■ 제12강을 시작하며 

국내 도심지 터널공사에서 크고 작은 사고가 발생하고 있다. 가장 대표적인 사례로서 그림 1에서 보는 바와 같이 2014년 8월 5일 지하철 터널공사 중 석촌 지하차도 주변에 여러 개의 싱크홀이 발견되어 사회적으로 큰 이슈가 되었다. 본 사고는 국내 도심지 지하공사에 시공 및 안전관리 등에 대한 중대한 영향을 미쳤다. 또한 2020년 8월 26일 도심지 구간을 통과하는 지하철 터널에서의 대규모 땅꺼짐 사고가 발생하여 NATM 터널 기술 문제점을 제기하는 계기가 되었으며, 도심지 NATM 터널구간에서 터널 붕괴사고 원인 및 발생 메커니즘을 규명하기 위하여 사고조사위원회를 구성하여 철저한 조사를 진행하게 되었다.  

본 고에서는 국내에서 발생한 대표적인 터널 사고사례로부터 도심지 터널공사에서의 주요사고 원인과 대책 그리고 시공관리상의 문제점을 종합적으로 분석하였다. 특히 TBM 터널과 NATM 터널에서의 주요 리스크를 분석하고, 사고방지를 위한 공사관리 및 지하공사의 안전관리제도의 개선 등을 검토하였다. 이를 통하여 국내 터널사고로부터 얻은 중요한 교훈을 검토하고 공유함으로서 지반 및 터널기술자들에게 기술적으로 실제적인 도움이 되고자 하였다.      

1. 도심지 NATM 터널 사고사례와 교훈   

1.1 지하철 NATM 터널에서의 도로 함몰(싱크홀) 사고

1.1.1 지하철 NATM 터널 도로함몰 사고 현황 

2012년 2월 18일 오후 3시 15분쯤 인천시 서구 왕길동 검단사거리 인근 아파트 앞 6차선 도로가 지하철 터널 공사 중 갑자기 붕괴돼 폭 12m, 길이 14m, 깊이 25m 규모의 거대한 싱크홀 사고가 발생하였다(그림 2). 사고 직전 터널 현장에서 일하던 인부 20여명은 터널공사를 하다가 갑자기 먼지가 날리고 흙이 떨어지는 등 붕괴 징후가 나타나 서둘러 공사장에서 빠져나와서 인명사고는 발생하지 않았다. 이들이 빠져나온 직후에 막장이 붕괴되고 이어 상부 도로가 함몰되어 싱크홀이 발생하였다. 

그러나 이후 통행인과 도로 인근 주민들을 위한 후속 안전조치가 바로 취해지지 않았고, 이는 인명 사고로 이어졌다. 도로함몰 4분 만인 오후 3시 19분 시공업체로부터 신고를 받은 후 경찰 관계자는 신고 접수 3~4분 후 현장에 도착했는데, 그 사이에 오토바이 운전자가 떨어진 것이다. 그때만 해도 안전펜스나 접근 통제장치가 제대로 설치되지 않고 있었다. 공사관계자들이 사고현장을 일부 통제하고 있었지만, 이를 무시하고 도로 역주행 방향으로 계속 오토바이를 몰고 가다가 2차 인명사고가 발생하였다(그림 3). 

1.1.2 지하철 NATM 터널 도로함몰 사고 원인분석 

본 도로함몰(싱크홀) 사고는 지하철 터널사중 토사지반의 터널 굴진으로 인한 지하수 배출로 지반 함몰이 발생한 것으로 조사되었다. 본 사고는 도심지 터널굴착에 의한 지하수위 저하의 위험성을 보여주었고, 터널 상부의 상하수도관 파열에 의한 토사 유출에 의한 가능성도 조사되었다. 

1.2 도심지 터널에서의 지반함몰(땅꺼짐) 사고  

1.2.1 도심지 NATM 터널에서의 지반 함몰(땅꺼짐) 사고 현황 

2020년 8월 26일 오후 3시 30분 교문동의 한 아파트 단지 앞 왕복 4차로 도로 횡단보도아파트 단지 앞 왕복 4차로 도로 횡단보도에 대형 싱크홀이 발생했다(그림 4). 이 사고로 인명 피해는 없었으나 한때 전기, 가스, 상수도 공급이 끊기고 인근 아파트 입주민의 대피를 유도하는 안전 안내 문자와 대피 방송이 발송됐다. 싱크홀의 크기는 사고 발생 초기 지름 10∼15ｍ, 깊이 4∼6ｍ 정도로 점점 더 커져서 20m까지 확대되었다. 싱크홀 발생 지역은 지하철 8호선 연장 노선인 별내선 공사구간으로, 지하 30ｍ 지점에서 공사가 진행 중이며 싱크홀 발생 지점 직전까지 터널굴착이 진행 중이었다. 

싱크홀 발생구간을 복구하기 위하여 8t 트럭 189대의 약 1512t(㎥) 규모로 토사가 투입되었으며, 시공사는 지반함몰 사고에 대한 복구공사를 완료하고, 9월 1일 오후 3시에 사고 발생 구간 도로를 완전 개통했다(그림 5).

1.2.2 도심지 NATM 터널 설계 및 시공 현황 

별내선(암사∼별내) 복선전철 3공구 건설공사는 그림 6에서 보는 바와 같이 2.38㎞ 구간으로 정거장 1개소(125m), 환기구 3개소(86.8m)구간과 본설터널 구간(2168.2m, 터널 1구간, 2구간, 3구간)으로 구성되었다. 본 구간의 터널 굴착방법으로 NATM이 적용되었으며, 터널 형식은 시공실적이 많고 경제적인 설계가 가능한 배수형 터널로 계획하였고 공사 중 일시적인 지하수위 저하가 우려되는 구간은 차수공법을 적용하였다. 경기도는 사업기간 단축과 설계시공간의 연계성 확보, 고품질 지하철 건설을 위해 설계·시공 일괄입찰 방식(Turn-key)으로 3공구 공사로 추진하였다.    

땅꺼짐 사고가 발생한 구간은 터널 2구간으로 NATM 공법으로 굴착되는 구간이다. 그림 7에는 본선터널 구간에서의 굴착과정이 나타나 있다. 사고구간에서는 추가적인 붕락을 방지하기 위하여 되메움 성토를 실시하고 숏크리트를 타설하여 막장 안정성을 확보하였으며, 이후 추가적인 변상 등을 확인하기 위하여 계측기를 추가로 설치하여 관찰하도록 하였다.  

1.2.3 사고 조사 및 원인 분석(중앙사고조사보고서, 2022)

국토교통부는 중앙사고조사위원회를 터널 토질 수리 법률 등 분야별 전문가 8명으로 구성됐으며, 공정한 사고조사 활동을 위해 독립적으로 운영되고 있는 가운데 당초 조사기간 2개월을 4개월로 연장해 지반조사, 매설관로 CCTV조사, 터널의 안정성 해석 등을 수행하고, 11차례 본회의를 개최해 논의했다.

사고조사위원회는 현장조사, 관계자 청문을 통해 사고 당시 직경 16m, 깊이 21m 규모의 대형 땅꺼짐이 발생했고, 상수도관이 파열되어 다량의 용수가 흘러나왔던 상황을 고려하여, 노후 상수도관의 영향과 사고지점 하부 별내선 복선전철 터널공사의 영향 등 2가지 측면에서 사고원인을 검토했다. 

먼저, 상수도관 영향을 조사한 결과, 땅꺼짐이 발생되고, 약 5분 정도 경과 후 상수도관이 파손되면서 누수된 것으로 확인되어 상수도관 파손은 땅꺼짐 원인이 아닌 것으로 판단했다. 또한, 사고현장 내 오수관 2개소, 우수관 2개소에 대한 CCTV 조사결과, 중대한 결함은 없어 오우수관 노후로 인한 영향도 없었던 것으로 조사됐다. 

사고 인근 별내선 터널공사의 영향을 검토한 결과, 시공사가 취약지반 확인 등 시공상 위험성을 예측할 수 있었음에도 지반보강 대책 등의 적절한 조치를 실시하지 않는 등 시공 관리가 일부 미흡하여 땅꺼짐이 발생했다고 판단했다. 시공사는 시공단계에서 타사의 지반조사, 굴착면 전방의 지반조건을 확인하기 위한 선진 수평시추조사를 통해 사고위치 배후면에서 취약지반 존재를 확인했음에도 적절한 조치가 없었다는 것이다. 또한, 8월 13일 사고위치 후방 12m 지점을 굴착할 때, 평상시보다 과도한 유출수가 터널 내부로 유입되는 등 전조현상이 있었음에도 차수그라우팅 등 국부적인 조치만을 취하고, 사고위치 굴착면의 전반에 대한 추가 지반조사와 보강도 없이 기존 설계대로 굴착한 것으로 조사됐다.

1.2.4 사고 재발 방지 방안(중앙사고조사보고서, 2022)

사고원인 조사결과를 바탕으로 재발방지 방안에 대해 현재는 터널공사 설계단계에서 100~200m 간격으로 시추조사를 실시하고 있어 국부적인 위험지반까지 완벽히 파악하기 어려운 상황이다. 따라서 취약구간에 대해선 시추조사 간격을 50m당 최소 1개소이상 실시하거나 확보해 설계단계부터 안전한 노선, 시공공법을 선정하도록 하였다.

현재는 시공사가 입찰단계에서 직접 실시한 지반조사만을 설계에 반영하므로 계획단계에서 지반취약성을 확인하기 어려웠다. 앞으로 경쟁사 지질자료, 15종 지하정보를 수집 관리하는 지하정보 통합체계 등 취득 가능한 모든 정보를 확인하고, 발주처는 이를 실시설계에 반영했는지 여부를 확인하도록 하였다.

안전한 터널을 시공하기 위해 가장 중요한 굴착면 지반상태를 최종 확인하고, 보강방법을 결정하는 기술자는 현재 현장에서 비상주로 근무 중이다. 앞으로 지반 터널분야 기술 인력이 현장에 상주해 터널 굴착면 확인, 보강대책 수립, 계측관리 등 지하안전 업무를 총괄하도록 하도록 하였다.

현장에서 시공 중 지반문제가 발생하는 경우, 공사관계자 내부검토를 통해 공사비, 공사기간 영향을 최소화하기 위한 소극적인 조치방안을 수립하게 된다. 이를 개선해 취약구간에서는 반드시 외부전문가 자문을 실시하고, 필요한 안전대책을 마련하여 발주처에 보고하도록 한다. 현재, 일부 취약구간을 제외한 대부분의 굴착구간에 적용 중인 수동 계측관리(주2~3회 계측)는 실시간 사고감지가 불가능한 상황이다. 도심지 터널의 경우에는 자동계측 시스템을 적용해 공사관계자 간 계측데이터를 실시간 공유하고, 문제 발생 시 즉시 대처할 수 있도록 하였다.

본 사고는 중앙지하사고조사위원회가 운영된 첫 사례로, 위원회가 제안한 재발방지방안을 현장에 적극 반영해 국민이 안심할 수 있는 지하공간을 조성하고, 유사한 사고가 다시는 발생하지 않도록 개선해 나갈 예정이다. 시공관리 소홀로 지반침하 사고를 유발한 시공 감리업체에 대해서는 발주처, 인허가 기관, 지방국토관리청 등 처분기관과 협의해 관련규정에 따라 행정처분하도록 하였다.

지금까지 분석된 조사결과와 재발방지방안을 정리한 최종 보고서는 국토교통부 누리집과 국토안전관리원에서 운영하는 지하안전정보시스템을 통해 국민에게 공개하고, 현재 운영 중인 전국 5개 권역별 건설안전협의회, 건설현장 안전교육을 통해 사고사례를 전파하고, 일선 현장까지 안전의식을 제고하도록 하였다.

1.3 대심도 지하도로 NATM 터널 토사유출 사고 

1.3.1 대심도 지하도로 NATM 터널 사고 현황 

2023년 2월 25일 0시40분께 부산 북구 만덕동과 해운대구 재송동 센텀시티를 잇는 대심도 터널 공사구간에서 토사유출시고가 발생했다. 지하 60m 깊이의 터널 천장에서 750㎥ 규모의 토사가 흘러내리면서 작업이 중단됐다. 쏟아진 흙과 돌은 약 1000t 정도로 25t 덤프트럭 수십 대가 옮길 수 있는 분량이다(그림 11).

1.3.2 대심도 지하도로 NATM 터널 설계 및 시공현황

부산에서는 길이 9.62㎞ 규모의 만덕∼센텀 대심도 터널 공사에 이어 남해고속도로 제2지선과 동해고속도로 간 22.8㎞ 사상~해운대 고속도로 건설(대부분 대심도로) 사업이 추진되고 있다. 그림 12에는 대심도 지하도로 NATM 터널의 설계 및 시공 현황이 나타나 있다.

1.3.3 대심도 지하도로 NATM 터널 사고 원인(부산시)

토사유출 사고 현장 주변 지상 구간 4곳에 설치된 침하계 수치를 분석한 결과, 사고 후 지반이 0.001∼0.003㎜ 침하한 것으로 나타났으며 이는 허용기준인 25㎜에 크게 미치지 않는다. 또 인근 도시철도 3호선 노선에 있는 2곳에서도 지반이 최대 0.007㎜ 침하했으나 이는 허용기준인 ±7㎜ 범위를 벗어나지 않은 수준이었다.

이번 붕괴 사고의 가장 큰 원인으로 공사 중 발견된 연약지반이다. 공사 설계 과정에서 이뤄지는 사전 조사에서 미처 파악하지 못한 연약지반이 현장에서 발견됐고, 연약지반을 충분히 검토하지 않고 공사를 진행한 탓에 토사가 무너져 내렸다는 분석이다. 본래 아주 견고한 지반으로 생각하고 공사를 진행했지만 갑작스럽게 한 부분에서 취약한 토사가 발견돼 흘러나온 것으로 추정되었다.

대심도 공사와 같이 시내에서 대규모 공사를 진행할 때 지반 사전조사가 미흡할 수 있다는 지적도 나왔다. 일반적인 공사에서는 토질분석을 위한 사전 조사가 50~60m 간격으로 이뤄지지만 시내에서 이뤄지는 대심도 공사의 경우 이보다 넓은 약 100m 간격으로 사전 조사가 이뤄졌다고 평가했다. 이렇듯 조사 간격이 넓다 보니 사전 조사가 이뤄지지 않은 부분에서 연약한 지반 조건이 확인되었다. 

터널 굴착작업을 할 때는 지하수가 나오기도 하고 갑작스러운 지층 변화가 많기 때문에 사전 조사에서 지층 변화를 파악해야 하며, 대심도 터널공사의 경우 위에 건물도 있고, 도로도 있어 함부로 다 조사를 못 하는 경우가 많았다. 이번 경우는 그런 부분을 피해서 하다 보니 조사가 이뤄지지 않은 곳에서 특별한 지층이 나온 것으로 조사되었다. 터널공사중 안전사고를 예방하기 위해 선진시추와 같은 기술을 적극적으로 활용하도록 하였다.

1.3.4 대심도 지하도로 NATM 터널 사고이후 안전 대책 

토사가 유출된 터널 천장을 보강하는 강관의 직경을 60㎜에서 114㎜로 키우고, 강관을 2겹에서 3겹으로 늘려 안정성을 확보하도록 하였다. 또한 토사가 750㎥가 유출돼 생긴 공간을 모두 콘크리트로 채우는 작업을 통하여 신속한 복구공사를 수행하였다. 

사고 현장과 도시철도 노선 사이에 경사계 3개와 침하계 9개를 설치해 지형 변화가 있는지 추가로 확인하였으며, 인근 아파트의 지반 침하 여부를 곧바로 확인할 수 있는 계측기도 설치하였다. 

2. 도심지 TBM 터널 사고 사례 분석             

2.1 도심지 지하철 TBM 터널에서의 싱크홀 사고 

2.1.1. 석촌 지하차도 싱크홀 사고 현황 

2014년 8월 5일 석촌지하차도 진입구간에서 싱크홀이 발생하였다. 이에 추가적인 조사를 통하여 8월 13일 석촌지하차도 중심부 지하에서 가로 5~8m, 세로 4~5m, 길이 80m짜리 대형 동공을 발견했으며, 이는 먼저 발견된 싱크홀의 최소 14배에 달하는 크기로 도로 표면에서 불과 1m 아래에 있었다(그림 13). 

석촌지하차도 전 구간에 대한 상세조사를 통하여 표 2에 나타난 바와 같이 총 7개소에 달하는 크고 작은 도로함몰 및 동공 확인하였다. 동공의 특징은 모래·자갈이 혼재된 충적층이 유실되어 지하에 빈공간이 발생한 것으로, 지하철 공사시 발생하는 쐐기형 함몰 형태를 가진 동공으로 확인되었다. 그림 14에 석촌지하차도 싱크홀 발생현황이 나타나 있다. 

2.1.2 지하철 TBM 터널 설계 및 시공 현황 

서울 지하철 919 공구는 9호선 연장 3단계중 송파구 삼전동에서 8호선 석촌역까지 연결하는 1,500m 구간이다. 그림 15에서 보는 바와 같이 이 구간은 정거장 2개소와 본선 환기구 7개소 그리고 단선병렬 쉴드 TBM으로 굴착되는 1,134m 연장의 본선터널로 구성되어 있다. 쉴드 TBM 공법은 지반특성을 고려하여 EPB 쉴드를 적용하였으며, 외측직경은 7.41m 이다. 또한 두께 30cm, 강도 45MPa인 고강도 철근콘크리트 세그먼트로 설계되었다.  

그림 16에서 보는 바와 같이 TBM 장비는 쉴드 직경 7.69m, 굴착 직경 7.74m, 장비 길이 9.77m로 2013년 1월 석촌역을 출발해 적석총 및 석촌 지하차도 하부를 통과해 배명사거리 방향으로 초기굴진을 마쳤다. 시공순서는 933장 정거장에서 상선 굴진후 U-Turn 하여 932 정거장에서 하선 굴진하여 932정거장에 도달하게 된다.   

2.1.3 석촌 지하차도 싱크홀 사고 원인 조사 분석(서울시)

석촌 지하차도에서 발견된 총 7개의 크고 작은 도로함몰·동공에 대한 민간조사위원회의 원인조사 결과 및 복구 계획을 발표했다. 조사단과 합동 현장조사를 통해 총 7개의 크고 작은 도로함몰·동공을 확인했으며, 이 과정에서 총 길이 80m 규모의 대형 동공을 추가로 발견해 큰 사고로 이어질 수도 있는 상황을 막기도 했다.

민간조사위원회가 추정 원인을 다각도로 조사한 결과 석촌 지하차도 동공 원인은 지하철 9호선(919공구) TBM 터널 공사에 있는 것으로 나타났다. 아울러 TBM 공법으로 공사 중인 다른 곳은 동공 등 이상 징후 없이 안전한 것으로 조사됐다.

조사위가 추정 원인을 TBM 터널 공법으로 제시함에 따라 동공이 발생한 지하철 919공구를 비롯해 TBM 터널 공법으로 공사 중인 충적층 전 구간(807m)에 대해 시추조사(26개소)를 실시했다. 조사위는 석촌 지하차도 지하철 공사구간(9호선 919공구)의 경우 지질이 연약한 특성이 있고, 이에 시공사도 현장조치 매뉴얼을 작성하는 등 지하차도 충적층 구간을 관리했지만 실제 공사 중 조치가 미흡해 동공이 발생한 것으로 보인다고 밝혔다.

이 지역은 과거 한강과 근접해 있어 무너져 내리기 쉬운 모래·자갈의 연약지층이 형성돼 있다. 특히 지하차도로 인해 타 구간(12~20m)에 비해 상부 지층의 두께가 약 7~8m로 낮아 무너질 위험성이 높다.

시공사는 실드 공법에서 가장 중요한 발생 토사량도 같은 공법으로 공사 중인 타 구간과 비교할 때 미흡하게 관리한 것으로 확인 됐다. 또한 충분히 지반보강을 하지 않은 것도 동공발생 원인으로 분석되었다. 지하차도에 많은 구멍을 뚫어야 하는 제약조건 때문에 지상에서 수직으로 구멍을 뚫고 채움재를 주입하는 일반적인 지상에서의 지반 보강이 어려워 터널 내부에서 수평방향으로 충분히 해야 하지만 그렇지 못한 것이다.

동공발생 위치를 봐도 충적층 내 장시간 실드 기계가 멈춘 위치 인근에서 대규모 동공이 다수 발생했고, 시공이 완료된 터널 바로 위를 따라 동공이 발생됐다. 또 석촌 지하차도 왕복4차선 중 지하철 공사가 시행되지 않은 하선구간에선 동공이 발견 안 된 반면 공사가 시행된 상선 2차선 구간에서만 동공이 다수 발견되었다.

조사위원회에서 수집한 자료를 바탕으로 정밀조사 기술용역을 시행, 동공발생 원인에 대한 보다 심층적인 공학적 원인분석을 실시하도록 하였다.

아울러 TBM 터널 공사가 진행 중인 9호선 현장에 계측기 703개를 설치해 모니터링 하도록 하였으며, 조사결과 전혀 이상 없는 주변 건물과 지하차도 구조물에도 53개 계측기를 추가로 설치해 전문가 등 12명의 계측 기동점검반을 운영해 특별관리 하도록 하였다. 9호선 현장 계측기 703개는 TBM 터널 공사가 진행 중인 9호선 현장에 건물과 지반의 이상 징후를 감지하기 위해 경사, 침하변화, 균열변화 등을 측정하도록 하였다. 또한 지하차도 주변에 주민안심 상담창구를 개설해 상시 운영하고, 주민설명회와 가구별 방문 면담 등의 적극적인 소통창구를 마련해 지역 주민들의 걱정 해소에도 나서도록 하였다. 

신속한 복구를 위해 전담T/F팀을 구성하여 시공사의 원활한 복구 지원을 위한 기술자문·행정지원을 하고 있으며, 동공 복구계획서를 석촌 지하차도 유지관리부서인 동부도로사업소에 제출하여 동부도로사업소 주관으로 자문회의를 실시하였다. 또한 최종 추가자문을 거쳐 복구공사를 시작하여 석촌역방향 2개 차로를 양방향으로 전면 개통하였다. 

또한 지하철 9호선 3단계 공사에 남아있는 TBM 터널 구간의 충적층 등 연약한 지반 공사는 전문가의 폭넓은 자문을 구해 시공사의 시공계획을 검토, 확실한 안전대책을 수립 한 후 공사를 시행할 계획이다. 그림 18에는 서울시에서 발표한 석촌 지하차도 동공발생 원인을 정리한 것이 나타나 있다. 

2.1.4 법적 이슈와 추가 대책   

2014년 8월 석촌 지하차도에서 발생한 싱크홀 사고로 공사비는 급격하게 늘었고, 실행원가율은‘손해’를 의미하는 127%로 뛰어올랐다. 이에 시공사간 추가 공사비 분담문제로 법적 소송이 있었다. 또한 발주처인 서울시와 시공사와의 사고 원인에 대한 문제로 오랫동안 법적 소송이 진행되었다.  

서울 지하철 919공구의 지연된 공기를 만회하기 위하여 쉴드 TBM 장비가 추가로 투입되었다. TBM 장비 투입은 석촌 지하차도 싱크홀 사고로 지연된 공기를 만회할 수 있는 유일한 방안이었기 때문이었다. 쉴드 2호기는 독일 Herrenknecht 제품으로 굴착직경 7.74m, 장비길이 11.0m, 최대추력 5,500톤에 이르며, 현장에 반입된 쉴드TBM 본체조립이 마무리 되면 발진하여 2017년 2월 쉴드터널 전 구간 굴진이 완료되었다. 

지하철 9호선 3단계 전 구간에 대한 본선 터널 및 정거장, 궤도 및 시스템 공사는 2017년 12월까지 완료되고, 2018년 1월부터 9개월간의 기술시운전과 영업시운전을 거친 후 10월경에 3단계구간이 개통되었다. 

2.2 도심지 도시철도에서의 TBM 터널 지반침하 사고 

2.2.1 도시철도 TBM 터널 지반침하 사고 현황 

부전~마산 복선전철 제2공구의 낙동1터널에서 지반침하가 발생하였다. 피난연결통로 #3 공사중 2020년 3월18일 오전 5시 2분 부산 사상구 삼락동 삼락생태공원 인근 부전-마산간 복선 경전철 터널 공사구간에서 지반침하 사고가 발생했다. 침하 규모는 둘레 50m, 깊이 20m가량이다. 침하가 일어나기 전 공사 현장에 있던 인부 3명이 대피해 인명 피해는 발생하지 않았으나 현장에 있던 장비 일부가 물에 빠졌다. 

본 사고는 부전~마산 복선전철 상·하행선 터널을 잇는 2공구 내 피난연결통로에서 발생했다. 현재 사고 주변 지역의 상·하행선 본선 터널은 사실상 이미 준공됐다. 하지만 피난연결통로내 지반침하로 추정되는 사고가 발생하면서 흙과 지하수가 터널 내로 밀려왔으며, 아직 정확한 유입량조차 파악하지 못하였다. 다만 사고 지점부터 최소 600m 이상 떨어진 곳까지 본선 터널내부에 지하수와 흙 등이 채워진 것으로 추정되었으며, 사고 지점은 낙동강과 가까워 수압이 상당해 피해가 컸던 것으로 확인되었다.  

본 지반침하 사고는 부전마산 복선전철 2공구 마산1터널 구간으로 본선 터널은 직경 7.2m로 쉴드 TBM 공법으로 굴진 완료되었으며, 본선 터널 굴진 완료후 상선에서 하선 방향으로 피난연결통로(cross passage)를 굴착하다가 발생하였다. 지반침하 사고 이후 전체 터널의 침수 피해 및 지상부 침하확대를 방지하고자 터널 내에 임시 차단벽을 즉시 설치하였고, 지상부 침하구간은 토사 채움을 진행하였다. 또한 사고발생구간에 추가적인 계측을 실시하여 사고이후에 안정성 여부를 지속적으로 확인하도록 조치하였다. 

2.2.2 TBM 터널 설계 및 시공 현황  

부전~마산 복선전철 건설사업은 부전역~사상~김해공항~가락IC~칠산신호소~장유~진례신호소을 연결하는 노선으로 연장 32.0km, 정거장 3개소(사상, 김해공항, 가락IC), 신호소 2개소로 구성되어 있다. 제2공구(낙동강~사상역, L=4,643m)는 단선병렬의 본선터널(L=4,390m), 개착박스(L=71.2m) 및 피난연결통로 5개소로 구성되어 있다. 그림 21에서 보는 바와 같이 낙동강 하저를 통과하는 구간은 쉴드 TBM 공법으로 계획하였으며, 연약지반특성을 고려하여 EPB 타입이 적용되었다.   

낙동강 하저구간의 연약지반을 통과하기 위한 TBM 장비의 지름은 7.9m로 지하철에서는 국내 최대 규모이며, 쉴드 TBM 장비 2기를 동시에 투입하는 단선 병렬형식으로 굴진해  TBM 터널을 굴착하였다. 그림 22에는 정거장, 본선터널 및 피난연락갱의 위치가 나타나 있으며, 이번 지반침하가 발생한 곳은 피난연락갱 3번이 위치한 곳이다. 또한 시공중인 TBM 장비와 NATM 공법으로 시공중인 피난연락갱 모습이 나타나 있다.    

2.2.3 TBM 터널 지반침하 사고 조사 및 대책(국토교통부)

이번 사고와 관련해 전문가를 중심으로 사고원인조사 연구보고서를 작성하고 지반침하의 발생 원인으로 피난연락갱 굴착 중 지하수 유출로 인한 터널 하부 및 측면 공동 발생을 주요 원인으로 분석하였다. 또한 본 현장의 설계 및 시공자료 뿐만 아니라 공사기록을 면밀히 검토하여, 피난연락갱 좌측 누수 감지공 부위에서 지하수 유입, 지상부 지반침하에 의한 균열, 세그먼트 이음부의 균열, 계속되는 지상 그라우팅에도 지하수 유입증가, 지하수 유입급증 및 세그먼트 파손과 이음부 단차 발생 등을 확인하였다. 

그림 23에는 언론에서 언급한 개략적인 사고 현황과 개요도가 나타나 있다. 본 사고는  TBM 터널공사중 NATM으로 굴착되는 피난연락갱 시공중 발생한 예상치 못한 지반 리스크에 의한 것으로 분석되었고, 지속적인 논의와 철저한 분석이 진행 중에 있다.  

복구구간은 지반침하가 발생한 지점을 중심으로 한 240m 구간이다. 이곳은 양옆에 콘크리트 차수벽을 만든 뒤 오픈컷 방식으로 지반을 굴착한 후 손상부 터널을 철거한 뒤 10개의 8각형 모양 셀(cell) 구조물을 타설해 주변 붕괴나 누수를 완전히 막는 방식으로 복구방안이 수립되었다. 개착구조물이 완성되면 위에 흙을 부어 복구를 완전히 마치게 되며, 이 과정에서 국내 최초로 지반동결공법이 시행되었다. 지반동결공법은 개착구간과 기존터널 경계부에 지하수가 더 이상 들어오지 못하도록 땅을 얼려서 지하수 흐름을 차단하기 위한 것이다.   

부전-마산 복선화 및 전철화하는 사업은 지난 2014년부터 시작됐으며, 1조 5766억원이 투입될 예정이었다. 당초 부마선은 2021년 2월 개통 예정이었지만 공사 막판 사상역에서 낙동강 구간 하부를 잇는 TBM 터널구간에서 지반침하사고가 발생하면서 복구 공사 등으로 인하여 상당기간 공기가 연기될 예정이며, 추가 공사비용도 더 들 것으로 예상하고 있다. 그림 24에는 현재 진행 중인 복구공사가 나타나 있다.

3. 국내 지하공사 관련 안전관리 제도 

3.1 지하안전영향평가 

최근, 도심지의 지하 굴착 및 공간개발, 대형 건축공사로 인한 지반침하 등의 안전사고가 거듭 발생하여 지하안전관리에 대한 관심이 높아지면서 공사 종류와 특성에 따른 체계적 지하안전관리 절차를 규정한「지하안전관리에 관한 특별법」이 2018년 1월부터 시행되고 있다. 지하안전영향평가란 지하개발사업자가 지하 굴착공사시 지하안전에 미치는 영향을 미리 조사·예측·평가하여 지반침하를 예방하거나 감소시킬 수 있는 방안을 마련하는 것으로. 지하안전평가대상사업은 [법 제14조]에 규정하고 있는 각 호의 어느 하나에 해당하는 사업 중 [영 제13조]에서 정하는 일정 규모 이상의 지하 굴착공사 또는 터널공사를 수반하는 사업을 대상으로 하며, 평가 종류 및 대상사업은 다음과 같다.

● 지하안전영향평가서의 주요 검토사항    

- 대상사업의 종류, 범위, 협의요청 시기의 적정성 등 기본요건 검토    

- 설계지반정수 산정, 지하수 변화에 의한 영향 및 지반안전성 검토 결과의 적정성    

- 지반안전성 검토 결과를 고려한 지하안전 확보방안 수립의 적정성

● 사후지하안전영향조사서의 주요 검토사항    

- 착공 전 계획된 추가 지반조사 실시여부와 예정 공정표의 준수 여부    

- 적용 공법 및 계측계획 등 당초 지하안전영향평가 시 협의된 사항과 변경된 사항    

- 지하안전영향평가 시 협의한 지하안전 확보방안의 현장 이행 여부

3.2 설계 안전성 검토(DfS) 

건설공사에서 발생하는 재해를 감소하기 위해 국내 건설공사 안전관리제도는 기존 시공자 중심의 안전관리제도에서 모든 건설공사 참여자(발주자, 설계자, 시공자 등)들이 참여하는 형태로 변화하고 있으며, 그 일례로 설계자의 참여를 통해 설계단계부터 사전에 위험성을 평가하고 저감대책을 세우는 설계 안전성 검토제도를 도입하였다.

설계의 안전성 검토(DfS, Design for Safety)는 설계단계에서 건설안전을 고려한 설계가 될 수 있도록 시공중 위험요소를 사전에 발굴하여 위험성 평가 실시 및 저감대책을 수립하여 설계에 반영함으로써 위험요소를 설계단계에서 제거·저감하는 활동이다. - 시공전의 설계 단계부터 건설공사의 안전을 선제적으로 관리하기 위하여 실시설계의 안전성을 검토하도록 하여 건설 전 과정(기획-설계-시공-유지관리)을 아우르는 안전관리체계 구축을 목표로 한다. 

관련 법적 근거는 다음과 같다.  

● 「건설기술진흥법」제62조(건설공사의 안전관리)  

(18) 발주청은 대통령령으로 정하는 방법과 절차에 따라 설계의 안전성을 검토하고 그 결과를 국토교통부장관에게 제출하여야 한다.

● 「건설기술진흥법 시행령」제75조의2(설계의 안전성 검토)  

② 발주청은 제1항에 따라 설계의 안전성 검토를 의뢰할 때 다음 각 호의 사항이 포함된 설계의 안전성에 관한 보고서(이하 "설계안전검토보고서"라 한다)를 국토안전관리원에 제출해야 한다.      

1. 시공단계에서 반드시 고려해야 하는 위험 요소, 위험성 및 그에 대한 저감대책 사항      

2. 설계에 포함된 각종 시공법과 절차에 관한 사항      

3. 그 밖에 시공과정의 안전성 확보를 위하여 국토교통부장관이 정하여 고시하는 사항

설계안전성 검토제도(DfS)의 활성화를 위해서는 지속적으로 홍보 및 교육을 통한 이행 독려와 위험요소를 발굴하여 발주자 및 설계자에게 상시 제공하는 등 수준 높은 DfS를 유도해야 한다. 이와 더불어 DfS 이행에 따라 도출된 위험요소가 건설현장에 직접 활용되도록 해야 한다.

3.3 중대재해처벌법  

중대재해 처벌 등에 관한 법률은 안전조치 의무를 위반하여 발생하는 인명피해를 예방하기 위해 제정된 대한민국의 법률이다. 2021년 1월 8일 국회 본회의를 통과하여 1월 26일 제정되었고 1년이 경과한 시점인 2022년 1월 27일부터 시행한다.

중대산업재해는 산업안전보건법상 산업재해 중 사망자가 1명 이상 발생하거나, 동일한 원인으로 6개월 이상 치료가 필요한 부상자가 2명 이상 발생하거나, 동일한 유해요인으로 발생하는 직업성 질병자가 1년에 3명 이상 발생한 경우로 정의된다. 중대시민재해는 특정한 원료나 제조물, 공중이용시설, 대중교통수단의 설계, 제조, 설치, 관리상 결함으로 인해 사망자가 1명 이상 발생하거나, 동일한 사고로 2개월 이상 치료가 필요한 부상자가 10명 이상 발생하거나, 동일한 원인으로 3개월 이상 치료가 필요한 질병자가 10명 이상 발생한 경우로 정의된다. 다만, 5인 미만 사업장에서는 중대산업재해에 관한 규정이 적용되지 않는다.

사업주나 경영책임자는 중대재해를 예방하기 위해 다음 조치를 취해야 한다.

● 재해예방에 필요한 인력 및 예산 등 안전보건관리체계의 구축 및 그 이행에 관한 조치

● 재해 발생 시 재발방지 대책의 수립 및 그 이행에 관한 조치

● 중앙행정기관

● 지방자치단체가 관계 법령에 따라 개선, 시정 등을 명한 사항의 이행에 관한 조치

● 안전ㆍ보건 관계 법령에 따른 의무이행에 필요한 관리상의 조치

위험의 외주화로 인한 책임을 묻기 위해 사업자나 경영책임자가 제3자에게 도급, 용역, 위탁을 맡긴 경우에도 제3자의 사업장 및 그 이용자의 안전을 위한 조치를 취해야 한다.

안전조치의무를 위반하여 사망사고가 발생한 경우에는 1년 이상의 징역 또는 10억원 이하의 벌금에 처해지고, 부상자나 질병자가 발생한 중대재해의 경우에는 7년 이하의 징역 또는 1억원 이하의 벌금에 처해진다.

법의 핵심은 법령이 정한 안전·보건조치 의무를 위반해 중대 산업재해나 시민재해에 이르게 한 경우 법인과 사업주, 경영책임자 등에게 형사 책임을 묻고, 고의·중과실까지 입증되면 민사 손해배상 책임을 통상보다 무겁게 지우는 것이다. 중대 산업재해의 경우 상시근로자 50명 이상인 사업 또는 사업장(건설업의 경우 공사금액 50억원 이상의 공사)부터 즉시 적용된다. 최근 제정된 법 중 영향력이 가장 큰 법 중 하나로 꼽히며 법령·소관 부처는 6곳(법무부·환경부·고용노동부·산업통상자원부·국토교통부·공정거래위원회)에 이른다.

4. 국내 도심지 터널 사고 사례와 교훈 

제12강에서는 국내 도심지 터널공사에서의 발생한 지반침하, 도로함몰, 싱크홀 및 터널 붕락사례를 중심으로 사고의 발생 원인과 교훈에 대하여 고찰하였다. 국내에서 발생한 터널 사고는 도심지 구간에서의 NATM 터널 및 TBM 터널 공사중 발생한 붕괴사고로서, 본 사고 이후 국내 터널공사에서의 사고 방지를 설계 및 시공 상의 다양한 개선노력이 진행되어 국내 터널공사의 안전 관리방법이 발전하는 계기가 되었다. 본 국내 터널 붕락사고사례 분석을 통하여 얻은 주요 요점을 정리하면 다음과 같다. 

■ 국내 도심지 터널에서의 주요 Key 리스크 

NATM 터널에서의 가장 중요한 리스크는 지질변화가 심한 지질 리스크이다. 조사 설계상의 한계로 정확한 지질상태 및 암반조건을 시공중 사전에 파악하는 것은 현실적으로 어렵지 때문에 시공중 지질 변화에 적극적으로 대응하는 것이 무엇보다 중요하며, 이러한 이유로 시공중 페이스 매핑(face mapping)을 전문성을 가진 기술자에 의해 체계적으로 수행되어야 이러한 지질 리스크를 최소화할 수 있다.   

TBM 터널에서 가장 중요한 리스크는 NATM 공법으로 계획된 피난연결통로구간의 시공과 TBM 장비 정지시의 막장 안정성 관리와 굴착토의 시공관리라 할 수 있다. 특히 해외 TBM 터널 사고와 마찬가지로 피난연결통로의 NATM 굴착은 가장 위험하고 어려운 공정이므로 철저한 시공관리와 안전관리가 아무리 강조해도 지나치지 않을 것이다. 이와 관련하여 지반 그라우팅 품질 문제 및 지수/차수에 대한 관리절차 등도 보다 엄격하게 수행되어야 한다. 

■ 국내 도심지 터널 사고에서의 사고 책임과 분쟁  

국내 터널 사고사례로부터 사고 발생이후 사고 원인에 대한 결과에 따른 책임소재가 주요한 분쟁이슈가 되어왔다. 단순히 설계 및 시공상의 기술적 오류인지, 아니면 지반의 불확실성에 기인하여 기술적 문제를 넘어선 예상치 못한 지질 리스크로 인한 것이냐에 따라 발주처와 시공자, 컨소시엄으로 참여하는 시공자 그리고 시공자와 설계자간의 책임공방은 상당히 오랜시간 지속되며, 결국에는 법원 소송으로 가게 된다는 것이다. 

특히 설계·시공 일괄입찰 방식의 턴키공사의 경우 지질 리스크 책임문제를 어떻게 할 것인가가 가장 뜨거운 핵심이며, 공사비와 공기지연 등과 함께 공기지연에 따른 여러 가지 부작용에 대한 손해배상문제도 매우 어려운 문제가 된다. 향후 지하터널공사에서의 지오 리스크 책임과 리스크 분담에 대한 논의를 통하여 발주방식이 개선되어야 한다.      

■ 국내 도심지 터널사고에서의 사고 조사와 복구 대책 수립

국내 터널공사에서의 사고가 발생하는 경우 사고조사는 보다 객관이고 독립성을 유지하기 위하여 중앙사고조사위원회 또는 전문학회에서 수행하고 있다. 사고조사위원회는 분야별 전문가를 중심으로 구성되며 다양한 조사활동을 통하여 사고원인 분석에 대한 조사보고서를 제출한다. 또한 사고에 따라 사고원인에 대한 이견과 다툼이 발생한 경우도 있다. 

또한 복구 방안의 사고원인 분석에 따라 가장 안전하고 확실한 방법으로 대책을 수립하며, 상당한 공사비용과 공사기간이 소요된다. 터널 붕락사고시의 대책방안은 지상보강방안과 갱내보강 방안을 복합적으로 적용하며, 특별한 경우 붕락구간을 완전 재시공하거나 노선 변경 등에 대한 검토가 수행되는 경우도 있다. 사고 구간에 대한 복구공사는 공기와 공사비 문제뿐만 아니라 향후 법적책임에 따른 비용분담 등을 충분히 고려해야만 하며, 민원문제 및 안전문제 등도 충분히 반영되어야 한다.     

■ 국내 도심지 터널사고와 교훈  

국내 도심지 터널사고로 인한 기술적 제도적 개선이 꾸준히 진행되고 있다. 특히 TBM 터널공사의 영향으로 인한 석촌 지하차도 싱크홀 사고는 도심지 지하 굴착공사 및 터널공사에 대한 위험성을 알리는 계기가 되어, 지하안전특별법이 제정되고 지하안전영향평가를 의무적으로 수행하도록 하는 제도적 개선까지 가는 중요한 변곡점이 되었다. 

또한 기술적으로 경험하지 못한 특수한 지질에서의 터널 사고는 지금까지의 터널 설계 및 시공기술을 한단께 업그레이드 시키는 계기가 되었으며, 특히 관련 터널 설계기준과 시방서의 개정을 통하여 이를 사전에 방지하고 하는 기술적 대응으로 이어졌다. 즉 같은 실수를 두 번 반복하지 않도록 기술적 대처뿐만 아니라 제도적 개선도 필수적으로 수행되어야 한다. 또한 터널 사고에 대한 원인분석과 사고조사보고서 등이 가능한 공유되게 함으로서 발주자뿐만 아니라 설계자 및 시공자들에게 좋은 교훈이 되어야만 할 것이다.       

이제 제12강이 마무리되었다. 국내 터널사고의 경우 사고원인 및 책임에 대한 민감한 내용이 많아 자세한 내용을 기술하지 못한 점을 양해해 주기 바란다. 따라서 본 고에서는 오픈된 보고서나 언론에 공개된 내용을 중심으로 기술되었음을 공지하고자 한다. 어떤 사고사례의 경우에는 아직까지 법적 분쟁이 진행되고 있음으로 행여 본고가 어떤 영향이나 이해관계에 어떤 문제를 일으키고자 하는 의도가 전혀 없음을 강조하고 싶다. 하지만 터널사고에 대한 철저한 분석을 통하여 설계, 시공 및 감리상의 문제점을 찾아보고 이를 통하여 부족한 점 및 미흡했던 점을 하나씩 하나씩 개선해 간다면, 이와 같은 사고가 다시는 발생하지 않을 것이며, 이는 궁극적으로 우리나라 터널기술의 발전에 크게 기여할 것으로 생각된다. 

불확실성이 많은 지질, 지반 및 암반을 대상으로 하는 지하터널공사는 가장 어려운 공사임에는 틀림없다. 매 막장마다 변화하는 조건에 가장 적절하게 대응하는 것만이 가장 안전하고 확실한 방법임을 명심하고, 가장 기본이 되는 시공프로세스 준수, 페이스 매핑 수행, 계측관리, 품질관리 과정 등을 철저히 지키도록 해야만 한다. 또한 지질 및 암반 문제 등에 대해서도 남의 분야가 아닌 터널분야라는 인식하에 전문성을 가지고 수행되도록 노력해야할 것이다. 그리고 선진국에서 수행되고 있는 터널현장중심 의사결정과 정량적 리스크 안전관리를 의무적으로 반영하여 지하터널공사의 선진화를 달성하도록 해야 한다.  

참고문헌

1. 김영근, 터널공사에서의 문제와 대책 -터널 붕락사고를 중심으로- , 법지반학포럼 발표자료, 2020.02

2. 김영근, 도심지 지반함몰과 터널붕락, 건설기술교육원 교재, 2020.08

3. 장상희, 서울도시철도 9호선 사고 분석, 코리안리재보험, 2017

4. 이강일, 제12편 도심지내 지반함몰 원인 및 정책적 대응방안, 2019, 9

5. 경기개발연구원, 도시를 삼키는 싱크홀 원인과 대책, 2014.08

6. 한국시설안전공단, 지반침하 대비 생활속 징후 및 안전관리 매뉴얼 개발 연구 최종보고서, 2015.10

7. 별내선(암사-별내) 복선전철 3공구 건설공사 http://www.bnsub03.co.kr/, 현대건설

8. 구리시 땅꺼짐 사고조사 보고서, 국토교통부 중앙사고조사위원회, 2020.12

9. 서울특별시, 석촌지하차도 동공 발생원인과 도로함몰 특별관리 대책, 2014.8

10. 서울특별시 도시기반시설본부, 석촌지하차도 하부 지하철 실드터널공사시 동공 발생원인과 대처방안, 2014.9

11. 부산일보, 부전-마산 지반침하, 2021, 10.13

12. 철도경제신문, 부전-마산선, 지반침하사고 원인은 지하수 유출. 2021.01.26

13. 연합뉴스, 부전∼마산 복선전철 침하사고 정밀조사…조사단 2배로 확대, 2021.01.25

14. 경향신문, ‘지반 침하’로 개통 늦어지는 ‘부마 복선전철’, 2021.03.17

15. 뉴시스, 부산 대심도 터널공사 현장서 토석붕락사고, 2023.2.28.

16. 국토교통부, 설계안전건 검토 업무 매뉴얼, 2017.5

17. 국토교통부, 지하안전영향평가서 표준메뉴얼, 2020.6

18. 국토안전관리원, 2022년 지하안전평가 업무사례집, 2022.12

19. 국토교통부, 서울지방국토관리청, 국토안전관리원, 지하안전영향평가 반복질의 Q&A집, 2021.6

터널 특별강좌(특별테마)를 마치면서 

터널 특별강좌(특별테마)를 마치면서 지난 2022년 특별강좌에 대한 원고의뢰를 받아 시작된 [터널 붕괴사고와 교훈]에 대한 특별강좌(특별테마)가 총12강으로 끝으로 대단원의 막을 내리게 되었다. 지난 12번의 강좌 내용을 정리하다 보니 나름 대단한 일을 해냈다는 생각과 함께 터널 기술자로서 보람을 느끼게 된다.  

지난 30년간의 터널과 암반사면 등 현장 등에서의 경험중 가장 많이 배우고 고민하고 기술적으로 도움이 되었던 것은 바로 사고 현장에 갔을 때라고 생각된다. 사고가 발생한 원인에 대한 공학적 접근과 기술적 대책 수립은 가장 기본적이고 논리적인 과정이기 때문이다. 지반공학의 아버지인 Terzaghi는 사고현장이 바라다 보이는 가장 높은 곳에 올라가 공학적 논리전개를 수립한 후에야 기술리포트를 작성했다고 한다. 다시 말하면 사고 분석은  넓게 보는 통찰력이 요구되는 가장 어렵고도 힘든 과정이자 노력의 결과물인 것이다.  

터널과 지반공학에서의 사고는 우리의 기술적 한계 및 관리상의 문제점을 드러내는 가장 뼈아픈 과정이다. 따라서 우리 기술자들은 그러한 사고로부터 철저한 자기성찰과 분석을 통하여 문제점을 분석하고, 다시는 그러한 사고가 발생하지 않도록 하는 책무를 가져야만 한다. 또한 객관적인 사고 분석은 조사-설계-시공의 모든 과정에 대한 검토를 통해서 가능하고 토질, 지질, 암반, 재료 및 구조 등에 관한 전문성의 통합된 코웍을 통해서만 만들어짐을 명심해야만 한다. 

총 12번의 강좌를 통해 기술된 [터널 붕괴사고와 교훈]에 대한 이슈는 터널공학에 있어서 지질 및 암반분야에 대한 이해의 폭을 넓히고, 터널 분야에 대한 지식의 깊이를 심도 있게 하고자 하는 목적으로 국내의 다양한 사고 및 실패 사례를 바탕으로 사고원인과 교훈을 중심으로 정리하였다. 표 3에서 보는 바와 같이 총12강의 2년이라는 시간이 훌쩍 지났다. 세월이 참 빠르기도 하다. 우리 업에 대한 열정과 우리 일에 대한 믿음으로 지난 시간 열심히 한 번도 거르지 않고 달려온 나 자신에게 고맙고, 본 특별강좌(특별테마)를 허락하고 게재해준 한국지반공학회 학회지 편집위원장 및 관계자 모든 분들에게 진심으로 드리는 바이다.   

터널 붕락사고와 교훈(Lesson Learned)

터널은 종방향으로 긴 선형 구조물로서 지반 불확실성으로 인한 지질 및 지반 리스크가 상대적으로 크기 때문에 공사중 사고발생의 위험성이 높고, 실제로 많은 터널 붕락 및 붕괴 사고가 발생하여 온 것이 사실이다. 실제 터널공학의 발전은 이러한 사고로부터 문제점을 분석하고, 그 해결책을 찾아가는 과정이라 할 수 있다. 지난 수십년 동안의 터널 사고현장으로 얻은 교훈이 현재 터널의 역사를 만들어 낸 것이다.  

터널분야는 아직도 해결해야 할 문제가 많고, 여전히 터널공사현장에서 발생하는 다양한 크고 작은 사고들을 목격하면서 전문가로서 무엇을 할 것인지 깊이 고민하지 않을 수 없게 된다. 특히 열심히 일하는 엔지니어들에게 실무적인 고민들과도 연결되는 실제적인 도움을 주고자 터널 전문가로서 알고 있고, 현장에서 배우고 경험한 것들을 중심으로 기술적 경험과 지식을 공유하는 것이 반드시 필요하다.  

특히 터널분야는 상대적으로 리스크가 큰 지오 리스크(Geo-Risk)을 다루기 때문에 여러 가지 사고(Accident)가 발생하여 왔지만, 이에 대한 정확한 원인 규명이나 발생 메커니즘에 대한 분석이 충분하지 못했다. 이는 사고의 원인에 따라 부과될 책임소재에 대한 문제가 더욱더 크게 발생하기 때문으로 생각되며, 특히 국내의 경우 사고에 대한 여러 가지 자료들에 대한 공개를 엄격히 제한하고 있는 현실이다. 따라서 해외에서 발생한 터널붕락 사고사례 분석을 하여 터널사고 발생원인 분석과 메커니즘, 주요 리스크와 이에 대한 대책 그리고 사고현장에 대한 응급 복구 및 보강대책 등을 중심으로 기술적 사항을 검토하였다. 다시 말하면 터널공사에서 발생 가능한 지오리스크와 이로 인한 터널 붕락 및 붕괴 특성을 면밀히 검토하여, 터널사고로부터 얻을 수 있었던 여러 가지 교훈과 사고 이후 개선되거나 달라진 공사체계와 시스템 등에 대하여 분석하였다. 국내 터널사고에 대한 자료를 쉽게 오픈할 수 없는 한계가 있음으로 해외에서 발생한 터널사고사례를 중심으로, 붕괴발생원인과 이에 대한 복구대책 등에 대하여 검토하였다.

[사고로부터 배운다]라는 말이 있다. 사고가 발생하는 경우, 사고 원인에 대한 객관적인 분석과 함께 이에 대한 명확한 책임과 이에 대한 대책을 수립하는 것이 가장 기본 것인 절차이지만, 사고 문제점을 확인하고 이러한 사고가 발생하지 않도록 교훈(Lesson Learned)을 정리하여 이를 관련 기술자들에게 공유하고 일반에게 오픈하는 것이 가장 중요한 핵심이라고 생각한다.    

■ 사고 원인에 대한 공학적 분석 - Geo-Forensic Engineering

터널 붕락사고 발생시 터널 사고와 관련된 설계 및 시공 자료, 시공중의 지질 및 암반 자료, 모든 계측자료 등을 바탕으로 하여 터널 붕락사고의 발생원인과 메커니즘을 분석하여야 한다. 이는 철저한 사고조사 프로세스로서 모든 사고에 대한 철저한 분석(Geo-Forensic) 을 통하여 사고원인을 규명하는 것이 필요하다.    

■ 불가항력과 기술적 오류 - Unexpected Condition and Technical Mistake

터널 붕락사고에서의 가장 큰 쟁점은 이러한 사고가 예상을 할 수 없었던 불가항력적(Unexpected) 것인지 아니면 설계 및 시공상의 기술적 오류나 잘못으로 인한 것인지 이다. 이는 사고이후의 책임(공기지연 및 공사비 증가)소재에 대한 중요한 이슈로서 객관적이고 체계적인 사고원인 조사를 통해서만 가능하다.   

■ 지오 리스크와 리스크 분담 - Geo-Risk and Risk Sharing

터널공사는 지질/지반/암반중에 건설되는 지하공사로서 불확실한(Uncertain) 요소로 인한 지질/지반/지오 리스크(Geo-Risk)가 많은 특성을 가지고 있다. 터널공사중 발생하는 지오 리스크에 대한 책임을 누가 질 것인가와 리스크를 어떻게 분담할 것인지에 대한 보다 정확한 공사관리가 수행되어야 한다. 

■ 사고 보고서의 오픈과 공유 - Official Report and Explicit Communication  

터널 붕괴사고사례에 대한 분석으로 부터 많은 기술적 문제점을 확인하고, 이를 개선하기 위한 다양한 제도적 법적 노력이 진행되어 왔음을 확인할 수 있었다. 이는 발주처를 중심으로 오픈된 사고조사보고서가 있었기 때문에 가능한 것이다.  따라서 철저한 사고조사뿐만 아니라 사고조사결과에 대한 공식적인 보고서(Official report)를 제3자 또는 일반인에 명확하게(Explicit) 오픈하고 공유하도록 함으로서 사고 사례로부터 교훈을 얻도록 하는 과정이 반드시 필요하다.