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현대건설이 안전하고 빠르게 터널을 완성하는 방법 (TBM 공법)

2020.11.20 1min 29sec

소음과 진동, 환경까지 생각하는 현대건설의 특허기술 ‘TBM 공법’을 소개합니다.

TBM(Tunnel Boring Machine)은 터널 굴착부터 벽면(세그먼트) 조립, 굴착암반·토사의 배출까지 모든 터널 시공이 기계화·자동화된 장비입니다. 아울러 TBM 공법이란 원통형의 굴착기로 터널을 굴착하는 공법으로 소음, 진동을 최소화할 수 있는 친환경 공법이며 현대건설은 세계적 수준의 기술력을 갖춰 그 능력을 인정받고 있습니다. 세계 최초로 개발한 시험 장비들을 보유하고 있는 것은 물론, 국내와 해외 곳곳에서 TBM 공법을 활용한 많은 공사들을 성공적으로 수행하고 있습니다.


현대건설 TBM 공법을 위한 특허기술

[ TBM 공법으로 준공한 싱가포르 남북 전력구 NS3 전경 ]


TBM 공법을 위한 현대건설 특허기술 4가지 

디스크 커터 마모 시험기 

TBM 디스크 커터 마모도 측정을 위한 장비입니다. 정확한 커터 교체 시기와 위치를 예측하고 오차 4% 내외로 정확한 TBM의 굴진 속도를 측정할 수 있습니다. 

회전식 암석 절삭 시험기 

TBM 공법으로 암반을 굴착할 때의 메커니즘을 모사해 실제 암석을 굴착할 수 있게 설계한 장비입니다. 가로 세로 각각 1.6m, 두께 40cm의 다양한 종류의 암석을 수십 번씩 직접 굴착하면서 커터 하중과 간격 등 여러 인자를 통해 해당 지반의 굴진 성능을 도출하여 특허기술을 획득했습니다. 

Micro EPB(토압 균형식) TBM 

실제 EPB TBM을 약 10분의 1 크기로 축소해서 만든 장비입니다. 실제 TBM과 같은 굴진 모드(Mode) 및 첨가제(Foam) 주입 기능을 구현하여 실험을 통해 TBM의 하중, 토크, 챔버압력 등 주요 굴진변수를 예측할 수 있습니다. 

토사지반 EPB TBM 모사장비 

TBM이 토사지반을 굴착하는 메커니즘을 모사한 굴진 장비입니다. 토사지반에서의 TBM 굴진 성능, 마모도 평가 장치 및 배출 토사의 전단강도 측정 장치를 특허로 등록했습니다. 


현대건설 TBM 공법을 위한 특허기술

터널 시공의 세계적인 트렌드, TBM
지하 공간을 효과적으로 굴진할 수 있는 안전하고 친환경적인 굴진 장비인 TBM 공법의 기세가 예사롭지 않습니다. TBM 공법이란 굴착기 전면의 커터헤드(Cutterhead)를 회전시켜 터널을 굴착하고 미리 제작한 터널 벽면을 조립하며 굴진하는 공법입니다. 저진동저소음으로 민원 발생 문제가 적고, 가압을 통한 방수로 지하수의 수위 저하를 막는 등 자연보호가 가능합니다. 또한 분진, 오염물질 발생이 거의 없으며 기존에 널리 사용되고 있는 발파 공법인 NATM(New Austrain Tunneling Method) 공법에 비해 3~5배 높은 굴진율을 보여 공사기간 단축이 가능해 한결 경제적입니다. 

현대건설 TBM 공법을 위한 특허기술
TBM이 작동하는 모습 (싱가포르 남북 전력구 NS3 현장) ]

이처럼 시공의 고속화 및 안전성 향상, 환경성 및 경제성 향상을 장점으로 고루 갖춘 TBM 공법은 건설계의 각광을 받으며 날로 발전하고 있습니다. 전 세계적으로 도심지 터널, 해저터널, 장대 산악터널 등에서 적용이 확대되고 있으며, 해외 터널 프로젝트의 상당수가 이 공법으로 발주되고 있는 상황입니다. 우리나라에서도 1985년에 처음으로 TBM이 적용된 이후 도심지 위주로 적용이 점차 증가하고 있습니다.
현대건설은 TBM 공법을 위한 특허기술 개발로 회사의 성장을 견인하고 있습니다. 회전식 암석 절삭 시험기(Rotary Cutting Machine), 디스크 커터 마모 시험기(New Abrasion Tester), Micro EPB(토압 균형식) TBM, 토사지반 EPB TBM 모사장비(Soil Abrasion Penetration Test) 등 다양한 특허기술에 ‘세계 최초’, ‘독자 개발’이란 수사를 당당히 붙이고 있습니다.