시공비용·공기단축·정밀시공 가능… 열차 승차감 향상

▲ 한국철도기술연구원 경산시험선에 설치된 프리캐스트 주행로 모습

‘터널용 고무차륜 AGT 분리형 프리캐스트 콘크리트 주행로 패널 제작 및 시공기술'이 국토교통부 교통신기술 제40호로 지정됨에 따라 국내 철도 궤도건설이 '변화의 바람'을 맞고 있다.

국토교통부 철도기술사업 ‘저심도 도시철도시스템 기술개발’ 과제로 개발된 3차원 주행로 제작 및 시공 신기술은 철도기술연구원 주관 하에 (주)천경기업(대표 이순구)과 씨에스글로벌(주)(대표 진충한)가 참여했다.

이번 연구개발을 총괄한 이안호 철도기술연구원 광역도시철도융합연구실 저심도연구단장은 “현재 서울신림경전철, 부산도시철도 사상~하단선, 광주도시철도 2호선에서 적용을 검토하고 있다”고 밝혔다.

이번 연구에서 철도기술연구원은 시스템 설계와 성능평가 및 개선, 천경기업은 주행로 시공 공정 개발과 현장시험시공, 씨에스글로벌은 주행로 제작시스템 설계와 주행로 및 제작 장비 개발을 담당했다.

2012년 기존 주행로 문제점 분석 및 개념설계 확보와 자체연구사업에 착수한 이후 4년의 연구 개발을 거쳐 올해 시제품 개발을 완료하고, 철도기술연구원 경산시험선 시험부설로 열차 주행성능 평가를 마쳤다.

프리캐스트 패널 기술은 가이드롤러와 잭 압량 조절장치, 상하좌우 조절이 가능한 몰드를 사용해 터널구간의 고무차륜 AGT 프리캐스트 주행로 패널을 선형조건에 맞게 사전 제작하고, 좌우 조절기와 상하조절볼트를 이용해 시공하는 기술이다.

공장 제작을 통해 기존 현장 타설식 콘크리트 주행로 시공 시 발생하는 문제점을 해결하고 주행로 품질 및 내구성을 향상시켰다. 다양한 곡선 구간도 3차원 제작 장치로 정밀 시공해 승차감을 30% 이상 향상시켰고, 고강도 콘크리트를 사용해 내구성을 3배 이상 개선시킨 것이다.

프리캐스트 패널은 곡선구현 및 높이조절이 가능한 제작몰드를 이용해 곡선부에서도 정밀시공이 가능하다. 소음진동 저감 프리캐스트 주행로를 이용함으로써 현장공정 단순화 및 건설비 절감을 달성했다.

특히 비교적 경량의 주행로를 이용함으로써 중장비 사용을 줄이고, 주행로 시공 및 충진 방법이 간단해 시공인원을 감소시켰다. 주행로면 연마 상태가 우수해 열차진동 및 안전사고(정위치 정차 오류 등)가 감소하고, 시공 이음매부를 채움으로써 열차 소음과 진동을 줄였다.

유지관리 측면에서도 프리캐스트 패널 기술은 주행로 교체주기 증가로 유지관리비용을 절감시켰다. 터널과 같은 좁은 구간에서도 보수작업이 가능하다.

현재 궤도건설은 국내외적으로 기존 자갈도상의 문제점 해결방안으로써 ‘콘크리트 도상 궤도구조’ 개발이 진행되고 있는 상황이다.

이에 대해 이순구 천경기업 대표는 “급곡선 급구배 구간이 증가함에 따라 평면곡선 및 종곡선을 추종할 수 있는 프리캐스트 콘크리트궤도건설 기법이 필요해졌다”고 설명했다.

진충한 씨에스글로벌 대표는 “궤도의 정밀도·내구성·소음진동 저감 등  궤도성능의 향상이 요구돼 현장 타설식 콘크리트 도상 부설 방법이 프리캐스트 슬래브 궤도 개발로 대체되고 있는 것”이라고 덧붙였다.

이번 신기술 개발에서 시공을 담당한 천경기업은 지난 1996년 설립된 ‘철도궤도 건설 전문기업’이다. 그동안 부산지하철 궤도시설 보수 정비, 한국철도 대전·충남·경북남부지사 관내 궤도공사, 경춘선 2공구(금곡~대성리)궤도공사 등 한국철도시설공단과 한국철도공사를 비롯한 국내 철도 기관들의 사업을 수행해왔다.

그동안 다양한 시공 경험과 연구개발을 바탕으로 ‘레일의 신축 이음매 장치’, ‘기계화 시공을 위한 고강도 속경성 프리팩트 콘크리트 도상궤도 구조 및 시공방법’ 등의 기술특허를 보유하고 있다.

프리캐스트 패널 제작을 담당한 씨에스글로벌은 2013년 대구 3호선의 건설에 참여한 기술진을 주축으로 설립됐으며, 현재 중국 중경모노레일과 기술공유를 통해 대구도시철도 3호선의 유지보수 및 운영에 대한 기술협력을 진행 중이다.

아울러 모노레일 설계와 시공에 참여한 기술진의 노하우를 바탕으로 해외 모노레일 건설시장의 국내 시공사 및 설계사 진출을 지원하고 있다.

천경기업과 씨에스글로벌은 향후 ‘터널용 고무차륜 AGT 분리형 프리캐스트 콘크리트 주행로 패널 제작 및 시공기술’의 국내 철도 건설 적용을 위해 철도기술연구원과 협력관계를 이어간다는 계획이다.

진충한 씨에스글로벌 대표는 “끊임없는 기술개발을 통해  국내 경전철분야의 선두주자로 발돋움하기 위해 노력할 것“이라고 밝혔다.

이순구 천경기업 대표는 “경전철은 물론 향후 지하철에도 적용할 수 있도록 노력할 것”이라면서 “궤도 기술 연구와 더불어 내진용 콘크리트 등 건설 재료 연구에도 나설 것”이라고 밝혔다.

▲ 이순구 대표(좌)와 진충한 대표(우)

/조영관 기자