TBM(Tunnel Boring Machine) 공법 굴진율 향상을 위한 운영 최적화 사례 연구

Abstract

산업사회의 발달로 지하공간의 활용이 확대되어가고 있다. 동시에 지하철, 전력구, 통신구 등 터널시공에 있어 기술혁신은 눈부시게 발전하고 있다. 또한 터널이 대심도화, 대단면화, 장거리화, 고속화되고 있으며 NATM 공법에서 발생되는 소음진동 및 환경문제 등을 최소화하기 위해 TBM(Tunnel Boring Machine)을 이용한 기계화 시공이 널리 이용되고 있다. 국내의 TBM 기술 수준은 TBM을 국내보다 먼저 도입한 유럽 및 일본 등의 선진 기술에 상당히 뒤쳐져 있는 실정이다. 결과적으로 TBM 관련 국내의 기술력 부족은 불필요한 비용을 발생시키고 있는데 이는 시공 전 대상 지반조건을 충분히 고려하지 못한 부적절한 공법의 선정, TBM 터널기술자의 이해 부족으로 인한 시공 중 트러블 대응 능력 미흡, 시공 후 장비의 처리 방안 등에 대한 사전 기획 부족 등이 복합적으로 작용한 것이라 판단된다. 1985년 TBM 공법이 국내 최초로 도입 되었으나 시공내용을 외부로 공개하지 않으려는 폐쇄적인 성향으로 기술 축적 또한 적은 상황이었다. 그러나 1990년 말부터 TBM 공법 적용이 많아지면서 이에 대한 연구 또한 활발히 진행되고 있다. TBM에 대한 연구의 핵심는 결국 굴진속도를 향상 시키는 것인데 이 굴진 속도는 기계적, 지질적 그리고 운영적 요소에 영향을 받는다.(정우택, 2014) TBM 장비의 설계, 커터헤드의 추력 및 회전력 개선 등에 관한 기계적 요소와 굴착면 암반의 강도 및 경도 등과 같은 지질적 요소에 대한 연구는 활발히 진행되고 있으나 TBM 운영방법 개선, 버력처리 방법 개선 등 운영적 요소에 대한 연구는 아직 미흡한 수준이다. 따라서 TBM 공법 굴진율 향상을 위한 운영 최적화 사례를 통해서 운영적 요소에 대한 연구 및 분석한 결과를 토대로 향후 TBM 공법 적용 현장에 방향성을 제시하고자 한다.