TBM 공법이란? 도심 터널 시공의 정밀한 기계식 해법

TBM 공법이란?

TBM(Tunnel Boring Machine) 공법은 거대한 원통형 기계를 이용해 지하를 뚫는 **기계식 터널 굴착 방식**입니다. 지하철, 전력구, 공동구, 상수도 터널 등 다양한 도심 터널 공사에 주로 활용되며, ‘쉴드 공법’과 동일하거나 유사한 방식으로 분류되기도 합니다.

쉽게 말해, 지하를 ‘지하에서 조용히 뚫고 지나가는’ 기술이 바로 TBM 공법입니다. 노출이 거의 없고 정밀하게 진행되기 때문에 **소음, 먼지, 교통 통제** 없이 도심 터널 시공이 가능합니다.

TBM의 구조와 작동 원리

TBM은 지름 수 미터에서 수십 미터에 달하는 대형 기계로, 앞에서 굴착하고 뒤에서는 콘크리트 세그먼트를 설치하는 원스톱 터널 시공 장비입니다.

기본 구성 요소

커터헤드: 지반을 절삭하는 회전식 날
쉴드(Shield): 굴착된 공간을 지지하고 무너짐을 방지하는 외피
세그먼트 설치 장치: 콘크리트 조각을 조립하여 터널 벽체를 형성
배토 시스템: 굴착된 흙과 암석을 후방으로 이송
유압 잭: TBM을 전진시키는 추진력 담당

이 장비는 보통 24시간 가동되며, 일정한 속도로 일정한 직경의 터널을 시공할 수 있어 정밀 시공이 필요한 구간에 매우 적합합니다.

TBM의 종류

지반 상태와 용도에 따라 다양한 형태의 TBM이 사용됩니다. 대표적인 종류는 다음과 같습니다.

Earth Pressure Balance TBM (EPB): 연약 지반에 사용되며, 굴착된 흙을 압력 상태로 유지해 붕괴 방지
Slurry TBM: 지하수가 많거나 불안정한 지반에서 슬러리를 주입해 안정화
Hard Rock TBM: 암반 지반에 특화되어 강한 커터헤드로 암반을 절삭
Double Shield TBM: 전진과 동시에 세그먼트 시공 가능, 장거리 시공에 적합

요즘은 국내에서도 EPB 방식이나 슬러리 TBM이 주로 사용되며, 도시철도나 공동구 공사에서 점차 확대되고 있는 추세입니다.

쉴드 공법과 TBM 공법의 차이

사실 TBM 공법과 쉴드 공법은 거의 같은 기술로 분류되기도 합니다. 하지만 엄밀히 말하면 ‘쉴드 공법’은 TBM이 사용되는 하나의 **굴착 방식**을 의미하고, ‘TBM’은 장비 그 자체를 의미합니다.

항목	TBM 공법	쉴드 공법
정의	기계식 터널 굴착 전체 기술	TBM 장비를 활용한 비개착 터널 시공 방식
중점	장비 구조와 작동 원리 중심	시공 기법과 절차 중심
호환	쉴드 공법 내 TBM 포함됨	TBM 장비로 주로 수행

즉, TBM이 장비 이름이라면, 쉴드 공법은 TBM을 어떻게 활용할지를 말하는 시공 기법이라 보면 됩니다.

자주 묻는 질문(FAQ)

Q. TBM 공법은 어디에 많이 쓰이나요?

A. 지하철, 대심도 공동구, 수도관, 전력구, 도심 터널 등 지하 인프라 구축에 널리 사용됩니다.

Q. TBM은 얼마나 깊이까지 뚫을 수 있나요?

A. 설계에 따라 수십 미터~수백 미터까지 가능하며, 수직 하강 없이 수평으로 길게 뻗는 터널 시공에 특화되어 있습니다.

Q. 공사 속도는 빠른가요?

A. 지반 상태가 좋다면 하루 수십 미터 이상 굴착 가능하며, 일정한 속도로 고품질 터널을 만들어냅니다.

Q. 장비는 재사용 가능한가요?

A. TBM은 보통 프로젝트에 맞춰 설계되며 일부는 재조립하여 재사용할 수 있으나, 대부분은 1회성 사용입니다.

Q. TBM 공법은 친환경적인가요?

A. 교통 방해, 소음, 먼지가 거의 없어 도심 환경에 매우 친화적입니다. 단, 에너지 소비와 장비 운반에는 고려가 필요합니다.

TBM 공법은 이제 단순한 굴착 기술을 넘어, 정밀한 도시 인프라 구축의 핵심 기술로 자리 잡고 있습니다. 고속, 고정밀, 무진동, 무소음이라는 특징 덕분에 민원이 많은 도심 공사에서도 효과적인 대안으로 주목받고 있죠.

앞으로 대심도 철도, 스마트시티 지하망, 복합관로 구축 등 다양한 분야에서 TBM 공법의 역할은 더욱 커질 것으로 보입니다. 비용이 높아도, 안전과 품질에서 그 가치는 충분하다는 점. 현장에서 점점 더 증명되고 있습니다.