[서울=뉴스핌] 정영희 기자 = 지난해 발생한 신안산선 복선전철 터널 붕괴 사고가 치명적 설계 오류와 현장의 안전 불감증이 빚어낸 참사로 드러났다. 오류를 바로잡지 못한 감리단의 책임 방기까지 더해져 골든타임을 놓친 가운데, 정부는 지반 조사 기준을 대폭 상향하고 사고 책임 기관들에 대해 무관용 원칙으로 강력히 대응하겠다는 입장을 표했다.

◆ 도면 따로 현장 따로…전산 입력 착오가 부른 참극

2일 국토교통부에 따르면 광명 신안산선 터널 붕괴 사고는 중앙기둥 하중 계산 오류와 지반 조사 누락 등 설계부터 시공, 감리까지 전 과정의 부실이 누적돼 발생한 것으로 나타났다. 

지난해 4월 11일 신안산선 복선전철 5-2공구에서 포스코이앤씨가 시공 중인 쌍굴터널(2아치터널)과 상부 도로가 무너졌다. 이 사고로 두 명의 근로자가 실종됐으나, 20대 굴착기 기사는 13시간 만에 구조됐다. 포스코이앤씨 소속 50대 근로자는 엿새 간의 수색 끝에 숨진 채 발견됐다. 

조사 결과 사고 원인은 크게 설계 단계 부실과 시공 및 감리 단계 관리 부실로 나뉜다. 먼저 설계 단계에서 구조 계산 오류가 있었다. 2아치터널은 중앙터널을 뚫어 기둥을 세운 뒤 좌우로 폭을 넓히는 구조다. 설계사는 중앙기둥 설계 시 실제 3m 간격으로 설치되는 기둥을 간격이 없는 연속 벽체로 가정해 기둥에 가해지는 하중을 2.5배 작게 산정했다. 기둥 길이도 실제 시공되는 4.72m가 아닌 0.335m로 반영했다.

손무락 건설사고조사위원장은 "도면상 기둥 길이는 4m 이상이어야 하지만 설계사가 해석 프로그램에 값을 입력해 계산할 때 잘못된 값이 들어가 하중이 과소 산정됐다"며 "설계 검증 단계에서 확인돼야 할 전산 입력 착오가 걸러지지 못하고 시공으로 이어졌다"고 설명했다. 

지반 조사 한계와 시공 관리 부실로 단층대가 있는지 몰랐다는 점도 원인 중 하나로 지목됐다. 붕괴 구간에 지반 강도를 떨어뜨리고 중앙 기둥에 과도한 하중을 유발하는 점토질 단층대 3곳이 존재했으나, 설계 단계 시추 조사가 한쪽으로 편중돼 이를 미리 파악하지 못했다. 국토부 관계자는 "사고 구간 지층이 많이 풍화된 풍화암 지층이라 단층대를 확인하기 어려운 한계가 있었고, 막장면 관찰 등 현장 관리 미흡함이 겹쳤다"고 말했다.

암반 자체가 오랜 시간 삭아 흙처럼 변해버린 풍화암의 특성상 지층이 끊어지며 발생하는 단층 진흙이나 어긋난 흔적을 육안으로 구별하기는 어렵다. 굴착 전 시추 조사를 하더라도 파이프에 담긴 시료가 쉽게 으스러져 단층의 흔적이 훼손되는 경우가 잦다. 지질 조건이 열악한 곳에서 토목 공사를 하는 경우 첨단 탐사 장비를 동원해 촘촘한 간격으로 시추를 하는 이유다.

◆ 기본 절차 무시한 현장 안전불감증, 위험 신호 덮었다

시공사인 포스코이앤씨는 2024년 9월 터널 가운데 빈 공간을 넓히고자 여유 폭을 1.967m에서 3.900m로 확대하는 설계 변경을 진행했다. 동시에 건물을 지탱하는 기둥 크기를 조정하거나 철근 개수를 늘리는 후속 조치는 이뤄지지 않았다.

설계도서에 기재된 공사 순서를 임의로 바꿀 때도 감리단장의 허락만 받았을 뿐 구조적 안정성 확인을 거치지 않았다. 터널을 파 들어갈 때 하중의 균형을 맞추기 위해 양쪽 깊이 차이가 20m를 넘으면 안 된다는 규정이 있었으나 실제로는 최대 36m나 차이가 났다. 

터널 굴착 시 내부 암석의 강도를 관찰하는 막장면 확인 절차에선 반드시 5년 이상 경력을 가진 고급 기술자가 투입돼야 한다. 실제로 이 현장에는 자격 미달 기술인이 들어갔으며 일부 작업은 사진 관찰로 대체했다. 종점부 암반 등급이 연암에서 풍화암 수준이라는 점을 보고도 암판정(암반 등급 판정)을 진행하지 않았다.

땅속의 불확실성과 싸워야 하는 터널 공사의 특성상 설계 당시 예측한 암반 상태와 실제 굴착 시 드러난 지반이 다르면 암판정을 거쳐야 한다. 실제 지층이 설계보다 약하다면 지보공(터널 지지 구조물)을 보강하거나 굴착 방식을 변경해야 해서다. 사고가 발생한 현장의 종점부는 설계 당시 비교적 단단한 연암으로 조사됐으나 실제 굴착 과정에서는 그보다 지지력이 훨씬 떨어지는 풍화암이 나타났다.

붕괴 전조 증상인 기둥 균열 관리도 이뤄지지 않았다. 중앙기둥을 타설한 뒤 보호 목적으로 기둥을 부직포로 감싼 바람에 균열이 잘 눈에 띄지 않았다는 분석이다. 손 위원장은 "콘크리트 양생 전 충분히 굳지 않은 상태에서 돌이나 파편이 날아와 영향을 주는 것을 막기 위해 보양막을 친 것"이라며 "목적이 어쨌든 결과적으로 이 부직포로 인해 균열 관리가 제대로 이뤄지지 못했다"고 지적했다.

균열관리대장도 작성되지 않는 등 균열과 관련된 별도의 조사가 없었다. 매일 공종별로 실시해야 하는 자체 안전점검과 2아치터널 대상 정기 안전점검이 착공 후부터 사고 발생 시점까지 한 차례도 시행되지 않은 것으로 알려졌다.

포스코이앤씨 측은 조사 결과를 모두 인정했다. 포스코이앤씨 관계자는 "제시된 의견을 적극 반영하고 안전을 최우선 가치로 삼아야 할 시공사로서의 책무를 새기며 안전관리 체계 전반을 근본적으로 혁신하겠다"며 "신안산선 전 구간을 포함한 모든 유사 공정에 대해 국내외 안전·구조 전문기관이 참여하는 객관적 점검을 실시하겠다"고 말했다.

◆ 정부, 터널 설계 기준 대폭 강화…정밀 해석 의무화

설계와 시공 과정을 철저히 감시하고 오류를 바로잡아야 할 감리단 역시 제 역할을 방기한 것으로 확인됐다. 설계 감리는 설계사가 중앙기둥의 하중을 과소 산정하고 기둥 길이를 축소하는 등 치명적인 구조 계산 오류를 범했음에도 이를 걸러내지 못했다.

바통을 넘겨받은 시공 감리 또한 착공 전 설계도서 검토와 변경 과정에서 도면의 구조적 오류를 발견하지 못했다. 현장 감독 기능도 사실상 마비 상태였다. 시공 감리단장은 시공사가 정해진 터널 지보공 시공 순서를 임의로 변경할 때, 필수적인 구조적 안전성 확인 절차를 거치지 않은 채 이를 승인했다. 좌·우측 터널 굴착 깊이 차이가 규정에 맞지 않는 상황에서도 발주자에게 즉각 실정 보고를 해야 하는 의무를 이행하지 않고 공사 강행을 묵인했다. 

국토부는 국토안전관리원 등 전문가 합동 특별점검을 실시해 위반 사항을 적발했다. 막장면 관찰자의 기술인 자격 미흡, 암판정 미실시, 정기 안전점검 미실시, 구조적 안전성 확인 미실시 등은 '건설기술진흥법' 위반이다. '건설산업기본법'을 어기고 강관 보강 그라우팅 공사에서 발주자 서면 승낙 없이 불법 재하도급이 이뤄진 사실도 드러났다.

법령 위반 등 위법 사항에 대해선 고발 절차를 진행하고 벌점이나 과태료 등 행정처분을 병행할 방침이다. 국토부 관계자는 "고의나 과실로 중대재해가 발생하면 설계사 및 설계·시공 감리사에는 최대 12개월, 시공사는 전 공종을 대상으로 최대 8개월 영업정지가 가능하다"며 "행정처분 결과는 청문 절차 및 고의 과실 조사에 통상 1년이 소요돼 내년 상반기 도출될 것"이라고 말했다.

정부는 유사 사고 예방을 위해 과거 명일동 사고 사례 대책과 연계해 터널 공사 지반 조사 및 안전 점검 기준을 보완한다. 도심지 터널 실시설계 시 시추 조사 간격을 100m에서 50m 이내로 단축한다. 다중 아치 터널 중앙기둥 설계 시 굴착 단계를 고려한 3차원 해석 의무화를 추진한다. 

그동안 다중 아치 터널 설계 시 구조적 안전성 해석을 2차원(단면) 또는 3차원(입체) 방식 중 설계사가 선택할 수 있었다. 이로 인해 시공 순서에 따라 시시각각 변하는 하중의 이동을 정밀하게 파악하기 어렵다는 맹점이 존재했다.

국토부 관계자는 "3차원 안정 해석 의무화는 국가 설계 기준을 개정해야 하는 사안이라 내년 상반기까지 마무리하려 한다"며 "탄성파 탐사를 통해 시추하기 좋은 위치를 파악하고 시추 간격을 촘촘히 좁히면 지하 상황 파악이 쉬워질 것"이라고 강조했다.

막장면 관찰자 자격을 현행 지반공학 지질 전공자에서 토질 지질 분야 중급기술자 이상으로 상향하고, 고급기술자 이상 감리자가 막장면 관찰 결과를 확인하도록 규정을 신설한다. 중앙기둥 균열 정기 조사 외 추가 조사를 실시하고 콘크리트 변형률계 계측 관리를 의무화한다.

민자 사업의 경우 시행자가 설계사를 임의 결정하는 과정에서 이번 사고처럼 기술력 미비가 드러날 수 있는 지적과 관련, 이달 중 민자 철도 안전 관리 강화 방안을 통해 제도 전반을 검토한다.

신안산선 사고 구간은 재설계를 시행해 현재 실시 계획 변경 승인을 위한 지하 안전 영향 평가를 진행 중이다. 상반기 중 실시 계획 변경 승인이 나면 사업 기간이 확정돼 현장 공사를 재개할 수 있다. 전체 개통 시점은 2028년 말 정도로 연기될 것으로 보인다.

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