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최근 수정 시각 : 2024-03-29 19:44:54

해저터널



1. 개요2. 필요성3. 건설 방법
3.1. 개착식 흙막이 공법3.2. NATM 방식3.3. 실드 TBM 방식3.4. 침매방식(BOX 공법)
4. 기타5. 해저터널 목록
5.1. 대한민국
5.1.1. 완공 및 시공 중5.1.2. 계획/제안
5.2. 세계
5.2.1. 완공5.2.2. 계획/제안
5.2.2.1. 아시아5.2.2.2. 유럽5.2.2.3. 아메리카
6. 하저터널 목록
6.1. 대한민국
6.1.1. 완공
6.1.1.1. 하천6.1.1.2. 한강6.1.1.3. 지방
6.1.2. 시공 중6.1.3. 계획/제안6.1.4. 취소/무산
7. 관련 문서

1. 개요

터널 / Undersea Tunnel

바다 아래로 지나가는 터널이다.

2. 필요성

주로 교량 건설 시 항만의 존재로 인해 선박항로에 영향을 주는 구간이거나 장거리의 바다구간을 지나야하여 교량 건설에 무리가 있을 때 해저터널로 건설한다. 육지의 터널보다 압도적으로 긴 것이 일반적이라 철도 전용으로 건설하기도 한다. 해저터널이 없던 시대에는 일정 구간까지는 기차를 타고 그 다음엔 배를 타고 건너 간 다음에 다시 기차를 타고 가야 했다. 예를 들자면 영국런던에서 프랑스파리까지 기차를 타고 갈 경우 과거에는 런던에서 도버까지 기차를 타고 간 다음 도버에서 칼레까지는 배를 타고 가야 했다. 그 다음 칼레에서 다시 파리까지 기차를 타고 갈 수 있었다. 수심이 깊을 수록 간척, 교량은 기술적으로나 경제적으로 어렵기에 해저터널로 만든다.

3. 건설 방법

EBS 사이언스 해저터널 건설 다큐
해저터널의 역사(무자막)[1]

해저터널은 흔히 산을 뚫는 터널과는 달리 지반이 약하고(뻘바닥을 연상해보자) 바닷물의 압력(수압)이 워낙 커서 건설 자체가 매우 힘들다. 다만 시공 방법에 대한 개념은 대부분 일반 터널과 비슷하게 가장 무모하고 위험한 개착식부터 현대의 NATM 방식, 실드 TBM 방식은 물론 해저/하저터널만의 방식인 침매방식도 있다. 침매 방식을 제외한 나머지 방식은 일반 터널 문서와 크게 다르지 않다.

3.1. 개착식 흙막이 공법

가장 무식한 방식. 일명 '가물막이 공법'이라고도 부른다. 터널 양옆에 바다에 임시로 을 쌓아 바닷물을 막고 물을 퍼낸 다음 굴착해서 터널을 건설한 뒤 바닷물을 다시 채우는 방법이다. 근래의 엄청난 스케일의 해저터널에서는 불가능한 방법이다. 다른 건설기법은 생기기도 전이던 아주 먼 옛날에나 초단거리 해저터널 건설 시 사용되었다. 대한민국수도권 전철 5호선이 지나는 천호대교 아래(광나루역-천호역 구간)의 한강 및 서울 지하철 2호선 종합운동장-삼성 구간의 탄천 하저터널, 그리고 통영시에 있는 동아시아 최초의 해저터널인 통영 해저터널 건설에 사용된 공법이다. 단 여긴 지협이었던 곳을 파서 터널을 지어놓고 물을 터뜨린 특이한 케이스이다.[2]

3.2. NATM 방식

New Austrian Tunnelling Method의 준말로 오스트리아에서 개발한 방식이라서 이러한 이름이 지어졌다. 1980년대부터 지금까지 대한민국에서 지하철 공사에 가장 많이 쓰이는 방법이기도 하다. 지하철뿐만 아니라 터널이라면 안 쓰이는 곳이 없을 정도.

지반이나 암반에 구멍을 뚫어서 화약을 삽입, 폭파시키고 벽면을 콘크리트 등으로 발라 지반 자체의 힘을 최대한 사용하면서 굴착해나가는 방법이다. 대한민국수도권 전철 5호선이 지나는 마포대교 아래(여의나루역-마포역 구간)의 한강 하저터널 및 일본의 세이칸 터널이 이 방법으로 건설되었다.

지반이 연약할 경우 공사에 위험이 따른다는 단점이 있다. 실제로 1970~80년대에 지었던 세이칸 터널은 공사 도중 갱이 3번이나 침수되어 사상자가 생기기도 했다. 지질조사용 갱(선진도갱), 본갱, 작업갱을 각각 3개씩 파 놓고 공사한 덕에 작업갱으로 물을 퍼내서 겨우겨우 본갱의 침수 사태를 복구했다고 한다. 일부 연약지반 구간은 선진도갱을 본갱 앞으로 우회시켜 지반에 응고제를 주입해 굳히고 뚫는 방식으로 건설했다.

현재 수도권제2순환고속도로의 인천북항터널과 77번 국도보령 해저터널이 이 공법으로 시공되었다.

3.3. 실드 TBM 방식

1825년 영국에서 이점바드 킹덤 브루넬의 아버지 마크 브루넬이 조개에서 영감을 얻어 템즈 강 밑에 하저터널을 건설할 때 사용한 오래된 공법이다. 현대에는 자동화된 터널만한 회전식 그라인더형 굴착기로 땅을 긁어 나아가면서 세그먼트로 불리는 콘크리트 블럭을 조립해서 터널을 만들어 가는 방식으로 발전되었다. 연약한 지반에 굴을 뚫기에 가장 좋은 방법으로 실드 자체가 굴착 및 지지대 역할을 하기 때문이다. 하루에 6m 이상 나가므로 매우 빠르며, 공사 기간 단축이 가능한 반면, 장비가 고가인데다 크기도 엄청나서 한번 조립하는데만 8주가 소요되며, 공사 완료 후 분해를 하는데만 해도 4주 정도가 걸린다. 한국에서는 이 방식으로 만든 해저터널은 없고 분당선별내선, 서해선, GTX-A에 건설되는 한강 하저터널과 부전-마산 복선전철에 건설될 낙동강 하저터널이 이 공법으로 건설중이다. 한강 하저터널 TBM 공법 설명 영상 도로에서는 최초로 수도권제2순환고속도로 김포~파주간 한강 하저터널이 실드 TBM으로 시공 중이다.

이 공법에 쓰이는 굴착기는 양쪽에서 굴착해서 다시 꺼내지 못하는 특수한 경우를 제외하고는 해체해서 지상으로 올려서 회수된다. TBM 특성 상 굴착 전진하면서 동시에 뒤쪽으로 콘크리트 벽을 붙이는 방식이므로 TBM 직경보다 터널 직경이 작아져 후진이 불가능한데다, 무게 650톤, 길이 80m이상의 거대한 장비를 버리는 것보다 회수하는 게 비용이 덜 들기 때문이다. 그러나 오히려 기계를 꺼내서 회수하는 비용이 새로 제작하는 것보다 더 들거나 아예 빼낼 수 없을 때는 그냥 현장에 버리는 경우도 있다. 채널 터널에서는 영국프랑스경계 부분에 이 기기를 본 터널 바닥으로 가게 해서 묻어버렸다.

한국에서는 2010년대 초 실드TBM의 커터헤드 국산화에 성공했다.

3.4. 침매방식(BOX 공법)

상대적으로 얕은 바다에 콘크리트로 미리 만들어둔 터널 크기의 함체를 만들어 바다에 가라앉혀 이어나가는 방식이다. 쉽게 말해서 바다 바닥에다가 터널 블럭 올려두고 주욱 이어 붙이는 것이다. 짧은 거리, 얕은 바다에 주로 사용하므로 이 방법을 사용한 해저터널이 많다. 한국에서는 유일하게 거가대로가덕 해저터널을 이 방법으로 건설했다.

파일:external/s23.postimg.org/b0039291_4ecd2e73994ea.jpg
위의 사진은 가덕해저터널에 사용되었던 터널 블록. 생각보다 매우 큰데, 터널 옆의 자동차와 크기를 비교하면 그 규모를 짐작해 볼 수 있다.

4. 기타

어린이용 과학 도서에서 등장하는 해저터널들의 경우, 보통 투명한 재질로 만들어서 바다 속을 구경할 수 있는 구조인 경우가 많다.[3] 하지만 아직까지는 합성수지나 유리 등의 재질로 엄청난 수압을 견딜 수 있을 만큼 튼튼한 터널을 만들기가 매우 어렵기 때문에 그러한 터널은 일부 아쿠아리움에서 체험형으로 만든 몇몇 수조에서나 체험해볼 수 있고 실제로는 해저 표면 지반을 뚫고 그 아래에 짓는 경우가 대부분이다. 따라서 아무리 마개조를 한다 해도 기술적으로 불가능한 경우가 많다. 측면으로라도 바닷속을 보기 위해서는 해중터널이 필요하다. 그래도 바하마의 도로 해저터널은 그런 경우가 있다.

중국 다롄시의 해저터널이 개통 보름 만에 물이 쏟아지는 사고가 나면서 터널 내부가 물바다로 변해 논란이 되고 있다. #[4]

5. 해저터널 목록

5.1. 대한민국

5.1.1. 완공 및 시공 중

2023년 기준 한국에 완공 및 시공 중인 해저터널은 총 다섯 곳이다.

5.1.2. 계획/제안

5.2. 세계

5.2.1. 완공

파일:Underwater road tunnel tokyo wangan2.jpg
파일:Underwater tunnel osaka-kobe.jpg

5.2.2. 계획/제안

5.2.2.1. 아시아
파일:external/upload.wikimedia.org/320px-KOR-JPN_Tunnel.svg.png
5.2.2.2. 유럽
파일:external/upload.wikimedia.org/Irish_Sea_tunnels.png
5.2.2.3. 아메리카

6. 하저터널 목록

강 아래로 지나는 터널의 경우는 하저(河底)터널이라고 한다.

하저터널 중 도시철도 터널은 특성상 하저터널이 가까이 있는 역의 깊이가 깊은 특징을 지닌다. 특히 하저터널을 앞에 두고 있는 여의나루역은 해발(-27.5m) 기준으로 한국에서 가장 깊은 역이나, 그 기록을 서해선 김포공항역이 갱신했을 것으로 추정된다. 또한 대한민국의 철도 하저터널은 모두 단선터널 2개이며 대부분 열차가 전속력으로 달린다.

6.1. 대한민국

6.1.1. 완공

6.1.1.1. 하천
6.1.1.2. 한강
6.1.1.3. 지방

6.1.2. 시공 중

6.1.3. 계획/제안

계획의 대다수가 수도권 내 한강을 도강하는 하저터널들이다. 한강 교각이 포화상태인데다가 신규 노선들은 대심도로 지어지는 경우가 많기 때문이다.

6.1.4. 취소/무산

7. 관련 문서


[1] 채널 터널을 다루고 있다.[2] 여수와 부산을 오가는 소형 선박이 미륵도 하부로 돌아가기에는 시간도 많이 걸리고 암초 위협도 있었기 때문에 운하를 팠다. 21세기처럼 막 5천 톤급 1만 톤급 선박이 오고가는 부산항이라면 상상도 못 하겠지만 일제강점기 당시에는 연안 선박이래봐야 대부분 통통배였기 때문이다.[3] 사실 어두워서 구경할 수도 없을 것이다.[4] 다롄을 기점으로 하지만 보하이만 해저터널과는 별도의 터널이다.[5] 이 터널의 위로 경원대로의 일부분인 '송도국제교'라는 명칭의 교량이 통과하고 있지만 터널에는 별도의 명칭이 없다.[6] 영회 셜록 홈즈: 그림자 게임에서 처음에는 분명 기차를 탔던 아이린 애들러가 프랑스로 가기 위해 배를 타는 장면을 떠올리면 된다.[7] 상당구간이 메구로 강 아래를 따라 지나는 하저터널이며 그와 동시에 미나미시나가와 일부구간이 도쿄만 앞바다 아래를 지나는 해저터널이기도 하다.[8] 하네다 공항 근처의 도쿄만을 횡단하는 터널로, 1964년에 도쿄 올림픽 개최에 맞춰 건설된 수도고속도로 최초의 해저터널이다. 일본의 해저터널에서는 칸몬 터널에 이은 두번째로 오래된 터널이다.[9] 도쿄 하네다 공항과 게이힌섬을 연결하는 해저터널. 길이 1478m로 해저구간은 160m이다.[10] 일본 유일의 사설 해저터널로 카와사키 JFE스틸 영내의 미즈에쵸과 인공섬인 오기시마를 연결한다. 회사내에 위치하는 사설터널이므로 일반인은 이용할 수 없다.[11] 이 정도 기간이면 쾰른 대성당을 세 채씩이나 지을 수 있는 기간이다.[12] 1호선이 전 구간 지하이고, 이 구간은 대전역의 경부선 선로 지하화를 염두에 두고 지어서 깊이기 꽤 깊기 때문에 유등천대전천도 당연히 밑으로 건너간다.[13] 다만 현재 계획상 중간에 드리프트 구간이 있기 때문에 안 그래도 하저터널이라 심한 소음에 더더욱 소음이 심해질 것으로 보인다.

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