• - 건설硏, TBM 전문운전자 양성에 큰 도움
  

TBM(Tunnel Boring Machine)은 화약을 이용하는 발파공법과 달리 터널 전(全)단면을 기계식으로 굴착하는 장비로서, 소음, 진동 등 공사공해를 최소화할 수 있으며 연장이 긴 장대터널에서 시공속도의 향상 가능하다.[한국건설기술연구원 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 터널 공사의 발파로 인한 소음과 진동을 줄이고 안전성을 높일 수 있는 시뮬레이션 기술이 개발됐다.

한국건설기술연구원은 세계 최초 TBM(거대 드릴형태) 전용 시뮬레이터 개발에 성공했다고 11일 밝혔다.

일반적인 터널 공사의 경우 화약을 이용한 발파 방식과 거대한 드릴형태의 TBM 방식을 주로 활용하고 있다. 발파공사는 특성상 소음, 진동 등 공사공해 발생 가능성이 있는 반면, TBM 방식은 이러한 공사공해를 최소화 할 수 있다. 또한 터널 공사구간이 길수록 TBM 공법은 상대적으로 시공속도를 높이고, 작업자의 안전을 확보하는 데에도 효과적이다.

국토의 70% 이상이 산지로 구성되어 있는 우리나라는 터널공사에 대한 수요가 높을 수밖에 없다. 실제로 도로(2077km), 철도(928km), 도시철도(960km) 등 국내 교통터널의 길이는 약 4000km에 달한다. 최근 GTX-A노선, 김포-파주 고속도로 2공구 한강하저터널 등과 같은 중‧대단면의 교통터널에서 TBM 적용이 확대되고 있다.

이러한 TBM에도 한계점이 있다. TBM은 한 번 현장에 투입되면 교체하거나 후진시키는 것이 근본적으로 불가능하다. 또한 TBM의 전방 굴착면이 장비로 막혀있기 때문에, 암반이나 토사 등이 굴착과 전진 이동을 방해하는 시공 트러블들을 육안으로 파악할 수 없다. TBM의 시공 성능은 장비를 운용하는 운전자의 능력에 따라 크게 좌우되며, TBM 운전자의 양성은 현장의 경험과 실무를 통해서 도제식으로 이루어지고 있다.

건설연이 개발한 시뮬레이터는 TBM 전문운전자 양성에 큰 도움을 줄 것으로 기대된다. 이 시뮬레이터에는 TBM의 운전, 구동, 제어 등의 기본적인 작업과정을 사전 테스트할 수 있다. 이와 함께, 지반조건에 따라 지반이 터널로 밀려들어오거나, 암반이나 토사로 인해 공사를 방해하는 등의 다양한 상황이 시나리오로 탑재돼 있다. 공사가 예정된 지역의 지반 조건에 따라 다양한 시뮬레이션을 통해 위험요소들을 안전하게 대처함으로써 현장에서의 실패요인들을 최소화할 수 있다. 또한 다양한 시나리오에 기반해 운전자의 교육을 체계적으로 진행할 수도 있다. TBM의 실제 운전‧제어 시스템과 동일하게 제작된 실물 크기의 시뮬레이터뿐만 아니라, 터치스크린 형태의 소형 시뮬레이터도 함께 개발해 활용의 효율을 기대할 수 있다.

연구책임자인 장수호 박사는 “이미 입력되어 있는 시나리오뿐만 아니라, 사용자가 원하는 시나리오를 직접 시뮬레이터의 교육관리시스템에 입력하기만 하면 바로 구현되도록 제작했다”며 “시뮬레이터의 확장성과 사용성이 높다는 것이 큰 차별성이자 장점”이라고 강조했다.

nbgkoo@heraldcorp.com