매일안전신문 - 한국형 터널 굴착기술(TBM) 개발로 건설기술 강국 6개국과 어깨 나란히

[매일안전신문] 한국형 터널굴착기술이 개발됐다. 건설기술 강국들과 어깨를 나란히 할 수 있게 됐다는 평가다.

20일 국토교통부에 따르면 세계 최초로 ‘TBM(Tunnel Boring Machine) 커터헤드(cutterhead) 설계자동화 시스템’을 우리 기술로 개발했다. 핵심기술인 TBM 장비 운전·제어 시스템 국산화에도 성공했다. TBM은 재래식 굴착 공법과 달리 폭약을 쓰지 않고 회전 커터로 터널 전단면을 절삭하거나 파쇄해 들어가는 기계를 말한다.

한국건설기술연구원과 이엠코리아㈜ 등 4개 민간회사가 지난 2017년 4월부터 94억원 규모의 국토교통부 연구개발(R&D)사업에 참여해 이뤄낸 성과다. 정부 자금이 70억원,민간 자금이 24억원 투입된 사업이다.

TBM은 도심지 터널이나 하·해저터널, 장대 산악터널 등에서 친환경적이면서 경제적인 터널공법이다. 과거 발파에 의한 터널공법과는 달리 소음과 진동을 최소화하고 시공의 효율성을 극대화할 수 있다 커터헤드는 굴착기 전면에 붙어서 터널을 뚫는 데 사용하는 거대한 드릴이다.

TBM은 일반적으로 규격화된 건설기계와 달리 지반상태 등 현장 조건에 따라 맞춤형으로 설계·제작해야 한다. 가격이 고가일 수밖에 없다.

특히, 설계·제작 기술을 보유한 독일이나 미국, 일본, 중국 호주, 캐나다 6개국은 TBM 제작 및 운영기술을 원천기술로 분류해 철저히 비공개로 관리한다.

세계 최초로 국내에서 개발된 TBM 커터헤드 설계자동화 시스템은 기존 수작업으로 이뤄지던 커터헤드 설계를 3차원 프로그램을 통해 다양한 지반 조건을 입력하면 이에 적합한 커터헤드의 설계가 자동으로 이뤄지는 첨단 기술이다. 평균 1개월 이상 소요되는 지금의 커터헤드 설계 소요기간을 3일 이내 크게 단축하는 획기적인 기술이다.

또 커터헤드 회전속도, 굴진방향 등을 자동 제어하고 운전하는 핵심적인 TBM 운용 기술이다.

국토부는 최근 전 세계적으로 터널굴착 공사 시 소음이나 진동 피해를 최소화하고 안전한 작업환경 조성하기 위해 TBM을 활용한 기계식 굴착방식이 증가하는 추세라서 시장전망이 뛰어나다고 설명했다. 특히, 도시와 해저·하저지역에 터널공사를 중심으로 TBM 공사가 일반화하고 있다.

한국지방세연구원의 지난 2018년 발표에 따르면 세계 TBM 이용 시장 규모는 2010년 약 11조원에서 2020년 약 55조원으로 성장할 것으로 예상됐다.

이상주 국토부 기술안전정책관은 “TBM 커터헤드 설계자동화와 운전·제어 시스템 개발은 우리나라 건설기술이 세계시장을 선도할 수 있는 가능성을 보여준 큰 쾌거”라며 “앞으로 국내 중소기업에 기술이전과 사업화를 통해 내수시장 뿐만 아니라 해외 시장 진출도 활발해 질 것”이라고 기대했다.

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