[긴급 정리] 광명 신안산선 공사장 붕괴 사고와 '투아치 터널 공법'

안타까운 사건이 발생했습니다. 2025년 4월 11일, 경기도 광명시에서 지하 터널 붕괴 사고가 발생했습니다.

국내 주요 철도망 중 하나로 기대를 모으던 신안산선 제5-2공구 공사 현장에서 벌어진 일인데요.

불과 한 시간 전에 일어난 일이지만, 지금까지 밝혀진 사실을 토대로 사고 경위를 정리하고, 해당 공사에 사용된 ‘투아치(2-arch)’ 공법이 어떤 구조인지, 그리고 그 공법이 어떻게 이번 사고와 연결되었는지 자세히 살펴보겠습니다.

 

 

공사 개요 – 신안산선 광명 제5-2공구

 

📌 신안산선이란?

신안산선은 서울 여의도에서 경기 안산과 시흥을 연결하는 광역철도 노선이에요.

총연장 약 44.7km에 달하며, 개통되면 수도권 서남부에서 서울 도심까지의 출퇴근 시간이 크게 단축돼요.

• 총 15개 역, 지하 구간 중심
• 운행 속도 시속 110km급
• 수도권 서남부~서울 도심 간 30분대 진입 목표

📌 제5-2공구는 어떤 공사인가요?

이번 사고가 발생한 제5-2공구는 경기도 광명시 일직동 372-12 일원에 위치한 본선 5번 환기구 지하터널 공사 현장이에요

 

해당 구간에서는:

• 본선 터널과 차량기지 연결선이 교차되는 복잡한 구조의 대심도 구간을 시공 중이었고,
• 복선 지하터널 시공을 위해 ‘투아치(2-arch)’ 공법이 적용되고 있었어요.

 

1. 사고 개요 및 경위

✅  1-1. 사고 개요

• 사고 일시: 2025년 4월 11일 오후 3시 17분
• 사고 장소: 경기도 광명시 일직동, 신안산선 제5-2공구 지하 터널 공사 현장
• 사고 발생 지점:
  • 지하 30m 이상 깊이에서 굴착이 이루어지고 있었고,
  • 터널 내부에서 버팀목(중앙벽체)을 설치한 후, 좌우 아치 터널을 시공하는 단계였어요.
• 사고 내용:
  • 터널 내부 중앙 버팀목(지지대)이 파괴되며 좌우 아치 구조가 연쇄적으로 붕괴
  • 상부 지반이 함께 침하되면서 도로, 상가, 차량까지 매몰되는 대형 붕괴로 확산
• 사전 징후:
  • 같은 날 새벽 0시 30분, 굴착 작업 중 버팀목 기울어짐 신고 접수 / 도로 통제
• 현재 상황:
  • 작업자 2명 연락 두절, 이 중 1명은 지하 고립 추정
  • 경찰·소방 당국이 구조 및 사고 원인 조사 진행 중

✅  1-2. 사고 타임라인 정리

시각	주요 경과 내용
2025.04.11 00:30	굴착 작업 중 중앙 버팀목 기울어짐 발생 및 신고 접수
00:30 ~ 15:00	도로 통제 조치 / 보강공사를 위한 안전진단을 진행 중 이었음
15:17	버팀목 붕괴 발생 → 좌우 아치 구조 연쇄 붕괴
	상부 지반 침하 발생 → 도로, 상가, 차량 매몰
15:20 이후	구조 작업 개시 / 작업자 2명 연락 두절, 1명은 지하 고립 추정
19:30 현재	경찰·소방당국 및 국토부 현장 통제 및 원인 조사 진행 중

 

어젯밤 신안산선 사고 현장 기둥 손상 사진

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2. 투아치(2-Arch) 터널 공법 구조적 분석

터널을 설계할 때 가장 중요한 것은 하중을 분산시키는 방법이에요.

특히 지하철이나 철도처럼 규모가 크고, 상부에 도로나 건물이 있는 경우엔 더욱 그렇죠.

그렇다면 투아치 터널 공법은 어떤 구조로 구성되어 있으며, 이 공법의 이점과 취약점은 무엇인지 구조적으로 분석해 보겠습니다

 

📌 Q1) 투아치 터널 공법이 무엇인가요?

투아치 구조는 말 그대로 두 개의 아치 형태로 이루어진 터널 구조예요

 

쉽게 말해 투아치구조는 터널을 좌우 대칭 형태로 나누고, 그 중앙에 버팀목(센터필러 또는 중간벽)을 설치해서 양쪽 아치를 서로 분리하면서 동시에 지지하는 역할을 하게 돼요.

 

출처. 써니의 블로그. / 출처. MOTIVE.

 

투아치(2-Arch) 터널은 중앙터널과 확폭터널로 구성되며, 중앙터널 굴착 후 중앙벽체를 시공하고, 이어서 좌우측 확폭터널을 굴착하는 순서로 진행돼요. 특히 중앙벽체는 확폭터널 굴착 시 하중을 지지하는 중요한 역할을 합니다.

 

이 방식은 지반 압력을 아치 형태로 분산시켜 안정성을 확보하는 설계로, 철도·지하철 터널 시공에 널리 사용돼요.

 

📌2-1. 투아치 구조에서 ‘중앙벽체’는 왜 그렇게 중요한가요?

투아치 구조 터널은 두 개의 아치가 단순히 나란히 놓인 게 아니라, 가운데에 ‘중앙벽체(버팀목)’라는 구조적 핵심을 두고 있어요.

이 중앙벽체는 단순한 칸막이가 아니라, 양쪽 아치가 서로 밀지 않도록 지지해 주는 하중 균형축이에요.

 

📌 Q1) 왜 중앙벽체가 필요할까요?

터널은 굴착과 동시에 주변 토압(지반이 안쪽으로 밀려 들어오려는 압력)이 계속 작용해요.

양쪽에서 토압이 지속적으로 가해지면, 두 아치가 서로 밀리게 되죠.

이때 중앙에 버팀목이 없으면?

 

👉 좌우 아치가 서로 밀어내면서 무너질 수 있어요.

👉 특히 터널 상부에 도로나 건물이 있다면, 그 하중까지 더해져 붕괴 위험은 더 커지게 돼요.

 

3. 이번 사고에서의 구조 적용과 붕괴 메커니즘

이번 광명 신안산선 사고에서도 투아치 구조가 적용되었으며, 사고는 중앙 버팀목의 균열 및 좌굴로 시작되었어요.

도로 표면에는 길게 균열이 발생했고, 중앙선이 심하게 꺼지며 상가 1층 구조 일부가 무너지는 등 대규모 침하가 발생했죠.

 

📸 사고 직후 촬영된 현장 사진에는 지면 아래로 무너져 내린 구조물과 떠다니는 흙먼지가 뚜렷하게 포착되었으며, 이는 붕괴가 진행 중이었음을 알 수 있어요.

출처. 조선일보.

 

붕괴 메커니즘 예시

중앙벽체가 약해지면 어떤 일이 벌어질까요?

순서	구조적 흐름
1️⃣	굴착 중 지반 압력 비대칭 발생 (지반 약하거나 지형 경사 등)
2️⃣	중앙벽체에 균열 또는 기울어짐(좌굴) 발생
3️⃣	좌우 아치가 밀면서 중앙 집중 하중 증가
4️⃣	중앙벽체가 무너지며 전체 아치 구조 붕괴
5️⃣	지반 침하 + 상부 도로·건물 붕괴로 이어짐

 

✅ 3-1. 구조역학적 판단

• 중앙 버팀목에 다수의 균열이 발생한 것은 국부 손상(level 1)이 아닌 전체 구조 위험(level 3 이상)으로 판단해야 할 징후였어요.
• 실제로, 버팀목이 무너지며 좌우 아치 간 압력 균형이 붕괴되어 전체 구조가 붕괴되었어요.
• 굴착 시 하중 흐름이 비대칭적으로 몰렸던 것도 하나의 원인일 수 있다고 보여요.

 

4. 조기 균열 징후 발생 시 즉각적인 보강 조치 방안

지하 구조물에서 균열은 단순 미관 문제가 아니라 구조적 붕괴의 초기 신호예요. 특히 버팀목과 같은 핵심 구조부에 균열이 발생했을 경우, 다음과 같은 즉각적인 조치가 필요해요.

 

✅ 1. 하중 재분산을 위한 긴급 가설 지보 설치

균열이 발생한 부위의 구조적 역할을 대신할 수 있도록 H형강, 강재 지주, 띠장(bracing) 등을 신속히 설치해 하중을 임시로 분산시켜야 해요. 특히 센터필러 균열의 경우, 양측 아치가 붕괴되기 전 중심부 하중을 다른 구조로 전이시킬 수 있는 임시 구조물 배치가 중요합니다!

 

✅  2. 균열 확산 모니터링 및 계측 강화

균열 폭, 길이, 확산 속도 등을 실시간 계측하고, 주변 지반 및 구조물의 변위도 함께 모니터링해야 해요.

균열 진행 양상이 급격할 경우, 즉각적인 인력 철수 및 현장 전면 중단도 고려해야 하죠.

 

✅  3. 지반 보강 및 틈새 주입(그라우팅)

균열 부위나 침하 우려가 있는 지반에는 시멘트 그라우트, 화학 그라우트 등을 주입해 공극을 채우고 지지력을 회복시켜야 해요.

이는 터널 외부에서 지반이 안쪽으로 유실되는 현상(지반 세굴)을 방지하는 데도 효과적이에요.

 

✅  4. 설계 재검토 및 정밀 구조 진단

균열이 다수 발견되었거나 반복될 경우, 초기 설계 적정성 및 하중 산정 오류 여부를 재검토해야 하며, 필요시 구조 엔지니어링 전문가의 정밀 진단을 받아 보강안 또는 공법 자체 변경을 검토해야 해요.

📌 마치며 (3줄 요약)

1️⃣ 이번 광명 신안산선 제5-2공구 사고는 지하 20m 구간에서 투아치 공법으로 시공 중 발생한 붕괴사고로, 중앙벽체의 구조적 손상이 직접적인 원인이 되었어요.

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2️⃣ 중앙벽체는 투아치 구조에서 하중 균형을 잡아주는 핵심 요소로, 작은 균열도 즉각적인 보강이 이뤄지지 않으면 전체 구조 붕괴로 이어질 수 있어요.

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3️⃣ 사전 징후 인지 이후 단순 통제에 그치지 않고, 구조적 보강과 실시간 모니터링, 설계 재검토가 병행되는 대응 체계가 앞으로 반드시 마련되어야 해요.

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이번 사고는 너무 갑작스럽고, 또 안타까운 일이었습니다.

정확한 붕괴 원인이 아직 밝혀지지 않았기에, 지금은 그저 조심스레 지켜볼 수밖에 없어요.

다만 우리는 이번 일을 계기로, 현장에서 사용된 ‘투아치 공법’이 어떤 구조인지, 그리고 그 구조가 어떤 점에서 강하고, 또 어떤 점에서 취약할 수 있는지 함께 살펴보았습니다. 기술은 완벽하지 않고, 공법도 상황에 따라 얼마든지 다른 결과를 만들 수 있어요.

 

그래서 결국 중요한 건 사람이 지켜야 할 안전, 그리고 조그만 징후라도 가볍게 넘기지 않는 책임감이라는 생각이 들어요.

현장에 계신 모든 분들이 늘 안전하게, 무사히 하루를 마칠 수 있기를 진심으로 바랍니다.

 

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