개착식 흙막이 공법

1. 개요2. 설명3. 건설된 예

1. 개요

지하구조물 건설공법의 한종류. 줄여서 개착식 공법이라고 부른다. 토목학에서 개착식과 터널식으로 분류하는 기준 중 하나이다. 지하 터널 건설 공법 중 가장 전통적인 방식이며, NATM, TBM과 더불어 많이 사용된 건설 공법 중 하나이다.

2. 설명

주로 철도, 도로의 지하공사에 많이 쓰인다. 개착식이라는 이름에 맞게 땅에 기둥을 박고 기둥만큼 토사를 파낸 뒤 콘크리트 박스를 설치 하고 다시 토사를 메우는 방식이다. 콘크리트 박스안에 각종 구조물을 만든다. 가장 원초적인 방식이며 지하 공사에서 가장 먼저 시도된 공법이다.

장점으로는 공사 난이도가 낮고 건설 비용이 저렴하며 공사 특성상 지상을 개폐하여 공사하기 때문에 분진 등에 있어서 작업자의 근무환경이 좋은 편이다. 하지만 공사할 때 지상을 개폐하기 때문에 지상을 사용할 수 없다는 것이 단점이다.[1][2] 물론 일부 복공판을 덮어 차량, 보행자 등이 지나가게 만들지만 그래도 한계는 있는 상황.[3] 또한 기계를 많이 사용하지 않아 건설비용은 적게 들지만 그만큼 인력이 많이 들어가기에 인건비는 많이 든다.

현대에는 터널은 지질 강도 제한 등과 같은 특수한 경우가 아니고선 좀처럼 사용하지 않는 공법이다. 하지만 단중거리의 지하 차도, 역사, 상가와 같은 지하 건조 구조물을 건설할 땐 개착식 흙막이 공법을 사용하는 경우가 대다수다. 이유는 다양하다. 단중거리 지하 차도의 경우엔 NATM이나 TBM을 사용할만큼 규모가 크지 않고 예산 배정이 적기 때문이다. 지하 구조물은 터널과 달리 구조가 매우 복잡하고 수많은 종류의 시설물을 필요로 하기 때문에 구조물 건설과 동시에 시설물을 투입, 설치할 필요가 있기 때문이다. 또한, 통상적인 지하 구조물의 단면적 전부를 커버할 수 있는 TBM은 존재하지 않는다.

이 때문에 특정 지하 철도 건설이 TBM을 주공법으로 삼는다 하더라도 역사만큼은 개착식으로 건설하기 때문에 역사 부지의 지형은 상당히 제한된다. 또한 영동대로 복합환승센터과 같은 거대 지하 시설물 역시 개착식으로 공사하고 있기 때문에 상부의 지형 제한이 발생하고 있다. 다만, 특정 시설물 건설시 미래에 이용될 시설물을 미리 건설해 두는 경우엔 굳이 개착식 공법을 다시 사용하지 않아도 된다. 가장 대표적인 예가 고속터미널역 9호선 역사와 승강장, 김포공항역의 김포골드라인과 서해선 승강장도 초기 공사시에 지하 공간과 시설물 인입 통로를 어느 정도 만들어 뒀기 때문에 다시 개착식 공사를 피할 수 있었다.

3. 건설된 예

경부고속선: 일직터널 구간(일직개착터널, 개착1터널, 개착2터널, 개착3터널)
서울 지하철 1호선
수도권 전철 3호선: 일산신도시 구간
서울 지하철 5호선: 광나루역~천호역 구간 하저터널
서울 지하철 7호선: 부평구청역~ 상동역 구간
서울 지하철 8호선 별내선: 암사역~ 암사역사공원역 구간
부산 도시철도 2호선: 동원역~ 구남역, 모라역~ 주례역, 서면역~ 문현역, 금련산역~ 수영역, 센텀시티역~ 장산주박기지사업소 구간
부산 도시철도 3호선: 연산역~ 미남역, 남산정역~ 덕천역 구간.
광주 도시철도 2호선 1단계: 방림역~ 남광주역 터널 구간과 남광주역~ 조선대역 터널 구간을 제외한 전 구간.
2000년 이전 개통된 대부분의 지하철 노선
아차산지하차도: 원래 건설 방식은 아니나 결과적으로 개착식 흙막이 공법이 쓰인 곳이다. 1970년대 천호대로를 개설할 때 아차산 능선 중간을 절개해 왕복 6차로 도로를 건설했는데, 2000년대 들어 환경 파괴 및 생태 단절 문제가 대두되면서 2010년부터 2018년까지 도로에 지하차도 구조물을 건설하고 그 위에 흙을 덮어 능선 생태계를 복원했다. 이 사업에 천억원에 이르는 비용이 소요되었고 8년 동안 극심한 교통 정체가 빚어졌는데, 개발 비용의 효율화를 이유로 환경을 파괴하면 후세대에 막대한 부담을 지울 수 있다는 교훈을 남긴 사례로 유명하다.
경부동탄터널: 동탄신도시의 도시 단절을 극복하기 위해 터널 구조물을 만들고 그 위에 흙을 덮어 터널화하는 공사가 진행되고 있다. 터널 구조물이 먼저 완공되어 고속도로가 개통된 상태다.

[1] 이 때문에 실제로 시공할 때 계획을 변경해서 해야 할 경우도 있다. 잠실역이 그 사례. [2] 한 술 더떠서 부산 도시철도 2호선 1단계 구간인 모라역~ 주례역 복공판 시공(1994~95년) 및 철거할 때는(1996~97년) 지상으로 지나가는 도로를 차량통행을 전면적으로 금지했다. [3] 특히 개착식 공사를 진행하는 도로는 공사가 끝날 때까지 정체구간으로 전락한다.