[임직원 칼럼]우리가 매일 타는 지하철! 지하철 터널은 어떻게 만들어질까?

삼성물산 건설부문 임직원 칼럼 (최용균 선임)

지하철은 장거리를 이동하는 사람들에게 버스와 더불어 일상 생활 속 대표적인 대중교통입니다. 우리나라 수도권 전철 노선은 현재 총 21개이며(*인천공항 자기부상라인 포함), 그 길이만 약 1,100km에 달하는데요. 2015년 기준으로, 이용객은 연간 26억 2000만여명에 이르고 있습니다. 이렇게 우리의 삶과 밀접한 지하철이 달리려면, 노선이 필요합니다. 이런 노선마다 꼭 등장하는 것이 바로 ‘터널’입니다. 그렇다면 거대한 지하철 터널은 어떻게 만들어지는 것일까요? 흥미진진한 지하철 터널 이야기를 시작해보겠습니다!

  

| 수도권 전철 노선도                                                         | 지하철 터널 모습

 

여기서 잠깐! 지상 구간도 있는데, 왜 ‘지하철’로 부르는 걸까요?
지하철(地下鐵)을 한자대로 해석하면 지하로만 다니는 교통수단입니다. 과거 ‘지하철도의 건설 및 운영에 관한 법률’에 의해 지하철도라는 용어를 사용하였고, 그 약칭으로 ‘지하철’이라는 단어가 널리 쓰이게 되었는데요. 이후1990년 ‘도시철도법’으로 법률이 개정되면서, 도시철도라는 명칭이 등장합니다.

 

이는 지하철도 외에 도시 교통 권역 안의 철도 및 모노레일 등 궤도에 의한 다양한 교통 시설과 수단이 나타났기 때문입니다. 도시철도 공사들이 사명에 지하철 대신 도시철도로 바꾼 것도 그러한 이유입니다. 하지만 아직도 많은 사람들에게는 ‘지하철’이라는 용어가 더 익숙해 혼용해서 사용하고 있습니다. 참고로 전철은 전기철도의 약자입니다.

 

1971년 서울역 앞에서 청량리까지 7.8km의 서울 지하철 1호선이 탄생한 이후, 우리 나라에는 수 많은 지하철이 다니고 있습니다. 그리고 ‘지하철’이라는 이름답게 지하에서 다니기 위해, 꼭 필요한 것이 바로 ‘지하터널’인데요. 지상에서 지역을 우회하지 않고 관통해서 가기 위해서도 필요합니다. 지하철의 터널을 만드는 방법에는 여러 가지가 있습니다.

 

개착공법 (Open-Cut)

 

‘개착’이란 산을 뚫거나 땅을 파서 길, 터널, 운하 등을 만든다는 뜻입니다. 이 공법은 지하 구조물의 시공을 위해, 지표면에서부터 땅을 파 내려가 공사를 하고 복구하는 방법입니다. 우리나라 지하철 공사에서 일반적으로 많이 쓰이는 공법이죠.

 

 | 개착공법 시공순서도

 

터널공법

 

‘터널공법’은 기존 구조물들을 건드리지 않고, 필요한 공간만큼 터널을 뚫는 방법입니다. 그 중에서도 ‘NATM공법’과 ‘쉴드 TBM 공법’이 주로 쓰입니다.

 

(1) NATM 공법 (New Austrian Tunneling Method)
‘NATM 공법’은 발파(폭약의 폭발을 이용해서 바위, 암반 등을 파괴하는 작업)를 통해 터널을 만듭니다. 이 후 안쪽 천장과 터널 벽면에 2~3m 길이의 고정봉(락볼트)을 일정 간격으로 박고, 그 위에 콘크리트를 입히는 방식으로 암반의 붕괴를 방지하면서 터널을 만들어 나갑니다.

 

 | NATM 공법 시공 순서도

 

(2) 쉴드 TBM공법
‘쉴드TBM공법’은 TBM(Tunnel Boring Machine)이라는 기계로 터널을 만듭니다. 앞부분의 커터헤드가 회전하면서 지반을 뚫음과 동시에, 원통형의 쉴드(SHIELD)를 전진시키며 후방의 굴착공간에 미리 제작된 콘크리트 세그먼트(*토사의 붕괴를 막기 위해 설치한 원통 모양의 방호재)를 조립해 나가는 방법입니다. 도심지 지하철 건설 특성상 일반적인 개착공법 또는 NATM 터널 공법을 적용하기 곤란한 구간에서 사용하는데요. (ex.지하수위 불안정, 연약지반, 중요시설 하부/근접 통과구간 등) 커다란 침하를 초래하지 않고 소음, 진동, 민원에 대해 환경 친화적으로 공사를 수행해야 하는 경우에 적용하고 있습니다.

  

|쉴드 TBM

 

삼성물산 건설부문은 앞서 말씀 드린 공법들을 사용해 다양한 터널 공사를 진행해 왔으며, 이를 지하철 공사에도 적용하고 있습니다. 이러한 경험과 기술 등을 바탕으로, 우리나라는 물론 싱가포르, 홍콩, 인도, 사우디 등 세계 각지에서 지하철 터널 공사를 수행하고 있습니다. 정신 없이 지나치기만 했던 지하터널 안에 담겨 있는 공법 이야기를 들려드렸는데요. 너무 익숙해서 그냥 지나쳤던 우리 주변의 건물과 인프라들을 자세히 들여다 보면, 다양한 기술이 담겨 있는 것을 알 수 있습니다. 이제는 지하철 창문을 통해 보이는 검은 터널이 조금은 다르게 보이지 않으시나요? :-) 