강릉건설 영종-교하 주배관 공사 1공구, 국산 TBM 사용
지난 22일 40ｍ 가까이 수직갱도를 내려가자 직경 3ｍ 크기의 터널
굴착장비(TBMㆍ Tunnel Boring Machine)가 벽을 뚫고 나와 머리를 내밀고 있었다. TBM 뒤로는 서해를 가로질러 3.24㎞
길이의 해저터널이 뚫려 있다. 국내에서 존재하는 해저터널 가운데 가장 긴 규모다.
한국가스공사가 발주한 ‘영종∼교하 주배관 공사
1공구’에 한화건설의 협력업체인 강릉건설㈜이 자체 제작한 TBM이 지난해 1월 첫 굴진을 시작한 이후 17개월 만에 해저 구간을 관통했다.
강릉건설 관계자는 “해외 기술에 많은 부분을 의존하고 있는 국내 TBM 시장에서 강릉건설이 자체적으로 개발한 기계로 국내 최장
해저터널 공사를 성공적으로 끝냈다”고 말했다.
TBM공법은 커터헤드로 불리는 장비가 암반 등을 파쇄해 터널을 만드는 방식으로
토질이나 암반 조건에 따라 장비가 매번 달라지기 때문에 이를 국산화하기가 쉽지 않은 것으로 알려져 있다.
특히 이번 공사에
적용된 기술은 TBM공법 가운데서도 어려운 쪽에 속한다는 실드TBM의 이수식(Slurry) 방식이다.
실드TBM 공법은 굴착과
동시에 세그먼트라는 구조물을 터널 내벽에 설치하는 방식으로 주로 암질이 나쁘거나 연약지반인 경우에 사용된다. 토질이 약한 만큼 터널을 뚫기는 더
어렵다.
굴착 과정에서 생긴 파쇄물을 일일이 나르지 않고 연결관로를 통해 외부로 자동으로 빼내는 방식인 이수식 공법은 파쇄물이
관로를 통해 잘 빠져나오도록 일정한 유액을 공급하고 굴착이 최적의 속도를 낼 수 있도록 적정 유량을 유지하는 일 등 상당한 기술과 노하우가
필요하다.
장경희 강릉건설 상무는 “터널의 길이가 길면 길수록 파쇄물을 빼내는 작업이 중요하다”면서 “파쇄물 운송설비를 얼마나
잘 관리하는냐에 따라 공사 기간도 큰 차이가 난다”고 말했다.
강릉건설은 이번 공사에 국산화 장비를 사용하기로 하고 TBM을
완전히 새로 만들다시피 했다.
자체 추진 동력이 없는 일본의 실드TBM 장비를 들여와 커터헤드부터 동력 장치까지 완전히 새로운
장비로 바꿨다.
강릉건설 관계자는 “일본에서 들여올 당시 모습은 거의 찾아볼 수 없다”면서 “이곳 현장에 가장 적합한 장비를
만들기 위해 최적의 장비로 설계해 만들었다”고 말했다.
현장 맞춤형 장비 덕에 강릉건설은 매일 10ｍ 정도의 굴진 속도를 기록할
정도로 큰 어려움 없이 작업을 진행했다. 굴착 실적이 가장 좋은 날은 19ｍ를 전진하기도 했고, 한 달에 310ｍ를 뚫기도 했다. 상당히 준수한
실적이라고 강릉건설은 설명했다.
실제 공사기간은 이달 말까지로 돼 있지만 그에 앞서 터널이 관통됐다. 결과는 훌륭했지만 국내
최장 해저터널을 뚫는데 국산 TBM을 사용하기는 쉽지 않았다. 국산 TBM 기술에 대한 인식이 낮은 탓에 주변에서 우려의 목소리가 있었던 것도
사실이다.
하지만 강릉건설이 국내에서는 거의 초창기 단계인 해저터널 공사에 국산화 장비를 자신있게 투입할 수 있었던 것은 그동안
국내 여러 현장에서 축적한 경험 때문이다.
강릉건설은 2000년대 초 한강에서 국산 TBM 장비를 사용한 이후 부산과 서울에서
곡선 터널까지 성공적으로 공사를 마치면서 기술력과 노하우를 쌓았다.
그렇다고 처음 시도하는 해저터널 공사에 아무런 어려움이
없었던 것은 아니다. 해저터널은 육상터널 공사와 달리 사고 위험이 더 높고, 작은 실수가 자칫 대형 사고로 이어질 수 있다. 이 때문에
설계단계에서 실시한 지질조사에 더해 강릉건설이 자체적으로 추가 지질조사를 하는 등 최선의 준비를 했지만 공사가 순탄하지만은 않았다.
공사현장이 조수 간만의 차가 심한 서해에 있어 시시때때로 변하는 수압도 굴착 과정에서 적지 않은 부담으로 작용했다.
백상관 강릉건설 현장소장은 “바다 밑에서 진행하는 굴착 공사다보니 물이 새는 등 여러 예상치 못한 어려움에 직면했다”면서
“상황에 따라 적절한 조치를 취하면서 공사를 진행했다. 그런 대처 능력이 바로 기술력”이라고 말했다.
자체 개발한 TBM은
효율뿐만 아니라 경제적으로 이익을 가져 왔다. 강릉건설은 자체 TBM 개발로 20%가량의 장비제작비 절감 효과를 거두고 있는 것으로 보고 있다.
김중희 강릉건설 대표는 “실드TBM 공법을 적용하는 데 가장 중요한 것이 안정성과 공사비인데 발주처와 시공사가 하나가 돼 계획
단계에서부터 현장 토질에 가장 최적의 사양으로 장비를 설계해 공사를 성공적으로 마칠 수 있었다”고 말했다.
영종~교하 주배관
1공구의 관통식은 오는 27일 열린다.
권해석기자 haeseok@
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