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터널 굴착기의 역사와 최신 기술동향

전문가 제언: 터널 굴착기(shield machine 또는 tunnel boring machine)는 지하 또는 해저에 터널을 구축하기 위한 기계로서 바위와 같은 단단한 암반에서부터 액체를 머금은 부드러운 토사까지 여러 종류의 토질을 굴착하는 기구다. 이러한 굴착기는 토압이나 수압에 견디기 위한 방수기능과 구조강도가 필요하기 때문에 이에 적합한 다양한 기술이 필요하다. 이 자료는 일본 산업계의 터널 굴착기기술에 대한 최근 동향을 개관한다.

터널 굴착기는 원통모양의 실드(shield) 앞부분에 땅을 굴착하기 위한 커터(cutter)가 달린 커터헤드가 붙어 있고, 이를 회전시키면서 추진 잭(jack)으로 굴착기를 전진시키면서 토질을 굴착해간다. 굴착기 뒤편에는 이렉터(erector)라 불리는 장치가 있고 일정거리를 굴착한 후 세그먼트들(segments; 분할된 터널 벽)을 연결하여 터널을 형성한다.

터널 굴착기술은 1825~1843년 기간에 걸쳐 영국 템스강 횡단 터널공사를 성공시킨 것을 출발점으로 본다. 일본에서는 1939년에 세계 최초의 해저터널인 Kanmon터널 공사를 완성했다. 굴착기술의 시초는 유럽이지만 이를 모방한 일본은 안전성 향상을 통해 일본 기술의 우위시대를 열기 시작하였다. 계속하여 토질과 터널 굴착기 내부를 완전히 차단하기 위해 압력장벽을 갖춘 밀폐형 터널 굴착기기술을 개발하고 이후 여러 조건과 용도에 따른 제품 다양화를 실현해왔다.

저자: SAKAI Yoshio
자료유형: 연구단신