스크랩 터널뚫는 거대한 기계 - TBM

[니브]

타잔으로 유명한 에드가 라이스 버로우즈의 소설 가운데 '저저세계 펠루시다'라는 작품이 있습니다. 어린시절 본터라 제대로 기억나지는 않지만, 어떤 과학자가 땅을 파고 지하로 돌아다닐 수 있는 기계를 타고 지구 내부로 나아가던 중 지저세계를 발견한다는 내용입니다. 가벼운 흥미위주의 SF소설로, 워낙 인기가 좋아 타잔이 지저세계로 가는 편도 있다고 합니다. 갑자기 이 이야기를 꺼내는 이유는 그 소설 속에 등장하는 땅파는 기계 때문입니다.

땅을 파고 지하로...

그런데 생각해보면 저런 기계를 못 만들 일이 없습니다. 인간들의 굴파기 역사는 오래되었고, 더구나 요즘과 같이 지상이 좁다하여 사방팔방 굴을 뚫는 것을 볼 때 분명 저러한 기계가 있을법하지요. 네, 그래서 있습니다. 굴파기기계, 이른바 Tunnel Boring Machine이라고 하는 것입니다. 거기서 따온 TBM 공법이라는 것도 있는데, 이른바 TBM이 파놓은 굴 뒤에 미리 조립된 터널라인을 삽입하여 굴파기와 굴 완성하기를 동시에 진행하는 것입니다.

그런데 현재 우리나라에서는 TBM 공법을 사용하는 것을 보기 힘들지요? 지하철 공사등을 보면 인력을 동원해 드릴로 굴을 뚫고, 또는 단단할 때는 폭파공법을 사용하고 있습니다. 우리나라가 기술이 부족한 것도 아닌데 왜 TBM 공법을 이용하지 않는가... 그 부분에 대해서는 말미에 설명하도록 하겠습니다.

앞이 뾰족한 드릴과 같은 형태일거라는 예상과는 다르게 TBM은 앞이 평평합니다. 크기도 다양하지만 사실 굴을 파고 지주터널을 삽입한다고 생각해보면, 차나 지하철이 다니기 위해서는 저 정도 크기는 당연한 것으로 보입니다.

TBM의 머리 부분은 뚫어야 할 곳의 암석 종류에 따라 달라진다고 합니다. 하긴 사암질과 화강암질은 확연한 차이가 날테니 말입니다.

길고 거대한 이것을 쑤셔넣는 겁니다.

그럼 여기에서 왜 현재 우리나라에서는 TBM 공법을 쓰지 않는가에 대해서 이야기해보죠. 쉽게 얘기해서 채산성이 맞지 않습니다. 일단 기계 자체도 비용이 많이 드는데다, 저걸 설치하는데도 만만찮은 비용이 듭니다. 한마디로 초기 투자 비용이 많지요. 따라서 TBM을 이용하여 터널을 뚫으려면 상당히 긴 구간을 뚫을 때 사용하여야 비용 대비 효율이 나옵니다. 하지만 현재 국내에서는 이렇게 긴 터널을 뚫고 있는 곳이 없고, 그러기에 사용하지 않는 것입니다. 실제로 국내에서 긴 터널을 뚫을 때는 TBM 공법과 NATM 공법을 같이 사용합니다. 요즘 우리가 흔히 접할 수 있는 터널 공사는 지하철 확장공사인데 국내에서는 대부분 NATM 방식으로 시공되고 있습니다. 하지만 소음이나 진동이 적게나는 TBM 공사의 특징상 천공 구간이 긴 도심에서는 TBM 공법이 사용되는게 일반적입니다(참고로 NATM 공법은 터널의 천공방식이라기 보다는 뚫어놓은 터널을 유지하는 기술에 가깝습니다. 하지만 일반적으로 NATM공법이라 하면 재래식 공법과 연계하여 생각하는 경우가 많은데 죽령터널과 같이 TBM + NATM이 사용된 예로 보아 지지대를 세우는 방식으로 이해하여야 할 듯 합니다).

사진 모음

 

reference
http://express.howstuffworks.com/exp-tunnel.htm
http://www.subversiveelement.com/Dulce.html
http://www.civil.usyd.edu.au/future/undergraduate/geotechnical.shtml
http://www.ocrwm.doe.gov/factsheets/doeymp0001.shtml
http://www.darkroastedblend.com/2008/11/humongous-tunnel-boring-machines.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Tunnel_boring_machine

추가 영상

몇 가지 잘못 전달된 점이 있어 추가합니다.

덧글에서 여러분께서 말씀해주신데로 국내에서도 TBM 공법을 시행할 충분한 능력이 있으며, 여러차례 쓰였습니다. 그런데 현재에는 쓰이는 곳이 별로 없는데, 그 이유가 앞서 말한바와 같이 그 정도로 긴 터널을 뚫을 일이 없기 때문입니다. 물론 긴 터널을 뚫는 일에는 TBM이 쓰였습니다. 일례로 국내 최장 터널로 알려져있는 죽령터널만 하더라도 TBM 공법으로 뚫려졌지요. 터널 길이가 4km가 넘기 때문에 충분히 활용가능한 곳이었습니다.

다만 현재로서는 터널 공사중인 구간이 1km 미만의 짧은 곳 위주로 이루어져 있어 사용이 안되고 있다는 이야기입니다. 아무래도 오해의 여지가 있는것 같아 글을 수정하도록 하겠습니다.

지적 감사드립니다. - 펌

 

[무공]

올해는 우리 니브님께서 큰 일을 하실 것 같은 예감입니다. 힘내십시오!()()()

[박해미]

네에 맞아요. 올해는 니브님의 해가 되실 것 같은 느낌이 정초부터 팍~~팍~~~ㅎㅎㅎ

[니브]

무공님 기도 만으로라도 행복한 한 해가 될것입니다...감사합니다

[나빌레라]

사람들 간의 마음도 저렇게 시원하게 뚤어주는 기계가 있다면 ~~~~~

[박해미]

그거 정말 좋은 생각이네요. 그런거 한번 만들어볼까요. 나빌레라님하고 나부터...시원하게 한번 뚫어보고....우리부터 임상실험을 해보고 나서...ㅎㅎㅎ

[니브]

^^ 시인들의 대화는 상상을 초월하고 마음을 꿰뚫고도 남음이 있어요...^^

[박해미]

전혀 관심밖의 일이었는데...저렇게 보고 나니까...이젠 관심을 갖고 싶어지네요. 터널을 지날때마다 늘 누가 이렇게 큰 공사를 했을까...정말 고맙다...라는 생각은 자주 했었지만....ㅎㅎㅎ 공상과학 소설을 보고 있는 기분이 들기도 하고...

[니브]

넘넘 신기했어요...훌륭한 공학 박사를 존경하고..감사하고..우리경제도 일렇게 거대한 프로젝트로 세계를 향해 대로를 뚫고 나아가길 기원합니다