[카드뉴스] 바다 속을 질주한다! ‘해저터널’ 건설 과정은?

[시선뉴스 심재민] 해저터널은 육상에 있는 터널처럼, 육지에서 이어지는 바다 밑으로 자동차가 통행할 수 있도록 만든 터널을 말한다. 

우리나라에도 다양한 해저터널이 있는데, 특히 지난 12월 1일 개통한 ‘보령해저터널’은 국내에서 가장 길고, 세계에서 다선 번째로 긴 해저터널이다. 2010년 12월 착공한 보령해저터널에는 4,881억 원이 투입되었고, 완공까지 약 4,000일(11년)이 걸렸으며 하루 평균 270명, 장비 50대가 투입됐다. 참고로 세계 해저터널 길이는 ▲일본 도쿄아쿠아라인(9.5㎞) ▲노르웨이 봄나피오르(7.9㎞) ▲노르웨이 에이커선더(7.8㎞) ▲노르웨이 오슬로피오르(7.2㎞) ▲보령해저터널(6.927㎞) 순이다. 

그런데 이렇게 막대한 비용과 시간, 인력이 투입되는 해저터널은 왜 만드는 것일까? 해저터널은 주로 ▲교량 건설 시 항만의 존재로 인해 선박의 항로에 영향을 주는 구간 또는 ▲긴~ 장거리의 바다구간을 이어야 해 교량 건설에 무리가 있을 때 해저터널로 건설한다. 해저터널 공사는 여러 가지 터널링 공법 중 지반과 지반을 이루는 암석 물질에 결정된다. 최근에는 대표적으로 NATM(나틈) 방식, 실드 TBM 방식, 침매방식 등이 이용되고 있다. 

터널링 공법을 선택하기 위해 먼저 ‘지반 분석’이 이루어진다. 과거에는 얇고 긴 관을 지반에 깊이 찔러 넣어 각 층별 암석 샘플을 수집해 분석했지만, 최근에는 방사선이나 초음파를 이용해 물질 고유의 파형을 분석하거나 음파가 되돌아오는 시간을 계산 하는 등 비파괴 방식을 이용해 기본적인 지반 분석을 진행하고, 직접 땅을 파서 지질을 확인한다.   

이후 땅파기 등 본격적인 해저터널 공사가 진행된다. 이때 육상의 터널에서는 폭약을 사용해 발파하지만, 해저에서는 발파로 인해 한 번에 큰 구멍이 뚫리면 지반이 무너지고 바닷물이 들이칠 수 있기에 ‘TBM 굴착기’를 사용해 한 발 한 발 굴착을 진행한다. 이것이 ‘TBM 방식’이다.  

그런데 보령해저터널은 보기 드물게(국내 해저터널 최초) 발파 굴착방식인 'NATM(나틈) 공법'이 도입됐다. 'NATM(나틈) 공법'은 단단한 암반에 구멍을 내 화약을 장착한 후 폭발시켜 암반을 뚫는 방식으로, 폭파 후 벽면을 콘크리트 등으로 발라 지반 자체의 힘을 최대한 사용하면서 굴착해나간다. 보령 해저는 지질이 균일하지 않아 이 공법이 적절한 것으로 판단되었다는 것이 전문가들의 설명이다. 

이렇게 목표 지점까지 폭파와 콘크리트 시공을 이어가는데, 이 과정 중 가장 중요한 것은 해수의 유입을 차단하는 기술이다. 암반 틈새로 유입되는 해수를 막기 위해 ‘그라우팅’ 공법을 이용하는데, 틈이 있는 부분에 시멘트와 물을 섞은 콘크리트 덩어리를 높은 압력으로 주입하는 방식이다. 

또한 해수로 인한 부식을 막고, 암반 강도를 높이기 위해 ‘숏트리트’ 공법을 사용하기도 했다. 암반 벽에 압축공기를 이용해 콘크리트를 분사하는 방식으로 초고강도 콘크리트 제조에 사용되는 혼화재 ‘실리카흄(시멘트 입자의 1/200, 물 등에 녹지 않음)’을 이용했다. 또한 터널 암반에 사용한 록볼트(암반 붕괴를 방지하기 위한 보강자재)도 고무가 입혀진 부식방지용 CT-볼트를 사용했다. 

해저터널 공사의 핵심은 고도의 콘크리트 기술로, 현시대 기술 속에서 해저터널은 회색 빗의 콘크리트 터널일 수밖에 없다. 

이처럼 해저터널은 흔히 산을 뚫는 터널과는 달리 지반이 약하고 바닷물의 압력이 워낙 커서 건설이 매우 힘들다. 해수의 유입을 막고 부식을 방지하기 위한 기술력이 관건이라 할 수 있다. 어려운 해저터널 공사, 하지만 우리나라는 기술 개발 끝에 세계에서 다섯 번째로 긴 보령해저터널(6.927㎞)을 완공하게 되었다. 지난 12월 1일 개통한 ‘보령해저터널’은 K-해저터널 기술로 불리며 세계 속에 당당히 이름을 올리게 되었다.