TBM 핵심 설계·부품기술 및 TBM터널의 최적 건설기술 개발 연구성과물

 

KICT는 동아지질과 함께 세계에서 일곱 번째로 TBM 커터헤드(TBM) 설계원천기술 독자개발했다

KICT

 

 

배규진 선임연구위원 연구팀

우리나라 TBM기술 진일보 시켜

 

한국건설기술연구원(원장: 우효섭 줄임말 건설연)의 Geo-인프라연구실 배규진 선임연구위원의 연구팀이 수행한 ‘전단면 터널굴착기(TBM) 커터헤드의 최적 설계·제작 기술개발’이 미래창조과학부·한국과학기술기획평가원 주관 ‘국가연구개발(R&D) 우수성과 100선’에 선정됐다.

 

연구책임자 :

배규진 한국건설기술연구원

선임연구위원

 

참고로 이 기술은 지난 4월에 한국공학한림원에서 선정한 ‘2013 한국을 빛낸 산업기술성과 26선’에도 선정되었다.
 

배규진 선임연구위원의 연구팀은 안전하고 빠른 터널 건설을 위해 세계에서 일곱 번째로 TBM 커터헤드(TBM의 앞쪽에서 지반을 굴착하는 가장 중요한 부분으로서, 지반을 굴착하기 위한 다수의 디스크커터 등으로 구성)의 설계 원천기술을 독자적으로 개발하였다.

 

그리고 개발된 이 기술을 가지고 ㈜동아지질과 함께 직경 4.4m의 국산 커터헤드를 장착한 쉴드TBM을 제작하였다.

 

그리고 연장 1.5Km의 해저 배출관로(화력발전소에서 나오는 더운 물을 바다로 배출하는 관) 건설공사에 이 쉴드TBM을 투입하여 성공적으로 공사(최대굴진 속도 13m/day)를 끝마쳤다.
 

전 세계적으로 도심지 터널, 장대 산악터널 및 장대 하․해저터널 공사 때 TBM을 사용하는 공사가 일반화되고 있음에도 불구하고, 우리나라의 TBM 활용실적과 기술수준은 매우 미미한 상황이다.

 

유럽의 경우 발파공사에 비해 안전하고 소음도 적기 때문에 도심지 교통터널 공사의 약 80%에 TBM이 사용되고 있으나 국내 터널공사의 경우는 단지 1% 미만의 공사에만 TBM이 활용되고 있다. 
 

또한 TBM 관련 기술수준은 선진국 대비 60~70% 이하 수준인 것으로 평가되고 있다. 특히, 독자적으로 TBM을 설계․제작할 수 있는 국가는 전 세계적으로 6개국에 불과하며, TBM의 핵심기술들을 외부에 공개하지 않고 각 제작사별로만 보유․활용하고 있다.

 

따라서 TBM을 특정현장에서 활용한 뒤 지반의 특성이 다른 터널공사현장에 사용을 하고자 할 경우 TBM 특히 커터헤드를 국내에서 제작·설계할 수 없어 TBM을 재사용하는 데 애로가 많았다.
 

국토교통R&D사업인 ‘TBM 핵심 설계·부품기술 및 TBM터널의 최적 건설’ 연구단(단장 : 배규진 선임연구위원)은 이러한 문제를 해결하기 위해 TBM커터헤드의 최적 설계기술 및 고성능 디스크커터(커터헤드에 들어가는 커터로 지반을 실제로 깎는 절삭도구)를 개발하였다. 
 

또한 이번 연구를 통해 TBM의 가장 핵심부분인 커터헤드(cutterhead)의 설계․제작기술을 확보하여 고가(예: 직경 7~8m급 쉴드TBM의 경우 약 100~200억원/대)의 TBM을 재활용할 수 있도록 했다. 
 
이번에 세계 일곱 번째로 국산 TBM 커터헤드의 제작에 성공함에 따라 국내 건설기업도 친환경적이고 경제적인 TBM터널의 핵심기술을 확보하고, 쉴드터널 공사 시 직접공사비를  절감할 수 있게 되었다. 또한 전 세계적으로 활발히 설계/검토되고 있는 대규모 TBM터널 사업에 국내 기업이 뛰어 들 수 있는 발판을 마련하는 계기가 되었다. 
 

첨부 : TBM 핵심 설계·부품기술 및 TBM터널의 최적 건설기술 개발 연구성과물
첨부 : TBM 핵심 설계·부품기술 및 TBM터널의 최적 건설기술 개발 연구성과물
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한국건설기술연구원

 

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