개궤

3. 궤간 변경의 공법

궤간을 변경하는 작업에는 여러 가지 공법이 적용된다. 전통적인 인력 중심 방식부터 다양한 기계를 활용하여 효율성을 높인 현대적인 방식까지 존재한다.

• 인력법: 궤도 철거, 도상 정리, 궤도 조립을 주로 사람의 힘으로 수행하는 전통적인 방법이다^[8].
• 궤도 종송법: 궤도 종송대차를 사용하여 인력법을 기계화한 공법으로, 야마가타 신칸센 개궤 시 처음 도입되었다.
• 침목 교환법: 백호와 같은 건설 기계를 사용하여 침목을 교환하는 방식이다. 홈 등 특정 구조물로 인해 다른 기계화 공법 적용이 어려운 곳에서 주로 사용된다^[9].
• 궤도 연속 갱신기법: 궤도 연속 갱신기라는 특수 장비를 사용하여 침목 교환 작업을 자동화하고 연속적으로 수행하는 고효율 기계화 공법이다^[10][9].
• 미니텍스법: 미니 침목 교환기, 타이 핸들러 등 여러 기계를 조합하여 침목 철거부터 삽입까지 연속적으로 작업하는 방식이다^[11].

3. 1. 인력법

3. 2. 궤도 종송법

3. 3. 침목 교환법

3. 4. 궤도 연속 갱신기법

3. 5. 미니텍스법

4. 궤간 변경의 기술적 고려 사항

개궤는 단순히 레일 간격을 조정하는 것 외에도 다양한 기술적 고려 사항이 따른다. 개궤를 하는 주된 목적은 차량의 대형화 및 고속화(주로 궤간을 넓히는 경우), 또는 궤간이 다른 노선과의 직통 운전 실현 등이다.^[6] 드물게는 신선 건설 비용 절감을 위해 기존 노선의 궤간을 좁히는 경우도 있다.^[7]

특히 궤간을 넓히는 경우, 단순히 레일 간격만 넓히는 것으로는 충분하지 않다. 늘어난 열차 하중과 속도를 감당하기 위해 도상의 두께를 늘려 더 견고하게 만들거나 슬래브 궤도를 새로 설치해야 한다. 또한, 무거워진 열차 하중에 견딜 수 있도록 교량 등을 보강하거나 새로 건설해야 하며, 차량 크기 변화에 맞춰 터널 단면을 넓히는 공사도 필요할 수 있다. 고속화를 목적으로 할 경우, 복선화 공사가 함께 이루어지기도 한다.

이러한 기반 시설 공사가 지형 등의 이유로 어려울 경우, 기존 선로 구간을 일부 포기하고 다른 경로에 새로운 선로를 부설하는 방식을 택하기도 한다. 차량 역시 개조하거나, 기존 차량을 대체할 새로운 차량을 제작해야 하는 경우가 많다.

결과적으로 개궤 공사는 긴 준비 기간과 막대한 비용이 소요되어, 용지 확보 비용이 크지 않더라도 거의 신설 노선 건설에 준하는 대규모 사업이 된다. 공사 기간 중 열차 운행을 중단해야 하는 경우도 발생하며, 이때는 대체 교통 수단을 마련하는 것도 중요한 과제가 된다.

일본에서는 열차 운행 빈도가 낮고 보유 차량 수도 적었던 제2차 세계 대전 이전에는 경편철도를 중심으로 수송력과 속도 향상을 위해 개궤가 비교적 자주 시행되었다. 하지만 이러한 조건이 변화한 전후(戰後)에는 개궤 사례가 크게 줄어들었으며, 1971년 이후로는 미니 신칸센 운행을 위한 개궤나, 기존 삼선궤 구간에서 하나의 선로를 철거하는 경우를 제외하고는 거의 실시되지 않고 있다.

4. 1. 침목

• 목재 침목: 레일 스파이크를 박을 구멍을 새로 뚫을 수 있기 때문에 궤간 변경에 비교적 유연하게 대처할 수 있다. 궤간 변경 폭이 크지 않다면 기존 침목을 재사용할 수도 있지만, 상당히 넓게 변경할 경우에는 교체가 필요하다. 일부 목재 침목은 처음부터 여러 궤간의 부품을 수용할 수 있도록 길게 제작되기도 한다.
• 콘크리트 침목: 구조적으로 궤간 변경에 적합하지 않다. 다만, 처음 제작할 때부터 변경될 궤간의 부품을 설치할 공간을 미리 고려하여 주조하는 경우에는 사용될 수 있다. 예를 들어, 멜버른-애들레이드 철도가 1600mm 궤간에서 1435mm 표준궤로 변경될 때 이러한 방식의 침목이 사용되었다.
• 강철 침목: 생산 단계에서 변경될 궤간에 맞춰 부품을 설치하거나, 나중에 구멍을 뚫거나 용접하여 새로운 부품을 부착하는 방식으로 궤간 변경에 대응할 수 있다.

4. 2. 구조물

4. 3. 차량

5. 한국의 궤간 변경 사례

한국에서도 과거 협궤로 부설된 철도 노선들을 표준궤로 변경하는 개궤 작업이 남한과 북한 지역 모두에서 이루어졌다.

5. 1. 남한

5. 2. 북한

6. 외국의 궤간 변경 사례

세계 여러 국가에서도 철도 운영 효율성 증대, 다른 노선과의 직결 운행, 국가 표준 채택 등 다양한 이유로 기존 노선의 궤간을 변경하는 개궤가 이루어졌다. 주요 국가별 사례는 아래 하위 문단에서 상세히 다룬다.

6. 1. 일본

6. 2. 영국

6. 3. 뉴질랜드

• 캔터베리 지방 철도(Canterbury Provincial Railways|캔터베리 프로빈셜 레일웨이스^영어) (전 노선)
• 블러프 지선 (전 구간)

6. 4. 대만

6. 5. 러시아

6. 6. 파나마

6. 7. 과테말라

7. 결론 및 향후 과제

개궤는 철도 시스템의 효율성을 높이고 다른 노선과의 직통 운전을 가능하게 하여 국가 간, 지역 간 연결성을 강화하는 중요한 작업이다.^[6] 특히 차량의 대형화 및 고속화를 통해 수송 능력을 증대시키는 주요한 목적을 가진다.

그러나 개궤는 단순히 레일 간격을 조정하는 것을 넘어, 도상 강화, 슬래브 궤도 도입, 교량 개축, 터널 단면 확대 등 대규모 토목 공사가 필요한 경우가 많다. 또한, 기존 차량을 개조하거나 새로운 차량을 제작해야 하며, 공사 기간 동안 열차 운행이 중단될 경우 대체 수송 수단 마련도 필요하다. 이처럼 개궤에는 막대한 비용과 긴 시간이 소요되므로, 신설 노선 건설에 준하는 철저한 준비와 계획이 요구된다.

따라서 개궤를 추진할 때에는 장기적인 관점에서 경제적 타당성, 기술적 가능성, 사회적 파급 효과 등을 종합적으로 고려하는 신중한 접근이 필수적이다. 특히 한반도의 경우, 향후 남북 관계가 개선되어 남북 철도 연결이 본격화될 경우, 남과 북의 서로 다른 궤간을 통일하는 문제가 중요한 과제로 부상할 수 있다. 이는 유라시아 대륙철도와의 연계를 통한 물류 시스템 혁신과 경제 협력 증진이라는 중요한 기회를 제공할 수 있기에, 장기적인 안목에서의 준비와 연구가 필요하다.

참조

_[1] 서적 A history of the South Australian Railways volume 6: Mountains, Mikados and Pacifics Eveleigh Press 2010
_[2] 서적 The Australian Locomotive Guide Rosenberg Publishing 2012
_[3] 웹사이트 Minutes – general meeting 15–16 October 2005 http://athra.asn.au/[...] 2022-11-30
_[4] 서적 Locomotives of Australia A.H. & A.W. Reed Pty Ltd 1975
_[5] 서적 Great Western Locomotive Design David & Charles 1984
_[6] 문서
_[7] 문서
_[8] 문서 ミニ新幹線誕生物語
_[9] 간행물 軌道工事の機械化に関する技術開発 東日本旅客鉄道東北工事事務所 平成7年度
_[10] 간행물 軌道連続更新機による改軌工事 東日本旅客鉄道東北工事事務所 1995年
_[11] 문서 ミニ新幹線誕生物語
_[12] 문서
_[13] 학술지 湯ノ山線改軌 電気車研究会 1964-05
_[14] 문서
_[15] 문서
_[16] 문서