TBM을 이용해 해저터널을 뚫는 공법

TBM(Tunnel Boring Machine)을 이용해 해저터널을 뚫는 공법은 복잡한 작업이지만, 효과적으로 터널을 굴착할 수 있는 방법입니다. 해저터널은 바다 아래로 이동할 수 있는 교통로를 제공하기 위해 주로 해상 교통을 대체하거나 개선하기 위해 건설됩니다. TBM을 사용한 해저터널 굴착 공법은 다음과 같은 단계로 이루어집니다.

1. TBM 준비 및 설계
TBM 기계 설계: 해저터널을 뚫기 위해 사용되는 TBM은 특수한 설계가 필요합니다. 해저에서는 물리적인 압력, 지하수, 바다 환경의 특성을 고려하여 기계가 설계됩니다. TBM은 터널의 벽을 고르게 깎을 수 있는 강력한 커터 헤드를 장착하고, 굴착 후 발생하는 돌, 모래, 물 등을 배출할 수 있는 시스템을 갖추고 있습니다.

 

2. 터널 입구 준비
해저터널을 시작할 위치에 터널 입구를 설치합니다. 이 입구는 보통 해상에서 직접 건설하거나, 해안에서 육상으로 연결된 터널을 먼저 건설한 후, 해저로 이어지는 부분을 설치합니다.

 

3. 굴착 및 추진
TBM은 해저 바닥에 위치한 암반을 절단하면서 터널을 굴착합니다. 이 과정에서 커터 헤드가 회전하면서 암석이나 지반을 분쇄하고, 분쇄된 물질은 기계 내부의 벨트 시스템을 통해 운반되어 배출됩니다.
TBM은 연속적으로 작은 구간을 굴착하면서 진행되며, 터널은 기계와 함께 앞쪽으로 밀려가며 계속적으로 확장됩니다.

 

4. 지지 구조물 설치
TBM은 굴착하면서 터널 내부의 구조물도 동시에 설치합니다. 주로 콘크리트 링을 배치하여 터널 벽을 지지하고 안정성을 유지합니다. 이 과정은 굴착과 동시에 진행되며, 터널이 붕괴되지 않도록 합니다.

 

5. 수밀성 확보
해저에서는 지하수가 매우 중요하기 때문에, 굴착 과정에서 물이 터널로 침투할 수 있습니다. 따라서 수밀성을 유지하는 것이 매우 중요합니다. 이는 특수한 밀봉 시스템을 사용하여 해결되며, 굴착 중에 수압을 견디도록 설계된 장치들이 적용됩니다.

6. 터널 완성 및 후속 작업
터널이 완성되면, 내부의 전기, 통신, 환기, 배수 시스템 등을 설치하고, 터널의 마감 작업이 진행됩니다. 이후 해저터널은 교통 시스템이 연결될 수 있도록 사용됩니다.

 

7. 안전 관리
해저터널을 굴착하는 과정에서는 많은 안전 관리가 필요합니다. 해저 환경에서 발생할 수 있는 가스 누출, 해수 침투, 터널 붕괴 등의 위험 요소를 최소화하기 위해 철저한 모니터링과 예방 조치를 취합니다.
TBM을 이용한 해저터널 굴착은 다른 공법에 비해 정확도와 안전성을 높이고, 작업 시간을 단축시킬 수 있는 장점이 있습니다. 이 기술은 대규모 교통망, 수로 건설, 해양 자원 개발 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다.