[현장] 지하터널 발파, 문 '쾅' 닫는 진동 7분의 1 수준

대곡~소사선 4공구 발파방식 ‘NATM공법’…“지상에서 진동 안 느껴져”

지하에 구멍 파내는 ‘쉴드TBM공법’, 한강 밑 지반 약한 2공구에 적용

대곡~소사선 4공구 발파방식 ‘NATM공법’…“지상에서 진동 안 느껴져”
지하에 구멍 파내는 ‘쉴드TBM공법’, 한강 밑 지반 약한 2공구에 적용

NATM공법으로 공사가 진행 중인 ‘대곡~소사 복선전철 사업’ 4공구에서 지하 47m 지점에서 다이너마이트 발파 직후 계측기가 1.0㎜/sec의 진동값을 나타내고 있다. ⓒ이정윤 기자

“발파 5초전.” 지난달 30일 오후 4시쯤 경기 부천시 원종동 일대 대곡~소사선 4공구 현장. 지하 47m 지점 발파 진동을 확인하기 위해 현장 관계자들과 기자들이 계측기를 둘러싸고 숨을 죽인 채 카운트다운을 시작했다.

“5, 4, 3, 2, 1, 발파.” 하지만 다이너마이트 발파 작업은 싱겁게 끝나버렸다. 예상과는 전혀 다르게 진동은 커녕 폭파 소음도 들리지 않았기 때문이다. 숨을 죽이고 있던 현장에는 차량 소음만 유독 더 시끄럽게 도로 위를 메웠다. 발파 진동을 확인하기 위해 계측기 옆에 놓아둔 물병조차 별다른 흔들림이 없었다. 발파 직후 계측기는 1.0㎜/sec(0.1㎝/sec)의 진동값을 나타냈다.

현장설명을 맡은 김선홍 성진 대표이사(터널공학박사)는 “우리나라의 발파 진동 기준은 0.3㎝/sec로 가장 엄격한데, 방금 발파 진동은 0.1㎝/sec로 확인됐다”며 “집에서 방문을 쾅하고 닫았을 때의 진동인 0.7㎝/sec와 비교해 7분의 1수준인 것이다”고 말했다.

그러면서 “‘발파’라는 단어를 쓰다 보니 일반인들이 걱정을 많이 하는데 실제로는 거의 느껴지지 않고 차량 소음보다도 덜한 정도다”고 강조했다.

경기 고양시 내곡동과 부천시 원미동 총 18.3㎞를 잇는 ‘대곡~소사 복선전철 사업’은 오는 2021년 6월 29일 완공을 목표로 공사가 한창이다.

이 사업은 총 5개 공구로 나뉘는데 한강 밑을 지나는 2공구는 구멍을 뚫는 TBM공법으로, 3~5공구는 발파 방식인 NATM공법으로 진행 중이다.

4공구를 직접 방문해 진동을 확인한 NATM공법은 터널에서 가장 일반적인 굴착방법으로 지반이나 단면변화에 탄력적인 대응이 가능하다.

또 시공 장비가 간단할 뿐만 아니라 상대적으로 비용이 적게 들어 경제성이 양호하다는 장점이 있다. 하루에 2차례에 걸쳐 발파 가능해 하루당 작업 속도는 약 3m 정도다.

NATM공법은 일반적으로 터널 양쪽 끝에서 시작해 가운데에서 만나는 방식으로 작업이 진행된다. 4공구의 경우 한쪽은 이미 마무리된 상태였고, 작업량이 30m 정도 남은 한쪽은 이달 중순께 작업이 마무리될 것으로 보인다.

발파 없이 터널 굴착기를 이용해 암반에 구멍을 파내는 방식으로 공사가 진행 중인 2공구 현장 모습. 사진 속 길다란 쇠파이프는 지하현장 내 공기를 정화하는 시스템이다. ⓒ이정윤 기자

한강 밑 60m 지점을 뚫는 2공구는 쉴드TBM공법이 적용된다. 이 공법은 NATM공법과 달리 발파 없이 터널 굴착기를 이용해 암반에 구멍을 파내는 방식이다.

쉴드TBM공법은 지반이 약한 곳에 적합한 방법으로 한강 밑을 뚫는 2공구에 적용되고 있다.

이 공법은 하루 6m 정도 전진이 가능해 작업 속도가 발파 방식보다 빠르다. 특히 굴착 후 바로 그 단면을 폐합시키는 작업이 진행되기 때문에 안전성도 높다.

하지만 일반적인 방식보다 공시비가 약 30% 더 투입되고, 장비 자체의 규모가 커 공사 공간이 협소한 도심에서는 적용에 한계가 있다는 단점이 있다.

이처럼 지하터널 공사는 엄격한 기준과 최첨단 기술로 진행되고 있지만 공사지역 주민들은 그 위험성에 대해 우려가 높은 상황이다. 땅 밑에서 발파작업을 하고 굴을 파냄에 따라 지반이 무너져 내리는 것에 대한 공포감이 있기 때문이다.

이 같은 국민들의 우려를 잠재우기 위해 국토교통부는 지반 침하를 예방하기 위해 ‘제1차 지하안전관리 기본계획’을 수립하고 나섰다. 이에 따라 선진형 지하안전 관리체계를 구축하고, 연구개발, 교육강화, 인력육성 등 지하안전관리 역량을 강화할 방침이다.

구헌상 국토부 기술안전정책관은 “이번에 수립되는 지하안전관리 기본계획이 현장중심으로 실효성 있게 정착해 안전한 국토를 만들어나가기 위한 마중물 역할을 하게 될 것으로 기대한다”고 말했다.

‘대곡~소사 복선전철 사업’ 4공구 현장 지상 모습. ⓒ이정윤 기자