< Previous터널 신기술 소개 98 자연,터널 그리고 지하공간 6. 지식(산업)재산권 현황 신기술 896호에 적용된 지식재산권현황은 다음 표 3과 같다. <표 3> 신기술 896호 관련 지식재산권 현황 No특허명권리자등록번호(출원번호)키워드 1 미니 파이프루프를 이용한 친환경 터널 갱구부 시공방법 (주)하경엔지니어링 10-1834847 (10-2017-0033707) 친환경 터널 갱구부 매입형 갱문 갱구부 절취 배제 및 최소화 미니 파이프루프 2 터널 공사용 갱문 강지보 철거장치 및 그 시공방법 (주)하경엔지니어링 동부건설(주) 동부엔지니어링(주) 10-2231331 (10-2019-0058127) 공사용 갱문 신속한 갱문돌출부 철거 [본 기사는 저자 개인의 의견이며 한국터널지하공간학회의 공식입장과는 무관합니다.]Vol. 23, No. 4 99 크세르크세스의 다리, 공학자가 생각하는 법 공학자는 끊임없이 근원을 찾아서 내려간다. 인문학은 차이를 인정하고 서로 다른 생각이 자유 롭게 양립할 수 있지만 공학자는 그럴 수 없다. 옳고 그름을 분명히 판단하지 않으면 그가 만든 구조물은 무너져 내릴 수밖에 없기 때문이다. 페르시아 테르모필레 전투. L.다비드 크세르크세스의 다리, 공학자가 생각하는 법 김재성 (주)동명기술공단 부사장인문학 산책 100 자연,터널 그리고 지하공간 바다는 물웅덩이 고대세계의 패권을 다투었던 페르시아와 그리스 전쟁은 다리우 스 왕의 침공으로 시작됩니다. 다리우스는 전무후무한 대군을 이끌 고 육로와 애게해 연안을 따라 그리스로 진군합니다. 그러나 어처구 니없게도 페르시아 함대는 아토스 곶에서 돌풍을 만나 수 백 척이 침몰하면서 스스로 무너지고 맙니다. 뒤이어 육로로 진군하던 군대 마저 마라톤에서 패하면서 그리스의 승리로 끝나게 됩니다. 아버지 를 따라다니며 이를 지켜본 왕자 크세르크세스는 왕위에 오르자마 자 다시 그리스 원정에 나섰습니다. 아토스 곶에서 수많은 병사와 배를 잃은 기억이 있는지라 이번에는 육로를 택했습니다. 아시아와 유럽을 가르는 다르다넬스 해협만 건너면 그리스 본토까지 거침없 이 갈 수 있었으니까요. 크세르크세스는 다르다넬스 해협1)에 배다 리를 놓으라고 했습니다. 해협은 수심이 깊고 길게 펼쳐져 있지만 폭이 좁은 곳은 700m 남짓해서 그리 어려운 작업은 아니었습니다. 그러나 다리가 완성되어 군사들이 한참 건너고 있을 때 갑자기 풍 랑이 일었습니다. 밧줄로 묶인 배들은 서로 부딪치며 침몰하고 물을 건너던 많은 병사들이 목숨을 잃었습니다. 왕은 몹시 화가 나서 바다를 향해 소리 질렀습니다. ‘바다여, 너는 그저 물웅덩이일 뿐이다. 나는 너를 모욕하고 노 예로 삼겠노라’. 왕의 명을 받은 병사들은 노예를 상징하는 족쇄를 바다에 던져 넣고 채찍질을 시작했습니다. 300여 차례 채찍이 가해진 뒤 왕은 말했습니다. 그쯤 해라. 이제 바다도 누가 진짜 주인인지 알겠지..... 헤르도토스가 쓴 역 사2)에 나오는 이야기입니다. 아마도 그는 합리적으로 사고하는 그리스인에 비해 동양의 군주가 얼마나 어리석은지 보여주려 한 게 아닐까 생각됩니다. 하지만 ‘바다는 물웅덩이’라는 크세르크세스의 말은 공학적으로 보면 꽤 그럴 듯해 보입니다. 지중해를 예로 들어 볼까요. 인문학자에게 지중해가 무엇이냐고 물으면 아마도 수없이 많은 답이 나올 겁니다. 지중해는 호메로스의 문학 이 꽃피우는 배경이며 상업과 예술의 무대, 헬레니즘 문명의 발원지, 카르타고 페니키아 로마가 세력을 다투던 전장 등. 인류가 지중해 곁에서 살아온 오랜 세월동안 그 바다의 의미는 끊임없이 확장되었을 갑니다. 이렇게 인문학적인 모든 답은 서로 상보하는 관계에서 나름대로의 가치를 가지고 인식의 지평을 확대해 나갑니다. 1) 다르다넬스 해협. 지중해와 마르마라해를 잇는 해협으로 유럽과 아시아를 가른다. 평균수심 55m, 길이는 61km에 이르고 폭은 0.7~6.0km다. 트로이전쟁, 페르시아전쟁의 무대였다. 2) 역사 제7권. 아테네 원정. ‘바다는 물구덩이’라는 표현은 헤르도토스가 아니라, 크세르크세스의 원정을 그린 빅토르 위고의 시구에 나오는 말이다. 크세르크세스의 배다리Vol. 23, No. 4 101 크세르크세스의 다리, 공학자가 생각하는 법 답은 하나다. 그러나 공학자의 생각은 다릅니다. 그들은 본질을 찾아 끊임없이 내려갑니다. 그리고 그 끝에 있는 단 하나의 답을 찾습니다. 공학자에게 서로 다른 두 개의 답은 양립할 수 없습니다. 둘 중의 하나 아니면 모두 틀린 답입니다. 어떤 것이 더 근본적이라거나 가장 잘 맞는다고 말하는 것도 의미 있는 진술이 아닙니다. 공학은 비교급이나 최상급과 같 은 용어 자체를 거부하니까요. 그래서 지중해가 무엇이냐는 물음에 공학자들은 쉽게 답할 수 없습니다. 근저에 있는 본질이 무엇인지 알기 위해서는 먼저 본질을 가리는 것들을 한 겹씩 벗겨 나가야 합니다. 그 과정에서 인간이 형성해 온 지중해에 대한 소중한 지식들, 중요하고 의미 있는 개념들이 하나씩 사라지겠지요. 그렇게 끝까지 내려가서 만나게 되는 지중해는 무엇일까요. 별 거 없습니다. 그것은 그냥 물웅덩이일 뿐이지요. 움 푹 패인 웅덩이에 물이 채워져 있으니 물웅덩이가 아니고 무엇이겠습니까. 뭔가 멋진 대답을 기대했다면 실망스럽겠 지만 얼핏 싱거워 보이긴 해도 ‘바다는 물웅덩이’라는 크세르크세스의 말은 부정하기가 쉽지 않은 개념입니다. 물론 이렇게 정의되었다고 해서 바로 옳은 개념으로 인정되는 것은 아닙니다. 그 뒤로 끊임없이 ‘물웅덩이가 아니면 무엇인 가’라는 공세적 질문과 맞서 싸워야 하기 때문입니다. 공학의 역사는 이렇게 새로운 개념이 과거의 개념을 대체하는 과정이었습니다. 하지만 이렇게 ‘지중해는 물웅덩이’ 라는 본질이 파악되고 나면 그것은 하나의 그릇처럼 기능하게 됩니다. 공학자들이 조사하고 연구하면서 밝혀내는 객 관적이고 다양한 사실들은 이제 차곡차곡 이 그릇에 담길 수 있습니다. 웅덩이가 얼마나 크고 깊은지, 소금물의 농도 는 얼마이고 그 물에는 어떤 광물질이 섞여 있는지. 그렇게 담긴 사실들을 통해 지중해에 대한 공학적 지식은 차츰 확장되어 나갈 수 있습니다. 다시 말해서 인문학이 수용과 다양성의 학문이라면 공학은 이렇게 배제와 단일성의 학문 입니다. 존재는 차이다. 인문학과 공학이 지식을 다루는 차이를 예로 들어보겠습니다. 존재가 무엇인가라는 질문은 오랫동안 인문학의 주 된 물음이었습니다. 플라톤은 ‘있음’에 대하여 모두가 안다고 하지만 사실은 아무도 모른다며 있음과 없음을 철학의 시작으로 꼽았습니다. 두 차례 세계대전을 치룬 20세기에는 인간과 사물의 존재에 대한 뿌리 깊은 성찰이 이루어졌습 니다. 철학은 ‘존재에 대한 물음’이라고 단언한 하이데거는 그의 저서 ‘존재와 시간’에서 신과 인간, 인간과 사물의 존 재에 대해 광범위한 사유를 이끌어 냈습니다. 대표적인 실존주의자로 불리는 사르트르는 ‘존재와 무’에서 모든 관계에 서 벗어난 뒤에 남는 그 무엇을 찾아 끊임없이 하강했습니다. 그러나 그렇게 유구하게 이어온 존재에 대한 생각들, 존 재에 관한 저서를 모두 읽어도 존재에 대해 정의하기는 쉽지 않습니다. 그러나 공학에서는 단순하고 명확하게 존재에 대해 단언합니다. 물리학자 리처드 파인만은 말합니다. ‘존재가 뭐냐 구, 그것은 차이를 가지는 것이지, 다른 것과 차이를 가진다면 그건 존재하는 거라구’. 단순하고 명쾌한 정의입니다. 존 재하는 모든 것은 서로 다른 점이 있기 때문이고 이 세계에 있는 모든 만물은 나름대로 차이를 가지고 있다는 거지요. 인문학 산책 102 자연,터널 그리고 지하공간 인문학의 깊고 장황한 존재론에 비해 좀 싱거워 보이나요? 하지만 여기에는 우주 의 존재를 설명하는 깊은 의미가 담겨 있습니다. 열역학의 ‘엔트로피 증가의 법칙’ 이라는 게 있습니다. 짧게 말해 우주의 무질서한 정도가 끊임없이 증가한다는 법 칙입니다. 다르게 표현하면 우주의 온도가 절대온도 0°C를 향해 끊임없이 내려간 다는 것이지요. 무질서도와 온도가 끊임없이 변화한다는 말은 이전과 이후가 지속 적인 차이를 가진다는 것이고 이 때문에 우주가 존재한다는 것입니다. 우주의 존 재 이유를 이렇게 짧고 명확하게 설명하기 때문에 ‘엔트로피 증가의 법칙’은 물리 학의 중요한 근본법칙으로 대접받습니다. 크세르크세스가 ‘바다는 물웅덩이’라고 말한 것과 파인만이 ‘존재는 차이를 가지는 것’이라고 정의한 것은 본질을 가리는 곁가지를 모두 제거한 뒤 남은 알멩이라는 점에서 서로 통하는 점이 있습니다. 적당주의의 배제 통일 전 동독의 삶을 그린 영화 바바라barbara에서는 작은 실수로 인해 빚어지는 이야기가 나옵니다. 의사 안드레는 새로 구입한 인큐베이터에 신생아를 보호하 다가 깜빡 잠이 듭니다. 그때 간호사가 들어와 화씨로 맞추어야 하는 인큐베이터 온도를 섭씨로 잘못 조작합 니다. 그 바람에 신생아는 실명하게 되고 안드레는 죄 책감에 시달리며 평생 마음을 닫고 살아가게 됩니다. 일순간의 사고가 한 사람의 삶을 어떻게 뒤바꿔놓을 수 있는지 보여주는 안타까운 장면입니다. 도시기반시 설을 만드는 공학자 역시 늘 이런 실수를 할까봐 조바심을 합니다. 실수 방지를 위한 여러 겹의 안전장치가 마련되어 있지만 어디까지나 확률적 안전일 수밖에 없습니다. 확률적 안전을 반대로 말하면 확률적 사고를 의미하기도 하니까 요. 안드레의 실수는 한 아이의 실명을 유발했지만 그런 실수가 대중이 이용하는 다리에서 빚어진다면 어떻게 될까요. 실제로 단순한 실수 때문에 공학자들이 곤경에 처하는 경우도 적지 않게 일어납니다. 비슷한 일을 반복하다 보니 매너리즘에 빠지기도 하고 시간제한이나 서로 마찰되는 기준 때문에 어처구니없는 실수도 하게 됩니다. 소수점 몇 자 리 끝에 있는 숫자나 대수롭지 않게 넘겨 버린 현장 조건이 큰 사고로 이어지기도 하지요. 이 때문에 공학자들은 엄 밀한 개념을 정하고 단순한 사항도 기준에 맞는지 꼼꼼히 확인하는 습관을 가지게 됩니다. 인간은 누구나 실수를 할 수 있습니다. 그러나 이를 겸허하게 인지하고 서로 협조하면서 일해 나간다면 사고는 충분히 예방할 수 있게 됩니다. 공학자의 겸허함은 지나칠수록 좋습니다. 끝. 리처드 파인만 영화 Barbara 중 안드레최신 터널 뉴 스 Vol. 23, No. 4 103 편집위원 : 도종남(한국도로공사 도로교통연구원) □ 평택~오송 2복선화 건설사업 공사 본격 추진 ◦국가철도공단(이사장 김한영)은 평택~오송 2복선화 건설사업 5개 공구의 노반공사 시공업체 선정을 위한 입찰계 획을 공고했다고 17일 밝혔다. ◦공단은 설계· 시공입괄입찰 방식(Turn Key)으로 진행되는 5개 공구에 2조 2,897억원을 투입하여 ’22년 말까지 설계를 완료하고 ‘23년 착공을 목표로 사업을 추진할 예정이다. ◦평택~오송 2복선화 건설사업은 경부고속선(KTX)과 수서고속선(SRT)이 만나는 평택 분기점에서 오송역까지 고 속철도 2복선46.4km를 추가로 건설하는 사업으로, 국내 최초로 400km/h급 고속열차 투입이 가능한 선로로 건설 되며, 선로용량 확대(190회→380회/일)를 통해 고속열차 서비스를 획기적으로 개선하게 된다. ◦특히, 이번 공사는 전체 46.4km 중 34.0km가 대심도 터널로 시공되는 점을 감안하여 천안아산역 지하와 비룡산 하부에 대피승강장, 안전구역 등 이용객 안전시설을 확보하였으며, 사물인터넷(IoT), 건설정보모델링(BIM) 등 스 마트 건설기술을 도입하여 고품질 시공과 체계적인 유지관리 시스템을 구현하고, 건설현장 안전사고 예방 등 국내 건설업체의 글로벌 경쟁력 확대에도 기여할 것으로 기대된다. ◦김한영 국가철도공단 이사장은 “평택~오송 2복선화 건설사업은 국내 최초 400km/h급 초고속 열차가 운행되는 만큼, 기술력이 우수한 시공업체를 선정하여 빠르고 안전한 고속철도 서비스를 국민들에게 제공하겠다”고 말했다.최신 터널 뉴 스 104 자연,터널 그리고 지하공간 □ 국내 최장 보령해저터널 12월1일 개통…신관광벨트 가속화 ◦국내 최장 보령해저터널이 오는 12월1일 개통한다. ◦보령해저터널은 국내서 가장 길고, 세계 5위 규모다. 사업 추진 23년 만에 결실을 맺게 된다. ◦양승조 충남도지사는 15일 원산도 보령해저터널 앞에서 기자회견<사진>을 갖고 “서해안 신관광벨트 조성과 해양 레저산업 육성, 광역 교통망 구축과 정주여건 개선, 안전 관리 등 종합대책을 전격 추진하겠다”고 밝혔다. ◦대천항에서 원산도까지 보령해저터널 개통으로 그동안 바다로 단절됐던 보령시-태안군이 하나로 연결된다. 따라 서 양 지사는 “오는 2025년 도내 관광객 4000만 명 유치 목표를 향해 힘차게 나아가겠다”고 강조했다. ◦이를 위해 도는 대천해수욕장과 안면도, 인근 도서지역 등 서해안 해양 관광자원을 개발해 충남을 체류형 관광지 로 육성한다. 내년 충남관광재단을 출범시켜 안면도 관광지 개발 사업과 해양관광자원을 연계한 상품 개발도 추진 한다. ◦해양레저산업도 중점 육성한다. 도는 원산안면대교에 이은 보령해저터널 개통으로 원산도가 서해안 대표 해양레 저관광 지역으로 급부상하고 있다고 보고 있다. ◦도는 원산도와 삽시도, 고대도, 장고도, 효자도 등 5개 섬에 내년부터 9년 동안 1조1254억원을 투자, 글로벌 해양 레저관광도시 조성을 추진한다. 원산도에 해양레포츠센터와 헬스케어 복합단지, 복합 마리나항, 아트 아일랜드 등을 조성, 해양레저관광 집약 공간으로 창출한다는 것이 도의 복안이다. ◦보령해저터널 연계 교통망 확충도 속도를 낸다. ◦우선 해저터널을 계기로 ‘제2차 국가도로망 종합계획(2021~2030)’에 반영된 태안-서산 고속도로를 ‘제6차 고속 도로 건설 5개년 계획’에도 반영시켜 사업 추진을 가시화한다. 보령-대전-보은 고속도로도 국가계획에 반영시키 고, 국도 77호선 고남-창기 4차선 확장과 원청교차로 개선 등은 조기 완공을 위해 행정력을 집중한다. ◦예비타당성조사 대상 사업에 선정된 충남 서산공항과 대산항 국제 여객선을 통해 입체 교통망도 완성한다. ◦안전을 위해 보령해저터널에는 현재 대인갱 21개(220m 간격), 차량갱 10개(660m 간격), 옥내소화전 301개(50m 간격), CCTV 92개(150m 간격) 등이 설치돼 있다. ◦분야별 투입 예산은 교통망 확충 9건 5조1820억원, 문화관광 2건 1조9248억원, 해양레저 9건 1조1254억원, 정주 여건 40건 2217억원, 소방안전 1건 40억원 등이다. ◦보령해저터널은 2010년 12월 착공해 상· 하행 2차로 씩 2개의 터널로 총 4853억원의 사업비를 투입해 건설했다. 길이는 대천항(보령시 신흑동)에서 원산도(보령시 오천면 원산도리)까지 6.927km이다. 이는 기존 국내 최장인 인 천북항해저터널(5.46km)보다 1.5km가량 길다. ◦국내 지상 터널과 비교해도 보령해저터널은 서울-양양고속도로 인제양양터널(10.96km), 동해고속도로 양북1터 널(7.54km)에 이어 세 번째다. ◦세계 해저터널 중에서는 일본 동경아쿠아라인(9.5km), 노르웨이 봄나피요르드(7.9km) · 에이커선더(7.8km) · 오 슬로피요르드(7.2km)에 이어 다섯 번째다. ◦보령해저터널은 또 해저면으로부터 55m, 해수면으로부터는 80m에 위치, 국내 터널 중 가장 깊다.최신 터널 뉴 스 Vol. 23, No. 4 105 ◦원산도와 안면도(태안군 고남면 고남리)를 연결하는 원산안면대교는 2019년 12월 개통했다. 이 해상교량은 1.75km 규모로, 연결도로 4.35km까지 2082억원의 사업비가 투입됐다. 보령해저터널과 해상교량을 이용하면 보령 대천 항에서 태안 영목항까지 거리는 75km에서 14km로, 시간은 90분에서 10분대로 단축된다. ◦이날 양승조 지사는 “북쪽 가로림만 해양정원, 남쪽 서천 갯벌로 확장되는 서해안 신관광벨트 조성· 관리에 최선 을 다할 것”이라며 “보령해저터널은 충남의 새로운 가능성”이라고 자부심을 드러냈다. ◦이어 “충남의 서해안 시대를 가로막던 거리와 시간의 장벽은 이제 사라졌다”며 “충남에 더 많은 국민들이 방문해 레저와 관광을 즐김으로써 지역 주민의 소득이 증대하고 지역경제가 살아나게 될 것이다. 더욱 세련되고 품격 있 는 서해안 신관광벨트를 구현해 나아가겠다”라고 덧붙였다.106 자연,터널 그리고 지하공간 ▨ 신안산선 복선전철 민간투자사업 1. 사업개요 □ 사업명 : 신안산선 복선전철 민간투자사업 □ 사업목적 - 서울 도심과 수도권 서남부 지역의 광역교통 문제 해소 및 광역철도망 구축 - 경부고속철도 광명역과 수도권 전철 및 서울 도시철도간 철도연계수송 체계 구축 - 대규모 사업개발과 인구증가에 따른 도심 교통난 해소 및 철도교통 편의 제공 □ 사업위치 및 연장 - 사업구간 : 안산~광명~여의도, 송산차량기지~시흥시청~광명 - 본선 : 44.7km(3개노선) ∙ 한양대~여의도 : 한기(현) 0km000.00 ~ 한기(현)30km724.17, L=30km723.44(파정:-0.73) ∙ 시흥시청~광명 : 송기(현)14km680.94 ~ 송기(현)24km752.89, L=10km071.95(하선기준) ∙ 송산차량기지~원시 : 송기(현)0km000.00 ~ 송기(현)3km967.26, L=3km967.26 - 정거장 16개소(장래 1개소) - 차량기지 : 경기도 화성시 송산면 문호동 일원 □ 총사업비 : 3조 3465억원(2013년기준) □ 주요추진현황 - 2003. 09 : 예비타당성 조사(KDI) - 2013. 12 : 타당성 조사 및 기본계획(건설교통부) - 2015. 08 : 민자타당성 분석결과 검증완료(KDI) - 2017. 12 : 신안산선 복선전철 민간투자 시설사업기본계획 고시 - 2019. 08 : 실시설계 승인 고시 - 2020. 03 : 착공, 2024년 : 개통예정 국내사업 편집위원 : 김기환((주)삼보기술단)Vol. 23, No. 4 107 국내사업 [사업 노선개요도] 2. 신안산선 복선전철 민간투자사업 신안산선은 민자투자사업으로 위험분담형인 BTO-rs방식이며, 운영기간은 운영개시일로부터 40년으로 되어있다. 노 선계획은 현재 공사 중인 서해선(홍성~송산, 설계속도 250km/h) 및 운행 중인 소사~원시선(설계속도 120km/h)의 연 결과 공용으로 운영되는 월곶~판교선(설계속도 250km/h, 기본설계중)의 연계노선으로서 운행 효율성 및 교통분산을 고려하여 한양대~여의도, 시흥시청~광명, 송산~원시 구간의 3노선으로 이뤄져 있다(그림 1 참조). 직결선 <그림 1> 사업 노선 및 종단면도Next >