< Previous38 자연,터널 그리고 지하공간 기술기사 3 서울시 대규모 지하개발사업 현황 고찰 <그림 7> 건축물 사업의 지하층 및 지상층 규모 비교 (2) 최대굴착깊이 표 9와 그림 8은 지역별 각 지하개발사업의 최대굴착깊이를 나타낸 것이다. 본 고에서는 착공후지하안전조사 대상사 업의 기준인 지하 20m 이상 굴착사업을 분석대상으로 하고 있으며, 지하 25~30m를 최대굴착깊이로 하는 사업이 가장 많이 나타났다. 지하층 규모가 상대적으로 작게 나타난 송파구도 지하 20m 미만 사업이 다수 확인되었는데, 이는 도시철도, IC 개선 사업, 열수송망 구축 등 최대굴착깊이 20m 미만의 비개착 사업이 다수 존재하기 때문이었다. 마포구는 8개 사업 중 1개소를 제외한 모든 사업이 최대굴착깊이 30m 이상으로, 최대굴착깊이의 중심값이 35m 내외 로 나타나, 다른 지역에 비해 상대적으로 깊은 심도의 지하개발사업이 이루어짐을 알 수 있었다. <표 9> 지역별 지하개발사업의 최대굴착깊이(m) 구분최소1사분위2사분위3사분위최대평균 강남구222629328231 서초구142529334029 강서구152328314027 영등포구112528324028 중구142528335229 송파구 81524293723 동대문구142527313727 용산구112227314227 강동구232425263526 성동구242526283227 마포구253334354134Vol. 25, No. 3 39 <표 9> 지역별 지하개발사업의 최대굴착깊이(m)(계속) 구분최소1사분위2사분위3사분위최대평균 금천구252728283128 광진구242627313729 은평구222326293026 구로구212526282826 중랑구232430303528 기타 82425273825 <그림 8> 지역별 지하개발사업의 최대굴착깊이(m) 건축물에서 지하층 규모와 최대굴착깊이를 그림 9와 같이 비교하였다. 나타난 바와 같이, 일반적으로 지상층수가 증 가함에 따라 지하층의 규모도 동반하여 커졌으나, 일정 지하층 이상의 건축물 사업에서는 지하 40m 내외를 최대굴착깊 이로 하고 있어, 실무에서는 이를 개발한계로 인식하는 것으로 추정된다.40 자연,터널 그리고 지하공간 기술기사 3 서울시 대규모 지하개발사업 현황 고찰 서울시 조례12 )에서는 토지소유 자의 통상적 이용행위가 예상되지 않으며 지하시설물 설치로 인하여 일반적인 토지이 용에 지장이 없는 것으로 판단되는 깊이를 ‘한계심도’로 정의하고, 고층시가지는 40미터, 중층시가지는 35미터, 저층시 가지 및 주택지는 30미터, 농지, 임야는 20미터로 규정하고 있다. 그러나, 지하개발사업 실태에 근거하면, 최대굴착깊이 가 40미터 이상인 공공 및 민간 사업이 6건 확인되고, 전력구 설치공사를 위한 수직구(최대굴착깊이 82.3m)와 광역복합 환승센터(최대굴착깊이 51.53m)인 공공공사를 제외하더라도, 민간 건축물 공사의 지하개발사업에서도 최대굴착깊이가 40m 이상인 사업이 4건 존재하였다. 토목기술의 발달과 함께 민관의 지하개발사업에 대한 최대굴착심도도 더욱 증가할 것으로 예측되므로, ‘한계심도’의 정의는 더 깊은 심도로 재검토 되어야 할 것으로 판단된다. <그림 9> 건축물 사업의 지하층 규모와 최대굴착깊이 (3) 굴착면적 표 10과 그림 10은 지역별 각 지하개발사업의 굴착면적을 나타낸 것이다. 굴착면적은 지하개발사업자가 소유한 토지 면적이나 사업면적과는 다른, 일반적으로 흙막이 가시설 안쪽으로 실질적으로 땅을 파는 구간을 말한다. 그림에서 알 수 있듯이 지하개발사업은 전반적으로 민간기업 주도의 20만m2 이하의 건축물 사업이 중심인 것으로 나타났다. 그러나 강서구 지구개발사업, 금천구 산업단지 구축, 구로구 지식산업센터 등 신축, 중랑구 택지조성 등 대규모 지역 단위의 사업들도 추진되고 있음을 개별사업에서 확인할 수 있었다. <표 10> 지역별 지하개발사업의 굴착면적(m2) 구분최소1사분위2사분위3사분위최대평균 강남구3536661,0011,89821,2572,142 서초구801,0961,7882,8069,1202,664 강서구732,1283,26213,72836,9398,800 영등포구1111,6453,1455,78910,7693,944Vol. 25, No. 3 41 <표 10> 지역별 지하개발사업의 굴착면적(m2)(계속) 구분최소1사분위2사분위3사분위최대평균 중구951,1041,8902,95158,7305,461 송파구44551,1811,79424,4232,864 동대문구384991,5282,7684,1941,784 용산구97.5874.031,2941,7922,3161,265 강동구8001,1831,6322,68032,6204,763 성동구319561,5562,5503,0501,606 마포구1,0921,2411,7922,1572,6061,751 금천구1,4933,8325,79011,11323,6518,689 광진구1,3361,8151,9082,03320,3114,887 은평구2191,5653,7886,1129,2074,119 구로구1,1561,7586,94412,59417,2117,933 중랑구1,7881,8523,2824,53834,1029,112 기타371,3132,1466,73721,7004,642 <그림 10> 지역별 지하개발사업의 굴착면적(m2) 표 11과 그림 11은 착공후지하안전조사 사업에 대한 지역별 굴착면적을 합산하여 비율로 나타낸 것이다. 지역별 지하 개발면적은 강서구(18.2%) > 중구(10.0%) > 강남구(9.6%) > 영등포구(7.3%) > 금천구(7.0%) > 서초구(6.4%) > 강동구 (6.0%) > 중랑구(5.2%) > 송파구(4.6%) > 구로구(4.6%) > 광진구(3.4%) > 은평구(2.8%) > 동대문구(2.7%) > 성동구 (1.8%) > 용산구(1.7%) > 마포구(1.6%) 순으로 나타났다. 이는 지구(지역)단위의 개발사업과 중구의 광역환승센터 구축, 강남3구에 집중된 민간단위 개발사업 등의 영향으로 판단되며, 강북지역의 구도심과 산악지역의 지하개발사업은 상대적 으로 적게 나타났다. 42 자연,터널 그리고 지하공간 기술기사 3 서울시 대규모 지하개발사업 현황 고찰 <표 11> 지역별 지하개발사업의 굴착면적 합계(m2) 구분강남구서초구강서구영등포구중구송파구 굴착면적(m2)83,53455,938158,39363,10887,37840,092 비율(%)9.66.418.27.310.04.6 구분동대문구용산구강동구성동구마포구금천구 굴착면적(m2)23,18815,17952,39216,06314,01060,824 비율(%)2.71.76.01.81.67.0 구분광진구은평구구로구중랑구기타합계 굴착면적(m2)29,32124,71239,66345,56160,344869,701 비율(%)3.42.84.65.26.9100.0 <그림 11> 지역별 지하개발사업의 굴착면적 합계(m2) (4) 사업비 표 12와 그림 12는 지역별 각 지하개발사업의 예상사업비를 나타낸 것이다. 사업비는 지상시설물 구축비 등의 종합적 인 개발사업비를 포함한 것으로 각 사업의 규모를 추정할 수 있다. 표와 그림에서 알 수 있듯이, 각 단위사업은 2천억 미 만이 대부분이었다. 현재 6천억 이상 개발사업이 추진되는 지역을 살펴보면, 강서구와 금천구, 중구에서는 앞에서 확인 한 공공 및 대형 지구(지역)가 조성되고, 특히 광진구는 약 1조 이상의 민간투자사업을 확인할 수 있었다. <표 12> 지역별 지하개발사업비(억원) 구분최소1사분위2사분위3사분위최대평균 강남구571842808385,069702 서초구285007459903,500951 강서구653724952,50521,6602,561 영등포구404581,2052,4475,0001,631Vol. 25, No. 3 43 <표 12> 지역별 지하개발사업비(억원)(계속) 구분최소1사분위2사분위3사분위최대평균 중구4,03927431,22617,4591,873 송파구3802144352,400464 동대문구4,31626368502,907699 용산구4,71023457322,364597 강동구9,61852364453,156641 성동구7,53356961,2001,926806 마포구24,03836351,1823,7501,132 금천구20,08691,1673,73012,0003,223 광진구35,09451,1201,18316,0003,447 은평구30,04457551,5112,6801,099 구로구18,02006502,1725,9001,820 중랑구60,07009601,0603,1251,289 기타3,14005291,6568,5001,529 <그림 12> 지역별 지하개발사업비(억원)44 자연,터널 그리고 지하공간 기술기사 3 서울시 대규모 지하개발사업 현황 고찰 표 13 및 그림 13은 지역별 지하개발사업비를 합산하여 비율로 환산한 것이다. 앞에서 대규모 사업들이 집중된 강서 구, 중구 등이 상위권에 위치함을 알 수 있다. 강남구는 대규모 투자사업은 확인되지 않으나, 착공후지하안전조사 대상 사업이 39건으로 타지역의 약 2배 이상의 사업건이 추진되는 이유로 총 투자금의 규모가 상대적으로 크게 나타났다. <표 13> 지역별 사업비 합계(억원) 구분강남구서초구강서구영등포구중구송파구 사업비(억원)27,36019,97546,09726,09029,9726,497 비율(%)10.57.617.610.011.42.5 구분동대문구용산구강동구성동구마포구금천구 사업비(억원)9,0897,1597,0568,0609,05522,564 비율(%)3.52.72.73.13.58.6 구분광진구은평구구로구중랑구기타합계 사업비(억원)20,6806,5969,1026,44519,876281,673 비율(%)7.92.53.52.57.1100 <그림 13> 지역별 사업비 합계(억원) 4. 맺음말 본 고에서는 대규모, 대심도, 고밀도 지하개발사업이 집중되고 있는 서울지역을 대상으로, 2023년 6월 현재 지하안전 정보시스템에 등재된 착공후지하안전조사 대상사업 220건의 현황을 분석하였다. 분석대상은 개별 지하개발사업의 규모 에 관계없이 사업명별로 동등하게 1건으로 간주하였다. 분석결과, 지하개발사업의 약 90%가 민간사업자였으며, 대부분 기초자치단체인 구청에서 승인 및 관리되고 있었다. 개발지역은 강남3구, 특히 강남구에 집중되고 있었다. 구축 시설물은 근린생활시설과 업무시설이 과반 이상을 차지하Vol. 25, No. 3 45 였다. 이를 근거로 할 때, 강남지역의 상업 건축물 구축을 위한 지하개발사업이 활발한 것으로 판단된다. 이때 건축물의 개발한계심도는 지하8층으로 최대굴착깊이는 40m 내외인 것으로 확인되었다. 반면 지역별 굴착규모와 투자금을 고려하면, 중앙정부의 사회기반시설물 구축사업과 민간의 대규모 지구단위 개발사 업이 해당 지역의 상당부분을 차지하고 있어, 균형발전을 위한 정부의 정책 추진과 대단위 민간투자사업이 개별 지역의 지하개발사업에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 그럼에도 불구하고 강남지역은 타지역에 비해 2배 이상의 지하개발사업 건수와 중소규모 민간자본의 집중으로 모든 현황에서 상위에 언급되고 있어, 당분간 강남권 중심의 지하개발사업이 활발할 것으로 예상된다. 정책적인 측면에서, 서울시 조례12 )에서 정의하고 있는 ‘한계심도’는 최대 40m 이다. 이는 일반적인 토지이용에 지장이 없을 것으로 판단되는 깊이를 의미한다. 그러나, 본 고에서 확인한 바와 같이 40m 이상 개발하는 공공 및 민간사업이 다 수 확인되고, 토목기술의 발달로 개발가능한 굴착심도는 더 깊어질 것으로 예측되므로, ‘한계심도’의 정의는 재검토되어 야 할 것으로 판단된다. 본 기술기사에서 분석된 서울지역의 대규모 지하개발사업의 현황이 향후 공공 및 민간 지하개발사업의 계획 수립과 운영을 위한 기초자료로 활용되기 바란다. 다만 분석대상사업은 서울지역에서 제한된 기간(2018.7∼2023.6) 동안에 실 제로 착공된 대규모 굴착 및 터널공사로, 20m 미만의 소규모 굴착사업과 단면적 2m2 미만의 지하매설물사업, 그리고 지 하안전정보시스템에서 등록되지 않는 등 일부 사업에 대해서는 제외하였음을 알린다. 참고문헌 1. 이상묵. 인구소멸과 지방정부의 역할. 자치발전, 2021.9, pp. 24-28. 2. 지하안전관리에 관한 특별법. 법률 제18350호. 3. 지하안전관리 업무지침 제14조. 국토교통부고시 제2022-46호, 2022.1.27. 4. 지하안전관리에 관한 특별법 시행령 제21조 제4항. 대통령령 제32697호, 2020.7.1 개정. 5. 착공후지하안전조사서 표준매뉴얼(개정3판). 국토교통부, 2023.7, p.10. 6. 지하안전관리에 관한 특별법 제24조 제1항 및 제25조. 법률 제18350호. 7. 지하안전관리 업무지침 제23조 제1항. 국토교통부고시 제2022-46호, 2022.1.27. 8. 지하안전관리 업무지침 제67조. 국토교통부고시 제2022-46호, 2022.1.27. 9. 지하안전관리 업무위탁기관 등 지정에 관한 고시 일부개정. 국토교통부 고시 제2022-896호, 2022.12.31. 10. 지하 안전평가 민원(Q&A) 사례집. CS-23-E6-007, 국토교통부, 국토안전관리원, 2023.6, p.6. 11. 2022년 지하안전평가 업무 사례집. CS-21-E6-005, 국토안전관리원, 2022.12, p.26. 12. 도시철도의 건설을 위한 지하부분토지의 사용에 따른 보상기준에 관한 조례 제2조 제4호 및 제8조. 서울특별시조례 제7782호, 2020.12.31. 개정. [본 기사는 저자 개인의 의견이며 한국터널지하공간학회의 공식입장과는 무관합니다.]46 자연,터널 그리고 지하공간 기술기사 4 1. 개 요 터널 갱구부 설계기준에서는 갱구부는 지형, 지반 및 토피조건을 종합적으로 고려하여 선정하도록 되어 있으나, 그림 1의 경사면 평행형(③)과 골짜기(계곡) 진입형(⑤) 지형의 갱구부는 대규모 및 편경사 깎기 비탈면의 형성과 지속적인 지 표수 및 지하수의 유입에 의한 갱구부 안정성 확보의 어려움으로 지양하도록 되어 있다. 또한, 터널 갱구부 위치(NATM) 는 불량한 지반조건과 터널 아칭효과를 크게 기대할 수 없는 터널 갱구부의 지반공학적인 특징을 고려하여 터널 길이방향 으로 터널직경(D)의 1.0~2.0배 영역 또는 1.5D 이하의 토피고(H) 영역을 터널 갱구부로 규정하여 적극적인 보강대책을 깊은 계곡부 인공성토 친환경 터널 갱구부 공법 (ETPM) 시공사례 김시한 포항영덕 건설사업단 사업단장 윤성수 포항영덕 건설사업단 공사관리팀장 이정수 포항영덕 건설사업단 4공구 주감독 최성일 HDC현대산업개발 현장소장 윤부희 HDC현대산업개발 공사팀장 문경선 (주)하경엔지니어링 총괄사장 <그림 1> 터널 중심축과 지형과의 관계<그림 2> 터널 갱구부 구조Vol. 25, No. 3 47 적용하도록 제안하고 있다(그림 2). 특히, 기존 터널 갱구부는 대규모 깎기 비탈면 형성과 터널 갱구부-본선 라이닝 접속부가 형성되어 본선터널 구간 대 비 상대적으로 내진성능이 낮아 국내설계기준에서는 터널의 운용중 작용할 수 있는 다양한 정적하중 및 지진하중에 대 하여 안정성이 확보되도록 갱구부 비탈면 안정화 대책과 적정한 구조설계를 통한 터널 갱구부 개착터널 설치 및 접속부 계획을 수립하도록 규정하고 있다. 종래의 터널 갱구부는 안정성 확보를 위하여 기반암 또는 최소 풍화암 피복이 확보되 는 위치까지 갱구부 비탈면을 절취하고 갱구부 터널 외측에 강관보강 그라우팅으로 보강하는 개념으로 계획함에 따라, 터널 갱구부 지반조건이 불량하거나, 급경사 및 편경사 지형에서는 대절취 갱구부 비탈면이 형성되거나, 대규모 비탈면 보강공법(Soil Nailing, Earth Anchor 및 절토옹벽 등)이 적용됨으로써 시공성, 경제성, 유지관리 편의성, 경관 및 장기 적인 안정성 확보측면에서 문제점을 발생시키며, 기존 주거지와 간섭되어 공사중 민원이 발생되는 경우가 다수 존재한 다. 또한, 터널 갱구부 비탈면 굴착중 변경되는 지반조건에 대하여 비탈면 경사조정 및 보강공법 증대 등의 변경이 어려 워 터널 갱구부 공사 중지 또는 공사기간 증대가 발생되기도 한다. 따라서, 터널 갱구부 비탈면 절취를 최소화할 수 있는 친환경적인 터널 갱구부 기술인 ETPM공법이 개발되었고, 본고 에서는 지반조건이 매우 불량한 깊은 계곡부 지형에 인공성토와 ETPM공법을 적용하여 대절취 비탈면을 최소화시킨 시 공사례를 소개하였다. 2. 친환경 터널 갱구부 공법(ETPM, Eco-friendly Tunnel Portal Using Mini-piperoof) 본 친환경 터널 갱구부 공법(ETPM)은 고강성의 초대구경 강관보강 그라우팅(미니 파이프루프)를 이용하여 터널 갱구 비탈면을 배제 또는 최소화시키는 새로운 개념의 공법으로, 기존 터널 갱구부 기술대비 다음과 같은 장점이 있다. ∙ 터널 갱구부 원지반 절취를 배제 또는 최소화하여 갱구부 환경훼손 및 지반이완 최소화, 시공공정의 단순화에 의한 시 공성 개선, 공사비 및 공사기간 단축이 가능함. 특히, 갱구부 유지관리비가 절감되고 내진성능이 향상됨(그림 3) ∙ 고강성의 초대구경 강관보강 그라우팅(Ø165.2, Ø216.3mm)를 장심도 수평방향(L=40.0~60.0m) 보강하고 충분한 그 라우팅 양생시간을 확보하여 갱구부 안정성 확보가 유리함(그림 4, 표 1) <그림 3> ETPM공법 터널 갱구부 계획 개념도<그림 4> 초대구경 강관의 휨강성Next >