타잔으로 유명한 에드가 라이스 버로우즈( Edgar Rice Burroughs 1875~1950 )의 소설 가운데 '지저세계 펠루시다(At the Earth's Core, 1914. in the Pellucidar series)'라는 작품이 있습니다.
어린시절 본터라 제대로 기억나지는 않지만, 어떤 과학자가 땅을 파고 지하로 돌아다닐 수 있는 기계를 타고 지구 내부로 나아가던 중 지저세계를 발견한다는 내용입니다. 가벼운 흥미위주의 SF소설로, 워낙 인기가 좋아 타잔이 지저세계로 가는 편도 있다고 합니다.
갑자기 이 이야기를 꺼내는 이유는 그 소설 속에 등장하는 땅파는 기계 때문입니다.
땅을 파고 지하로...
그런데 생각해보면 저런 기계를 못 만들 일이 없습니다. 인간들의 굴파기 역사는 오래되었고, 더구나 요즘과 같이 지상이 좁다하여 사방팔방 굴을 뚫는 것을 볼 때 분명 저러한 기계가 있을법하지요.
네, 그래서 있습니다. 굴파기기계, 이른바 Tunnel Boring Machine 이라고 하는 것입니다.
거기서 따온 TBM 공법이라는 것도 있는데, 이른바 TBM이 파놓은 굴 뒤에 미리 조립된 터널라인을 삽입하여 굴파기와 굴 완성하기를 동시에 진행하는 것입니다.
그런데 현재 우리나라에서는 TBM 공법을 사용하는 것을 보기 힘들지요? 지하철 공사등을 보면 인력을 동원해 드릴로 굴을 뚫고, 또는 단단할 때는 폭파공법을 사용하고 있습니다. 우리나라가 기술이 부족한 것도 아닌데 왜 TBM 공법을 이용하지 않는가... 그 부분에 대해서는 말미에 설명하도록 하겠습니다.
앞이 뾰족한 드릴과 같은 형태일거라는 예상과는 다르게 TBM은 앞이 평평합니다. 크기도 다양하지만 사실 굴을 파고 지주터널을 삽입한다고 생각해보면, 차나 지하철이 다니기 위해서는 저 정도 크기는 당연한 것으로 보입니다.
TBM의 머리 부분은 뚫어야 할 곳의 암석 종류에 따라 달라진다고 합니다.
하긴 사암질과 화강암질은 확연한 차이가 날테니 말입니다.
길고 거대한 이것을 쑤셔넣는 겁니다.
현재 우리나라에서 TBM 공법은 별로 쓰이지는 않는다고 합니다.
쉽게 얘기해서 채산성이 맞지 않습니다. 일단 기계 자체도 비용이 많이 드는데다, 저걸 설치하는데도 만만찮은 비용이 듭니다. 한마디로 초기 투자 비용이 많지요. 따라서 TBM을 이용하여 터널을 뚫으려면 상당히 긴 구간을 뚫을 때 사용하여야 비용 대비 효율이 나옵니다.
그러나 국내에서도 TBM 공법을 시행할 충분한 능력이 있으며, 여러차례 쓰였습니다. 물론 긴 터널을 뚫는 일에 TBM이 쓰였습니다. 일례로 국내 최장 터널로 알려져있는 죽령터널만 하더라도 TBM 공법으로 뚫려졌지요. 터널 길이가 4km가 넘기 때문에 충분히 활용가능한 곳이었습니다.
실제로 국내에서 긴 터널을 뚫을 때는 TBM 공법과 NATM 공법을 같이 사용합니다. 요즘 우리가 흔히 접할 수 있는 터널 공사는 지하철 확장공사인데 국내에서는 대부분 NATM 방식으로 시공되고 있습니다. 하지만 소음이나 진동이 적게나는 TBM 공사의 특징상 천공 구간이 긴 도심에서는 TBM 공법이 사용되는게 일반적입니다.
(참고로 NATM 공법은 터널의 천공방식이라기 보다는 뚫어놓은 터널을 유지하는 기술에 가깝습니다. 하지만 일반적으로 NATM공법이라 하면 재래식 공법과 연계하여 생각하는 경우가 많은데 죽령터널과 같이 TBM + NATM이 사용된 예로 보아 지지대를 세우는 방식으로 이해하여야 할 듯 합니다).
사진 모음
Reference
http://express.howstuffworks.com/exp-tunnel.htm
http://www.subversiveelement.com/Dulce.html
http://www.civil.usyd.edu.au/future/undergraduate/geotechnical.shtml
http://www.ocrwm.doe.gov/factsheets/doeymp0001.shtml
http://www.darkroastedblend.com/2008/11/humongous-tunnel-boring-machines.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Tunnel_boring_machine
추가 영상
출처: http://kr.blog.yahoo.com/funnyblog/1281352?c=1,4
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