‘두더지 기계’ 대활약… 도심터널 안전 잡았다

대곡~소사 복선전철 민간투자사업 현장

홍제진 기자 | 기사입력 2021/04/15 [13:11]

‘두더지 기계’ 대활약… 도심터널 안전 잡았다

대곡~소사 복선전철 민간투자사업 현장

홍제진 기자 | 입력 : 2021/04/15 [13:11]

사업비 1조 5,717억원, 현대건설 컨소시엄 시공

14.7km 구간이 터널… 신기술 TBM장비 투입

한강 하저 구간에는 피난 연결통로 설치

 

▲ TBM 후방설비 모습                          © 매일건설신문

 

“현재 상선이 2.3km를 굴진해 자유로를 통과했고, 하선은 2km를 굴진해 행주산성을 통과하고 있는 상태다.”

 

대곡~소사 복선전철 2공구 현장은 현재 서울시 개화동에서 경기도 고양시 행주동 2.8km를 지하철이 운용될 수 있는 터널을 만드는 공사가 한창이다. 현대건설 관계자는 “이중 한강 하저 40m 대수압 구간을 통과하고 행주산성 하부의 경암층을 통과하는 난공사로서, 터널공사에서 최첨담 공법인 쉴드 TBM을 적용해 공사를 진행하고 있다”고 설명했다. 

 

5개 공구 공사, 2016년 6월 착공

 

대곡~소사 복선전철 사업이 막바지 공사에 박차를 가하고 있다. 경기도 고양시 덕양구 대장동(대곡역)에서 경기도 부천시 소사구 소사동을 연결하는 총연장 18.3km(기존역 2개소·신설역 3개소)의 전철을 건설하는 대곡~소사 복선전철은 북측으로 경의선과 연결되며, 남측으로 현재 운행 중인 소사~원시 구간을 거쳐 서해선(현재 공사중)과도 연결된다.

 

대곡~소사 복선전철 사업은 1공구(4.22km), 2공구(2.85km), 3공구(4.95km) 4공구(3.46km), 5공구(2.88km) 등 총 5개 공구로 나뉘어 공사가 진행되고 있다. 1공구는 한강 북쪽 구간의 경의선 인접공사가 한창이다. 현장 관계자는 “고양 고속철도 차량기지의 침하 예방을 위해 비개착공법으로 시공 중”이라고 설명했다. 

 

2공구는 한강 하부를 지나며 3공구는 김포공항을 지나는 구간이다. 4공구는 부천시 원종동 구간이며, 5공구는 부천시 소사로를 따라 소사~원시 복선전철의 소사역과 연결된다.

 

민간투자사업으로 진행되고 있는 대곡~소사 복선전철은 현대건설 컨소시엄이 2010년 우선협상자로 지정된 후 사업을 진행하고 있다. 총사업비 1조 5,717억원이 투입된 가운데 2016년 6월 착공했다. 

 

임대형 민간투자사업(BTL·Build Transfer Lease) 방식으로, 준공과 동시에 소유권이 국가에 귀속되며 사업시행자인 서부광역철도(주)는 20년간 운영하게 된다. BTL 민자사업은 준공과 동시에 시설의 소유권이 국가 또는 지장자치단체에 귀속된다. 사업시행자에게 일정기간의 시설관리운영권을 인정하며 그 시설을 국가 또는 지방자치단체로부터 협약에서 정한 기간 동안 임대료를 지급받는 방식이다. 

 

▲TBM 모습                    © 매일건설신문

 

까다로운 터널 공사, TBM이 해결

 

대곡~소사 복선전철 사업은 총 연장 18.3km 중 14.7km 구간이 터널이다. 그만큼 고난도의 공사라는 의미다. 특히 총 5개 공구 중 한강을 가로지르는 2공구와 김포공항역을 경유하는 3공구는 특히 공사가 까다로운 구간으로 꼽힌다. 특히 한강 통과 구간은 터널 굴착 신기술인 쉴드 TBM(Tunnel Boring Machine) 공법이 적용됐다. 

 

대곡~소사 복선전철 사업에서는 터널을 뚫기 위한 장비인 일명 ‘두더지 기계’가 활약하고 있다. 쉴드 TBM(Tunnel Boring Machine)공법은 터널을 자동으로 굴착하는 최첨단 장비와 이를 지반 및 지질 조건에 따라 전문가 그룹의 공학적·기계적인 지도를 받아 터널을 굴진하는 공법이다. 연약 지반 및 암반터널 시공에 적합하다. 

 

현장 관계자는 “대곡~소사 2공구에 사용된 TBM 장비는 직경이 8m인 중구경 터널로 볼 수 있다”며 “특히 한강 구간 통과를 위해서는 지질조건에 최적화된 굴진 모드를 설정하고 굴진 중 현장여건에 맞게 미세 조정하는 등 고난도 기술을 통해 성공적으로 굴진을 완료했다”고 설명했다. 

 

이어 “행주산성의 암반 구간 및 주거밀집구간, 자유로 등의 위험구간에서 공정보다는 최상의 안전성에 목표를 두고 시공을 했으며 치밀한 사전준비와 시공 중 컨트롤타워·막장·배토(培土)팀의 삼각 편대로 이뤄진 시공팀에 의해 한치의 위험도 없는 안전공사를 수행했다”고 강조했다. 

 

특히 대곡~소사 복선전철에는 신기술 통신 및 방재시스템이 적용됐다. 통신은 철도 전용 통합 무선망인 LTE-R를 적용하여 안전성과 신뢰성을 높였다. 또한 화재 등 재난에 대비한 방재설비가 구축된다. 

 

현장 관계자는 “한강 하저 구간을 통과하는 터널에는 시뮬레이션 결과에 따라 안전한 대피를 위한 피난 연결통로를 설치했다”고 말했다.

 

가까워진 고양~부천, 서울 도심 미경유

 

대곡~소사 복선전철은 1단계 소사~원시 복선전철이 지난 2018년 6월 우선 개통한 가운데 이번 대곡~소사 복선전철 준공 후에는 대곡~소사~원시 전구간 운행에 돌입할 계획이다. 

 

대곡~소사 복선전철 사업이 완료되면 복잡한 수도권을 우회해 호남·충청권의 여객 및 화물을 수송하는 서해안측 간선철도망이 구축된다. 또 경부선에 집중된 화물 물동량을 분산 처리해 경부선의 선로용량 부족을 해소하고, 철도 화물운송 활성화에 기여할 것으로 전망된다. 

 

현장 관계자는 “대곡~소사 복선전철이 개통하면 서울 도심을 경유하지 않고 고양시에서 부천시를 직접 오갈 수 있게 된다”면서 “김포공항역에서 5호선, 9호선, 공항철도를 이용해 서울시내로 빠르게 진입할 수 있다”고 말했다. 

 

▲ 굴진 중인 TBM 모습                            © 매일건설신문

 

☞쉴드 TBM(Tunnel Boring Machine) 장비는?

 

디스크커터(Disc cutter) 또는 커터 비트(Cutter bit)가 장착된 커터헤드(Cutterhead)가 회전하면서 터널을 전단면으로 굴착하는 장비다.

 

기존 재래식 공법인 NATM(나틈) 공법에 비해 연장이 길고 노선이 선형일 경우 시공효율이 높다. 특히 작업 시 소음·진동 및 분진을 최소화해 대곡~소사 복선전철과 같은 도심지 터널 공사에 적합하다. 초기 투자비가 높다는 단점이 있지만 3km 이상의 연장이면 NATM 공법보다 경제적이라는 평가다. 

 

또한 작업자의 안전 수준을 높일 수 있고, 지표침하 및 지하수 환경 교란 등을 최소화할 수 있다. 굴착과 동시에 라이닝 세그먼트 조립으로 품질 및 안전성을 확보했다.

 

 

/홍제진 기자

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