< Previous기계화 시공위원회 TBM 현장 방문기 68 자연,터널 그리고 지하공간 [동영상 영상실 전경 및 사회진행][박진수 위원장 인사말] [감사패 전달식][김포파주 2공구 사업설명] 나는 본 사업 터널설계에 참여하였기 때문에 대략적인 공사현황과 쉴드TBM 장비사양에 대해서는 알고 있었지만, 현장에서 실제 제작된 장비사양을 보니 장비설계는 장비제작사가 선정되어지고, 장시간의 인터페이스를 통해 제작되 는 별도의 설계과정으로 이뤄진다는 것을 세삼 느끼게 되었다. 국외에서는 터널공사 설계를 진행하면서 굴착공법이 선정되어지면 장비제작업체와 사전 협의를 통해 장비설계가 이뤄질 수 있는 시스템인데 반해 국내 쉴드TBM 터널 공사의 설계과정에서는 장비설계가 제대로 이뤄지기 어렵다는 상황이 좀 아쉽게 느껴졌다. Vol. 24, No. 4 69 국내 최초 도로터널, 최대직경 쉴드TBM 공사현장을 다녀와서... Covid-19로 인해 원활한 장비제작사와 장비설계 및 제작관련 회의와 검수가 어려웠을 것 같았지만 들은 봐로는 장비제작사 선정 직후 매일 장비제작에 필요한 도면작업부터 검수까지 메일과 현장에 마련된 화상회의를 통해 진행함 으로써 현장에 최적의 장비제작이 가능하도록 하였으며 장비검수는 Covid-19 상황을 고려해서 화상으로 전문가 입회 하에 꼼꼼하게 실시간으로 진행하였다는 것을 알게 되었다. 그래서인지 실시설계 시 현장 자료(지반조건, 세그먼트 두께 등)만을 제공하고 장비사에서 제안내용에 의지하여 이 뤄졌던 장비사양이 많이 개선되어 장비제작이 이뤄진 것을 알 수 있었다. 대표적으로 설계 시 장비(면판)직경은 13.980m이였으나 게이지 커터 등 선형, 쉴드TBM 장비 설비 등을 고려하여 14.01m로 변경되었고, 막장전방 탐사 장 비도 탄성파 방식에서 전기비저항 방식으로, 그밖에 각종 커터 마모량 자동 측정을 위한 시스템 개선 등 있고, 그밖에 세부적인 설비와 시스템도 장비설계 제작과정에서 많은 협의를 통해 현장에 최적화된 장비제작이 된 것으로 보였다. 대략 현장에 반입된 쉴드TBM 장비사양을 살펴보면 장비타입은 더블챔버를 사용하는 이수가압식 쉴드TBM으로 최 대 막장압 6Bar를 대응 할 수 있으며, 쉴드 본체를 포함한 장비 길이는 125m, 장비 무게는 약3,200톤이다. 쉴드 본체는 세그먼트 외경 13.500m를 고려하였으며, 굴착경 14.010m, Front Shield 13.960m, Middle Shield 13.930m, Tail Shield 13.900m으로 쉴드 스킨을 제작하여 압착성 지반이나 팽창성 지반에 대한 장비 Jamming에 대 비 할 수 있도록 하였다고 한다. 장비제작사는 2020년 2월 경쟁 입찰을 통해 세계 최대 TBM 제작사인 독일 헤렌크네히트사로 선정되었고 1년 반 정도 장비설계 및 제작과정을 걸쳐 2021년 8월부터 제작된 쉴드TBM 장비가 현장에 반입되었다. 쉴드TBM 장비의 대 부분은 중국 광저우 헤렌크네히트 공장에서 제작되었지만, 주요 장치인 메인 베어링을 비롯한 일부 설비는 독일에서 제작되었고, 이후 광저우 공장에서 장비 조립공정과 검수작업을 걸쳐 선박을 통해 국내에 반입되었다고 한다. 그리고 현재는 현장에 주요 장비조립은 거의 완료된 상태이고, 초기 굴진을 위한 반력대 설치 작업이 진행 중이라고 하였다. [한강터널 쉴드TBM 장비사양(현장제공)]기계화 시공위원회 TBM 현장 방문기 70 자연,터널 그리고 지하공간 [한강터널 이수가압식 쉴드TBM 장비] 안병철 소장님의 공사개요와 장비설명이 끝나고, 공무팀장님으로부터 홍보관의 위치와 간단한 설명이 있었다. 한강터널의 홍보관을 간략히 설명하면 2021년 7월 에 김포~파주2공구 현장사무소에 설치되어 개장하였 고, 크게 영상실, 전시실, 3D체험관, 라운지 공간으로 되어있고, 영상실은 본 현장의 사업개요 및 장비설명 과 사업홍보영상을 상영할 수 있는 공간으로 간단한 발표도 가능하도록 되어져 있다고 한다. 전시실에는 쉴드TBM 중앙에 축소모형을 배치하고 본 장비에 적용된 쉴드TBM에 적용된 커터헤더 등 기 본적인 쉴드TBM 공법 시공원리 등을 소개할 수 있도 록 하였고, 국외 현장 홍보관에서도 잘 볼 수 없는 VR 기기를 설치하여 쉴드TBM 내부구조도 체험할 수 있 으며, 3D 체험실은 가상 터널 체험관으로 본 현장의 터널시공 과정과 완공 후의 모습의 영상으로 체험할 수 있도록 하였다고 한다. 우리는 현장관계자의 안내를 받아 전시실로 이동하였다. 제일 먼저 눈에 띄는 것은 전시실 중앙에 쉴드TBM 장비 모형이 있었고, 앞서 설명한 쉴드TBM 장비를 그대로 옮겨놓은 것처럼 면판과 원통, 후방설비 부분을 비롯 장비의 모 든 설비를 한눈에 볼 수 있게 제작되어 있었다. 특히 녹색과 빨강색으로 송니관과 배니관으로 구분해놓은 것이 인상 적이였다. [홍보관 설명]Vol. 24, No. 4 71 국내 최초 도로터널, 최대직경 쉴드TBM 공사현장을 다녀와서... [쉴드TBM 모형 전경] 그밖에 전시실에는 본 사업에 대한 개요와 소개가 판넬과 동영상으로 계속 보여졌고, 특히 한편에 마련된 실물 크 기의 Disc cutter, Cutter bit, Bucket lip이 자세히 설명과 함께 있어 사진에서만 보던 커터를 실제 볼 수 있었다. 특 히, Accessible Cutterhead는 대기압상태에서 면판 후방에서 커터를 교체 할 수 있는 첨단장치로 설계 당시에는 장 비제조사가 제공한 동영상과 도면으로만 보던 것 이라 좀 더 의미가 있었던 것 같다. (a) Disc cutter와 Cutter bit(b) Disc cutter(c) Bucket lips [현장에 적용된 Cutting tool 실물 모형] 전시실 쉴드TBM 후방 한편에는 가상 VR기기를 설치하여 한명씩 의자에 앉아 기기를 착용하고 쉴드 굴착공정 중 작업자가 모션하는 대로 움직이는 가상체험을 할 수 있게 하였는데, 체험자가 보는 영상을 대기자들이 볼 수 있게 해 놓기도 하였다. 인기가 많다 보니 줄이 길어서 직접 체험해 보지는 못했지만, 다음에 방문 기회가 주어지면 체험하고 싶었다. 기계화 시공위원회 TBM 현장 방문기 72 자연,터널 그리고 지하공간 [VR 시연 장면] 전시실에서는 비교적 자유롭게 전시된 판넬이나 전시물, 자료를 보면서 질문도 하고 설명을 듣기도 하는 등 열띤 관심을 열기로 느낄 수 있었다. 나도 설계내용을 현장 관계자들에게 물어보기도 하고 방문한 분들에게 설계 당시 상 황을 설명해주기도 하였다. [전시관 관람 전경] 시간이 가는 줄 모르고 전시실에서 있다가 일정상 현장으로 이동해야 하는 시간이 돼서 나갈려는 찰라 3D 체험장 을 보고 가라고 현장관계자 분이 알려주셔서 뒤늦게 체장에 들어가서 5분 정도 체험을 할 수 있었는데 체험은 한번에 10명 내외가 체험 할 수 있는 공간으로 앞면과 양 측면으로 3차원으로 입체감이 느껴지는 공간이었다. 편안히 앉아서 Vol. 24, No. 4 73 국내 최초 도로터널, 최대직경 쉴드TBM 공사현장을 다녀와서... 있다보면 내가 버럭이 되고 이수재가 되어 처리되는 것처럼 입체감은 물론 쉴드TBM 공정을 3차원으로 이해할 수 있 는 공간이었던 것 같다. [3D 체험장 전경] 3D체험관을 지나면 라운지가 자리잡고 있는데, 현장 나가기 전에 잠시 대기 하는 공간으로 간단한 음료와 커피, 화 장실 등이 있었고, 현장 견학하기 전에 안전장비를 착용하는 장소로 활용되는 것 같았다. 한쪽 구석에는 거울이 있었 는데 젊은 친구들과 아이들이 기념사진 찍기 좋은 거울로 나도 한 컷 찍어 보았다. 안전모와 안전조끼는 인원에 맞도 록 충분히 준비해주셨고 현장으로 가기 전 간단한 시공현황과 견학 시 주의사항을 설명해 주셨다. [라운지 한강터널 거울에서 한컷][현장견학 전 안전교육과 장비착용]기계화 시공위원회 TBM 현장 방문기 74 자연,터널 그리고 지하공간 홍보관 앞에서 수행팀장님의 안내를 받으며 현장으로 이동을 시작하였다. 처음 접하게 된 곳은 인버트 박스 제작 및 적재 장소였다. 인버트 박스는 세그먼트 설치 후 조립되는 터널 내 도로포장 하부 프리 콘크리트 구조물로 현장 야드를 활용하여 직접 제작하고 양생해서 야적했다가 공정에 맞게 MSV차량을 통해 터널로 이동되고 TBM 장비에 설 치된 인버트 박스 크레인을 통해 조립된다. 현장에서는 3~4개의 몰드로 사전제작 중이였고, 일부는 야적되어져 있었 다. 이곳 공간은 향후 외부공장에서 제작하여 운반되어질 세그먼트 적재 공간으로도 활용된다고 하였다. [현장이동 모습][인버트 박스(PC) 제작 및 적재] 이동 중간에 난생 처음 보는 바퀴수의 크레인이 몇 대 가 있었는데 장비를 현장으로 운반하였던 자주식 모듈러 트 레일러(SPMT)로 현재 장비 후방설비까지 조립이 완료되어 철수 준비 중인 차량이라고 하였다. 설계 시 삽도로만 보 던 크레인보다 바퀴수가 두 세배는 되는 듯이 보였다. [현장 이동 중 시설 설명][쉴드TBM 장비 운반용 SPMT]Vol. 24, No. 4 75 국내 최초 도로터널, 최대직경 쉴드TBM 공사현장을 다녀와서... 이후 이수처리 설비설치 장소로 가는 중간에 MSV 차량이 대기하고 있었는데 설계 당시 해외현장에서 보던 장비로 단면이 큰 쉴드TBM 공정에서는 지상에서 세그먼트 조립 위치까지 빠르고 안전하게 운행하는 효율적인 장비로 본 현 장은 인버트 박스 및 세그먼트를 갱내로 지속적인 운반을 위해 3대가 운영될 계획이라고 하였다. [MSV 모습][이수처리 설비 전경] 지상 이수처리 설비규모는 내가 본 것 중 제일 큰 규모로 굴진에 필요한 이수 용량대비 여유를 갖도록 설비를 계획 하였고, 1차 처리설비(토사 및 이수분리), 2차 분리장치, 3차 분리설비 및 오폐수처리 설비로 나눠지고, 케이크 적재가 이뤄지는 공간도 충분히 확보 되어져 있었다. 실드TBM 후방에 연결할 송니관/배니관이 한쪽에 쌓여져 있었고, 오폐 수 처리설비와 침전에 의한 케이크 적재 장소까지 작업 동선에 따라 배치되어져 있었다, 이수식 쉴드TBM 장비의 후 방시설로 TBM 장비가 바로 근방에 있다는 것을 알 수 있었다. [STP시스템][뒤채움 시설]기계화 시공위원회 TBM 현장 방문기 76 자연,터널 그리고 지하공간 이후 바로 옆에 있는 한강터널의 종점이자 쉴드TBM 장비조립 후 발진구 있는 갱구로 이동하였는데 처음 눈에 들 어는 것은 엄청난 규모의 가시설과 대규모의 크레인 이였다. 홍보관에서 설명한 봐와 같이 현재 쉴드TBM 장비 조립이 막바지로 초기 굴진을 위한 반력대를 설치하는 공정이 한참 진행 중이였다. 그래서 인지 쉴드TBM 장비 후방설비 쪽에는 해외 기술자 들이 장비조립과 점검을 하고 있는 모 습과 대형 크레인이 반력대 강재를 운반하는 이동하는 모습을 볼 수 있었다. 아쉽게 현재 발진구에서는 대형 크레인들이 반력대 설치작업 중이라 안전을 위해 현장 아래로 내려가 보지 못하고 갱구 가시설 주변에서 견학을 하게 되었지만 규모자체가 크다 보니 오히려 아래로 내려가서 보는 것이 현장 전경이나 쉴드TBM 장비를 보기에는 훨씬 더 좋았던 것 같다. 갱구 상부에서 바라봤을 때 동영상이나 모형장비에서 보던 쉴드TBM 태극모양 면판은 현재 발진을 위해 갱문가까 이 엔트런스 패킹에 셋팅이 되어져 있어 볼 수가 없었지만 후방시설 규모에 놀라지 않을 수 없었다. 현장 설명으로는 실시설계 시에는 가시설 상단에 문형 크레인과 대형 크레인을 계획하였으나 작업 중 안전성을 고 려하여 가시설 바닥 하부에서 크레인을 운영하여 장비를 조립하였고, 갱구 가시설은 2중 CIP로 시공되어져 있어 갱문 공사 시 철근을 절단이 쉽지 않았을 텐데 별 문제 없이 갱문 작업을 하였다고 해서 한편으로는 반가웠다. 아마도 도 심지 수직구 작업공간이 협소한 곳에서 절단작업을 하였으며 힘들어 겠지만 개방된 공간에서 작업해서 보다 수월했던 것 같았다. [한강터널 발진구 가시설 내부 전경 및 후방설비] 또한, 눈에 띄는 것은 장비 후방시설바닥에 콘크리트로 바닥 기초를 시공하였는데 설계 시에는 굴착면으로 장비 레벨을 맞춘 계획으로 두껍지 않았지만 현장에서 장비 조립 시공성과 장비 중량으로 인한 침하가 걱정되어 계획을 변 경하여 바닥 기초를 콘크리트 보완하였다고 설명을 들었다. 향후 반력대를 설치하고 장비조립이 완료되면 현장 장비Vol. 24, No. 4 77 국내 최초 도로터널, 최대직경 쉴드TBM 공사현장을 다녀와서... 검수와 시운전을 하고 원활히 진행되면 다음 달에 초기 굴진이 이뤄질 것이라고 한다. [갱구부 현장 이동 및 설명] [현장에서...] 금요일 오후 서울로 가야 하는 일정 때문에 아쉬움을 뒤로 하고 현장까지 왔던 길을 반대로 해서 홍보관(현장사무 실)으로 발길을 옮겼다. 현장에 도착해서 안전장비를 반납하고 마지막으로 준비해간 플래카드 앞에서 사진촬영을 끝 으로 공식적인 현장 견학 일정을 마무리 되었다. Next >