▲ 한국터널지하공간학회 '터널 환기 및 방재 기술위원회(위원장 나광훈)'가 마련한 '하저터널 TBM 굴착에 따른 피난대피 시설의 방재 안전성 향상' 세미나가 열리고 있다.  © 최영 기자

[FPN 최영 기자] = 피난시설 적용 방법을 두고 장기간 표류 중인 ‘부전-마산 복선전철 사업’에서 쟁점으로 떠오른 하저터널의 피난연결통로 설치 여부를 놓고 법 기준만 강제하는 것은 잘못됐다는 지적이 나오고 있다. 또 관련 기준을 고수하기보단 합리적인 대안을 찾고 전문 심의 등을 통한 관련 기술의 다양성을 존중하는 법 체제를 마련해야 한다는 전문가들의 지적이 쏟아졌다.

지난달 27일 ‘하저터널 TBM 굴착에 따른 피난대피 시설의 방재 안전성 향상’을 주제로 열린 한국터널지하공간학회 세미나에서 토목ㆍ소방방재 전문가들은 하저터널 피난통로 설계 방안에 대해 집중 논의했다.

서울역 스페이스쉐어에서 열린 이 세미나는 하저터널 TBM 굴착에 따른 터널 내  ‘피난연결통로’ 문제를 현실적으로 접근하기 위해 마련된 자리다. 설계 전문기업과 소방재난 분야 관계자, 학계 전문가 등 20여 명이 참석했다. 

지난 2014년 6월 착공해 2020년 12월 완공 예정이었던 부전-마산 복선전철 사업은 1조6천억여 원이 넘게 투입되는 대규모 터널 프로젝트다. 김해 진례면에서 부산 부전역까지 32.7㎞에 달하는 신설 구간과 마산역까지 이어지는 기존 경전선 노선을 포함해 총 51.1㎞에 달하는 철도가 들어서게 된다. 노선 개통 시에는 기존 1시간 30분이 넘게 걸리던 마산역에서 부전역까지 30~40분 만에 도달할 수 있어 경남ㆍ부산ㆍ울산이 1시간 생활권이 될 거라는 지역민의 기대가 크다.

하지만 2020년 말 마무리 예정이던 이 사업은 같은 해 3월 공정률 99%를 달성한 상태에서 멈춰 섰다. 낙동강 밑을 지나는 낙동1터널 내 피난연결통로 시공과정에서 지반이 무너지는 사고가 발생했기 때문이다. 이 사고로 터널이 무너지고 강물이 공사 현장으로 쏟아져 내렸다. 사고 복구를 위해 5년이 넘도록 지연된 데 더해 막대한 비용까지 더 들어갔다.

복구작업이 최근 들어서야 대부분 완료됐지만 피난시설 적용 방식을 두고 시공사인 SK에코플랜트와 관련 법규를 관장하는 국토교통부(이하 국토부)의 입장이 엇갈리고 있다.

국회 국토교통위원회 김종양 의원(창원 의창구, 국민의힘) 국정감사 자료에 따르면 시공사 측은 지반 특성상 우려되는 위험으로 인해 과거 사고가 재현될 수 있다며 격벽형 대피통로를 피난연결통로의 대안으로 제시하고 있다. 반면 국토부는 철도 방재 시스템에 격벽형 대피통로의 도입 사례가 없고 위험 요소도 많아 허용하기 어렵다는 등 이견을 좁히지 못하고 있다. 

▲ 부전-마산선 낙동1터널의 피난연결통로 관련 최초 설계 내용과 설계 변경안  © 국회 국토교통위원회 김종양 의원 국정감사 자료

최초 이 낙동1터널에는 4개의 피난연결통로가 구축되도록 설계됐다. 피난연결통로는 화재 등 재난 상황 시 상향과 하향선을 평행으로 오갈 수 있도록 한 피난시설이다. 현재 낙동1터널 내 피난연결통로는 4개 구간 중 3, 4번 구간까지 완료됐고 1, 2번 구간만 남은 상태다. 전문가들 사이에서 이 피난연결통로 적용 문제는 부전-마산 외 하저터널 사업 시 피할 수 없는 위험으로 여겨지고 있다.

이날 세미나에 참석한 전문가 대다수는 하저터널 내 들어서는 피난연결통로가 안전상의 위험이 따른다면 합리적인 대안을 찾아야 한다고 목소리를 높였다. 

부전-마산 터널 피난통로로 촉발된 피난연결통로의 타당성 논의에 소방방재 전문가들까지 뛰어든 상황이다. 이들은 특정 사업의 단발적 설계 변경 허용 여부를 넘어 국내 터널 방재 기준의 변화 필요성을 제기하고 있다. 

하저터널 TBM 시대… “해외는 다양한 설계 기법 적용”

이날 주제 발표자로 나선 토목 설계 전문가들은 현행 법규에 따른 터널 피난 개념의 한계를 지적하며 쉴드 TBM(터널보링머신, Shield Tunnel Boring Machine) 공법 특성을 반영한 새로운 기준의 정립 필요성을 강조했다.

▲ 김기환 (주)삼보기술단 상무가 '하, 해저 터널에서의 피난연결통로'에 대해 주제 발표를 하고 있다.  © 최영 기자

첫 발제자로 나선 김기환 (주)삼보기술단 상무는 “우리는 병설터널 중심의 피난 형식만을 기준처럼 믿고 설계를 해왔다”며 “쉴드 TBM 구조에 동일한 방식을 적용하는 건 위험할 수 있다”는 견해를 내놨다.

그는 김포-파주 하저터널 기본설계 경험을 제시하며 “당시 방재시설 설치ㆍ관리 지침 문구를 최대한 활용해 피난시설 선진화를 검토했다”고 설명하면서 일본 NCC(일본 종합건설사, Nippon Construction Company)와 유럽 전문 회사 자문 내용을 공개했다.

그는 “일본은 네 가지 피난 타입과 폭ㆍ깊이 등 시설 한계를 해설서에 명확히 적시해 설계자가 판단할 근거를 제공한다”고 소개했다. 반면 국내 기준은 공법별 리스크가 반영된 해설이 부족하다는 지적이다.

해외 사례를 제시한 김 상무는 “중국과 일본, 유럽의 장대 하저터널은 대부분 하부 공간을 공동구나 피난 공간으로 적극 활용한다”며 터널 하부 활용 필요성을 역설했다. 

특히 횡피난 통로 시공의 위험성을 논하면서 “비배수 TBM 본선에 NATM(암반과 토사가 가진 고유 지지력을 활용하는 굴착 공법) 방식으로 피난연결통로를 접속하면 해당 구간이 가장 위험한 시공 지점이 된다”고 말했다. 

‘비배수 TBM’은 지하수를 밖으로 퍼내며 공사하는 일반 터널 공법과 달리 굴착면에서 지하수와 토사 압력을 외부 압력과 일치시켜 터널 안으로 물이나 흙이 유입되는 것을 막는 공법을 말한다.

이어 그는 상하이와 카오슝 메트로 등 해외 사고 사례를 설명하며 “동결공법ㆍ제트그라우팅 실패로 대규모 침수와 지반침하가 반복됐다”고 설명하기도 했다. 

최근 해외에서 활용되는 미니 TBM 방식에 대해서도 “안전성은 높지만 장비와 GFRP(유리섬유 강화 플리스틱) 세그먼트 비용이 비싸 국내 적용 부담이 크다”고 평가했다. 그는 “해외는 250m마다 통로를 뚫지만 우리나라 사업비 구조에선 불가능하다”고 말했다.

김 상무는 검사용 통로 등 국내 기준의 경직성도 비판했다. 그는 “실제로는 (터널 내 시설을) 차량으로 검사하는데도 특수 구조물을 강제한다”면서 “하부 공동구 활용과 안전설비 강화로 공사비를 줄일 수 있다”고 주장했다. 그러면서 “구조적 리스크와 운영 현실을 반영해 기준이나 가이드를 좀 열어놨으면 좋겠다”는 의견을 제시했다.

두 번째 발표자로 나선 송석헌 (주)주성지앤비 부사장은 TBM 터널 방재설계 동향을 설명하며 국내 피난 기준의 전환 필요성을 시사했다.

▲ 송석헌 (주)주성이앤비의 부사장이 TBM터널의 방재설계 동향에 대해 발표하고 있다.  © 최영 기자

송 부사장은 “TBM은 원형 단면과 하부 여유 공간을 활용하는 피난 방식이 가능하다”면서 “인접 상ㆍ하행 터널과 하부 공동구를 함께 쓰는 다양한 대피 개념을 검토해야 한다”고 했다.

이어 그는 세계 각국 TBM 터널의 피난시설을 비교한 결과도 제시했다. 송 부사장 설명에 따르면 네덜란드 그린하트 터널은 분리벽을 둔 양방향 단일 터널 구조에 140ｍ 간격 비상문과 하부 대피공간을 조합해 승객 2천명을 7분 안에 대피시키는 설계를 적용했다. 프랑스 A86 터널은 200ｍ마다 상ㆍ하행을 잇는 대피계단과 500~1200ｍ 간격 비상 수직구를 둔 전형적인 상호 피난 방식으로 설계됐다. 내부에는 가압 설비와 비상조명, CCTV를 갖춰 연기 차단을 강화하기도 했다.

터키 유라시아 터널과 미국 SR 99 터널의 경우 복층 구조를 활용한 측면 피난통로가 특징이다. 측벽 안쪽에 대피통로를 두고 상ㆍ하층을 계단으로 연결해 화재층에서 안전층으로 이동하는 구조로 600ｍ마다 비상주차대를 두고 사람과 차량 동선을 분리했다. 

일본 도쿄만 아쿠아라인과 서울 한강터널은 차량용 연결통로 대신 사람만 하부로 미끄러져 내려가는 피난 슬라이드를 설치해 하부 대피통로와 환기소를 연계한 방식을 적용했다. 한강터널은 차량용 피난연결통로 4개소가 470~730m 간격으로 들어서는 구조로 계획됐다. 중국 난징 양쯔강 터널과 상하이 양쯔강 터널은 하부층을 향후 경전철 공간까지 겸하는 입체 구조로 계획했다. 상부는 도로, 하부는 피난과 설비, 철도까지 수용하는 형태다. 

송 부사장은 “해외 TBM 터널은 피난과 환기, 전력구를 하나의 공간 안에서 통합 설계하는 경향이 뚜렷하다”고 평가했다. 영국과 프랑스를 잇는 채널 터널은 중앙 서비스 터널을 두고 375ｍ 간격 피난 연결통로로 본선과 연결했다. 그는 “서비스 터널을 소방차와 구급차 전용도로이자 대피 통로로 쓰는 대표 사례”라고 소개했다.

전문가들 “피난연결통로 공사 위험하다면 대안 필요하다”

이어진 토론에선 대다수 토목, 소방방재, 교통 전문가들이 우리나라 터널 피난대피 시설의 경직성을 지적하며 개선 필요성을 언급했다. 부전-마산 터널 내 피난연결통로의 대안으로 제시되는 격벽분리형 대피통로 반영 시 우려되는 문제점을 제시하기도 했다.

이승철 강원대학교 소방방재학과 교수는 “공사 시 사고의 위험성이 많다는 이유로 안전 피난연결통로를 모두 제외하는 건 문제가 있다고 본다”면서도 “최소 1개소 이상은 필요하고 집수정은 반드시 설치돼야 한다”고 강조했다. 

▲ 이승철 강원대학교 소방방재학과 교수가 발언하고 있다.     ©최영 기자

그러면서 “격벽분리형 대피통로를 대안으로 설치하는 건 충분히 받아들일 수 있지만 정밀한 시공과 설치를 할 수 있는지와 5, 10년 지났을 때 준공 초기처럼 기능을 계속 유지할 수 있는지 등의 문제가 해결돼야 한다”고 말했다.

윤명오 전 서울시립대 재난과학과 교수는 “어떤 교통기반을 수단으로 삼느냐 하는 문제는 극단적인 상황에서의 생존력을 과연 어떤 기준으로 해야 하는가에 대한 의문을 낳는다”며 “제일 우려해야 할 건 합리적이고 적정한 수준의 안전 대책을 수립해야 실현이 가능하다는 것이지 강박에 의해 안전대책을 수립하다 보면 더 큰 걸 잃을 수 있다”고 경고했다.

▲ 윤명오 전 서울시립대학교 재난과학과 교수가 발언하고 있다.  © 최영 기자

또 “피난연결통로 설치가 무리라면 그땐 어느 정도 활용될까에 대한 QRA(정량적 위험도 평가, Quantitative Risk Assessment)를 하면 되는데 그게 아니라 어떤 물리적 기준을 딱 정해놓고 다른 건 절대 안 되니 방법을 찾아보라고 한다면 결국 좁은 공간이라도 이용해 격실을 만들게 되는 것”이라고 했다.

윤명오 교수는 격실을 만들 때 나타날 수 있는 위험에 대해서도 언급했다. 그는 “격실은 이동 거리가 멀어지기에 암흑화가 될 수 있어 개방성도 있어야 하고 도로 터널에 대해선 방화나 내화성에 대해 국가가 인증해야 하는데 어려움은 터널에서의 화재 크기(Fire size)를 고려한 테스트가 이뤄질 수 있는지, 국가가 정한 내화 기준에 따라 벽체를 설치하면 되는지 등의 우려가 있다”고 설명했다.

또 “내부에서 사람이 도중에 쓰러지면 보행 동선이 막히니 어떻게 대처하고 격실 내부에 호흡을 위해 필요한 공기 제공 등 여러 가지 고려할 사항이 있다”고 덧붙였다. 

터널 시공사 측의 성토도 이어졌다. 부전-마산 터널 시공을 맡고 있는 박정열 SK에코플랜트(주) 팀장은 “실제 터널의 시공이 위험하다는 건 모든 사람이 다 안다”면서 “화재로 사람이 사망하는 위험도보다 시공할 때가 훨씬 더 위험하고 이는 시공자뿐 아니라 상부의 민간인에게도 다 똑같은 위험을 초래하기에 이를 함께 고려해 좋은 대안을 선택하는 것이 필요하다”고 했다.

전규명 (주)범창종합기술 전무는 “시공 위험성 내용은 이미 건설현장에서 안전성 평가가 다 진행되고 있고 공사 중과 운영 중을 이미 구분하고 있는데 이를 공사의 운영 중까지 반영하기에는 두 가지의 상황은 다르다”며 조심스런 입장을 내비쳤다.

▲ 전규명 (주)범창종합기술 전무가 발언을 하고 있다.  © 최영 기자

이어 전 전무는 “차량용 피난연결통로는 여러 회사가 시공이 어렵다고 제기해 왔던 문제인데 그게 가능하다고 해 진행됐던 사항이고 법령 기준이 바뀌지 않은 상황에서 어떤 방향을 추진하겠다고 하지만 순서를 고민해봐야 할 부분”이라며 “차량 대피통로는 긴급 차량의 출동 동선에 연관된 사항”이라고 중요성을 강조했다.

그러면서 “미국과 달리 우린 큰 터널의 자체소방서가 없어 바로 출동이 불가능한 체계고 시공 단계 이후 운영을 고려하지 않은 채 일을 진행하는데 이런 문제를 해소할 방안도 모색해야 한다”고 밝혔다.

또 “유지관리 하는 사람들의 의견을 좀 반영하는 단계가 녹아들 방안을 연구해야 하고 법에 하게 돼 있는 대피통로를 시공하지 못하겠다거나 어렵다는 것보단 법을 바꾸는 공감대가 먼저 형성돼야 하지 않겠나”고 말했다.

이에 윤명오 교수는 “현실에 안 맞는 부분은 나올 수밖에 없다면 이를 지킬 수 없는 경우 미국은 대안을 요구할 수 있는 공학적 개념의 불복 절차인 항소위원회를 통해 절차를 밟는다”며 “이는 불복 절차가 법을 준수할 의지가 없다고 보면 안 되고 책임을 다하기 위한 절차로 볼 수도 있다”고 설명했다.

김효규 주성지앤비 대표는 “그동안 육상터널에 대한 화재안전대책이나 방재대책은 논의가 많았지만 상대적으로 하저 구간의 위험성을 고려하지 못한 부분에서 문제가 많이 도출되고 있다”며 “환기 방재라는 주제를 가지고 향후 추구해야 할 방향으로 만들어가야 하는데 이 문제가 불거진 이상 현행 기준을 무조건 100%로 볼 것인지, 공학적 의견을 내 더 좋은 방향으로 가는지를 고민해야 한다”고 밝혔다.

류지훈 (주)이음엔지니어링 부사장은 “처음부터 시공이 가능하다는 결론을 갖고 시작했던 건데 이제 와 위험하다는 건 주관적 판단이다. 객관화를 통해 위험하다는 판단이 내려진 뒤 대안을 찾아야 하는데 무조건 (피난연결통로를) 없앨 수는 없지 않나”며 “위치를 옮기거나 좀 안전한 곳으로 이동하는 건 가능하겠지만 모든 것을 없애는 건 대안이 없어지는 것”이라고 우려했다. 그러면서도 “QRA에 적합하다면 그 정도까지는 인정해 줘야 할 것 같다”고 덧붙였다.

▲ 류지훈 (주)이음엔지니어링 부사장이 발언하고 있다.  © 최영 기자

또 “지침이라는 게 최소 기준인데 이를 무조건 열어놓는다는 게 능사는 아니다”며 “허용할 수 있는 범위를 잡아주는 건 가능하겠지만 최소 기준을 흔드는 건 옳지 않다”고 부정적 입장을 나타냈다.

문정주 유원컨설턴트(주) 상무는 “우리나라는 기준에 뭐가 하나 딱 박혀 있으면 거기에 함몰이 되는데 더 촘촘하고 안전한 방법이 있더라도 기준처럼 연결통로가 아니면 설계 점수를 못받는다”며 “심의나 발주처 공무원들 역시 ‘기준에 있어, 없어’만 집중하는 게 현실이다”고 꼬집었다.

▲ 문정주 유원컨설턴트 상무가 발언하고 있다.  © 최영 기자

그러면서 “설계자가 더 공부하고 해외 사례를 보고 적용하더라도 기준에서 벗어나면 못하게 되는 것”이라며 “아무리 좋은 사례가 있어도 우리나라 기준하고는 안 맞으니 발전을 하고 싶어도 할 수 없다”고 지적했다.

이승철 교수는 “다른 나라의 QRA 값을 검토해보면 홍콩이나 유럽 등은 우리보다 완화된 기준을 적용하는 게 확인되고 우리나라 기준이 안전성 부분에서는 상당히 보수적”이라며 국내 QRA 결과의 안전성을 강조하기도 했다.

류지오 신한대학교 교수는 “법이 기술을 못 쫓아오고 있고 시공사들이 다 경쟁을 하는 상태이다 보니 처음에 계약한 뒤 설계해놓고 왜 그 약속을 안 지키냐는 것도 있다”며 “법은 법이지만 기술자적인 마인드를 갖고 해결하려는 대안을 찾으려는 열린 생각이 필요하다”고 말했다.

▲ 류지오 신한대학교 자동차공학과 교수가 발언하고 있다.     ©최영 기자

그러면서 “기술자들은 ‘아닙니다’라고 주장하며 융통성 있게 개방적으로 기술을 도입하자는데 법이 그냥 꼼짝도 안 하는 게 이해되지 않는다”고 지적했다.

최영 기자 young@fpn119.co.kr 

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