대장홍대선 용산연장, 공항철도 밑으로 지나갈 수 있을까? ― 도면·지질자료로 뜯어본 기술적 타당성

들어가며

현재 국토교통부·국가철도공단 기준 공식 사업구간은 부천 대장~홍대입구 20.1km이며 현재 공사가 진행 중입니다. 종점인 홍대입구역에서 더 나아가 용산역까지 연장하자는 논의는 이 공식 사업과는 별개의 장래 연장 구상(제안·검토안) 입니다. 신분당선 용산~신사 연장과 직결하자는 주장도 이 구상의 일부로 나오고 있습니다.

이 글은 공개된 설계도면·지질조사·위험도평가 자료를 근거로 "심도상 물리적으로 불가능한 구조인가?"라는 질문에 한정해 검토한 것입니다.

문제는 이 연장 구간이 인천공항철도(AREX)와 5호선 등 기존 노선 밑을 지나가야 한다는 점입니다. 과연 기술적으로 무리 없이 뚫을 수 있는 구간일까요? 공개된 도면과 지반조사 자료, 실제 위험도 평가 결과를 근거로 하나씩 따져봤습니다.

예상 노선

홍대입구역 → 서강대역 → (6호선 대흥역 직전) 큰우물로 → 마포역 → 삼개로 → 원효로 → 청파로 → 용산역

이 구간에서 반드시 짚어야 할 지점은 세 곳입니다.

• 홍대입구·서강대: 공항철도가 밑으로 지나감
• 마포: 5호선이 깊게(30.91m) 지나감
• 청파로: 만초천이라는 복개하천이 지하에 있음

1. 참고 정황: 기존 노선들도 이미 상당히 깊다

먼저 짚어둘 게 있습니다. 역 심도 차이가 곧 선로의 종단경사(구배)는 아닙니다. 정확한 구배를 구하려면 각 지점의 지표고와 선로 EL(표고)을 알아야 하는데, 홍대입구·서강대·마포의 지표면 표고가 서로 다르기 때문에 심도 차이만으로 구배를 역산하는 건 엄밀하지 않습니다.

다만 참고 정황으로서, 기존 경의중앙선이 홍대입구 약 7.70m, 서강대 약 16.04m, 그리고 5호선 마포역이 약 30.91m라는 상당한 지하 심도를 갖고 있다는 사실 자체는 의미가 있습니다. 이 지역이 이미 여러 노선이 겹겹이 쌓여 있는, 깊은 심도의 교차가 낯설지 않은 구간이라는 정황 근거는 되기 때문입니다. 실제 종단경사는 각 노선의 선로 EL과 지표고를 기준으로 별도 산출이 필요합니다.

참고로 현행 「도시철도건설규칙」상 정거장 밖 본선의 기울기 한도는 35‰(1,000분의 35) 이하이며, 정거장 내부는 원칙적으로 8‰, 부득이한 경우 10‰로 관리됩니다. 35‰까지 허용된다고 해서 대장홍대선 연장선이 실제로 그 한계까지 쓴다는 뜻은 아니며, 이는 어디까지나 규정상 상한선입니다.

2. 실제 도면으로 확인한 111정거장(홍대입구역) 심도

공개된 종단면도(정거장 종단현황)를 직접 뜯어봤습니다. 111정거장은 "개착+터널" 구성으로, 좌측 치수선을 층별로 합산한 결과:

• 지상 → 대합실 5.0m
• → 공조기계실#1 12.1m
• → 공조기계실#2 18.6m
• → 본선환기실 25.1m
• → 통로 31.6m
• → T/V홀·연결통로 38.1m
• → 승강장 43.4m
• → 구조물 최하단 45.0m

도면 분석으로 추정한 승강장 바닥 심도는 43.4m였습니다. 이후 실제 확인된 수치는:

대장홍대선 홍대입구역 선로기준 심도 = 50.5m

승강장 바닥(43.4m)과 선로기준(50.5m)이 다른 이유는 기준점 차이입니다 ― 도면상 43.4m는 승강장 바닥, 실제 선로면은 그보다 더 아래에 있는 게 자연스럽습니다.

3. 지반은 어떤가 ― 시추조사 자료 분석

환경영향평가서에 포함된 시추공 자료 중, 평면도상 "111정거장/사업종점" 표기 바로 옆에 라벨이 붙어 있는 NH-2·NSBH-26 지점을 확인했습니다. (다만 이는 평면도상 라벨 위치 근접성에 근거한 판단이며, 공식 시추공-정거장 매칭표를 직접 확인한 것은 아니라는 점을 밝혀둡니다. 정확한 대조는 원 설계도서를 통해 재확인이 필요합니다.)

NH-2 (20km028.1, 평면도상 111정거장 최근접 라벨)

표토층은 지표에서 7m 안팎으로 얇고, 그 아래는 곧바로 편마암 기반암입니다. 선로기준 50.5m를 대입하면 경암(49.0~56.0m) 구간에 해당합니다 ― 즉 50m 전후의 심도가 단순히 연약한 토사층을 통과하는 게 아니라 편마암계 암반층이라는 뜻입니다.

다만 "암반이니까 안전하다"고 단순화할 수는 없습니다. 터널 공사에서는 강도뿐 아니라 절리·단층·파쇄대·지하수·암반 등급 변화·기존 구조물과의 간섭이 더 중요한 변수입니다. 실제로 뒤에서 다룰 위험도평가 자료에서도 단층통과구간·암질불량구간을 별도의 위험구간으로 관리하고 있어, "경암 구간=문제없음"이 아니라 "경암이지만 국지적 취약구간은 보강공법·계측관리로 별도 대응한다"는 게 정확한 그림입니다.

4. 청파로 만초천(복개하천) 통과는 문제없나

청파로 지하에는 1957년에 복개된 만초천이 있습니다. 이런 사례가 낯설지 않습니다.

• 9호선: 이수입체교차로 일대에서 고가차도·하천복개구조물 저촉 → 구조물 보강 후 NATM 공법으로 하부 통과
• 8호선: 성남 단대천 복개 구간을 건설과 함께 처리한 기록 존재

만초천은 애초에 도로 노면 바로 아래(수 m 수준)에 있는 얕은 박스형 암거입니다. 다만 용산연장 구간 자체의 실제 설계심도는 아직 확정된 바 없으므로, "이격거리가 가장 넉넉하다"고 단정하기는 이릅니다. 합리적으로 말할 수 있는 건, 만초천 복개구조물이 상대적으로 얕은 위치에 있다면, 깊은 대심도 터널을 적용할 경우 직접적인 수직 간섭을 줄일 여지가 있다는 정도입니다. 실제 판단은 만초천 구조물의 정확한 위치·기초, 암거 단면, 그리고 삼각지 합류부 등 국지적 대형 단면 구간을 확인한 뒤에나 가능합니다. 또한 1957년산 노후 구조물이라는 점도 별도의 실측 조사가 필요한 이유입니다.

5. 실제 위험도평가(KTH Index) 자료로 본 111정거장 구간

가장 결정적인 근거는 프로젝트 자체의 터널 위험도 평가 결과입니다. 15개 위험인자를 가중 반영한 KTH Index 그래프를 보면:

• 111정거장 부근(19+800 인근): 보강 전 위험도가 "위험(LEVEL4)" 기준선을 초과 ― 110~111 구간 전체에서 가장 높은 수치
• 풍화대(19+000), 단층통과구간(18+700, 19+400)도 상승하지만 111정거장보다는 낮음
• 보강 후에는 "보통(LEVEL2)" 수준까지 하락 ― 보조공법·지보패턴 조정으로 안정성 확보

프로젝트 자체 검토결과 문구도 명확합니다.

"단층통과구간, 암질불량구간에 대한 보강전 위험도값이 높게 나타났으나, 보조공법, 지보패턴 조정 등으로 충분한 안정성 확보가 가능한 것으로 확인됨."

즉 설계 단계에서도 이 구간을 가장 신경 써야 할 핵심 관리구간으로 이미 인지하고, 구체적 대응책(보조공법, 선진시추, TSP 갱내조사, 계측관리)까지 마련해둔 상태입니다.

6. 확인된 사실 정리 ― 여기까지가 "확실한 것"

여기서 확인된 사실은 딱 여기까지입니다: 선로면 기준으로 약 20.5m의 고도차가 있다.

이 20.5m를 곧바로 "터널 간 실제 구조적 이격거리"로 치환할 수는 없습니다. 정확한 이격거리를 구하려면 최소한 ①공항철도 레일면 EL, ②공항철도 터널 외곽 하단 EL, ③대장홍대선 레일면 EL, ④대장홍대선 터널 외곽 상단 EL, ⑤두 터널의 실제 종단·횡단 위치가 함께 필요합니다. 이 자료들이 없는 상태에서 "실질 이격거리는 몇 m"라고 특정하는 건 과도한 단정이므로, 이 글에서는 그 계산을 하지 않습니다.

대신 이 20.5m라는 수치가 갖는 의미는 분명합니다 ― "공항철도 때문에 물리적으로 더 내려갈 공간이 없다"는 식의 판단은 근거가 없다는 것입니다.

결론

현재 확인한 자료만으로 대장홍대선 홍대입구~용산 연장을 확정적으로 "가능하다"고 단정할 수는 없습니다. 그러나 적어도 홍대입구에서 공항철도 하부를 통과하는 것이 심도상 불가능한 구조라는 근거는 찾기 어렵습니다.

특히 현재 설계된 111정거장의 대장홍대선 선로심도가 약 50.5m이고, 공항철도 홍대입구 선로가 약 30m라면, 선로면 기준 약 20.5m의 고도차가 존재합니다. 따라서 공항철도 하부에 대장홍대선 터널을 배치하는 것은 충분히 공학적 검토가 가능한 대안입니다.

또한 111정거장 주변 지질조사(편마암 경암층 확인)와 기존 터널 위험도평가 자료 모두, 깊은 암반터널의 시공과 보강공법 적용을 전제로 안정성을 확보할 수 있다고 보고 있습니다.

따라서 앞으로의 핵심 질문은 "기존 터널과의 실제 구조적 이격거리, 지반침하, 종단선형, 곡선반경, 환기·피난, 그리고 공사비를 어떻게 확보할 것인가?"에 있다고 보는 게 더 정확합니다.

결국 이 선형은 불가능성을 전제로 폐기하기보다는, 실제 타당성조사에서 하나의 연장 대안으로 검토할 가치가 있는 선형이라고 생각합니다. 다만 용산연장은 여전히 국토교통부·철도공단이 확인하는 공식 사업(부천 대장~홍대입구 20.1km)과는 별개의 제안·검토안이라는 점은 분명히 해둡니다.

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투표기간 2026.09.05. ~ 2026.10.05. D-30

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