해저 지층구조 조사 '최적노선' 찾아야

(위)바닥 배수판을 이용한 배수처리 개념도. 터널 바닥에 설치된 요철 형태의 배수판을 이용해 최적의 배수가 이뤄지도록 바닥 배수판이 설계됐다. (아래)침매터널 방식으로 건설된 거가대교. 약 180m 길이의 터널형 콘크리트 구조물을 바다에 침수시킨 뒤 연결해 바닷속 터널을 건설했다.

한국과 일본ㆍ중국을 연결하는 해저터널 건설의 기술적 타당성에 대한 과학자들의 논의가 본격화된다. 한중일 3국을 연결하는 해저터널을 건설하려면 경제성이 있고 3개국 국민의 여론적 지지도 받아야 하지만 기술적으로 건설 가능한지도 중요하다. 국토해양부 산하 해저시설물 차폐기술연구단과 'UN이 정한 지구의 해 한국위원회'는 14일 서울 동부금융센터에서 '해저터널 국제 심포지엄'을 개최, 한중일 해저터널 건설이 기술적으로 가능한지, 필요로 하는 요소 기술은 무엇인지 등을 논의한다. 해저터널 건설 경험이 있는 노르웨이ㆍ일본 등의 과학자ㆍ기술자들과 한중일 해저터널의 기술적 타당성을 논의하고 국내 연구성과를 살펴볼 수 있는 자리다. 해저시설물 차폐기술연구단에는 한국지질자원연구원을 주관기관으로 한국건설기술연구원ㆍ한국철도기술연구원ㆍSK건설 등 4개 기관이 참여하고 있다. ◇한중일 해저터널이란 한국을 중심으로 중국과 일본이 해저터널로 연결되면 기차나 승용차로 바다를 건너 다른 국가로 이동할수있게 된다. 과학자들은 직접 차량이 달리는 도로 형태보다는 영국과 프랑스를 연결한 유로터널처럼 기차가 달리도록 하고 차량은 기차에 실어 수송하는 형태가 적합한 것으로 보고 있다. 한중 터널의 경우 경기 평택~중국 웨이하이(374㎞), 인천~웨이하이(362㎞), 충남 태안~웨이하이(320㎞) 등의 노선이 논의되고 있다. 한중 해저터널에 관한 연구를 진행해온 경기개발원의 조응래 부원장은 발표자료를 통해 "서해의 경우 최대 수심이 80m에 불과, 최대 수심이 220m나 되는 한일 해저터널보다 건설하기 용이하고 여객 수요도 한국인의 중국 방문은 2020년 492만명, 2030년 648만명, 중국인의 한국 방문은 2020년 299만명, 2030년 456만명에 이를 것"으로 전망했다. 한일 해저터널(약 230㎞)은 부산 또는 거제도에서 대한해협 중간의 인공섬을 거쳐 일본 쓰시마섬~하카다를 연결하는 노선. 양국 국경을 기준으로 한국 구간은 약 30㎞ 안팎이고 대부분이 일본 노선이다. 수심이 깊은 지역의 경우 수압을 견디는 구조와 경사로를 통해 육지와의 높이를 맞추는 설계가 필요하다. ◇어떤 기술이 필요한가 해저시설물 차폐기술연구단은 지난 2005년부터 2010년까지 5년간 95억원을 투자해 요소기술을 연구하고 해저지반 조사, 해저터널 방ㆍ배수 설계, 바닷물 유입이 우려되는 지반층 보강(그라우팅) 기술 등을 개발해왔다. 해저터널은 육상터널과 달리 엄청난 바닷물의 수압을 견디는 구조가 필요하기 때문에 최적의 노선을 찾아내야 한다. 이를 위해 탄성파 탐사를 통해 해저 암반의 지층구조를 정밀하게 확인해야 한다. 건설 단계에서는 실제 크기의 터널을 뚫기 전에 수평으로 지층을 시추하는 '선진 천공기술' 개발이 필요하다. 일본의 경우 세이칸 해저터널을 뚫으면서 수평으로 지층을 250m까지 시추할 수 있는 선진 천공기술을 확보했지만 우리나라의 기술수준은 현재 30m 안팎에 불과하다. 방ㆍ배수 설계기술은 터널의 암반 벽과 터널 외벽 사이에 발생하는 바닷물 유입을 효과적으로 빼낸다. 배수가 이뤄지지 않으면 암반으로부터 전달되는 압력이 터널의 외벽에 그대로 가해지기 때문이다. 그라우팅 기술은 암반의 미세한 틈으로 바닷물이 유입되는 것을 막기 위해 이 틈으로 미세한 시멘트 형태의 보강재를 주입, 지반구조를 강화시켜준다. 이 기술의 핵심은 최적의 압력으로 보강재를 주입하는 하는 것으로 주입압력이 높을 경우 암반의 틈을 더욱 벌리게 되고 압력이 낮을 경우 보강재로서의 역할을 다하지 못하게 된다. ◇국내 해저터널 현황= 현재 국내에는 해저터널이 건설된 사례가 없다. 유일하게 건설된 것은 부산과 거제도를 연결하는 거가대교 노선의 3.7㎞ 구간이 침매터널 방식이다. 침매터널은 터널형태로 제작된 180m 길이의 콘크리트 구조물들을 바다 밑에 가라앉힌 뒤 연결해 전체 터널을 완공하는 방식이다. 완전한 해저터널로 현재 건설이 논의되고 있는 것은 인천~김포 고속도로 중 일부 구간(약 300m). 당초 지난달 착공 예정이었으나 최근 글로벌 금융위기 여파로 내년 3월 이후로 착공시기가 미뤄진 것으로 알려졌다. 충남 보령~안면도 노선의 경우 교량과 해저터널을 혼합하는 형태로 입찰서가 공고됐으나 변동 가능성도 있다고 한다. 이 노선에 해저터널 건설을 추진하는 것은 안면도 앞바다가 선박이 항해하는 주항로이고 인근에 고려청자 수장지역이 있기 때문. 신희순 한국지질자원연구원 해저시설물 차폐기술연구단 단장은 "해저터널 건설 기술은 교량이나 침매터널보다 어장ㆍ환경에 미치는 피해가 적다"며 "국내 건설사들도 해저터널 건설 경험을 쌓아 해외시장 진출에 큰 도움을 받을 수 있다"고 말했다.