진이 일어나더라도 대심도 터널은 지반과 함께 움직이기 때문에 지진에 대한 저항성도 갖고 있다"고 덧붙였습니다.

■"3, 2, 1, 발파! 조용하네?…소음·진동 기준치 이하"

경기도 부천시 도심에 있는 대곡~소사 '4공구' 현장으로 자리를 옮겼습니다. 지상 장애물이 많아 이곳에서는 발파 방식인 NATM 공법이 적용됐습니다.

이 공법은 다수의 시공 경험을 통해 안정성과 경제성이 검증된 공법입니다. 하지만 발파로 인해 발생할 수 있는 소음과 진동이 단점으로 꼽힙니다.

대곡~소사 4공구 발파 시 CCTV 화면

현장에서 20m 정도 떨어진 지점의 지하 47m에서 진행한 다이너마이트 발파 작업을 모니터를 통해 지켜봤습니다. 현장을 비춘 모니터에 붉은빛이 번쩍했지만, 발파 순간을 지켜본 기자들은 "아주 미세한 진동을 느낀 것 같다"거나 "진동을 전혀 느끼지 못했다"고 말했습니다.

대곡~소사 4공구 소음·진동 계측값

발파 직후 진동 측정기에는 측정값이 0.1㎝/sec으로 기록됐습니다. 현장 관리 기준인 0.2㎝/sec의 절반 수준이었습니다.

현장 관계자는 "4공구의 경우 진동 관련 설계관리기준이 0.3㎝/sec이지만, 현장에서는 0.2㎝/sec으로 더 높게 잡아 관리하고 있다"며 "소음도 생활소음 수준 정도"라고 설명했습니다.

■"지질에 맞게 보강하면 안전" VS "국토부 계측 오류"

전문가들에게 대심도 철도·도로 공사, 과연 안전한지 물었습니다. 이수곤 前 시립대학교 토목공학과 교수는 "우리나라는 세계적인 토목기술이 있다"면서 "지질에 맞게 적절한 보강 대책을 세우면 충분히 안전하게 공사를 할 수 있다"고 말합니다.

서울의 암반 파쇄도

이수곤 교수는 "서울은 크게 화강암과 편마암으로 이뤄져 있는데 초록색으로 표시된 부분들은 화강암, 파란색으로 표시된 부분은 편마암 부분으로 보면 된다"면서 "편마암은 40억 년 된 것이고, 화강암은 2억 년 정도 밖에 안 돼 비교적 암질이 좋다"고 설명합니다.

그러면서 "어떤 노선이든 좋은 암질과 나쁜 암질을 같이 지나기 때문에 그 지질에 맞는 터널 공법을 사용하면 문제가 되지 않는다"고 덧붙였습니다.

서울의 지하수위 분포도

지하수 유출에 따른 지반 침하 현상 가능성에 대해서도 "지하수는 보통 지표면에서 5m 정도 아래 있는데, 이 경우 지표면 20m 공사 현장보다는 지표면 40m 아래 대심도가 영향을 덜 받을 수밖에 없다"며 "지하수는 큰 문제가 되지 않는다"고 답했습니다.

다만 이 교수는 "지질에 맞게 공사할 수 있도록 충분한 공사 기간과 예산이 확보되어야 안전도 확보할 수 있다"고 조언했습니다.

소음·진동 계측 당시 모습

하지만 익명을 요구한 다른 관계자는 발파 시 소음·진동 계측값에 의구심을 나타냈습니다.

이 관계자는 "사진을 보면 소음 계측기와 진동 계측기가 서로 다른 방향을 가리키고 있다"며 "통상적으로 소음 계측기와 진동 계측기는 모두 계측하고자 하는 공사현장 쪽으로 향해 있어야 하는데 그렇지 않아, 계측 값이 최대 10배가량 적게 나왔을 것"이라고 의문을 제기했습니다.

그러면서 "국토교통부의 터널 굴착 표준시방서를 보면, 발파로 인한 지반진동 측정 시에는 진동 계측기를 반드시 매설하거나 모래주머니 등으로 고정할 것을 권고하고 있는데 이 사진에서는 고정은커녕 아무렇게 놓여있다"며 "진동 계측기가 고정되지 않은 상태에서 나온 값, 0.1㎝/sec은 유효하지 않다"고 강조했습니다.

국토부의 설명에도 불구하고 수도권광역급행철도(GTX) 공사 예정지 주민들은 지하터널 건설을 위한 발파와 이에 따른 진동을 우려하고 있습니다.

특히 GTX-A 노선이 발밑으로 지나갈 예정인 서울 청담동 주민들은 지난해 12월부터 국토부와 강남구청, 청와대 앞 등에서 집회를 이어가고 있습니다. 노선 대부분에 대곡~소사 4공구와 같은 발파 방식이 적용될 예정이기 때문입니다.

최영해 GTX 청담 비대위 홍보위원장은 "공사를 할 때도 문제지만, 시속 180㎞로 매일 150차례 운행하다 보면 지반에 문제가 생기는 건 당연한 것"이라며 "일부 주민들은 수십억 원대 보험까지 들었다"고 말했습니다.

이에 대해 국토부 관계자는 "대곡∼소사 현장이나 앞으로 진행할 GTX 공사 현장 모두 엄격한 안전기준을 적용할 것"이라며 "예정지 주민들 설득도 계속할 계획"이라고 말했습니다. "전국 단위의 지하공간 통합 지도를 2023년 말까지 제작하는 등 지하안전관리 기본계획 이행에 힘쓸 것"이라고 덧붙였습니다. 김수영 기자 (kbs)