현대건설, 한국형 로드헤더 굴착속도 예측모델 개발

TBM 통합운전관리시스템도 선봬…터널기계화 시공 앞장

현대건설이 터널 기계화 시공을 위해 국내 처음 한국형 '로드헤더(Roadheader) 굴착속도 예측모델'을 개발하고 관련 특허를 등록했다고 8일 밝혔다.

현대건설은 보통 굴착 시 폭약을 이용한 사용되는 재래식 발파공법의 사고 위험성과 소음·먼지 발생, 도심지 진동으로 인한 민원 등의 문제점을 해결하고자 터널 기계화 시공 연구에 착수했다.

로드헤더는 터널 굴착을 위해 사용하는 기계로 주로 해외 탄광·터널 공사에 사용됐는데 대형 터널 굴착 기계에 비해 상대적으로 저렴하고 활용범위가 높아 최근 국내에서도 사용이 늘고 있다. 다만 국내는 적용사례가 많지 않아 해외에서 개발된 굴착속도 예측모델에 의존했으나 암반이 단단하고 복합지층이 많은 지반 특성상 한계가 있었다.

현대건설은 인천도시철도 1호선 검단 연장선 현장을 대상으로 연구개발을 수행해 해외 예측모델을 검증하고 국내 지반 특성을 고려한 예측모델을 개발하게 됐다. 예측모델은 입지조건검토, 암석 강도 분석, 로드헤더 장비사양, 굴착시간 예측, 커터(Cutter) 소모량과 교체시간 예측, 로드헤더 굴착공기·공사비 산출 등으로 이뤄진다. 이와 함께 최근 TBM(Tunnel Boring Machine) 운영에 필요한 각종 데이터와 지반 정보를 실시간으로 취합·분석해 운전자에게 최적의 운영 방법을 제시하는 'TBM 통합운전관리시스템(TADAS, TBM Advanced Driving Assistance System)'도 개발했다. 지난해 한국건설경영협회 주관 건설기술연구에서 우수사례에 선정됐으며 올해 9월 덴마크에서 열린 세계 최대 터널 학술대회 '월드 터널 콩그레스(WORLD TUNNEL CONGRESS) 2022'에 소개됐다.

현대건설은 "기술 실증을 마쳤으며 대곡-소사 복선전철 현장에 적용해 공기 단축과 공사비 절감의 성과를 이뤘다"고 설명했다. 향후 고속국도 제400호선 김포-파주 현장에 적용하는 등 범위를 확대한다는 계획이다.

회사측은 "최근 도심 내 진행되는 도시철도 사업 증가와 함께 수도권광역급행철도(GTX) 노선 등의 수요 증가로 터널 공사 수요가 늘고 있다"면서 "향후 다양한 기술을 적극 개발·도입해 지하공간에서의 작업환경을 개선시키며 건설현장 선진화에 앞장서겠다"고 말했다.