강동구 명일동 싱크홀 사건 분석과 예방-파손, 누수, 지반침하 실시간 모니터링 시스템 필요

[환경경영신문]

강동구 명일동 싱크홀 사건 분석과 예방

싱크홀 예방 상수도관 모니터링 시스템 도입 절실

파손, 누수, 지반침하 실시간 모니터링 시스템 필요

지하철,재개발 등 원인자 누수발생 연평균 256건 발생

상수도관 매설시 외부공사로 인한 파손, 누수, 지반침하시 실시간 모니터링 시스템을 도입하여 대형 사고를 사전에 예방하자는 목소리가 높아지고 있다.

지난 24일 오후 6시 30분경 서울 강동구 명일동 대명초등학교 사거리 인근에서 지름 20m, 깊이 20m 규모의 싱크홀이 발생했다.

싱크홀 발생 순간 달리던 카니발이 구덩이 턱을 튕겨 가면서 참사를 모면했지만 뒤따르던 오토바이는 20미터 지하로 떨어져 생명을 잃고 말았다.

오토바이 운전자는 17시간의 탐색 끝에 싱크홀 중심부부터 50미터 지점에서 심정지 상태로 발견됐지만 끝내 사망했다.

이번 싱크홀 발생은 노후 상수도관과 지하철 9호선 연장 공사 구간이었으며 서울세종고속도로 지하 구간 공사가 마무리 되는 시점에서 발생했다.

이 구간에는 지난 2004년 매설한 300미리 상수도관이 지나고 있는 지점으로

타이튼 조인트로 접합한 주철관이 지나는 곳이다. 주철관 접합은 KP메커니컬 조인트와 타이튼 조인트가 있는데 타이튼 접합은 관과 소켓관 사이에 고무링을 끼우고 서로 밀착하는 방식이다.

메커니컬 접합은 소켓관의 소켓부에 구멍을 뚫고 다른 관에는 반지모양의 테두리 구멍에 압륜을 끼운 후 볼트와 너트를 이용해 조이는 방식이다.

서울 강동구 싱크홀 주변의 상수도관은 매설된지 20여년이 된 주철관으로 심한 부식이나 누수가 발생하여 싱크홀이 발생했기 보다는 고속도로 건설과 지하철공사가 연속적으로 이뤄지면서 지반이 뒤틀리고 침하된 것이 가장 큰 원인으로 추정되고 있다. 침하되어 동공이 발생하고 도로위 압력을 견디지 못한 상수도관이 결국 터지면서 지하 공간으로 많은 물이 일시에 토사를 밀어내면서 대규모 싱크홀이 발생했다는 것이 전문가들의 지적이다.

상수도관은 유수율 향상을 위해 블록시스템을 구축하면서 유량계와 수압계를 설치해 놓고 있다.

따라서 누수가 지속되고 있었다면 유량계 계측 수량이 평소보다 달라지게 된다. 그러나 소량 누수시는 계측이 불가능하고 일시에 대량 누수 발생시에는 큰 차이를 보여준다,

전국적으로 싱크홀이 자주 발생되는 지점은 지하철, 도로건설, 지하터널, 재개발,재건축 등과 하수도 공사, 가스공사, 통신전기공사등으로 인해 지반자체가 뒤틀림과 토사유출에 의한 사고가 자주 발생되고 있다.

서울시의 경우 최근 5년간(2019-2023년) 지하철등 원인자 누수발생 현황을 보면 총 1,278건으로 상수도 전체 누수발생건수의 3.2%를 차지한다.

22년부터 24년까지의 누수발생중 누수관 구경별로 보면 50mm이하 관로가 84%, 80-150mm관은 11.4%이며 이번 강동구 명일동 싱크홀 사고(300mm)는 지하철등 타 공사로 인한 원인자 사고지만 200-350mm관은 전체의 1.1% 이다,

< 2023년 서울시 공사장별 원인자 누수 발생 현황>

연도	계(건)	지하철	도로등	하수도등	도시가스,통신,전기	재개발, 재건축	일반건축
2023년	191건	8건	6	31건	8건	37건	101건

<서울시 5년간 원인자 누수발생 현황>

구분	계	2019년	2020년	2021년	2022년	2023년
전체건수	40,237	8,632	8,636	7,790	7,829	7,350
원인자건수	1,278	326	277	267	217	191
원인자비율	3.2%	3.8%	3.2%	3.4%	2.8%	2.6%

명일동 싱크홀 사고는 이미 1 개월 전인 2월 24일경 지하철 9호선 4단계 연장사업 1공구 공사 관계자가 붕괴를 우려하는 민원을 제기했지만 서울시 관계자들은 문제가 없다며 공사를 강행했다.

사고발생 2 주 전에도 인근 주유소 바닥이 갈라지는 현상을 목격하고 서울시와 강동구청에 민원을 제기한바 있으며 싱크홀 발생 지점 주변의 빗물받이에서도 작은 구멍과 지면이 갈라지는 현상이 목격된바 있다.

사고 당일 2시간 전인 오후 4시 30분경에는 강동구청이 갈라진 지면과 구멍을 메우는 작업을 했으나 결국 대형사고가 발생했다.

다만, 현재 현장 조사가 진행중이어서 블록시스템에 설치된 유량의 변화는 확인하기 어려웠다.

아울러 지하철 공사로 인한 지하수 수량의 영향에 대한 정확한 조사가 없는 것도 싱크홀 사건의 전말을 과학적으로 규명하기에는 한계가 있다.

지난 2015년 실행한 ‘서울특별시 지하수 관리계획 수립 용역’보고서에 의하면 지하철이 있는 구간과 없는 구간의 지하수의에 큰 차이를 보이고 있으며 지하수의 유출 경로에 대한 정밀한 연구 분석이 수반되어야 한다.

지하 공사가 다양해지고 광범위하게 이뤄지면서 재난안전에 대한 종합적이고 근본적인 대책이 필요한 시점이다.

1995년 대구지하철 공사시 매설된 도시가스관이 굴착중인 중장비에 의해 파손된 대형 폭발사고가 발생하기도 했다.

이에 정부는 도시가스관 파손사고를 막기 위해 도시가스관 상단에 보호철판 설치를 의무화 하고 안전관리자가 정기적으로 순회하도록 하는 강행규정을 제정하여 유사 사고를 경감시키고 있다.

하지만 상수도관에 대해서는 재난안전 방지를 위한 대응에서는 아직 미흡한 실정이다.

최근들어 정부과제로 개발된 “관 파손예방 및 누수감지시스템”이나, “관 파손예방 및 지반침하감지시스템”을 적용하면 비싼 보호철판을 사용하거나, 매일 관로부설 위치를 정기적으로 순회하는 활동을 하지 않더라도 동일 이상의 효과를 거둘 수 있어 효과적이다.

땅속에 매설되어 보이지 않아 관리가 어려운 지하시설물에 대한 파손, 누수, 지반침하 등을 실시간 모니터링 할 수 있는 시스템을 도입해야 안전사고를 막을 수 있으며, 시설물을 안정적으로 장기간 사용하여 예산 절감과 재난안전에 선도적으로 사업을 수행할 수 있다.

기존의 지반침하탐지기술은 1년 또는 주기적으로 GPR장비를 통해 지반침하여부를 감지하기 때문에 실시간 지반침하를 감지할 수 없는 문제점이 있어 이번 명일동 사고에서 보는 바와 같이 사고를 예방하기에는 한계가 있다.

중기부 과제로 개발된 “관 파손예방 및 실시간 지반침하감지기술”은 하수도관 이음부에 싱크볼을 설치하여 30cm 이상의 지반침하를 감지할 수 있으며, 시설물 상단에 설치된 예방시트가 누수로 인해 파손되면 실시간 감지시스템이 관리자에게 알려줘 30분 이내에 지반침하 위치를 정확하게 알려주므로서 지반침하에 따른 안전사고를 막을 수 있는 기술이다.

따라서 서울시등 전국의 대형 지하공사(터널,지하철,재건축,하수도공사)지역의 상수도관을 우선적으로 ‘지반침하감지 시스템’ 을 설치하여 재난안전을 사전에 예방하는 근본적인 전략이 필요하다.

(환경경영신문 http://ionestop.kr/ 이현동 전문기자, 상하수도기술사, 공학박사)