주변 토사붕괴 억제하며 굴착 가능… 소음·진동없어 都心공사에 최적

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‘실드 TBM공법’이란

경기 부천시 하수 터널 공사는 터널 천공 기계인 ‘실드 TBM’(지름 5.1m, 길이 9.1m, 무게 220t·사진)이 있어 가능했다. 한국환경공단은 지하에 만든 작업구 내에 실드 TBM을 투입해 기계 선단부에 장착된 ‘커터 헤드’(굴착용 판·일명 실드)를 빠르게 회전시키며 파낸 흙을 뒤로 흘려보내면서 전진하는 최첨단 공법을 적용했다. 원통 모양으로 생긴 터널 굴착 장비가 머리 부분에 달린 칼날을 회전시켜 구멍을 내고 동시에 구조물을 배치해 터널을 만드는 방식이다.

이때 실드 TBM 뒤쪽에서는 ‘버럭’이라 불리는 운송차량이 흙을 담아 이동한다. 또 ‘세그먼트’(터널을 원 모양으로 연결할 콘크리트 블록) 6조각이 서로 연결·조립돼 하나의 원이 형성되게 된다. 이런 방식으로 세그먼트가 하나의 원이 되기까지 걸리는 시간은 40분 정도다.

1818년 영국인 마크 브루넬이 고안한 ‘실드 TBM 공법’은 런던 템스강 하저 터널에 처음 적용된 이후 현재까지 많은 기술적 발전을 이뤄왔다. 이번 공사에 투입된 실드 TBM은 굴착에 사용되는 커터(일본 제품)를 제외하고는 대부분 국산 장비가 사용됐다.

환경공단 관계자는 “실드 TBM은 주변 토사의 붕괴나 유동을 억제하며 안전하게 굴착작업을 하는 터널 시공 공법”이라며 “그 어떤 방식보다 더 많은 토사를 파낼 수 있으며, 무엇보다도 발파 작업이 필요 없어 소음과 진동 없이 안전하게 도심 밑에서 터널 공사를 할 수 있다”고 말했다.

전 세계적으로 지하 공간 활용 필요성과 터널의 대형화 추세로 TBM 시공이 큰 폭으로 성장하고 있지만, 아직 우리나라는 도심 터널에서의 TBM 시공이 전체 공사의 1% 수준에 불과한 것으로 전해졌다.

이 밖에도 환경공단은 부천 하수 터널에 ‘실시간 제어 시스템’을 도입해 안전성과 효율성을 선진국 수준으로 끌어 올렸다. 강우 시 펌프장 중앙통제실에서 실시간으로 기상 상황, 하수관로 수위 정보를 받을 수 있다. 저류 시설과 펌프장에는 감지 센서가 장착돼 있어 비상시 중앙통제실에 비상상황을 신속히 알리도록 설계됐다.

이해완 기자 parasa@munhwa.com