스페인 남부 항구도시 푼타팔로마에서 모로코 북부 케이프말라바타를 잇는 총연장 39㎞, 해저구간 28㎞의 철도용 터널이 건설될 것으로 보인다.
지브롤터 해협을 가로지르는 최단거리는 스페인 타리파와 모로코의 케이프시레스를 잇는 14㎞ 구간이다. 하지만 이 지역은 최대 수심이 900m에 달하는 데다 물살과 바람이 강해 해저터널 건설지 후보에서 제외됐다. 푼타팔로마~케이프말라바타 구간은 수심이 100∼300m로 가장 얕다.
지브롤터 해협 터널은 일본 혼슈(本州)와 홋카이도(北海道)를 연결하는 세이칸(靑函) 해저터널(53.9㎞), 영국과 프랑스를 잇는 도버해협의 유로터널(50.45㎞)에 이어 세계에서 세번째로 긴 터널이 된다.
유로터널은 1994년 도버해협을 육로로 연결하기 위해 영국의 포크스톤과 프랑스의 칼레 구간에 건설된 해저터널이다. 영국사람들은 도버해협이라고 하고, 프랑스 사람들은 칼레해협이라고 일컫는 영불해협의 정식명칭은 '채널(Channel)'이라 하며, 이 해협을 육로로 연결시키는 터널의 공식명칭은 '채널터널(Channel Tunnel)' 또는 채널과 터널을 합성한 신조어인 '처널(Chunnel)'로 명명된다.
사실상 유로 터널(Euro Tunnel)이라는 명칭은 이 터널의 건설과 유지관리를 전담하는 민간회사의 이름이다. 이 회사는 영ㆍ불 양국정부로부터 건설공사 준공 후 운영, 유지관리에 이르기까지 일체의 권한을 착공시점부터 55년동안 위임받아 관리한 후, 2042년에 양국 정부에 소유권을 넘겨주게 된다.
유로 터널사는 150억불에 달하는 막대한 공사비를 정부의 자금지원이나 보증 없이 주식공모와 은행융자로 조달했다. 이 공사는 국가간의 초대형 인프라건설을 순수민간자본이 주도한 대표적인 사례이다.
터널 길이는 50㎞이고 주 터널의 간격은 30m이며, 해저 지층의 평균 45m 깊이에서 터널 굴착을 하였다. 하나는 여객열차전용이고, 다른 하나는 화물차와 승용차를 실어나르는 셔틀열차용이다. 주 터널의 직경은 7.6m로서 각 터널에는 단선철도노선이 설치되었다.
중간에 있는 서비스 터널은 직경 4.8m이고, 특수 제작된 서비스 전용차량이 운행될 수 있도록 되어 있다. 세 개의 터널은 비상사태발생에 대비하여 매 375m 길이마다 교차통로로 연결되어 있다. 이 교차통로는 환기 및 유지 관리용 출입구로 이용된다. 또한, 두 개의 기차 전용 터널은 운행시의 내부 공기압 조절을 위해 매 200m마다 피스톤 릴리프 밸브로 상호 연결되어 있다. 세 터널 모두 콘크리트 라이닝으로 마감되어 있다.
프랑스 떼제베(TGV)의 초특급 열차, 유로스타가 이 터널을 달리고 있으며 런던-파리간을 3시간만에 이동할 수 있다.
유로터널은 1987~88년에 도버 해협 양쪽에서 굴착 공사를 시작해 1991년에 완성되었으며, 공식적으로는 1994년 5월에 개통되었다.
이 터널을 건설하려는 계획은 나폴레옹 시대에까지 거슬러 올라가지만, 그 계획이 구체적으로 나타난 것은 영국의 저명한 철도·운하 토목 기술자인 존 호크쇼(1811~91)가 사우스이스턴철도회사와 로스차일드 가문의 지원을 받아 1865년에 해저지질조사에 착수한 이후였다. 그 조사 결과 해저터널의 굴착이 기술적으로 가능하다는 것이었다. 그 결과 영국과 프랑스 양국은 1882년 해저에 터널을 시설하는 작업에 착수했다. 그러나 그 이듬해 영국의회가 국내 보안을 이유로 굴착작업에 대한 반대 입장을 의결해 공사가 중단되었다. 그 후 1916, 1924, 1930년 이 계획이 재검토되었으나 실제 착공에까지 이르지는 못하다가 1966년에야 영국과 프랑스 정부가 터널 굴착작업 재개에 합의했다.
1. 유로 터널 상세도
터널은 총연장 55㎞(해저구간은 약 37㎞)로 3개의 터널로 이루어져 있다. 2개의 주 터널 중 하나는 여객열차전용이고, 다른 하나는 화물차와 승용차를 실어 나르는 셔틀열차용이다. 주 터널의 간격은 30m이며, 직경은 7.6m로 마지막 하나는 안전과 서비스를 위한 비상용 터널이다. 이 비상 터널은 직경 4.8m이고, 특수 제작된 서비스 전용차량이 운행될 수 있도록 되어있다. 세 개의 터널은 비상사태발생에 대비하여 매 375m 길이마다 교차통로로 연결되어 있다. 시범 운행 때 화재가 났었는데 이 비상 터널이 큰 역할을 해서 화재사고가 오히려 유로터널의 안정성을 입증하였다. 터널은 영국 측의 채링턴과 프랑스 측의 코크뉴를 연결하고 있으며, 시속 300㎞의 고속열차인 유로 스타(Euro-star)가 런던-파리, 런던- 브뤼셀 구간을 운행하고 있다.
땅을 파는 데 이용한 것은 가와사키 중공업이 제조한 터널굴삭기다.(TBM - Tunnel Boring Machines) 원통형 기계의 전면에 부착된 ‘커터비트’라는 초경합금(超硬合金)의 톱니를 회전시켜 토사를 긁어내면서 땅속을 파나간다. 유로터널에서 사용된 굴삭기는 직경8.78m, 길이 350m, 총중량 1000톤. 진흙으로 된 토사와 딱딱한 암반층에 이르기까지 20㎞를 연속해 땅을 파 나갈 수 있을 정도였다.
TBM (Tunnel Boring Machine) 공법은 터널 굴착 단면에 맞는 원형 굴삭기를 사용하여 굴진하고 이를 뒤따라가면서 Shortcrete 작업을 병행함으로써 터널 굴진 단면의 안전성을 보강하는 공법이다. 터널의 직경이 7m 이상의 경우 파이로트 부위의 Drill Head를 회전시켜 일정한 크기로 굴착하고 그 후방의 확대기에 부착된 Drill을 이용하여 굴착 단면을 확대해 나간다. 분쇄된 터널 내부의 암석과 흙은 콘베이어에 실려 후방으로 이송된다. 기존의 화약 발파 방식에 의한 굴진 속도가 1 - 3m 에 비해 1일 10 -15m 로 생산성이 높다. 기존의 터널 공법에 비해 원형 굴진 작업으로 인해서 터널의 여굴(여유 터널 면적)이 적고 즉각적인 Shortcrete 작업으로 터널 내벽이 안정적이고 터널의 변형이 최소라는 이점이 있다.
위의 TBM이라는 근대적 공법으로 불가능할 것 같은 대륙과 섬을 잇는 해저터널은 완공되었다. 하지만 이 역사적 터널은 완공된 후 150억 불에 달하는 막대한 공사비를 단순 주식공모와 은행융자에 의지했었고, 예상과는 다르게 심각한 경영난으로 파산위기까지 맞이하게 되었다. 당시 채무액이 750억 프랑(한화 12조원)이고, 한해 지불이자액만 60억 프랑(한화 9600억원)이었다. 더욱이 1996년 12월에는 터널 내부에서 차량화재사고가 발생하여 승객과 화물량이 격감하는 사태를 맞기도 했었다.
하지만 1997년에 이루어진 유로터널사의 구조조정이후 이용 승객과 화물량이 갈수록 폭증하였고, 그리하여 채무액도 상당히 갚으며, 유로터널사가 상당히 안정화 되었다고 한다.
우리나라도 2005년 7월에 유로터널같은 해저터널에 대한 지대한 관심이 솟아졌었다. 몇년전부터 오고 내렸던 사안들로 일본에서는 한일 해저터널 추진위원회라는 민간 단체가 홍보까지 하고 있다. 계획안은 부산 또는 거제도에서 일본 쓰시마를 거쳐 규슈섬의 가라쓰에 이르는 200~230㎞의 바다 밑에 터널을 뚫어 철길(또는 도로)를 놓자는 일본측의 구상이다. 하지만 아직은 62조~104조원이나 추산되는 막대한 공사비, 일본에 대한 역사적 감정, 그 투자비에 대한 매리트가 있는지에 대한 판단성의 보류로 인하여 아직 실현 가능성은 희박하다고 알려있다.
유로터널은 재정적문제가 있었지만 20세기의 7대 불가사의(7wonders of the modern World)로 꼽히고 터널에 대한 안전성, 신속성, 매리트가 살아나면서 골칫덩어리에서 황금거위로 탈바꿈했다. 영국과 프랑스 유럽 전체를 묶는 유럽라인을 대표하면서 유럽 경제의 대동맥으로서의 역할을 충실히 해낸 것이다.
우리도 전1960~70년에 지은 경부고속도로 같은 대한민국의 대동맥이 있다. 미래에는 육지의 도로보다는 하늘과 땅속의 도로가 더욱 중요해질 것이다. 우리는 유로터널을 본보기를 삼되 우리나라의 지리역학적인 틀에 맞는 기술과 힘을 길러 그보다 더 낳은 불가사의 신화를 만들어야 한다.
2. 유로터널의 특징
- 터널은 양국의 유로터널 터미날인 영국의 "Folkestone"과 프랑스의 "Calais"를 연결하고 있다.
3개의 터널 중 양편의 철도 터널은 영국과 프랑스 양국의 철도 및 도로와 연결되며 중앙의 서비스 터널은 두 터미날 사이에서 주로 자동차 등의 화물 운송을 담당하고 있다.
- 터널은 평균 수심이 45m인 해저에 위치하고 있으며 해저 터널 공사의 특수성인 해저 작업공간의 압력과 예기치 못하는 지질상의 문제를 해결하기 위하여 Tunnel Boring Machine을 사용하였다. 1일 최고 75.5 m 굴착속도를 기록한 바 있다.
- 철도로 이용되는 2개의 터널은 직경이 7.6m로 크며 각각 한 개의 철로가 설치되어 있고 직경이 4.8m인 서비스 터널은 특별히 유선 유도시스템을 갖추고 있다.
- 3개의 터널은 375m 간격으로 연결 통로가 설치되어 있어 유사시 이 통로를 이용하여 서로 접근할 수 있다. 이 통로는 환기 통로 및 터널의 보수관리 목적으로 이용되고 있다. 또한 200m 간격마다 3터널을 연결하는 닥트가 설치되어 공기 압력을 조절하고 있다.
3. 시공관련사항
- 프랑스 측에서 1987년 먼저 시공에 착수하였다. 터널 시점부의 작업구간 지하에 깊이가 70m 직경이 55m인 콘크리트로 된 구조물을 설치하여 그 내부에서 굴착 장비의 조립 분해 및 토사의 운반 그리고 작업자의 이동을 꾀하였다.
- 장비 이동과 콘크리트 벽 타설을 위한 Gentry Crane이 설치되어 각종 물류 운반 역할을 담당하였다. 3대의 TBM 장비가 설치되어 각각 영국 터미날 방향으로 2개의 철도 터널과 1개의 서비스 터널을 굴착하였다.
- 터널 직경이 작은 서비스 터널을 철도 터널 보다 앞서 시공함으로써 양편 터널과의 균형문제 그리고 지질의 상태 등을 사전에 파악하여 터널굴착에 따른 제반 문제를 사전에 대처할 수 있도록 하였다.