바닷속 새로운 철길, 해중(海中)철도

바닷속 새로운 철길, 해중(海中)철도

 

□ 해중철도란?

해중철도는 바닷속에 긴 대형파이프를 설치하고 그 안에 열차가 운행되는 원리로써 바다속 한가운데를 달린다는 의미의 해중(海中)철도이다.

 

해중철도 개념도

 

□ 해중철도의 원리

바다 밑에 터널을 뚫는 기존의 해저터널 개념과는 달리 1개당 약 100m 길이의 파이프형 구조물을 제작한 후 30m 이하 바닷속 한가운데 이어 붙여 고정시킨다. 핵심기술은 바닷속에서 부력 때문에 떠오르려는 파이프형 구조물을 바닥과 연결된 밧줄로 고정시켜 안정적으로 제자리에 있게 하는 것이다.. 또한 바닷속을 달리는 철도인 만큼 완벽한 방수처리 기술이 필수이며, 외판과 내판 사이를 콘크리트로 채워 넣는 샌드위치형 구조를 연결해 대형 파이프를 완성한다.

 

□ 해중철도의 장점

해중철도는 기존의 설계나 공법을 뛰어넘어 시공이 간편하고, 공사기간이 단축되는 특수한 공법으로 현실적인 가능성을 높인다. 바닥면의 지질조건에 영향을 받지 않고, 파이프를 묶어 지지할 수 있는 기초공사만 필요하기 때문에 시공이 간편하고, 대부분의 구조물을 육상에서 제작하므로 공사기간이 단축된다. 특히 한중간을 해저터널로 연결할 경우 연약한 갯벌을 이루어진 바닥을 뚫어야 하는 최악의 어려운 공사를 피할 수 있어 우리나라 서해 지형에 더욱 적합한 기술이다.

아울러 파도와 바람의 영향이 미미하고 수심에도 큰 영향을 받지 않기 때문에 큰 바다를 가로지르는 대륙연결도 가능하다. 해중 파이프 철도는 km당 추정 건설비는 약 890억원 한중 노선인 인천과 중국 산동성의 웨이하이를 잇는 341km를 건설하는 경우 예상 건설비가 약 35조원으로 해저터널 예측 건설비 약 123조에 비해 약 94조원을 절감할 수 있으며, 비용 대비 편익이 있는 것으로 분석되었다.

 

해중터널과 해저터널의 건설비 비교

 

 

 

□ 해중철도 설계(안)

▶ 설계조건

- 고속철도 운행

- 부력에 의한 최대 중량 지지

- 최대 파고 및 해류 조건에서 열차 탈선 방지

- 잠수함 충돌 시 구조적 안전성 확보

- 수중폭발 시 구조적 안전성 확보

- 지진 발생 시 안전성 확보

- 비상시 승객 대비 및 안전 확보

- 구조물 수명 50년 이상

 

▶ 환경조건

- 수심 120m(목포~제주간), 60m(한ㆍ중 구간)

- 해상상태 (황천)

- 유의파고 7.5m

- 해류 2노트

- 수면 하 통과 40m

 

▶ 단면도

- 강도 증가 및 침수 시 부력 유지,, 안전공간 확보를 위해 구획 분리

- 중량대 부력비 0.8 유지, 고속철도 운행을 위해 98m² 단면적 확보

단면도

 

▶ 함체모듈

- 이중강판(외판 22mm, 내판 10mm) 및 콘크리트(500MM) 합성구조

- 외판볼트 및 내판용접에 의한 100m 단위모듈 연결(완전 수밀구조)

함체모듈

 

▶ 계류도

- 체인(지름 122mm) 및 중력 콘크리트 블록을 활용

- 20m 및 80m 간격의 계류 라인

계류도

 

▶ 고정식 Jacket 구조물

- 승객대피, 환기를 위한 인공섬 가능

- 10km마다 설치

고정식 구조물

 

▶ 수심 60m 해중

- 해저 파일에 계류 라인 연결

- 10km마다 고정식 구조물 설치

계류라인

 

□ 해중철도의 향후 전망

해중철도의 건설을 위한 연구가 꾸준히 진행되고 있으며, 해저터널 공사비의 1/3, 공기의 1/2이라는 큰 장점을 가지고 있다. 그리고 철도기술연구원에서 실시한 해중철도에서 발생할 수 있는 잠수함 충돌, 수중폭발, 지진 등의 위기상황을 대비한 모형 시험 및 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 안정성을 검정하기도 했다. 그동안 해저터널 건설은 천문학적인 공사비로 현실화에 어려움이 많아 기초연구만 진행되고 있었기 때문에 향후 실현 가능성 및 전망이 긍정적이다.