현대건설은 13일 경기도 파주시 ‘고속국도 제400호선 김포~파주간 건설공사 제2공구’ 현장에서 국내 최대 단면 쉴드 TBM 굴진 기념식을 개최했다. /현대건설 제공

[더팩트ㅣ최지혜 기자] 현대건설이 국내 최초로 한강을 횡단하는 도로터널 공사에 최첨단 TBM(Tunnel Boring Machine·터널 굴진 기계) 장비를 도입해 본격 시공에 들어간다고 14일 밝혔다.

‘고속국도 제400호선 김포~파주간 건설공사 제2공구’는 수도권 제2순환고속도로 건설 구간 중 경기 김포시 하성면 마곡리부터 파주시 연다산동을 잇는 총 연장 6.734㎞의 도로로, 한강 밑을 통과하는 2.98㎞ 터널과 나들목, 2개의 교량을 포함한다. 이중에서도 이수식 쉴드 TBM 공법으로 하저를 관통하는 국내 최초의 도로터널, ‘한강터널’이 특히 주목받고 있다.

이날 행사에는 원희룡 국토교통부 장관, 김일환 한국도로공사 사장 직무대행, 박승기 국토교통과학기술진흥원 원장, 윤영준 현대건설 사장 등 정부부처를 비롯한 공공기관과 시공사 관계자가 참석했다. 이들은 스마트 건설기술의 집합체인 대단면 TBM 사용을 확대해 안전성과 친환경성을 극대화하고 장비의 국산화를 통해 세계적인 터널 건설 기술 보유국으로 거듭날 것을 주요 메시지로 알렸다. TBM은 다수의 디스크 커터(cutter)가 장착된 커터 헤드를 회전해 암반을 뚫는 원통형 회전식 터널 굴진기다. 발파 공법에 비해 소음, 진동, 분진 등의 발생이 적고 시공성과 안전성이 높다.

원희룡 장관은 기념사를 통해 "한강터널 공사에서 활약하게 될 TBM 장비는 기존의 발파공법이 아닌 진동과 소음이 거의 없는 기계식 굴착공법을 사용해 안전과 환경 두 가지를 모두 고려한 첨단장비로 의미가 크다"며 "발주와 설계 기준을 재정립해 TBM 공법의 활성화 기틀을 마련하고, 한국형 TBM 개발을 위한 연구 프로젝트를 추진해 국내 TBM 기술 경쟁력을 꾸준히 높여가겠다"고 밝혔다.

한강터널 구간은 터널 상부의 흙 두께가 비교적 얕고 수압이 높으며 복합지반으로 이뤄진 고난이도 현장이다. 한강터널 굴진에 사용하는 TBM '두더지'는 직경 14.01m, 총 길이 125m, 무게 3184t의 초대형 장비다.

현대건설은 한강 하저를 안전하게 굴착하기 위해 ‘이수식 쉴드 TBM(Slurry Shield TBM) 공법’을 채택했다. 사진은한강터널 굴진에 사용하는 대단면 이수식쉴드 TBM 모습. /현대건설

쉴드 TBM 공법은 전면부의 커터 헤드가 천천히 회전하며 암반을 깎아내면 굴착된 구간을 두꺼운 콘크리트 구조체로 둘러쌓아 터널 형태를 완성하는 공법이다. 이 공법은 도심지나 바다, 강 아래 터널을 뚫는 등 상부의 압력이 강하거나 침하를 철저히 방지할 때 적용하는 방식이다. TBM 내 챔버에 이수(물, 점토, 시멘트 등이 섞인 진흙)를 가압·순환시켜 굴진한다. 굴착된 토사는 이수의 흐름을 이용해 지상으로 빼낸다. 대형펌프와 배관설비, 지상의 넓은 부지에 이수처리설비를 구축해야 하는 고가의 공법이지만, 굴진면이 안정되고 강한 수압에 안전하며 공정 효율이 높다.

특히 현대건설은 이번 TBM을 개발한 독일의 헤렌크네히트사와 협업해 장비에 △대기압 커터 교체시스템 △디스크 커터 모니터링 시스템 △커팅휠 마모감지 센서 △전방탐사 시스템 △막장 관측 카메라 등 최첨단 기술도 적용했다. 특히 대기압 커터 교체(Accessible Cutter Head) 시스템은 챔버 형태로 제작된 커터 헤드 안에서 유압 개폐장치를 통해 디스크 커터를 교체할 수 있는 장치다. 최근 개발된 기술로 국내 TBM에는 처음 적용됐다.

안전관리는 사물인터넷 센서 기반의 안전관리시스템, AI(인공지능) 재해예측시스템 등의 시스템을 통해 이뤄진다. 원격드론, 무인지상차량 등을 활용해 무인 현장 관리를 실현하며 이동식 CCTV, AI 영상인식 장비협착방지시스템 등을 설치해 안전관리 사각지대를 최소화할 계획이다.

현대건설 관계자는 "국내 최장 해저터널인 보령해저터널, 국내 최대 깊이 지하터널인 서부간선지하도로 등 수많은 터널 공사를 통해 축적한 기술 노하우를 바탕으로 터널 시공의 기계화, 기술의 첨단화를 선도하고 있다"며 "최근 도심 내 GTX 노선 등 도시철도 사업이 증가함에 따라 터널 공사에 대한 수요가 늘고 있는 만큼, 다양한 기술을 적극 도입해 터널 건설의 선진화에 앞장설 계획"이라고 밝혔다.

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