‘터널 두더지’ TBM을 아시나요?

‘터널 두더지’ TBM을 아시나요?

박홍규, 박지환, 김형우, 임승범 기자
입력 2023-06-20 13:55
업데이트 2023-06-20 14:00
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TBM(Tunnel Boring Machine)의 핵심부분인 커터헤드에 장착된 수십 개의 디스크커터가 터널을 뚫고 나오는 모습
TBM(Tunnel Boring Machine)의 핵심부분인 커터헤드에 장착된 수십 개의 디스크커터가 터널을 뚫고 나오는 모습
국내 터널공사는 대부분 화약을 터트리는 발파공법을 이용하고 있다. 하지만 도심이나 인구밀집 지역에서는 발파로 인한 소음과 진동으로 주민들의 민원발생 소지가 있고 자칫 대형사고로 이어질 수 있어 발파공법은 지양되고 있다. 이런 이유로 시공에 있어서 고속화, 안정성, 환경성 및 경제성이 높은 TBM(Tunnel Boring Machine)공법이 발파공법의 대안으로 부상하고 있다.

TBM은 ‘Tunnel Boring Machine’의 약자로 무진동, 무발파 최신 굴착기계화 장비를 말한다. 이 공법은 터널 단면 크기의 대형 장비가 터널을 굴착하면서 동시에 발생하는 암반 부스러기와 흙을 컨베이어 벨트를 통해 실시간으로 배출하는 과정을 반복한다.

호반티비엠이 보유한 굴착직경 11.6m의 TBM은 전력시설 및 각종 유압펌프로 구성돼 총길이만 148m에 달하며 지반에 대한 상세분석을 통해 고속 굴진(최대 5.15RPM)이 가능한 효율적 장비다.

TBM의 핵심은 지반을 굴착해 앞으로 나아가게 하는 커터헤드다. 따라서 커터헤드에 장착된 수십 개 디스크커터의 마모가 적정선을 넘지 않도록 매일 점검하고 교체하는 일이 매우 중요하다. 단단한 암반을 뚫고 굴진해야하기 때문에 디스크커터가 심하게 마모되면 그만큼 작업도 지연되기 때문이다.

사실 TBM 공법은 국내에서 새로운 터널 굴착기술로 조명받고 있지만, 해외에서는 이미 오래전부터 사용된 공법으로 신기술 개발 속도가 상대적으로 더딘 편이다.
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커터헤드 굴착직경 11.6m TBM(본체, 전력시설 및 각 종 유압펌프로 구성)의 경우  총길이만 148m에 달한다. 사진은 GTX-A 5공구 터널 안에 설치된 TBM이 2km까지 굴진한 모습
커터헤드 굴착직경 11.6m TBM(본체, 전력시설 및 각 종 유압펌프로 구성)의 경우 총길이만 148m에 달한다. 사진은 GTX-A 5공구 터널 안에 설치된 TBM이 2km까지 굴진한 모습
TBM을 설계하고 제작할 수 있는 기술을 보유한 국가는 미국, 독일, 일본을 포함해 6개국 뿐이다. 이들 나라는 설계, 제작에 대한 정보를 서로 공유하지 않기 때문에 다른 나라들이 TBM공법에 대한 원천기술을 확보하는 게 쉽지 않은 현실이다. 하지만 우리나라는 2019년 3.5m급 한국형 터널 굴착기술을 개발해 TBM 장비 국산화를 이뤄냈다. 또한 세계 최초로 TBM 커터헤드 설계자동화 시스템을 개발해 커터헤드 설계를 1개월에서 단 3일로 단축해 세계 TBM 시장을 이끌어 나갈 가능성을 마련해 주목받았다.

박진수 부장(호반티비엠/공학박사)은 “TBM은 지반 상태 등에 따라 맞춤 설계가 이뤄지는 100% 주문 제작이다. 하지만 유럽 등 선진국들과 달리 우리나라는 TBM 공법을 적용한 발주가 많이 나오는 편이 아니다”라며 “1년에 한 번 정도 TBM공법 발주가 나온다 할지라도 그 한 번을 위해 TBM 1대를 만들 건설사들은 많지 않을 것이다”라고 말했다.

정부와 지자체가 발주하는 공사에서 TBM공법 발주가 많이 나온다면 상황은 충분히 달라질 수 있다. 물론 새로운 공법 적용에 보수적인 건설업계 또한 변화가 필요가 보인다.

거대한 회전식 터널 굴진기 TBM을 소개하는 영상은 국내에서는 많지 않다. 서울신문 멀티미디어부가 직접 취재한 TBM영상으로 도심 속 터널을 뚫는 두더지 ‘TBM’을 확인해 보자.

글 박홍규 기자
영상 박홍규·박지환·김형우·임승범 기자
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