국토교통부는 세계 최초로 TBM(Tunnel Boring Machine) 커터헤드(cutterhead) 설계자동화 시스템을 개발하고 연관된 기술인 TBM 장비 운전·제어 시스템을 국산화하는 데 성공했다고 20일 밝혔다. TBM은 터널 등을 파는 공사 장비이며, 커터헤드는 터널을 뚫는 데 쓰이는 거대한 드릴이다.

이 기술은 한국건설기술연구원과 이엠코리아 등 4개 민간회사가 국토부 연구개발(R&D)사업에 참여해 세계 최초로 개발했다. 연구개발에 2017년부터 올해까지 총 94억원이 투입됐다.

기존에는 수작업으로 커터헤드 설계를 해야 했으나, 이 시스템은 3차원 프로그램에 다양한 지반 조건을 입력하면 이에 적합한 커터헤드를 자동으로 설계해 준다. 평균 1개월 이상 소요되는 커터헤드 설계 소요기간을 설계 자동화 기술을 통해 3일 이내로 줄여준다.

TBM 장비 운전·제어 시스템은 커터헤드 회전속도와 굴진방향 등을 자동 제어하고 운전하는 TBM 운용상 핵심 기술로, 지금까지 일부 선진국만 보유해 왔다. 이번에 이 원천기술까지 확보함으로써 순수 국내 기술로 TBM 제작이 가능해질 것으로 기대된다.

TBM은 규격화된 건설기계와 달리 지반상태 등 현장 조건에 따라 맞춤형으로 설계·제작해야 하는 고가의 건설기계다.

설계·제작 기술을 보유한 국가들은 TBM 제작 및 운영기술을 철저하게 비공개로 관리해 원천기술을 확보하기가 쉽지 않았다.

최근 전 세계적으로 터널굴착 공사 시 소음, 진동 피해를 최소화하고 안전한 작업환경을 조성하기 위해 화약을 사용하는 굴착방식보다는 TBM을 활용한 기계식 굴착방식이 증가하는 추세다.

국토부 관계자는 “TBM 커터헤드 설계 자동화와 운전·제어 시스템 개발은 우리나라 건설기술이 세계시장을 선도할 수 있는 가능성을 보여준 큰 쾌거”라고 말했다.

하헌형 기자 hhh@hankyung.com