[컨슈머타임스 장용준 기자] 현대건설이 국내 최초로 한강을 횡단하는 도로터널 공사에 최첨단 TBM(Tunnel Boring Machine) 장비를 도입해 본격 시공에 돌입한다.
현대건설은 13일 경기도 파주시 소재 '고속국도 제400호선 김포~파주간 건설공사 제2공구' 현장에서 국내 최대 단면 쉴드 TBM 굴진 기념식을 개최했다.
TBM은 다수의 디스크 커터(cutter)가 장착된 커터 헤드를 회전시켜 암반을 뚫는 원통형 회전식 터널 굴진기다. 발파 공법에 비해 소음, 진동, 분진 등의 발생이 적고 시공성 및 안전성이 높아 전 세계적으로 널리 쓰인다. 특히 한강터널을 굴진하는 '이수식 쉴드 TBM'은 터널 굴착부터 벽면 조립, 토사 배출까지 터널 공사의 모든 공정을 원스톱으로 처리하는 초대형 선진 장비다.
이날 행사에는 원희룡 국토교통부 장관과 김일환 한국도로공사 사장 직무대행, 박승기 국토교통과학기술진흥원 원장, 윤영준 현대건설 사장 등 정부부처를 비롯한 공공기관 및 시공사 관계자가 참석했으며 △스마트 건설기술의 집합체인 대단면 TBM 사용을 확대해 안전성 및 친환경성을 극대화하고 △TBM 장비의 국산화를 통해 세계적인 터널 건설 기술 보유국으로 거듭날 것을 주요 메시지로 알렸다.
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 "발주 및 설계 기준을 재정립해 TBM 공법의 활성화 기틀을 마련하고, 한국형 TBM 개발을 위한 연구 프로젝트를 추진해 국내 TBM 기술 경쟁력을 꾸준히 높여가겠다"고 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 도로터널인 '한강터널'이 특히 주목받고 있다.
한강터널 구간은 터널 상부의 흙 두께가 비교적 얕고 수압이 높으며 복합지반으로 이뤄진 고난이도 현장이다. 한강터널 굴진에 사용하는 TBM은 직경 14.01m, 총 길이 125m, 무게 3184톤의 초대형 장비로, 국내 최대 구경(口徑)이자 해외에서도 시공사례가 흔치 않은 규모다.
초대형 프로젝트의 상징성과 더불어 '국내 최초 한강 하저를 횡단하는 도로터널 건설'의 의미를 기념하고자 현대건설과 한국도로공사는 지난 7월부터 2개월간 TBM 네이밍 공모전을 실시했다. 뜨거운 관심 속에 1600건이 넘는 아이디어가 접수되었으며, 땅 밑으로 다니기는 동물 중 가장 친숙한 '두더지'가 정식 명칭으로 선정됐다.
현대건설은 한강 하저를 가장 안전하게 굴착하기 위해 '이수식 쉴드 TBM(Slurry Shield TBM) 공법'을 채택했다.
'쉴드 TBM' 공법은 전면부의 커터 헤드가 천천히 회전하며 암반을 깎아내면 굴착된 구간을 두꺼운 콘크리트 구조체로 둘러쌓아 터널 형태를 완성하는 공법이다. 한강터널의 굴착 구간은 굴진과 동시에 사전 제작된 450㎜ 두께의 원형 콘크리트 구조체를 설치하여 토사의 붕괴나 유동에 더욱 안전하다는 게 현대건설의 설명이다.
특히 '이수식'은 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.
고난이도 공정인 만큼 현대건설은 경험이 풍부한 독일의 터널 전문가를 영입하고 지반조사를 추가로 실시하는 등 면밀한 준비 과정을 거쳤다.
현대건설은 안전하고 효과적인 현장 운영을 위해 다양한 스마트 기술을 적용한다. 자체 개발한 TADAS를 통해 각종 굴착 데이터와 지반 정보 등을 실시간으로 취합·분석하고, BIM 기반의 디지털 관리 시스템 HIBoard, 중앙 통합 운영 시스템 HOC 등을 도입해 현장을 원격 지원·관리한다.
아울러 ICT 기반의 무선 통신 환경을 구축해 터널 전 구간의 원활한 데이터 통신은 물론 다양한 스마트 건설장비를 활용할 수 있는 토대도 마련한다.
공정 전 과정의 안전관리는 IoT 센서 기반의 안전관리시스템, AI 재해예측시스템 등 현대건설의 독자적인 기술 노하우가 집약된 시스템을 통해 철저하게 이뤄진다. 원격드론, 무인지상차량 등을 활용해 무인 현장 관리를 실현하며 이동식 CCTV, AI 영상인식 장비협착방지시스템 등을 설치해 안전관리 사각지대를 최소화할 계획이다.
