1. 개요
광주 도시철도 2호선의 특징을 서술한다.2. 저심도
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| ▲ 광주 2호선 본선 터널 |
"왜 일반 지하철은 15~25m로 건설되어야만 하는가?"부터 고민을 시작했다. 이러한 저심도 지하철 자체의 역사는 생각보다 꽤 있다.
독일
베를린에서 굴러다니는
베를린 지하철도 지표면과 도로 바로 밑으로 다니기 때문. 물론 당시엔 기술력과 자원의 부족으로 거의 대부분의 전철 노선을 저심도로 건설하려고 했던 시대적 한계가 있었다. 이후 도시가 확장되어가고 지상의 시설물이 많아지면서 시설물 간섭을 피하기 위해 도시철도 터널이 더 깊어지는 쪽으로 양상이 변화하게 된 것이다.
- 2012.10 당시 홍순만 한국철도기술연구원장, 이후 한국철도공사 사장
- 2012.10 당시 홍순만 한국철도기술연구원장, 이후 한국철도공사 사장
비용을 줄이기 위한 방법중 하나는 저심도(5~10m) 조립식 개착터널공법입니다. 기존에 사용되고 있는 중전철 터널들은 클 뿐만 아니라 깊은 심도에서 만드는 경우가 많아 많은 건설비가 필요했습니다. 비싼 중전철이 가능했던 이유는 대한민국의 경제가 급성장 중이라는 배경이 있었지만 지금은 그렇지 않습니다.
경기 침체와 인구감소 문제 때문에 신규 중전철 건설은 크게 어려워졌습니다. 그래서 나온 대안이 저심도 조립식 개착터널 공법입니다. 비교적 얕은 심도에 이미 만들어진 모듈을 활용해 터널을 만들기 때문에 건설비가 적게 듭니다.
- 국가과학기술연구회
한국철도기술연구원과 협력사들이 공동개발한 최초의 저심도 도시철도 공법 노선이다.경기 침체와 인구감소 문제 때문에 신규 중전철 건설은 크게 어려워졌습니다. 그래서 나온 대안이 저심도 조립식 개착터널 공법입니다. 비교적 얕은 심도에 이미 만들어진 모듈을 활용해 터널을 만들기 때문에 건설비가 적게 듭니다.
- 국가과학기술연구회
광주 2호선은 당초 평균 깊이 2.5m 저심도로 계획하였다. 그러나 하수도, 하천, 지장물 등이 있는 구간이 많아 평균 4.3m로 심도가 깊어졌다. 2단계 공사 구간은 지하화와 하저 터널의 추가 등으로 인해 평균 심도가 11m로 깊어졌다. 그래도 보통 지하 10~20m에서 운행하던 기존의 전철 노선과 비교하면 얕은 편이다. 다른 저심도선인 우이신설선 북한산우이역~ 화계역 구간 최소 심도가 7.6m였단 것을 감안할 때 광주 2호선의 평균심도 4.3m는 매우 얕은 심도다.
국내에서 가장 많은 승객을 태우고 다닌다는 서울 지하철 2호선이 간신히 소량의 흑자만을 내는걸 보고서, 역발상을 통해 ‘전통적인 도시철도가 가능한 한 사람을 많이 태워 흑자를 내려고 시도했다면, 건설비와 운영비를 최대한으로 줄여 마이너스값을 줄임으로써 흑자를 내거나 적자로 인한 재정부담을 가능한 줄이는 건 어떨까?’ 하는 생각을 도출해냈고 이 생각을 바탕으로 하여 내놓은 물건이 바로 저심도 경전철이다.
저심도 경전철 초기 연구개발 당시 난제는 고가 경전철과 동위의, 혹은 더 낮은 비용투입만으로 지하 시설물을 건설해야 한다는 문제였는데 저심도 시공기술 개발로 인해 이 문제를 해결할 수 있게 되었다.
기존의 도시철도는 이동동선이 길다는 단점이 있었는데, 이를 보완하기 위해 만든 것이 바로 저심도 경전철이기 때문에 저심도 경전철의 역은 철저히 기본에 충실하도록 만들어졌으며 승객의 이동동선을 최소화하는 설계를 지향했다. 지하철역이 가면 갈수록 부대시설의 입점, 지하광장화 등을 통해 갈수록 무거워져 가는 것에 반해 저심도 경전철의 역은 철저히 기본에만 충실하도록 간소화하여 전철의 승하차와 탑승을 위해 잠시 대기하는 장소로만 지하공간을 한정하였다. 다만 부대수익은 포기할 수 없었는지 광주식 설계안엔 지하철역 키오스크 설치가 반영되었으나, 섬식 승강장 설계가 모두 사라지면서 키오스크 입점도 백지화되었다.
그리고 이러한 설계에 맞춰 전체적인 승강장의 모습 또한 사람들이 오래 머물지 않게 하자는 컨셉에 충실하다. 종래의 도시철도역은 승강장에 가능한 많은 사람들을 수용하기 위해 고의적으로 동선을 늘려놓는 건설설계를 했다면, 저심도 경전철은 승강장과의 최단거리 접근을 위한 설계를 지향한다. 환승저항을 줄이기 위해 역 출입구와 버스정류장과의 거리를 가능한 줄이고, 자전거와의 환승도 고려해서 거의 모든 역 출입구 주변에 자전거보관소와 서비스베이 설치를 권장한다. 광주식 설계안에는 자전거보관소 설치가 반영되었다. 그리고 배차간격을 최대한 단축함으로서 승강장에서 기다리는 시간도 최대한 줄여 승강장에 많은 사람이 몰리지 않게끔 함과 동시에 저심도 경전철의 전체적인 컨셉을 따라 버스와 자전거와의 환승을 여러모로 고려한 것이 특징이라고 할 수 있다.
단순히 말하자면, 저심도 경전철은 지하상가처럼 땅을 얕게 파서 거기에 경전철을 만드는 것이라고 할 수 있다. 광주 도시철도 2호선의 건설형식으로 채택된 저심도 경전철은 기존 도시철도 건설에 쓰이지 않던 새로운 기술들이 쓰여 종래 노선과는 다른 차이점을 보인다.
2.1. 모듈식
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| ▲ 저심도 모듈식 개착 시공법 |
건축상의 특이점으로는 저심도 모듈식 개착공법이 시도된다는 점이다. 터널 벽체는 모두 공장에서 만들어진 상태로 출고되며 벽체를 공사현장으로 옮긴 뒤 현장에서 조립만 하면 터널이 만들어진다. 단순하게 말하면 터널공사는 레고블록을 조립하는 것과 같다. 그러나 곡선터널은 도로 상황에 따라 모양이 제각각이고, 현장에서 직접 시공하는 것보다 공장에서 제작해 옮겨와 조립해오는게 더 비용이 많이 든다. 때문에 곡선터널 모듈은 양산하지 않고 상황에 따라 주문제작한다.
콘크리트가 굳는 걸 현장에서 기다릴 필요도 없고, 공장에서 찍혀서 나오는대로 현장에서 바로 틀을 맞춰 땅 속에 박아 넣기만 하면 되므로, 공사기한을 절반이나 줄일 수 있다는 장점을 가지고 있다. 거기에다 공사 중에 만들어놓은 가벽을 영구구조물화시키는 여러 신기술 등의 도입으로 똑같은 면적의 지하구조물을 김포 골드라인와 비교했을 때 15%의 비용[1]을 절감하여 건설할 수 있다.
저심도 모듈식 건축 시공기술이 가진 가장 압도적인 장점은 바로 시공기한을 획기적으로 줄일 수 있다는 사실이다. 저심도 시공기술은 기존 기술 대비 84%의 금전적 비용과 49%의 시간 소모로 동일한 면적의 결과물을 시공할 수 있다.[2]
재정새업임을 고려하여
부산 반송선과 비교할 경우 km당 6.26억원 정도 낮은 것으로 확인되어 실시설계 단계에서 경제적인 설계를 반영한 것으로, 사업 시행을 위해 적정한 수준의 공사비가 반영된 것으로 판단됨.
(중략)
경전철 사업은 민자사업으로 진행되거나, 적용 차량의 제원, 궤도재료의 수급 등에 따라 단위공사비 편차가 심하게 나타나는 경향이 있어 단순히 단가를 비교하기에는 무리가 따를 수 있을 것으로 판단된다.
검토 결과, 재정사업으로 진행된 부산 반송선의 경우 단위공사비가 다소 높게 확인되었으며, 민자사업으로 시행된 신림선의 경우 다소 낮은 단위공사비가 확인되었다. 본 사업의 경우 재정사업으로 진행 중이므로 부산 반송선과 비교할 경우 km당 공사비가 약 6.26억원이 낮은 것으로 나타났으며, 본사업의 2단계 구간과 1단계 구간과 비교할 경우 2단계 구간이 1단계 구간의 단위공사비 보다 3.33억원 높은 것으로 확인되었다.
광주 도시철도 2호선 건설사업 사업계획 적정성 재검토, 한국개발연구원(2023)
사업시행의 경제성이 입증되었다.| 유사사업 궤도 공사비 비교 | |
| 구분 | km당 궤도 단위공사비 (2020년 물가 기준) |
| 광주 2호선 1단계 | 24억 4700만 |
| 광주 2호선 2단계 | 27억 8000만 |
| 반송선 | 34억 600만 |
| 신림선 | 22억 400만 |
경전철 사업은 민자사업으로 진행되거나, 적용 차량의 제원, 궤도재료의 수급 등에 따라 단위공사비 편차가 심하게 나타나는 경향이 있어 단순히 단가를 비교하기에는 무리가 따를 수 있을 것으로 판단된다.
검토 결과, 재정사업으로 진행된 부산 반송선의 경우 단위공사비가 다소 높게 확인되었으며, 민자사업으로 시행된 신림선의 경우 다소 낮은 단위공사비가 확인되었다. 본 사업의 경우 재정사업으로 진행 중이므로 부산 반송선과 비교할 경우 km당 공사비가 약 6.26억원이 낮은 것으로 나타났으며, 본사업의 2단계 구간과 1단계 구간과 비교할 경우 2단계 구간이 1단계 구간의 단위공사비 보다 3.33억원 높은 것으로 확인되었다.
광주 도시철도 2호선 건설사업 사업계획 적정성 재검토, 한국개발연구원(2023)
신림선은 민자사업 노선이라 단위사업비가 싸게 책정된다는 점을 생각하면, 재정사업 경전철 사업인 부산 도시철도 4호선과 비교했을 때 저심도 경전철은 상당한 비용절감효과가 있는 것으로 보인다.[3] 가장 최근에는 한국철도기술연구원이 저심도 경전철의 건축비 절감 효과가 15~16% 수준이라는 주장을 뒤집고 10% 수준이라 주장하기 시작했는데, 아무래도 -10%가 정설로 보인다.
또한 철도기술연구원에서는 건설 모듈을 사용시 터널의 유지보수비용도 줄어드는 효과가 있다고 밝혔다. 또한 각 벽체 모듈의 접합부엔 특수 방수소재를 도포하여 수심 20m에서도 터널 완전 방수가 가능해, 폭우 사태 때 저심도 터널이 침수되는 일을 봉쇄한다. 하지만 역사 승객 진출입구를 통한 우수 유입은 막을 수 없다.
대표적인 오해가 있는데, 터널을 통째로 공장에서 만들어 온 다음 땅에 박아넣는게 아니라 벽 따로, 지붕 따로 만들어 현장에 가지고 와 지하에서 조립하는 방식이다. 그리고 모든 구간이 저심도 개착 모듈식으로 건설되는게 아니라, 대부분 구간은 저심도 개착식 흙막이 공법으로 건설되고, 일부 구간에서만 저심도 개착 모듈식 시공이 이루어진다.
모듈식 건축은 터널 공사에서만 사용되지 않고, 궤도 공사에도 사용된다. 고무차륜 경전철의 주행로를 현장에서 타설하면 기대하는 강도가 나오지 않는다. 때문에 고무차륜 경전철은 시간이 지나면 콘크리트 주행로가 파이고 깨지면서 유지보수가 힘들어진다는 단점을 가지고 있다. 하지만 고무차륜열차 주행로를 철제 레일처럼 공장에서 패널로 만들어 온 다음 부설하면, 현장 타설에 비해 높은 강도의 주행로를 시공할 수 있다. 시간이 지나면 고무차륜 경전철의 주행로가 파이고 깨지는 문제를 궤도 패널화 시공을 통해 피할 수 있다.
대부분 역은 개착 공법 즉 위에서부터 땅을 파 지하구조물을 시공할 예정이다. 다만 남광주역 말단부 터널은 굴착 공법 예정이다. 2구간에서는 223정거장과 224정거장 구간이 NATM 터널 굴착 방식으로 시공될 예정이다. 역 상부의 도로가 사실은 용봉천을 복개해 만든 복개 도로이기 때문에 실제로는 역 위로 용봉천이 흐르고 있다. 236정거장 - 238정거장 구간은 원래 광신대교를 이용하여 영산강을 건널 예정이었으나, 하저터널로 건설하는 것으로 변경되어 NATM 터널 굴착 방식으로 시공 예정이다.
2.2. 자연환기
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| ▲ 저심도 경전철의 비상 환기 시스템 |
저심도 경전철은 터널 모듈의 간소화로 기계식 환기구와 터널 대피로가 없어야 하지만, 이는 안전상 부담이 크게 가해질 수 밖에 없는 방식이라 광주식 설계안에선 기계식 환기와 터널 대피로가 추가되었다. 무엇보다 스크린도어 때문에 열차풍이 전체적으로 약해져 기계식 환기 없이는 공기 순환을 시킬 수 없었다. 기계식 환기의 추가는 화재 대응시 눈여겨 볼 부분이다. 터널 화재가 감지되면, 자연 환기구가 전부 차단된다. 불길을 키우는 산소 공급을 차단하는 것이다. 이때 발원지에 인접한 전동차 앞뒤에 위치한 기계식 환기구들만 작동시키는데, 한쪽은 바람을 불어넣어주고 다른쪽은 바람을 빨아들이는 역할을 맡게 된다. 지하에서 화재 발생시 대부분의 사상자가 연기 흡입으로 인한 질식으로 피해를 입는다는 것을 감안했을 때 이러한 독특한 방식의 설계는 화재 대응에서 효율적인 방식이다.
따라서 실제로 화재가 발생했을 때 승객들은 가장 가까운 역으로 도망치지 말아야 하고, 연기가 흐르는 방향을 본 후 연기가 흐르는 반대쪽으로 대피하는 게 매우 안전하다.
스크린도어 때문에 열차풍이 전체적으로 약해졌기에, 자연 환기만 가지고는 지하터널을 환기시킬 수 없다. 광주 2호선의 승강장은 자연환기를 하고 역과 역 사이의 터널은 기계식 환기를 한다. 평상시 공기의 흐름은 A역 승강장과 B역 승강장으로 공기가 들어와 A-B역 사이 터널에 위치한 기계식 환기장치로 공기가 빠져나간다. 이러한 자연-기계환기 혼합 방식은 기계식 환풍구의 수를 1/3로 줄여 비용을 절감시키고, 역사 내 소음을 감소시킬 수 있다는 장점이 있다. 그리고 화재가 발생하면 블라스트댐퍼가 닫혀 모든 자연 환기구를 막고 기계식 환기장치만 작동시켜 한쪽 방향으로만 화재 연기가 흐르도록 만들어 승객의 질식을 막는다.
2.3. 기타
역의 면적을 줄이기 위해 신호시설을 대폭 축소했으며, 기존 역 구내 신호시설의 역할은 통신기술의 발달로 종합관제실이 담당한다. 역사 내 열차행선 안내 전광판을 제거하고 해당 기능을 스크린도어에 부착된 모니터가 담당하도록 하였다. 다만 철도 건설 패러다임의 진화로 요즘 지어지는 도시철도는 다 이러한 방식(모니터의 스크린도어 통합, 무선 신호 관제)을 적용중이라, 해당 특징은 저심도 경전철만 가지고 있는 특징이라 부를 수 없게 됐다.PWM[4] 기술의 도입으로 회생인버터와 같은 회생에너지 재활용 시설의 건설 없이도 회생에너지 재활용이 가능해졌다.
- 신호시스템 구축비용 32% 절감
- 신호관제시스템 구축비용 60% 절감
- 정보통신시스템 구축비용 40% 절감
- 급전거리 증대형 PWM방식 전력공급시스템 개발로 급전거리 50% 향상 및 유지보수비 10% 절감
기존 DIODE 급전방식은 전압 강하 문제 때문에 2 ~ 4km 간격으로 변전소를 설치해야 했지만, PWM 방식은 3~6km 간격으로 변전소를 설치할 수 있다.
238정거장 변전실 (← 4.12km →) 204정거장 변전실 (← 3.416km →) 208정거장 변전실 (← 2.624km →) 211정거장 변전실 (← 2.702km →) 215정거장 변전실 (← 3.8km →) 219정거장 변전실
3. 구조상 특징
3.1. 저심도 승강장
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| ▲ 238정거장 건설 현장 |
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| ▲ 207정거장 출입구 공사현장 |
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| ▲ 207정거장 승강장 공사현장 |
지형별로 해발고도가 다를 수 밖에 없기 때문에 역사별 심도를 가능한 고르게 맞추기 위해(계단 20턱을 목표), 전동차가 지나다니는 터널의 경사가 심하다. 그래서 구배에 강한 고무차륜 경전철로 이를 가능케 했다. 때문에 승객들은 역이 언덕에 위치해 있든 저지대에 위치해 있든 거의 비슷한 깊이(이동거리)에 위치한 역으로 편하게 접근할 수 있다.
다만 213정거장, 남광주역, 223정거장, 224정거장이 예외적으로 고심도로 건설될 것으로 예측되는데, 213정거장, 남광주역은 1호선 터널 하부와 광주천 밑을 관통해야 하며, 223정거장과 224정거장은 용봉천 하부를 관통해야 하기 때문이다.
220정거장의 토피고[5]는 3.5m ~ 3.9m이다. 기본 설계 당시에는 1m대의 극단적으로 얕은 토피고도 볼 수 있었으나, 성인 남성 키만한 흙을 파 지하 구조물이 나올 정도면 안전에 위해가 될 수 있기 때문에 실시설계를 거치면서 전부 3m 이상으로 깊어졌다. 광주 2호선 터널의 표준규격이 높이 5.6m이므로 여기에 +5.6을 하면 대략적인 심도를 알 수 있다. 다만 220정거장은 주박기지 때문에 6.2m 사양의 터널을 시공하므로 6.2m를 더하면, 220정거장 지하 1층 승강장 및 열차 주행로의 심도는 3.5m (구조물 최상층부) ~ 10.1m (지하 1층 구조물 최하층부)라고 추산할 수 있다.(역사 지하 2층 제외)
3.2. 승강장 구조
서울 경전철 우이신설선의 북한산우이역과 흡사하다.
지하 1층에서 바로 열차를 탑승할 수 있는 형식의 승강장을 철도 동호인계에서는 바로타 승강장으로 부르며, 많은 역이 이러한 바로타역으로 건설된다. 상대식 승강장은 양쪽 인도에 입출구를 만들어 지상에서 볼 때 평범하게 만들어진다. 지하철 개찰구는 지하 1층에 위치. 다만 백운광장역 같은 경우 백운지하차도와 244정거장 방향 지선 환승을 고려해서인지 청량리역처럼 지하 2층에 개찰구를 설치하고 본선이나 효천선 승강장으로 다시 올라가 열차를 탑승하도록 동선이 짜여 있다. 1구간 기본설계 상으로는 대부분의 역이 양방향 승강장 연결통로, 청소도구함, 화장실, 수유실, 기계실 등을 설치하기 위해 지하 2층 구조로 건설된다. 참고로 1구간 기본설계상 어지간한 역들은 엘리베이터가 지하 2층까지 연결되도록 설계되어 있다.
역사 디자인은 크게 다음으로 분류할 수 있다. 실시설계에 기반한 정보라 특별한 일이 없으면 이와 같이 시공된다.
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| ▲ 지하 1층에 승강장이 있고 지하 2층에 다른 역사 시설이 있는 역 |
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지하 1층에 승강장이 있고 지하 2층에 횡단 통로가 있는 역
지하 1층엔 승강장이 있고, 지하 2층에는 반대편 승강장으로 넘어가는 횡단통로가 있는 역이다. 공간 활용을 위해 특별한 일이 없다면 화장실은 지하 2층에 건설된다.
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지하 1층에 대합실이 있고 지하 2층에 승강장이 있는 역
전통적인 도시철도역들 처럼 지하 1층에 대합실이 있어 지하1층을 경유해야 그보다 더 아래있는 승강장에 도달 가능한 역이다.
- 구조가 특이한 역
- 1호선 역사를 경유하지 않고선 2호선 역사에 접근할 수 없는 역
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남광주역
2호선 승강장에 접근할 단독 출입구나 단독 통로가 없어, 1호선 구조물을 통해 2호선에 접근해야 한다. 기본설계 당시 자료라 정보가 오래되어 실제와 다를 수 있다. - 지하 2층에 대합실이 있고 지하 1층에 승강장이 있는 역
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211정거장
승강장이 백운지하차도와 비슷한 심도에 위치해 병행하므로, 승강장에 접근하는 보행자 통로는 지하차도 하부에 건설되어있다. 서울 지하철 1호선 청량리역처럼 지하 2층에 대합실이 위치해있고 지하 1층에 승강장이 위치해있는 구조다. 기본설계 당시 자료라 정보가 오래되어 실제와 다를 수 있다. - 역사가 지상건물과 연결된 역
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섬식 승강장
과거에는 일부 역이 도로 한 쪽에 하나의 출입구를 둔 형태의 섬식 승강장( #)으로 계획되었었다. 그러나 1단계 공사 도중 계획이 변경되어 기존에 섬식이었던 모든 역이 이용객의 접근 편의를 위해 상대식 승강장으로 변경되었다. 유일하게 1상대 1섬식인 211정거장을 제외한 1단계의 모든 역은 상대식 승강장으로 지어지며, 2단계의 경우 공사 도중 다시 변경될 가능성은 있으나 일단 2024년 현재 광주 2호선에 섬식 승강장 역은 없다.
3.3. 화장실
기본 구성은 역 하나당 대변기 5개, 소변기 1개이다. 남성용 화장실에 소변기 1개와 대변기 2개, 여성용 화장실에 대변기 3개가 설치될 것으로 추측된다. 일부 역은 이보다 더 많은 수의 변기가 설치될 예정이다.3.4. 공기정화 시스템
전동차의 경우 환기 시스템으로 남서울경전철주식회사 SL000호대 전동차에 설치된 시스템을 사용한다. CO2 농도와 미세먼지 값을 지속적으로 측정해 전동차 차내 환기 여부를 자동으로 결정한다.국내 최초로 노선 모든 차량에 공기질 개선을 위한 미세먼지 저감장치인 '공기정화시스템'을 설치한다. 공기정화시스템은 프리필터와 헤파필터로 구성된 설비로, 프리필터는 5~30㎛의 큰 먼지를 제거하고 헤파필터는 5㎛ 이하의 미세 먼지를 제거한다. 이 시스템 덕분에 미세먼지(PM10) 100㎍/㎥이하, 초미세먼지(PM2.5) 50㎍/㎥이하로 차량 내부 공기를 관리한다. 이중으로 설치된 필터를 통해 1차로 미세먼지를 제거하고, 2차로 초미세먼지의 95% 이상을 포집한다. 차량 당 설비 2대가 설치된다.
한편 승강장은 모든 역사에 실내공기질 유지 기준 충족을 위한 승강장 내 미세먼지측정기와 자동제어 방식으로 연동되는 공기정화시스템이, 30㎛ 이상의 큰 분진부터 2.5㎛의 미세 분진까지 3단계에 걸쳐 공기를 정화한다. 정거장 출입구에는 방풍문을 설치해 외부로부터 유입되는 미세먼지를 막는다. 공기정화시스템은 44곳 모든 역사에 설치된다. #
3.5. 기타
모든 역사와 터널의 조명(100%)이 LED로 시공된다.개통 당시 민방위 기능이 없어 추후 시설 보강으로 해당 기능을 확충한 1호선과 다르게, 2호선은 건설 당시부터 지하에서 FM 라디오 방송과 재난방송을 수신할 수 있는 재방송 시스템을 함께 구축해 유사시 민방위 기능 및 지하 대피소 역할을 수행할 수 있다.
내진 설계는 리히터 규모 6.5 이상의 지진을 견딜 수 있도록 설계되었다.
전력관제시스템에 인공지능 기술을 도입했다. 시는 사고인지 센서를 통한 전력기기 상호간 양방향 통신으로 지능적 사고 대응이 가능해지며, 전력기기 고장률을 낮추고 전력 사용량을 10% 절감할 수 있다고 밝혔다. #
차량기지 기준 북쪽으로 연결된 선로가 입고선이고, 남쪽( 238정거장)으로 연결된 선로가 출고선이다. 입출고선의 경사는 49퍼밀.
지상구간에는 열선과 적설감지기가 설치된다.
고무차륜열차 선로는 수평식 분기기와 상하식 분기기 두 종류를 사용하는데 세계 대부분의 고무차륜 노선이 수평식 분기기를 사용한다. 이 노선은 흔한 수평식 분기기 대신 희귀하다는 상하식 분기기를 사용한다. 상하식 분기기는 구조가 복잡해 시공이 어렵고 유지보수가 까다롭다는 단점이 있지만, 열차 주행 시 승차감이 좋고 선로 방향 전환 시간이 수평식 분기기의 절반이라는 장점을 가지고 있다. 상하식 분기기는 열차가 방향을 전환할 때 선로 아래에서 벽(정확히는 분기 레일) 같은 게 올라오고 내려와 열차 방향을 전환하는 방식으로 국내에서는 서울 경전철 신림선 샛강역에서 상하식 분기기의 모습을 자세히 관찰할 수 있다. 샛강역 분기기를 촬영한 비공인 사설 유튜브 신림선 회차용 건넘선으로 상하식 분기기를 사용한 게 의외로 유용했는지, 광주 2호선은 220정거장 주박기지 인입선을 제외하고는 적극 상하식 분기기를 채택했다. 아마 국내 고무차륜 경전철 노선 대부분이 미래에 상하식 분기기를 채택할 가능성이 높다.
4. 운영상 특징
- 본선 배차간격 출퇴근시간 4분, 평시 9분이며 노선 순환시간은 62분. 표정속도는 35.9km/h
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감리 용역 과정에서 표정속도가 27.1km/h가 될 수 있다는 보고가 나왔다. 국내에서 이와 비슷하거나 더 낮은 표정속도를 가진 간선 도시철도 노선으로는 과거
서울 지하철 1호선(서울역~청량리),
서울 지하철 6호선,
서울 지하철 9호선 일반열차가 있다. 서울 지하철 1호선(서울역~청량리), 6호선은 증속 사업으로 표정속도를 29km/h까지 끌어올렸으며, 9호선은 대피선 방식의 완급결합이 이루어지는 노선이라 완행열차의 표정속도가 원래보다 감소하는 디메릿을 가질 수 밖에 없다. 계획 중인 노선들 사이에선
대전 2호선의 예상 표정속도가 22.1km/h다. 2018년 교통 기초조사 기준 광주광역시 자가용 평균 운행속도는 26.6km/h로, 자가용 사용을 억제하기에 27.1km/h라는 표정속도는 굉장히 애매한 속도다. 2022년 교통 기초조사 기준 광주광역시 시내버스 평균 여행속도는 19.5km/h로 버스보다는 빠르다.
기본설계와 다르게 실시설계와 시공 과정에서 제한속도가 낮은 9곳의 곡선부가 새로 추가되어 노선 표정속도가 낮아진 것으로 파악되었다. 표정속도 저하가 현실화 될 시 감속으로 인해 열차 회전율이 떨어져 배차간격 4분 운용 계획도 지켜지기 힘들다. 전동차 추가 도입 등 대응 방안을 검토중이다. - 현재는 25.9km/h까지 떨어졌다.
- 효천지선 배차간격 출퇴근시간 10분, 평시 15분이며 주파시간은 12분. 표정속도는 32.8km/h
- 역사 무인운영 관리 자동화, 열차 완전자동 무인운전. 관리역엔 역무원이 배치된다. 219정거장, 남광주역, 211정거장, 208정거장, 상무역, 236정거장, 234정거장, 227정거장, 223정거장이 관리역에 해당. 광주과학기술원역과 전남대역엔 출장사무소가 개소할 예정으로 직원이 배치될 예정. 지산역은 불명.
- 역사 배치계획상 자전거보관대 설치를 고려함. 자전거보관대는 역 출입구와 일자형으로 배치.
- 211정거장엔 출입구 3개소가 설치될 예정이며, 214정거장( 남광주역)은 기존 1호선의 출입구를 활용하고 2호선 역사의 출입구와 독립된 진출입통로는 따로 만들지 않는다. 이 외에 섬식 승강장을 제외한 나머지 역들엔 모두 출입구가 2개소씩 설치될 예정이다.
- 유촌동 차량기지에 체험관이 건설될 예정이다.
- 운영계획 05:30 ~ (+1) 00:00. 평일 및 휴일 구분 없이 전 요일 하루 18시간 30분 도시철도 운행 예정. 가뜩이나 막차가 빨라서 2호선이 개통되면 1호선도 막차연장을 할 수 있었으나 실현되기엔 힘들 것 같다. 1호선 평일기준 광주송정역 기준 막차는 녹동행 열차 22:40 소태행 열차 23:31 평동행 열차 23:56 상무역 기준 막차는 녹동행 열차 22:49 소태행 열차 23:40 평동행 열차 23:47 문화전당역 기준 막차는 녹동행 열차 23:04 소태행 23:55 평동행 23:33 이다.
- 유촌동 차량기지는 총 27편성의 열차를 유치할 수 있으며, 본선 기준 총 열차 수는 33편성이므로 최소 6편성 이상의 열차는 주행을 마치고 차량기지로 입고하는 대신 순환선 선로 위에서 주박할 것이라 예상할 수 있다.
- 219정거장 건넘선이 218정거장 방향에 하나, 220정거장 방향에 하나가 있다. 220정거장쪽 건넘선은 2구간이므로, 1구간만 개통한 기간동안은 전방회차(역보다 앞에서 열차가 미리 회차하는 방식)를 해 당분간 219정거장 승강장을 하나만 사용할 가능성이 높다. 218정거장을 출발한 열차가 건넘선을 타고 219정거장의 218정거장 방면 승강장으로 들어와 승객을 내리고 그 자리에서 218정거장 방면으로 가는 승객을 다시 태우고 반대방향으로 출발하는 방식. 북한산우이역을 생각하면 된다.
5. 구간별 특징
5.1. 영산강 도하
서울 지하철 2호선이 한강을 2번 건너듯이, 광주 2호선도 영산강을 2번 도하한다. 그런데 둘 다 험난하게 도하하게 됐다. 한 곳은 2호선의 가장 높은 곳에서 영산강을 건너고, 다른 한 곳은 2호선의 가장 낮은 곳에서 건넌다.-
230정거장 ~
231정거장 구간 (첨단대교 구간)
신용 지하차도의 존재 때문에 난공사가 예상되는 구간이다.
48퍼밀 경사로 지하 깊숙이 들어가 신용 지하차도 하부를 통과하고 다시 48퍼밀 경사를 등판해 지상으로 올라간 다음 첨단대교로 영산강을 도하한다. 영산강을 도하한 다음 다시 47퍼밀 경사로를 타고 지하에 들어가는데, 이 모든 과정이 고작 2km 연장의 선로에서 일어난다. 48퍼밀이 어느 정도인지 감이 안 온다면, 인천 롤러코스터로 사람들을 깜짝 놀라게 만든 인천 도시철도 2호선 아시아드경기장역 ~ 검바위역 구간이 55퍼밀 경사다.[6]
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| ▲ 첨단대교 노선설치계획 |
본래 총 세 곳의 지상구간이 있었으나, 2021년 6월 계획이 변경되면서 도합 한 곳으로 줄어들게 되었다. 이는
영산강을 첨단대교로 도하하는 구간(
231정거장 ~
230정거장 구간. 이 두 역 만 모두 지하역)으로, 첨단대교는 보도 폭을 3.5m로 줄여 왕복 8차로를 기존과 동일하게 유지하도록 하고, 첨단대교 중앙은 2호선 선로로 전환해 다리 중앙으로 열차가 통행할 수 있도록 만든다.
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237정거장 ~
238정거장 구간 (광신대교 구간)
해당 구간은 대심도로 영산강을 지하 도하한다. 어느 정도 깊이냐면 2호선 하저터널이 영산강 광신대교 구간 최저수심보다 지하 25~30m는 더 깊은 곳에 자리 잡고 있다. 첨단대교 구간이 2호선의 유일한 지상 구간이라면, 광신대교 구간은 어쩌면 2호선에서 가장 고심도 일지도 모를 구간이다. 하저터널 공사 방식은 NATM이다.
최초 계획은 이 구간을 광신대교로 지상 도하할 예정이었다. 하지만 4가지 중대한 문제 때문에 결국 지상 도하가 무산되고 영산강 하저터널 도하로 계획이 변경된다. - 교량 접속부에서 90도로 방향을 틀어 238정거장 방면으로 열차가 진행하면 도로교통이 마비되는 심각한 문제가 있어 결국 하저터널 도하로 설계가 변경되었다. 교량으로 영산강을 도하한 뒤, 첨단산단로 접속부에서 열차가 노선을 틀면 하남대로와 상무중앙로의 연장선격 도로인 첨단산단로 모두가 2호선 때문에 단절되어 버리는 심각한 문제가 발생한다.
- 하남대로 접속부에서 열차가 지상으로 올라오면 광산구 방면 차량이 신가IC에 접근하지 못한다는 다른 심각한 문제가 있어 지상 도하가 불가능했다. 도시철도를 건설하겠다고 도시고속화도로 인터체인지 하나를 반불구로 만들어 버리는 건 손실이 너무 컸다.
- 2호선이 지상으로 올라오려면 광주선과 극락육교를 들이밀고 2호선 선로가 지상으로 나와야 했는데 이를 건드리지 않고 영산강 도하를 실현한다는 건 토목공학적으로 불가능한 과제였다.
- 광신대교의 노후화 문제로 다리가 유지보수관심대상에 올라 2호선을 올리기에 불안하다는 분석도 나왔다. 광신대교를 재건축하면 2호선이 한동안 단절될 수 밖에 없어 지하로 내리는게 좋다는 분석이다.
이런 이유 때문에 한 번은 풍경을 직접 감상하며 영산강을 지상으로 건널 수 있고, 다른 한 번은 영산강을 제일 깊은 곳에서 건너보는 색다른 경험을 할 수 있게 됐다.
영산강을 지하로 통과하는 구간은 사실 1호선 영산강 하저터널( 공항역 ~ 김대중컨벤션센터역)도 있는데 1호선 하저터널은 최저 수심보다 13m 깊은 곳(지표 기준으로는 심도 30m)에 자리 잡고 있어, 최저 수심보다 25~30m는 더 아래로 뚫고 지나가는 2호선 하저터널 쪽이 더 깊다. 서울 지하철 5호선 한강 하저터널( 여의나루역 ~ 마포역)이 한강 바닥으로부터 15미터에서 최대 30미터 아래까지 내려가는 것과 비교하면 영산강 하저터널도 상당히 만만찮은 공사 구간이다.
5.2. 용봉천 복개도로
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| ▲ 설죽로 구간 공사 평면도 [7] |
2호선의 일부는 설죽로 지하에 건설되는데 설죽로는 용봉천을 복개한 도로로, 설죽로 아래에는 용봉천이 흐르고 있다. 지상은 복개되어 도로로 활용되고 있고, 지하에는 수로 역할을 하는 4개의 터널이 나란히 축조되어있다. 그리고 2호선은 용봉천 수로 터널 밑을 병행하게 달린다. 즉 설죽로 구간의 도시철도 2호선 역과 터널, 전동열차는 물 밑을 다니는 셈이다. 용봉천 때문에 설죽로 구간의 역들은 저심도로 건설되지 못하고 지하 깊은 곳에 건설되었단게 특징( 222정거장 ~ 225정거장 구간)이다. 물길의 모양을 그대로 따라가기 때문에 이 구간은 선형이 좋지 못하다.
터널 구조물 또는 역사 시설물 일부가 하천 밑에 있는 모습은 흔하게 볼 수 있으나[8], 지하철 노선의 상당 구간이 하천 밑에 위치에 물길과 평행하게 다니는 모습은 찾아보기 힘들다. 복개도로 하부는 커녕 물길을 따라 하천 지하에 건설되는 지하철 구간도 보기 힘든 편이다. 도림천을 따라 건설되어 하저 구간이 많은 서울 경전철 신림선, 청라커널웨이 밑을 병행하게 통과할 예정인 수도권 전철 7호선 청라 연장 구간이 그나마 찾아볼 수 있는 사례이다. 복개도로 구간으로만 한정지으면 산성대로(단대천 복개도로) 밑을 달리는 서울 지하철 8호선이 전부였다.
별개로 아예 물이 바로 옆에서 흐르는 구간도 있는데 225정거장 ~ 226정거장 구간은 아예 지하 상수도관과 동일한 심도에서 열차가 나란히 달린다.
노선이 설죽로가 아니라 우치로를 관통하면 선형도 훨씬 자연스럽고, 용봉천 하부를 관통하지 않아도 돼 공사도 훨씬 편했을 것으로 보인다. 설죽로를 관통하면 221정거장에서 225정거장까지 드리프트를 3번이나 틀어야 하는데, 우치로를 관통하면 선형이 거의 직선이라 훨씬 자연스러운 선형이 나오고 드리프트도 1번만 튼다. 때문에 실제로 1990년대 광주 도시철도 4호선 계획은 설죽로가 아니라 우치로를 따라가는 선형이었고, 2000년대 광주 도시철도 3호선 역시 설죽로가 아니라 우치로를 타는 선형이었다. 하지만 우치로의 문제점이 있었으니, 우치로 바로 옆에 제31보병사단이 주둔해 있다는 것. 때문에 다른 의미로 공사가 어렵고, 수요는 수요대로 놓칠 위험이 있어서 지금의 광주 도시철도 2호선 노선안은 우치로가 아니라 오치동과 삼각동 정가운데를 관통하는 설죽로를 따라가는 선형으로 바뀌었다.
5.3. 상무 드리프트와 상무관제실
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| ▲ 2호선 상무역 공사 평면도[9] |
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| ▲ 2호선 상무역 공사 현장 |
기존 건물들이 있던 부지엔 2호선 지상 역사가 들어설 예정이며, 2호선 지상 건물에는 관리동과 기능실이 배치된다. 상무 관제실이 지상 역사에 설치될 것으로 예상된다. #
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| ▲ 백석산 통과 선형 |
급곡선 문제를 해결하기 위해, 1호선 상무역과 십자교차하고 커브를 2번 틀어 운천로로 남하하는 방안도 검토됐는데, 이러면 다른 건물들 지하와 백석산을 통과해야 해서 오히려 건설 난이도가 더 상승하는 심각한 문제가 있었다. 뭔가 심히 괴상해 보여도 상무 드리프트가 가장 최적의 안이다. #
그래도 상무 드리프트 덕분에 2호선 상무역이 1호선 상무역과 가깝게 붙어 예상 환승거리가 60m로 줄었다. # 환승거리가 노량진역(환승거리 60m), 오금역(환승거리 65m), 여의도역(환승거리 68m)과 비슷해졌다.
5.4. 운천호수공원 하저 구간
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| ▲ 운천호수공원 하저 구간 공사 현장 |
광주광역시는 공사를 위해 농어촌공사에 농업시설 사용료를 지불한다. 운천저수지는 법적으로 저수지이기 때문에 농업기반시설로 분류된다. 공사기간 중에 호수 물을 전부 빼내고 공사를 진행하다가, 이후 공사가 끝나면 흙을 다시 덮고 영산강에서 8만 5천 톤의 물을 끌어와 호수를 다시 채울 예정이다. 지하 30m가 넘어가는 영산강 하저터널 구간과 다르게 운천저수지 하저 구간은 2호선 터널 깊이가 심도 8m 정도에 불과하다. #
도시철도건설본부가 뽑은 2호선 1구간 3대 난공사 구간이다. 다른 2곳은 211정거장, 남광주역 구간이다. 건설본부는 운천호수공원 구간이 지하수 침투 문제 때문에 시설물 방수가 까다롭다고 밝혔다. #
5.5. 211정거장과 푸른길 브릿지
백운광장은 5방면에서 몰려드는 차량[12]으로 인해 항상 혼잡하여 횡단보도 신호가 들어오길 기다리는데 오랜 시간이 걸리고, 도로 폭도 넓고 특정 방향으로 움직이려면 횡단보도를 여러 번 건너야해 도보로 백운광장을 횡단하기 힘들었다. 때문에 백운광장을 경계로 북쪽과 남쪽, 서쪽과 동쪽이 단절되고, 자가용이나 버스 같은 차량을 이용하지 않으면 백운광장을 통과하기 힘들었다. 광주제1순환도로인 대남대로 인근이 원래 슬럼화가 심하긴 하지만, 백운광장은 극심한 차량 혼잡과 더불어 백운고가차도[13]로 인한 경관 훼손과 주거 환경 저해로 슬럼화가 매우 심각한 지역이었다. 거기에다 백운광장은 가장 저지대라 폭우가 내리면 모든 방향에서 물이 밀려와 침수되는 상습 호우피해지역이기까지 했다. 백운광장의 이런 문제들이 겹쳐 백운광장의 도시재생은 오랜 과제였다.|
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| ▲ 백운광장역 출입구 |
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| ▲ 푸른길 브릿지 |
도시철도 2호선 공사가 마무리되면 지하 211정거장에서 엘리베이터를 타고 푸른길 브릿지로 이동해 남구청 2층을 비롯해 푸른길 공원 산책로 등 어느 방향이든 자유롭게 접근할 수 있도록 만들 계획이다. #
시민 반응이 좋으면 현재 계획으로 180도 방향만 커버되는 푸른길 브릿지를 확장해, 백운광장 360도 전방향에서 보행로에 접근할 수 있도록 브릿지를 증축할 예정이다. #
경전선 광주 도심구간 이설로 국철 열차가 더이상 다니지 않게 된 폐선 선로[15]를 공원으로 탈바꿈시켜 만든 장소가 푸른길공원이다. 이 푸른길 공원은 남구 진월동에서 시작해 백운광장을 거쳐 남광주역을 지나 광주역까지 이어진다. 백운광장 때문에 유일하게 끊겨 있던 지점을, 푸른길 브릿지를 통해 이을 예정이다. 완전한 하이 라인 공원이 탄생하는 셈이다. 푸른길공원을 따라 211정거장에서 동명동이 있는 215정거장, 216정거장 초입까지 2호선 선형과 똑같게 걸어갈 수도 있다.
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| ▲ 백운광장역 지하 구조 |
2호선 개통에 대비해 2025년 말 백운광장 인근에 141면 규모의 환승주차장이 조성된다. #
5.6. 220정거장 주박기지
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| ▲ 전남대역 주박기지[16] |
상선에 2편성의 열차가 주박할 수 있고, 하선에도 마찬가지로 2편성의 열차가 주박할 수 있다. 전남대역 승강장이 있는 본선에도 열차를 유치시키면, 이론상 전남대역에 6편성의 열차를 집결시킬 수 있다.
이 장소는 열차가 주박하고 간단한 차량정비를 할 수 있는 공간이다. 심야 시간대에 열차 운행이 종료되면 다음 첫차가 나오기 전에 이곳에서 유지보수작업을 한다. 전남대역에는 광주교통공사 출장 사무소가 설치된다. 당연히 중정비/경정비는 이곳 말고 차량기지에서 수행한다.
5.7. 서방 유령터널
교대역 인근에 유령터널이 있다. 1990년대 후반에 민자사업으로 서방시장 인근에 지하상가를 조성하려 했다. 1997년 외환 위기로 1999년 시공사들이 모두 부도를 내면서 결국 사업이 엎어지고 미완공된 지하 터널과 지하주차장은 광주광역시에 기부채납된다. 이 지하터널로 들어갈 출입구[17]가 없는데다, 이미 20년도 지난 이야기라 이 터널의 존재를 모르는 사람이 많다.
2호선 건설 때 이 지하구조물을 재활용 하려는 시도가 있었다. 저심도 도시철도의 특성상 기계실이 지하 2층에 위치하게 되는데, 만약 이 기계실을 서방 유령터널에 배치할 수 있다면 지하1층 승강장만 건설해도 돼 사업비를 절감할 수 있었다. 또한 서방 유령터널을 연결통로로 연결해 도시철도 출입구를 내면 건설비를 절감할 수 있을 것으로 예상했다.
그런데 타당성 조사를 해보니 서방 유령터널을 재활용 하면 오히려 돈이 더 든다는 결론이 나와 결국 계획이 엎어졌다. 218정거장이 서방사거리보다 광주교육대학교에 더 가까이 입지하게 되면서, 서방 유령터널과 도시철도와의 연계성이 더욱 떨어졌다는 점도 문제가 되었다. #
[1]
상술한 곡선터널 맞춤형 주문제작 문제로 .
[2]
사업타당성 재조사와 예상치 못한 지하 매설물들의 발견으로 공사가 연기되어 생각보다 많은 시간적 이득을 보진 못했다. 원래 지하에 시설물을 건설하면 후대를 위해 '땅에 무언가를 묻었다는 사실'을 후손들에게 남겨야 하는데, 시대가 시대다 보니 옛날엔 그런게 없었다. 한국은
아현동 도시가스 폭발 사고가 터지고 나서야 지하 매설물 정보를 제대로 기록하기 시작했다. 일단 땅파고 보니 지하지도에 없는 처음 보는 지하 매설물이 튀어나오는 경우는 아직도 흔하다. 예시로
서울 경전철 신림선
당곡역 구간이 복개도로인
봉천로 하부를 관통하는데, 봉천로의 설계도가 없어서 지하철 설계를 하는 후손들을 고생시킨 일화가 있다.
[3]
한국개발연구원이 말했듯이 1대1 직접 비교는 힘들고 참조용으로만 확인하자. 부산 4호선은 지상으로 건설되어 공사비가 절감되는 부분도 있으나, 승강장이 6량 대응이라 공사비가 더 늘어나는 부분도 있어 동일한 선상에서 직접 비교가 힘들다.
[4]
Pulse Width Modulation, 필요량만큼의 전압을 회로를 닫았다 열기를 빠르게 반복하면서 주는 기술로, 3색 LED로 원하는 빛을 만들거나 RC카를 만드는 데 이용된다. 직권전동기의 쵸퍼 제어와 비슷하다.
[5]
지표면에서 지하 구조물 최상부까지의 거리.
[6]
[7]
용봉천 복개 터널구조물의 모습도 확인할 수 있다.(사진의 '용봉천 복개 BOX')
[8]
역 구조물이 아예 하천을 끼고 건설된 사례로는
제기동역,
갈산역,
부평구청역,
마포구청역,
기흥역이 있다.
[9]
환승 통로의 구조도 얼추 확인할 수 있는데 1호선에서 2호선 환승 기준 < 1호선 승강장에서 1호선 대합실로 올라가는 계단 → 환승통로로 올라가는 계단 → 환승통로 >를 거치면 바로 반시계방향(외선순환) 승강장이 나오는 구조다. 시계방향(내선순환) 승강장으로 가려면 여기서 <2호선 대합실로 올라가는 계단 → 2호선 대합실 → 2호선 내선순환 승강장으로 내려가는 계단>이 추가된다.
서울 지하철 1호선과
서울 지하철 2호선
성수지선의 환승역인
신설동역과 환승 구조가 비슷하지만
상무역은 특정 방향(2호선 반시계방향 환승) 기준 다른 노선 승강장의 대합실을 거쳐가는 과정이 없어 훨씬 환승동선이 단순하다. 신설동역은 방향에 상관없이
서울 지하철 1호선 대합실을 중간에 무조건 거쳐야 한다.
[10]
광주도시철도 2호선 계획의 적정성 쟁점사항과 도시철도계획･정책의 장래 발전방향, 전남대학교 지역개발연구소
[11]
설계상
K-AGT가 대응 가능한 최소곡선반경은 R=40m로 알려져있다.
[12]
하루 차량 통행량이 10만 대를 넘긴다.
#
[13]
도시철도 2호선 공사와 함께 31년만에 철거되었다. 현재 2호선 공사와 함께 지하차도가 건설중이다.
[14]
현재 도시재생 사업의 일환으로
211정거장 부지 지상에는 스트리트푸드 거리가 조성되었다.
[15]
효천역 ~
벽도역 ~
국철 남광주역 ~
광주역 구간.
[16]
사진에서 오른쪽이 실제 지도에서 북쪽 방향이다.
[17]
서방시장 앞
맨홀로 들어가야 한다.