도심지 대규모 지하공간 건설이 가능해진다

격자형 공법으로 공사비 20% 절감‧신규 시장 창출
한국건설신문l박상익 기자l기사입력2015-08-04

한국건설기술연구원(원장 이태식)은 도심지 하부에 존재하는 양호한 암반을 활용해 지하공간을 사용하고 있는 중에도 입체적인 확장이 가능하고 기존 공법 대비 공사비를 대폭 절감할 수 있는 획기적인 격자형 지하공간 건설공법을 개발했다.

전 세계적으로 도시화, 도시거주 비율이 급증하고 있으며, 특히 산악지대가 많고 이미 전 국민 중 도시 거주 비율이 80%를 넘어선 국내 실정상 지하공간의 활용은 불가피하게 요구되고 있다.

2050년 기준으로 전 세계 인구는 92억명, 도시 거주 비율은 70%에 달할 것으로 전망되고 있다. 특히, 선진국과 개발도상국의 도시화 비율은 86%에 달할 것으로 예상된다.

도시 집중화에 따른 공간부족 현상과 함께, 계절변화와 상관없는 항온성(恒溫性) 유지, EMP(전자기 충격파)와 같은 외부 공격 대응, 혐오시설 이전이 가능한 지하공간에 주목하고 있다.

실제로, 최근 유럽과 미국에서는 발전소, 오·폐수 처리장, 데이터 센터등과 같은 각종 시설의 지하화가 활발히 검토 및 진행되고 있다.

다만 현재의 지하 공간 건설 시에는 땅을 U자 형으로 파헤치는 굴착 공사로 인해 각종 민원이 발생하고, 공사비가 증가한다. 완공 이후에는 확장이 거의 불가능하다는 문제점이 있다.

KICT는 이러한 문제를 해결하기 위해 인공적인 콘크리트 구조물의 시공을 최소화하고 지속적인 공간확장이 가능한 격자형 지하공간 건설공법을 개발했다.

KICT 연구진(연구책임자 장수호 연구위원)은 관련 문제를 개선하기 위해 굴착된 부분을 공간(房, room)으로 사용하고 굴착되지 않은 암반을 기둥(柱, pillar)로 활용하는 주방식 채굴법(柱房式, room-and-pillar mining)의 개념을 도입했다.

해외의 대규모 지하공간 시설들 대부분은 기존의 주방식 폐광산들을 활용한 것들이다.

여의도 면적의 약 60%, 약 150만평에 달하는 미국 최대 규모의 상업용 지하공간 시설인 캔자스시티의 ‘서브트로폴리스(Subtropolis)’가 대표적인 사례로 볼 수 있다.

기존의 해외 사례들은 굴착이 완료된 폐광산들을 활용한 반면, KICT가 개발한 격자형 지하공간 건설공법은 도심지에 새롭게 주방식 공간을 건설하는 공법이다.

신공법은 세계에서 일곱 번째로 개발된 커팅헤드를 비롯해 바이오폴리머와 신규 지보재의 개발을 통해 가능했다.

암반 굴착 시에는 세계에서 일곱 번째로 개발된 커팅헤드(cutting head) 설계 원천기술을 적용한 굴착장비를 이용한다.

기존에는 폐기되던 굴착토 및 굴착암석은 바이오폴리머(bio-polymer)라는 신재료를 이용하여 압축강도가 20 MPa 이상인 시공재료로 현장에서 재활용한다.

자연적인 암반을 활용한 기둥에는 강도 보강과 방수를 위해 새로운 지보재(Thin Spray-on Liner, 이하 TSL)를 개발해 적용했다.

새롭게 개발된 격자형 지하공간 건설공법을 기존 건설현장에 적용할 경우 최소 20% 이상의 공사비 절감이 가능하다.

또한 대규모의 데이터센터나 기록물보관소, 벙커 등의 군사시설에 적용함으로써 미래 건설시장 창출에 기여할 것으로 예상된다. KICT는 관련 업계와의 협력을 통해 실제 사업추진을 모색중에 있다.
_ 박상익 기자  ·  한국건설신문
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